JP2006247610A

JP2006247610A - 遠心機

Info

Publication number: JP2006247610A
Application number: JP2005071205A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Koizumi; 朋浩小泉; Masaharu Aizawa; 正春相沢; Katsunori Akatsu; 勝則赤津; Yoshinori Hida; 芳則飛田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】液体試料に接液する可能性がある部分には食品安全性の高い材質を使用すると共に、メンテナンス性が良く、ランニングコストが安い遠心機を提供する。
【解決手段】下シールホルダ下部２７Ｂの第３下流路１９ａ２に挿入された部分には、第１下Ｏリング３０及び第２下Ｏリング３１が並設され、別々に脱着可能に設けられている。第１下Ｏリング３０は、耐油性材料であるＮＢＲ製であり、下シールホルダ挿入穴１９ａ１に近接する位置において下シールホルダ下部２７Ｂに嵌着されている。第２下Ｏリング３１は、ＦＤＡ（Food and Drug Administration）に認可された食品安全性の高い材料であるＥＰＤＭ製であり、第３下流路１９ａ２に近接する位置において下シールホルダ下部２７Ｂに嵌着されている。第１下Ｏリング３０と第２Ｏ下リング３１とは、第１下冷却通路３２と第３下流路１９ａ２との連通を遮断している。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体試料を連続的に流して液体試料中の微小粒子をロータ内で遠心分離する遠心機に関する。

従来から遠心機は、ワクチンや医薬品に使用する原料からウィルス、培養細胞や培養菌体を分離するために用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図７に従来の遠心機１０１を図示している。遠心機１０１は、下流体接続部１１２と、チャンバー部１４０と、駆動部１５０とを備えている。下流体接続部１１２の下シールコネクタ１１９には下流路１１９ａが形成されている。下流体接続部１１２の下端には、液体試料を注入または被分離試料を回収するための試料供給ホース１０５が接続されている。また、下流体接続部１１２は、後述する円筒形ロータ１４２から延びる下回転軸１４４を回転可能に支承している。

チャンバー部１４０は、円筒形ロータ１４２を有している。円筒形ロータ１４２内には、コア１４３が固定されている。円筒形ロータ１４２の上下両端には、上回転軸１４５と下回転軸１４４とが設けられている。上回転軸１４５の軸心位置には上軸流路１４５ａ、下回転軸１４４の軸心位置には下軸流路１４４ａが形成され、上回転軸１４５は駆動部１５０に回転可能に支承されている。

駆動部１５０は、モータ部１５１と上流体接続部１５２とを有している。図８は上流体接続部１５２の断面詳細図を示している。モータ部１５１は、電動モータ１５５を有しており、電動モータ１５５は、回転子１５５Ａを備えている。そして回転子１５５Ａの軸心位置には、上回転軸１４５が貫通して同軸固定されている。よって、回転子１５５Ａが回転すると上回転軸１４５も回転する。上流体接続部１５２は、上外枠１１８と、上シールコネクタ１１９と、上連結部１２０とを有している。上外枠１１８の内部空間である第１上貫通穴１１８ａには、上回転軸１４５が挿通されている。

上シールコネクタ１１９は、上外枠１１８の上端側から第１上貫通穴１１８ａに嵌入されている。上シールコネクタ１１９の中心には、第２上貫通穴１１９ａが形成されている。上シールコネクタ１１９には、一端が上シールコネクタ１１９の上側部における図の右側外部に開口し、他端が第２上貫通穴１１９ａに開口する第１上冷却水通路１１９ｃが形成されている。また、上シールコネクタ１１９には、一端が第２上貫通穴１１９ａに開口し、他端が上シールコネクタ１１９の上側部における図の左側外部に開口する第２上冷却水通路１１９ｄが形成されている。第１上冷却水通路１１９ｃ及び第２上冷却水通路１１９ｄは、第２上貫通穴１１９ａを介して連通している。上シールコネクタ１１９の上端には、液体試料から分離された上澄み液を回収するための試料回収ホース１０６が連結されている。

上連結部１２０は、上シールホルダ１２７と、上メカニカルシール１２８とを有している。上シールホルダ１２７は、上シールコネクタ１１９に対し摺動可能に第２上貫通穴１１９ａに挿入されている。上シールホルダ１２７の上端の上シールコネクタ１１９に対向する箇所には、Ｏリング１３０が設けられている。また、上シールホルダ１２７には、その上下方向の両端に開口する第５上流路１２７ｄが形成されている。また、上シールホルダ１２７と上シールコネクタ１１９との間には、第１上冷却通路１３２が画成されている。

上述のＯリング１３０は、第１上冷却通路１３２と第２上貫通穴１１９ａとの連通を遮断している。また第１冷却通路１３２は、第１上冷却水通路１１９ｃ及び第２上冷却水通路１１９ｄと連通している。そして、第１冷却通路１３２内には、付勢ばね１３３が配置されており、付勢ばね１３３は上シールホルダ１２７を常に下方に向かって付勢している。上メカニカルシール１２８は、上シールホルダ１２７に固定され、上メカニカルシール１２８の下端は上回転軸１４５と当接している。よって、上メカニカルシール１２８は、上回転軸１４５に対し付勢ばね１３３の付勢力によって所望の圧力で当接している。また、上メカニカルシール１２８には、第６上流路１２８ａが形成され、それは上軸流路１４５ａ及び第５上流路１２７ｄに連通している。

そして、電動モータ１５５の駆動力によって、図７に示される円筒形ロータ１４２、上回転軸１４５及び下回転軸１４４は回転される。試料供給ホース１０５により下流体接続部１１２へ流入された液体試料は、下流路１１９ａ及び下軸流路１４４ａを経て円筒形ロータ１４２内に導入される。液体試料は円筒形ロータ１４２内でその回転による遠心力を受ける。これにより被分離試料が液体試料から遠心分離されるとともに、上澄み液が、上軸流路１４５ａ、第６上流路１２８ａ、第５上流路１２７ｄ及び第２上貫通穴１１９ａを経て試料回収ホース１０６へ排出される。

また、円筒形ロータ１４２の回転駆動中は、図示せぬ冷却水供給源から第１上冷却水通路１１９ｃに冷却水が供給される。冷却水は、第１上冷却通路１３２に流入し、上メカニカルシール１２８に対する上回転軸１４５の回転による摩擦により発生する熱を冷却する。そして冷却水は、第２上冷却水通路１１９ｄを通って排出される。

実開昭６０−１７６２５９号公報

近年、液体試料が接触する部分においては食品安全性の高い材質を使用する要望が増えてきている。また、メンテナンス性が良く、ランニングコストが安いことも望まれている。

そこで、本発明は、液体試料に接液する可能性がある部分には食品安全性の高い材質を使用すると共に、メンテナンス性が良く、ランニングコストが安い遠心機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、フレームと、該フレーム内に回転可能に支承され、試料を分離するロータと、該ロータに同軸的に設けられ、該ロータ内と連通する第１試料流路が形成された回転軸と、該フレームに固定され、試料を該ロータに導入又は該ロータから排出するために該回転軸を挿通させる流体接続部とを備え、該流体接続部は、該回転軸を回転可能に支承する外枠と、該外枠に嵌合し第２試料通路が形成されたシールコネクタと、該回転軸の端部が摺動回転する一端部と該第２試料通路に挿通される他端部とを有し、該一端部と該他端部と間に延び該第１試料通路と第２試料通路とを互いに連通させる第３試料通路が形成された連結部とを備え、該回転軸の該端部の該連結部の該一端部に対する摺動回転によって発生する熱を冷却するために、該シールコネクタと該連結部との境界部には、冷却水を流すための第１冷却通路が画成された遠心機において、該連結部の該他端部には、該第１冷却通路と該第２試料通路との連通を遮断するためのシール部材が二個並設されている遠心機を提供している。

ここで、該二個のシール部材の材料は、互いに異なることが好ましい。

更に、該二個のシール部材は、別々に交換可能に設けられていることが好ましい。

また、該二個のシール部材は、該第２試料通路側に位置し、ＥＰＤＭ製の第１シール部材と、該第１冷却通路側に位置するＮＢＲ製の第２シール部材とを有することが好ましい。

また、該第１冷却通路は、該外枠と該連結部と該シールコネクタ部により画成される第２冷却通路に連通し、該第２冷却通路に隣接して該外枠には、オイル通路が形成されていることが好ましい。

請求項１記載の遠心機によれば、連結部の他端部には、第１冷却通路と第２試料通路との連通を遮断するためのシール部材が二個並設されている。かかる構成によれば、試料の第２試料通路から第１冷却通路への浸入、又は冷却水の第１冷却通路から第２試料通路への浸入を防止することができる。

請求項２記載の遠心機によれば、二個のシール部材の材料は互いに異なるので、第１冷却通路側に冷却水に適したシール部材を設け、第２試料通路側に試料に適したシール部材を設けることにより更にシール効果を高めることができる。

請求項３記載の遠心機によれば、二個のシール部材は別々に交換可能に設けられているので、シール部材の交換を必要とするときには、交換が必要な方のみを交換することができ、ランニングコストの増加を防止することができる。

請求項４記載の遠心機によれば、二個のシール部材は、第２試料通路側に位置し、ＥＰＤＭ製の第１シール部材と、第１冷却通路側に位置するＮＢＲ製の第２シール部材とを有するので、試料が第２試料通路から第１冷却通路へ浸入し、冷却水に試料が混入するのを防止することができ、遠心機の安全性を向上させることができる。

請求項５記載の遠心機によれば、第１冷却通路は外枠と連結部とシールコネクタ部により画成される第２冷却通路に連通し、第２冷却通路に隣接して外枠にはオイル通路が形成されている。かかる構成によれば、オイル通路を流れるオイルが、オイル通路から第２冷却通路に浸入し、オイルが混入した冷却水が第１冷却通路に流入して、第２シール部材に接触したとしても、それが膨潤するのを防止することができる。

本発明の実施の形態による遠心機について、図１から図４を参照しながら説明する。図１に示すように遠心機１は、液体試料が貯蔵された試料タンク２と、試料タンク２に保有された液体試料を遠心機本体へ注入するためのポンプ３と、上澄み液を回収するための試料回収タンク４と、支持部１１と、チャンバー部４０と、駆動部５０とにより主に構成されている。遠心機１は、駆動部５０の駆動を制御する図示せぬ制御部を更に有している。支持部１１は、図示せぬ床にボルトによって固定されている。支持部１１の上部中心付近には、回転支持穴１１ａが形成されており、回転支持部１２が回転支持穴１１ａを塞ぐように配置されている。

図２に示すように回転支持部１２は、下軸受部１３と下流体接続部１４とを有している。下軸受部１３は、複数の部材からなる下フレーム１５を有し、下フレーム１５は回転支持穴１１ａ（図１）を塞ぐようにボルトにより支持部１１に固定されている。下フレーム１５内には、後述する円筒形ロータ４２から延びる下回転軸４４が貫通されている。下回転軸４４は、下フレーム１５内に設けられた下すべり軸受１６により回転可能に支承されている。

下回転軸４４の中心には、その軸方向に沿って延びると共に軸方向両端に開口する第１下流路４４ａが形成されている。下回転軸４４の下端には、下シャフトヘッド１７が下方向に向かって延設されている。下シャフトヘッド１７は、下回転軸４４の回転と共に回転可能である。下シャフトヘッド１７の下端は、円弧状の凸部をなしている。下シャフトヘッド１７の中心には、その軸方向に沿って延び軸方向両端に開口する第２下流路１７ａが形成されている。第２下流路１７ａと第１下流路４４ａとは連通している。また、第２下流路１７ａと第１下流路４４ａとで第１試料流路をなしている。

下流体接続部１４は、下外枠１８と、下シールコネクタ１９と、下連結部２０と、下コネクタ部２１とを有している。下外枠１８は略円筒形状をなし、下フレーム１５の下端にボルトで固定されている。図３に示すように下外枠１８の内部空間である第１下貫通穴１８ａ内には、下回転軸４４から延びる下シャフトヘッド１７が挿通されている。下外枠１８の上側部には、その図中の左側外部及び第１下貫通穴１８ａに開口する第１下オイル流路１８ｂと、下外枠１８の右側外部及び第１下貫通穴１８ａに開口する第２下オイル流路１８ｃとが形成されている。

第１下オイル流路１８ｂと第２下オイル流路１８ｃとは、上下方向におけるほぼ同じ位置に形成されている。第１下オイル流路１８ｂの一端には、オイル流入部となる第１下オイル継手２２Ａが接続されており、第２下オイル流路１８ｃの一端にはオイル流出部となる第２下オイル継手２２Ｂが接続されている。第１下オイル継手２２Ａには、図示せぬオイル供給源から延びるホース等が繋がれオイルが供給される。第２下オイル流路１８ｃの下方には、下外枠１８の右側外部及び第１下貫通穴１８ａに開口する第１下冷却水流路１８ｄが形成されている。図３においては、第１下冷却水流路１８ｄの第１下貫通穴１８ａ側に開口する部分のみを示しており、図示せぬ箇所において第１下冷却水流路１８ｄは、図中右側外部に開口しており、そこには冷却水流出部となる第１下冷却水継手２３Ａが接続されている。

また、下外枠１８の下側部には、その外方に開口する下ばね挿入穴１８ｅが形成されている。下ばね挿入穴１８ｅ内には、下ストッパ付勢ばね１８Ｆが挿入されている。更に、下外枠１８の第１ばね挿入穴１８ｅの下方には、下外枠１８の半径方向一端と他端に開口する下ストッパ挿入穴１８ｇが形成されている。図３のIV−IV線に沿った断面図である図４に示すように下ストッパ挿入穴１８ｇのその穿穴方向と直行する幅方向の幅は、第１下貫通穴１８ａの直径よりも大きく形成されている。図３に示すように下ストッパ挿入穴１８ｇ内であって、その幅方向の略中央には、下ストッパ挿入穴１８ｇを上下に貫通する下ガイド部材１８Ｈが第１下外枠１８から下方に向かって突設されている。

また、下ストッパ挿入穴１８ｇには、その穿穴方向に往復移動可能な下ストッパ２４が挿入されている。下ストッパ２４は、略平板状の下板部２４Ａと、下ばね当接部２４Ｂとを備えている。下板部２４Ａの略中央には、下ストッパ２４の往復方向を長軸とする略長円形の下シールコネクタ挿通穴２４ｃが形成されている。下シールコネクタ挿通穴２４ｃの直径は、下シールコネクタ１９の直径よりも大きく形成されている。また、下板部２４Ａの往復方向一端側には、下シールコネクタ挿通穴２４ｃから下ストッパ２４往復方向一端側に向かって延びる切欠き２４ｄが形成されている。切欠き２４ｄには、下ガイド部材１８Ｈが挿入されている。

下ばね当接部２４Ｂは、下板部２４Ａの往復方向他端側から下シールコネクタ１９の半径方向外方に向かって延び、下ストッパ挿入穴１８ｇの他端側開口から突出して設けられている。図３に示すように下ばね当接部２４Ｂは、その先端部が上方へ折り曲げられて、下ばね挿入穴１８ｅと対向する位置まで延び、断面略Ｌ字状をなしている。そして、下ばね当接部２４Ｂの先端部には、下ばね挿入穴１８ｅ内に挿入された下ストッパ付勢ばね１８Ｆが当接している。よって、下ストッパ２４は常に図２の右方向に向かって付勢されている。

下シャフトヘッド１７に対向する位置における下外枠１８には、第１下リップシール２５Ａが固定されている。第１下リップシール２５Ａ内には、下シャフトヘッド１７が挿入されている。第１リップシール２５Ａは、下シャフトヘッド１７と、下外枠１８との間の空間を塞ぎ、ロータ室内へのオイルの流入を遮断している。また、第１下リップシール２５Ａから下方に所定間隔離間した位置には、第２下リップシール２５Ｂが下外枠１８に固定されている。第２下リップシール２５Ｂ内には、下シャフトヘッド１７が嵌通されている。第１下リップシール２５Ａと第２下リップシール２５Ｂとの間には、第３下オイル流路２５ｃが画成されており、第３下オイル流路２５ｃは、第１下オイル流路１８ｂ及び第２下オイル流路１８ｃと連通している。

下シールコネクタ１９は、略円筒形状をなし、下外枠１８の下端側から第１下貫通穴１８ａに嵌入され、かつ下ストッパ２４の下シールコネクタ挿通穴２４ｃに挿通されている。下シールコネクタ１９の下外枠１８に当接する箇所には、二個のＯリング２６が嵌着されており、第１貫通穴１８ａ内と第１外枠１８下方の大気との連通を遮断している。下シールコネクタ１９の中心に形成された第２下貫通穴１９ａは、下シールホルダ挿入穴１９ａ１、第３下流路１９ａ２及び第４下流路１９ａ３から構成されている。

下シールホルダ挿入穴１９ａ１は、下シールコネクタ１９の上端部に位置し、その上方に開口している。第３下流路１９ａ２は、下シールホルダ挿入穴１９ａ１の下部に位置しそれよりも小口径をなしている。第４下流路１９ａ３は、第３下流路１９ａ２の下部に位置しそれよりも小口径をなし、下シールコネクタ１９の下方に開口している。下シールホルダ挿入穴１９ａ１及び各下流路１９ａ２、１９ａ３の中心は同一直線上に位置している。また下シールコネクタ１９には、下シールホルダ挿入穴１９ａ１と第３下流路１９ａ２との口径の違いにより段差部１９Ｂが形成されている。第３下流路１９ａ２と第４下流路１９ａ３とで第２試料流路を構成している。

下シールコネクタ１９には、一端が下シールコネクタ１９の下側部における図の左側外部に開口し、他端が段差部１９Ｂにおいて下シールホルダ挿入穴１９ａ１に開口する略Ｌ字状をなす第２下冷却水流路１９ｃが形成されている。第２冷却水流路１９ｃの該一端には、冷却水流入部となる第２下冷却水継手２３Ｂが接続されている。下シールコネクタ１９の第１外枠１８のストッパ挿入穴１８ｇに対向する位置には、ストッパ挿入穴１８ｇに連通する環状の下ストッパ嵌合溝１９ｄが形成されている。そして、ストッパ嵌合溝１９ｄには、常に図３の右方向に向かって付勢された下ストッパ２４が嵌合している。よって、下シールコネクタ１９が上下方向にずれるのを防止することができる。

下連結部２０は、下シールホルダ２７と、下メカニカルシール２８と、下プレート２９とを有している。下シールホルダ２７は、下シールホルダ上部２７Ａと下シールホルダ下部２７Ｂとから構成されている。下シールホルダ上部２７Ａは、下シールホルダ挿入穴１９ａ１の口径よりも若干小径に形成され、下シールホルダ挿入穴１９ａ１に挿入されている。下シールホルダ上部２７Ａの上端部には、第１凹部２７ｃが形成されている。また、下シールホルダ下部２７Ｂは、第３下流路１９ａ２の口径よりも若干小径に形成され、第３下流路１９ａ２に下シールコネクタ１９に対し摺動可能に挿入されている。

下シールホルダ下部２７Ｂの第３下流路１９ａ２に挿入された部分には、第１下Ｏリング３０及び第２下Ｏリング３１が並設され、別々に脱着可能に設けられている。第１下Ｏリング３０は、耐油性材料であるＮＢＲ製であり、下シールホルダ挿入穴１９ａ１に近接する位置において下シールホルダ下部２７Ｂに嵌着されている。第２下Ｏリング３１は、ＦＤＡ（Food and Drug Administration）に認可された食品安全性の高い材料であるＥＰＤＭ製、天然ゴム又はシリコンゴムであり、第３下流路１９ａ２に近接する位置において下シールホルダ下部２７Ｂに嵌着されている。また、下シールホルダ２７には、その上下方向の両端に開口する第５下流路２７ｄが形成されており、第５下流路２７ｄは第３下流路１９ａ２に連通している。

そして、下シールホルダ２７と下シールコネクタ１９との間には、第１下冷却通路３２が画成されている。上述の第１下Ｏリング３０と第２Ｏ下リング３１とは、第１下冷却通路３２と第３下流路１９ａ２との連通を遮断している。また第１下冷却通路３２は、第１冷却水流路１９ｃと連通している。段差部１９Ｂと下シールホルダ上部２７Ａとの間には、下シールホルダ付勢ばね３３が介装されており、下シールホルダ付勢ばね３３は下シールホルダ２７を常に上方に向かって付勢している。

下メカニカルシール２８は、低摺動性のプラスチックであるポリイミド製であり、その下側部はシールホルダ上部２７Ａの第１凹部２７ｃに嵌入され、上端は下シャフトヘッド１７と当接している。下メカニカルシール２８の上端は、下シャフトヘッド１７の下端の凸部と密着するように、円弧状の凹部をなしている。また、下メカニカルシール２８には、その上下方向両端に開口する第６下流路２８ａが形成されている。第６下流路２８ａは、第２下流路１７ａ及び第５下流路２７ｄと連通している。第６下流路２８ａと第５下流路２７ｄとにより、第３試料流路をなしている。また、下メカニカルシール２８の下端と下シールホルダ２７との間には、食品安全性の高い材料であるＥＰＤＭ製の第３下Ｏリング３５が設けられている。更に下メカニカルシール２８の側面と、これに当接するシールホルダ２７との間には、耐油性材料であるＮＢＲ製の第４下Ｏリング３４が設けられている。

下プレート２９は、サラネジ３６により下シールコネクタ１９の上端に取り付けられている。下プレート２９には、下メカニカルシール挿通穴２９ａが形成されており、下メカニカルシール挿通穴２９ａには、下メカニカルシール２８及び下シールホルダ２７が挿通している。また、一体として構成される下シールコネクタ１９、下シールホルダ２７、下メカニカルシール２８及び下プレート２９を第１貫通穴１８ａに嵌入するときに、下シールホルダ付勢ばね３３に付勢された下シールホルダ２７が、下メカニカルシール挿通穴２９ａから飛び出すのを防止するために、下メカニカルシール挿通穴２９ａの直径は、下シールホルダ上部２７Ａの直径よりも小さく形成されている。

また、下シールホルダ２７が下プレート２９から離間した状態となるように、下プレート２９、下シールホルダ２７、下シャフトヘッド１７及び下メカニカルシール２８は位置関係をなしている。よって、下メカニカルシール２８は、下シャフトヘッド１７に対し下シールホルダ付勢ばね３３の付勢力によって所望の圧力で当接している。更に、下メカニカルシール２８に対する下シャフトヘッド１７の回転による摩擦により、下メカニカルシール２８が磨り減ったとしても、下シールホルダ付勢ばね３３により下シールホルダ２７は上方へ付勢されているので、下メカニカルシール２８を下シャフトヘッド１７に対し常に所望の圧力で当接させることができる。

下メカニカルシール２８と下シャフトヘッド１７との当接部の周囲には、下外枠１８と、下メカニカルシール２８と、下シャフトヘッド１７と、第２下リップシール２５Ｂとにより第２冷却通路である第２下冷却通路３７が画成されている。第２下冷却通路３７は、第１下冷却水流路１８ｄ及び第１下冷却通路３２に連通している。上述の第３下Ｏリング３４と第４下Ｏリング３５とは、第２下冷却通路３７と、第５下流路２７ｄ及び第６下流路２８ａとの連通を遮断している。よって、図示せぬ冷却水供給源から供給された冷却水は、第２下冷却水継手２３Ｂから第２下冷却水流路１９ｃに流入し、第１下冷却通路３２、第２下冷却通路３７、及び第１下冷却水流路１８ｄを流れて第１下冷却水継手２３Ａから排出される。また上述の第２下リップシール２５Ｂは、第２下冷却通路３７と第３下オイル流路２５ｃとの連通を遮断している。

図２に示すように下コネクタ部２１は、下シールコネクタ１９の下端から下方に延びるように設けられている。下コネクタ部２１には、液体試料を注入または被分離試料を回収する図示せぬ下コネクタ流路が形成されている。また、図１に示すように下コネクタ部２１の下端には、試料タンク２から延びる試料供給ホース５が連結されている。図示せぬ下コネクタ流路は、第４下流路１９ａ３と、試料供給ホース５内とに連通している。よって、試料タンク２からポンプ３により供給される液体試料は、図示せぬ下コネクタ流路から流入し、第４下流路１９ａ３、第３下流路１９ａ２、第５下流路２７ｄ、第６下流路２８ａ及び第２下流路１７ａを通って、第１下流路４４ａまで流入することが可能である。

また、図３に示す下ばね当接部２４Ｂを下ストッパ付勢ばね１８Ｆの付勢力に抗して下外枠１８に向かって押して、下ストッパ２４とストッパ嵌合穴１９ｄとの嵌合をとくことにより、下シールコネクタ１９を第１下貫通穴１８ａから抜き出すことができる。更に、サラネジ３６を下シールコネクタ１９から抜いて下プレート２９を取り外すことにより、下シールホルダ２７を第３下流路１９ａ２から抜き出すことができる。そして、第１下Ｏリング３０及び第２下Ｏリング３１は別々に脱着可能に設けられているので、交換が必要な方のみを交換することができる。よって、メンテナンス性を向上させることができ、ランニングコストの増加を防止することができる。

次に、チャンバー部４０について図１を参照して説明する。チャンバー部４０は、円筒形状のチャンバー壁４１を有しており、チャンバー壁４１によりチャンバー４１ａが規定されている。チャンバー壁４１は、支持部１１に第１ボルト４１Ｂによって固定されており、支持部１１はチャンバー壁４１の下側を閉鎖している。

チャンバー壁４１内の中央部には、液体試料から被分離試料の分離が行われる円筒形状の円筒形ロータ４２が、長手軸を上下方向にして配置されている。円筒形ロータ４２には、その下端の中心に液体試料を注入または排出するための第１ロータ流路４２ａが形成されている。上述の下回転軸４４は、円筒形ロータ４２の下端に固定されて下方へ延びている。第１ロータ流路４２ａと第１下流路４４ａ（図２）及び円筒形ロータ４２内とは連通している。更に、円筒形ロータ４２には、その上端の中心に液体試料を排出するための第２ロータ流路４２ｂが形成されている。第２ロータ流路４２ｂは、円筒形ロータ４２内と連通している。

また、円筒形ロータ４２内部には、コア４３が固定されている。コア４３は、円筒形ロータ４２の軸方向に伸びる中心軸部４３Ａと、中心軸部４３Ａの外周面に等間隔に配置され、半径方向外方に向かって突出し、中心軸部４３Ａの軸方向に伸びる複数の仕切り板４３Ｂを有する。従って、円筒形ロータ４２の内部は、仕切り板４３Ｂによって複数の部屋に分割されている。また、円筒形ロータ４２の上側には、駆動部５０へ延びる上回転軸４５が固定されており、上回転軸４５の中心には、第２ロータ流路４２ｂと連通する第１上流路４５ａが軸方向に沿って形成されている。よって、図示せぬ下コネクタ流路から第１下流路４４ａへ流入した液体試料は、第１ロータ流路４２ａ、円筒形ロータ４２内、第２ロータ流路４２ｂを通って第１上流路４５ａまで流入することが可能である。

また、円筒形ロータ４２の外周には、円筒形ロータ４２の軸方向に沿って、円筒形ロータ４２を冷却する冷媒を流すための冷却コイル４６が配置されている。冷却コイル４６の外周には、軸方向に伸沿って防御壁４７が設けられている。チャンバー壁４１の上側には、円形のアッパープレート４８が配置されており、チャンバー壁４１内は、支持部１１とアッパープレート４８により密閉されている。アッパープレート４８の中心には、アッパープレート穴４８ａが形成されている。また、チャンバー壁４１内部を減圧した状態で遠心分離を行うために、チャンバー壁４１には、図示せぬ真空ポンプ等を接続するための図示せぬ減圧配管接続口が設けられている。

次に駆動部５０について図５及び図６を参照して説明する。駆動部５０は、上軸受部５１と上流体接続部５２とを有している。上流体接続部５２は、上軸受部５１の上側に設けられている。上流体接続部５２は、下流体接続部１４を上下反転させた構成をなしている。よって、図６に示すように下流体接続部１４を構成する部材と同一の部材には、同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。尚、上流体接続部５２を構成する部材の名称については、下流体接続部１４を構成する部材の名称に付していた「下」を「上」に置き換えることとする（例えば、下外枠１８を上外枠１８、第５下流路２７ｄを第５上流路２７ｄ、第１下Ｏリング３０を第１上Ｏリング３０とする）。

上軸受部５１は、複数の部材からなる上フレーム５３を有し、上フレーム５３は、アッパープレート穴４８ａ（図１）を塞ぐようにボルトによりアッパープレート４８に固定されている。上フレーム５３内には、円筒形ロータ４２（図１）から延びる上回転軸４５が嵌通されている。上回転軸４５は、上フレーム５３内に設けられた上すべり軸受５４により回転可能に支承されている。上フレーム５３内には、空間５３ａが画成されている。更に上フレーム５３には、空間５３ａの周囲を囲うように環状の冷却水ジャケット５３ｂが形成されている。空間５３ａ内には電動モータ５５が配置されている。電動モータ５５は、回転子５５Ａとステータ５５Ｂとを有している。

回転子５５Ａの軸心位置には、出力軸５５Ｃが貫通されている。出力軸５５Ｃの両端は、上フレーム５３に設けられたボールベアリング５６により回転可能に支承されている。出力軸５５Ｃの軸心位置には、上回転軸４５が貫通して同軸固定されている。よって、回転子５５Ａが回転すると上回転軸４５も回転する。図６に示すように上回転軸４５の上端には、上シャフトヘッド５７が上方へ向かって延設されている。上シャフトヘッド５７の上端は、円弧状の凸部をなしている。上シャフトヘッド５７の中心には、その軸方向に沿って延び軸方向両端に開口する第２上流路５７ａが形成されている。第２上流路５７ａと第１上流路４５ａとは連通している。

上流体接続部５２において、冷却水は、第１上冷却水継手２３Ａから第１上冷却水流路１８ｄに流入し、第２上冷却通路３７、第１上冷却通路３２、及び第２上冷却水流路１９ｃを流れてから第２上冷却水継手２３Ｂへ流出される。また、円筒形ロータ４２内から第１上流路４５ａへ流入する液体試料は、第２上流路５７ａ、第６上流路２８ａ、第５上流路２７ｄ、第３上流路１９ａ２、第４上流路１９ａ３及び図示せぬ上コネクタ流路から排出される。図示せぬ上コネクタ流路は、液体試料から分離された上澄み液を排出するために用いられる。また図１に示すように上コネクタ部２１の上端には、試料回収タンク４から延びる試料回収ホース６が連結されている。よって、図示せぬ上コネクタ流路から排出される上澄み液は、試料回収ホース６を通って試料回収タンク４内に回収される。

そして、一体に固定された円筒形ロータ４２、上回転軸４５、上シャフトヘッド５７、下回転軸４４及び下シャフトヘッド１７は、図示せぬ制御部で設定された運転条件で作動する電動モータ５５の駆動力によって回転される。試料保有タンク２内の液体試料は、ポンプ３により下コネクタ部２１へ注入され、回転支持部１２内を通って円筒形ロータ４２内に導入される。液体試料は円筒形ロータ４２内でその回転による遠心力を受ける。これにより被分離試料が液体試料から遠心分離されるとともに、上澄み液が駆動部５０内を通って図示せぬ上コネクタ流路から、試料回収ホース６へ排出され試料回収タンク４に回収される。そして、円筒形ロータ４２の回転を図示せぬ制御部により停止させ、被分離試料を下コネクタ部２１から回収する。

また、図３に示すように円筒形ロータ４２の回転駆動中には、図示せぬオイル供給源から第１下オイル継手２２Ａにオイルが供給される。オイルは、第１下オイル流路１８ｂ及び第３下オイル流路２５ｃを通って、下シャフトヘッド１７と、第１下リップシール２５Ａ及び第２下リップシール２５Ｂとの間の摺擦の潤滑を行う。次にオイルは第２下オイル流路１８ｃを経て第２下オイル継手２２Ｂから排出される。この潤滑は、図６に示す上流体接続部５２の上シャフトヘッド５７と、第１上リップシール２５Ａ及び第２上リップシール２５Ｂとの間の摺擦に対しても同様に行われる。

また、図３に示すように円筒形ロータ４２の回転駆動中には、図示せぬ冷却水供給源から第２下冷却水継手２３Ｂに冷却水が供給される。冷却水は、第２下冷却水流路１９ｃを通って、第１下冷却通路３２及び第２下冷却通路３７に流入し、下メカニカルシール２８に対する下シャフトヘッド１７の回転による摩擦により発生する熱を冷却する。次に冷却水は、第１下冷却水流路１８ｄを経て第１下冷却水継手２３Ａから排出される。この冷却は、図６に示す上メカニカルシール２８に対する上シャフトヘッド５７の回転による摩擦により発生する熱に対しても同様に行われる。

また、第１下Ｏリング３０と第２下Ｏリング３１が設けれているので、仮に第２下Ｏリング３１と下シールコネクタ１９との間を通過したとしても、第１Ｏリング３０により第１下冷却通路３２への液体試料の侵入を防止することができる。この効果は上流体接続部における第１上Ｏリング３０と第２上Ｏリング３１においても同様であり、遠心機の安全性をさらに向上させることができる。

また、遠心分離中に下シャフトヘッド１７の回転によって、第２下メカニカルシール２５Ｂが磨耗してシール不良となり、第３下オイル流路２５ｃから第２下冷却通路３７へ微量のオイルが流入し冷却水に混入することがある。しかし、オイルが混入した冷却水が第１下冷却通路３２に流入して第１下Ｏリング３０に接触したとしても、第１下Ｏリング３０は耐油性材料で構成されているので、それが膨潤するのを防止することができる。よって、膨潤による下シールホルダ２７の下シールコネクタ１９に対する摺動不良を防止することができ、下メカニカルシール２８を下シャフトヘッド５７に対し常に所望の圧力で当接させることができ、当接不良による液体試料の損失を防止することができる。この効果は、上流体接続部５２における第１上Ｏリング３０についても同様である。

本発明による遠心機は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

本発明の実施の形態における遠心機の断面図。本発明の実施の形態における下軸受部及び下流体接続部の断面図。本発明の実施の形態における下流体接続部を拡大した断面図。図３のIV−IV線に沿った断面図。本発明の実施の形態における駆動部及び上流体接続部の断面図。本発明の実施の形態における上流体接続部を拡大した断面図。従来の遠心機の断面図。従来の遠心機の上流体接続部の断面詳細図。

符号の説明

１遠心機１４下流体接続部１７ａ第２下流路、第２上流路
１８下外枠、上外枠１８ｂ第１下オイル流路、第１上オイル流路
１８ｃ第２上オイル流路、第２下オイル流路
１９上シールコネクタ、下シールコネクタ１９ａ２第３下流路、第３上流路
１９ａ３第４下流路、第４上流路２０上連結部、下連結部
２５ｃ第３上オイル流路、第３下オイル流路２７ｄ第５下流路、第５上流路
２８ａ第６下流路、第６上流路３０第１下Ｏリング、第１上Ｏリング
３１第２上Ｏリング、第２下Ｏリング３２第１上冷却通路、第１下冷却通路
３７第２上冷却通路、第２下冷却通路４１チャンバー壁４２円筒形ロータ
４４ａ第１下流路４５ａ第１上流路５２上流体接続部

Claims

フレームと、
該フレーム内に回転可能に支承され、試料を分離するロータと、
該ロータに同軸的に設けられ、該ロータ内と連通する第１試料流路が形成された回転軸と、
該フレームに固定され、試料を該ロータに導入又は該ロータから排出するために該回転軸を挿通させる流体接続部と、を備え、
該流体接続部は、該回転軸を回転可能に支承する外枠と、
該外枠に嵌合し第２試料通路が形成されたシールコネクタと、
該回転軸の端部が摺動回転する一端部と該第２試料通路に挿通される他端部とを有し、該一端部と該他端部と間に延び該第１試料通路と第２試料通路とを互いに連通させる第３試料通路が形成された連結部と、を備え、
該回転軸の該端部の該連結部の該一端部に対する摺動回転によって発生する熱を冷却するために、該シールコネクタと該連結部との境界部には、冷却水を流すための第１冷却通路が画成された遠心機において、
該連結部の該他端部には、該第１冷却通路と該第２試料通路との連通を遮断するためのシール部材が二個並設されていることを特徴とする遠心機。
該二個のシール部材の材料は、互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
該二個のシール部材は、別々に交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心機。
該二個のシール部材は、該第２試料通路側に位置し、ＥＰＤＭ製の第１シール部材と、該第１冷却通路側に位置するＮＢＲ製の第２シール部材とを有することを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
該第１冷却通路は、該外枠と該連結部と該シールコネクタ部により画成される第２冷却通路に連通し、該第２冷却通路に隣接して該外枠には、オイル通路が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の遠心機。