KR102002425B1 - 웰 플레이트 수납블록 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록은 상면에 웰 플레이트의 웰이 수납되는 수납홀이 형성되고, 하면에 냉매가 충진되는 냉매 수용부가 상기 수납홀의 인접주위에 개구되어 형성된 블록체; 상기 블록체의 하부에 구비되어, 상기 냉매 수용부의 상기 냉매와 열교환하는 히트 싱크; 상기 히트 싱크의 하부에 구비되고, 상기 블록체의 하면에 결합되어 상기 냉매 수용부를 밀폐하는 실링 플레이트; 상기 실링 플레이트의 하부에 구비되는 바디; 상면과 하면이 반전되어 상기 바디에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 실링 플레이트를 가열 또는 냉각하는 열전소자모듈; 및 상기 바디의 하부에 구비되고, 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 구비되며, 상기 열전소자모듈과 열교환하는 냉각 탱크; 를 포함한다.

Description

웰 플레이트 수납블록{storage block for well plate}

본 발명은 웰 플레이트 수납블록에 관한 것으로, 웰 플레이트를 수납하는 블록의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 웰 플레이트 수납블록에 관한 것이다.

웰 플레이트(well plate)는 바이오 산업분야에서 세포, 핵산(DNA 또는 RNA) 등의 바이오 물질에 대한 샘플, 시료를 배양, 저장, 분석, 평가하기 위해 저장하는 장치이며, 웰 플레이트를 수납하는 수납블록은 직육면체의 알루미늄 합금, 스테인레스, 일반강 재질의 표면에 웰 플레이트를 수납하기 위한 다수의 수납홀을 가공한 형태를 갖는 장치이다.

웰 플레이트(P)는 도 1에 도시된 것과 같이, 소량의 샘플이 수용되는 다수의 웰(W)이 하나의 웰 플레이트(P)에 형성되어 있고, 수납블록(O)은 웰 플레이트(P)의 면적에 대응되는 면적 및 웰 플레이트(P)의 웰(W)의 개수만큼 수납홀(H)이 형성되어 있다.

이러한 웰 플레이트는 수납블록에 수납된 상태에서 샘플의 질량 분석, 분리, 검체 등 다양한 공정이 수행된다. 특히, 샘플에 따라 수납블록의 온도가 일정하게 유지되는 정온성이 중요한데, 관련 샘플마다 요구되는 온도가 0 ~ 100℃ 사이의 온도로서 상이하므로 이러한 온도 조건을 맞추는 것이 중요하다.

일반적으로 실험실에서 수납블록을 냉각장치에 보관하여 일정 온도 이하로 냉각시킨 후 실온 상태의 실험공간 또는 실험장치로 이동시키고, 냉각된 수납블록에 웰 플레이트를 수납한 후 샘플의 분석, 분리 등 공정을 수행하는데, 이 경우 실온에서 수납블록의 온도가 상승하여 시간이 지남에 따라 웰 플레이트의 냉각이 충분히 이루어지지 않게 되어, 샘플의 변질 가능성이 존재한다.

또한, 사용된 수납블록은 다시 냉각장치에서 냉각시켜 사용하여야 하므로 냉각 시간이 소요되어 전체 소요 시간이 증가되는 문제점도 있다.

또한, 실온보다 높은 온도로 웰 플레이트를 수납하여 사용할 경우 수납블록을 일정 온도 이상 가열한 후 사용하여야 하는데, 냉각과 마찬가지로 수납블록의 온도 변화 문제점 및 재사용 시 재가열에 따른 전체 소요 시간이 증가되는 문제점이 존재한다.

또한, 웰 플레이트의 웰은 96개, 384개가 일반 규격으로 사용되나, 특수 규격 웰 플레이트의 경우 다양한 웰의 개수 및 면적을 갖으므로, 웰 플레이트를 수납하는 수납블록의 크기 및 형태도 특수 규격 웰 플레이트에 맞추어 다양한 웰의 개수 및 면적을 갖도록 특수 규격으로 제작된다. 이러한 특수 규격으로 제작된 수납블록은 일반 규격의 웰 플레이트를 수납하지 못하므로 범용성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 수납블록을 자체적으로 냉각 및 가열하고, 수납된 웰 플레이트의 온도를 일정하게 유지시켜 정온성을 확보할 수 있으며, 하나의 수납블록을 응용하여 다양한 특수 규격의 웰 플레이트를 수납할 수 있는 웰 플레이트 수납블록의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 웰 플레이트를 수납하는 블록의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 웰 플레이트 수납블록을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록은 상면에 웰 플레이트의 웰이 수납되는 수납홀이 형성되고, 하면에 냉매가 충진되는 냉매 수용부가 상기 수납홀의 인접주위에 개구되어 형성된 블록체; 상기 블록체의 하부에 구비되어, 상기 냉매 수용부의 상기 냉매와 열교환하는 히트 싱크; 상기 히트 싱크의 하부에 구비되고, 상기 블록체의 하면에 결합되어 상기 냉매 수용부를 밀폐하는 실링 플레이트; 상기 실링 플레이트의 하부에 구비되는 바디; 상면과 하면이 반전되어 상기 바디에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 실링 플레이트를 가열 또는 냉각하는 열전소자모듈; 및 상기 바디의 하부에 구비되고, 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 구비되며, 상기 열전소자모듈과 열교환하는 냉각 탱크; 를 포함한다.

또한, 상기 열전소자모듈은, 외관을 형성하는 케이스; 상기 케이스의 일측면에 돌출되게 구비되는 결합부; 상기 케이스의 양측면에 돌출되게 형성되는 가이드 바; 상기 케이스의 내부에 구비되는 열전소자부; 상기 케이스의 상면 및 하면에 구비되어, 상기 열전소자부와 열교환하는 열전달 플레이트; 및 상기 케이스의 타측면에 구비되고, 상기 열전소자부에 연결되어 상기 열전소자부에 전원을 공급하는 전원공급부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디는, 상기 바디의 일측면에 돌출되게 구비되는 확장돌기; 상기 바디의 일측면에 직교하는 측면에 형성되어 상기 확장돌기가 결합되는 확장돌기홈; 상기 바디의 내측에 개구되어 형성되는 열전소자모듈 수용부; 상기 바디에 형성되고, 상기 열전소자모듈 수용부의 양측면에 함몰되게 형성되어, 상기 가이드 바가 슬라이딩되는 가이드 홈; 및 상기 바디의 내측에 형성되고 상기 결합부가 결합되는 결합홈; 을 포함할 수 있다.

또한, 상기 블록체를 냉각시키는 경우 상기 열전소자모듈의 상면이 냉각되도록 상기 열전소자모듈을 배치하고, 상기 블록체를 가열시키는 경우 상기 열전소자모듈의 상면이 냉각되는 면으로 상기 바디에 결합되어 있으면 상기 열전소자모듈을 상기 바디로부터 탈거하여 상기 열전소자모듈의 상면과 하면을 반전시킨 후 상기 바디에 인입시킬 수 있다.

또한, 상기 웰 플레이트 수납블록은 4개가 동일 평면상에 배치되며, 하나의 상기 바디의 제1면에 구비된 상기 확장돌기는 다른 하나의 상기 바디의 제2면에 형성된 상기 확장돌기홈에 결합되고, 상기 냉각수 유입구는 상기 열전소자모듈이 탈부착되는 제3면에 형성되며, 상기 냉각수 유출구는 상기 확장돌기홈이 형성되는 면의 평행면인 제4면에 형성되고, 하나의 상기 냉각 탱크의 상기 냉각수 유출구는 다른 하나의 상기 냉각 탱크의 상기 냉각수 유입구와 평행하게 배치되어 튜브로 상호 연결될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 웰 플레이트 수납블록에 따르면, 종래의 수납블록처럼 냉각 장치에서 별도의 냉각을 할 필요가 없이 자체적으로 냉각이 가능하며, 열전소자모듈(30)을 제어하여 정온성을 확보할 수 있으므로, 종래의 수납블록의 온도 변화에 따른 웰 플레이트(P)에 수용된 샘플의 변질 가능성이 차단된다.

또한, 열전소자모듈(30)을 반전시켜 열전소자모듈(30)의 상면이 가열되는 면으로 배치시킨 후 바디(20)에 탈착하여 블록체(10)를 가열할 수도 있으므로, 샘플마다 요구되는 다양한 온도에 맞추어 웰 플레이트 수납블록을 사용할 수 있게 된다.

또한, 블록체(10)의 상면 면적이 4개의 면적을 합한 면적으로 증가되도록 웰 플레이트 수납블록을 결합시킬 수 있어 일반 규격인 96개, 384개뿐만 아니라 특수 규격을 포함한 다양한 크기의 웰 플레이트(P)를 블록체(10)에 수납할 수 있게 된다.

또한, 4개의 웰 플레이트 수납블록을 결합시킨 경우에도 냉각수를 각각의 냉각 탱크(40)에 연결할 필요 없이 튜브(T)로 간단히 연결하여 4개의 냉각 탱크(40)를 하나의 냉각 탱크(40)로 사용하여, 냉각수의 사용효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 웰 플레이트 수납블록을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체(10), 히트 싱크(50), 실링 플레이트(60)를 저면에서 본 분해사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 6은 열전소자모듈(30)이 바디(20)에 탈부착되는 것이 도시된 도면이다.
도 7은 열전소자모듈(30)의 결합부(37)가 바디(20)의 결합홈(25)에 결합되는 것이 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 웰 플레이트 수납블록이 동일 평면상에 배치된 것이 도시된 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 4개의 웰 플레이트 수납블록이 결합하여, 웰 플레이트 수납블록의 면적이 증가된 것이 도시된 도면이다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 조작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체(10), 히트 싱크(50), 실링 플레이트(60)를 저면에서 본 분해사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 6은 열전소자모듈(30)이 바디(20)에 탈부착되는 것이 도시된 도면이고, 도 7은 열전소자모듈(30)의 결합부(37)가 바디(20)의 결합홈(25)에 결합되는 것이 도시된 도면이다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록은, 상면에 웰 플레이트(P)의 웰(W)이 수납되는 수납홀(H)이 형성되고, 하면에 냉매(R)가 충진되는 냉매 수용부(11)가 수납홀(H)의 인접주위에 개구되어 형성된 블록체(10), 블록체(10)의 하부에 구비되어 냉매 수용부(11)의 냉매(R)와 열교환하는 히트 싱크(50), 히트 싱크(50)의 하부에 구비되고 블록체(10)의 하면에 결합되어 냉매 수용부(11)를 밀폐하는 실링 플레이트(60), 실링 플레이트(60)의 하부에 구비되는 바디(20), 상면과 하면이 반전되어 바디(20)에 탈부착 가능하게 결합되고 실링 플레이트(60)를 가열 또는 냉각하는 열전소자모듈(30), 및 바디(20)의 하부에 구비되고, 냉각수 유입구(41)와 냉각수 유출구(43)가 구비되며, 열전소자모듈(30)과 열교환하는 냉각 탱크(40)를 포함한다.

블록체(10)는 외관을 형성한다. 블록체(10)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 블록체(10)는 일반강, 스테인레스강 또는 알루미늄합금 재질로 실시될 수 있다.

웰 플레이트(P)는 블록체(10)의 상면에 안착된다. 블록체(10)의 상면에는 수납홀(H)이 형성된다. 수납홀(H)은 웰(W)을 충분히 수용할 수 있는 깊이로 함몰되어 형성된다. 수납홀(H)에는 웰 플레이트(P)의 웰(W)이 수납된다.

블록체(10)의 상면은 웰 플레이트(P)의 면적에 대응되게 실시될 수 있으나 이에 실시예가 한정되지 않는다. 수납홀(H)은 웰 플레이트(P)의 웰(W)의 개수에 대응되게 실시될 수 있으나 이에 실시예가 한정되지 않는다.

블록체(10)는 웰 플레이트(P)의 일반 규격에 대응되는 면적 및 웰(W)의 개수로 실시될 수 있으나, 이에 실시예가 한정되지 않는다. 후술하는 것과 같이, 블록체(10)는 특수 규격의 웰 플레이트(P)에 대응될 수도 있다.

블록체(10)의 하면에는 냉매(R)가 충진되는 냉매 수용부(11)가 형성된다. 냉매 수용부(11)는 블록체(10)의 살을 절삭(cutting)하여 형성된다. 이 경우, 냉매 수용부(11)는 개구되어 형성된다.

이때, 냉매 수용부(11)는 수납홀(H)의 인접주위에 형성된다. 즉, 냉매 수용부(11)는 수납홀(H)이 형성된 부분을 제외한 나머지 블록체(10)의 불필요한 살을 절삭하여 형성되는 것으로, 수납홀(H)의 인접주위의 살을 절삭한 부분에 형성될 수 있다. 냉매 수용부(11)가 수납홀(H)의 인접주위에 형성되어, 웰 플레이트 수납블록의 무게가 감소되고 수납홀(H)과의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

히트 싱크(50)는 블록체(10)의 하부에 구비된다. 히트 싱크(50)는 열을 잘 전달하는 금속재질로 형성될 수 있다.

히트 싱크(50)는 냉매 수용부(11)에 삽입되게 구비된다. 히트 싱크(50)는 냉매(R)에 접촉되게 구비될 수 있다. 히트 싱크(50)는 냉매 수용부(11)의 냉매(R)와 열교환한다. 히트 싱크(50)는 후술하는 열전소자모듈(30)이 냉각 또는 가열되면 열전소자모듈(30)과 열교환하여, 냉매(R)가 냉각 또는 가열되도록 냉매(R)와 열교환한다.

히트 싱크(50)가 냉매(R)를 냉각시키는 경우 히트 싱크(50)는 냉매(R)로부터 열을 전달받으며, 히트 싱크(50)가 냉매(R)를 가열시키는 경우 히트 싱크(50)는 냉매(R)에 열을 전달하는 열교환을 한다.

실링 플레이트(60)는 히트 싱크(50)의 하부에 구비된다. 실링 플레이트(60)는 블록체(10)의 하면에 결합될 수 있다. 이 경우, 실링 플레이트(60)는 냉매 수용부(11)를 밀폐하여, 냉매 수용부(11)의 냉매(R)가 외부로 누출되지 않게 한다.

이때, 실링 플레이트(60)와 블록체(10) 사이에는 실링 플레이트(60)와 블록체(10) 사이를 밀봉하는 실링부재(61)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크(50)는, 실링 플레이트(60)의 상면에 접촉되는 히트 플레이트(51), 및 히트 플레이트(51)에 돌출되게 형성되고 냉매 수용부(11)에 삽입되어 냉매(R)에 접촉되는 핀(53)을 포함한다.

히트 플레이트(51)는 실링 플레이트(60)의 상면에 접촉된다. 히트 플레이트(51)는 실링 플레이트(60)와 열교환 할 수 있다.

핀(53)은 히트 플레이트(51)에 돌출되게 형성된다. 핀(53)은 히트 플레이트(51)에 하나 이상 형성될 수 있다. 핀(53)은 냉매 수용부(11)에 삽입된다. 이 경우, 핀(53)은 냉매(R)에 접촉되어 냉매(R)와 열교환한다. 핀(53)은 냉매 수용부(11)의 형상에 대응되는 형상으로 실시될 수 있다.

히트 플레이트(51)와 핀(53) 사이에는 단차부(55)가 형성될 수 있다. 이 경우, 단차부(55)에는 실링부재(61)가 구비될 수 있다. 실링부재(61)는 단차부(55)에 구비되어 냉매 수용부(11)를 밀봉하여, 냉매 수용부(11)의 냉매(R)가 실링 플레이트(60)로 누출되는 것을 방지한다.

바디(20)는 외관을 형성한다. 바디(20)는 실링 플레이트(60)의 하부에 구비된다. 바디(20)에 대하여는 후술한다.

열전소자모듈(30)은 바디(20)에 탈부착 가능하게 결합된다. 열전소자모듈(30)은 바디(20)에 슬라이딩 결합될 수 있다.

열전소자모듈(30)은 상면과 하면이 반전될 수 있다. 즉, 열전소자모듈(30)의 상면이 하면으로 위치되고, 하면이 상면으로 위치되도록 상면과 하면이 반전될 수 있다. 열전소자모듈(30)은 상면과 하면이 반전되어, 바디(20)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

열전소자모듈(30)은 실링 플레이트(60)를 가열 또는 냉각한다. 열전소자모듈(30)은 외부로부터 전원을 공급받아 상면이 가열 또는 냉각되면, 하면이 냉각 또는 가열될 수 있다. 이 경우, 열전소자모듈(30)에 접촉된 실링 플레이트(60)는 열전소자모듈(30)과 열교환하여 가열 또는 냉각된다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자모듈(30)은 외관을 형성하는 케이스(31), 케이스(31)의 일측면에 돌출되게 구비되는 결합부(37), 케이스(31)의 양측면에 돌출되게 형성되는 가이드 바(35), 케이스(31)의 내부에 구비되는 열전소자부, 케이스(31)의 상면 및 하면에 구비되어 열전소자부와 열교환하는 열전달 플레이트(33), 및 케이스(31)의 타측면에 구비되고 열전소자부에 연결되어 열전소자부에 전원을 공급하는 전원공급부(39)를 포함한다.

케이스(31)는 외관을 형성한다. 케이스(31)는 후술하는 것과 같이 바디(20)에 삽입될 수 있다. 이 경우, 케이스(31)는 열전소자모듈 수용부(G)에 삽입될 수 있다.

결합부(37)는 케이스(31)의 일측면에 돌출되게 구비된다. 결합부(37)는 후술하는 바디(20)의 결합홈(25)에 결합될 수 있다. 결합부(37)는 결합홈(25)에 탈부착되도록 결합될 수 있다.

가이드 바(35)는 케이스(31)의 양측면에 돌출되게 형성된다. 여기서, 양측면은 케이스(31)의 일측면에 인접된 양쪽 측면을 가리킨다. 가이드 바(35)는 케이스(31)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 가이드 바(35)는 후술하는 바디(20)의 가이드 홈(27)에 슬라이딩 결합될 수 있다.

열전소자부는 케이스(31)의 내부에 구비된다. 열전소자부는 외부로부터 열을 전달받아 일면이 가열 또는 냉각되고, 타면이 냉각 또는 가열될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자부는 상면 및 하면에 구비되고, 열전달 플레이트(33)의 내면에 접촉되는 세라믹층(32), 각 세라믹층(32)의 내면에 적층되고 전원공급부(39)에 연결되어 외부의 전원이 연결되는 전기전도층(34), 및 전기전도층(34) 사이에 구비되어, 전기전도층(34)으로부터 전류를 공급받아 일측이 가열되고 타측이 냉각되는 펠티에소자(36)를 포함한다.

세라믹층(32)은 열전소자부의 상면 및 하면에 구비된다. 세라믹층(32)은 외부와 열교환 할 수 있다. 세라믹층(32)은 표면에 접촉된 물체와 열교환한다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 세라믹층(32)은 후술하는 열전달 플레이트(33)의 내면에 접촉되어, 열전달 플레이트(33)와 열교환한다.

전기전도층(34)은 세라믹층(32)의 내면에 적층된다. 이 경우, 도 5에 도시된 것과 같이, 상면 및 하면에 적층된 세라믹층(32)의 각 내면에 전기전도층(34)이 각각 적층될 수 있다.

전기전도층(34)은 외부의 전원이 연결된다. 이 경우, 전기전도층(34)은 후술하는 전원공급부(39)에 연결될 수 있다.

펠티에소자(36)(Peltier effect device)는 전기전도층(34) 사이에 구비된다. 펠티에소자(36)는 전기전도층(34)에 연결된 전원으로부터 전류를 공급받아 일측이 가열되고, 타측이 냉각된다.

열전달 플레이트(33)는 케이스(31)의 상면 및 하면에 구비된다. 열전달 플레이트(33)는 금속재질로 형성될 수 있다. 열전달 플레이트(33)는 외부로 노출되게 구비될 수 있다.

열전달 플레이트(33)는 열전소자부에 적층될 수 있다. 이 경우, 열전달 플레이트(33)는 세라믹층(32)에 접촉될 수 있다.

열전달 플레이트(33)는 열전소자부에 전원이 공급되어 작동될 경우, 열전소자부와 열교환한다. 이 경우, 상면 또는 하면 중 어느 하나의 열전달 플레이트(33)는 냉각되고, 또 다른 하나의 열전달 플레이트(33)는 가열될 수 있다. 이때, 열전달 플레이트(33)는 후술하는 것과 같이, 어느 하나가 실링 플레이트(60)에 접촉되고, 다른 하나가 냉각 탱크(40)에 접촉된다

전원공급부(39)는 케이스(31)의 타측면에 구비된다. 여기서, 타측면은 일측면에 수평한 측면을 가리킨다. 전원공급부(39)는 외부의 전원에 연결되어, 열전소자부에 전원을 공급한다. 이 경우, 전원공급부(39)는 전기전도층(34)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전원공급부(39)는 범용직렬버스(universal serial bus, USB) 또는 마이크로 USB 5핀으로 실시될 수 있다.

상술한 것과 같이, 열전소자모듈(30)은 바디(20)에 탈부착 가능하게 결합된다. 또한, 열전소자모듈(30)은 상면과 하면이 반전될 수 있다. 이 경우, 열전소자모듈(30)에는 바디(20)로부터 열전소자모듈(30)을 탈거하기 위한 손잡이부(미도시)가 구비될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 바디(20)는, 바디(20)의 일측면에 돌출되게 구비되는 확장돌기(21), 바디(20)의 일측면에 직교하는 타측면에 형성되어 확장돌기(21)가 결합되는 확장돌기홈(23), 바디(20)의 내측에 개구되어 형성되는 열전소자모듈 수용부(G), 바디(20)에 형성되고, 열전소자모듈 수용부(G)의 양측면에 함몰되게 형성되어, 가이드 바(35)가 슬라이딩되는 가이드 홈(27), 및 바디(20)의 내측에 형성되고 결합부(37)가 결합되는 결합홈(25)을 포함한다.

확장돌기(21)는 바디(20)의 일측면에 돌출되게 구비된다. 여기서, 확장돌기(21)가 형성된 일측면을 도 6에 도시된 것과 같이 제1면(a)으로 정의한다.

확장돌기홈(23)은 바디(20)의 측면에 형성된다. 확장돌기홈(23)은 바디(20)의 일측면에 직교하는 측면에 형성될 수 있다. 여기서, 바디(20)의 일측면에 직교하는 측면은 제1면(a)에 직교하는 좌측면 또는 우측면일 수 있다. 이하에서, 바디(20)의 일측면에 직교하는 측면 중 확장돌기홈(23)이 형성된 면을 제2면(b)으로 정의한다. 또한, 제2면(b)에 평행한 평행면을 제4면(d)으로 정의한다.

확장돌기홈(23)은 다른 웰 플레이트 수납블록의 바디(20)에 구비된 확장돌기(21)가 결합된다. 이에 대하여는 후술한다.

열전소자모듈 수용부(G)는 바디(20)의 내측에 형성된다. 열전소자모듈 수용부(G)는 바디(20)의 내측에 개구되어 형성될 수 있다. 열전소자모듈 수용부(G)에는 열전소자모듈(30)이 수용된다. 여기서, 열전소자모듈 수용부(G)가 형성된 면을 제3면(c)으로 정의한다.

열전소자모듈 수용부(G)가 형성된 바디(20)는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 바디(20)는 몸체부(20a), 몸체부(20a)의 양측에 돌출되게 형성되는 날개부(20b)를 포함할 수 있다.

몸체부(20a)에는 확장돌기(21)가 돌출되게 형성된다. 이 경우, 확장돌기(21)가 형성된 면의 반대면에는 결합홈(25)이 함몰되어 형성된다.

날개부(20b)는 몸체부(20a)의 양측에 돌출되게 형성된다. 날개부(20b)는 몸체부(20a)와 직교한다.

몸체부(20a)의 내측에는 후술하는 가이드 홈(27)이 함몰되어 형성된다. 또한, 양측의 날개부(20b) 중 하나의 날개부(20b)에는 확장돌기홈(23)이 함몰되어 형성될 수 있다.

가이드 홈(27)은 바디(20)에 형성된다. 가이드 홈(27)은 열전소자모듈 수용부(G)에 형성된다. 가이드 홈(27)은 열전소자모듈 수용부(G)의 양측면에 함몰되게 형성된다.

가이드 홈(27)에는 가이드 바(35)가 슬라이딩된다. 즉, 열전소자모듈(30)이 열전소자모듈 수용부(G)에 탈부착되도록, 열자소자모듈이 열전소자모듈 수용부(G)에 인입 또는 인출될 때 가이드 바(35)가 가이드 홈(27)을 따라 슬라이딩될 수 있다.

결합홈(25)은 바디(20)의 내측에 형성된다. 결합홈(25)은 열전소자모듈 수용부(G)의 내측면에 형성될 수 있다. 결합홈(25)에는 열전소자모듈(30)의 결합부(37)가 결합된다. 이 경우, 결합부(37)는 결합홈(25)에 탈부착되게 결합될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 결합홈(25)은 열전소자모듈 수용부(G)의 내부에 구비되고 결합홈(25)의 내측에 삽입되는 탄성부재(28), 탄성부재(28)의 일단에 구비되어, 결합부(37)에 결합되는 결합돌기(29)를 포함한다.

탄성부재(28)는 열전소자모듈 수용부(G)의 내부에 구비된다. 탄성부재(28)는 결합홈(25)에 구비될 수 있다. 탄성부재(28)는 결합홈(25)의 내측에 삽입되게 배치될 수 있다.

결합돌기(29)는 탄성부재(28)의 일단에 구비된다. 결합돌기(29)는 탄성부재(28)로부터 탄성력을 인가받는다. 결합돌기(29)는 결합부(37)가 결합홈(25)에 결합 시, 탄성력을 인가받아 결합부(37)에 결합된다. 이 경우, 결합부(37)에는 결합돌기홈(38)이 형성될 수 있다.

냉각 탱크(40)는 바디(20)의 하부에 구비된다. 냉각 탱크(40)는 내부에 공동부(cavity)(45)가 형성되어 냉각수가 유동될 수 있다. 냉각 탱크(40)는 일측에 냉각수 유입구(41), 타측에 냉각수 유출구(43)가 구비될 수 있다.

냉각수 유입구(41)는 열전소자모듈(30)이 탈부착되는 면에 형성될 수 있다. 이 경우, 냉각수 유입구(41)는 제3면(c)에 형성된다. 냉각수 유출구(43)는 확장돌기홈(23)이 형성되는 면의 평행면에 형성될 수 있다. 이 경우, 냉각수 유출구(43)는 제4면(d)에 형성된다. 이때, 냉각수 유입구(41)가 형성된 제3면(c)과 냉각수 유출구(43)가 형성된 제4면(d)은 서로 직교한다.

냉각 탱크(40)는 열전소자모듈(30)에 접촉된다. 냉각 탱크(40)는 열전소자모듈(30)과 열교환한다. 열전소자모듈(30)의 상면이 냉각되면 열전소자모듈(30)의 하면은 가열되며, 이 경우, 열전소자모듈(30)의 하면에 접촉된 냉각 탱크(40)는 열전소자모듈(30)의 하면에 발생하는 열을 흡수하여 냉각수로 전달한다.

냉각수는 냉각수 유입구(41)를 통해 유입된 후 공동부(45)에서 열전소자모듈(30)로부터 발생한 열을 흡수한 후 냉각수 유출구(43)를 통해 유출된다. 이 경우, 냉각수는 지속적으로 냉각 탱크(40)에 공급되어, 열전소자모듈(30)로부터 발생한 열을 지속적으로 흡수할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 블록체(10)가 냉각되는 경우에 대하여 설명한다.

블록체(10)를 냉각시키는 경우 열전소자모듈(30)의 상면이 냉각되도록 열전소자모듈(30)을 배치한다.

이때, 열전소자모듈(30)의 상면을 냉각되는 면으로 배치시킨 후 열전소자모듈(30)을 바디(20)에 인입시킨다. 이 경우, 가이드 바(35)가 가이드 홈(27)에 결합되어 슬라이딩되고, 결합부(37)가 결합홈(25)에 결합된다.

이후, 전원공급부(39)에 전원을 연결하여, 열전소자모듈(30)의 상면이 냉각되도록 한다. 이 경우, 열전소자부의 상면이 냉각되고, 이에 접촉된 열전달 플레이트(33)가 냉각되어, 열전소자모듈(30)의 상면이 냉각된다.

열전소자모듈(30)의 상면이 냉각되면, 열전소자모듈(30)에 접촉된 실링 플레이트(60)가 냉각되고, 실링 플레이트(60)에 접촉된 히트 싱크(50)가 냉각되어, 냉매 수용부(11)의 냉매(R)가 냉각된다. 이에 따라, 수납홀(H)의 인접주위가 냉각되므로, 수납홀(H)이 냉각되어 수납홀(H)에 수납된 웰 플레이트(P)의 웰(W)이 냉각될 수 있게 된다.

블록체(10), 바디(20), 열전소자모듈(30) 중 어느 하나에는 온도센서(미도시)가 구비될 수 있다. 이 경우, 제어부(미도시)는 온도센서에서 감지된 온도를 측정하여, 열전소자모듈(30)의 냉각온도를 제어할 수 있다.

이때, 웰(W)에 수용된 샘플 또는 시약의 종류에 따라 요구되는 온도에 맞추어, 제어부가 열전소자모듈(30)의 온도를 제어할 수 있다. 이 경우, 온도센서에서 측정된 온도와 요구되는 온도를 비교하여, 요구되는 온도에 도달되도록 제어부가 열전소자모듈(30)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 블록체(10)의 온도가 일정하게 유지되어 정온성을 확보할 수 있다.

반대로, 블록체(10)가 가열되는 경우에 대하여 설명한다.

블록체(10)를 가열시키는 경우 열전소자모듈(30)의 상면이 가열되도록 열전소자모듈(30)을 배치한다.

여기서, 열전소자모듈(30)의 상면이 냉각되는 면으로 바디(20)에 결합되어 있으면, 사용자가 열전소자모듈(30)을 바디(20)로부터 탈거한다. 이후, 사용자가 열전소자모듈(30)의 상면을 가열되는 면으로 배치시킨 후 열전소자모듈(30)의 상면과 하면을 반전시킨다.

이후, 열전소자모듈(30)의 상면이 가열되는 면으로 배치되면, 열전소자모듈(30)을 바디(20)에 인입시킨다. 이 경우, 가이드 바(35)가 가이드 홈(27)에 결합되어 슬라이딩되고, 결합부(37)가 결합홈(25)에 결합된다. 나머지는 상술한 블록체(10)가 냉각되는 경우와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록에 따르면, 종래의 수납블록처럼 냉각 장치에서 별도의 냉각을 할 필요가 없이 자체적으로 냉각이 가능하며, 열전소자모듈(30)을 제어하여 정온성을 확보할 수 있으므로, 종래의 수납블록의 온도 변화에 따른 웰 플레이트(P)에 수용된 샘플의 변질 가능성이 차단된다.

또한, 열전소자모듈(30)을 반전시켜 열전소자모듈(30)의 상면이 가열되는 면으로 배치시킨 후 바디(20)에 탈착하여 블록체(10)를 가열할 수도 있으므로, 샘플마다 요구되는 다양한 온도에 맞추어 웰 플레이트 수납블록을 사용할 수 있게 된다.

이하, 도 8 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록을 복수개 연결하여 실시하는 경우에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 웰 플레이트 수납블록이 동일 평면상에 배치된 것이 도시된 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 4개의 웰 플레이트 수납블록이 결합하여, 웰 플레이트 수납블록의 면적이 증가된 것이 도시된 도면이다.

도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웰 플레이트 수납블록은 4개가 동일 평면상에 배치되며, 하나의 바디(20)의 일측면에 구비된 확장돌기(21)는 다른 하나의 바디(20)의 측면에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합되고, 냉각수 유입구(41)는 열전소자모듈(30)이 탈부착되는 면에 형성되며, 냉각수 유출구(43)는 확장돌기홈(23)이 형성되는 면의 평행면에 형성되고, 하나의 냉각 탱크(40)의 냉각수 유출구(43)는 다른 하나의 냉각 탱크(40)의 냉각수 유입구(41)와 평행하게 배치되어 튜브(T)로 상호 연결된다.

먼저, 도 8 내지 도 9에 도시된 것과 같이, 웰 플레이트 수납블록은 4개가 배치된다. 이 경우, 웰 플레이트 수납블록은 4개가 동일 평면상에 배치될 수 있다. 이때, 웰 플레이트 수납블록을 시계방향 순서로 A, B, C, D로 정의한다.

여기서, 하나의 바디(20)의 일측면에 구비된 확장돌기(21)는 다른 하나의 바디(20)의 측면에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합된다.

즉, 도 8 내지 도 9에 도시된 웰 플레이트 수납블록 중 A의 웰 플레이트 수납블록을 기준으로 설명하면, A의 바디(20)의 일측면에는 상술한 것과 같이 확장돌기(21)가 형성된다. 이 경우, 확장돌기(21)는 제1면(a)에 형성되며, 확장돌기홈(23)은 제2면(b)에 형성된다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 확장돌기홈(23)은 바디(20)의 내측에 삽입된 탄성체(24), 및 탄성체(24)의 일단에 구비되어, 확장돌기(21)에 결합되는 지지돌기(26)를 포함한다.

탄성체(24)는 바디(20)의 내부에 구비된다. 탄성체(24)는 바디(20)의 내측에 삽입되게 배치될 수 있다.

지지돌기(26)는 탄성체(24)의 일단에 구비된다. 지지돌기(26)는 탄성체(24)로부터 탄성력을 인가받는다. 지지돌기(26)는 확장돌기(21)가 확장돌기홈(23)에 결합 시, 탄성력을 인가받아 확장돌기(21)에 결합된다. 이 경우, 확장돌기(21)에는 지지돌기(26)홈이 형성될 수 있다.

A의 확장돌기(21)는 A에 인접한 B의 웰 플레이트 수납블록의 바디(20)의 측면에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합된다. 이 경우, A의 확장돌기홈(23)은 제2면(b)에 형성되고, B 내지 D도 동일하다.

또한, 냉각수 유입구(41)는 냉각 탱크(40)의 4면 중 열전소자모듈(30)이 탈부착되는 면에 형성된다. 이 경우, 냉각수 유입구(41)는 제3면(c)에 형성될 수 있다.

냉각수 유출구(43)는 확장돌기홈(23)이 형성되는 면의 평행면에 형성된다. 이 경우, 냉각수 유출구(43)는 제4면(d)에 형성될 수 있다.

즉, A의 웰 플레이트 수납블록이 B의 웰 플레이트 수납블록에 결합 시, A의 제1면(a)에 구비된 확장돌기(21)는 B의 제2면(b)에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합된다. 마찬가지로, B의 제1면(a)에 구비된 확장돌기(21)는 C의 제2면(b)에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합되며, C의 제1면(a)에 구비된 확장돌기(21)는 D의 제2면(b)에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합된다. 최종적으로, D의 제1면(a)에 구비된 확장돌기(21)는 A의 제2면(b)에 형성된 확장돌기홈(23)에 결합되어, 4개의 웰 플레이트 수납블록이 동일 평면상에 배치된다. 이 경우, 각 웰 플레이트 수납블록의 전원공급부(39)에 연결된 범용직렬버스(u)가 서로 간섭되지 않게 배치된다.

이렇게 4개의 웰 플레이트 수납블록이 배치되면, 하나의 냉각 탱크(40)의 냉각수 유출구(43)는 다른 하나의 냉각 탱크(40)의 냉각수 유입구(41)와 평행하게 배치된다.

즉, A의 냉각수 유출구(43)는 B의 냉각수 유입구(41)와 인접되어 평행하게 배치되어, 상호 튜브(T)로 연결시킬 수 있다. 이 경우, A의 냉각 탱크(40)로 유입된 냉각수가 냉각수 유출구(43)로 유동된 후 B의 냉각수 유입구(41)로 튜브(T)를 통해 유입된다.

마찬가지로, B의 냉각수 유입구(41)로 유입된 냉각수는 냉각수 유출구(43)로 유동된 후 C의 냉각수 유입구(41)로 튜브(T)를 통해 유입되며, C의 냉각 탱크(40)를 거쳐 최종적으로 D의 냉각 탱크(40)의 냉각수 유출구(43)로 유출된다.

이 경우, 최종적으로, A의 냉각수 유입구(41)에 냉각수를 유입시키고, D의 냉각수 유출구(43)로 냉각수를 유출시키면, 4개의 냉각 탱크(40)에서 냉각수가 유동되므로, 각각의 냉각 탱크(40)에 별도로 냉각수를 각각 유입 및 유출시킬 필요가 없게 되어, 실험환경이 간소화된다.

이에 따라, 블록체(10)의 상면 면적이 4개의 면적을 합한 면적으로 증가되므로, 일반 규격인 96개, 384개뿐만 아니라 특수 규격을 포함한 다양한 크기의 웰 플레이트(P)를 블록체(10)에 수납할 수 있게 된다.

또한, 냉각수를 각각의 냉각 탱크(40)에 연결할 필요 없이 튜브(T)로 간단히 연결하여 4개의 냉각 탱크(40)를 하나의 냉각 탱크(40)로 사용하여, 냉각수의 사용효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 블록체 20 : 바디
30 : 열전소자모듈 40 : 냉각 탱크

Claims (5)

1. 상면에 웰 플레이트의 웰이 수납되는 수납홀이 형성되고, 하면에 냉매가 충진되는 냉매 수용부가 상기 수납홀의 인접주위에 개구되어 형성된 블록체;
   상기 블록체의 하부에 구비되어, 상기 냉매 수용부의 상기 냉매와 열교환하는 히트 싱크;
   상기 히트 싱크의 하부에 구비되고, 상기 블록체의 하면에 결합되어 상기 냉매 수용부를 밀폐하는 실링 플레이트;
   상기 실링 플레이트의 하부에 구비되는 바디;
   상면과 하면이 반전되어 상기 바디에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 실링 플레이트를 가열 또는 냉각하는 열전소자모듈; 및
   상기 바디의 하부에 구비되고, 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 구비되며, 상기 열전소자모듈과 열교환하는 냉각 탱크;
   를 포함하는 웰 플레이트 수납블록.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자모듈은,
   외관을 형성하는 케이스;
   상기 케이스의 일측면에 돌출되게 구비되는 결합부;
   상기 케이스의 양측면에 돌출되게 형성되는 가이드 바;
   상기 케이스의 내부에 구비되는 열전소자부;
   상기 케이스의 상면 및 하면에 구비되어, 상기 열전소자부와 열교환하는 열전달 플레이트; 및
   상기 케이스의 타측면에 구비되고, 상기 열전소자부에 연결되어 상기 열전소자부에 전원을 공급하는 전원공급부;
   를 포함하는 웰 플레이트 수납블록.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 바디는,
   상기 바디의 일측면에 돌출되게 구비되는 확장돌기;
   상기 바디의 일측면에 직교하는 측면에 형성되어 상기 확장돌기가 결합되는 확장돌기홈;
   상기 바디의 내측에 개구되어 형성되는 열전소자모듈 수용부;
   상기 바디에 형성되고, 상기 열전소자모듈 수용부의 양측면에 함몰되게 형성되어, 상기 가이드 바가 슬라이딩되는 가이드 홈; 및
   상기 바디의 내측에 형성되고 상기 결합부가 결합되는 결합홈;
   을 포함하는 웰 플레이트 수납블록.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 블록체를 냉각시키는 경우 상기 열전소자모듈의 상면이 냉각되도록 상기 열전소자모듈을 배치하고,
   상기 블록체를 가열시키는 경우 상기 열전소자모듈의 상면이 냉각되는 면으로 상기 바디에 결합되어 있으면 상기 열전소자모듈을 상기 바디로부터 탈거하여 상기 열전소자모듈의 상면과 하면을 반전시킨 후 상기 바디에 인입시키는 웰 플레이트 수납블록.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 웰 플레이트 수납블록은 4개가 동일 평면상에 배치되며,
   하나의 상기 바디의 제1면에 구비된 상기 확장돌기는 다른 하나의 상기 바디의 제2면에 형성된 상기 확장돌기홈에 결합되고,
   상기 냉각수 유입구는 상기 열전소자모듈이 탈부착되는 제3면에 형성되며,
   상기 냉각수 유출구는 상기 확장돌기홈이 형성되는 면의 평행면인 제4면에 형성되고,
   하나의 상기 냉각 탱크의 상기 냉각수 유출구는 다른 하나의 상기 냉각 탱크의 상기 냉각수 유입구와 평행하게 배치되어 튜브로 상호 연결되는 웰 플레이트 수납블록.

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