喷雾装置及培养装置的制作方法

1.本发明涉及喷雾装置及培养装置。


背景技术：

2.以往，作为用于对培养细胞或微生物等培养对象物的培养装置内进行去污的装置，已知有使去污液雾化的超声波雾化器。
3.例如，专利文献1中公开的co2培养箱具备在专利文献2中公开的超声波雾化器。专利文献2中公开的超声波雾化器通过使压电元件进行超声波振动，而在去污液的液面使去污液雾化。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2017-60864号公报
7.专利文献2：日本特开2011-36771号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.但是，在使用了专利文献2中公开的那种超声波雾化器的情况下，产生的去污液的液滴容易变大，而去污液不易扩散。因此，难以使去污液遍布至培养装置的内部的各个角落。
10.本发明的目的在于，提供能够产生较小的液滴的喷雾装置及具备该喷雾装置的培养装置。
11.解决问题的方案
12.本发明的喷雾装置具备：主体部，具有容纳过氧化氢水的容纳空间；以及振动板，该振动板上形成有供容纳于所述容纳空间的过氧化氢水通过的通孔，且对于在所述通孔中通过的过氧化氢水，所述振动板进行该过氧化氢水的喷雾。
13.本发明的培养装置具备上述的喷雾装置。
14.发明效果
15.根据本发明，可提供能够生成较小的液滴的喷雾装置及具备该喷雾装置的培养装置。
附图说明
16.图1是例示本发明的培养装置的示意图。
17.图2是例示本发明的喷雾装置的外观的立体图。
18.图3是本发明的喷雾装置的、沿铅垂平面剖开的纵剖面图。
19.图4是例示本发明的喷雾装置具备的振动板及保持部件的外观的图。
20.图5是图3的v-v剖面图。
具体实施方式
21.下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式为一例，本发明不限于该实施方式。
22.图1是例示本发明的培养装置1的示意图。
23.培养装置1能够在其内部空间即培养室r内进行植物的培育、植物细胞、组织及器官的培养、以及昆虫的饲养及培育等。以下，将利用培养装置1进行的培养、饲养、以及培育等的对象物，在下文中仅记载为对象物。
24.在培养装置1对上述的对象物进行培养、饲养、培育等时，培养室r需要处于清洁的状态。培养装置1通过进行规定的操作来执行培养室r的去污动作。
25.喷雾装置100在培养装置1执行去污动作时配置于培养室r。此外，图1中的1a是配置喷雾装置100的面(也就是配置面)。喷雾装置100将在去污动作中使用的去污液容纳于内部，且在培养装置1的去污动作时，通过进行去污液的喷雾，从而使去污液成为雾状并向培养室r排出。此外，也可以是，喷雾装置100设置于培养装置1。
26.接着，参照图2至图5对喷雾装置100进行说明。图2是例示喷雾装置100的外观的立体图。此外，图2中的60是通过振动来进行喷雾装置100内部的去污液的喷雾的振动板。关于振动板60，将在后面进行详细说明。图3是沿包含振动板60的中心轴cl的铅垂平面剖开的喷雾装置100的剖面图。图4是例示振动板60及保持部件61的外观的图。图5是图3的v-v剖面图。以下，将在利用培养装置1进行的去污动作中使用的去污液设为过氧化氢水，来进行说明。
27.喷雾装置100具备主体部2、盖3、支撑部件4、支脚5及喷雾机构6。
28.主体部2具备后述的液供给用储存部71r，在由液供给用储存部71r围成的空间即容纳空间sr(参照图3)中容纳有过氧化氢水。
29.在主体部2的前侧的外表面形成有凹陷21。在凹陷21中配置有喷雾机构6。凹陷21具有与构成喷雾机构6的保持部件61(后述)接触的被接触面即底面21s。在主体部2中形成有出口oh，该出口oh是在底面21s具有开口的通孔，且是供向容纳空间sr的外部流出的过氧化氢水通过的通过孔。底面21s是凹陷21的位于最后侧的面。在底面21s上形成有两个止液用突出部22a、22b。
30.止液用突出部22a、22b向后述的内侧保持部件62突出，且与内侧保持部件62接触。在从前侧观察时，止液用突出部22a、22b具有包围出口oh的环状的形状。止液用突出部22b的内径比止液用突出部22a的内径小，且止液用突出部22b位于止液用突出部22a的内侧。
31.另外，在主体部2的内部设置有液面检测装置7。关于液面检测装置7，将在后面进行详细说明。
32.盖3是从上侧覆盖主体部2的部件。支撑部件4是安装于主体部2的下侧，并支撑主体部2的部件。
33.支脚5设置于支撑部件4的下表面。支脚5中，在前侧具备一对前支脚51，在后侧具备一对后支脚52。前支脚51的铅垂方向上的尺寸比后支脚52的铅垂方向上的尺寸长。由此，喷雾装置100中，相对于配置面1a而言，支撑部件4的前侧的端部位于比支撑部件4的后侧的端部更靠上侧的位置。支撑部件4相对于配置面1a的倾斜角例如为6度。
34.另外，从侧方观察喷雾装置100时的前支脚51的下侧的轮廓具有较尖的部分及弯
曲的部分，前支脚51与配置面1a以大致点接触的方式接触。另外，从侧方观察喷雾装置100时的后支脚52的下侧的轮廓弯曲，后支脚52与配置面1a以大致点接触的方式接触。
35.由此，能够极力减小前支脚51与配置面1a的接触面积、以及后支脚52与配置面1a的接触面积，因此能够使由喷雾装置100以喷雾的方式喷出的过氧化氢水相对于配置面1a中的支撑部件4的下侧的区域而大范围地扩散。
36.接着，参照图3至图5对喷雾机构6进行说明。
37.喷雾机构6具备振动板60、保持部件61、以及喷嘴64。
38.振动板60具有喷出部601及被夹持部602。喷出部601具有向前侧突出的大致穹型的形状，位于振动板60的中央部。在喷出部601形成有供过氧化氢水通过的多个通孔。此外，通孔微小至以肉眼无法目视确认的程度。喷出部601受到被夹持部602的振动而前后振动。在喷出部601振动时，过氧化氢水通过通孔并且成为微细的液滴而被排出。也就是说，通过振动板60振动，来进行过氧化氢水的喷雾。喷出部601为金属制，例如为镍制。此外，以使振动板60的外表面朝向斜上侧的方式，通过保持部件61来配置振动板60。这时，振动板60的中心轴cl与水平面所成的倾斜角例如为6度。
39.被夹持部602是振动板60的外周部分。被夹持部602为压电陶瓷制。如图4所示，在被夹持部602上安装有电极e。交流电压从喷雾装置100具备的电源经由配线ew而被施加至电极e，由此，被夹持部602通过压电效应而前后振动。
40.保持部件61由内侧保持部件62和外侧保持部件63构成。此外，内侧保持部件62及外侧保持部件63均为硅树脂制。
41.如图4所示，内侧保持部件62具有大致圆筒状的形状。内侧保持部件62是从内表面侧支撑振动板60的部件。内侧保持部件62具有接触部621、内侧筒状部622、内侧支撑部623、以及包围部624。
42.接触部621是相当于内侧保持部件62中的后侧的壁的部位，具有是平板状且为环状的形状，与止液用突出部22a及22b接触。如图3所示，止液用突出部22a及22b挤入到接触部621中，接触部621中的与止液用突出部22a及22b接触的部分弹性变形而凹陷。
43.内侧筒状部622位于容纳空间sr与振动板60之间，且从接触部621的内周侧的端部向后侧突出。在内侧筒状部622中形成有供给通路62r。内侧筒状部622的容纳空间sr侧的端部插入到主体部2的出口oh中。由此，出口oh与供给通路62r相连，容纳空间sr内的过氧化氢水通过出口oh及供给通路62r而被引导至振动板60。
44.从内侧筒状部622的振动板60侧的端部至内侧筒状部622的容纳空间sr侧的端部的尺寸x比内侧筒状部622的内径的最小值小。图3中示出了表示内侧筒状部622的内径中的最小值的内径lmin。在本实施方式中，内径lmin是内侧筒状部622的振动板60侧的端部处的内径。
45.图3中示出了内侧筒状部622的内径随着接近容纳空间sr侧而变大的情况。图3中的iul表示将从振动板60侧的端部起至容纳空间sr侧的端部为止的各位置处的、内侧筒状部622的内周面的最上端连结的上端线。上端线iul具有越接近容纳空间sr，则相对于作为水平面的配置面1a越高的形状。
46.内侧支撑部623从接触部621的内周侧的端部向前侧突出。内侧支撑部623位于振动板60与内侧筒状部622之间，且与振动板60的被夹持部602的内表面接触。
47.沿包含振动板60的中心轴cl的平面剖开的内侧支撑部623的剖面形状带有圆角。由此，内侧支撑部623与被夹持部602的内表面以描绘环状的线的方式接触。
48.包围部624是从接触部621的外周端向前侧延伸的筒状的部位。如图5所示，在包围部624的内周面形成有向振动板60的外周面突出并与振动板60的外周面接触的定位突出部625。定位突出部625绕着中心轴cl等间隔地设置于包围部624的内周面的四个部位。另外，定位突出部625具有前端较尖的形状。另外，如图4所示，在包围部624中形成有用于供振动板60的配线ew通过的配线槽gw。
49.外侧保持部件63具有是环状且为大致平板状的形状。外侧保持部件63是从外表面侧支撑振动板60的部件。外侧保持部件63具有从外侧保持部件63的内周侧的端部向后侧突出的外侧支撑部631。外侧支撑部631配置于喷嘴64与振动板60之间，且与振动板60的被夹持部602的外表面接触。在外侧支撑部631中形成有喷出通路63r。被振动板60以喷雾的方式喷出的过氧化氢水在喷出通路63r中通过。
50.沿包含中心轴cl的平面剖开的外侧支撑部631的剖面形状带有圆角。由此，外侧支撑部631与被夹持部602的外表面以描绘环状的线的方式接触。
51.接着，参照图3对喷嘴64进行说明。
52.喷嘴64是形成有喷出孔64h的部件，该喷出孔64h供通过了形成于振动板60的微细的通孔的雾状的过氧化氢水通过。喷嘴64的内径随着远离振动板60而增加。图3中的obl表示将从振动板60侧的端部起至距振动板60最远的一侧的端部为止的各位置处的、喷嘴64的内周面的下端连结的下端线。下端线obl具有越远离振动板60，则距作为水平面的配置面1a的高度越低的形状。
53.从喷嘴64的振动板60侧的端部至振动板60的外表面的距离y比喷嘴64的内径的最小值小。图3中示出了表示喷嘴64的内径中的最小值的内径dmin。在本实施方式中，内径dmin是喷嘴64的振动板60侧的端部处的内径。
54.此外，即使由振动板60生成的过氧化氢水的液滴的一部分未在喷出通路63r通过而附着于振动板60的外表面，所附着的液滴也能够沿着振动板60的外表面、外侧保持部件63的下侧的内周面、以及喷嘴64的下侧的内周面，向主体部2的外部流出。
55.接着，参照图3对液面检测装置7进行说明。
56.液面检测装置7具备液储存部7r、连接管ct、浮标f、以及传感器se。
57.液储存部7r具有液供给用储存部71r及检测用储存部72r。在液供给用储存部71r中储存有向振动板60供给的过氧化氢水。
58.检测用储存部72r具有上侧筒状部721、下侧筒状部722、以及锥状筒状部723。下侧筒状部722及锥状筒状部723由透明材料形成。图3中的tcl表示检测用储存部72r的中心轴。上侧筒状部721由上部分721a、下部分721b、以及连接部分721c构成。上部分721a是上侧筒状部721的最上部的部位，与液供给用储存部71r由同一部件构成。在上部分721a的内周面形成有向检测用储存部72r的中心轴tcl突出的上侧突出片721f。下部分721b是上侧筒状部721的最下部的部位，其与锥状筒状部723及下侧筒状部722一体形成。连接部分721c例如是硅树脂管，其连接上部分721a与下部分721b。
59.下侧筒状部722位于比上侧筒状部721更靠下侧的位置。下侧筒状部722的内径比上侧筒状部的内径小，且比浮标f的外径大。在检测用储存部72r的内周面形成有向检测用
储存部72r的中心轴tcl突出的下侧突出片722f。
60.此外，浮标f的可动范围是上侧突出片721f与下侧突出片722f之间。
61.锥状筒状部723是位于上侧筒状部721与下侧筒状部722之间的部位。锥状筒状部723的上端处的内径与上侧筒状部721的内径相同，锥状筒状部723的下端处的内径与下侧筒状部722的内径相同。
62.连接管ct是弯折的管。连接管ct位于液供给用储存部71r及检测用储存部72r的下侧，连接管ct的一端从下侧连接于液供给用储存部71r，连接管ct的另一端从下侧连接于检测用储存部72r。由此，液供给用储存部71r与检测用储存部72r经由连接管ct连接，液供给用储存部71r内的过氧化氢水的液面ls与检测用储存部72r内的过氧化氢水的液面ss的高度彼此相同。
63.浮标f配置于检测用储存部72r内，漂浮在检测用储存部72r内的过氧化氢水中。因此，液面ss的高度与浮标f的高度之间存在着一方确定则另一方也确定的恒定的关系。浮标f由不透明的材料形成。
64.传感器se例如是微型光电传感器等光电传感器。传感器se配置于锥状筒状部723的下侧，且以围着下侧筒状部722的周围的方式配置。传感器se具备发光部(未图示)及受光部(未图示)，且在发光部向受光部发出的光被遮挡时，输出告知如下情况的检测信号，该情况为来自发光部的光被遮挡的情况。在本实施方式中，浮标f将来自发光部的光遮挡。也就是说，根据受光部中未检测出来自发光部的光的情况，来检测浮标f的位置，并基于检测出的浮标f的位置来检测液面ss的位置。图3中示出了传感器检测线ssl，该传感器检测线ssl表示比振动板60的通孔高的位置。将检测用储存部72r的各部位的尺寸或前支脚51及后支脚52的铅垂方向上的尺寸设定为，使得在液面ss到达传感器检测线ssl时浮标f到达遮挡来自发光部的光的位置。
65.接着，对去污动作时的喷雾装置100的动作进行说明。
66.首先，使用者从主体部2将盖3拆下，在喷雾装置100的容纳空间sr中放入过氧化氢水，以将盖3盖到主体部2的上部的方式安装盖3。接着，使用者打开培养装置1的门并在配置面1a上配置喷雾装置100，使喷雾装置100与培养装置1电连接。通过将培养装置1与喷雾装置100连接，从而培养装置1成为能够对喷雾装置100进行控制的状态。
67.接着，在使用者打开培养装置1的电源，并通过培养装置1的操作面板(未图示)进行了规定的操作时，培养装置1使喷雾装置100的电源启动。在喷雾装置100的电源将交流电压施加于被夹持部602时，被夹持部602以规定的频率前后振动。
68.通过被夹持部602的振动，喷出部601与被夹持部602的振动联动而前后振动。在喷出部601前后振动时，与喷出部601的内表面邻接的过氧化氢水进入通孔，通过通孔并朝着外表面侧离开(即，在通孔中通过)。过氧化氢水在通孔中通过，由此，形成过氧化氢水的微小液滴并向培养室r中排出(即，喷雾)。此外，由振动板60生成的液滴是与通孔的直径的大小相应的大小。也就是说，只要改变通孔的直径的大小，就能改变生成的液滴的大小。
69.被排出到培养室r中的过氧化氢通过培养装置1的送风机(未图示)，而被送至培养室r的各个角落。排出到培养室r的过氧化氢被分解为羟基自由基和氢氧化物离子。该羟基自由基引起从培养室r的污染物质中夺取电子的连锁反应，从而将培养室r的污染物质除去。
70.液面ls及液面ss随着由振动板60将液供给用储存部71r内的过氧化氢水以喷雾的方式喷出而下降。另外，随着液面ss的下降，浮标f也下降。
71.培养装置1在使喷雾装置100的电源启动并经过规定时间后，使喷雾装置100的电源的运转停止。由此，振动板60的振动停止。
72.通过以上步骤，完成培养装置1的去污动作。
73.此外，也可以是，当在经过规定时间之前液面ls到达规定位置——例如传感器检测线ssl的情况下，培养装置1使由喷雾装置100进行的过氧化氢水的喷雾停止。
74.在液面ls到达传感器检测线ssl、即液面ss到达传感器检测线ssl时，来自发光部的光被浮标f遮挡，传感器se的受光部接收不到来自发光部的光。在受光部接收不到来自发光部的光时，传感器se将检测信号输出至培养装置1。在被输入来自传感器se的检测信号时，培养装置1使喷雾装置100的电源的运转停止，从而使振动板60的振动停止。
75.此外，在振动板60停止振动时，至少振动板60的所有的通孔是处于被浸泡于过氧化氢水中的状态的。
76.根据本实施方式，在振动板60中形成有通孔，通过振动板60的振动，对于在通孔中通过的过氧化氢水，进行该过氧化氢水的喷雾。由此，喷雾装置100能够生成与通孔的直径相应的大小的过氧化氢水的液滴，因此能够通过减小通孔的大小，来可靠地生成较小的液滴。此外，与较大的液滴相比，较小的液滴易于随着空气到达更远处。因此，本实施方式的喷雾装置100能够使过氧化氢水扩散至培养室r的各个角落。因此，本实施方式的喷雾装置100能够有效地进行培养室r的去污。
77.将供给通路62r(即，内侧筒状部622)的容纳空间sr侧的端部至振动板60侧的端部的尺寸形成为较短，该供给通路62r供从容纳空间sr流向振动板60的过氧化氢水通过。由此，因振动板60的振动而在内表面侧产生的气泡易于向容纳空间sr移动，因该气泡汇集而生成的空气层不会变大，该空气层的下端不会到达振动板60的通孔。因此，能够防止由于该空气层到达通孔的内表面侧而不能进行过氧化氢水的喷雾的情况，能够有效地继续喷雾动作。此外，优选地，内侧筒状部622的容纳空间sr侧的端部至振动板60侧的端部的尺寸越短越好。
78.另外，将从振动板60侧的端部起至容纳空间sr侧的端部为止的各位置处的、内侧筒状部622的内周面的最上端连结的上端线iul具有随着接近容纳空间sr而变高的形状。因此，因振动板60振动而在振动板60的内表面产生的气泡会被引导至容纳空间sr，而不易在供给通路62r的上侧积存。因此，能够防止由气泡形成的空气层到达通孔的内表面侧所引起的、不能进行过氧化氢水的喷雾的情况，能够有效地继续喷雾动作。
79.将从振动板60至喷嘴64的振动板60侧的端部的距离形成为较短。由此，流入到由振动板60和外侧保持部件63的下侧的内周面形成的空间中的过氧化氢水沿着喷嘴64的内周面而顺利地流动至主体部2的外部。因此，能够防止振动板60的外表面侧的过氧化氢水将通孔堵塞而导致不能进行过氧化氢的喷雾的情况，能够有效地继续喷雾动作。此外，优选地，从振动板60至喷嘴64的振动板60侧的端部的距离越短越好。
80.另外，将从振动板60侧的端部起至距振动板60最远的一侧为止的端部的各位置处的、喷嘴64的内周面的下端连结的下端线obl具有随着远离振动板60而变低的形状，因此过氧化氢水更容易向主体部2的外部流动。因此，过氧化氢水不易在振动板60的外表面侧存
留，因此能够有效地继续喷雾动作。
81.在主体部2中的、配置喷雾机构6的部位即凹陷21的底面21s上形成有止液用突出部22a、22b，止液用突出部22a、22b挤入内侧保持部件62的接触部621而与接触部621接触，该内侧保持部件62用于构成喷雾机构6。由此，与使喷雾机构6与主体部2之间面接触的情况相比，能够更可靠地防止过氧化氢水从喷雾机构6与主体部2之间漏出。
82.将向振动板60的外周面突出的四个定位突出部625绕着中心轴cl等间隔地形成于内侧保持部件62。由此，能够在振动板60所延伸的平面内将振动板60保持于特定的位置。并且，定位突出部625具有前端较尖的形状，因此能够减少与振动板60的接触面积。由此，内侧保持部件62不会以超过需要的力压住振动板60，因此能够防止振动板60的弯折等损伤。
83.对振动板60进行夹持的内侧支撑部623及外侧支撑部631的、沿包含振动板60的中心轴cl的平面剖开的剖面形状分别带有圆角。由此，内侧支撑部623及外侧支撑部631以大致线接触的状态对振动板60进行夹持。因此，被从电源施加了交流电压的被夹持部602的振动易于向喷出部601传递。也就是说，能够更有效地使喷出部601振动，因此能够高效地进行过氧化氢水的喷雾。
84.前支脚51的铅垂方向上的尺寸比后支脚52的铅垂方向上的尺寸长，因此振动板60能够以其外表面朝向斜上侧的方式配置。因此，能够将被振动板60以喷雾的方式喷出的过氧化氢水喷至更远处。由此，进一步易于使过氧化氢水扩散于培养室r。
85.(变形例)
86.在上述的实施方式中，内侧保持部件62满足了以下的(a)和(b)这两者，但只要满足(a)和(b)中的至少一者，就能够防止在振动板60的内表面侧产生的气泡所形成的空气层导致不能进行过氧化氢水的喷雾的情况，从而能够有效地继续喷雾动作。
87.(a)从内侧筒状部622的容纳空间sr侧的端部至振动板60侧的端部的尺寸极短。
88.(b)内侧筒状部622的上端线iul具有随着接近容纳空间sr而变高的形状。
89.也可以是，外侧保持部件63的外侧支撑部631的内径随着远离振动板60而变大。在该情况下，也可以是，外侧支撑部631的距振动板60较远的一侧的端部的内径与喷嘴64的振动板60侧的端部的内径相同。在该情况下，振动板60的外表面侧的过氧化氢水更易于向主体部2的外部流动。
90.也可以是，止液用突出部形成于内侧保持部件62的接触部621。在该情况下，止液用突出部向主体部2的底面21s突出，并与底面21s接触。此外，在止液用突出部形成于内侧保持部件62的接触部621的情况下，在喷雾机构6配置于凹陷21时，止液用突出部处于在接触部621与底面21s之间弹性变形而被压扁的状态。
91.定位突出部625只要为三个以上，则形成几个都可以。
92.另外，也可以是，定位突出部625不与振动板60接触。在该情况下，即使是在因振动板60的振动，而在振动板60所延伸的平面内发生了振动板60的错位的情况下，错位的振动板60也会与定位突出部625接触，因此能够将振动板60的错位控制在一定的范围内。另外，振动板60并不是始终与所有的定位突出部625接触，因此能够以不将振动板60从其外周侧压住的方式，对振动板60进行保持。因此，能够进一步使施加于振动板60的载荷降低。
93.另外，内侧保持部件62也可不具有包围部624，可以是，代替内侧保持部件62，外侧保持部件63具有相当于包围部624的部位。在该情况下，在该部位形成有定位突出部。
94.在2019年10月30日提出的日本专利申请特愿2019-197487中包含的说明书、权利要求书、附图及摘要的公开内容全部引用于本技术。
95.工业实用性
96.本发明的喷雾装置能够应用于培养装置的去污动作。由此，本发明具有很高的工业实用性。
97.附图标记说明
98.1 培养装置
99.r 培养室
100.100 喷雾装置
101.2 主体部
102.21 凹陷
103.21s 底面
104.22a、22b 止液用突出部
105.oh 出口
106.3 盖
107.4 支撑部件
108.5 支脚
109.51 前支脚
110.52 后支脚
111.6 喷雾机构
112.60 振动板
113.e 电极
114.ew 配线
115.601 喷出部
116.602 被夹持部
117.61 保持部件
118.62 内侧保持部件
119.621 接触部
120.622 内侧筒状部
121.623 内侧支撑部
122.624 包围部
123.625 定位突出部
124.62r 供给通路
125.iul 上端线
126.gw 配线槽
127.63 外侧保持部件
128.631 外侧支撑部
129.63r 喷出通路
130.64 喷嘴
131.64h 喷出孔
132.obl 下端线
133.cl 中心轴
134.sr 容纳空间
135.7 液面检测装置
136.7r 液储存部
137.71r 液供给用储存部
138.ls 液面
139.72r 检测用储存部
140.ss 液面
141.721 上侧筒状部
142.721a 上部分
143.721b 下部分
144.721c 连接部分
145.721f 上侧突出片
146.722 下侧筒状部
147.722f 下侧突出片
148.723 锥状筒状部
149.ct 连接管
150.tcl 中心轴
151.ssl 传感器检测线
152.f 浮标
153.se 传感器。