(57)【要約】【課題】汚染物質がチャンバーに供給される問題やチャンバーの圧力が上昇する問題を抑制する。【解決手段】環境測定装置１は、細胞培養室５０ａに接続された循環管１１と、循環管１１に設けられたセンサ１２、ポンプ１３等と、接続管１９と、ポンプ収容筐体３０とを有する。ポンプ収容筐体３０は、ポンプ１３が収容されたポンプ室３０ａを画定し、外気に対して密閉されている。接続管１９は、ポンプ収容筐体３０と循環管１１の第１管部１１ｘとを接続している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを収容するチャンバーの環境を測定するための環境測定装置において、
前記チャンバーに接続された一端及び他端を有する循環管と、
前記循環管に設けられ、前記循環管を通るガスを測定するためのセンサと、
前記循環管における前記一端を含む第１管部と前記循環管における前記他端を含む第２管部との間に設けられ、前記第１管部における前記一端とは反対側の端部に接続された吸気口及び前記第２管部における前記他端とは反対側の端部に接続された排気口を有するポンプであって、前記チャンバー内のガスが前記一端から前記循環管に流入し、前記循環管内において前記センサを通って前記他端に向かい、前記他端を介して前記チャンバーに戻るガスの流れを生成するためのポンプと、
前記ポンプが収容されたポンプ室を画定し、外気に対して密閉されたポンプ収容筐体と、
前記ポンプ収容筐体と前記第１管部及び前記チャンバーのいずれか一方とを接続する接続管とを備えていることを特徴とする、環境測定装置。
【請求項２】
前記接続管が、前記ポンプ収容筐体と前記第１管部とを接続し、
前記第１管部における前記一端と前記接続管が接続された部分との間、及び、前記第２管部のそれぞれに、開閉弁が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の環境測定装置。
【請求項３】
前記接続管が、前記ポンプ収容筐体と前記チャンバーとを接続し、
前記第１管部、前記第２管部及び前記接続管のそれぞれに、開閉弁が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の環境測定装置。
【請求項４】
前記センサが、前記第１管部における前記開閉弁と前記一端とは反対側の端部との間、及び、前記第２管部における前記開閉弁と前記他端とは反対側の端部との間のいずれかに設けられていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の環境測定装置。
【請求項５】
前記センサは、前記循環管を通るガス中のパーティクルを測定するためのパーティクルセンサであり、前記第１管部に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の環境測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを収容するチャンバーの環境を測定するための環境測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス（クリーンエア、滅菌ガス等）を収容するチャンバー（細胞培養室、細胞試験室、細胞搬送室等）の環境を一定に保つこと等を目的として、チャンバーに接続された一端及び他端を有する循環管を設け、循環管を通るガスをセンサで測定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、殺菌チャンバーに対してオゾン濃度計と循環ポンプからなるオゾン濃度モニタを設け、循環ポンプを用いて殺菌チャンバー内のガスを循環管に循環させ、循環管を通るガス中のオゾン濃度をオゾン濃度計で測定する技術が示されている。
【０００３】
ポンプは、循環管における一端を含む第１管部と循環管における他端を含む第２管部との間に設けられ、第１管部における一端とは反対側の端部に接続された吸気口及び第２管部における他端とは反対側の端部に接続された排気口を有する。ポンプによって、チャンバー内のガスが一端から循環管に流入し、循環管内においてセンサを通って他端に向かい、他端を介してチャンバーに戻るガスの流れが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポンプは、その特性上、吸気口から循環管内のガスを吸引するだけでなく、ポンプ周辺の空気をも吸引してしまう。特許文献１の技術では、ポンプ周辺の空気（外気）が循環管内に流入して当該空気に含まれる汚染物質（雑菌等）がチャンバーに供給されるという問題や、チャンバーに対する吸気量よりも排気量が多くなることでチャンバーの圧力が上昇するという問題が生じ得る。
【０００６】
本発明の目的は、汚染物質がチャンバーに供給される問題やチャンバーの圧力が上昇する問題を抑制することができる、環境測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、ガスを収容するチャンバーの環境を測定するための環境測定装置において、前記チャンバーに接続された一端及び他端を有する循環管と、前記循環管に設けられ、前記循環管を通るガスを測定するためのセンサと、前記循環管における前記一端を含む第１管部と前記循環管における前記他端を含む第２管部との間に設けられ、前記第１管部における前記一端とは反対側の端部に接続された吸気口及び前記第２管部における前記他端とは反対側の端部に接続された排気口を有するポンプであって、前記チャンバー内のガスが前記一端から前記循環管に流入し、前記循環管内において前記センサを通って前記他端に向かい、前記他端を介して前記チャンバーに戻るガスの流れを生成するためのポンプと、前記ポンプが収容されたポンプ室を画定し、外気に対して密閉されたポンプ収容筐体と、前記ポンプ収容筐体と前記第１管部及び前記チャンバーのいずれか一方とを接続する接続管とを備えていることを特徴とする、環境測定装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、ポンプが吸引するポンプ周辺の空気が、ポンプ室内の空気となる。ポンプ室を画定するポンプ収容筐体は、外気に対して密閉されており、接続管によって第１管部及びチャンバーのいずれか一方と接続されている。したがって、ポンプ室内の空気はチャンバー内のガスに該当し、当該空気をポンプが吸引することになるため、汚染物質がチャンバーに供給される問題を抑制することができる。また、チャンバーに対する吸気量と排気量とが等しくなるため、チャンバーの圧力が上昇する問題も抑制される。
【０００９】
前記接続管が、前記ポンプ収容筐体と前記第１管部とを接続し、前記第１管部における前記一端と前記接続管が接続された部分との間、及び、前記第２管部のそれぞれに、開閉弁が設けられてよい。
上記構成によれば、チャンバーの滅菌時に、各開閉弁を閉じた状態でチャンバーに滅菌ガスを供給することで、ポンプを滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いポンプを使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
また、ポンプに対してガスの流れの上流に配置される開閉弁を、第１管部における接続管が接続された部分と一端とは反対側の端部との間に設けた場合、接続管を通ってポンプ室に滅菌ガスが流入し得るため、接続管にも開閉弁を設ける必要が生じ、開閉弁の数が増加し得る。これに対し、上記構成によれば、開閉弁の数の増加を抑制することができる。
【００１０】
前記第１管部における前記一端と前記接続管が接続された部分との間、及び、前記第２管部の少なくとも一方に、パーティクルを捕捉するためのフィルタが設けられてよい。
上記構成によれば、第１管部における一端と接続管が接続された部分との間に設けられたフィルタによって、環境測定装置の電源オフ時等にガスが逆流したときに、ポンプ室内のパーティクルが接続管及び第１管部を介してチャンバーに流入すること、及び、ポンプ内部のパーティクルが吸気口から第１管部を介してチャンバーに流入することを、共に防止することができる。また、第２管部に設けられたフィルタによって、循環管内のパーティクルがチャンバーに流入することを防止することができる。
【００１１】
前記接続管が、前記ポンプ収容筐体と前記チャンバーとを接続し、前記第１管部、前記第２管部及び前記接続管のそれぞれに、開閉弁が設けられてよい。
上記構成によれば、チャンバーの滅菌時に、各開閉弁を閉じた状態でチャンバー内に滅菌ガスを供給することで、ポンプを滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いポンプを使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
【００１２】
前記接続管及び前記第２管部の少なくとも一方に、パーティクルを捕捉するためのフィルタが設けられてよい。
上記構成によれば、接続管に設けられたフィルタによって、環境測定装置の電源オフ時等にガスが逆流したときに、ポンプ室内のパーティクルが接続管を介してチャンバーに流入することを防止することができる。また、第２管部に設けられたフィルタによって、循環管内のパーティクルがチャンバーに流入することを防止することができる。
【００１３】
前記センサが、前記第１管部における前記開閉弁と前記一端とは反対側の端部との間、及び、前記第２管部における前記開閉弁と前記他端とは反対側の端部との間のいずれかに設けられてよい。
上記構成によれば、チャンバーの滅菌時に、各開閉弁を閉じた状態でチャンバー内に滅菌ガスを供給することで、ポンプだけでなく、センサをも、滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いセンサを使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
【００１４】
前記センサは、前記循環管を通るガス中のパーティクルを測定するためのパーティクルセンサであり、前記第１管部に設けられてよい。
上記構成によれば、センサがポンプに対してガスの流れの上流に位置することになるため、ポンプ内部のパーティクルが循環管内に流入して当該パーティクルによってセンサの検知精度が悪化することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポンプが吸引するポンプ周辺の空気が、ポンプ室内の空気となる。ポンプ室を画定するポンプ収容筐体は、外気に対して密閉されており、接続管によって第１管部及びチャンバーのいずれか一方と接続されている。したがって、ポンプ室内の空気はチャンバー内のガスに該当し、当該空気をポンプが吸引することになるため、汚染物質がチャンバーに供給される問題を抑制することができる。また、チャンバーに対する吸気量と排気量とが等しくなるため、チャンバーの圧力が上昇する問題も抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る環境測定装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る環境測定装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
先ず、図１を参照し、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係る環境測定装置１は、細胞培養装置５０に含まれる細胞培養室５０ａの環境を測定するためのものであって、細胞培養室５０ａに接続された一端１１ａ及び他端１１ｂを有する循環管１１と、循環管１１に設けられたセンサ１２、ポンプ１３、流量メータ１４、ＵＶランプ１５、開閉弁１６及びフィルタ１７と、接続管１９と、ポンプ収容筐体３０と、コントローラ（図示略）とを含む。
【００１９】
細胞培養室５０ａは、クリーンエア（ガス）を収容する。また、細胞培養室５０ａは、滅菌時に、過酸化水素ガス等の滅菌ガスが供給され、滅菌ガスで満たされる。つまり、細胞培養室５０ａは、通常時はクリーンエアを収容し、滅菌時は過酸化水素ガス等の滅菌ガスを収容する。
【００２０】
また、細胞培養室５０ａは、細胞培養装置５０のコントローラ（図示略）の制御によって、一定の温度、及び、大気圧よりも高い圧力に保持されている。
【００２１】
循環管１１は、一端１１ａを含む第１管部１１ｘと、他端１１ｂを含む第２管部１１ｙとに区分される。
【００２２】
本実施形態において、接続管１９は、ポンプ収容筐体３０と第１管部１１ｘとを接続している。
【００２３】
センサ１２は、循環管１１を通るガス中のパーティクルを測定するためのパーティクルセンサであり、第１管部１１ｘに設けられている。センサ１２は、詳細には、第１管部１１ｘにおける開閉弁１６と一端１１ａとは反対側の端部１１ｃとの間（より詳細には、第１管部１１ｘにおける接続管１９が接続された部分１１ｅとポンプ収容筐体３０との間）に設けられている。
【００２４】
例えば、環境測定装置１のコントローラは、センサ１２によって測定された値を出力手段（ディスプレイ、スピーカ等）に出力する。作業者は、出力手段に出力された値を確認し、必要に応じて細胞培養室５０ａ内のパーティクルが除去されるように細胞培養装置５０のコントローラを動作させる。
【００２５】
ポンプ１３は、真空ポンプ（例えば、ダイアフラム型真空ポンプ、揺動ピストン型真空ポンプ、ドライポンプ等）であり、環境測定装置１のコントローラの制御によって駆動し、細胞培養室５０ａ内のガスが一端１１ａから循環管１１に流入し、循環管１１内においてセンサ１２を通って他端１１ｂに向かい、他端１１ｂを介して細胞培養室５０ａに戻るガスの流れを生成する。ポンプ１３は、第１管部１１ｘと第２管部１１ｙとの間に設けられ、第１管部１１ｘにおける一端１１ａとは反対側の端部１１ｃに接続された吸気口１３ａ及び第２管部１１ｙにおける他端１１ｂとは反対側の端部１１ｄに接続された排気口１３ｂを有する。
【００２６】
流量メータ１４は、循環管１１を通るガスの流量を計測するものである。例えば、環境測定装置１のコントローラは、流量メータ１４によって計測された値に基づいて、ポンプ１３のエラーや、センサ１２の測定箇所に対応する循環管１１の部分にセンサ１２に適した量のガスが流れているか否か、等を判断し、これを出力手段に出力する。
【００２７】
ＵＶランプ１５は、循環管１１を通るガスに対して紫外線を照射するものである。循環管１１内のガスは、ＵＶランプ１５が照射する紫外線によって殺菌された後、他端１１ｂから細胞培養室５０ａに戻される。
【００２８】
開閉弁１６は、第１管部１１ｘにおける一端１１ａと接続管１９が接続された部分１１ｅとの間、及び、第２管部１１ｙ（詳細には、他端１１ｂとＵＶランプ１５との間）のそれぞれに設けられている。各開閉弁１６は、環境測定装置１のコントローラの制御によって、循環管１１内のガスの流れを許可する開位置と、循環管１１内のガスの流れを禁止する閉位置とを選択的に取り得る。例えば、各開閉弁１６は、細胞培養室５０ａの滅菌時に滅菌ガスが細胞培養室５０ａに供給される間、閉位置に維持される。
【００２９】
フィルタ１７は、パーティクルを捕捉するためのものであり、第１管部１１ｘにおける一端１１ａと接続管１９が接続された部分１１ｅとの間（詳細には、開閉弁１６と部分１１ｅとの間）、及び、第２管部１１ｙ（詳細には、開閉弁１６とＵＶランプ１５との間）のそれぞれに設けられている。
【００３０】
ポンプ収容筐体３０は、ポンプ１３が収容されたポンプ室３０ａを画定し、外気に対して密閉されている。なお、ポンプ収容筐体３０には、第１管部１１ｘの端部１１ｃ近傍が貫挿される貫通孔、第２管部１１ｙの端部１１ｄ近傍が貫挿される貫通孔、ポンプ１３の電源コードをポンプ室３０ａ外に引き出すための貫通孔、ポンプ室３０ａ内の圧力を計測する圧力計を挿入するための貫通孔等が形成されている。ポンプ収容筐体３０は、これら各貫通孔を介してポンプ室３０ａが外気（接続管１９内の空気を除く、ポンプ室３０ａ外の空気）と連通しないよう、外気に対して密閉されている。
【００３１】
以上に述べたように、本実施形態によれば、ポンプ１３が吸引するポンプ周辺の空気が、ポンプ室３０ａ内の空気となる。ポンプ室３０ａを画定するポンプ収容筐体３０は、外気に対して密閉されており、接続管１９によって第１管部１１ｘと接続されている。したがって、ポンプ室３０ａ内の空気は細胞培養室５０ａ内のガスに該当し、当該空気をポンプ１３が吸引することになるため、汚染物質が細胞培養室５０ａに供給される問題を抑制することができる。また、細胞培養室５０ａに対する吸気量と排気量とが等しくなるため、細胞培養室５０ａの圧力が上昇する問題も抑制される。
【００３２】
接続管１９が、ポンプ収容筐体３０と第１管部１１ｘとを接続し、第１管部１１ｘにおける一端１１ａと接続管１９が接続された部分１１ｅとの間、及び、第２管部１１ｙのそれぞれに、開閉弁１６が設けられている。
上記構成によれば、細胞培養室５０ａの滅菌時に、各開閉弁１６を閉じた状態で細胞培養室５０ａに滅菌ガスを供給することで、ポンプ１３を滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いポンプ１３を使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
また、ポンプ１３に対してガスの流れの上流に配置される開閉弁１６を、第１管部１１ｘにおける接続管１９が接続された部分１１ｅと一端１１ａとは反対側の端部１１ｃとの間に設けた場合、接続管１９を通ってポンプ室３０ａに滅菌ガスが流入し得るため、接続管１９にも開閉弁１６を設ける必要が生じ、開閉弁１６の数が増加し得る。これに対し、上記構成によれば、開閉弁１６の数の増加を抑制することができる。
【００３３】
第１管部１１ｘにおける一端１１ａと接続管１９が接続された部分１１ｅとの間、及び、第２管部１１ｙのそれぞれに、パーティクルを捕捉するためのフィルタ１７が設けられている。
上記構成によれば、第１管部１１ｘにおける一端１１ａと接続管１９が接続された部分１１ｅとの間に設けられたフィルタ１７によって、環境測定装置１の電源オフ時等にガスが逆流したときに、ポンプ室３０ａ内のパーティクルが接続管１９及び第１管部１１ｘを介して細胞培養室５０ａに流入すること、及び、ポンプ１３内部のパーティクルが吸気口１３ａから第１管部１１ｘを介して細胞培養室５０ａに流入することを、共に防止することができる。さらに、第２管部１１ｙに設けられたフィルタ１７によって、循環管１１内のパーティクルが細胞培養室５０ａに流入することを防止することができる。
【００３４】
センサ１２が、第１管部１１ｘにおける開閉弁１６と一端１１ａとは反対側の端部１１ｃとの間に設けられている。
上記構成によれば、細胞培養室５０ａの滅菌時に、各開閉弁１６を閉じた状態で細胞培養室５０ａ内に滅菌ガスを供給することで、ポンプ１３だけでなく、センサ１２をも、滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いセンサ１２を使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
【００３５】
センサ１２は、循環管１１を通るガス中のパーティクルを測定するためのパーティクルセンサであり、第１管部１１ｘに設けられている。
上記構成によれば、センサ１２がポンプ１３に対してガスの流れの上流に位置することになるため、ポンプ１３内のパーティクルが循環管１１内に流入して当該パーティクルによってセンサ１２の検知精度が悪化することを防止することができる。
【００３６】
次いで、図２を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３７】
本発明の第２実施形態に係る環境測定装置１００は、接続管１９の配置態様と、開閉弁１６及びフィルタ１７の配置態様とを除き、第１実施形態に係る環境測定装置１と同じ構成を有する。以下、第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。
【００３８】
本実施形態において、接続管１９は、ポンプ収容筐体３０と細胞培養室５０ａとを接続している。
【００３９】
開閉弁１６は、第１管部１１ｘ（詳細には、一端１１ａとセンサ１２との間）、第２管部１１ｙ（詳細には、他端１１ｂとＵＶランプ１５との間）及び接続管１９のそれぞれに設けられている。
【００４０】
フィルタ１７は、接続管１９（詳細には、開閉弁１６とポンプ収容筐体３０との間）及び第２管部１１ｙ（詳細には、開閉弁１６とＵＶランプ１５との間）のそれぞれに設けられている。
【００４１】
以上に述べたように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、ポンプ１３が吸引するポンプ周辺の空気が、ポンプ室３０ａ内の空気となる。ポンプ室３０ａを画定するポンプ収容筐体３０は、外気に対して密閉されており、接続管１９によって細胞培養室５０ａと接続されている。したがって、ポンプ室３０ａ内の空気は細胞培養室５０ａ内のガスに該当し、当該空気をポンプ１３が吸引することになるため、汚染物質が細胞培養室５０ａに供給される問題を抑制することができる。また、細胞培養室５０ａに対する吸気量と排気量とが等しくなるため、細胞培養室５０ａの圧力が上昇する問題も抑制される。
【００４２】
また、本実施形態では、接続管１９が、ポンプ収容筐体３０と細胞培養室５０ａとを接続し、第１管部１１ｘ、第２管部１１ｙ及び接続管１９のそれぞれに、開閉弁１６が設けられている。
上記構成によれば、細胞培養室５０ａの滅菌時に、各開閉弁１６を閉じた状態で細胞培養室５０ａ内に滅菌ガスを供給することで、ポンプ１３を滅菌ガスから保護することができる。ひいては、滅菌ガスに対する耐性の低いポンプ１３を使用することが可能となり、低コスト化を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、接続管１９及び第２管部１１ｙのそれぞれに、パーティクルを捕捉するためのフィルタ１７が設けられている。
上記構成によれば、接続管１９に設けられたフィルタ１７によって、環境測定装置１の電源オフ時等にガスが逆流したときに、ポンプ室３０ａ内のパーティクルが接続管１９を介して細胞培養室５０ａに流入することを防止することができる。さらに、第２管部１１ｙに設けられたフィルタ１７によって、循環管１１内のパーティクルが細胞培養室５０ａに流入することを防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、例えば以下のように、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００４５】
・本発明に係るチャンバーは、細胞培養室に限定されず、ガスを収容する任意の空間（細胞試験室、細胞搬送室、基板（半導体ウェハ、液晶ディスプレイパネル等）製造室、基板搬送室等）であってよい。
・本発明に係るチャンバーに収容されるガスは、クリーンエアや過酸化水素ガスに限定されず、任意の種類のガス（酸化エチレンガス、窒素ガス、アルゴンガス等）であってよく、複数種類のガスが混合されたものであってもよい。
・本発明に係るセンサは、ガス中のパーティクルを測定するためのパーティクルセンサに限定されず、ガスを測定するための任意のセンサ（ガス中のオゾンや窒素の濃度を測定するための濃度センサ、ガスの臭気を測定するための臭気センサ、ガスの温度を測定するための温度センサ、ガスの湿度を測定するための湿度センサ等）であってよい。
・本発明に係るセンサは、本発明に係るポンプと一体であってもよい。本発明に係るセンサは、本発明に係るポンプと一体である場合及び本発明に係るポンプと別体である場合のいずれにおいても、ポンプ室内に配置されてよい。
・本発明に係るセンサは、第２管部における開閉弁と他端とは反対側の端部との間に設けられてもよい。
・本発明に係るフィルタは、開閉弁に対してガスの流れの上流及び下流のいずれに設けられてもよい。
・本発明に係るフィルタは、接続管がポンプ収容筐体と第１管部とを接続している場合に、第１管部における一端と接続管が接続された部分との間、及び、第２管部の少なくとも一方に設けられればよい。つまり、第１実施形態（図１）の２つのフィルタ１７の一方を省略してもよい。
・本発明に係るフィルタは、接続管がポンプ収容筐体とチャンバーとを接続している場合に、接続管及び第２管部の少なくとも一方に設けられればよい。つまり、第２実施形態（図２）の２つのフィルタ１７の一方を省略してもよい。
・本発明に係る環境測定装置において、流量メータやＵＶランプは、必須の要件ではなく、省略してよい。
【符号の説明】
【００４６】
１；１００  環境測定装置
１１  循環管
１１ａ  一端
１１ｂ  他端
１１ｘ  第１管部
１１ｙ  第２管部
１２  センサ
１３  ポンプ
１３ａ  吸気口
１３ｂ  排気口
１６  開閉弁
１７  フィルタ
１９  接続管
３０  ポンプ収容筐体
３０ａ  ポンプ室
５０  細胞培養装置
５０ａ  細胞培養室（チャンバー）
【図１】
2017133990.tif 000003
【図２】
2017133990.tif 000004