JPH05506180A - 低速粒子選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 低速粒子選別装置 技術分野 本発明は、主としてｌｉ’ｅ物学者に役立つＩＩ潔で廉価な低速遠心機に関する 。

前景技術 流体から微粒子物質を分層しようとするとき、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、はとんどのディスク型遠心機は最小粒子を妥当な 遠さで分離するため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、あまり態度わりでない構成材料や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つた。

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、 ■未ＩＩ）で動作し、プラスブ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８Ｍ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１）で作業する微生物学者 は目分の分層器が他の物質（たとえば、バクテリア）に適して〜）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、油圧作動ボール昏リム・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１ｇ＠再循環を行うことができる だけである。ポール円周全体の周りで固体を連続放出する質層は遼さと共に指数 的に増大し、アパーチャが再循環中にｍｓの崩壊が生ずる程狭くない限り、高遠 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０分離しないときは、機械を、再循環特大気圧で運転して培Ｉ！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ｍ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ポール部材から 下向きに突出している内側円ｒ１１部材、および下部軸受部材と下部軸受支持と の間にあつ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輪受とし 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ボート手段を、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献頭円雌ディスクのアセ ンブリと：下部ボール部材の外側リムと保合可能な外側リムを有し、ディスクを 取囲む遠心Ｉｌ室を下部ボール部材と共に形成する上部ボール部材と：上部ポー ル部材を下部ボール部材の方に調節可能に片嘗せる手段と；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鍔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ツトの動作を示す。

図３は、本発明で使用する移送管を示し、Ｉ！１４は、管を通る長手方向断面で あ図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 １５Ｕ７Ｊ５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。

［９および図１０は、上部ディスク部材の平面図および長平方向断面を示す。

図１１および図！２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。

本発明を実施する聾様 懸 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１ ０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１ ６を育する上向きに突出する円筒状ネブク１４を備えた容Ｗ１２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＃よび容８１２に取付９す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閏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■６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ブク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ｆｉ１［円＃ｉＭ材４４を備えている。リム２２，４８の一方または双方は０ 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））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ζ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周ケース５６が溶接されている。ＤＣモータ６ ２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 ある円形間ロア０を通して上部駆動室６８の中に突出している。

駆ＪＩ＆盲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、排出出口ボー）８０はケース の壁に設けられ、排出Ｎ７６と連絡している。最後に、ガス入口ポート８２は上 部Ｉ！層同円錐部材４の上向き傾斜ｇｌに設けられている。スロット７８＃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６表面８６に複数の、 少な（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、ビン９０により軸受支持部材８４く固定されて 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（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〜する。

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 。Ｓ同部材９８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１１０１および保持リング１１２を受ける穴１ ０２を備えており、最後に記した部品は穴１０２の壁にある４１１Ｍ１１に係合 し、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興なり、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ＩＩ！１１ ８、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１２ ２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に取付けられて埴る軸受ハウジング１２ ４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ｇ輪受アセンブ リ１１０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１３８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１３４の外壁と滑らかに接触させるための上向きに■ か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８２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■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と封止保合 する円環状外面１４６を備えている。好適に、表面１４８，１４８は外信部分１ ４４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、円筒状駆動ビン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−１５６を受けるキー＃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ツシュ１６０の中でキー溝１５ ８と係合している。このブ、ンユはその中に軸６６を受けている。円筒状移動軸 １Ｂ２はその上端がブツシュ１６０で受けられており、軸１８２は、ブツシュ１ ６０に接合されている半月キー１６４によりブツシユに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！６２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０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に溶接されたブツシュ！７４に対して封止する。＃出Ｎ 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〜） る。管１６８の上端に円環状キャップ１６６が溶接され、■リングシール１７８ がキャップ１６６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１Ｂ２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 Ｉ！頭円錐状のヘッド部材１８０に溶接されており、部材１８０は輪方向に突出 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、内ねじ調節ナツト１８６がこれと係合している ０Ｍ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１８ ８とナツト１８６の下部にある端ぐり１９２との間に設置されている。バネ１９ ０は上部ボール部材１４０に調節ナツト１８６に抗して下向き偏倚力を加える。

０リング１９４は移送管１８ｇをｌ１１１Ｂナツトの軸方向穴に対して封止する 。

図２でわかるように、調節ナツト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１９ ８に対して軸を封止する状態でＯリング２０１の付いた菅１９８を通して突出し ている。レバー２０２がその上端で座金２０４およびナツト２０Ｂを介して軸２ ００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およびナツ ト２１２を介して固定されている。レバー２０８はレバー２０２に対して傾いて おり、その自由端に突起２１４を備えている。レバー２０２を図２に示す実線の 位置から破線の位置まで回転させると、突起２１４は調節ナツト１８６の凹所１ ９８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ツト１８６ が回転しないようにする。管１６８とナツト１８Ｂとの間の相対回転によりナツ トが管１６８に沿って移動し、これによりナツトと上部ボール部材との閏の隙間 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。ｒａｍ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 置にあるときナツト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」０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１６２、ヘプト１８０、および移送管１６８は軸１Ｂ２がモータ６ ２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 に示しであるのは０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、ｊｌＷ Ｉナツト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２ ２４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１８８に、円環状内部フランジ２３２ｓ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２３４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」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ａ＃［斜面２４２を備えた上部ディスク支持部材２３８が見える。輪方向に 設けられた端ぐり２４４は駆動ビン１５２を受けるが、このビンは部材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２４０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はへブト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畝頭円錐状壁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２８６．２８８が！２２５８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。１１！ｌ！Ｉかられかるように、各翼板２８１３．２８８の外ｊ１２ ７２と下部ボール部材］１６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Ｉ！！７乃至図１Ｏ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２７０，２８０，２８２を図７乃至ｌ１１１２ に一層完全に図示しである。

分離ディスク２８０はＩ！！７および図８で最も良（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Ｉ！頭円錐状Ｗ２８４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２９２．２ ９４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２２４．２２８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ｌｌ’２８ ４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２９８．３００は、凹み２９６の線から 約１２０１だけ片畜っだ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〜）な（ １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Ｉ！頭円錐状璧３０２は滑らかである。ディスク２８２はリム ３０４、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２８８、およびキー溝スロット ２９２．２９４と相似である。

１！Ｉｆ、図１１．および図１２を参照すると、ディスク２７８は、キー溝２９ ２．２９４を欠き、リム２８８の外縁から上向きに突出し、その上縁に外信リム ３１４を備えで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。複数の円周方向に閏を隔 てた円形供給ボートすなわち穴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２８０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、０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３１６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２ ８４が支持部材２５６の内ｇ１２５８に静置するまで管１６８の上に設置する。

図！から、支持部材２５６のおよびディスク２７８の円＊＊角は下部ボール部材 １１６の円＃１＃１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Ｗ！接して受入れ、デ ィスク部材２７８の土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１６日に複数のディスク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２５０，３１８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２７８．２８ ０の！２２８４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２ ９４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層に及ぼす 衝撃が小さくなる。

最上ディスク２８０を菅１６８に組付番夕られてから、上部ディスク２８２を管 １６８の上に載せ、牛−溝スロット３０８，３１０と牛−２５０，３１８との保 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２ ９６．２９８．３００の上に置かれる。次に上部ディスク支持部材２３８を、キ ー２５０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縫付け、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３ ２２を備えている。この軸３２０は流体の加速を促進し、牛ヤビテーシ、ンを防 止する。

整立 本発明のデカント遠心機を所定位置に置き容Ｗ１２のネックＩ４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Ｈ（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＊ｉｗ するためにｍｓには弁を設置するのが望ましい。

加圧ガスがボート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１０００ｒ、ｐ、■より下で回転するよう＊＊す る。

モータは軸６６を回転させ、その軸は移送ツブシ。１６０１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１８８にキ ー止めされている上部ディスク支持部材２３８とのビ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２７Ｂ、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＋４０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、加圧ガスは入口ボート８２を通ってボール部材１１ ６．１４０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間部材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適度 で回転する。

上昇流体がヘッド１８０に違すると、上昇流体は翼板２６６ξ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。ｍ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、微粒子物質をゎずがしがまたは全く含ん でいないが、ディスク２７８．２８０１２８２に沿ってその間を内向き且つ下向 きに流れ、次〜）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の同情状通路２３６を通って上向き に押される。基台は成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１７ ６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に蓄積されるにつれて、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日間部材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）が排出ボートを通して脱出する。

表面１４８，１４８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ＩＲ【ナツト１８Ｂを眉いてｌＩＥす ることができる。表面１４Ｂ、１４８の間の最大開度を！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１１２０２を回転して突起２１４をｊｌ ｌ！Ｊナツト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ｊｌＩ節輸２ｏ３により突起が切欠き１８６でロックさ れるまで手で回転させる。調節ナツトはこれでロックされる。調節輪２０３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！！７８の凹所によりロックする。ｍｅ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〜１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濶れはｉＩ！接容！ｌ に入るＮ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。一旦始励準備されると、出口８ｏ 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、同量部材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。

中閏円６１９２および内偏円ｆｉ１３４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 イダセブト（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１０００　ｒ、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、ポール部材、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（無（なり 、遠心分層プロセスが＋！遼遠心機より生物に対して遥かに穏やかになる。

遠心機１０を容器工２と組合わせることにより、表面浮遊物をｊ！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うて特に有利である。

！！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ｉり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ｍ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。

「 手続補正書（方式） 平成５年６月１７日

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．微粒子物質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 アセンブリにおいて：ハウジングと；該ハウジングを前記容器に装着する手段と ；前記装着手段内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；前記装着手段から下向きに突出する外側円筒 部材と；前記軸受支持部材から下向きに突出し、前記外側円筒部材の内部にある 中間円筒部材と；前記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手段と；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、前記中間円筒部材の 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、および前 記下部軸受部材と前記下部軸受支持との間にあって下部ボールアセンブリを前記 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；前記ハウジングの上にあって下向きに前記ハウジング内に 突出する駆動軸を備えている駆動モータと；前記駆動軸にキー止めされ、更に前 記ハウジング内の前記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； 前記ハウジングの上部排出室に上部排出ボート手段を、前記ディスクの隣接する ものの間に下部入口ボート手段を備えている前記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；前記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、前 記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 ；前記上部ボール部材を前記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前記排出室の下で前記ハウジングに入れる手段であって、前 記加圧ガスは少なくとも、前記外側円筒部材と中間円筒部材との間に形成された 円環状通路を通って前記容器を加圧し、これにより流体を前記容器から前記内側 円筒部材を経て上向きに前記遠心機アセンブリに押込むようにたっている手段と ；から構成される遠心機アセンブリ。
2. ２．前記ハウジングは、逆截頭円錐形上部区画であって、該上部区画に入口ボー トを備えた加圧ガス導入手段を有する前記上部ボール部材に密接している逆截頭 円錐形上部区画と、前記上部区画の上にあって、導出する出口ボートを有する前 記排出室および上部移送室を備えている上部円筒部分と、下向きに延びる側面お よび前記装着手段に接続されている下方部分を有する下部ボール区画と、前記上 部区画を前記下方部分に対してその対偶周縁に沿って密封する締付け手段と、か ら構成されている請求項１記載の遠心機アセンブリ。
3. ３．前記ディスクアセンブリは、下部ディスク部材と、複数の中間ディスク部材 と、上部ディスク部材とを備えており、前記ディスク部材の各々は前記移送管を その中に受ける下部円環状フランジと、該フランジから上向きに突出する截頭円 錐形壁部と、その上側リムで外向きに突出する周辺フランジとを備えている請求 項２記載の遠心機アセンブリ。
4. ４．前記中間ディスク部材および前記下部ディスク部材の各々は、その壁部に全 般的に球形の複数の上向きの凹みを備えており、該凹みは、ディスク壁部の半径 方向の長きに沿って円周方向に間を隔てた半径方向に向く線内に配列されている 請求項３記載の遠心機アセンブリ。
5. ５．前記移送管は、その下方部分に沿って突出する直径的に対向する１対のキー 溝を備えており、前記中間ディスク部材および上部ディスク部材の各々は、円環 状フランジに前記移送管のキー溝に入っているキーと対偶係合する１対の直径的 に対面するキースロットを備えている請求項３または４記載の遠心機アセンブリ 。
6. ６．前記下部ディスク部材の下に設けられ、前記移送管と封止可能に係合し得る 截頭円錐形下部ディスク支持部材を備えており、該下部ディスク支持部材は円周 方向に間を隔てて設けられ且つ前記下部ボール部材の内壁に接するまで下向きに 突出している複数の半径方向に突出する翼板を備えている請求項３または４記載 の遠心機アセンブリ。
7. ７．前記下部ボール部材は、その上側リムに隣接して周辺に溝が形成された区域 を備えており、前記下部ディスク部材は、前記溝の形成された区域の内部にその 上部周辺フランジから上向きおよび外向きに突出する上壁部を備えており、該上 壁部から外向きに突出する第２の周辺フランジが存在する請求項３または４記載 の遠心機アセンブリ。
8. ８．前記下部ボール部材は、その上側リムに隣接して周辺に溝が形成きれた区域 を備えており、前記下部ディスク部材は、前記溝が形成された区域の内部にその 上部周辺フランジから上向きおよび外向きに突出する上壁部を備えており、前記 上壁部から外向きに突出する第２の周辺フランジが存在する請求項３または４記 載の遠心機アセンブリ。
9. ９．前記移送管は基台手段を備えており、該基台手段は、内向きに突出する円環 状フランジと、該円環状フランジから前記移送管の下端に向かって突出する円筒 部とを備えている請求項３または４記載の遠心機アセンブリ。
10. １０．前記上部ボール部材の下に、前記上部ディスク部材の上に静置され、前記 移送管にキー止めされ、前記上部ボール部材に接続きれている上部ディスク支持 部材を備えている請求項３または４記載の遠心機アセンブリ。
11. １１．前記上部ボール手段は、円環状の平らな中心部と逆Ｖ字形の周辺外側部と を備えており、外側部は前記下部ボール部材の上部円環状表面と封止可能に係合 し得る下向きおよび外向きに張り出している円環面を備えている請求項４に記載 の遠心機アセンブリ。
12. １２．前記上部ボール部材の中央部の上に前記移送管にねじ込まれる調節ナット と、該ナットと前記上部ボール部材の中央部との間に前記上部ボール部材を前記 下部ボール部材の方に片寄らせる円環状ばね手段と、前記調節ナットを所定位置 に静置させる手段と、を備えている請求項１１記載の遠心機アセンブリ。
13. １３．前記静置用手段は、前記上部移送室から隣接する前記ナットまで延びる管 状軸受部材と、前記軸受部材を通して延びる軸と、前記軸に固定され、円筒状上 部ハウジング部の水平スロットを通して前記軸から離れるよう半径方向に突出す る第１のレバーと、前記軸に固定され、前記ナットに密接するまで突出している 第２のレバーとを備えており、前記第２のレバーは前記ナットの対偶溝と係合す る突起を備え、これにより前記第１のレバーが一方向に移動すると前記突起が前 記溝と係合するよう動き、第１のレバーが反対方向に移動すると、突起が前記溝 との係合から解放される請求項１２記載の遠心機アセンブリ。
14. １４．調節輪が、前記駆動軸に駆動可能に接続され、前記突起が前記溝と係合す るとき前記移送管を回転するモータに、前記ナットと前記上部ボール部材との分 離を増減する調節軸が設けられている請求項１３記載の遠心機アセンブリ。
15. １５．前記軸受手段は、下部推力軸受アセンブリと、上部ラジアル軸受アセンブ リと、前記上部および下部軸受アセンブリを分離する円環状スペーサ手段と、を 備えており、加圧ガスをも前記軸受手段および前記内側円筒部材と中間円筒部材 との間に形成される円環状通路を通して前記容器に入れることができる請求項１ 記載の遠心機アセンブリ。
16. １６．微粒子物質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 機アセンブリにおいて、ハウジングと；前記ハウジングの内部にあって上向きお よび下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 ；前記支持手段とハウジングの間にあってその間に隙間を形成している円周方向 に間を隔てて設けられた翼板手段と；下部軸受部材に取付けられた上向きおよび 下向きに張り出している下部ボール部材、前記下部ボール部材から下向きに突出 している円筒部材、および前記下部軸受部材と前記下部軸受支持手段との間にあ って下部ボールアセンブリを前記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；前記ハウジングの上にあ って下向きに前記ハウジング内に突出する駆動軸を備えている駆動手段と；前記 駆動軸から前記ハウジング内に前記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；前記ハウジングの上部排出室に上部排出ボート手段を、前記ディス クの隣接する同志の間に下部入口ボート手段を備えている前記移送管の下端に取 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；前記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、前記ディスクを取囲む遠心機室を前記下部ボール部材と共に形成する 上部ボール部材と；前記上部ボール部材を前記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前記排出室の下で前記ハウジングに入れる 手段であって、前記加圧ガスを前記容器に入れて前記容器を加圧することができ 、これにより前記容器からの流体を前記円筒部材を介して前記遠心機アセンブリ に押込むようになっている手段と；から構成される遠心機アセンブリ。
17. １７．微粒子物質を容器内に保持されている液体から分離する低速デカント遠心 機アセンブリにおいて、ハウジングと；前記ハウジングの内部にある下部軸受支 持手段と、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、前記下部ボール部材から下向きに突出している円筒部材、および 前記下部軸受部材と前記下部軸受支持手段との間にあって前記下部ボールアセン ブリを前記ハウジングの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；前記ハウジングの上にあって下向きに前記ハ ウジング内に突出する駆動軸を備えている駆動手段と；前記駆動軸から前記ハウ ジング内に前記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；前記ハ ウジングの上部排出室に上排出ボート手段を、前記ディスクの隣接する同志の間 に下部入口ボート手段を有する前記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 ；前記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、前記ディスクを 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；前記上部ボ ール部材を前記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 ガスを前記排出室の下で前記ハウジングに入れる手段であって、前記加圧ガスを 前記容器に入れて前記容器を加圧することができ、これにより前記容器からの流 体を前記円筒部材を介して前記遠心機アセンブリに押込むようになっている手段 と；から構成される遠心機アセンブリ。
18. １８．その回転平面内の断面が実質上円環状を成す少なくとも二つの部品から作 られている回転室と、前記部品を共に引き寄せる片寄せ手段と、流体と微粒子と の混合物を回転室の回転中回転室から出し入れする導管手段と、から構成されて おり、流体および微粒子の少なくとも部分的な分離が回転室内で生じ、これによ り後に残った混合物内の微粒子濃度を下げ且つ、回転室内の圧力が所定値を超え ると片寄せ手段が微粒子濃度の高い混合物を回転室から逃がすことを特徴とそる 遠心分離機。