JP2981771B2 - 低速粒子選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、主として微生物学者に役立つ簡潔で廉価な
低速遠心機に関する。

背景技術 流体から微粒子物質を分離しようとするとき、非常に
小さい（ゆっくり沈澱する）粒子を遠心分離で分離する
ことは大きい粒子より指数関数的に困難であることがわ
かっている。したがって、ほとんどのディスク型遠心機
は最小粒子を妥当な速さで分離するために極端に高速で
回転するように構成されている。高速であることは機器
におよび分離中の微粒子物質に高い応力がかかることを
意味する。他方、遠心機が極端に小さい微粒子物質を分
離し得ることは、特にオペレータがより大きい物質に関
心があるだけの場合、必ずしも必要ではない。

しかし、今までは遠心機が比較的低速で動作すること
ができ、機器にあまり応力を生ぜず、あまり風変わりで
ない構成材料が技法を利用することができるような比較
的大きい微粒子に専用されるディスク型遠心機には考慮
が払われなかった。

発明の開示 本発明の遠心機は、上に示した必要性を満たすことを
目的としている。比較的小さい微粒子は無視したので、
遠心機は大部分の酵母菌や浮遊性植物のような微粒子を
一層容易に分離するよう構成されている。遠心機は低速
（1000r.p.m未満）で動作し、プラスッチクやアルミニ
ウムのような廉価な材料を使用することができる。本発
明は、分離器は屡々特定の用途について購入され、処理
の速さが適当である限り、一つの物質（たとえば、酵母
菌）で作業する微生物学者は自分の分離器が他の物質
（たとえば、バクテリア）に適しているか否かについて
は気にかけないという原理に従っている。

低速分離の他の長所は、一定の、制限の無い（360
゜）再循環が可能であるということである。高速機は、
油圧作動ボール・リム・シールを用いて間欠無制限再循
環を、または複数のオリフィスにより連続制限再循環を
行うことができるだけである。ボール円周全体の周りで
固体を連続放出する費用は速さと共に指数的に増大し、
アパーチャが再循環中に細胞の崩壊が生ずる程狭くない
限り、高速分離的では法外に高くなる。本発明によれ
ば、回転速度は低く、連続再循環が存在する。したがっ
て遠心プロセスは生物体に対して高速分離の場合より穏
やかであり、細胞の圧迫は無い。

更に、本発明の遠心機は培養容器自身と組合わせるこ
とができるので、表面浮遊物を連続的に取出して、培養
菌をかき乱すことなく供給材料と置き換えることができ
る。分離しないときは、機械を、再循環時大気圧で運転
して培養菌を攪拌するのに使用することができる。

上に列挙した長所は、ハウジングと、ハウジングを容
器に装着する手段と；装着手段の内部にあって上向き且
つ外向きに張り出している截頭円錐形偏向部材を支持す
る下部軸受支持手段と；装着手段から下向きに突出する
外側円筒部材と；軸受支持部材から下向きに突出し、外
側円筒部材の内部にある中間円筒部材と；支持手段と装
着手段との間にあってその間に隙間を形成している円周
方向に間隔を置いて設けられた翼板と；下部軸受部材に
取付けられた上向きおよび外向きに張り出している下部
ボール部材、中間円筒部材の内部にあって下部ボール部
材から下向きに突出している内側円筒部材、および下部
軸受部材と下部軸受支持との間にあって下部ボールアセ
ンブリをハウジング内部に回転可能に且つ軸受として支
持する軸受手段を備えている下部ボールアセンブリと；
ハウジングの上にあって下向きにハウジング内に突出す
る駆動軸を備えている駆動モータと；駆動軸にキー止め
され、更にハウジング内の下部ボール部材内部にまで突
出している円筒状移送管と；ハウジングの上部排出室に
上部排出ポート手段を、隣接するディスクの間に下部入
口ポート手段を備えている移送管の下端に取付けられた
上向きおよび外向きに張り出し、垂直に間を隔てて設け
られた截頭円錐ディスクのアセンブリと；下部ボール部
材の外側リムと係合可能な外側リムを有し、ディスクを
取囲む遠心機室を下部ボール部材と共に形成する上部ボ
ール部材と；上部ボール部材を下部ボール部材の方に調
節可能に片寄せる手段と；圧力下にあるガスをハウジン
グの排出室の下に入れる手段であって、加圧ガスは少な
くとも、外側円筒部材と中間円筒部材との間に形成され
た円環状通路を通して容器に入って容器を加圧し、これ
により流体を容器から内側円筒部材を経て上向きに遠心
機アセンブリに押込むようになっている手段と；から構
成され、容器内部に保持されている流体から微粒子物質
を分離する低速デカント遠心機アセンブリを設ける本発
明により達成される。

図面の簡単な説明 図１は本発明のデカント遠心機の垂直断面図である。

図２は、平面図で、本発明で使用する調節ナットの動
作を示す。

図３は、本発明で使用する移送管を示し、図４は、管
を通る長手方向断面である。

図５および図６は、本発明の下部ディスク支持体の長
手方向断面および平面図を示す。

図７および図８は、ディスク部材の平面図および長手
方向断面を示す。

図９および図10は、上部ディスク部材の平面図および
長手方向断面を示す。

図11および図12は、最下ディスク部材の平面図および
長手方向断面を示す。

本発明を実施する態様 構造 図１は、本発明のデカント遠心機の主要構成要素を断
面で示している。遠心機10は特に、ただしこれに限らな
いが、その頂部に周辺にフランジの付いたリム16を有す
る上向きに突出する円筒状ネック14を備えた容器12と共
に使用するように構成されている。

遠心機は、上部周辺リム22および容器12に取付けるた
めの円環状下部装着部材24を備えている下部上向き開口
ボール状部材20から構成されているハウジング18を備え
ている。装着部材は一般に半径方向断面では三角形であ
り、その内面26は一般に下部ハウジング部材20の内面28
の延長である。装着部材24の基底にある円周方向に間を
隔てて設けられた複数のねじ穴30はねじ付きボルト32を
受け、ねじ付きボルト32はＬ形保持リング34の部分を、
ハウジングを容器に留めるように、容器のリム16の下側
に対して保持する。円環状Ｏリング36は装着部材24に基
底の円環状凹みすなわち溝38に保持され、装着部材を容
器に対し封止している。

装着部材24の内側円形縁40に溶接されて、その外径が
容器のネック14の内径にほぼ等しい下向きに垂れ下る外
側円筒部材42がある。下部ハウジングをリム16に締付け
た状態で外側円筒部材42は容器内に突出する。部材42は
容器の丁度内側で終端するかまたは、必要と思われる場
合は、更に容器内に、恐らくはほとんどその底まで突出
することができる。

ハウジング18はまた、該下部ハウジング部材18の上部
リム22と重なり合って嵌まるような形状になっている下
部円周リム46を有する内向きに張り出す下部截頭円錐部
材44を備えている。リム22、46の一方または双方はＯリ
ング48を受けるように溝が掘られており、円環状保持器
50が設けられているハウジング部材18、44を共に固定し
ている。保持器50は円環状の全般にＶ形のクランプ52を
備えているが、クランプ52は、二つのリム22、46、およ
び周辺クランプ力をＶクランプ53に加えるためのホース
クランプまたは同様の装置のような外側クランプ54に対
して支持するようになっている。ここに記したようなこ
のような保持構造は市場で入手可能である。

部材44の上部円形部分には、円周方向に間隔を置いて
設けられた機械ねじ60によりその上端に取付けられた円
筒ケース56が溶接されている。DCモータ62は板58に機械
ねじ64で取付けられており、その駆動軸は下向きに板58
にある円形開口70を通して上記駆動室68の中に突出して
いる。

駆動室68は装着板58とケース56の内部をまたいでそれ
に溶接されている第１の分割板72との間に形成されてい
る。第１の板72の下にある第２の分割板74はケース56の
内部をまたいでこれに溶接され、第１の板72と共に、排
出室76を形成している。

ケース56には板72の上に水平スロット78が設けられ、
ケース側面に小さな円弧（たとえば約15゜）を描いてい
る。また、排出出口ポート80はケースの壁に設けられ、
排出室76と連絡している。最後に、ガス入口ポート82は
上部截頭円錐部材44の上向き傾斜壁に設けられている。
スロット78および部品80、82の目的は今後一層容易に明
らかになるであろう。

上記は本発明の粒子圧縮の外部特徴を全般的に述べた
ものである。内部特徴を次に説明することにする。

下部ケースまたは装着部材24の内部に装置部材24の表
面26に平行な截頭円錐状下面86を有する円環状下部軸受
支持部材84がある。表面86に複数の、少なくとも３個
の、放射状に突出する、円周方向に間隔を置いて設けら
れた、狭い長方形翼板88が取付けられ、ピン90により軸
受支持部材84に固定されている。翼板88は表面26に置か
れ、軸受支持部材84を装着部材84から離しておくのに役
立ち、それらの間に間隙Ｇを形成している。

中間円筒部材92は94で軸受支持部材84に溶接され、外
側円筒部材42の内部で下向きに突出し、それらの間に円
環状空間96を形成するようになっている。類似部材42、
円筒部材92は、丁度容器に入るようにまたは更に大きな
距離、恐らくはほとんど容器の底まで、下向きに突出す
ることができるように、短い距離下降することができ
る。好適に部材92は少なくとも部材42まで容器に入って
いる。

金属製の、截頭円錐状の薄い偏向部材98は軸受支持84
の頂部から上向き且つ外向きに張り出し、その上縁に外
向きに突出する周辺リップ100を備えている。偏向部材9
8の機能については後に更に詳細に説明することにす
る。

軸受支持84は、下部推力玉軸受アセンブリ104、円環
状軸受スペーサ106、上部ラジアル玉軸受アセンブリ11
0、および保持リング112を受ける穴102を備えており、
最後に記した部品は穴102の壁にある相補溝に係合し、
軸受およびスペーサを所定位置に保持する役をしてい
る。スペーサ106には軸受アセンブリ110の内部レースに
係合し、その軸受アセンブリの外部レースを外れる荷重
を受ける起立した内側円環状肩108がある。スペーサ106
の外面と穴102との間にはわずかな隙間があり、推力軸
受104の上部および下部レースは外径および内径が異な
り、ガスが軸受アセンブリを通って流れ、アセンブリに
入ることのある流体を追払うことができるようにしてい
る。

下部ボールアセンブリ114は、上向き且つ外向きに張
り出している壁118、下向きに突出する円環状ハブ120、
および外向きに突出する周辺リム122を備えている。ハ
ブ120は軸受ハウジング124の円周フランジ128を通過す
る機械ねじ126によりハブ120に取付けられている軸受ハ
ウジング124の上端を受けるように機械加工されてい
る。ハウジング124には上部軸受アセンブリ110の内部レ
ースに静置する円環状肩130および上部軸受アセンブリ1
10の内部レースおよび下部軸受アセンブリ104の上部レ
ースおよびスペーサ106に係合する円筒状軸受部分132が
ある。軸受部分132は下部軸受アセンブリ104の下に突出
し、容器12の丁度底の上のレベルまで容器12の中に突出
している内側円筒部材134が溶接されている。円環状偏
向板136は内側部材134の底に着脱自在に取付けることが
でき、板は、部材134との面接触を増し、内側円筒部材1
34の外壁と滑らかに接触させるための上向きに曲がった
フィレット部分138を備えている。板136は、中間部材が
板136の丁度上のレベルまで突出すれば中間部材92を越
えて放射状に突出することができる。

上部ボール部材140は、下部ボール部材116の上方に設
置され、内側円環部分142および断面が全般的に逆Ｖ字
形を成す外側部分144を備えている。部分144は下部ボー
ル部材116のリム122の円環状上面144と封止係合する円
環状外面146を備えている。好適に、表面146、148は外
側部分144の外側の下向きに傾斜する壁に全般に平行で
あるが、遠心機の中心軸Ａに垂直にすることもできる。
穴150は、上部ボール部材140の底面から、その内側部分
142の中に上向きに突出し、円筒状駆動ピン152の上部を
受けている。

上に示したとおり、駆動軸66はモータ62から駆動室68
の中に下向きに突出している。軸66は半月キー156を受
けるキー溝154を備えている。このキーは円筒状駆動継
手すなわちモータ位置合わせブッシュ160の中でキー溝1
58と係合している。このブッシュはその中に軸66を受け
ている。円筒状移動軸162はその上端がブッシュ160で受
けられており、軸162は、ブッシュ160に接合されている
半月キー164によりブッシュキー止めされてそれと共に
回転するようになっており、これによりモータを容易に
取外すことができる。軸162は第１の分割板72を通して
下向きに突出し、エンドキャップ166を形成する拡大さ
れた円環状肩で終わっている。

軸162から円環状移送管168が突出しており、これは第
１の分割板72の下から上部ボール部材140の中央部分142
の下まで延びている。２個のＯリング170は管168を上部
ボール部材140に対して封止し、ガスシール172は管を第
２の分割板74に溶接されたブッシュ174に対して封止す
る。排出室76では移送管に円周方向に間隔を置いて複数
の排出穴176が設けられている。管168の上端に円環状キ
ャップ166が溶接され、Ｖリングシール178がキャップ16
6と第１の分割板72の下側との間に設置され、シール178
は移送管162をも囲んでいる。その下端で（移送軸と反
対側）管168が全般に截頭円錐状のヘッド部材180に溶接
されており、部材180は軸方向に突出するねじ付きシャ
ンク182を備えている。

分割板74と上部ボール部材140との間の区域に管168が
184で示したように外側からねじ込まれており、内ねじ
調節ナット186がこれと係合している。座金188が上部ボ
ール部材140の上に置かれ、波形ばね190が座金188とナ
ット186の下部にある端ぐり192との間に設置されてい
る。バネ190は上部ボール部材140に調節ナット186に抗
して下向き偏倚力を加える。Ｏリング194は移送管168を
調節ナットの軸方向穴に対して封止する。

図２でわかるように、調節ナット186にはその上部側
壁に長方形の凹み196がある。

上部および下部分割壁72、74を通して下向きに突出
し、これに溶接されて移送管198がある。両端にねじが
切られている移送軸200はＯリングが管198に対して軸を
封止する状態でＯリング201の付いた管198を通して突出
している。レバー202がその上端で座金204およびナット
206を介して軸200に取付けられており、レバーは従来ど
おり軸200にキー止めされ、ケース56のスロット78を貫
いて外向きに軸から半径方向に突出している（図２を参
照）。軸200の下端にはレバー200がキー止めされ、座金
210およびナット212を介して固定されている。レバー20
8はレバー202に対して傾いており、その自由端に突起21
4を備えている。レバー202を図２に示す実線の位置から
の破線の位置まで回転させると、突起214は調節ナット1
86の凹所196と係合し、管168を軸66の遠端を介して手で
回転させる間ナット186が回転しないようにする。管168
とナット186との間の相対回転によりナットが管168に沿
って移動し、これによりナットと上部ボール部材との間
の隙間が、したがって上部ボール部材と下部ボール部材
との間の可能な分離の程度が変わる。調節輪203をモー
タ62の上方に設けて軸66および管168の所要回転を行わ
せることができる。ロック用レバー202、208を図２の実
線の位置にあるときナット186は管168と共に回転する。

上部および下部ボール部材140、116の内部の構造を次
に図１および図３乃至図10を参照して説明する。

先ず最初に図３および図４を特に参照して移送管168
の更に詳細を説明することにする。たとえば図４から管
168が216で拡大ヘッド180に溶接されているので、軸16
2、ヘッド180、および移送管168は軸162がモータ62によ
り回転するにつれて共に回転することに注目する。やは
り図３および図４に示してあるのはＯリング170、170、
194をそれぞれ受ける円周方向の溝218、218、220と、円
周方向に離して設けられた穴176と、調節ナット186がね
じこまれる外ねじ184とである。

その下端に、ヘッド180に近い方に、管168に複数の円
周方向に間隔を置いて設けられた軸方向に延びる、端が
丸いスロット222が設けられており、このスロットは１
対の直径両端で対向する、軸方向のキー溝224、226の間
に円周方向に設置されている。図４で最も良くわかるよ
うに、キー溝226はキー溝224より長く、ヘッド180から
ほとんど狭い円周方向溝228まで延びている。

内部では、管168に、円環状内部フランジ232および軸
方向通路236を形成する軸方向下向きに突出する円筒管2
34を備えた一体化基台230が設けられている。基台230の
目的は今後明らかになる。

再び図１を参照すると、管168を受ける貫通穴240およ
び下向き且つ内向きの外側傾斜面242を備えた上部ディ
スク支持部材238が見える。軸方向に設けられた端ぐり2
44は駆動ピン152を受けるが、このピンは部材140、238
が共に回転することができるように上部ボール部材140
の端ぐり150にも受けられている。更に、部材238は穴24
0の中に軸方向に延びるキー溝248を備えているのでキー
250をキー溝226ばかりでなくキー溝248でも受けること
ができ、これにより部材238が移送管168にキー止めされ
る。

ディスク支持部材238の上方で、サークリップすなわ
ち保持リング252が、移送管168の溝228に受けられてい
るが、波形ばね254をディスク支持部材238の上面に対し
て保持している。ばね254はディスク支持部材238に対し
て下向きの偏倚力を加える。

図１、図５、および図６はヘッド180の上に載ってい
る上部ディスク支持部材256を示す。部材256は内向きお
よび外向きに張り出す截頭円錐状壁258を備えているが
この壁は狭い下部円環状フランジから始まっている。こ
のフランジは移送管168が通過し得る中央開口262を備え
ている。

２対の直径的に対向する翼板266、268が壁258の外面
に設けられ、その高さは、各々の部分270がフランジ260
の下面より下に突出するようになっている。図１からわ
かるように、各翼板266、268の外縁272と下部ボール部
材116の内面276との間に小さな隙間が存在する。

今度は図１および図７乃至図10を参照して本発明の残
りの構造の特徴を説明する。特に図１から下部ディスク
支持256と上部ディスク支持238との間に複数の分離ディ
スク278、280、282が設置されていることがわかる。一
つの最低ディスク278、複数の中間ディスク280、および
一つの最上ディスク282が存在する。ディスク270、28
0、282を図７乃至図12に一層完全に図示してある。

分離ディスク280は図７および図８で最も良くわか
る。ディスク280は互いに同じであるから、一つだけに
ついて説明するが、ディスクはその最大直径の端に外向
きに突出する円環状リム286を有する截頭円錐状壁284を
備えている。下端、すなわち小径端には中央開口290を
形成する内向きの円環状フランジ288および１対の直径
的に対向するスロットすなわちキー溝292、294が存在す
る。開口290は、移送管168を受ける大きさのものであ
り、キー溝は管168のキー溝224、226と一直線を成すこ
とができる。

ディスク280は陽極処理アルミニウムから形成するこ
とができ、キー溝294の一つと半径方向に一直線を成
し、ディスクの内部に突出するように壁284に形成され
た直線状に並んだ全般的に半球形の凹み296がある。他
の二つの半径方向に整列した直線状に並んだ凹み298、3
00は、凹み296の線から約120゜だけ片寄った線に沿って
ディスクの内部に突出している。

図９および図10を参照すると、上部ディスク282が、
凹みを備えていないことを除けばディスク280と実質上
同じであることがわかる。したがって、ディスク282の
截頭円錐状壁302は滑らかである。ディスク282はリム30
4、フランジ306、およびキー溝スロット308、310を備え
ており、これらはディスク280のリム286、フランジ28
8、およびキー溝スロット292、294と相似である。

図１、図11、および図12を参照すると、ディスク278
は、キー溝292、294を欠き、リム286の外縁から上向き
に突出し、その上縁に外側リム314を備えている上向き
且つ外向きに張り出した壁部分312を備えていることを
除けばディスク280と同じであることがわかる。複数の
円周方向に間を隔てた円形供給ポートすなわち穴315を
最低ディスクの外側リム314を通してまたはその近くに
設けることができる。

ディスクを組立てて図１の構成を作り上げるとき、先
ず最初に下部ディスク部材256を管168を開口262を通過
させ、フランジ260を管168の下部ヘッド180の上に静置
させて、管168の上を滑り下ろす。必要なら、Ｏリング
を、フランジ288を静置させるディスク支持256の上部に
ある凹所271の中に設置して（図５を参照）、空気が移
送管からポンプ内に引込まれないようにすることができ
る。代わりに、最下ディスクをディスク支持に接合する
かまたはディスク支持自身と一体にモールドするかして
移送管168に対して封止することができる。次に、キー3
16を移送管168のキー溝224に、キー250を移送管168のキ
ー溝226に挿入する。

ディスク支持部材256を所定位置に置いて、下部ディ
スク278を、その壁284が支持部材256の内壁258に静置す
るまで管168の上に設置する。

図１から、支持部材256のおよびディスク278の円錐錐
角は下部ボール部材116の円錐錐角より大きく、ボール
部材の内壁がリム286の近くでディスク278の壁284に近
づくようになっていることがわかる。ボール部材の内壁
は318でのように円周方向の溝を有し、リム286を密接し
て受入れ、ディスク部材278の上壁部分は溝のある壁区
域318の中に設置されている。

その後で、管168に複数のディスク280を載せ、ディス
ク278の上方に（凹み296、298、300により）垂直方向に
隔てられたディスク280を組立て、ディスク278、280を
すべてキー250、316により移送管にキー止めする。凹み
296、298、300を有効に利用してディスク278、280の壁2
84を離して設置するためには、次々のディスクのキー溝
スロット294が確実にキー250、316の一つとだけ係合し
て各ディスクの凹みが隣接ディスクの凹みと一致するよ
うにすべきである。これにより凹みが分離に及ぼす衝撃
が小さくなる。

最上ディスク280を管168に組付けられてから、上部デ
ィスク282を管168の上に載せ、キー溝スロット308、310
とキー250、316との係合により管にキー止めする。上部
ディスク282は最上ディスク280の凹み296、298、300の
上に置かれる。次に上部ディスク支持部材238を、キー2
50の上端で係合するキー溝スロット248で管168に組付け
る。波形ばね254を管168の上に載せて上部ディスク支持
部材の上面に静置させ、サークリップ252を溝に設置し
てその下の部材を締付け、移送管168と一体に回転し得
るアセンブリにする。

最後に、軸320の短い長さをヘッド180のねじ付きシャ
ンク182にねじ込むことができる。軸320は最内部円筒ま
たは管314の中に突出する円錐端322を備えている。この
軸320は流体の加速を促進し、キャビテーションを防止
する。

動作 本発明のデカント遠心機を所定位置に置き容器12のネ
ック14にロックして、先ず最初に、空気、二酸化炭素な
どのような加圧ガスの源（図示せず）をガス入口ポート
82に従来どおりの仕方で接続する。遠心機に導入される
圧力を制御するために接続には弁を設けるのが望まし
い。

加圧ガスがポート82を通して遠心機に入っている状態
で、モータ62を始動させ、比較的低速で、望ましくは10
00r.p.mより下で回転するよう制御する。モータは軸66
を回転させ、その軸は移送ブッシュ160、移送軸162、お
よび移送管168を回転させる。更に、上部ボール部材140
が移送管168にキー止めされている上部ディスク支持部
材238とのピン接続により回転する。また、管168が回転
するにつれてディスク278、280、282および下部軸320が
回転する。

上部および下部ボール部材140、116の対偶面146、148
の間の摩擦を考慮して、上部ボール部材140が最初に回
転すれば下部ボール部材116も同様に回転する。

遠心機が動作するにつれて、加圧ガスは入口ポート82
を通ってボール部材116、140と外側ケース部材18、44と
の間の内部に入る。加圧ガスは下部軸受支持84と装着部
材24との間を通り、翼板88を過ぎ、外側円筒部材42と中
間円筒部材92との間に形成された円環状通路96に沿って
進み、容器12を加圧する。ガスはまた、軸受アセンブリ
104、110および中間円筒部材92と内側円筒部材134との
間を通って、偏向板98と下部ボール部材116との間を流
れ、容器の加圧を補助する。遠心機は容器12のネック14
を封止しているので、容器の内部の流体は、下部軸320
に達するまで内側円筒部材134に沿って押上げられる。
下部軸320は、その回転により、上昇流体を更に回転さ
せる。下部ボール部材116は回転しているので、内側円
筒部材134も回転することになり、上昇流体は部材134の
中を上昇するにつれて次第に大きい速度で回転する。

上昇流体がヘッド180に達すると、上昇流体は翼板266
および下部ボール部材116と最下ディスク278との間を通
り、下部ボール部材116の内壁に沿って上向き且つ外向
きに移動する。流体は最後にはボール部材116、140とデ
ィスク280および282のリムとの間の開いた円環状区域に
到達する。流体が上向きに区域324に流入し続けるにつ
れて、ディスク部材278、280に沿って下向きに押し流さ
れ、流体内部の微粒子物質は遠心力のもとで区域324の
内部に蓄積する。分離された流体は、微粒子物質をわず
かしかまたは全く含んでいないが、ディスク278、280、
282に沿ってその間を内向き且つ下向きに流れ、次いで
スロット222を通って移送管168の内部に入る。

移送管168の内部の分離流体は基台230の円筒上通路23
6を通って上向きに押される、基台は或る程度の背圧を
作り、微粒子物質がすべてのディスクに沿って確実に分
離されるようにする。最後に、分離されたきれいな流体
は開口176を出て排出室76に入り、充分な流体がその中
に蓄積されたら、流体は出口ポート80を通して排出さ
れ、オペレータが望む場所に移される。

流体が区域324に蓄積されるについて、上部ボール部
材140に充分な上向き油圧が生じ波形ばね190の偏倚力に
抗して該部材を上昇させて、対偶面146、148の間に小さ
な隙間を生ずる。微粒子物質の大きい部分を含んでいる
流体は表面146、148の間の区域324を遠心力で脱出し、
外側ハウジング部材20の実質上垂直な内壁に沿って下向
きに落ちる。この物質は重力の影響下で容器12に再循環
する。分離された物質は下側円筒部材42と中間円筒部材
92との間で容器に入る。

最後には、平衡状態に達し、流体が遠心機に入り、区
域324が分離が発生し、ボール部材が回転するちつれて
微粒子物質が表面146、148の間で脱出し、表面浮遊物質
（分離された流体）が排出ポートを通して脱出する。

表面146、148の間の最大隙間は、上部ボール部材140
がその最大開放位置にあるとき接触する止めを形成して
いる調節ナット186を用いて調節することができる。表
面146、148の間の最大開度を変える必要があるときは、
オペレータは遠心機を停止し、レバー腕202を回転して
突起214を調節ナット186と接触させる。わずかな圧力を
レバー腕に加えながら、オペレータはモータ軸66を調節
輪203により突起が切欠き196でロックされるまで手で回
転させる。調節ナットはこれでロックされる。調節輪20
3を手で回すことにより、ボール部材間の隙間を開閉す
ることができる。遠心機を運転するには、レバー腕202
を図２の実線位置まで揺り動かし、この位置にハウジン
グ壁78の凹所によりロックする。調節輪203によりリム
マークが付いており、モータの頂部に度を表す符号（図
示せず）が設けられていれば、隙間の程度を測ることが
可能である。

偏向板98は本発明では、ガス流を再循環流から分離
し、これにより流体の泡形成を減らすのに役立つという
点で重要な役割を演じている。偏向板はまた再循環流が
軸受104、110からあふれないようにすると共に回転円筒
部材134にかかる流体の抵抗を可能な限り小さくする。

始動期間中、ボール部材間の封止が恐らくは完全でな
いであろうからボール部材間に幾らかのガス漏れが存在
する。このような流れまたは漏れは直接容器に入る無妨
害のガス流に比較して無視できる。このガス流の強い不
釣合いにより遠心機をガス圧で始動準備することができ
る。一旦始動準備されると、出口80を通る軽段階排出を
駆動する以外ガス圧を維持する必要はない。しかし、人
々は恐らくは遠心機内部のガス圧を維持して流体抵抗を
減らし、ボール内の油圧と部分的に釣合わせて、軸受に
かかる荷重を減らすであろう。

先に示したように、円筒部材42、92の一方の終端が丁
度容器の内部にあれば、ガスによる容器内の流体の泡形
成を少なくすることができるように思われる。中間円筒
92および内側円筒134がほぼ等しい長さで容器の底に向
かって突出していれば、フランジ130の直上の部材間に
縦溝付き定常軸受またはスパイダセット（図示せず）を
設けて動作中部材間の所要円環状分離を維持するのが望
ましい。

1000r.p.m未満、で動作するよう構成されており、こ
れにより材料費を高速遠心機の場合より少なくすること
ができる。構成部品にかかる応力が小さいから、ボール
部材、ハウジング、および恐らくはディスクさえもプラ
スチック（たとえば、ポリカーボネート）にすることが
できる。更に、低速のため一定の無制限の再循環を維持
することができる。連続再循環を利用することができる
ようにすることにより、区域324に細胞圧縮がほとんど
または全く無くなり、遠心分離プロセスが高速遠心機よ
り生物に対して遥かに穏やかになる。

遠心機10を容器12と組合わせることにより、表面浮遊
物を連続的に取出すことおよび培養物に妨害を与えずに
供給材料を置き換えることが可能であり、これは酵母菌
培養物で研究を行う微生物学者にとって特に有利であ
る。

産業上の応用可能性 明らかに、本発明は、低速で動作させることができる
小形で廉価なデカント遠心機を提供しており、連続再循
環を行い、流体（表面浮遊物）から分離中の微粒子（細
胞）物質を損失しない。本発明の遠心機は、比較的大き
い物質（たとえば、酵母菌）を分離する希望があり、比
較的小さい物質（たとえば、バクテリア）には関心が無
い微生物学者にとって特に有利である。

本発明をその好適実施例を参照して説明してきた。し
かし本発明に対する修正をその基本概念から逸脱するこ
となく当業者が行い得ることが理解される。したがっ
て、本発明は「請求の範囲」により決定されるものとす
る保護を加えることができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微粒子物資を容器内に保持されている流体
   から分離する低速デカント遠心機において：ハウジング
   と；該ハウジング内に設けた下部軸受支持手段と；下部
   軸受支持手段に固定された上向き且つ外向きに張り出し
   ている下部ボール部材と；下向きに延長している円筒部
   材：上記ハウジングにあって上記下部ボール部材を回転
   可能に軸支するために前記下部軸受部材と下部軸受支持
   手段との間に設けた軸支手段と；下部ボール部材上に設
   けた駆動結合手段と；上記駆動結合手段から上記ハウジ
   ングを介して上記下部ボール部材にまで延長している円
   筒状移送管と；該移送管の下端に取り付けられ上向き且
   つ外向きに突出して縦方向に分離した截頭円錐ディスク
   のアセンブリと；上記ディスクを包囲し且つ下部ボール
   部材と共に遠心室を形成する上部ボール部材と；該上部
   ボール部材を下部ボール部材に向かってバイアスする調
   整可能なバイアス手段と；圧力下にあるガスを前記排出
   室下方で上記ハウジングに導入する手段と；を具備し、
   前記移送管はハウジングの上部排出室に通じる上部排出
   口を有すると共に隣接するディスク間に下部入口を有す
   るものであり、前記上部ボール部材は下部ボール部材の
   下向き且つ外向きに張り出している外部環状面に対応す
   ると共に封止する下向き且つ外向きに張り出した環状面
   を有し、更に上記加工されたガスは容器内に導入されこ
   れによって容器から流体を前記円筒部材を経て前記遠心
   機に導入するようになっていることを特徴とする遠心
   機。