(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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閉鎖するドアと、前記モータの回転を制御する制御装置と、前記ロータ室を冷却する冷却装置と、前記ボウル内の結露水を排出するドレンと、前記ロータを減速する際に生じる回生エネルギーを消費するブレーキ抵抗を有する遠心分離機において、
前記ドレンから排出される結露水を受ける蒸発皿を設け、
前記蒸発皿に前記ブレーキ抵抗を密着させるように固定することを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記ドレンに開閉切替可能なバルブを設け、
前記制御装置は、前記バルブの開閉を制御することによって前記ドレンから前記蒸発皿への結露水の排出を制御することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ロータの加速及び定速回転中に前記バルブを閉じて、前記ロータの減速中に前記バルブを開くように制御することを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記蒸発皿に水位センサを設け、前記制御装置は前記水位センサによって所定の水量に達したことが検出されたら前記ブレーキ抵抗に電力を供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記冷却装置は送風機を有し、
前記蒸発皿は、前記冷却装置の送風機の送風に曝される位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記モータを冷却するための送風機を設け、
前記蒸発皿は、前記モータを冷却するための送風機の送風に曝される位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記蒸発皿は、前記遠心分離機の筐体の底面下部に設けられることを特徴とする請求項５に記載の遠心分離機。
【請求項８】
前記蒸発皿は金属製であって中心部に平らな平面部が形成され、前記平面部の周囲にはなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、
前記ブレーキ抵抗は前記平面部の下部に密着されることを特徴とする請求項６又は７に記載の遠心分離機。
【請求項９】
前記蒸発皿は金属製であって中心部に隆起した平面部が形成され、前記平面部から下側に落ちた周囲からなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、
前記ブレーキ抵抗は前記隆起した平面部の下部に密着されることを特徴とする請求項６又は７に記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体（ロータ）を高速で回転させる遠心分離機に関し、特にロータを冷却するための冷却装置を備えた遠心分離機で発生する結露水の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。遠心分離機で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。
【０００３】
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が上昇する。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、ロータを運転中に冷却するための冷却装置を備えた遠心分離機が広く用いられている。この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を冷却し、この冷却によってロータを冷却する。
【０００４】
遠心分離の運転後、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するドアを開けると、冷却されたロータまたはボウルに外部から流入する暖かい空気が触れ、ボウルの表面に結露が発生することがある。この結露水は、遠心分離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。そのため特許文献１では、ボウルの底面にドレンチューブを取り付け、ドレンチューブを遠心分離機本体の外部に接続することによりロータ室内に発生する結露水をロータ室外に排出できるようにした。この遠心分離機の機外に引き出されたドレンチューブの開口は、キャップやコックで閉められ、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、結露水を抜く作業を行う。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、使用者は例えば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う。もし、結露水が溜まっても抜かずにいるとロータ室内（ボウルの底部）に結露水が留まり、ボウルの内壁で凝固し始めることもあり、ロータの冷却能力が低下する恐れがある。
【０００５】
ここで従来の遠心分離機の構造を図８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１０６の内部にボウル１０２が設けられ、ボウル１０２とドア５によってロータ室１０３を画定し、ドアパッキン１６によってロータ室１０３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させるものであり、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１１８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により開閉可能である。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。
【０００６】
ロータ室１０３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１０３の内部に、ロータ４の装着又は取り外しができる。ボウル１０２の外周部には銅パイプ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で囲まれている。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と、これらの放熱用の送風機２０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１０２が冷却され、ロータ室１０３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１１８によって制御され、ロータ４の温度は、ロータ室１０３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１１８により監視される。さらに、ボウル１０２の底にはロータ室１０３内の結露水を排出するために金属製のドレンパイプ１１１が接続され、ドレンパイプ１１１にはビニール製等の柔軟なドレンチューブ１１０が取り付けられる。ドレンチューブ１１０のロータ室１０３とは反対側の一端を遠心分離機１０１の外部（機外）に引き出し、ドレンチューブ１１０のドレンパイプ１１１とは反対側の開口は、キャップ１１２で密閉される。
【０００７】
遠心分離機１０１には、ロータ４の減速時にブレーキ作用を与えるために、ブレーキ抵抗１３５が設けられる。ブレーキ抵抗１３５は、ロータ４の減速時にモータ８への給電を止めて、モータ８を発電機として作動させ、その発生した回生エネルギー（電力）をブレーキ抵抗１３５にて消費させることによりモータ８に回転抵抗を生じさせて、制動力を得るものである。ブレーキ抵抗１３５に流れる電力は熱に変換され、ロータ４のブレーキ力の性能はブレーキ抵抗１３５の容量によって変化する。熱を発するブレーキ抵抗１３５は、その放熱面を筐体１０６に形成された載置面１０６ｄに密着させるように配置され、筐体１０６に熱を放出している。送風機２０によって、スリット１０６ａから取り入れられた風は、凝縮機７ａを通過し、圧縮機７ｂ及びブレーキ抵抗１３５を冷却した後に、スリット１０６ｂから遠心分離機１０１の外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３４６６１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の遠心分離機１０１では、作業者がドレンチューブ１１０内に溜まった結露水を定期的に抜く必要があったため煩わしい面があった。このような手作業による結露水の排出を省くため、特許文献２に示すような冷蔵庫の分野では、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、遠心分離機の場合は、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。また遠心分離機では冷却装置は常時稼働ではなく、ロータ４を回転させる際に稼働されるだけであり、特許文献２の技術をそのまま適用して圧縮機や凝縮パイプに蒸発皿を接するように設けたとしても、蒸発皿に十分な熱を加えられないといった問題があった。
【００１０】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ロータ室に発生する結露水を効果的に排水して蒸発させることができ、結露水管理のメンテナンスフリーを実現した遠心分離機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、減速時の回生エネルギーを利用して結露水を蒸発させることができる遠心分離機を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、溜まった結露水の量に応じて、ブレーキ抵抗に電流を流して蒸発皿の加熱を自在に行うように制御可能な遠心分離機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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、ボウルの開口部を閉鎖するドアと、モータの回転を制御する制御装置と、ロータ室を冷却する冷却装置と、ボウル内の結露水を排出するドレンと、ロータを減速する際に生じる回生エネルギーを消費するブレーキ抵抗を有する遠心分離機において、ドレンから排出される結露水を受ける蒸発皿を設け、蒸発皿にブレーキ抵抗を密着させるように固定し、ブレーキ抵抗から発する熱によって蒸発皿を加熱するように構成した。ドレンには開閉切替可能なバルブが設けられ、制御装置は、バルブの開閉を制御することによってドレンから蒸発皿への結露水の排出を制御する。制御装置は、ロータの運転状態に応じてバルブの開閉を制御する。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、蒸発皿に水位センサを設け、制御装置は水位センサによって所定の水量に達したことが検出されたらロータの減速タイミングに因らずにブレーキ抵抗に電力を供給する。また、冷却装置は送風機を有し、蒸発皿は送風機の送風に曝される位置に配置した。尚、モータを冷却するための送風機を設け、この送風機の送風に曝される位置に蒸発皿を配置しても良い。蒸発皿は遠心分離機の筐体の底面の上側、下側、又は底面から下側に突出したスペースに設けられる。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、蒸発皿は金属製であって中心部に平らな平面部が形成され、平面部の周囲にはなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、ブレーキ抵抗は平面部の下部に密着される。また、蒸発皿は金属製であって中心部に隆起した平面部が形成され、平面部から下側に落ちた周囲からなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、ブレーキ抵抗は隆起した平面部の下部に密着されるように形成しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ボウル内の結露水を排出するドレンから排出される結露水を受ける蒸発皿を設けたので、ロータ室内の結露水を溜めることが可能となる。また、蒸発皿にブレーキ抵抗を密着させるように固定し、ブレーキ抵抗にロータ減速時に発生する回生エネルギーを消費させることで蒸発皿を加熱し、結露水を蒸発させるので、従来の遠心分離機のようにドレンから結露水を抜く作業が必要なくなり、使い勝手の良い遠心分離機を提供することができる。さらに、蒸発皿の加熱に、従来から遠心分離機に備わっていたブレーキ抵抗を用いることで特別なコストアップが無く、簡便な構成で結露水を蒸発させることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、ドレンに開閉切替可能なバルブを設け、バルブの開閉を制御することによって結露水の排出を自動的に行うので、作業者はドレンから結露水を抜くタイミングを考慮する必要がなく、使い勝手の良い遠心分離機を実現できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、制御装置は、ロータの運転状態に応じてバルブの開閉を制御するので、ロータの回転中にロータ室と外部が連通状態となって空気の出入りが生じることを防止でき、ロータ室の冷却温度の低下や、風切音が耳につく等の問題を防止できる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、蒸発皿に水位センサを設け、制御装置は水位センサによって所定の水量に達したことが検出されたらロータの減速タイミングに因らずにブレーキ抵抗に電力を供給するので、自在に蒸発皿を加熱することができ、結露量の増加時にも対応可能となる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、冷却装置は送風機を有し、蒸発皿は送風機によって発生された冷却風に曝される位置に配置されるので、蒸発水に溜まった結露水の蒸発を促進することができる。
請求項６の発明によれば、モータを冷却するための送風機を設け、その送風機によって発生された冷却風に曝される位置に蒸発皿が配置されるので、蒸発水に溜まった結露水の蒸発を促進することができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、蒸発皿は遠心分離機の筐体の底面下部に設けられるので、送風装置からの冷却風を導きやすいだけでなく、万一蒸発皿から水が漏れたとしても他の機器に影響を及ぼすことを防止できる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、蒸発皿は金属製であって中心部に平らな平面部が形成され、平面部の周囲にはなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、ブレーキ抵抗は平面部の下部に密着されるので、ブレーキ抵抗の熱を効果的に蒸発皿にて放熱でき、結露水の蒸発を促進させることができる。また、ドレンから排出される結露水は、蒸発皿の傾斜面に落下し、蒸発皿の中央部に集められることから、気化した水分がドレンに戻ることを抑制することができる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、蒸発皿は金属製であって中心部に隆起した平面部が形成され、平面部から下側に落ちた周囲からなだらかな傾斜が外周面に向かって形成され、ブレーキ抵抗は隆起した平面部の下部に密着されるので、ブレーキ抵抗の熱を効果的に蒸発皿にて放熱でき、結露水の蒸発を促進させることができる。また、蒸発皿中心にブレーキ抵抗を収容するための隆起した平面部を設けたので、蒸発皿の高さが大きくなるのを防止でき、高さ方向に制限のある空間に蒸発皿を設置することができる。
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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。
【図２】図１の蒸発皿３０の形状を示す斜視図である。
【図３】図１の蒸発皿３０の断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る遠心分離機１のブレーキ抵抗３５への通電タイミングとバルブ１９の開閉タイミングを示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る遠心分離機１の水位センサ３７とブレーキ抵抗３５への通電タイミングの関係を示す図である。
【図６】第１の実施例の変形例に係る蒸発皿４０の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る遠心分離機５１の構造を示す断面図である。
【図８】従来の遠心分離機１０１の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２７】
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、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。
【００２８】
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、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の側方には、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。
【００２９】
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。銅パイプ７ｃは冷却装置と接続され、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７ｄを通って銅パイプ７ｃに供給され、ロータ室３の内部は遠心分離運転中に制御装置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。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（水抜き手段）が設けられる。本実施例のドレンは、金属製のドレンパイプ１１と、ドレンパイプ１１に接続されるビニール製等の柔軟なドレンチューブ１０によって構成される。尚、ドレンの構成はこのような構成だけに限らずに、その他の公知の排出路や排出機構によって実現しても良い。
【００３０】
本実施例に係る遠心分離機１では、筐体６の底部に蒸発皿３０が設けられる。本実施例では蒸発皿３０を固定するために、筐体６の底部から蒸発皿３０の高さ程度だけ下に出っ張る蒸発皿収納室１２を形成した。蒸発皿収納室１２の大きさは、蒸発皿３０よりも一回り大きい程度であって、後側面を除く３つの側面が閉鎖された半密閉空間とすると良い。半密閉空間の上部にはドレンチューブ１０が貫通する貫通穴６ｄが形成され、ドレンチューブ１０の下端部は貫通穴６ｄを貫通して、蒸発皿３０の開口よりも下方の内部空間まで延びるように配置される。蒸発皿収納室１２は筐体６と同じように板金で形成しても良いし、プラスチック等の合成樹脂によって別体に製造して筐体６に取り付けるようにしても良い。蒸発皿３０は中央底部に平面を有し、その平面の周囲に斜面部を有する皿側の形状であり、ドレンチューブ１０から排出される結露水は、斜面部の傾斜面に落下することで、蒸発皿３０の中央部に効果的に集められる。このようにドレンチューブ１０の排出口と、蒸発皿３０は中央底部の平面の位置をずらすことによって、蒸発皿３０で気化した水分が、再びドレンチューブ１０に戻ることを効果的に排除することができる。
【００３１】
ドレンチューブ１０の、ドレンパイプ１１と下端部との間には、電磁式のバルブ１９が設けられる。バルブ１９は制御装置１８の制御によって開閉が制御可能である。通常、ロータ４が高速回転中にバルブ１９が開状態であると、ロータ室３と外部で連通状態となり、空気の出入りが生じることで、ロータ室３の冷却温度の低下や、風切音が耳につく等の問題があり、好ましくない。そこで本実施例においては制御装置１８によって、バルブ１９を一定の間隔で断続的に短時間の開状態を繰り返すように制御されるか、あるいはロータ４の停止中にだけ開状態にするように制御されるか、又は、ロータ４の加減速中の低速時或いは減速中にのみ開状態となるように制御される。このように制御装置１８の制御によってバルブ１９は適切に開閉制御される。
【００３２】
筐体６の貫通穴６ｄの後方にエッジ部分は、底面が上方に斜めに折り曲げられ、図中に矢印で示す送風機２０の風の一部を、蒸発皿収納室１２の内部に案内するように構成される。この空気は、凝縮機７ａを通過した暖められた空気であるので、結露水に触れさせることにより結露水の蒸発を促すことができる。蒸発皿３０は、扁平率の高く水面の面積が広くなるように構成されるので、蒸発皿３０に溜まった結露水の蒸発が促進される。このように本実施例では、冷却装置７の構成部品である凝縮機７ａや圧縮機７ｂの冷却のために配置されている送風機２０の風の一部を、ガイド１３によって蒸発皿収納室１２に案内して取り込み、蒸発皿３０に溜まった水面の上部を通過して外部に流すように構成したので、新たな送風手段を設ける必要が無く、コストアップを抑えることができる。
【００３３】
次に、図２及び図３を用いて蒸発皿３０の構成について説明する。図２は蒸発皿３０の斜視図であり、図３は蒸発皿３０の縦断面図である。蒸発皿３０は厚さの薄い金属製の容器、例えばステンレス製の容器であって、上から見ると長方形の形状である。この形状は蒸発皿３０の下側に取り付けられるブレーキ抵抗３５の大きさに対応するサイズとすれば任意の形状でも良い。蒸発皿は、ブレーキ抵抗３５が取り付けられる面となる長方形の底部３４を有し、底部３４の外周から斜めに４方に広がる斜面部３３（３３ａ〜３３ｄ）が接続される。斜面部３３の外周部からは上方に延びる４つの壁部３２（３２ａ〜３２ｄ）が形成される。壁部３２の上方は開口３１となる。４つの壁部３２ａ〜３２ｄは、想定される結露水の量に応じてその高さを設定すれば良いが、結露水が少ない場合は壁部３２ａ〜３２ｄを設けなくても良い。また、遠心分離機１の振動等により結露水がこぼれやすい様な場合は、壁部３２ａ〜３２ｄを高めに設定すると良い。
【００３４】
蒸発皿３０の底部３４の下側面には、ブレーキ抵抗３５を密着させるように固定する。この固定のしかたは、接着剤、両面テープで固定しても良いし、あるいはねじ等により固定しても良いが、ブレーキ抵抗３５から蒸発皿３０への熱伝導性が良くなるような接合方法を用いると良い。ブレーキ抵抗３５から延びる配線３６は、図示しないスイッチング手段を介してモータ８に接続される。蒸発皿３０は、放熱特性に優れる金属製の板で構成されるので、蒸発皿３０自体がブレーキ抵抗３５の放熱板としての作用を奏することができる。蒸発皿３０の固定は、ブレーキ抵抗３５で発する熱をできるだけ蒸発皿３０のみに伝達し、筐体６には伝達しないという目的から、蒸発皿収納室１２から浮かして固定するようにすると好ましい。本実施例では、ブレーキ抵抗３５や蒸発皿３０の数箇所を微小ポイントだけが蒸発皿収納室１２の底面に接するように構成した。
【００３５】
蒸発皿３０の中心部（後述する底部３４）は平らであるが、その外周側はすり鉢状のようになだらかな傾斜の付いた面となっている。蒸発皿３０のいずれかの位置に落下した結露水は、斜面部３３により底部３４に導かれる。従って、ブレーキ抵抗３５によって加熱される放熱面、即ち底部３４に結露水が集水される。この状態においてブレーキ抵抗３５に電力が供給されるとブレーキ抵抗３５は発熱し、蒸発皿３０は加熱されるので結露水の蒸発が促進される。
【００３６】
蒸発皿の側面の一部、具体的には壁部３２ｄの中心付近には水位センサ３７が取り付けられる。水位センサ３７は、蒸発皿の内部に一定量の結露水が溜まったことを検出するためのセンサであり、結露水が水位センサ３７に触れると水位センサ３７の出力信号が変化する。水位センサ３７として例えばサーミスタを用いることができる。サーミスタの出力変化が制御装置１８に送られることにより、制御装置１８は蒸発皿３０内に結露水がいっぱいに溜まったことを検知することができる。尚、水位センサ３７はサーミスタだけに限られずに、フロート式の液面センサ（図示せず）や、その他の公知の水位センサを用いることができる。
【００３７】
ブレーキ抵抗３５への給電は、主にロータ４の減速時の回生エネルギーで行う。この原理は発電ブレーキとも呼ばれるもので、モータ８の減速時にロータ４の回転力を入力としてモータ８を発電機として作動させることにより、ブレーキ性能の向上を図ると共に、回生されたエネルギーを有効に活用するものである。発生した電力は、ブレーキ抵抗３５に通電され、ブレーキ抵抗３５が発熱することにより電気を消費する。この際のブレーキ力は、ブレーキ抵抗３５の抵抗値や容量によって変化する。
【００３８】
尚、本実施例においては、ブレーキ抵抗３５に加える電力は回生エネルギーだけでなく、商用電源からの電力を加えることができるように構成した。例えば、水位センサ３７の出力信号によって制御装置１８が結露水の満水状態を検出したら、制御装置１８はブレーキ抵抗３５に加える電力の制御を自在に行うことにより、蒸発皿３０に溜まった結露水を任意のタイミング蒸発させることができる。このように制御することにより、ロータ４の運転状況に拘わらずに、結露水を蒸発させるように制御することができる。尚、ロータ４の回転停止中に結露水を蒸発させるのには、ブレーキ抵抗３５の通電だけでなく、送風機２０を稼働させるようにしても良い。
【００３９】
次に、図４及び図５を用いて、ブレーキ抵抗３５への通電タイミングとバルブ１９の開閉タイミングを説明する。図４は、本発明の実施例に係る遠心分離機１のブレーキ抵抗３５への通電タイミングとバルブ１９の開閉タイミングを示す図である。それぞれのグラフの横軸は時間ｔ（秒）であり、各グラフの横軸をそろえて図示している。一番上のグラフはロータ４の回転数を示すグラフであり、本図では遠心分離運転を３回行う状況を示している。一回目のロータ４の回転は、時間０から加速を始めて、時間ｔ１で設定回転数Ｎ１に到達して一定時間定速運転した後、時間ｔ２からロータ４の減速をはじめて、時間ｔ３でロータ４の回転が停止した状態を示す。ここで、中央のグラフはブレーキ抵抗３５への通電タイミングを示すもので、ブレーキ“ＯＮ”の時がブレーキ抵抗３５へブレーキ電流が通電され、ブレーキ“ＯＦＦ”の時にはモータ８とブレーキ抵抗３５は遮断されることを示す。
【００４０】
ロータ４の回転数のグラフと比較して理解できるように、ブレーキ抵抗３５へは、ロータ４が減速している時、即ち時間ｔ２からｔ３の間だけ通電される。これは、回生エネルギーを用いる場合のブレーキ抵抗３５への通電できるのは、モータ８の制動時だけである為である。尚、バルブ１９は、時間ｔ２からｔ４までを開状態とする。逆の表現をすると、ロータ４の加速から正常回転数での運転時にはバルブ１９を閉状態とする。これは、ロータ４の回転中にバルブ１９を開状態とすると、ロータ室３と外部が連通状態となって空気の出入りが生じ、ロータ室３の冷却温度の低下や、風切音が耳につく等の問題が生ずるからである。
【００４１】
同様にして、ロータ４の減速を行う時間ｔ６からｔ７の区間だけブレーキ抵抗３５への通電が行われる。また、バルブ１９は、時間ｔ６から時間ｔ８の間だけ開かれる。このようにブレーキ抵抗３５への通電と、バルブ１９の開閉操作をロータ４の回転状態に同期するように制御することにより、ドレンチューブ１０から蒸発皿３０への結露水の排出の自動化と、蒸発皿３０へ排出された結露水の蒸発促進を図ることができる。
【００４２】
尚、蒸発皿３０へ排出された結露水の蒸発が不十分であって、水位センサ３７に接触するまで結露水が溜まってしまった場合には、制御装置１８の制御により、商用電源からの電力をブレーキ抵抗３５に加えることによって、蒸発皿を加熱して結露水の気化を促進することができる。図５は、本発明の実施例に係る遠心分離機１の水位センサ３７とブレーキ抵抗３５への通電タイミングの関係を示す図である。バルブ１９の開閉タイミングは、ロータ４の回転タイミングと連動させて制御する必要があり、ロータ４の加速中や低速運転中にはバルブ１９を開閉させることはできない。しかしながら、ブレーキ抵抗３５への通電タイミングは、ロータ４の減速時を除いて、任意に通電することができる。
【００４３】
図５は、ブレーキ抵抗３５への通電を水位センサ３７に連動させて行うようにした際のグラフであり、時間ｔ１１において水位センサ３７の信号がＯＮ状態、即ち、結露水の水位が水位センサ３７まで達していることを検出したら、商用電源からブレーキ抵抗３５に所定の電流を流す。この電流を流す時間は、水位センサ３７の出力信号がＯＦＦ状態、即ち、結露水の水位が水位センサ３７以下になったことを検出する時間ｔ１２から、所定の時間Ｔが経過した時間ｔ１３まで継続する。この時間Ｔの設定は、ブレーキ抵抗３５に電流を流すことによって、蒸発皿の結露水の蒸発が完了する時間に応じて設定すれば良く、制御装置１８によって設定される。
【００４４】
制御装置は、気温などに応じて適宜時間Ｔを可変にして設定するようにしても良い。尚、ブレーキ抵抗３５に電流を流す時間ｔ１１からｔ１３までの間に、ロータ４の減速が行われる際には、制御装置１８は商用電源からのブレーキ抵抗３５への電力供給を停止させて、モータ８で発生される電流をブレーキ抵抗３５に流すように切り替えるとよい。ロータ４の回転が停止したら、再び制御装置１８は商用電源からのブレーキ抵抗３５への電力供給を再び開始する。
【００４５】
以上説明したように、本実施例においてはロータ室３の内部で発生した結露水は、ドレンから蒸発皿３０に溜められ、蒸発皿３０に密着させたブレーキ抵抗３５にロータ減速時に発生する回生エネルギーを消費させることで蒸発皿３０を加熱し、結露水を蒸発させるので、従来のドレンチューブから結露水を抜く作業が必要なくなり、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、従来から遠心分離機に備わっていたブレーキ抵抗３５を用いることで特別なコストアップが発生することを防止でき、簡便な構成で結露水の蒸発機構を実現ができる。さらに、蒸発皿３０に与える熱源としてブレーキ抵抗３５を用いることにより、ロータ４の減速時のタイミングに因らず、電流を流すことで自在に蒸発皿３０を加熱することができ、結露量の増加時に対しても対応可能となる。
【００４６】
尚、蒸発皿３０の形状は、図２及び図３で説明した形状に拘わらず、他の形状で実現することも可能である。図６は第１の実施例の変形例に係る蒸発皿４０の構造を示す断面図であり、蒸発皿収納室１２の高さサイズの制限が有る場合に有効な、高さの低い蒸発皿４０である。蒸発皿４０の高さを制限する場合は、蒸発皿４０の中心部にブレーキ抵抗４５の大きさの面積分だけ上部に隆起させ、ブレーキ抵抗４５を隆起により確保された空間に収める構造にするとよい。この時、ブレーキ抵抗４５から蒸発皿４０への熱伝導を向上させるため、蒸発皿４０の反対面には、蒸発皿４０と同材質の金属板４８を配置し、蒸発皿４０と金属板４８でブレーキ抵抗４５を挟み込む構造とした。このように構成することにより、蒸発皿４０の高さを抑えつつ、ブレーキ抵抗４５を蒸発皿４０に取り付けることができる。
【００４７】
蒸発皿４０の隆起部４４ａの内側には平面部４４が形成されるが、平面部４４から下側に落ちこむ隆起部４４ａの周囲からは、外側に向かってなだらかな傾斜となる斜面部４３が形成される。斜面部４３の外周部からは上方に延びる壁部４２が形成され、壁部４２には水位センサ４７が設けられる。壁部４２の上方は開口４１となる。本変形例では、開口４１の形状やサイズは開口３１（図３参照）と同じに形成されるが、蒸発皿４０自体の形状は、上からみて長方形である必然性はなく、長円形であっても良いし、その他の任意の形状でも良い。
【実施例２】
【００４８】
次に、図７を用いて本発明の第２の実施例に係る遠心分離機５１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の実施例で異なる点は、蒸発皿３０の設置場所である。第２の実施例においては、図２及び図３で説明したものと同一構成の蒸発皿３０を、モータ８の近傍位置に設けるために、筐体５６の上下方向中央付近に蒸発皿収納室６２を設けた。蒸発皿収納室６２はモータ８の収納空間と兼用に設けられるものであって、送風機７０の設置位置と、スリット５６ｃ、貫通穴５６ｄを除いて閉鎖された空間となる。蒸発皿収納室６２のモータ８の近傍に送風機７０を設け、送風機７０によってモータ８を冷却する。モータ８を冷却することよって暖められた冷却風は、モータ８に近接した蒸発皿３０の方向に流れる。このため冷却風は蒸発皿３０に溜まった結露水の表面に導かれることにより、結露水の気化が促進される。
【００４９】
蒸発皿３０には、ドレンチューブ６０の開口部が対抗するように位置する。ドレンチューブ６０の開口は、蒸発皿３０の斜面部に対抗するように配置すると好ましい。ドレンパイプ６１とドレンチューブ６０の下端部との間には、電磁式のバルブ６９が設けられる。バルブ６９は制御装置１８の制御によって開閉が制御可能である。第２の実施例では、スリット５６ａから送風機２０を用いて吸引された空気を、更なる送風機７０によって蒸発皿収納室６２に吸引される。そして、モータ８を通過することによって暖められた空気を蒸発皿３０に導くように構成したので、結露水を効果的に蒸発させることができる。蒸発皿３０の上部を流れた風は、筐体５６の側部に設けられたスリット５６ｃから外部に排出される。蒸発皿３０は、断熱部材７１を介在して蒸発皿収納室６２の底面に載置される。このように断熱部材７１を用いたのは、ブレーキ抵抗３５で発する熱をできるだけ蒸発皿３０のみに伝えて、筐体５６側に熱が伝導しないようにするためである。なお、振動等により蒸発皿３０から結露水が飛散することがあっても、飛散した水が蒸発皿収納室６２内に止まるように、蒸発皿収納室６２を半防水構造とすれば好ましい。
【００５０】
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。例えば、蒸発皿の材質は上述の実施例のように金属製だけでなく、プラスチック等の高分子樹脂やその他の材質で製造しても良い。また、蒸発皿の形状は浅い長方形の皿状のものだけでなく、その他の形状であっても良い。
【符号の説明】
【００５１】
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、６ｂ  スリット      ６ｄ  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      ８  モータ      １０  ドレンチューブ
１１  ドレンパイプ      １２  蒸発皿収納室      １３  ガイド
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      １９  バルブ      ２０  送風機      ３０  蒸発皿
３１  開口      ３２  壁部      ３３  斜面部      ３４  底部
３５  ブレーキ抵抗      ３６  配線      ３７  水位センサ      ４０  蒸発皿
４１  開口      ４２  壁部      ４３  斜面部      ４４  底部
４４ａ  隆起部      ４５  ブレーキ抵抗      ４７  水位センサ
４８  金属板      ５１  遠心分離機      ５６  筐体
５６ａ〜５６ｃ  スリット      ５６ｄ  貫通穴      ６０  ドレンチューブ
６１  ドレンパイプ      ６２  蒸発皿収納室      ６９  バルブ
７０  送風機      ７１  断熱部材      １０１  遠心分離機
１０２  ボウル      １０３  ロータ室      １０６  筐体
１０６ａ、１０６ｂ  スリット      １０６ｄ  載置面
１１０  ドレンチューブ      １１１  ドレンパイプ      １１２  キャップ
１１８  制御装置      １３５  ブレーキ抵抗
【図１】
0005674237.tif 000002
【図２】
0005674237.tif 000003
【図３】
0005674237.tif 000004
【図４】
0005674237.tif 000005
【図５】
0005674237.tif 000006
【図６】
0005674237.tif 000007
【図７】
0005674237.tif 000008
【図８】
0005674237.tif 000009