JP5633805B2

JP5633805B2 - 遠心分離機

Info

Publication number: JP5633805B2
Application number: JP2010264432A
Authority: JP
Inventors: 雄貴清水; 楠元　昭二; 昭二楠元
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP2012110872A

Description

本発明はロータを冷却するための冷却装置を備えた遠心分離機に関し、特にロータ室の底部に溜まった結露水の排出機構を改良した遠心分離機に関する。

遠心分離機は、分離する試料（例えば、培養液や血液など）をチューブやボトルを介してロータに挿入し、ロータを高速に回転させることで試料の分離や精製を行う。設定されるロータの回転速度は用途によって異なり、用途に合わせて低速（数千回転程度）から高速（最高回転速度は１５０，０００ｒｐｍ）までの製品群が提供されている。用いられるロータは様々なタイプがあり、チューブ穴が固定角度式で高回転速度に対応できるアングルロータや、チューブを装填したバケットがロータの回転に伴って垂直状態から水平状態に揺動するスイングロータなどがある。また、超高回転速度で回転させて少量の試料に高遠心加速度をかけるロータや、低回転速度となるが大容量の試料を扱えるロータなど様々な大きさのものがある。これらのロータはその分離する試料にあわせて使用するため、ロータはモータ等の駆動手段の回転軸に着脱可能に構成され、ロータの交換が可能である。

ロータは空気中で高速回転すると、空気との摩擦熱によってロータの温度は上昇していく。分離する試料によっては、低温を保たなければならないものもあるため、ロータ室を冷却するための冷却装置を有する遠心分離機が広く用いられている。そのような遠心分離機は本体に冷却装置（蒸発機、圧縮機、凝縮機、膨張弁で構成される）を備えており、ロータ室外壁のボウル外周に巻かれる銅パイプに冷媒を流すことによってロータ室内を冷却し、間接的にロータを冷却する。

運転後、分離した試料を取り出すためにロータ室の開口部を閉鎖しているドアを開けると、冷却されたロータまたはボウルに暖かい空気が触れ表面が結露する。この結露水は運転を繰り返すことによってボウルの底に徐々に蓄積されるため、特許文献１に示されるように、ロータ室を画定するボウルの底部に、結露水をロータ室外に排出するためドレン及びドレンチューブを取り付けている。ロータを回転させるとロータ室内に空気の圧力分布が生じ、ロータ室中心部は大気圧に比べ負圧となる。反対にロータ室内壁の外周に近づくほど圧力は上がっていくため、結露水をロータ室から排出するドレンチューブ位置は正圧となる外側寄りに接続されることが多い。接続されたドレンチューブの反対の一端は遠心分離機本体の外に出され、開口部はキャップやコックで閉められており、結露水がある程度ドレンチューブ内に溜まると使用者がキャップを外し、結露水を抜いている。結露水の量は周囲の環境や運転条件等によって異なるが、使用者は１回／数日〜１回／数週間程度の頻度で結露水を抜く作業を行っている。もし、結露水が溜まっても抜かずにいるとドレンチューブ内の水が溢れてロータ室内にまで結露水が留まり、ボウルの内壁で凝固し始めるため、ロータの冷却能力が低下することがある。

ここで従来の遠心分離機の構造を図６を用いて説明する。遠心分離機１０１は、箱形の板金などで製作される筐体６の内部にボウル２が設けられ、ボウル２とドア５によってロータ室３を画定し、ドアパッキン１６によってロータ室３は密閉される。ロータ４は分離する試料を保持し高速回転するものであり、例えば、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（図示せず）が複数形成され、モータ８の回転軸に支持される。ロータ４はモータ８によって回転されるが、モータ８の回転は制御装置１８によって制御される。ドア５は蝶番１５を中心軸にして上下方向に回動することができる。ドア５の後方には、使用者がロータの回転速度や分離時間等の条件を入力すると共に、各種情報を表示する操作パネル１７が配置される。

ロータ室３は、上側の開口部がドア５によって密閉可能に構成され、ドア５を開けた状態でロータ室３の内部に、ロータ４を装着又は取り外しができる。ボウル２の外周には銅パイプ７ｃが螺旋状に巻かれ、さらに銅パイプ７ｃの外周は円筒状の断熱材１４で囲まれる。本体下部には凝縮機７ａと圧縮機７ｂを含んで構成される冷却装置７とこれらの放熱用の送風装置１０が配置され、銅パイプ７ｃが圧縮機７ｂと接続される。冷媒が圧縮機７ｂから凝縮機７ａに送られると、冷媒が冷却され液化される。液化された冷媒はキャピラリー７ｄを通って銅パイプ７ｃに供給され、銅パイプ７ｃ内で冷媒が気化することにより、ボウル２が冷却され、ロータ室３の内部は設定された所望の温度に保たれる。冷却装置の運転は制御装置１８によって制御され、ロータ４の温度は、ロータ室３に設置された温度センサ（図示せず）の出力を用いて制御装置１８により監視される。さらに、ボウル２の底にはロータ室３内の結露水を排出するためにドレン孔１１が設けられ、ドレン孔１１は金属製のドレンパイプ１２が接続され、ドレンパイプ１２には排水管たるドレンチューブ１２０が設けられる。ドレンチューブ１２０は、例えばビニール製等の柔軟なチューブで構成される。ドレンチューブ１２０のロータ室３とは反対側の先端部分は、遠心分離機１０１の外部（機外）に引き出され、その開口はキャップ１２５で密閉される。

特開２００６−３４６６１７号公報特開２００５−８１２８１号公報特開２００３−１７２５７６号公報

図６に示す従来の遠心分離機１０１では、ロータ室３で生じる結露水はボウル２の底のドレン孔１１に入り、接続されるドレンチューブ１２０の内部に結露水を溜めていた。図ではドレンチューブ１２０の長さの半分程度まで結露水が溜まっている様子を示している。ドレンチューブ１２０の長さはドレン孔１１から機外に至るまでの長さとなり、スペースの関係や結露水をスムーズに流すために複雑な這い回しにはできないことから、ドレンチューブ１２０の長さには制限があった。そのため、容量の大きなロータ４を４℃で冷却し、頻繁にドア５を開閉するような結露水が溜まり易い運転条件で行った場合、ドレンチューブ１２０が満杯になるのが早く、使用者は頻繁に（数日〜１週間程度ごとに）結露水を抜く必要があった。

この対策として、特許文献２のようにドレンチューブに結露水を溜めることができるタンクを設けることも提案されている。しかしながら、特許文献２の構成ではドレンチューブからタンクに結露水が流れ込むには、タンク内にあった空気が水の流れるドレンチューブ内を水と反対方向に通ってロータ室まで戻らなければならないため、一度に多くの結露水がドレンチューブに流れ込んでドレンチューブが結露水で満たされた状態になると、タンク内の空気の移動場所が無くなってタンク内に結露水が入りにくくなることがあった。

結露水の別の処理方式として、冷蔵庫の分野では、特許文献３のように庫内で発生する結露水を蒸発皿に落として、冷却装置の圧縮機や凝縮パイプの熱を利用して結露水を蒸発させる方法が知られている。しかしながら、冷蔵庫と違って遠心分離機の冷却装置は連続稼働ではなく、断続的に稼働させるものであること、結露水の発生源であるロータ室が停止時と運転時で圧力変化が生ずるためドレンを常に開放状態にできないこと等の遠心分離機固有の問題があり、冷蔵庫に用いられる結露水を蒸発させる方法をそのまま遠心分離機に適用するのは難しい。また、ロータに過大なアンバランスが生じた際、遠心分離機が大きく振動することがあるため、圧縮機や凝縮パイプ等に結露水が飛散する恐れがあり、圧縮機や凝縮パイプに接するように蒸発皿に配置するには好ましくない。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、従来よりも多くの結露水を溜めることができ、結露水の排出頻度を減らして使い勝手を良くした遠心分離機を提供することにある。

本発明の他の目的は、安価で簡素な構成で結露水を多く溜めるように構成し、コストアップを最小に抑えた遠心分離機を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、結露水を排出する管に結露水を溜められるタンクを接続した機構において、スムーズにタンクに結露水が排出できるようにした遠心分離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、モータと、モータの回転軸に取り付けられるロータと、ロータを収容するロータ室を形成するボウルと、ボウルの開口部を密閉するドアと、ロータ室を冷却するための冷却装置と、ロータ室内の結露水を排出するためにボウルにドレン孔が形成され、ドレン孔から接続される排水管を有する遠心分離機において、排水管のドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、タンク内の空気を抜くために排水管とは別の通路で形成される空気抜き手段を設けた。タンクはドレン孔よりも低い位置に設けられ、タンクから排水口に至る通路は、ロータが回転している際には閉鎖される。

本発明の他の特徴によれば、空気抜き手段はタンクに接続される排気管であって、排気管の排気口はドレン孔の位置よりも高い位置において大気中に開放され、タンクとドレン孔間においてＵ字型のトラップを形成して常に結露水が溜まるように構成した。排気管の排気口の高さは、ロータ室内に溜まり得る結露水の最高水位の高さよりも高い位置とすると良い。

本発明のさらに他の特徴によれば、タンク内の結露水を排水する排水管とは別の通路であってタンクとロータ室の開口部を接続する第二の通路を設けた。第二の通路の開口はロータを回転させた場合にドレン孔の位置の圧力よりも低圧となる位置に設けることによってロータの回転によるロータ室内の気圧差を利用してタンク内を負圧にする。

本発明のさらに他の特徴によれば、排気管のタンクと反対側の端部はタンクとドレン孔間の排水管の分岐手段に接続されるようにした。

本発明のさらに他の特徴によれば、タンクは透明又は半透明の容器であって遠心分離機の筐体の内側に配置され、筐体の外側からタンクの水位を直接又は間接的に視認できるように筐体に覗き窓を設けた。また、筐体にメインテナンスのために取り外し可能な覆い部材を設け、覗き窓は、覆い部材を外した際に視認できる位置に設けるようにしても良い。

請求項１の発明によれば、排水管のドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、タンク内の空気を抜くために排水管とは別の通路で形成される空気抜き手段を設けたので、ロータ室内に結露水を残すことなくスムーズにタンクに流れるので、ロータ室内壁に結露水が氷結して冷却能力が低下することを防止しつつ、多量の結露水を遠心分離機に溜めることができる。それにより結露水を排出する頻度を減らし、使い勝手の良い遠心分離機を提供することができる。また、空気抜き手段としての排気管の排気口は、ドレン孔の位置よりも高い位置において大気中に開放されるので、タンク内に結露水が流れることによってタンク内の空気が排気管から外部に排出され、結露水をスムーズにタンク内に流すことができる。

請求項２の発明によれば、タンクはドレン孔よりも低い位置に設けられので、タンクから排水口に至る通路はロータが回転している際には閉鎖されるので、ロータ室内と外気とを常に遮断し、ロータ室内の冷却能力の低下、結露水の増加を防止することができる。

請求項３の発明によれば、タンクとドレン孔間においてＵ字型のトラップを形成して常に結露水が溜まるように構成したので結露水によってロータ室内が大気と遮断させることができる。

請求項４の発明によれば、排気管の排気口の高さは、ロータ室内に溜まり得る結露水の最高水位の高さよりも高い位置とするので、結露水が溜まりすぎても排気管を介して結露水が外部に漏れてしまうことを防止することができる。

請求項５の発明によれば、タンク内の結露水を排水する排水管とは別の通路であってタンクとロータ室の開口部を接続する第二の通路を設けたので、ロータ運転中のロータ室内の圧力分布においてドレン孔位置の圧力よりも排気管の開口部位置の圧力が低ければ、タンク内に結露水がスムーズに流すことが可能となる。

請求項６の発明によれば、第二の通路はドアの内部を通るように構成し、開口をドアのロータ室に面する側に形成したので、タンク内の空気はロータ室に戻るといった循環路をつくることができ、タンクにスムーズに結露水を溜めることができる。

請求項７の発明によれば、第二の通路の開口は、ロータの真上の領域に配置されるので、ロータを回転させた場合にドレン孔の位置の圧力よりも低圧となる位置に開口を配置することができる。

請求項８の発明によれば、排気管のタンクとは反対の端部はタンクとドレン孔間の排水管の分岐手段に接続されるので、少なくともタンクから分岐手段までの間だけを、結露水が流れる通路とタンク内の空気が戻る通路を別にすることでタンクに結露水が流れやすくすることができる。

請求項９の発明によれば、タンクは透明又は半透明の容器であって、タンクの水位を直接又は間接的に視認できるように筐体に覗き窓を設けたので、使用者は容易にタンクの水位を確認することができる。

請求項１０の発明によれば、メインテナンスのために取り外し可能な覆い部材を有し、覗き窓は、覆い部材を外した際に視認できる位置に設けられるので、メインテナンス時にタンクの水位を確認し忘れる恐れが少なくなる。

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。

本発明の実施例に係る遠心分離機１の全体構造を示す断面図である。本発明の第２の実施例に係る遠心分離機４１の全体構造を示す断面図である。本発明の第３の実施例に係る遠心分離機５１の全体構造を示す断面図である。本発明の第４の実施例に係る遠心分離機６１の外観を示す斜視図である。本発明の第４の実施例に係る遠心分離機６１の外観を示す斜視図であって、フロントカバー６６を外した状態を示す図である。従来の遠心分離機１０１の全体構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係る遠心分離機１の全体構造を示す断面図である。遠心分離機１は、箱形の板金などで製作される筐体６の内部にボウル２が設けられ、ボウル２とドア５によってロータ室３を画定される。ボウル２の上側開口の周囲にはドアパッキン１６が設けられ、これによりロータ室３は密閉される。ロータ４は分離する試料を保持し高速回転するものであり、モータ８の回転軸に着脱可能に取り付けられる。ロータ４は、資料を保持するチューブの大きさや数、遠心分離の回転数などに応じて適切なタイプのものが装着される。

ロータ４はモータ８によって回転され、モータ８の回転は制御装置１８によって制御される。制御装置１８には、図示しないマイクロコンピュータ、記憶装置、タイマー等が含まれて構成され、マイクロコンピュータがコンピュータプログラムを実行することによって、遠心分離機全体の制御を行う。ドア５は蝶番１５を中心軸にして上下方向に回動することができる。ドア５の側方には、ユーザ（使用者）がロータの回転速度や分離時間等の条件を入力すると共に、各種情報を表示する操作パネル１７が配置される。操作パネル１７は、例えば液晶表示式のタッチパネルとすると使い勝手的にもスペース効率的にも好ましいが、通常の表示装置と入力装置を用いて構成しても良い。

ロータ室３を画定するボウル２の外周には銅パイプ７ｃが螺旋状に巻かれ、銅パイプ７ｃの外周には円筒状の断熱材１４で覆われる。銅パイプ７ｃは冷却装置に接続され、冷媒が圧縮機７ｂから凝縮機７ａ内に送られ、凝縮機７ａ及び送風機２０によって、冷却された冷媒は液化する。液化した冷媒はキャピラリー７ｄを通って銅パイプ７ｃに供給され、遠心分離運転中のロータ室３の内部は制御装置１８の制御によって設定された所望の温度に一定に保たれる。ロータ４の温度は、ロータ室３に設置された温度センサ（図示せず）の出力を用いて制御装置１８により監視される。ボウル２の底には、ロータ室３内の結露水を排出するためにドレン孔１１が設けられる。

本実施例では、ボウル２の底面の径方向略中央付近にドレン孔１１が開けられ、ドレン孔１１に金属製のドレンパイプ１２が溶接によって接続される。本実施例において、ドレン孔１１は円周方向に１箇所設けられるが、１箇所だけに限られずに複数箇所設けても良い。ドレンパイプ１２にはドレンチューブ３３が接続される。本実施例においては、ドレンチューブ３３には結露水が常に溜まるようにドレンチューブ３３をＵ字状に曲げたＵ字トラップ３３ａを形成される。Ｕ字トラップとは、排水管をＵ字状に曲げて凹んでいる部分（Ｕ字状部分）に水が溜まるようにして、排出先側からの空気が排出元側にあがらないようにするための仕組みである。本実施例では、Ｕ字トラップ３３ａを形成するために、ドレンチューブ３３は金属製のパイプや合成樹脂製のパイプで構成するのが好ましいが、Ｕ字状部分を安定して保持できる材質であればその他の任意の材質でドレンチューブ３３を形成しても良い。

ドレンチューブ３３のＵ字トラップ３３ａよりも下流側（ドレン孔１１側とは反対側）は、結露水を溜めるために新たに設けられたタンク３２の上側開口部３２ａに接続される。タンク３２は、略円筒形の容器であり、上側に結露水の入口となる上側開口部３２ａが形成され、下側に結露水の出口となる下側開口部３２ｂが形成される。さらに、タンク３２の上側には、タンク３２の内部に存在する空気を排出するための排気口３２ｃが設けられる。タンク３２は、例えば透明又は半透明のポリエチレンやその他の合成樹脂製またはガラスで構成することができ、内部にどの程度の水が溜まっているか目盛りを設けるようにしても良い。また、外部から視認できることを必要としない場合には、ステンレス等の金属製のタンクで形成しても良い。さらに、タンク３２の形状は円筒形だけに限られずに直方体状で有っても良いし、その他の任意の形状であっても良い。タンク３２の容量は、ボウル２の大きさや予想される結露水の流入量に応じて適宜設定すれば良く、本実施例では５００ｍｌ程度の容器を用いている。

タンク３２は、遠心分離機１の後方側の筐体に接続された棚板２７によって保持される。タンク３２はドレン孔１１よりも低い位置に設けられ、本実施例のようにＵ字トラップ３３ａを設ける場合は、タンク３２の上側開口部がＵ字トラップ３３ａの貯水面３３ｂよりも低い位置になるように配置することが重要である。タンク３２の下側開口部にはドレンチューブ３４が接続され、ドレンチューブ３４の先端は、遠心分離機１の外部に延びてキャップ３５によって密閉される。ドレンチューブ３４は、例えばビニール製等の柔軟なものを用いることができる。また、キャップ３５は、ドレンチューブ３４の先端に嵌め込む形状、ネジ等で締め付けるキャップ状のもの等、任意の封止部材を用いることができる。さらに、ドレンチューブ３４の先端に液体の流れの開閉する栓（バルブ）を設けても良い。

タンク３２に結露水が流れる通路とは別に、タンク３２の上部に排気口３２ｃが設けられ、排気口３２ｃには空気排出管３６が上方に向けて接続される。空気排出管３６は、筐体６の横板６ａを貫通して上部に延び、タンク３２に接続した端部と反対の開口部３７において大気に開放された状態で筐体６の内壁に保持される。空気排出管３６の太さはあまり重要でないので、ドレンチューブ３４に比べて細い径で良い。また、空気排出管３６としてビニール製のチューブ等の柔軟なものを用いることができるが、材質にはこだわらずに金属製のパイプとしても良いし、その他の材質で形成しても良い。本実施例において排気口３２ｃはタンク３２の上部に接続しているが、上部に限らずタンク３２の側面に接続しても良いが、タンク３２内の水面３８よりも上側に位置させる方が排気がスムーズになるので好ましい。タンク３２は筐体６の後方側外壁の内側近傍に位置するが、筐体６に覗き窓３９を設けられるので、タンク３２に溜まった結露水の量が遠心分離機１の外部から目視にて確認できる。

以上の構成の遠心分離機１において、遠心分離運転を行って結露水が発生すると、ロータ室３内で生じた結露水は主にロータ回転中にドレン孔１１に入り、ドレンチューブ３３のＵ字トラップ３３ａに溜まる。Ｕ字トラップ３３ａに所定量の結露水が溜った後は、ドレン孔１１から結露水が入った分だけ、Ｕ字トラップ３３ａからタンク３２の内部に流れる。その際、タンク３２の内部の空気が空気排出管３６から大気中に抜けることによってスムーズにタンク３２に結露水を送出することできる。

このように遠心分離機１の使用に伴いタンク３２の内部に徐々に結露水が溜まってくるが、使用者はタンク３２を目視して、ある程度溜まったことを確認したら、ドレンチューブ３４のキャップ３５を外すことでタンク３２内の結露水を全て排出する。この排出の際も、空気排出管３６を介して外気がタンク３２の内部に入り込むので、タンク３２の内部の結露水をドレンチューブ３４を介してスムーズに排出することができる。本実施例においては、ドレンチューブ１２０のみを使用する従来の構成（図６参照）と比べて結露水を排出する頻度が少なくてすむ。例えば５００ｍｌ容量のタンクを採用した場合は従来に比べて１／１０程度の頻度で行えばよいこととなる。

もし使用者がタンク３２が満杯になった後も結露水の排出を行わずに遠心分離機１を使用した場合、ロータ室３内に結露水が溜まり始めるが、ロータ室３にある結露水はロータ４の回転により発生される風によって、ロータ室３内で回転させられるため、その損失分の駆動トルクが増すこととなる。遠心分離機１の制御装置１８には、モータ８にかかる適正なトルク値が記憶されているため、モータ８にそのトルク値以上の負荷がかかった場合は、結露水がロータ室３の内部に溜まりすぎたとして、アラームを発すると共に遠心分離運転を停止させる。そのためロータ室３に溜まり得る結露量は限りがあり、それ以上の結露量がある場合は運転させることができないようになっている。よって、空気排出管３６の開口部高さが結露量限界線２５よりも高い位置にすることによって、いくら結露水を排出しなくても機内に水が溢れることがないようにしている。

以上説明したように、本実施例の構成によって、タンク３２に多くの結露水を溜めることができ、ドレンチューブからの結露水の排出頻度を大幅に減らすことが可能となる。また、タンク３２には、内部の空気の排出のための専用の通路を設けているので、タンク３２の内部への結露水の流入がスムーズになる。さらに、ドレンチューブ３３にはＵ字トラップ３３ａを形成したので、タンク３２の内部とロータ室３の内部との空気の流れを遮断することができ、タンク３２を大気に開放することによってロータ室３の冷却状況に悪影響を及ぼすことがない。

次に、図２を用いて本発明の第２の実施例に係る遠心分離機４１の構造を説明する。第２の実施例において、第１の実施例と同じ構成部分には同じ参照符号を付しており繰り返しの説明は省略する。第２の実施例で異なる主な点は、タンク３２に接続された空気排出管４６の開口部４７の設置位置である。一方をタンク３２の排気口３２ｃに接続された空気排出管４６はロータ室３の外側を通り、ドア５の内部に入った後、ロータ４のほぼ真上領域にてロータ室３の内部に開放される。このときロータ室３とドレンチューブ４３、３４とタンク３２と空気排出管４６とキャップ３５からなる空間は外気から密閉状態にある。この状態でロータ４を回転させると、ロータ室３の内部で中心部が負圧となり外周側が正圧となる圧力分布が生じるが、空気排出管４６の開口部４７の位置の圧力がドレン孔１１位置の圧力より低くなる位置とすることでドレン孔１１に溜まった結露水がタンク３２の内部に誘導されるように流れ、タンク３２内の空気はロータ室３に戻るといった循環路をつくることができ、タンク３２にスムーズに結露水を溜めることができる。

この方式の場合、循環方向は大気圧と関係なく、ドレン孔１１位置の圧力Ｐと空気排出管４６の開口部４７位置の圧力Ｐ’との差圧によって定まるため、Ｐ＞Ｐ’という関係が保てればドレン孔１１の位置が負圧（大気圧と比較して）となっても構わなく、ドレン孔１１の位置を従来よりも中心に設けることが可能となるといったメリットもある。なお、第２の実施例においてロータ室３は大気に連通していないため、タンク３２の前にドレンチューブ３３によるＵ字トラップを設ける必要はない。本実施例においては空気排出管４６をドア５の裏に設けたが、これに限らずＰ＞Ｐ’という関係を実現することができるのであれば、ロータ室３の任意の位置、例えば底部付近に設けてもよい。

第２の実施例のように構成することにより、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。尚、タンク３２及びドレンチューブ３４、４３の結露水が満水状態となって、ボウル２の底部に結露水が溜まって、結露量限界線２５まで達した場合には、ロータ４を回転させるためにモータ８にかかるトルク値が規定を越えるので、アラームを発すると共に遠心分離運転が停止される。

第２の実施例では、空気排出管４６の接続位置によってドレン孔１１付近とタンク３２の空気の圧力差を生成させるように構成したが、このような圧力差を生成させる手段は空気排出管４６を用いて生成しないでその他の方法にて生成するようにしても良い。例えば、タンク３２の排気口３２ｃから接続される空気排出管４６に一方に機械式の空気ポンプ（圧力差生成手段）を設けても良いし、タンク３２を伸縮式にしてロータの回転中に所定の伸縮動作を行うことによって圧力差を生成するように構成しても良い。

次に、図３を用いて本発明の第３の実施例に係る遠心分離機５１の構造を説明する。第３の実施例においても、第１、第２の実施例と同じ構成部分には同じ参照符号を付しており繰り返しの説明は省略する。第３の実施例で主な異なる点は、タンク３２に接続された空気排出管５６の開放部位置である。本実施例ではドレンパイプ１２からタンク３２がドレンチューブ５３によって接続される。しかしながら、ドレンチューブ５３は筐体６の横板６ａに形成された貫通穴６ｂに近い位置にて２分割されて、ドレンチューブ５３ａ、５３ｂに分けられ、これらの間に分岐手段たるＴ型三方コネクタ５７を介在させるようにした。Ｔ型三方コネクタ５７のもう一つの開口部には、タンク３２の排気口３２ｃに接続される空気排出管５６が接続される。タンク３２の下側開口部３２ｂにはドレンチューブ３４が接続され、先端にはキャップ３５が取り付けられる。

通常、ボウル２からドレンチューブ５３等のパイプを介して密閉されたタンク３２に水を流す場合は、同じパイプ内で結露水の流れと空気の流れが相対することになる。しかしながら、ボウル２から流れる結露水の量が多すぎる場合は、パイプ内が結露水で塞がれることになったうえに、タンク３２の内部の空気の排出ができなくなるため、結果として結露水がタンク３２の内部に流れにくくなる。これは、タンク３２の内部の空気を外部に排出できるようにすれば良いのであるが、開放してしまうとロータ室３の冷却を妨げることになる。そこで、少なくともタンク３２からＴ型三方コネクタ５７までの間だけを、結露水と空気が通る通路を独立させることによって、空気排出管５６が無い場合に比べて空気が抜けやすくなる。このように、結露水と空気を抜く通路を完全に別にしなくてもよく、簡易な方法で結露水をスムーズに流すための効果を出すことができる。尚、Ｔ型三方コネクタ５７はできるだけドレンパイプ１２に近い箇所に設けることが好ましい。

次に図４及び図５を用いて本発明の第４の実施例を説明する。第４の実施例は、第１〜３の実施例に対して結露水を溜めるタンクの設置位置と、タンクの水位を確認するための覗き窓の設置位置を変更したものであって、遠心分離機６１の内部の冷却装置や制御装置の配置等は第１〜３の実施例とは異なるものの、収容される機器は同じである。

図４は、第４の実施例に係る遠心分離機６１の外観を示す斜視図である。遠心分離機６１の筐体６２の上部にはドア６５が設けられる。ドア６５の前面中央付近には取っ手部６５ａが設けられ、作業者は取っ手部６５ａに手を掛けることによってドア６５を開閉することができる。遠心分離機６１の前面パネルにはメインテナンス用の開口部が設けられ、開口部は覆い部材となるフロントカバー６６が装着される。フロントカバー６６は、４箇所に設けられたネジ６４によって筐体６２に固定される。フロントカバー６６の左下端付近には、ドレンチューブ７４を機外に引き出すための切り欠き６６ａが設けられる。ドレンチューブ７４の先端はドレンコック７５が設けられるので、作業者はドレンコック７５をひねるだけで容易に結露水を排出することができる。

図５は図４の状態からフロントカバー６６を取り外した状態の遠心分離機６１を示す斜視図である。遠心分離機６１の筐体６２の前面側には、内部の機器をメインテナンスするための開口部６９が設けられる。開口部６９の周縁の４箇所にはフロントカバー６６を固定するためのネジ穴６３が形成される。遠心分離機６１の筐体６２の内部には、モータ８を収容する仕切り板６８と、冷却装置７を収容する部分の仕切り板６７が設けられる。ロータ室を画定するためのボウルは、仕切り板６８の上側部分、つまり、開口部６９よりも上側に設けられる。仕切り板６７には、覗き窓７８が設けられ、覗き窓７８の後方側には結露水を溜めるためのタンク７２が配置される。

図中の点線で示すようにタンク７２の上部には図示しないドレンから接続されるドレンチューブ７３が接続され、同様にタンク７２の下部からは排水用のドレンチューブ７４が接続される。また、図中に点線で図示していないがタンク７２の上側には排気口が設けられ、第１〜第３の実施例で示したような空気排出管が設けられる。ドレンチューブ７４は、例えばビニール製等の柔軟なチューブで構成され仕切り板６７に形成された穴６７ａを通して仕切り板６７の前面側に引き出される。ドレンチューブ７４の先端にはドレンコック７５が設けられる。ドレンチューブ７４は、図４で示したようにフロントカバー６６の切り欠き６６ａから外部に引き出す状態にしても良いし、ドレンチューブ７４とドレンコック７５を通常は仕切り板６７とフロントカバー６６の間の空間に収容して、排水時にだけフロントカバー６６を取り外してドレンチューブ７４を引き出すようにしても良い。

図５から理解できるように、仕切り板６７には覗き窓７８が設けられる。覗き窓７８の大きさは、縦方向及び横方向共にタンク７２よりも小さい大きさで良い。しかしながら、覗き窓７８を設ける目的が、タンク７２に溜まっている結露水の量を確認するためであるので上下方向に十分な長さを有するようにするとよい。また、タンク７２は透明又は半透明のボトル状のものとすると良い。

以上説明したように、第４の実施例では通常のメインテナンスで頻繁に開閉するフロントカバー６６を取り外した位置から結露水の溜まった量が視認できる場所に、タンク７２を配置したので、メインテナンス時に容易に結露水の量を確認することができ、使い勝手の良い遠心分離機を実現できる。また、第１〜第３の実施例と違って、遠心分離機の後ろ側を覗き込む必要が無いので、使い勝手の良い遠心分離機を実現することができる。尚、第４の実施例ではタンク７２の設置場所を工夫した例を説明したが、タンク７２を設置する場所は上述の実施例の箇所に限られずに、他の箇所に設けても良い。例えば、図４のフロントカバー６６のすぐ内側に配置させて、フロントカバー６６に覗き窓７８に相当する窓やスリットを形成するようにしても良い。さらに、フロントカバー６６だけでなく、筐体６２の側面（右側或いは左側）の内側にタンク７２を配置して、窓やスリットを形成するようにしても良い。これらの変形例の場合であっても、タンク７２はボウルの底部に形成されるドレン孔の位置よりも低くすることが重要である。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例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。

１遠心分離機２ボウル３ロータ室４ロータ
５ドア６筐体６ａ横板６ｂ貫通穴
７冷却装置７ａ凝縮機７ｂ圧縮機７ｃ銅パイプ
７ｄキャピラリー８モータ１０送風装置
１１ドレン孔１２ドレンパイプ１４断熱材
１５蝶番１６ドアパッキン１７操作パネル
１８制御装置２０送風機２５結露量限界線２７棚板
３２タンク３２ａ上側開口部３２ｂ下側開口部
３２ｃ排気口３３ドレンチューブ３３ａＵ字トラップ
３３ｂ貯水面３４ドレンチューブ３５キャップ
３６空気排出管３７開口部３８水面３９覗き窓
４１遠心分離機４３ドレンチューブ４６空気排出管
４７開口部５１遠心分離機５３、５３ａ、５３ｂドレンチューブ
５６空気排出管５７Ｔ型三方コネクタ６１遠心分離機
６２筐体６３ネジ穴６４ネジ６５ドア
６５ａ取っ手部６６フロントカバー
６６ａ（フロントカバーの）切り欠き６７仕切り板
６７ａ（仕切り板の）穴６８仕切り板６９開口部
７２タンク７３、７４ドレンチューブ７５ドレンコック
７８覗き窓
１０１（従来の）遠心分離機１２０ドレンチューブ
１２５キャップ

Claims

モータと、
前記モータの回転軸に取り付けられるロータと、
前記ロータを収容するロータ室を形成するボウルと、
前記ボウルの開口部を密閉するドアと、
前記ロータ室を冷却するための冷却装置と、
前記ロータ室内の結露水を排出するために、前記ボウルにドレン孔が形成され、前記ドレン孔から接続される排水管を有する遠心分離機において、
前記排水管の前記ドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、
前記タンク内の空気を抜くために前記排水管とは別の通路で形成される空気抜き手段を設け、
前記空気抜き手段の排気口を前記ロータ室の室外であって前記ドレン孔より高い位置に設けたことを特徴とする遠心分離機。
前記タンクは前記ドレン孔よりも低い位置に設けられ、前記タンクから前記排水口に至る通路は、前記ロータが回転している際には閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
前記空気抜き手段は前記タンクに接続される排気管であって、
前記タンクと前記ドレン孔間においてＵ字型のトラップを形成して常に結露水が溜まるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
前記排気管の前記排気口の高さは、前記ロータ室内に溜まり得る結露水の最高水位の高さよりも高い位置とすることを特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
モータと、
前記モータの回転軸に取り付けられるロータと、
前記ロータを収容するロータ室を形成するボウルと、
前記ボウルの開口部を密閉するドアと、
前記ロータ室を冷却するための冷却装置と、
前記ロータ室内の結露水を排出するために、前記ボウルにドレン孔が形成され、前記ドレン孔から接続される排水管を有する遠心分離機において、
前記排水管の前記ドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、
前記タンク内の結露水を排水する前記排水管とは別の通路であって前記タンクと前記ロータ室の開口部を接続する第二の通路を設け、
前記第二の通路の開口は前記ロータを回転させた場合に前記ドレン孔の位置の圧力よりも低圧となる位置に設けることによって前記ロータの回転による前記ロータ室内の気圧差を利用して前記ロータの回転中に前記タンク内を負圧にすることを特徴とする遠心分離機。
前記第二の通路は前記ドアの内部を通るように構成し、前記開口を前記ドアの前記ロータ室に面する側に形成したことを特徴とする請求項５に記載の遠心分離機。
前記第二の通路の開口は、前記ロータの真上の領域に配置されることを特徴とする請求項５又は６に記載の遠心分離機。
モータと、
前記モータの回転軸に取り付けられるロータと、
前記ロータを収容するロータ室を形成するボウルと、
前記ボウルの開口部を密閉するドアと、
前記ロータ室を冷却するための冷却装置と、
前記ロータ室内の結露水を排出するために、前記ボウルにドレン孔が形成され、前記ドレン孔から接続される排水管を有する遠心分離機において、
前記排水管の前記ドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、
前記タンク内の空気を抜くために前記排水管とは別の通路で形成される排気管を設け、
前記タンクは前記ドレン孔よりも低い位置に設けられ、前記タンクから前記排水口に至る通路は、前記ロータが回転している際には閉鎖され、
前記排気管の前記タンクと反対側の端部は前記タンクと前記ドレン孔間の前記排水管の分岐手段に接続されることを特徴とする遠心分離機。
モータと、
前記モータの回転軸に取り付けられるロータと、
前記ロータを収容するロータ室を形成するボウルと、
前記ボウルの開口部を密閉するドアと、
前記ロータ室を冷却するための冷却装置と、
前記ロータ室内の結露水を排出するために、前記ボウルにドレン孔が形成され、前記ドレン孔から接続される排水管を有する遠心分離機において、
前記排水管の前記ドレン孔から排水口までに至る通路中に結露水を溜めるためのタンクを設け、
前記タンク内の空気を抜くために前記排水管とは別の通路で形成される排気管を設け、
前記タンクは前記ドレン孔よりも低い位置に設けられ、前記タンクから前記排水口に至る通路は、前記ロータが回転している際には閉鎖され、
前記タンクは透明又は半透明の容器であって前記遠心分離機の筐体の内側に配置され、
前記筐体の外側から前記タンクの水位を直接又は間接的に視認できるように前記筐体に覗き窓を設けたことを特徴とする遠心分離機。
前記筐体には、メインテナンスのために取り外し可能な覆い部材を有し、
前記覗き窓は、前記覆い部材を外した際に視認できる位置に設けられることを特徴とする請求項９に記載の遠心分離機。