JP2009268980A

JP2009268980A - 遠心機

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Publication number: JP2009268980A
Application number: JP2008122251A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Niinai; 佳能二井内
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: JP5104530B2

Abstract

【課題】
本発明は、フィルタを備えた遠心機において、真空排気時間の遅延を防止することにある。
【解決手段】
真空ポンプとしてドライ式真空ポンプ７を用い、従来はチャンバ３と真空ポンプの間に接続していたＨＥＰＡフィルタ１２を、ドライ式真空ポンプ７の排気側に接続した。第１の真空ポンプとして、スクロール式ドライ真空ポンプ７を用いることで、ＨＥＰＡフィルタ１２の早期目詰まりを防止できるとともに、滅菌時に回転室から真空ポンプに至る経路を容易に滅菌処理ができる。ドライ式真空ポンプ７の上流側には、その通路の遮断を行うためのバルブ８１を設け、電源が遮断した際にバルブ８１を閉じるようにして真空状態の維持を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明はチャンバ内を減圧してロータを回転させる遠心機に関し、特に、チャンバ内の真空排気時間の短縮化を図った遠心機に関する。

遠心機は、たとえば回転体の回転速度が毎分２万回転以上になると、風損によって回転体の温度が上がり、中のサンプル（試料）が変性し、あるいは駆動装置の出力が不足して目的の回転速度まで上昇できない場合が起こりうる。よって一部の遠心機では真空ポンプでチャンバ内を減圧し、風損の影響低減を図っている。特に、最高回転速度が毎分４万回転以上の、いわゆる超遠心機と呼ばれている遠心機では、風損による温度上昇が大きくなるため、回転室内の真空度をより高めるようにしている。そのため、高真空が得られる油拡散真空ポンプ（ポンプ単体の到達圧力は概略０．０００１Ｐａ以上）が用いられている。

油拡散真空ポンプは、作動するのに２０Ｐａ程度の背圧が必要である為、この背圧を得る為の補助ポンプとして、取り付け構造が簡単で特別な取り扱いを要さず、高真空が得やすい油回転真空ポンプが用いられている。

一方、真空ポンプには、油回転真空ポンプだけでなく、ダイヤフラム真空ポンプやスクロール式真空ポンプ等のドライ式真空ポンプもあるが、ダイヤフラム真空ポンプは到達真空度が劣る、必要背圧に達するまでの時間がかかる、といった難点があり、またスクロール式真空ポンプは、最近までシール性能に難点があったため、この種の遠心機には採用できなかった。

このような遠心機において、万一回転中に回転体からチャンバ内に試料が漏れた場合、試料が空気と共に真空ポンプに吸引され、真空ポンプから機外に排出されることになる。試料が病原性や毒性を有する場合にそのまま排出されると、部屋にいる人間や実験動物などに感染するバイオハザード（生物災害）の恐れがある。

そのため、危険性の高い生物試料を分離する場合は、試料の排出リスクを低減するために、特許文献１や特許文献２に記載されているように遠心機のチャンバと真空ポンプを接続する配管の途中にフィルタを接続し、万一チャンバ内に危険性のある試料が漏れても、真空ポンプに吸引される途中においてフィルタで捕捉し、遠心機の外部への試料の放出を防ぐバイオハザード対策が一般的に取られている。

なお、この種の遠心機に用いられるフィルタは、ＨＥＰＡフィルタ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒＦｉｌｔｅｒ）と呼ばれ、粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集率を持つフィルタが一般的である。

実公昭６２−３６５３２号公報特開昭５９−３２９６６号公報

バイオハザード対策として、ＨＥＰＡフィルタを組み込んだ遠心機では、フィルタが微粒子を捕集する代わりに空気の流れをも妨げるため、チャンバ内を減圧する時間がＨＥＰＡフィルタを組み込んでない遠心機に比べ遅くなるという問題がある。この従来の遠心機について、図５を用いて説明する。

図５において、遠心機２０１は、上面から見た断面形状が略四角形のフレーム２０２を有し、フレーム２０２の内部には、サンプリングチューブ等の試料容器（図示せず）を保持するためのチタン合金またはアルミニウム合金等から成るロータ２０５と、ロータ２０５に回転駆動力を与えるためのモータ２０４と、チャンバ２０３によって区画されたロータ２０５を収納する空間を有する。チャンバ２０３内は、ロータ２０５の運転中に動作する２つの真空ポンプによって減圧される。この減圧によって、ロータ２０５が回転中に、残留する空気との摩擦によって、発熱するのを低減させることができる。

真空経路には、油拡散真空ポンプ２０６と、真空配管２０８ａ、２０８ｂと油回転真空ポンプ２１３が配置され、真空配管２０８ａ、２０８ｂの間にＨＥＰＡフィルタ２１２が取り付けられる。油回転真空ポンプ２１３を用いる遠心機においては、通常、ＨＥＰＡフィルタ２１２は、油拡散真空ポンプ２０６と油回転真空ポンプ２１３の間に接続される。ＨＥＰＡフィルタ２１２をこの位置に設けるのは油回転真空ポンプ２１３の構造上の理由に基づくもので、仮に油回転真空ポンプ２１３の後方にＨＥＰＡフィルタ２１２を設けたくても、期待される性能が維持できないためである。

油回転真空ポンプ２１３の場合、排出口から排気と共にオイルミストが排出されるため、排出口にオイルミストを捕捉するためのオイルミストトラップ２１４を接続するのが一般的である。オイルミストトラップ２１４を接続せずにＨＥＰＡフィルタを接続するのは現実的ではない。また、オイルミストトラップ２１４の後ろにＨＥＰＡフィルタを接続したとしても、オイルミストトラップ２１４ではオイルミストを１００％捕集することが期待できないことから、ＨＥＰＡフィルタの目詰まりを起こりやすい。別の問題として滅菌の問題がある。即ち、ＨＥＰＡフィルタを油回転真空ポンプ２１３の排出口側に設けると、チャンバ及び真空経路内を滅菌するには、油回転真空ポンプ２１３も滅菌する必要がある。しかし、油回転真空ポンプ２１３のポンプ部の排出口が油中にあり、吸い込んだ生物試料は油中に放出されてしまうことから、滅菌が困難となる。従って、従来技術においては油回転真空ポンプ２１３の排出口側にはＨＥＰＡフィルタを接続することはできなかった。

以上の理由から、ＨＥＰＡフィルタ２１２は、図５に示すように、油拡散真空ポンプ２０６と油回転真空ポンプ２１３の間に接続せざるを得ないが、この場合、ＨＥＰＡフィルタ２１２の前後の圧力差は大気圧に対して負圧になることから、最大でも１０１.３ｋＰａ（１気圧）しか発生しない。このため流路抵抗が大きいＨＥＰＡフィルタを接続すると、油拡散真空ポンプが動作する背圧に達するまでの時間が長くなり、ＨＥＰＡフィルタ２１２を設けない場合に比べて高真空に到達する時間が大幅に増えていた。

また、この種の遠心機では試料の温度を一定温度、例えば４℃に保つ必要があることが多く、チャンバ２０３内に熱交換用のボウル２０３ｄを持たせているのが一般的である。ボウル２０３ｄにはサーモモジュール２１０と呼ばれる半導体素子が取り付けられており、このサーモモジュール２１０でボウル２０３ｄを冷やしたり温めたりしている。また、ボウルの回りに管を巻き、その中に冷凍機で冷媒を流し、ボウルの温度を下げているものもある。しかし、このボウル表面に空気中の水分が結露するため、真空ポンプはチャンバ内の空気と共に結露した水分を吸引排気することになる。そしてこの水分がＨＥＰＡフィルタ２１２に捕捉され、減圧下において蒸発し、一部がチャンバ２０３内に逆流することから、チャンバ２０３内の真空度向上の妨げにもなっている。

以上のように、油拡散真空ポンプ２０６と油回転真空ポンプ２１３の間にＨＥＰＡフィルタ２１２を追加した遠心機２０１では、危険粒子を機外に排出する心配がないというメリットがあるものの、真空排気時間が長くなるというデメリットがある。排気速度１００Ｌ／秒程度の油拡散真空ポンプと１６０Ｌ／分程度の油回転真空ポンプを持つ遠心機において、チャンバ内の真空度が１Ｐａに到達するまでの時間は、通常、ポンプが動作を開始して１０から２０分程度であるのに対し、ＨＥＰＡフィルタを油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプの間に設けた遠心機では１時間以上かかる場合があり、使用者に長時間にわたる待ち時間を強い、遠心分離の効率を低下させる要因になっている。

そこで、本発明の目的は、フィルタを備えた遠心機において、真空排気時間の遅延を防止することにある。

本発明のさらに別の目的は、フィルタの設置位置を真空経路の下流側に移動させても、支障なく真空経路と真空ポンプの滅菌処理を行うことができる遠心機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、試料を保持した状態でモータによって回転駆動されるロータと、ロータを収容するチャンバと、チャンバ内を減圧する真空ポンプと、チャンバと真空ポンプを接続する真空配管と、を有する遠心機において、真空ポンプとしてドライ式真空ポンプを用い、チャンバからドライ式真空ポンプに至る真空配管にフィルタを設けずにドライ式真空ポンプの排出口側に生物試料を捕集する能力を有するフィルタを設け、フィルタを通してチャンバ内の空気を外部に排出するようにした。生物試料を捕集する能力を有するフィルタとしては、例えばＨＥＰＡフィルタを用いると良い。ドライ式真空ポンプは、例えば、スクロール形ドライ式真空ポンプを用い、スクロール形ドライ式真空ポンプの流入口側真空配管中には、流路を閉鎖するバルブを設けると好ましい。

本発明の他の特徴によれば、チャンバからドライ式真空ポンプに至る真空配管中に、さらに第２の真空ポンプを設けた。この第２の真空ポンプは、例えば、油拡散真空ポンプ、メカニカルブースター真空ポンプを用いると好ましい。

本発明のさらに他の特徴によれば、ドライ式真空ポンプの排出口とフィルタの間に圧力計を設けた。尚、ドライ式真空ポンプの排出口とフィルタの間にバッファタンクを設け、バッファタンクに圧力計を設けることによりバッファタンクの圧力を測定するように構成しても良い。圧力計の測定値は監視手段によって監視するが、監視手段は遠心機全体を制御する制御部にその機能を持たせるように構成しても良いし、設定圧力を超えたらアラームを発する監視機能付きの圧力計を用いても良い。監視手段は圧力の測定値が所定の圧力を超えた場合にアラームを発するように構成した。

請求項１の発明によれば、真空ポンプとしてドライ式真空ポンプを用い、ドライ式真空ポンプの排出口に生物試料を捕集する能力を有するフィルタを接続したので、真空吸引の流路抵抗が増すこともなく遠心機の真空排気時間を短縮することができる。さらに、真空配管中にフィルタがないので、フィルタに捕捉された水分が真空度低下の要因になるという問題も生じない。

請求項２の発明によれば、フィルタは、ＨＥＰＡフィルタであるので、生物試料に対して良好な捕集率を達成できる。

請求項３の発明によれば、ドライ式真空ポンプは、スクロール形ドライ式真空ポンプであるので、チャンバおよび真空排気系を滅菌する場合にも、例えばホルマリンガスをチャンバ内に注入し、真空ポンプで吸引させることにより、チャンバから配管はもちろんのこと、ドライ式真空ポンプであればポンプの内部までガスが行きわたるため、確実に滅菌できる。

請求項４の発明によれば、スクロール形ドライ式真空ポンプの流入口に、流路を閉鎖するバルブを設けたので、仮に停電などで電源が遮断してしまったような場合に、バルブを閉鎖することにより、吸引された空気がスクロール形ドライ真空ポンプからチャンバに逆流してしまうことを防止できる。

請求項５の発明によれば、チャンバからドライ式真空ポンプに至る真空配管中に、さらに第２の真空ポンプを設けたので、真空吸引に要する時間を低減できると共に高い真空度を達成できる。

請求項６の発明によれば、第２の真空ポンプは油拡散真空ポンプであるので、安価で高耐久性が実現できる。

請求項７の発明によれば、ドライ式真空ポンプの排出口とフィルタの間に圧力計を設けたので、ゴミ・ほこり等の吸引によりフィルタの目詰まりが生じている状態を圧力計にて容易に確認することができる。

請求項８の発明によれば、ドライ式真空ポンプの排出口とフィルタの間にバッファタンクを設けたので瞬間的な圧力上昇を緩和でき、圧力測定を阻害する脈動の影響を排除できることに加え、タンクがない場合に比べて、一時的に圧力が上がって所定の圧力に達してしまうといったケースが減り、フィルタの交換周期を伸ばす効果が期待できる。

請求項９の発明によれば、圧力をモニターして所定の値を超えた場合には、アラームを発するようにしたので、使用者が定期的なフィルタ交換作業を怠った場合や、ゴミ・ほこり等の吸引によりフィルタの目詰まりが想定以上に早まった場合でも、配管が外れたりフィルタが破損する前にフィルタの目詰まりが検出でき、危険物質が機外に漏洩することを防止できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

以下、本発明の実施形態に係る遠心機について、図１に基づき説明する。図１において、図５に示した従来例と異なる主な点は、真空ポンプを油タイプ（油回転真空ポンプ２１３）からドライタイプにしたことと、ＨＥＰＡフィルタの設置位置を変えたことである。

図１において、遠心機１は、フレーム２と、チャンバ３と、モータ４と、ロータ５と、スクロール形ドライ真空ポンプ７（第１の真空ポンプ）と、油拡散真空ポンプ６（第２の真空ポンプ）と、真空配管８ａ、８ｂと、ＨＥＰＡフィルタ１２を有する。フレーム２は、遠心機１の骨格及び外殻を成し、その上部に操作パネル１５が配置される。フレーム２の上部にはプラスチック製のカバ１４が設けられ、カバ１４に、後述のロータ室３ａにアクセスする孔１４ａが形成される。チャンバ３内には、例えばアルミニウム材料から成るボウル３ｄがロータ５を包囲するように設置される。ボウル３ｄの底部とチャンバ３の底部材との間には温度制御用のサーモモジュール１０が挟持される。サーモモジュール１０は、制御装置９によって制御され、その冷熱は、熱伝導率の高い材質（例えばアルミニウム）によって形成されたボウル３ｄに伝達され、ロータ室３ａの真空度が低い時はロータ室３ａ内の空気を介してロータ５を冷やしたり温めたりして均一な温度（例えば４℃）に保ち、ロータ室３ａの真空度が高い時はボウル３ｄとロータ５の間の輻射伝熱によって同様にロータ５を均一な温度に保っている。その結果、ロータ５の回転時の風損が大きい時には温度上昇分が冷却され、遠心分離時の高速回転に伴うロータ５内の試料容器の温度上昇が起きないように制御される。ロータ５の温度は、チャンバ３の底部材に固定された図示しない温度センサによって検出され、制御装置９によって測定される。

チャンバ３の上部には、ロータ室３ａと孔１４ａとを連通する孔３ｂが形成され、孔３ｂを閉止してロータ室３ａを密閉するドア１６が設けられる。ドア１６には、開閉を検知する図示せぬセンサが設けられ、ドア１６の閉止状況がモニターされる。チャンバ３の下部には、ロータ室３ａの内外を連通する貫通孔３ｃが設けられる。モータ４は出力軸４ａを有し、出力軸４ａを覆うようにシャフトケース４ｂが設けられている。モータ４のハウジングがチャンバ３の下方に位置するようにフレーム２に弾性的に固定される。シャフトケース４ｂは、貫通孔３ｃを貫通してロータ室３ａ内に突出する。貫通孔３ｃにおいてシャフトケース４ｂは図示せぬシール部材によってシールされ、ロータ室３ａの気密性が保持できる構造となっている。

ロータ５には、試料を入れるサンプリングチューブ等を挿入するための孔５ａが複数形成され、モータ４の出力軸４ａに連結され、回転駆動される。本実施形態では、モータ４の回転速度は、例えば毎分４万回転以上であり、この回転によって発生する遠心力により試料が遠心分離される。通常、大気圧下でロータ５が高速回転すると、風損によりロータ５が発熱する。また、大気圧下では空気抵抗によりロータ５の高回転化が抑制される。よって遠心分離時にチャンバ３内の空気を抜いて真空状態にし、風損を抑制する必要がある。

油拡散真空ポンプ６は、吸引側がロータ室３ａに接続され、排出側が真空配管８ａ、８ｂ及びバルブ８１を介して、スクロール形ドライ真空ポンプ７の吸引口１１ａに接続される。油拡散真空ポンプ６は内部に液体の油を備え、この油の内部での蒸発・凝縮によってロータ室３ａ内の空気を排出させる公知の装置である。油拡散真空ポンプ６は、作動するために、ある程度の背圧（２０Ｐａ程度）が必要であるため、この背圧を得るために補助ポンプが必要とされるが、スクロール形ドライ真空ポンプ７が油拡散真空ポンプ６の補助ポンプとして機能する。

ここで重要なことは、後段側の真空ポンプとしてドライタイプの真空ポンプ（スクロール形ドライ真空ポンプ７）を用いたことである。ドライタイプの真空ポンプを用いることにより、その排出側にオイルミストトラップを設ける必要が無くなり、その位置にＨＥＰＡフィルタ１２を設けることが可能になった。ＨＥＰＡフィルタ１２は、ドライタイプの真空ポンプの排出口１１ｂの下流側の任意の位置に設けることができ、本実施形態では配管１３を介して接続される。ＨＥＰＡフィルタ１２は固定部材により、フレーム２の一部に固定される。

ＨＥＰＡフィルタ１２の設置位置を真空経路の最下流に配置する場合、ロータ室３及び真空経路を滅菌する場合にはスクロール形ドライ真空ポンプ７内の滅菌も考慮しなければならないが、近年の改良されたドライタイプの真空ポンプでは、密閉性も良くオイルも使わないため、ロータ室３からＨＥＰＡフィルタ１２に至る経路に滅菌ガスを加えるだけで容易に滅菌できる。滅菌ガスは例えばホルマリンガスである。

なお、スクロール形ドライ真空ポンプ７を用いると、仮に停電などで電源が遮断してしまったような場合に、吸引された空気がスクロール形ドライ真空ポンプ７から逆流してしまい、ロータ室３ａに戻る恐れがある。よって、本実施形態では、スクロール形ドライ真空ポンプ７の上流にバルブ８１を設け、そのような場合にバルブ８１を遮断して真空経路を閉じることができるようにした。バルブ８１として、例えば電磁バルブなどが利用できる。

本実施形態によると、バイオハザード対策を行う場合でも真空配管内にＨＥＰＡフィルタを設ける必要がないため、チャンバ３内の真空排気時間を短くすることが可能となる。通常、チャンバ３と第１の真空ポンプを接続する配管中にＨＥＰＡフィルタを組み込むと、ＨＥＰＡフィルタを通して吸引する圧力は最大でも１０１.３ｋＰａ（１気圧）しか働かない。一方、この種のフィルタの耐圧力（正圧）は１０１.３ｋＰａ以上あり、例えば米国のポール社（Ｐａｌｌ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が販売しているＨＥＰＡフィルタ（商品名：ＨＥＰＡＣａｐｓｕｌｅ１２１４４）は、ポリプロピレンやナイロンなどの樹脂で容器が作られており、最大圧力３４０ｋＰａまで耐えられることから、排気側に配置すればＨＥＰＡフィルタの流路抵抗が大きくても３倍以上の圧力がかけられ、真空ポンプの吸引側に配置する場合に比べて素早い排気が可能となる。また、金属製容器に入ったＨＥＰＡフィルタを用いることで、耐圧力をさらに増すことも可能である。

２つの真空ポンプで吸引されたチャンバ３内の空気はＨＥＰＡフィルタ１２を通して排出口１２ａから最終的に遠心機１の外部に排気される。万一、真空配管８ａ、８ｂに病原性や毒性を有するウイルスや菌体等が混入したとしても、ＨＥＰＡフィルタ１２で捕獲されることから、大気中へのウイルスや菌体等の排出を防止でき、バイオハザード防止効果が期待できる。更に、ＨＥＰＡフィルタ交換時においても、ホルマリンガスを密閉したチャンバ３の注入口（図示せず）から注入し、ＨＥＰＡフィルタから水中に放出すれば、チャンバ３からＨＥＰＡフィルタにいたるまで、安全かつ確実に滅菌できることから、フィルタ交換時の安全性確保にも問題ない。なお、ガスを注入する注入口は、通常使用時はチャンバ３内の真空度に影響しないよう閉じられている。

次に、図２を用いて本願発明の第２の実施形態を説明する。図２において符号を付していない部分は図１と同じ構成であるので、繰り返しの説明は省略する。図２に示す遠心機１ａは、図１の遠心機と異なり、第２の真空ポンプにあたる油拡散真空ポンプ６を有しておらず、チャンバ３とスクロール形ドライ真空ポンプ７が真空配管１０８ａ、１０８ｂにて直接連通される。真空配管１０８ａ、１０８ｂの間には、バルブ８１が設けられ、真空流路を遮断できる。スクロール形ドライ真空ポンプ７で吸引されたチャンバ３内の空気は、その排出口１１ｂに配管１３によって接続されたＨＥＰＡフィルタ１２を通して遠心機１の外部に排気される。

以上、上述した実施形態によると、チャンバ３と、第１の真空ポンプであるスクロール形ドライ真空ポンプ７の間にＨＥＰＡフィルタがないことから、ＨＥＰＡフィルタが真空排気の抵抗になることがない。また、熱交換用のエバポレータに相当するボウル３ｄで結露した水分を真空経路内のＨＥＰＡフィルタが捕捉して、水分がチャンバ３内に逆流する恐れもない。よって、真空度低下をきたす心配もなく良好な真空状態を実現することができる。

第２の実施形態によると、ＨＥＰＡフィルタ１２を交換する場合は、例えばチャンバ３に図示せぬ滅菌用の配管を設け、ホルマリンガス等の滅菌ガスをチャンバ内に注入して、真空ポンプで排気させることでチャンバ３内の空気を排出する流路を隅々まで滅菌することができ、汚染されたＨＥＰＡフィルタ１２も安全に扱うことができる。なお、滅菌用の配管は、通常使用時はバルブ等で封止される。

尚、油拡散真空ポンプ６、スクロール形ドライ真空ポンプ７の両ポンプともポンプ内部は吸引口と排出口以外、外部と遮断密閉されており、ポンプ内部から外部に気体が漏洩する心配はない。また、スクロール形ドライ真空ポンプ７は種類によって水分を含んだ流体をポンプ圧縮室内部で水分が結露しないように機外から内部に空気を入れるためのガスバラストバルブと称する吸入口を有するポンプもあるが、ガスバラストを閉じておけばポンプ内部の密閉を維持できることから気体が漏洩する心配はない。

次に、図３を用いて本願発明の第３の実施形態を説明する。図３において符号を付していない部分は図１と同じ構成である。図３において、スクロール形ドライ真空ポンプ７とＨＥＰＡフィルタ１２を接続する配管の一部に圧力計１７ａを設け、圧力計１７ａの出力を制御装置９に入力させて、制御装置９にてＨＥＰＡフィルタ１２の入力側の圧力をモニターできるように構成した。そのため本実施形態では、スクロール形ドライ真空ポンプ７の排出口１１ｃの形状をＴ形に分岐する部材で形成した。

ここで、ＨＥＰＡフィルタ１２を管路抵抗を有する円管と見ると、ＨＥＰＡフィルタ１２の前後の圧力差ＰはＰ∝λ・ｖ２となる。ここでλは管路抵抗、ｖは流速である。すなわち、チャンバ３内に多くの気体（空気）が存在する真空排気開始時にｖが大きくなるため、スクロール形ドライ真空ポンプ７とＨＥＰＡフィルタ１２間の圧力は、真空排気開始直後が大きく、チャンバ３の空気が希薄になるにつれて、排気流体が減少するため圧力は低下していく。一方、試料を保持するロータ５は、真空排気開始直後は停止しているか、もしくは回転し始めであることから、万一スクロール形ドライ真空ポンプ７とＨＥＰＡフィルタ１２間の圧力が、ＨＥＰＡフィルタ１２の許容値を上回ったとしても、運転開始直後に異常を判断できる。遠心機１ｂの運転中に所定の圧力に達したら、操作パネル１５上にアラームを点灯させる。その結果、試料の漏れが発生する可能性がある前に、即ちロータが高速で回転する前に、フィルタの交換が可能となる。

また、あらかじめ決められた圧力に達すると、アラームを発すると共に、真空ポンプ（６、７）を停止させるようにしても良い。さらに、ロータ５が回転を開始している場合は、ロータ５を停止させるようにしても良い。

さらに、圧力が上昇し所定の圧力に近づいたらバルブ８１を閉じて、圧力が下がってきたら再びバルブ８１を開いてスクロール形ドライ真空ポンプ７を動作させ、再び圧力が所定の圧力に近づいたらバルブ８１を閉じてと、これらを繰り返すようにしても良い。

以上のように、ＨＥＰＡフィルタ１２の目詰まり等でスクロール形ドライ真空ポンプ７とＨＥＰＡフィルタ１２間の圧力が許容値以上に上がっても、使用者はその異常状態を直ちに知ることができるので、適切な時期にＨＥＰＡフィルタ１２の交換をすることができる。よって、使用者が定期的なフィルタ交換作業を怠った場合や、ゴミ・ほこり等の吸引によりフィルタの目詰まりが想定以上に早まった場合でも、配管１３が外れたりＨＥＰＡフィルタ１２が破損する前に事前に検出でき、危険物質が機外に漏洩することを防止できる。

次に、図４を用いて本願発明の第４の実施形態を説明する。図４において、図３と違う点は、スクロール形ドライ真空ポンプ７とＨＥＰＡフィルタ１２の間に、適度な容量を有する任意な形状のバッファタンク１８を設けた点であり、圧力計１７ｂをバッファタンク１８に取り付けた。バッファタンク１８は、例えばステンレス製の立方体又は円筒形の容器であり、ＨＥＰＡフィルタ１２よりも十分高い耐圧を有する。バッファタンク１８の出口側に配管１９ｂを介してＨＥＰＡフィルタ１２が接続される。

このようにバッファタンク１８を用いることにより、真空排気開始時の急激な流体移動（流速の上昇）が発生しても、圧力上昇を緩和させることができ、タンクがない場合に比べ、一時的に圧力が上がって所定の圧力に達するといった、圧力計による測定の誤動作につながるケースが減少する。その結果、瞬間的な圧力上昇を緩和できるので、フィルタの交換周期を伸ばす効果が期待できると共に、配管１９ａ、１９ｂや、ＨＥＰＡフィルタ１２の損傷による排気の漏洩をより効果的に防止できる。

以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。たとえば、油拡散真空ポンプ６の替わりにメカニカルブースター真空ポンプを用いても良いし、真空ポンプを３段構成にして、ＨＥＰＡフィルタを最下流側の真空ポンプの排出側に設けるようにしても良い。

また、アラーム機能付きの圧力計を用いて、設定した圧力値になったらブザーなどのアラームを発するようにしても良い。このように構成すれば、制御装置９側の構成を変更する必要が無く、容易に圧力値の監視を実現できる。

本発明の実施形態に係る遠心機の概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る遠心機の概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る遠心機の概略断面図である。本発明の第４の実施形態に係る遠心機の概略断面図である。従来技術による遠心機の概略断面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ遠心機２フレーム３チャンバ
３ａロータ室
３ｂ孔３ｃ貫通孔３ｄボウル
４モータ４ａ出力軸５ロータ５ａ孔
６油拡散真空ポンプ７スクロール形ドライ真空ポンプ
８真空配管９制御装置１０サーモモジュール
１１ａ吸引口１１ｂ、１１ｃ排出口
１２ＨＥＰＡフィルタ
１３配管１４ａ孔１５操作パネル１６ドア
１７ａ、１７ｂ圧力計１８バッファタンク
１９ａ、１９ｂ配管
２０１遠心機２０２フレーム
１０８、２０８ａ、２０８ｂ真空配管
２０３ｄボウル２０４モータ２０５ロータ
２１０サーモモジュール２１２ＨＥＰＡフィルタ
２１３油回転真空ポンプ２１４オイルミストトラップ

Claims

試料を保持した状態でモータによって回転駆動されるロータと、該ロータを収容するチャンバと、該チャンバ内を減圧する真空ポンプと、該チャンバと該真空ポンプを接続する真空配管と、を有する遠心機において、
前記真空ポンプとしてドライ式真空ポンプを用い、
前記ドライ式真空ポンプの排出口側に生物試料を捕集する能力を有するフィルタを設け、該フィルタを通して前記チャンバ内の空気を外部に排出することを特徴とする遠心機。
前記フィルタは、ＨＥＰＡフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
前記ドライ式真空ポンプは、スクロール形ドライ式真空ポンプであることを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
前記スクロール形ドライ式真空ポンプの流入口に、流路を閉鎖するバルブを設けたことを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
前記チャンバから前記ドライ式真空ポンプに至る真空配管中に、さらに第２の真空ポンプを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の遠心機。
前記第２の真空ポンプは、油拡散真空ポンプであることを特徴とする請求項５記載の遠心機。
前記ドライ式真空ポンプの排出口と前記フィルタの間に圧力計を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の遠心機。
前記ドライ式真空ポンプの排出口と前記フィルタの間にバッファタンクを設け、前記圧力計は前記バッファタンクに設けたことを特徴とする請求項７に記載の遠心機。
前記圧力計の測定値をモニターする監視手段を設け、該監視手段は前記測定値が所定の圧力を超えた場合にアラームを発することを特徴とする請求項７又は８に記載の遠心機。