JP2005081281A

JP2005081281A - 自動遠心機

Info

Publication number: JP2005081281A
Application number: JP2003317579A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Osawa; 秀隆大澤; Kenji Yamada; 健二山田; Tadashi Ogawara; 正大河原; Hiroatsu Toi; 寛厚戸井
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】本発明は、チャンバーの底部に溜まった水などが原因で錆が発生し、腐食してしまうという問題を解決するものである。
【解決手段】試料が入った容器を収容するバケットと、バケットを揺動可能に支持し且つモータによって回転されるロータと、ロータを収容し且つ冷凍機により冷却されるチャンバーと、チャンバーの底部に設けた排水用開口部に接続されるドレインホースと、チャンバーを閉塞及び開口する自動ドアを備えた自動遠心機において、冷凍機を動作させずに、ロータの所定回転数域における加速勾配を下げ、所定の時間ロータを回転させ、所定の時間経過後にロータを減速停止した後に自動ドアを開く乾燥動作を実行する制御部を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャンバーを冷却する冷凍機と自動ドアを備えた自動遠心機に於いて、チャンバー底部に溜まった水を排出し、速乾性に関する機能を有した自動遠心機に関するものである。

従来の冷凍機を備えた遠心機において、チャンバー底部に溜まった水はロータを回転させることにより対流し始め、その対流する所定の回転数域において加速勾配を下げて所定の時間をかけて加速させることにより、ドレインホースから効率良く水を排出する手法が記載されている（例えば、特許文献１）。

特願２００２−０６３９２９号

上記した手法は、遠心動作中の水の排出は有効であるが、しかし、例えば冷凍機がオン動作時でチャンバー内壁に霜が付着している時、遠心作業の終了で電源が遮断されると、霜が溶け出して結果的にチャンバー底部に水が溜まってしまう。普通の遠心機の場合は、頻繁に人がドアを開閉操作するため、チャンバー内部の様子を観て水を拭き取る等の作業を行うことができる。しかし、自動遠心機の場合は特に人手の介入が少ないため、チャンバー内部に水が溜まり易い。またドレインホースからの排水及びチャンバー内部の清掃などの保守作業を怠ってしまう場合がある。

更に自動遠心機の場合、待機中は自動ドアを閉じてチャンバー内部を閉塞して予冷動作するのが一般的で、通常この状態で作業終了つまり電源が遮断されるため、チャンバー内に水が溜まったままとなってしまう。
チャンバー内に水が溜まったまま放置されると、遠心機に錆などが発生し腐食しやすくなるという問題がある。その腐食が原因で遠心時の高エネルギーが重大な事故を起こしかねないという危険性もある。

本発明の目的は、面倒な水の拭き取りなどのメンテナンス作業を排除でき、しかも腐食の進行を抑えた、保守が容易で安全性の高い自動遠心機を提供することである。

上記した課題を解決するために、試料が入った容器を収容するバケットと、バケットを揺動可能に支持し且つモータによって回転されるロータと、ロータを収容し且つ冷凍機により冷却されるチャンバーと、チャンバーの底部に設けた排水用開口部に接続されるドレインホースと、チャンバーを閉塞及び開口する自動ドアを備えた自動遠心機において、冷凍機を動作させずに、ロータの所定回転数域における加速勾配を下げ、所定の時間ロータを回転させ、所定の時間経過後にロータを減速停止した後に自動ドアを開く乾燥動作を実行する制御部を設けることにより達成できる。

本発明によれば、遠心動作終了時に乾燥動作指示を受けて、チャンバー内部の水を排水し、且つ短時間でチャンバー内部を乾燥させる乾燥動作手段を設けたので、面倒な水の拭き取りメンテナンス作業を排除でき、しかも腐食の進行を抑えることができるので、保守が容易で安全性が高く、寿命の長い自動遠心機を提供できる。

本発明における自動遠心機１について図１〜図５を用いて説明する。図１は本発明における自動遠心機１の一実施例を示す一部縦断側面図、図２は乾燥動作時の工程を示すフローチャート、図３及び図４は本実施例における自動遠心機１の加速勾配を示すグラフ、図５は自動遠心機１のチャンバー５底部に溜まった水の移動を示す一部縦断側面図である。図１において自動遠心機１は、直方体状の試料を収容する容器８をハンド６ａで掴み移載するためのハンドリング装置６と、容器８を載置し遠心力により揺動するバケット２と、バケット２を９０度間隔で均等な位置に配置してロータピン３ａに載せるように設けられるロータ３と、ロータ３とシャフト９で直結されたモータ４（例えばサーボモータ）と、モータ４とフレームとの間に設けたバネとダンパとから成る防振部材１０を備えている。

また自動遠心機１は、ロータ３を覆うように配置したチャンバー５と、チャンバー５の外周に巻かれたパイプ状のエバポレータ１２内を循環する冷媒によりチャンバー５を冷却するための冷凍機１１と、ハンドリング装置６及び上記モータ４を制御するための制御部７と、チャンバー５の底部に設けた排水用開口部２０と、排水用開口部２０に接続されるドレインホース２１を備え、ドレインホース２１の他方は通常栓をしている。

なお、上述したハンドリング装置６は、２つのアーム１３ａ，１３ｂをリンクさせたリンクアーム機構を成し、Ｈ形のベースに互いに平行な案内部材１４ａ，１４ｂを備え、この案内部材１４ａ，１４ｂ上を摺動するスライダ１５ａ，１５ｂを有している。また、スライダ１５ａ，１５ｂはタイミングベルト１６ａ，１６ｂに固定され、ステッピングモータ１７ａ，１７ｂを駆動することにより左右上下へ移動し、アーム１３ａ，１３ｂの先端に設けたハンド６ａが位置決めされるものである。更に、このハンドリング装置６でドア１８をスライドさせて、チャンバー５内部を閉塞・開口させたりする。

上記したように構成された自動遠心機１の動作について説明する。自動遠心機１は、図示していない上位のコンピュータからＲＳ２３２Ｃなどの通信により制御されるもので、大別すると、搬入指示によりハンドリング装置６のハンド６ａで容器８を掴みバケット２に移載収容する搬入工程と、遠心指示によりモータ４を駆動してロータ３を回転させることによりバケット２がスイングして、容器８内の試料を遠心分離する遠心工程と、搬出指示によりバケット２に収容された容器８をハンドリング装置６で移載する搬出工程から構成される。

この時、自動遠心機１は容器８内の試料温度が予め設定された温度になるように冷凍機１１を常時オン／オフ制御している。また、遠心工程の直前では、ハンドリング装置６のハンド６ａを使ってチャンバー５を閉塞するためドア１８を閉じ、ロータ３の高速回転による風圧によりドア１８が押し上げられないようにハンド６ａで押える動作をする。更に、搬出工程の直前ではハンド６ａによりドア１８を開く動作を実行する。このような動作を繰り返し実行するので、ドア１８の開け閉め時におけるチャンバー５内の温度と外気温度とに気温差が生じるため、チャンバー５内に付着した霜が外気温度により水滴となり、チャンバー５の底部に溜まってしまう。

また、自動遠心機１は上位のコンピュータからの指示がない時はドア１８を閉めておき、チャンバー５を閉塞して予冷動作を実行するので、チャンバー５の底部に水が溜まったままである。そのため、保守作業としてチャンバー５の底部に溜まった水を、チャンバー５の底部に設けた排水用開口部２０に接続したドレインホース２１の栓を外し、外部に置かれた排水タンク２３に排出するようにしている。

上記したような動作を実行する自動遠心機１に対して、例えば作業終了時に乾燥動作指示を与える。乾燥動作指示の方法は、上位のコンピュータから通信により指示しても良く、或いは作業者がキー操作により指示しても構わない。乾燥動作の工程について、図２を参照しながら説明する。自動遠心機１は、乾燥動作指示を受けると（工程１００）、先ず冷凍機１１を常時オフさせる。この時、冷凍機１１の制御に関するアラーム検出処理を実行しないように設定する（工程１１０）。次に、上述したようにハンドリング装置６を駆動してドア１８を閉めてハンド６ａでドア１８を押える（工程１２０）。

ドア１８を押えた後に、以下に記す工程１３０の遠心回転の工程を実行する。所定の回転数例えば３,０００ｍｉｎ^−１まで加速して、所定の時間例えば５〜１０分間定速運転させる。この運転時は、空気との摩擦による発熱が概ね４００〜５００Ｗ程あり、ロータ３を加熱すると共に、チャンバー５内に溜まった水が空気と一緒に対流して温かくて細かい霧状になり、水蒸気化して行く。所定の時間が経つとロータ３を減速停止させるが、ロータ３は３０〜４０℃位の温度になって蓄熱する。次に、自動遠心機１はハンドリング装置６を駆動してドア１８を開けて（工程１４０）、チャンバー５内部の湿度の高い空気を放出するとともに、蓄熱されたロータ３によりチャンバー５内部の温度が保てるため、チャンバー５内部の乾燥が促進され、乾燥動作の一連の工程を終了する（工程１５０）。

更に、効率良く水を排出するためにドレインホース２１の栓を外した状態で、図３に示すように所定の回転数域では加速勾配を緩め時間をかけて遠心加速させていき、予め定めた回転数に達すれば急加速させる。つまり加速勾配を変化させ排水動作に時間をかけることで、チャンバー５の底部に溜まった水の殆どを排水させる。これは本件出願人が実験を繰り返し行って確認しており、例えば加速勾配を緩くする所定の回転数域は、実験結果から求めた値であり、約８００ｍｉｎ^−１に達すると水は図５中のＢの位置に集まり、更に１,５００ｍｉｎ^−１では水がシールラバ２４に乗り上げることから、上述した所定の回転数域を８００ｍｉｎ^−１から１,５００ｍｉｎ^−１に設定している。

なお、溜まっている水の量にもよるが排出するには約４０秒程度の時間を要する。高速回転域では、バケット２のファン作用により排水用開口部２０から吸引する作用があるが、逆止弁などの排水用部材２２を設けて排出した水が逆流するのを防いでも良い。また、排水用部材２２にポンプを用いることで、図４に示すように低速回転数、例えば１,５００ｍｉｎ^−１に達するまででポンプを駆動して強制的に排水し所要時間を短くする手法もある。これらの水の排出動作を工程１３０の遠心回転時に実行することで、速乾性を高めることができる。

上記した乾燥動作工程を実施する直前まで、冷凍機１１がオンしてチャンバー５内壁部に霜が付いている時もあるので、排水動作が不完全となる場合がある。このような場合には、上記した一連の乾燥動作を繰り返し実行すると効果的であり、本件出願人の実験によれば３回の繰り返し運転で完全に乾燥させることができるのを確認している。

その他の乾燥させる手段として、ヒーターを用いた加熱方式やドライヤーのように温風で乾燥させる手法も考えられるが高価になってしまう。本件出願人は、現行の構成のままで遠心回転させることにより、チャンバー５内部に溜まった水を温かい噴霧状にさせると共に、蓄熱されたロータ３で乾燥が促進される現象に着目し考案したものである。

なお、上記した実施例ではドア１８の開閉をハンドリング装置６で行っていたが、他の手法で行う自動遠心機でも良く、またハンドリング装置６がなくてもドアの開閉ができる自動遠心機においても、上記した乾燥動作を実行することができるのは明らかである。

上記した乾燥動作を実行することにより、面倒なメンテナンス作業を排除でき、自動遠心機１の腐食作用が抑えられ、寿命を長くすることができる。

本発明になる自動遠心機の一実施例を示す一部縦断側面図である。本発明になる自動遠心機の乾燥動作時の工程を示すフローチャートである。本発明になる自動遠心機の加速勾配を示すグラフである。本発明になる自動遠心機の加速勾配を示すグラフである。本発明になる自動遠心機のチャンバーの底部に溜まった水の移動を示す一部縦断側面図である。

符号の説明

１は自動遠心機、２はバケット、３はロータ、４はモータ、５はチャンバー、６はハンドリング装置、７は制御部、８は容器、９はシャフト、１０は防振部材、１１は冷凍機、１２はエバポレータ、１８はドア、２０は排水用開口部、２１はドレインホース、２２は排水用部材である。

Claims

試料が入った容器を収容するバケットと、該バケットを揺動可能に支持し且つモータによって回転されるロータと、該ロータを収容し且つ冷凍機により冷却されるチャンバーと、該チャンバーを閉塞及び開口する自動ドアを備えた自動遠心機において、
前記冷凍機を動作させずに、所定の時間前記ロータを回転させ、所定の時間経過後に前記ロータを減速停止した後に前記自動ドアを開く乾燥動作を実行する制御部を設けたことを特徴とする自動遠心機。
請求項１記載の一連の乾燥動作を複数回以上繰り返し実行することを特徴とする請求項１記載の自動遠心機。
試料が入った容器を収容するバケットと、該バケットを揺動可能に支持し且つモータによって回転されるロータと、該ロータを収容し且つ冷凍機により冷却されるチャンバーと、該チャンバーの底部に設けた排水用開口部に接続されるドレインホースと、前記チャンバーを閉塞及び開口する自動ドアを備えた自動遠心機において、
前記冷凍機を動作させずに、前記ロータの所定回転数域における加速勾配を下げ、所定の時間前記ロータを回転させ、所定の時間経過後に前記ロータを減速停止した後に前記自動ドアを開く乾燥動作を実行する制御部を設けたことを特徴とする自動遠心機。
請求項３記載の一連の乾燥動作を複数回以上繰り返し実行することを特徴とする請求項３記載の自動遠心機。