JP2001149814A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペルチェ素子を冷却系の要素として使用して
も遠心室内の温度分布を均一にすることができ、それに
よってコンパクト化が図れる遠心分離機を提供するこ
と。 【解決手段】 遠心室を画成するケースの少なくとも外
面を熱伝導率の高い材質によって構成し、該ケースの外
面にペルチェ素子を当接設置したことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度管理を行うこ
とができる遠心分離機に関するもので、詳しくは、熱効
率を高め、しかもコンパクト化が図れる遠心分離機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、遠心分離機の使用が遺伝子工
学分野において増大している。このような分野で使用さ
れる遠心分離機では、細胞等の生体を扱うため試料の温
度管理が必須となる。例えば、細胞分画法の場合には、
遠心分離をしている間にモータから伝達される熱および
ロータと雰囲気との摩擦で熱が生じて、その熱で細胞小
器官やその成分が変性してしまう虞がある。そこで、こ
のような場合には、遠心室内を４〜１８℃に冷却する必
要がある。

【０００３】図５は、試料の温度管理が可能な従来の遠
心分離機を示している。この遠心分離機では、遠心室
（チャンバ）２０を画成するケース２１の外周に冷却管
２２を巻いて蒸発器とし、該冷却管２２の一端をコンプ
レッサ２３，コンデンサ２４，キャピラリチューブ２５
を介して冷却管２２の他端部に接続して冷却系を構成し
ている。そして、この遠心分離機では、コンプレッサ２
３を駆動することによって系内の冷媒を循環させて遠心
室２０内を冷房する。また、この遠心分離機では、遠心
室２０内に温度センサ２６を臨ませ、該温度センサ２６
を温度制御器２７に接続するとともに、試料温度設定器
２８を温度制御器２７に接続している。そして、温度制
御器２７において温度センサ２６からの検出値と試料温
度設定器２８で予め設定した温度設定値とを比較し、そ
の演算結果に基づいてコンプレッサ２３を駆動し、また
は停止している。

【０００４】このような遠心分離機では、冷却系として
冷却管２２，コンプレッサ２３，コンデンサ２４等を必
要とし、それだけ遠心分離機が大型化している。

【０００５】それに対して、ペルチェ素子を使用して、
冷却系を小型化した遠心分離機が提供されている（例え
ば、特開平９−１４１１３８号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、遠心分離機
では、遠心室２０内に発生する蒸気等の湿気によってケ
ース２１が腐食する虞れがあるため、ケース２１を耐腐
食性の高いステンレス鋼によって形成している。しかし
ながら、ステンレス鋼の熱伝導率（０．１６８Ｗ／（ｓ
・℃））はあまり高くなく、特に遠心室２０内を真空に
して使用する場合には、冷却管２２に対応した小範囲し
か冷却できないため、冷却管２２をケース２１外周全面
に巻回しなくてはならず、その作業が煩雑になるばかり
でなく、ケース２１が嵩張る要因にもなっている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ペルチェ素子を
冷却系の要素として使用しても遠心室内の温度分布を均
一にすることができ、それによってコンパクト化が図れ
る遠心分離機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の遠心
分離機では、遠心室を画成するケースの少なくとも外面
を熱伝導率の高い材質によって構成し、該ケースの外面
にペルチェ素子を当接設置したことを特徴としている。

【０００９】この発明の遠心分離機によれば、ペルチエ
素子の冷熱は、熱伝導率の高い材質によって形成された
ケースを経て、直ちに全体に伝達される。したがって、
遠心室は全体にわたって温度分布が均一になる。

【００１０】ケースは、内面（遠心室側の面）の耐腐蝕
性があまり考慮する必要がない場合、または耐腐蝕性に
優れかつ熱伝導率の高い材料を使用する場合には、熱伝
導率の高い材質のみによって形成してもよい。また、ま
た遠心室を画成する内ケースと該内ケースを囲繞する外
ケースによって構成し、該外ケースを熱伝導率の高い材
質によって形成してもよい。この場合には、内ケースを
耐腐蝕性に富んだ材料で形成することができる。また、
熱伝導率の高い材質の外ケースで内ケースを囲繞する場
合には、外ケースで内ケースを完全に覆うことが考えら
れるが、外ケースを分割させて内ケースを部分的に覆う
ようにしてもよい。

【００１１】本発明の遠心分離機において、耐腐食性に
優れた材料としては、ステンレス鋼の他に、チタン，メ
ッキ鋼板，ポリクロロ・トリフロロ・エチレン（商品名
テフロン）コーティング等の樹脂コーティング，ゴムコ
ーティング等があり、また、熱伝導率の高い材料として
は、アルミニウムの他に、亜鉛，銅，黄銅等がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る遠心分離機の
一実施の形態を縦断面図によって概念的に示したもので
ある。この遠心分離機では、遠心室１を画成するケース
２が、内ケース２ａと外ケース２ｂによって構成され、
内ケース２ａは耐腐食性に富んだステンレス鋼が使用さ
れ、外ケース２ｂには熱伝導性に富んだアルミニウムが
使用されている。そして、外ケース２ｂの底面には、適
宜箇所，適宜数のペルチェ素子３が当接配置されてお
り、ペルチェ素子３は温度制御器４に接続されている。
なお、この遠心分離機では、遠心室１内に温度センサ５
を臨ませ、該温度センサ５を温度制御器４に接続すると
ともに、試料温度設定器６を温度制御器４に接続してい
る。そして、温度制御器４において温度センサ５からの
検出値と試料温度設定器６で予め設定した温度設定値と
を比較し、その演算結果に基づいてペルチェ素子３を冷
却する。

【００１３】このように構成された遠心分離機では、ペ
ルチェ素子３に発生する冷熱が熱伝導の良い外ケース２
ｂによってケース２全体に伝達され、内ケース２ａを介
して遠心室１内に伝達される。

【００１４】図２は本発明に係る遠心分離機の他の実施
の形態を示した斜視図であり、図３はその遠心分離機の
要部を示した平面図，図４はその遠心分離機の要部断面
図である。

【００１５】この遠心分離機では、遠心室１を画成する
ケース２が熱伝導率の高いアルミニウムブロックによっ
て構成されている。このケース２は直方体を成してお
り、相対向する一対の側面に２つの突起７，７がそれぞ
れ形成されている。そして、このケース２では、突起７
を除いた側面を囲繞するようにして発泡スチロール等の
断熱材８が配設されている。

【００１６】一方、この遠心分離機は、２つの熱交換器
９，９を有している。それらの熱交換器９，９のハウジ
ング１０は４角筒を成しており、一側面に冷却板１１を
備えている。また、ハウジング１０の内部には、該冷却
板１１に連設された多数のフィン１２が収容され、ハウ
ジング１０の開口端にはファン１３が設置されている。
また、ハウジング１０の両端にはスプリング掛け１４が
形成されている。

【００１７】この遠心分離機では、冷却板１１をケース
２の突起７に向けて熱交換器９をそれぞれ配置させると
ともに、冷却板１１と突起７との間にペルチェ素子３を
配置させ、相対向する熱交換器９，９のスプリング掛け
１４，１４にスプリング１５の端部を係合させることに
よって熱交換器９，９をケース２に保持させる。この状
態においては、ペルチェ素子３は、スプリング１５の付
勢力によって熱交換器９の冷却板１１とケース２との間
に圧接挟持される。

【００１８】そして、ペルチェ素子３の各端子は、図１
に示した遠心分離機と同様に、温度制御器４に接続され
る。そして、試料温度設定器６で設定された電流がペル
チェ素子３に供給され、該ペルチェ素子３の一方の面が
冷却される。したがって、ケース２は、そのペルチェ素
子３によって冷却される。その際、ペルチェ素子３の他
方の面は加熱されるが、その熱は冷却板１１、さらには
フィン１２から放熱される。このフィン１２は、ファン
１３によってハウジング１０内に発生される空気の流に
晒され、強制的に冷却（放熱）されている。

【００１９】なお、上記実施の形態では、熱交換器９，
９にスプリング１５を装架し、該スプリング１５によっ
て熱交換器９をケース２方向へ付勢しているが、例え
ば、図２において円Ａ内に示したように、熱交換器９，
９を互いにネジ１６によって締結させ、その締結力で熱
交換器９をケース２へ圧接させるようにしてもよい。

【００２０】また、図１に示した実施の形態では、ケー
ス２を内ケース２ａと外ケース２ｂの２層構造にしてい
るが、３層以上であってもよい。例えば、鉄等の剛性を
もった材料で中間層を構成し、その内面に耐腐蝕性に優
れた材料をコーティングまたは添設し、外面にアルミニ
ウム板を添設するなどして３層に構成してもよいことは
勿論である。

【００２１】また、上記実施の形態では、遠心分離機の
遠心室１を冷却する場合について説明しているが、本発
明の遠心分離機は遠心室１を加熱する場合にも適用でき
ることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】上記したように、本発明の遠心分離機で
は、遠心室を画成するケースの少なくとも外面を熱伝導
率の高い材質によって構成し、該ケースの外面にペルチ
ェ素子を当接設置したことを特徴としている。この発明
の遠心分離機によれば、ペルチエ素子の冷熱は、熱伝導
率の高い材質によって形成されたケースを経て、直ちに
全体に伝達される。したがって、遠心室は全体にわたっ
て温度分布が均一になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遠心分離機の一実施の形態を概念
的に示した縦断面図である。

【図２】本発明に係る遠心分離機の他の実施の形態を示
した斜視図である。

【図３】図２の遠心分離機の要部を示した平面図であ
る。

【図４】図２の遠心分離機の要部縦断面図である。

【図５】従来の遠心分離機を示した概念的断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 遠心室 ２ ケース ２ａ 内ケース ２ｂ 外ケース ３ ペルチェ素子 ４ 温度制御器 ５ 温度センサ ６ 試料温度設定器 ７ 突起 ８ 断熱材 ９ 熱交換器 １０ ハウジング １１ 冷却板 １２ フィン １３ ファン １４ スプリング掛け １５ スプリング １６ ネジ

フロントページの続き (72)発明者 小寺 昌守 東京都練馬区田柄３丁目14番17号 トミー 工業株式会社内 (72)発明者 岡田 照夫 東京都練馬区田柄３丁目14番17号 トミー 工業株式会社内 (72)発明者 石井 隆麿 東京都練馬区田柄３丁目14番17号 トミー 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D057 AA00 AB01 AC01 AC05 AD01 AE11 BA34 BA43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心室を画成するケースの少なくとも外
   面を熱伝導率の高い材質によって構成し、該ケースの外
   面にペルチェ素子を当接設置したことを特徴とする遠心
   分離機。
2. 【請求項２】 前記ケースを熱伝導率の高い材質によっ
   て形成したことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離
   機。
3. 【請求項３】 前記ケースを遠心室を画成する内ケース
   と該内ケースを囲繞する外ケースによって構成し、前記
   内ケースを耐腐蝕性に富んだ材質で形成し、前記外ケー
   スを熱伝導率の高い材質によって形成したことを特徴と
   する請求項１に記載の遠心分離機。