JP2003159324A - 遠心機 - Google Patents
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 5
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
- B04B5/0442—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
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- B04B5/0442—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation
- B04B2005/0492—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation with fluid conveying umbilicus between stationary and rotary centrifuge parts
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い回転数が可能となるように、管路が比較
的僅かな機械的荷重に曝される、製造が特に簡単かつ安
価である遠心機を提供する。 【解決手段】 架台２に回転可能に設置された回転フレ
ーム１と、架台に設置されて、回転フレームの２倍の回
転数で同一回転方向に中心回転軸Ａの周りを回転可能な
分離装置４とを有する遠心機。液を供給および／または
排出するための管路６が分離装置４に接続されてループ
状に分離装置の周りを静止接続個所５へと案内されてい
る。管路を支持するために少なくとも１つの案内要素
７、８が設けられており、この案内要素が管路用支持面
１０を有する。案内要素の支持面は回転する平面曲線に
よって形成され、１点で曲線に接する各曲率円の半径Ｒ
２は接点と中心回転軸Ａとの間の距離Ｒ１が増すのに伴
って増加する。この形状で磨耗は接触面全体にわたって
均一であり、寿命が長くなる。
的僅かな機械的荷重に曝される、製造が特に簡単かつ安
価である遠心機を提供する。 【解決手段】 架台２に回転可能に設置された回転フレ
ーム１と、架台に設置されて、回転フレームの２倍の回
転数で同一回転方向に中心回転軸Ａの周りを回転可能な
分離装置４とを有する遠心機。液を供給および／または
排出するための管路６が分離装置４に接続されてループ
状に分離装置の周りを静止接続個所５へと案内されてい
る。管路を支持するために少なくとも１つの案内要素
７、８が設けられており、この案内要素が管路用支持面
１０を有する。案内要素の支持面は回転する平面曲線に
よって形成され、１点で曲線に接する各曲率円の半径Ｒ
２は接点と中心回転軸Ａとの間の距離Ｒ１が増すのに伴
って増加する。この形状で磨耗は接触面全体にわたって
均一であり、寿命が長くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心機、特に生体
液を遠心分離するためのスライドシールレス流動遠心機
に関する。
液を遠心分離するためのスライドシールレス流動遠心機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体液を流動状態で遠心分離する遠心機
は既知である。液は管路を介して、回転する遠心室に供
給されもしくはこの遠心室から排出される。しかし遠心
室と管路の静止接続個所との間で相対運動が生ずるため
に管路を案内することには問題が多い。従来の流動遠心
機では、管路の捩れを防止するために、回転するシール
が接続個所で使用されてきた。このような流動遠心機は
確かに高回転数を可能とするのではあるが、しかし回転
継手は液中に含まれる諸成分の漏れおよび損傷をもたら
すことがある。
は既知である。液は管路を介して、回転する遠心室に供
給されもしくはこの遠心室から排出される。しかし遠心
室と管路の静止接続個所との間で相対運動が生ずるため
に管路を案内することには問題が多い。従来の流動遠心
機では、管路の捩れを防止するために、回転するシール
が接続個所で使用されてきた。このような流動遠心機は
確かに高回転数を可能とするのではあるが、しかし回転
継手は液中に含まれる諸成分の漏れおよび損傷をもたら
すことがある。
【０００３】従来技術のスライドシールレス血液遠心機
が知られている。このスライドシールレス遠心機では管
路が静止接続個所からループ状に遠心室の周りを案内さ
れる（例えば、特許文献１参照）。このため管路は遠心
室に比べて半分の回転数で回転する回転フレームに結合
されている。このような流動遠心機は別の先行技術文献
にも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
が知られている。このスライドシールレス遠心機では管
路が静止接続個所からループ状に遠心室の周りを案内さ
れる（例えば、特許文献１参照）。このため管路は遠心
室に比べて半分の回転数で回転する回転フレームに結合
されている。このような流動遠心機は別の先行技術文献
にも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】このスライドシールレス流動遠心機では、
管路が比較的大きな機械的荷重に曝されており、回転数
の増加に伴って機械的荷重は大きく上昇する。遠心力の
影響を受けて管路は外方に張り出すループを形成し、こ
れにより静止接続個所と分離室への接続部とに高い交番
曲げ荷重が現れる。接続個所において鋭い入口角度、出
口角度をつけると接続アダプタと管路との間でさらなる
摩擦を生じ、それがやはり高い磨耗につながる。交番曲
げ荷重と磨耗は、管路の寿命もしくは遠心機の最高回転
数を制限する要因である。
管路が比較的大きな機械的荷重に曝されており、回転数
の増加に伴って機械的荷重は大きく上昇する。遠心力の
影響を受けて管路は外方に張り出すループを形成し、こ
れにより静止接続個所と分離室への接続部とに高い交番
曲げ荷重が現れる。接続個所において鋭い入口角度、出
口角度をつけると接続アダプタと管路との間でさらなる
摩擦を生じ、それがやはり高い磨耗につながる。交番曲
げ荷重と磨耗は、管路の寿命もしくは遠心機の最高回転
数を制限する要因である。
【０００５】管路を支持するための軸受を使用したスラ
イドシールレス流動遠心機が知られている。かかる流動
遠心機は、その遠心チューブが静止接続個所と分離室の
接続部との間で２つの滑り軸受で支持されている。内側
軸受胴と外側軸受胴とからなる滑り軸受は遠心チューブ
の構成要素である。滑り軸受は使い捨て品として確かに
簡単かつ安価に製造できるのではあるが、しかし特に高
回転数のとき摩擦損失が比較的大きい（例えば、特許文
献３参照）。
イドシールレス流動遠心機が知られている。かかる流動
遠心機は、その遠心チューブが静止接続個所と分離室の
接続部との間で２つの滑り軸受で支持されている。内側
軸受胴と外側軸受胴とからなる滑り軸受は遠心チューブ
の構成要素である。滑り軸受は使い捨て品として確かに
簡単かつ安価に製造できるのではあるが、しかし特に高
回転数のとき摩擦損失が比較的大きい（例えば、特許文
献３参照）。
【０００６】また、遠心チューブがころ軸受で支持され
ており、このころ軸受が回転フレームに固着されてい
る。回転体を備えた内側および外側軸受胴からなるころ
軸受は管路の構成要素である流動遠心機が知られている
（例えば、特許文献４参照）。このころ軸受は確かにベ
アリング摩擦が小さいという利点を有するが、しかし製
造が困難であり、費用が比較的高い。これは、遠心管路
が使用後に廃棄される使い捨て品である限りで重要であ
る。液管路を支持するための軸受を備えたスライドシー
ルレス流動遠心機もまた公知である（例えば、特許文献
５参照）。
ており、このころ軸受が回転フレームに固着されてい
る。回転体を備えた内側および外側軸受胴からなるころ
軸受は管路の構成要素である流動遠心機が知られている
（例えば、特許文献４参照）。このころ軸受は確かにベ
アリング摩擦が小さいという利点を有するが、しかし製
造が困難であり、費用が比較的高い。これは、遠心管路
が使用後に廃棄される使い捨て品である限りで重要であ
る。液管路を支持するための軸受を備えたスライドシー
ルレス流動遠心機もまた公知である（例えば、特許文献
５参照）。
【０００７】液管路が回転対称な支持面で支持され、こ
の支持面は回転する円弧によって形成される部分を有す
る流動遠心機も知られている（例えば、特許文献６参
照）。液管路を支持するための案内要素を提案してお
り、この案内要素はやはり回転対称な支持面を有する流
動遠心機も知られている（例えば、特許文献７参照）。
の支持面は回転する円弧によって形成される部分を有す
る流動遠心機も知られている（例えば、特許文献６参
照）。液管路を支持するための案内要素を提案してお
り、この案内要素はやはり回転対称な支持面を有する流
動遠心機も知られている（例えば、特許文献７参照）。
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第３２４２５４１号明
細書
細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４２２０２３２号明
細書
細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０１１２９９０号明
細書
細書
【特許文献４】国際公開第９５／１７２６１号パンフレ
ット
ット
【特許文献５】独国特許出願公開第１９８０３５３５号
明細書
明細書
【特許文献６】米国特許第４２２１３２２号明細書
【特許文献７】米国特許第４１１１３５６号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液を
供給し、または排出し、あるいはそれらの両方を行うた
めの管路が一方で十分に支持された、特に簡単かつ安価
に製造するができ、他方で、高い回転数が可能となるよ
うに、管路が比較的僅かな機械的荷重に曝される遠心機
を提供することであり、さらに管路の製造が特に簡単か
つ安価である遠心機を提供することである。
供給し、または排出し、あるいはそれらの両方を行うた
めの管路が一方で十分に支持された、特に簡単かつ安価
に製造するができ、他方で、高い回転数が可能となるよ
うに、管路が比較的僅かな機械的荷重に曝される遠心機
を提供することであり、さらに管路の製造が特に簡単か
つ安価である遠心機を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題の解決は、架台
（２）に回転可能に設置された回転フレーム（１）と、
該回転フレームに設置され、該回転フレームの２倍の回
転数で同一の回転方向に中心回転軸（Ａ）の周りを回転
する分離装置（４）と、該分離装置に接続されてループ
状に該分離装置の周りを静止接続個所（５）へと案内さ
れる少なくとも１つの液を供給し、または排出し、ある
いはこれらの両方を行うための管路（６）と、該管路を
支持する管路用支持面（１０）を有する少なくとも１つ
の案内要素（７、８）とを有し、回転する平面曲線（１
５）によって該案内要素の該支持面が形成される遠心機
であって、点（Ｐ）で前記曲線に接する各々の曲率円の
半径Ｒ２が、該接点と前記中心回転軸（Ａ）との間の距
離Ｒ１が増加するに伴って増加することを特徴とする遠
心機に明示された特徴でなされる。有利な諸構成は従属
請求項の対象である。
（２）に回転可能に設置された回転フレーム（１）と、
該回転フレームに設置され、該回転フレームの２倍の回
転数で同一の回転方向に中心回転軸（Ａ）の周りを回転
する分離装置（４）と、該分離装置に接続されてループ
状に該分離装置の周りを静止接続個所（５）へと案内さ
れる少なくとも１つの液を供給し、または排出し、ある
いはこれらの両方を行うための管路（６）と、該管路を
支持する管路用支持面（１０）を有する少なくとも１つ
の案内要素（７、８）とを有し、回転する平面曲線（１
５）によって該案内要素の該支持面が形成される遠心機
であって、点（Ｐ）で前記曲線に接する各々の曲率円の
半径Ｒ２が、該接点と前記中心回転軸（Ａ）との間の距
離Ｒ１が増加するに伴って増加することを特徴とする遠
心機に明示された特徴でなされる。有利な諸構成は従属
請求項の対象である。
【００１１】本発明による遠心機の管路を支持する案内
要素の支持面は回転する平面曲線によって形成され、１
点でこの曲線に接する各々の曲率円の半径は、接点と遠
心機の中心回転軸との間の距離が増すのに伴って増加す
る。このような形状の支持面により、案内要素および管
路の磨耗が支持面全体にわたって十分に均一であること
が達成される。磨耗が均一であると管路の寿命は向上す
ることが判明した。
要素の支持面は回転する平面曲線によって形成され、１
点でこの曲線に接する各々の曲率円の半径は、接点と遠
心機の中心回転軸との間の距離が増すのに伴って増加す
る。このような形状の支持面により、案内要素および管
路の磨耗が支持面全体にわたって十分に均一であること
が達成される。磨耗が均一であると管路の寿命は向上す
ることが判明した。
【００１２】各曲率半径Ｒ２と接点、回転軸間の各距離
Ｒ１との比は案内要素の支持面を描く曲線が推移して
も、極力一定しているべきである。定数ａ＝Ｒ２／Ｒ１
は使用する材料と幾何学的境界条件とに強く影響され
る。特に管路の曲げ剛性が重要である。寿命は特に１≦
ａ≦２であるとき長くすることができることが判明し
た。
Ｒ１との比は案内要素の支持面を描く曲線が推移して
も、極力一定しているべきである。定数ａ＝Ｒ２／Ｒ１
は使用する材料と幾何学的境界条件とに強く影響され
る。特に管路の曲げ剛性が重要である。寿命は特に１≦
ａ≦２であるとき長くすることができることが判明し
た。
【００１３】好ましい一実施形態では案内要素が、管路
を取り囲むキャップ形状（hulsenformiger）体である。
案内要素も管路も、好ましくは、潤滑剤なしに互いに容
易に滑動できる耐磨耗性の材料からなる。
を取り囲むキャップ形状（hulsenformiger）体である。
案内要素も管路も、好ましくは、潤滑剤なしに互いに容
易に滑動できる耐磨耗性の材料からなる。
【００１４】特別好ましい一実施形態では案内要素の支
持面が円筒形状の案内部分に続き、この案内部分の直径
は好ましくは管路がそのなかでゆるく案内されているよ
うに設計されている。円筒形状の案内部分が管路の直線
部分を案内するのに役立つ一方、支持面はそれに続く湾
曲管路部分を支持するのに役立つ。
持面が円筒形状の案内部分に続き、この案内部分の直径
は好ましくは管路がそのなかでゆるく案内されているよ
うに設計されている。円筒形状の案内部分が管路の直線
部分を案内するのに役立つ一方、支持面はそれに続く湾
曲管路部分を支持するのに役立つ。
【００１５】遠心機は管路を支持するために好ましくは
２つの案内要素を有する。第１の案内要素は、静止接続
個所から離れた方の分離装置の側面に設けられている。
この案内要素でもって、分離装置から延びる管路はルー
プ状に分離装置の周りを静止接続個所へと案内され、管
路は第１部分が案内要素の支持面で支持される。
２つの案内要素を有する。第１の案内要素は、静止接続
個所から離れた方の分離装置の側面に設けられている。
この案内要素でもって、分離装置から延びる管路はルー
プ状に分離装置の周りを静止接続個所へと案内され、管
路は第１部分が案内要素の支持面で支持される。
【００１６】静止接続個所に設けられる第２の案内要素
は、その支持面で、分離装置の周りを案内される管路の
第２部分を支持する。
は、その支持面で、分離装置の周りを案内される管路の
第２部分を支持する。
【００１７】本発明による両方の案内要素の支持面でも
って、管路は比較的僅かな機械的荷重に曝されるように
支持され、長期間にわたって高い回転数とすることが可
能である。しかしながら、原理的には、一方または他方
の案内要素のみが本発明による支持面を備えることもで
きる。
って、管路は比較的僅かな機械的荷重に曝されるように
支持され、長期間にわたって高い回転数とすることが可
能である。しかしながら、原理的には、一方または他方
の案内要素のみが本発明による支持面を備えることもで
きる。
【００１８】管路が案内されるループの形状に応じて、
他の案内要素を設けておくこともできる。各案内要素
は、管路を支持することができるようにするために２つ
の本発明による支持面を有することもできる。
他の案内要素を設けておくこともできる。各案内要素
は、管路を支持することができるようにするために２つ
の本発明による支持面を有することもできる。
【００１９】以下、図面を参考に本発明の一実施例が詳
しく説明される。
しく説明される。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は生体液、特に血液を遠心分
離するためのスライドシールレス流動遠心機の概略図で
あり、この遠心機は特許文献１に述べられた遠心機とそ
の構造および機能が対応する。流動遠心機は下側支持板
１ａと上側支持板１ｂと２つの横部品１ｃ、１ｄとを備
えた回転フレーム１を有する。回転フレーム１は垂直軸
３の周りを回転可能に固定架台２に設置されており、図
１には図示しない駆動装置によって回転数ｎ1で駆動さ
れる。円筒形状のチャンバの形態の分離装置４が回転フ
レーム１の回転軸の周りを回転できるように、回転フレ
ーム１の上側支持板１ｂに設置されている。分離装置４
は、図示しない駆動装置で回転フレーム１と同じ回転方
向に、２倍の回転数ｎ2＝２ｎ1で駆動される。分離装置
４は、支持板１ｂの下面に固着しておくこともできる。
離するためのスライドシールレス流動遠心機の概略図で
あり、この遠心機は特許文献１に述べられた遠心機とそ
の構造および機能が対応する。流動遠心機は下側支持板
１ａと上側支持板１ｂと２つの横部品１ｃ、１ｄとを備
えた回転フレーム１を有する。回転フレーム１は垂直軸
３の周りを回転可能に固定架台２に設置されており、図
１には図示しない駆動装置によって回転数ｎ1で駆動さ
れる。円筒形状のチャンバの形態の分離装置４が回転フ
レーム１の回転軸の周りを回転できるように、回転フレ
ーム１の上側支持板１ｂに設置されている。分離装置４
は、図示しない駆動装置で回転フレーム１と同じ回転方
向に、２倍の回転数ｎ2＝２ｎ1で駆動される。分離装置
４は、支持板１ｂの下面に固着しておくこともできる。
【００２１】中心回転軸は図１において符号Ａで表さ
れ、分離装置４と回転フレーム１との両方が中心回転軸
の周りを回転する。
れ、分離装置４と回転フレーム１との両方が中心回転軸
の周りを回転する。
【００２２】血液もしくは血液成分を分離装置４に供給
し、もしくは分離装置から排出するための単数または複
数のチューブが撓み管路６内でまとめられており、この
管路は遠心架台の静止接続個所５から分離装置４の周り
を案内されて分離装置の下面に接続されている。管路６
が分離装置４の半分の回転数で分離装置の周りを案内さ
れることによって、管路の捩れは防止される。
し、もしくは分離装置から排出するための単数または複
数のチューブが撓み管路６内でまとめられており、この
管路は遠心架台の静止接続個所５から分離装置４の周り
を案内されて分離装置の下面に接続されている。管路６
が分離装置４の半分の回転数で分離装置の周りを案内さ
れることによって、管路の捩れは防止される。
【００２３】管路６は、分離装置４に加えて、他に遠心
分離された血液成分を収集するための袋をさらに含むデ
ィスポーザブル品の一部である。このディスポーザブル
品は遠心機に挿入され、使用後に廃棄される。このよう
なチューブの配置は先行技術に属し、ここで詳しく説明
する必要はない。複数の収集袋を含むディスポーザブル
品は例えばＤＥ２８４５３６４Ａ１とＤＥ２８４５３９
９Ａ１に述べられており、これらはここで引用すること
により本明細書の一部をなすものとする。
分離された血液成分を収集するための袋をさらに含むデ
ィスポーザブル品の一部である。このディスポーザブル
品は遠心機に挿入され、使用後に廃棄される。このよう
なチューブの配置は先行技術に属し、ここで詳しく説明
する必要はない。複数の収集袋を含むディスポーザブル
品は例えばＤＥ２８４５３６４Ａ１とＤＥ２８４５３９
９Ａ１に述べられており、これらはここで引用すること
により本明細書の一部をなすものとする。
【００２４】遠心力による管路６の機械的荷重を減らす
ために、管路は静止接続個所５でも、静止接続個所５か
ら離れた方の分離装置４の側面でも支持されている。こ
のため分離装置の下面に第１の案内要素７が設けられ
て、管路６の第１の部分６ａを支持する。第２の管路部
分６ｂを支持するために静止接続個所５に第２の案内要
素８が設けられている。両方の案内要素７、８は同一の
構造である。管路は、図示しない他の案内要素または軸
受で、フレームの上側支持板１ｂの横アーム９に取り付
けておくことができる。
ために、管路は静止接続個所５でも、静止接続個所５か
ら離れた方の分離装置４の側面でも支持されている。こ
のため分離装置の下面に第１の案内要素７が設けられ
て、管路６の第１の部分６ａを支持する。第２の管路部
分６ｂを支持するために静止接続個所５に第２の案内要
素８が設けられている。両方の案内要素７、８は同一の
構造である。管路は、図示しない他の案内要素または軸
受で、フレームの上側支持板１ｂの横アーム９に取り付
けておくことができる。
【００２５】図２は、図１を参照して説明した遠心機の
２つの案内要素７、８の一方の概略を示す断面図であ
る。
２つの案内要素７、８の一方の概略を示す断面図であ
る。
【００２６】案内要素７、８は、特にＡＢＳプラスチッ
ク製のキャップ形状の物体であり、管路６の湾曲部分１
１を支持するための回転対称な支持面１０を有する。管
路６の直線部分１３を案内するための円筒形状の案内面
１２がこの支持面に続いている。円筒形状の案内面１２
の直径が管路６の外径よりも僅かに大きく、管路は案内
要素内でゆるく案内されている。
ク製のキャップ形状の物体であり、管路６の湾曲部分１
１を支持するための回転対称な支持面１０を有する。管
路６の直線部分１３を案内するための円筒形状の案内面
１２がこの支持面に続いている。円筒形状の案内面１２
の直径が管路６の外径よりも僅かに大きく、管路は案内
要素内でゆるく案内されている。
【００２７】案内要素７、８の回転対称な支持面１０は
案内要素の縦軸１４の周りを回転する平面曲線１５によ
って形成され、この曲線の推移は図２に示されている。
案内要素の縦軸１４は遠心機の回転軸Ａ上にある。
案内要素の縦軸１４の周りを回転する平面曲線１５によ
って形成され、この曲線の推移は図２に示されている。
案内要素の縦軸１４は遠心機の回転軸Ａ上にある。
【００２８】以下に、管路６および案内要素７、８の磨
耗の理論的背景と、磨耗を最小化し、管路及び案内要素
の寿命を長くするための、支持面の形状の正確な推移を
説明する。
耗の理論的背景と、磨耗を最小化し、管路及び案内要素
の寿命を長くするための、支持面の形状の正確な推移を
説明する。
【００２９】２つの擦り合う面の磨耗は以下の式で近似
的に表すことができる。 Ａ〜Ｖ*Ｐ
的に表すことができる。 Ａ〜Ｖ*Ｐ
【００３０】磨耗Ａは擦り合う両面の相対速度Ｖとそれ
らの面圧Ｐとに比例する。
らの面圧Ｐとに比例する。
【００３１】チューブを結合した場合、相対速度は一定
でなく、遠心機の中心回転軸Ａとの半径方向距離Ｒ１に
比例する。 Ｖ〜Ｒ１
でなく、遠心機の中心回転軸Ａとの半径方向距離Ｒ１に
比例する。 Ｖ〜Ｒ１
【００３２】面圧は、一方で管路の曲げに起因し、他方
で遠心に基づく引張力に起因する力に依存している。 Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２
で遠心に基づく引張力に起因する力に依存している。 Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２
【００３３】Ｐ１は、曲げ梁の法則（Gesetzen des Bie
gebalkens）に従って、曲げ半径Ｒ２が小さくなるのに
比例して増加し、Ｐ２は索巻掛けの法則（Gesetzen Sei
lumschlingu）に従って曲げ半径Ｒ２の減少にやはり比
例して上昇する。こうして総面圧Ｐに次式が成り立つ。 Ｐ〜１／Ｒ２ その結果、磨耗について次の関係が成り立つ。 Ａ〜Ｒ１／Ｒ２
gebalkens）に従って、曲げ半径Ｒ２が小さくなるのに
比例して増加し、Ｐ２は索巻掛けの法則（Gesetzen Sei
lumschlingu）に従って曲げ半径Ｒ２の減少にやはり比
例して上昇する。こうして総面圧Ｐに次式が成り立つ。 Ｐ〜１／Ｒ２ その結果、磨耗について次の関係が成り立つ。 Ａ〜Ｒ１／Ｒ２
【００３４】案内要素７、８の支持面１０の形状は、磨
耗が支持面全体にわたって極力変化しないように仕上げ
ておくべきであろう。そのことから、両方の半径Ｒ１、
Ｒ２の比は支持面を描く曲線１５の推移にわたって極力
一定することになる。 Ｒ２／Ｒ１＝ａ
耗が支持面全体にわたって極力変化しないように仕上げ
ておくべきであろう。そのことから、両方の半径Ｒ１、
Ｒ２の比は支持面を描く曲線１５の推移にわたって極力
一定することになる。 Ｒ２／Ｒ１＝ａ
【００３５】図３は支持面を描く曲線の正確な推移を示
す。遠心機の中心回転軸Ａがデカルト座標系の原点を通
るものと仮定する（Ｙ軸）。
す。遠心機の中心回転軸Ａがデカルト座標系の原点を通
るものと仮定する（Ｙ軸）。
【００３６】曲線の推移は次式で表される。
（１） ｘ(i+1)＝Ｒ1(i+1)＝Ｒ1i＋Ｒ1i *ａ*（ｃｏｓ
αi‐ｃｏｓ（αi＋Δα）） （２） Ｙ(i+1)＝Ｙi＋Ｒ1i *ａ*（‐ｓｉｎαi＋ｓｉ
ｎ（αi＋Δα）） （３） Δα＝Δαi＝一定 （４） αi＝ｉ*Δα
αi‐ｃｏｓ（αi＋Δα）） （２） Ｙ(i+1)＝Ｙi＋Ｒ1i *ａ*（‐ｓｉｎαi＋ｓｉ
ｎ（αi＋Δα）） （３） Δα＝Δαi＝一定 （４） αi＝ｉ*Δα
【００３７】１点で曲線に接する各曲率円の半径Ｒ２
は、接点と中心回転軸との間の距離Ｒ１が増すのに伴っ
て増加する。
は、接点と中心回転軸との間の距離Ｒ１が増すのに伴っ
て増加する。
【００３８】点Ｐiで曲線に接する曲率円は、例えば曲
率半径がＲ2iである。接点Ｐiと中心回転軸Ａ（Ｙ軸）
との間の距離はＲ1i＝ｘiである。点Ｐi+1で曲線に接す
る曲率円は半径がＲ2i+1である。接点Ｐi+1と回転軸Ａ
（Ｙ軸）との間の距離はＲ1i+1＝ｘi+1である。図３か
ら明らかなように、接点Ｐi+1は接点ＰiよりもＹ軸との
距離が大きい。したがって点Ｐi+1における曲率半径
は、図３から明らかなように点Ｐiにおける曲率半径よ
りも大きくなければならない。曲率円の中心点は図３に
Ｍiで示してある。
率半径がＲ2iである。接点Ｐiと中心回転軸Ａ（Ｙ軸）
との間の距離はＲ1i＝ｘiである。点Ｐi+1で曲線に接す
る曲率円は半径がＲ2i+1である。接点Ｐi+1と回転軸Ａ
（Ｙ軸）との間の距離はＲ1i+1＝ｘi+1である。図３か
ら明らかなように、接点Ｐi+1は接点ＰiよりもＹ軸との
距離が大きい。したがって点Ｐi+1における曲率半径
は、図３から明らかなように点Ｐiにおける曲率半径よ
りも大きくなければならない。曲率円の中心点は図３に
Ｍiで示してある。
【００３９】特に１≦ａ≦２であるとき、長い寿命を達
成できることが実務においてわかった。図４はａ＝１、
ａ＝１．６、ａ＝２の場合の支持面の形状を示す。この
ような形状はａ＝１とａ＝２の範囲内とすべきであろ
う。
成できることが実務においてわかった。図４はａ＝１、
ａ＝１．６、ａ＝２の場合の支持面の形状を示す。この
ような形状はａ＝１とａ＝２の範囲内とすべきであろ
う。
【００４０】定数ａ＝１．６のとき、磨耗は接触面全体
にわたって十分均一に分布している。遠心機が４０００
ｒｐｍの回転数で回転する場合、このような形状で寿命
を約９時間に高めることができた。支持面を描く曲線は
楕円で近似することもできる。
にわたって十分均一に分布している。遠心機が４０００
ｒｐｍの回転数で回転する場合、このような形状で寿命
を約９時間に高めることができた。支持面を描く曲線は
楕円で近似することもできる。
【図１】生体液、特に血液を遠心分離するためのスライ
ドシールレス流動遠心機の一実施例の簡略化した概略図
である。
ドシールレス流動遠心機の一実施例の簡略化した概略図
である。
【図２】図１の遠心機の２つの案内要素のうちの一方を
遠心管路部分と一緒に拡大して示す概略図である。
遠心管路部分と一緒に拡大して示す概略図である。
【図３】図２の案内要素の、支持面の形状を示す。
【図４】図２の案内要素の、支持面の異なる形状の他の
実施例を示す。
実施例を示す。
【符号の説明】
１ 回転フレーム
１ｂフレームの上側支持板
２ 架台
３ 垂直軸
４ 分離装置
５ 静止接続箇所
６ 管路
６ａ 管路の第２部分
６ｂ 管路の第１部分
７ 第１の案内要素
８ 第２の案内要素
９ 横アーム
１０ 支持面
１１ 湾曲部分
１２ 円筒形状の案内面
１３ 直線部分
１４ 縦軸
１５ 平面曲線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヴォルフラム・ヴェーバー
ドイツ連邦共和国、66583 シュピーゼ
ン‐エルヴァースベルク、アルベルト‐シ
ュヴァイツァー‐シュトラーセ 33
Ｆターム(参考） 4C077 AA12 BB04 KK30
4D057 AA03 AB01 AC01 AC06 AE11
BC01
Claims (8)
- 【請求項１】 架台（２）に回転可能に設置された回転
フレーム（１）と、該回転フレームに設置され、該回転
フレームの２倍の回転数で同一の回転方向に中心回転軸
（Ａ）の周りを回転する分離装置（４）と、該分離装置
に接続されてループ状に該分離装置の周りを静止接続個
所（５）へと案内される少なくとも１つの液を供給し、
または排出し、あるいはこれらの両方を行うための管路
（６）と、該管路を支持する管路用支持面（１０）を有
する少なくとも１つの案内要素（７、８）とを有し、回
転する平面曲線（１５）によって該案内要素の該支持面
が形成される遠心機であって、 点（Ｐ）で前記曲線に接する各々の曲率円の半径Ｒ２
が、該接点と前記中心回転軸（Ａ）との間の距離Ｒ１が
増加するに伴って増加することを特徴とする遠心機。 - 【請求項２】 前記曲率半径Ｒ２と、前記接点（Ｐ）と
前記中心回転軸（Ａ）との距離Ｒ１との比（Ｒ１／Ｒ
２）が、定数ａであることを特徴とする請求項１に記載
の遠心機。 - 【請求項３】 前記定数ａについて、１≦ａ≦２が成り
立つことを特徴とする請求項２に記載の遠心機。 - 【請求項４】 前記案内要素（７、８）がキャップ形状
であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記
載の遠心機。 - 【請求項５】 前記案内要素（７、８）の前記支持面
（１０）が、円筒形状の案内面（１２）に続いているこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遠心
機。 - 【請求項６】 前記案内要素（７、８）内で、前記管路
（６）がゆるく案内されるように前記円筒形状の案内面
（１２）の直径が設計されていることを特徴とする請求
項５に記載の遠心機。 - 【請求項７】 前記静止接続個所（５）から離れた方に
面する前記分離装置（４）の側面に第１の案内要素
（７）が設けられており、前記管路（６）が前記分離装
置の周りを案内されており、前記管路の第１の部分（６
ａ）が、前記第１の案内要素の支持面（１０）に支持さ
れていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに
記載の遠心機。 - 【請求項８】 第２の案内要素（８）が前記静止接続個
所（５）に設けられており、前記管路（６）が前記分離
装置の周りを案内されており、前記管路の第２部分（６
ｂ）が、前記第２の案内要素（８）の支持面（１０）に
支持されていることを特徴とする、請求項１〜７のいず
れかに記載の遠心機。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10142744A DE10142744C1 (de) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Zentrifuge |
| DE10142744:1 | 2001-08-31 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003159324A true JP2003159324A (ja) | 2003-06-03 |
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|---|---|---|---|
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| US4120448A (en) * | 1977-06-08 | 1978-10-17 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Centrifugal liquid processing apparatus with automatically positioned collection port |
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| US4114802A (en) * | 1977-08-29 | 1978-09-19 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Centrifugal apparatus with biaxial connector |
| US4164318A (en) * | 1977-10-12 | 1979-08-14 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Centrifugal processing apparatus with reduced-load tubing |
| US4146172A (en) * | 1977-10-18 | 1979-03-27 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Centrifugal liquid processing system |
| US4185629A (en) * | 1977-10-18 | 1980-01-29 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Method and apparatus for processing blood |
| US4109852A (en) * | 1977-10-21 | 1978-08-29 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Centrifugal strain relief sheath for processing apparatus |
| US4221322A (en) * | 1977-10-31 | 1980-09-09 | Union Carbide Corporation | Tube guide insert and constraint fittings for compensating rotor |
| DE3242541A1 (de) * | 1982-11-18 | 1984-05-24 | Fresenius AG, 6380 Bad Homburg | Zentrifuge |
| US4439178A (en) * | 1982-12-30 | 1984-03-27 | International Business Machines Corporation | Sealless centrifuge processing channel and tube system |
| JPS61245855A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-11-01 | Green Cross Corp:The | 連続式血液分離装置 |
| AU652888B2 (en) * | 1991-12-23 | 1994-09-08 | Baxter International Inc. | Centrifugal processing system with direct access drawer |
| DE4220232A1 (de) * | 1992-06-20 | 1993-12-23 | Fresenius Ag | Zentrifuge |
| DE4310975C2 (de) * | 1993-04-03 | 1997-04-03 | Fresenius Ag | Schlauchanordnung für eine gleitdichtungsfreie Zentrifuge |
| US5514069A (en) * | 1993-12-22 | 1996-05-07 | Baxter International Inc. | Stress-bearing umbilicus for a compact centrifuge |
| US5704887A (en) * | 1995-06-07 | 1998-01-06 | Baxter International Inc. | Easy load umbilicus holder for a centrifuge |
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| US6344020B1 (en) * | 1997-04-11 | 2002-02-05 | Baxter International Inc. | Bearing and umbilicus gimbal with bearing retainer in blood processing system |
| DE19803534C2 (de) * | 1998-01-30 | 1999-11-11 | Fresenius Ag | Zentrifuge und Leitung zum Zuführen und/oder Abführen mindestens eines Fluids von der Separationseinheit einer Zentrifuge zu einer ortsfesten Anschlußstelle |
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-
2001
- 2001-08-31 DE DE10142744A patent/DE10142744C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
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- 2002-06-29 EP EP02014477A patent/EP1295642B1/de not_active Expired - Lifetime
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