(57)【要約】【課題】モータに送風する空気の温度を低下させ、モータ冷却ファンの大型化やモータ冷却面積の拡大を行うことなく、モータの冷却熱量を増大させること、また、モータ冷却ファンの小形化やモータ冷却面積の縮小を行ってもモータの冷却能力を維持させることを課題とする。【解決手段】試料を収納するロータと、駆動シャフトを介し該ロータを回転駆動するモータと、該ロータの表面を囲むボウルと、凝縮器とキャピラリとコンプレッサを配管で接続し冷媒の循環系を成す冷凍機と、該モータに遠心機外部の空気を送風するモータ冷却ファンと、該モータ冷却ファンの送風を前記モータ表面まで伝達させるモータ冷却吸気風路と、該モータ及び該冷凍機及びモータ冷却ファンを制御する制御装置を備える遠心分離機において、前記冷凍機の配管の一部を前記モータ冷却吸気風路外周に接触、またはモータ冷却吸気風路内に配設する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収納するロータと、駆動シャフトを介し該ロータを回転駆動するモータと、該ロータの表面を囲むボウルと、凝縮器とキャピラリとコンプレッサを配管で接続し冷媒の循環系を成す冷凍機と、該モータに遠心機外部の空気を送風するモータ冷却ファンと、該モータ冷却ファンの送風を前記モータ表面まで伝達させるモータ冷却吸気風路と、該モータ及び該冷凍機及びモータ冷却ファンを制御する制御装置を備える遠心分離機において、前記冷凍機の配管の一部を前記モータ冷却吸気風路外周に接触させたことことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
試料を収納するロータと、駆動シャフトを介し該ロータを回転駆動するモータと、該ロータの表面を囲むボウルと、凝縮器とキャピラリとコンプレッサを配管で接続し冷媒の循環系を成す冷凍機と、該モータに遠心機外部の空気を送風するモータ冷却ファンと、該モータ冷却ファンの送風を前記モータ表面まで伝達させるモータ冷却吸気風路と、該モータ及び該冷凍機及びモータ冷却ファンを制御する制御装置を備える遠心分離機において、前記冷凍機の配管の一部を前記モータ冷却吸気風路内に配設したことを特徴とする遠心分離機。
【請求項３】
前記配管の一部とモータ冷却吸気風路を断熱材で囲ったことを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記モータ冷却吸気風路に熱伝導絶縁を施したことを特徴とする請求項１または２に記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータの回転による風損発熱を冷凍機により吸熱する遠心分離機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠心分離機に於いて、ロータを回転駆動させると、ロータ表面の空気摩擦が損失となる風損が発生する。遠心分離機のロータ温度制御は、ロータ回転による風損の吸熱量を調整する冷凍機のオン・オフ制御等で行っている。
【０００３】
一方、ロータ風損は回転の負荷トルクを発生させ、ロータ風損が発生している状態でのロータ回転数の維持又は加速は、風損の負荷トルク以上のモータトルクを得るため、モータへの入力増加によるモータ出力増加で対応する。しかし、モータ入力の増大は、モータ効率を一定と見なすと、モータの発熱増大を引き起こす。
【０００４】
従来、モータの冷却は、遠心分離機の外気をファンにより発熱源であるモータまで送風することで行っており、その冷却能力の向上は、ファンの大型化によるファン風量増大、又は発熱源に装着する放熱フィンの大型化による冷却面積の増大で対応していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようなモータの冷却を目的とするファンの大型化はコスト高とファン騒音大となる問題があり、同様にモータフィンの大型化はコスト高と設置スペースの確保が必要となり装置の大型化を招く問題があった。
【０００６】
本発明の目的は上記した従来技術の欠点を排除するためになされたものであり、遠心分離機のモータ発熱の冷却を、ファン或はフィンの大型化に拠らず、安価な構成で実現可能な遠心分離機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、冷凍機の配管の一部をモータ冷却吸気風路外周に接触させる、またはモータ冷却吸気風路内に配設することで達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１に於いて、１は試料を遠心分離するロータであり、２はロータ１に駆動シャフトを介し回転駆動トルクを伝達するモータであり、３はロータ１の表面を囲みロータ１の回転よる発熱を吸熱する例えば熱伝導率の大きいアルミ等を材質とするボウルであり、４は冷媒の流路となり冷媒を凝縮する凝縮器６と冷媒を断熱膨張させるキャピラリ７と冷媒を圧縮及び循環させるコンプレッサ５を接続する配管であり、８は凝縮器６を空冷する冷凍機ファンである。９はモータ２を格納するモータ室であり、１０は遠心分離機外部の空気を取り込むモータ冷却ファンであり、１１はモータ冷却ファン１０の送風をモータ２の表面まで伝達させる風路を例えば熱伝導率の良いアルミ等の金属で構成したモータ冷却吸気風路であり、１２はモータ室９に流入しモータ２で熱せられた空気を遠心分離機外部に排気するための送風路となるモータ冷却排気風路である。１３はモータ２とコンプレッサ５及びモータ冷却ファン１０と冷凍機ファン８の制御を行う遠心分離機の制御装置である。
【００１０】
４ａはボウル３に接触する配管４の一部であり、冷媒の蒸発によりボウル３の熱を吸収するボウル冷却機構である。４ｃは冷凍機のキャピラリ７とコンプレッサ５間の配管の一部であり、ボウル冷却機構４ａと同様にモータ冷却吸気風路１１に接触し冷媒の蒸発によりモータ冷却吸気風路１１の熱を吸収するモータ冷却風路冷却機構である。モータ冷却吸気風路１１に接触している配管の一部と該モータ冷却吸気風路１１は断熱材で覆い対流熱絶縁している。
【００１１】
コンプレッサ５により圧縮された冷媒は高温の液体となり配管４ｅを通り凝縮器６に流れ、凝縮器６でファン８による冷却が為される。凝縮器６で冷却凝縮された高圧の冷媒は、配管４ｆを介しキャピラリ７で流量が絞られ、配管４ｇに流れ込む際に断熱膨張し、低温で気体と液体が混在する状態となる。低温の冷媒はボウル冷却機構４ａで気化し、配管４ｂを通りモータ冷却風路冷却機構４ｃに流れる。モータ冷却風路冷却機構４ｃでの冷媒の状態は低温のミスト状の気体であり、配管４ｄを介しコンプレッサ５に入り、再度圧縮され液化する。
【００１２】
上記実施例に於いて、モータ冷却風路冷却機構４ｃは充分低温であり、モータ冷却風路冷却機構４ｃをモータ冷却吸気風路１１に接触させることで、モータ冷却吸気風路１１内壁を低温とすることができる。従って、モータ冷却吸気風路１１内を流れる空気と上記内壁との熱交換によりモータ２表面を冷却する送風の温度を低下させることができる。
【００１３】
図２は上記実施例に於ける要部の詳細な構成を示す図である。
【００１４】
図２において、１４はモータ冷却吸気風路１１とモータ室９とを断熱する断熱材であり、１５はモータ冷却吸気風路１１と遠心分離機筐体とを断熱する断熱材であり、１６はモータ冷却風路冷却機構４ｃの対流伝熱の絶縁を目的とした例えば発泡ウレタン等の断熱材である。
【００１５】
モータ冷却吸気風路１１は断熱材１４、１５により熱伝導の絶縁が施され、モータ冷却吸気風路１１の内壁の温度はモータ冷却風路冷却機構４ｃの温度と同一の低温になる。また、モータ冷却吸気風路１１は断熱材１６により対流伝熱の絶縁が施されるので、モータ冷却風路冷却機構４ｃの温度も低温を保つことが出来る。従って、モータ冷却吸気風路１１内を流れる空気の冷却効率を向上できる。
【００１６】
図３は、本発明の他の実施例を示したものである。なお、図１、図２と同一部分は同一符号を符してある。
【００１７】
図３に於いては、配管の一部をモータ冷却吸気風路１１内に配設したもので、直接モータ冷却風路冷却機構４ｃとモータ冷却吸気風路１１内を流れる空気が熱交換を行うことによりモータ２表面を冷却する送風の温度を低下させることができる。
【００１８】
一般に流体による伝熱に関して、交換熱量は、流体の流速を高くする、熱交換を行う面積を増大させる、流体と熱交換対象との温度差を大きくすることで増大する。上記したように、モータ冷却吸気風路１１内を流れる空気を冷却することによりモータ２表面を冷却する送風の温度が低下し、モータ２とこれを冷却する空気の温度差が大となるので、モータ２の冷却熱量を増大することができる。また、空気の流速を低下させる又は熱交換を行う面積を縮小させてもモータ２冷却熱量の維持が可能となるので、所定のモータ発熱を冷却する際は、モータ冷却ファン或はモータ冷却フィンを小型化できる。
【００１９】
上記両実施例に於いては、モータ２までの送風は、遠心分離機の外気をモータ冷却ファン１０で取り込みモータ冷却吸気風路１１を介しモータ２の表面まで伝達させる方式で行っているが、モータ冷却排気風路１２内にモータ冷却ファン１０を設置し、モータ室９の内気を遠心分離機外部に吐き出す構成とし、モータ冷却吸気風路１１に遠心分離機の外気が流れ込む方法でも同一の効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、モータに送風されるモータ冷却空気の温度を低下できるので、モータ冷却ファンの大型化やモータ冷却面積の拡大を行うことなく、モータの冷却熱量を増大することができ、また、モータ冷却ファンの小形化やモータ冷却面積の縮小を行ってもモータの冷却能力を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】図１の要部詳細図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
２はモータ、４ｃは冷凍機のキャピラリとコンプレッサ間の配管の一部、１０はモータ冷却ファン、１１はモータ冷却吸気風路である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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