(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部開口を開閉する蓋を備えた有底円筒状の真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され、真空チャンバの軸線を回転中心として回転する回転体と、前記真空チャンバの底部に設けられた前記回転体の回転駆動部と、真空チャンバ内を減圧する真空ポンプと、前記真空チャンバの外側に設けられて電磁誘導によって前記回転体を加熱する永久磁石とを備えた遠心減圧濃縮装置において、前記回転体に、該回転体の回転軸線を中心とする内周側の円周上に複数の内周側容器保持部を周方向に等間隔で設け、外周側の円周上に前記内周側容器保持部の設置数の２倍の数の外周側容器保持部を設けるとともに、周方向に隣接する外周側容器保持部同士の間の間隔を、前記内周側容器保持部を通る回転体半径方向線が通る部分は広く、通らない部分は狭くしたことを特徴とする遠心減圧濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心減圧濃縮装置に関し、詳しくは、真空チャンバ内の回転体を、真空チャンバの外部に設置した永久磁石による電磁誘導で加熱する遠心減圧濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心減圧濃縮装置は、上部開口を開閉する蓋を備えた有底円筒状の真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された回転体と、真空チャンバの底部に設けられた前記回転体の回転駆動部と、真空チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えており、前記回転体に設けた容器保持部に試料容器を装着し、回転体を高速で回転させながら真空チャンバ内を減圧することにより、試料容器内の試料の突沸を抑えながら、低温で試料の濃縮や乾燥を行うもので、必要に応じて試料を加熱することによって操作効率の向上を図るようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、試料を加熱する手段として、渦電流が発生可能な金属からなる真空チャンバの外側に、複数の永久磁石をＮ極とＳ極とを交互に配置した回転部材を回転させることにより、真空チャンバを発熱させて真空チャンバ内の試料を加熱するようにした加熱装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１２０１号公報
【特許文献２】特開２００４−７６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、磁石を配置した回転部材を回転させるための回転機構が大掛かりで複雑になることがあり、装置全体の大型化や価格上昇を招くという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、加熱源として永久磁石による電磁誘導を利用する際の装置構成の簡略化を図りながら、多数の試料を均一に加熱することができる遠心減圧濃縮装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の遠心減圧濃縮装置は、上部開口を開閉する蓋を備えた有底円筒状の真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され、真空チャンバの軸線を回転中心として回転する回転体と、前記真空チャンバの底部に設けられた前記回転体の回転駆動部と、真空チャンバ内を減圧する真空ポンプと、前記真空チャンバの外側に設けられて電磁誘導によって前記回転体を加熱する永久磁石とを備えた遠心減圧濃縮装置において、前記回転体に、該回転体の回転軸線を中心とする内周側の円周上に複数の内周側容器保持部を周方向に等間隔で設け、外周側の円周上に前記内周側容器保持部の設置数の２倍の数の外周側容器保持部を設けるとともに、周方向に隣接する外周側容器保持部同士の間の間隔を、前記内周側容器保持部を通る回転体半径方向線が通る部分は広く、通らない部分は狭くしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遠心減圧濃縮装置によれば、永久磁石からの電磁誘導によって加熱される回転体外周部から離れた位置にある内周側容器保持部が、外周側容器保持部同士の間の間隔が広い部分の内周側に配置されているので、回転体外周部の熱を効率よく内周側容器保持部に伝達することができ、全ての容器保持部を均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の遠心減圧濃縮装置の一形態例を示す断面正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】回転体に設けた各容器保持部への熱伝達の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２は、本発明の遠心減圧濃縮装置の一形態例を示している。本形態例に示す遠心減圧濃縮装置は、ケーシング１１の内部に収容されるもので、上部開口を開閉する蓋１２ａを備えた有底円筒状の真空チャンバ１２と、該真空チャンバ１２内に配置され、真空チャンバ１２の軸線を回転中心として高速で回転可能な回転体１３と、前記真空チャンバ１２の底部に設けられた前記回転体１３の回転駆動部１４と、真空チャンバ１２内を減圧する真空ポンプ１５と、前記真空チャンバ１２の外側に設けられた加熱用の永久磁石１６とを備えている。
【００１１】
前記回転駆動部１４は、真空チャンバ１２の内外を区画する下部隔壁１２ｂを挟んで対向するマグネットカップリング１７を有しており、回転駆動モータ１８を作動させることにより、マグネットカップリング１７を介して回転軸１３ａを回転させることにより、前記回転体１３を矢印Ｒで示す方向に高速で回転させる。また、マグネットカップリング１７を収容した収容室１９の一側には、前記真空ポンプ１５に接続された減圧配管２０が接続され、収容室１９の上壁には、真空チャンバ１２内に連通する排気孔２１が設けられている。
【００１２】
前記回転体１３は、永久磁石１６からの電磁誘導によって加熱可能な材料によって形成されており、この回転体１３には、試料容器２２を保持する複数の内周側容器保持部２３及び外周側容器保持部２４が設けられている。内周側容器保持部２３は、回転体１３の回転軸線を中心とする内周側の円周２５ａ上に複数、本形態例では４個が周方向に等間隔に設けられており、外周側容器保持部２４は、外周側の円周２５ｂ上に、内周側容器保持部２３の数の２倍の数、本形態例では８個が周方向に並んで設けられている。周方向に隣接する外周側容器保持部２４同士の間隔は、前記内周側容器保持部２３を通る回転体半径方向線１３ｒが通る部分の間隔２４ａは広く、前記回転体半径方向線１３ｒが通らない部分の間隔２４ｂは狭く設定されている。
【００１３】
このように、内周側容器保持部２３の外周側に位置する部分を広い間隔２４ａとすることにより、電磁誘導によって加熱された回転体１３の外周側の熱が、外周側容器保持部２４に邪魔されずに内周側容器保持部２３に伝達されるとともに、外周側容器保持部２４は、２個の外周側容器保持部２４が狭い間隔２４ｂで近接しているので各外周側容器保持部２４に回転体外周から伝達される熱量は半分程度になる。
【００１４】
すなわち、図３に示すように、２個一対の外周側容器保持部２４が近接して配置されるとともに、対同士は離れて配置され、外周側容器保持部２４が離れて配置された部分の中間内周に内周側容器保持部２３が配置された状態になっている。ここで、回転体１３の外周部で、近接した２個の外周側容器保持部２４の中間位置にＱ［Ｊ／ｓ］の熱量が発生したとすると、この位置の熱量Ｑ［Ｊ／ｓ］は、ｑ１［Ｊ／ｓ］とｑ２［Ｊ／ｓ］とに分解されて両外周側容器保持部２４にそれぞれ伝達され、外周側容器保持部２４に吸収されて試料容器２２を加熱する。内周側容器保持部２３は、該内周側容器保持部２３の外周側の位置に発生した熱量Ｑ［Ｊ／ｓ］がそのまま伝達され、内周側容器保持部２３に吸収されて試料容器２２を加熱する。
【００１５】
ここで、内周側容器保持部２３が受け取る熱量をＱｉ、外周側容器保持部２４が受け取る熱量をＱｏとし、ｑ１＝ｑ２＝ｑと仮定すれば、外周側容器保持部２４が受け取る熱量Ｑは、Ｑｏ＝ｑ＝Ｑ／２であり、外周側容器保持部２４同士の間の間隔２４ｂが十分に広い場合、内周側容器保持部２３が受け取る熱量Ｑｉは、Ｑｉ＝Ｑとなることから、Ｑｏ＜Ｑｉとなる。
【００１６】
したがって、内周側容器保持部２３が受け取る熱量Ｑｉは、外周側容器保持部２４が受け取る熱量Ｑｏより大きいということになる。実際には、熱量Ｑの発生部は、回転体１３の外周全体の連続した点であるから、上記のような単純なものではないが、一対の外周側容器保持部２４の間の狭い間隔２４ｂが十分に狭く、対同士の広い間隔２４ａが十分に離れているという前提条件下では、最終的な結論は変わらないはずである。
【００１７】
このことから、内周側容器保持部２３及び外周側容器保持部２４の位置、すなわち、内周側の円周２５ａ及び外周側の円周２５ｂの各半径、外周側容器保持部２４同士の間隔２４ａ，２４ｂを、回転体１３の大きさや容器保持部２３，２４の設置数などの各種条件に応じて適切に設定することにより、Ｑｏ＝Ｑｉとして、内周側容器保持部２３が受け取る熱量Ｑｉと外周側容器保持部２４が受け取る熱量Ｑｏとを等しくすることができる。
【００１８】
これにより、内外全ての容器保持部２３，２４を均等に加熱することができるので、従来より多くの個数の試料を同時に処理することができ、操作効率を大幅に向上させることができる。
【００１９】
また、前記永久磁石１６は、前記回転体１３の法線方向に配置した回動軸３１と、該回動軸３１と一体に回動可能に設けられた回動部材３２と、前記回動軸３１を回動させる角度調節モータ３３とを備えた加熱温度調節部３４における前記回動部材３２の前記回動軸３１を挟んだ対称位置に、一対の永久磁石１６をそれぞれ設けている。
【００２０】
加熱温度調節部３４は、前記回動角度調節モータ３３を制御することにより、前記回動軸３１を、前記一対の永久磁石１６同士を結ぶ直線が、前記回転体１３の回転方向と平行になる位置から、前記回転体１３の回転方向に対して直交する方向になる位置にまで回動させ、前記直線と回転体１３の回転方向との角度を調節することにより、電磁誘導効率を変化させて回転体１３を介して試料容器２２内の試料をあらかじめ設定された温度に加熱することができる。このとき、前記直線を回転体１３の回転方向に対して直交する方向に向け、回転体１３の外周と永久磁石１６との距離が大きくなったときに、永久磁石１６による回転体１３の加熱量がゼロになるように永久磁石１６の磁力などを設定することにより、最大加熱状態から非加熱状態まで加熱量を調節することができる。
【００２１】
さらに、両永久磁石１６には、回転体１３の回転に伴ってローレンツ力がそれぞれ加わるが、両ローレンツ力は、共に回転体１３の回転方向を向いており、回動軸３１を回転させる力を打ち消すように作用するので、回動軸３１に対しては、回動軸３１の軸線と直交する方向にのみ作用し、両ローレンツ力によって回動軸３１にトルクが発生することはない。したがって、回動軸３１を適宜な軸受で回動可能に保持することによってローレンツ力を吸収することができ、回動部材３２を介して一対の永久磁石１６を小さなトルクで回動させて角度調節することが可能となり、角度調節モータ３３として小型のステッピングモータを選択することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１１…ケーシング、１２…真空チャンバ、１２ａ…蓋、１２ｂ…下部隔壁、１３…回転体、１３ａ…回転軸、１３ｒ…回転体半径方向線、１４…回転駆動部、１５…真空ポンプ、１６…永久磁石、１７…マグネットカップリング、１８…回転駆動モータ、１９…収容室、２０…減圧配管、２１…排気孔、２２…試料容器、２３…内周側容器保持部、２４…外周側容器保持部、２４ａ…広い間隔、２４ｂ…狭い間隔、２５ａ…内周側の円周、２５ｂ…外周側の円周、３１…回動軸、３２…回動部材、３３…角度調節モータ、３４…加熱温度調節部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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