JP2010131560A - 遠心分離機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
制御装置9は、回転室3aの真空度Pを一定時間ΔT毎に検出する真空度検出手段8を有し、真空度検出手段8の一定時間ΔT毎の検出結果に基づいて、回転室3a内の真空度Pが第1の真空度範囲(Pa−Pr)内から前記第2の真空度範囲(Pr−Pd)内に移行したことを判別し、かつ回転室3a内の真空度Pが前記第2の真空度範囲(Pr−Pd)内に移行した場合、一定時間ΔT毎の真空度の変化率ΔP4を検出し、該変化率ΔP4を判別値ΔPdと比較し、比較結果に基づいて油拡散ポンプ5が安定動作状態であることを判別する。
【選択図】図1
Description
本発明の他の目的は、油拡散ポンプおよび補助ポンプによる排気動作の特性を判別することによって、油拡散ポンプの動作を正常に制御した遠心分離機を提供することにある。
[遠心分離機の全体構成について]
図1は、本発明の実施形態に係る遠心分離機50の構成図を示す。特に、ロータの回転数を40,000rpm以上の回転数に制御できる超遠心分離機に向けられている。
遠心分離機50は、ロータ1を密閉する回転室3aを形成する仕切り部材3と、回転室3aに設置され、試料を保持して遠心分離するためのロータ1と、ロータ1を高速に回転駆動する電動モータ2と、油拡散ポンプ(DPポンプ)5および補助ポンプ4から構成された真空ポンプと、制御装置9と、高真空度まで減圧される回転室3の真空度を検出することが可能な真空度センサ8とを具備する。
[遠心分離機の真空ポンプの制御方式について]
本発明に係る遠心分離機50では、特に、真空ポンプを構成する油拡散ポンプ5および補助ポンプ4の動作範囲(減圧範囲)が真空度センサ8によって検出できる回転室3aの真空度特性(減圧特性図)によって区分できるという原理に着眼し、真空ポンプの制御方式が構成されている。以下に、真空ポンプの真空度特性について実験検討した結果を、図2の特性図を参照して説明する。
時間Taおよび時間Tbは、補助ポンプ4が排気動作を開始してから安定動作に移行するまでの時間として区別することができる。すなわち、時間Taは補助ポンプ4の排気動作の開始時点aから補助ポンプ4の安定排気動作に移行する時点bまでの「排気動作開始」の時間を示し、また、時間Tbは、時点bから時点cまでの排気動作が安定動作に移行する「安定動作」の時間を示す。これらの補助ポンプ4の動作時間(Ta+Tb)は、所謂、補助ホンプ4の減圧動作時間を示し、その減圧範囲(第1の真空度範囲)(Pa−Pr)は、例えば、大気圧〜20パスカルの範囲となる。この減圧範囲(Pa−Pr)は、補助ポンプ4の排気能力として実験的に把握することができる。また、時間Taにおける一定時間(ΔT)毎の真空度の変化率(ΔP1)と、時間Tbにおける一定時間(ΔT)毎の真空度の変化率(ΔP2)とを比較することによって判別することもできる。すなわち、この安定動作時間Tbにおける真空度変化率(ΔP2)は、排気動作開始時間Taにおける真空度変化率(ΔP1)に比べて極端に小さくなる。
[真空ポンプの動作状態判別フローチャートの一例について]
本発明は、図2に示したような真空度特性図に基づいて遠心分離機を構成したもので、上記制御装置9のROM(9b)に格納された、補助ポンプおよび油拡散ポンプの動作状態判別プログラムの一例に従った動作状態判別フローチャートについて、図3を参照して説明する。
ステップS6においてΔP2>ΔPbならば(NOの場合)、ステップS6aへ進み、補助ポンプ4は安定動作が異常であると判別し、ステップS14で故障検出処理をする。
[真空ポンプの動作制御フローチャートについて]
補助ポンプ4と油拡散ポンプ5の制御フローチャートについて図4を参照して説明する。
制御装置9は、上述したような油拡散ポンプ5の動作状態を判別して補助ポンプ4と油拡散ポンプ5の動作を制御する。
[遠心分離機の動作例について]
次に上記真空ポンプの動作状態判別フローチャートおよび制御フローチャートに従った遠心分離機の動作例について図5を参照して説明する。図5は、補助ポンプ4と油拡散ポンプ5を同時に駆動開始して回転室3における真空度の変化率が変化する状態から真空ポンプの動作状態を判別して、真空ポンプの各ポンプを制御したときの真空度の変化を示す特性図である。
[真空ポンプの動作状態判別フローチャートの変形例について]
また、遠心分離機の回転室における真空度特性について実験検討した結果、図6の真空度特性図に示すように、上記図2に示したような補助ポンプ4の安全動作領域(時間Tb)の真空度変化率ΔP2が明確に観測できない場合がある。
4:補助ポンプ(油回転ポンプ) 4a:吸入口 4b:排気口
5:油拡散ポンプ 5a:ボイラ 5b:拡散油 5c:DPヒータ
5d:ジェット部を内包する円筒部 5e:放熱フィン 5f:吸気口
5g:排気口 6:真空ホース 7:真空ホース 8:真空度センサ
9:制御装置 9a:CPU 9b:ROM 9c:RAM
50:遠心分離機
Claims (6)
- 回転室と、該回転室内に設置され、試料を保持して遠心分離するロータと、該ロータを回転させるモータと、前記ロータが回転する前記回転室内を真空にするために前記回転室内の気体を回転室外に排気する真空ポンプ装置と、前記回転室の真空度に基づいて前記真空ポンプ装置の動作を制御するための制御装置と、を具備する遠心分離機において、
前記真空ポンプ装置は、前記回転室内の真空度を第1の真空度範囲内に排気する補助ポンプと、前記回転室内と前記補助ポンプ間に直列接続され、前記回転室の真空度を前記第1の真空度範囲より高真空の第2の真空度範囲に排気する油拡散ポンプと、を具備し、
前記制御装置は、前記回転室内の真空度を所定時間毎に検出する真空度検出手段を有し、前記真空度検出手段の前記所定時間毎の検出結果に基づいて、前記回転室内の真空度が前記第1の真空度範囲内から前記第2の真空度範囲内に移行したことを判別し、かつ
前記回転室内の真空度が前記第2の真空度範囲内に移行した場合、前記所定時間毎の真空度の変化率を検出し、該変化率に基づいて前記真空ポンプ装置が動作状態であることを判別することを特徴とする遠心分離機。 - 前記制御装置は、前記真空度検出手段の前記所定時間毎の検出結果に基づいて、前記補助ポンプの排気動作開始と、前記油拡散ポンプの排気動作開始と、前記油拡散ポンプの安定動作と、を順次検出することにより、前記油拡散ポンプが安定動作状態であることを判別することを特徴とする請求項1に記載された遠心分離機。
- 前記制御装置は、前記油拡散ポンプの排気動作開始を判別して、前記油拡散ポンプの運転制御を開始することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された遠心分離機。
- 前記制御装置は、前記油拡散ポンプの安定動作を判別して、前記油拡散ポンプの運転制御をすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載された遠心分離機。
- 前記制御装置は、前記油拡散ポンプの安定動作を判別して、前記補助ポンプおよび前記油拡散ポンプの運転制御をすることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載された遠心分離機。
- 前記制御装置は、前記真空度検出手段による前記回転室内の真空度の検出が前記第1の真空度範囲内または前記第2の真空度範囲内に移行できないことを判別した場合、前記補助ポンプまたは前記油拡散ポンプの動作に異常があると判別することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載された遠心分離機。
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