(57)【要約】【課題】  オイルの排出・廃棄の必要がない真空ポンプを備えた遠心機の提供。【解決手段】  分離する試料を保持するロータ５と、ロータ５を内蔵するロータ室３ａを画成するチャンバ３と、チャンバ３上方に開閉可能に配置されてロータ室３ａを密閉可能なドア３Ａと、ドア３Ａにより密閉されたロータ室３ａ内を減圧する油拡散真空ポンプ６と、油拡散真空ポンプ６の動作補助を行うスクロール形ドライ真空ポンプ７と、を備え、油拡散真空ポンプ６はロータ室３ａに接続されると共に真空配管８によって連通され、真空配管８の途中には、真空配管８の連通を遮断するバルブ８１が設けられた遠心機１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離する試料を保持するロータと、
該ロータを内蔵するロータ室を画成するチャンバと、
該チャンバ上方に開閉可能に配置されて該チャンバ内を密閉可能なドアと、
該ドアにより密閉された該チャンバ内を減圧する第一真空ポンプ及び第二真空ポンプとを備え、
該第一真空ポンプと該第二真空ポンプとのいずれか一方はスクロール形ドライ真空ポンプであることを特徴とする遠心機。
【請求項２】
該第一真空ポンプと該第二真空ポンプとのいずれか他方は、油拡散真空ポンプであることを特徴とする請求項１記載の遠心機。
【請求項３】
該油拡散真空ポンプはチャンバ内に接続されると共に、該スクロール形ドライ真空ポンプに真空配管によって連通され、
該真空配管の途中には、該真空配管の連通を遮断するバルブが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
【請求項４】
該バルブの開閉を制御する制御装置をさらに有し、
該制御装置は該遠心機へ通電された時に該バルブを開状態にすると共に該遠心機への通電が停止された状態で該バルブを閉状態にすることを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
【請求項５】
該バルブの開閉を制御する制御装置を更に有し、
該制御装置は該スクロール形ドライ真空ポンプへ通電された時に該バルブを開状態にすると共に該スクロール形ドライ真空ポンプへの通電が停止された状態で該バルブを閉状態にすることを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心機は、たとえば回転体の回転速度が２万ｒｐｍ以上になると、風損によって回転体の温度が上がり、中のサンプルが変性し、あるいは駆動装置の出力が不足して目的の回転速度まで上昇できない場合がある。よって一部の遠心機では真空ポンプでチャンバ内を減圧し、風損低減を図っている。特に最高回転速度が４万ｒｐｍ以上で一般的に超遠心機と呼ばれている遠心機では風損による温度上昇が大きくなるため、回転室内の真空度をより高めるべく、高真空が得られる油拡散真空ポンプ（ポンプ単体の到達圧力は概略０．０００１Ｐａ以上）が用いられている。
【０００３】
油拡散真空ポンプは、作動するのに２０Ｐａ程度の背圧が必要である為、この背圧を作る為の補助ポンプとしては、取り付け構造が簡単で特別な取り扱いを要さないドライ式のダイヤフラム真空ポンプや油回転真空ポンプがある。
【０００４】
ダイヤフラム真空ポンプは、駆動時に油等の流体を必要とはしないが、到達真空度が劣る、必要背圧に達するまで時間がかかる、またシール性が劣る等の問題があり、高真空状態を保持しにくい為、高真空を要求する遠心機には多用されていない。特許文献１及び特許文献２に示される油回転真空ポンプは、ダイヤフラム真空ポンプに比べて高い真空度が得やすく、また内部のシリンダに油が絶えず供給されるため高シール性であり、高真空を要求する遠心機にも多用されている。
【特許文献１】特開昭６１−１４２３８８号公報
【特許文献２】実開平２−５７１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油回転真空ポンプは上述のように内部に油が満たされているため、回転室の空気を排気する際、空気と油が一緒に逆止弁からシリンダ外に吐出される。この油がミストとなってさらに真空ポンプの外に排出されるため、この種の真空ポンプにはミストを捕獲するためのオイルミストトラップが設けられている。
【０００６】
しかし、油回転真空ポンプは前記したように排気とともにオイルミストが放出され、放出されたオイルミストの多くはオイルミストトラップで捕獲されるものの、僅かのミストはポンプ外に放出されていた。油回転真空ポンプの使用時間が長くなると、オイルミストトラップはオイルミストで目詰まりを起こし、より機外にオイルミストを放出しやすくなっていた。この種の遠心機が使われる通常の実験室や研究室でオイルミストが問題となることは少ないが、クリーンルームなどで使用される場合は、オイルミストが悪影響を及ぼすおそれがあり、場合によっては真空ポンプの排気管をクリーンルーム外に延長して放出させる等の加工が必要であった。
【０００７】
また、油回転真空ポンプに使われているオイルは熱や水分、機械的せん断力などにより劣化するため、定期的に交換する必要があるが、近年オイル交換作業は研究者や作業者に敬遠されており、費用をかけて専業者に交換を依頼しているケースも多い。さらには、分離するサンプルにＲＩ（ラジオアイソトープ）を用いている場合は、当然ながら特別な部屋の中で使用されるが、前述と同様オイルミストが敬遠されるとともに、回転体から回転室内に漏れたＲＩを含む試料が真空ポンプに空気とともに吸引され、オイルに混ざる可能性があるため、交換したオイルは放射性廃棄物として処理せねばならず、使用者の大きな負担になっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、オイルの排出・廃棄の必要がない真空ポンプを備えた遠心機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する為に本発明は、分離する試料を保持するロータと、該ロータを内蔵するロータ室を画成するチャンバと、該チャンバ上方に開閉可能に配置されて該チャンバ内を密閉可能なドアと、該ドアにより密閉された該チャンバ内を減圧する第一真空ポンプ及び第二真空ポンプとを備え、該第一真空ポンプと該第二真空ポンプとのいずれか一方はスクロール形ドライ真空ポンプである遠心機を提供する。
【００１０】
また該第一真空ポンプと該第二真空ポンプとのいずれか他方は、油拡散真空ポンプであることが好ましい。
【００１１】
これらのような構成によると、油拡散真空ポンプの作動を補助する補助ポンプとして真空吸引動作にオイルを必要としないスクロール形ドライ真空ポンプを用いることができる為、補助ポンプからのオイルの排出及びオイルの廃棄を無くすことができる。
【００１２】
また該油拡散真空ポンプはチャンバ内に接続されると共に、該スクロール形ドライ真空ポンプに真空配管によって連通され、該真空配管の途中には、該真空配管の連通を遮断するバルブが設けられていることが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、油拡散真空ポンプ及びスクロール形ドライ真空ポンプを介してのロータ室内と外気との連通を遮断することができる。よってスクロール形ドライ真空ポンプに停止時の気密性を要求する必要が無くなる。
【００１４】
また該バルブの開閉を制御する制御装置をさらに有し、該制御装置は該遠心機へ通電された時に該バルブを開状態にすると共に該遠心機への通電が停止された状態で該バルブを閉状態にしてもよい。
【００１５】
また該バルブの開閉を制御する制御装置を更に有し、該制御装置は該スクロール形ドライ真空ポンプへ通電された時に該バルブを開状態にすると共に該スクロール形ドライ真空ポンプへの通電が停止された状態で該バルブを閉状態にしてもよい。
【００１６】
これらのような構成によると、遠心機が動作している状態でのみ、バルブを開くようにすることができる。よって遠心機が停止している状態で、油拡散真空ポンプ及びスクロール形ドライ真空ポンプを介してロータ室内と外気とが連通することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の遠心機によれば、オイルの排出及びオイルの廃棄の必要を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る遠心機について、図１乃至図４に基づき説明する。図１に示される遠心機１は、フレーム２と、チャンバ３と、モータ４と、ロータ５と、油拡散真空ポンプ６と、スクロール形ドライ真空ポンプ７と、真空配管８と、制御装置９とから主に構成されている。
【００１９】
フレーム２は、遠心機１の骨格及び外殻を成し、上部に操作パネル２Ａが配置されると共に、後述のロータ室３ａにアクセスする孔２ａが形成されている。チャンバ３は、内部にロータ室３ａが画成されてボウル状に構成されており、フレーム２内部に配置されている。チャンバ３の上部には、ロータ室３ａと孔２ａとを連通する孔３ｂが形成されており、孔３ｂを閉止してロータ室３ａを密閉可能なドア３Ａが設けられている。ドア３Ａには、開閉を検知する図示せぬセンサが設けられている。チャンバ３の下部には、ロータ室３ａ内外を連通する貫通孔３ｃが設けられている。またチャンバ３には、図示せぬ冷却装置が取り付けられており、この図示せぬ冷却装置によりロータ室３ａ内を冷却することが可能になっている。
【００２０】
モータ４は、出力軸４Ａを備えており、フレーム２内部においてチャンバ３の下方に弾性的に固定されている。出力軸４Ａは、貫通孔３ｃを貫通してロータ室３ａ内に突出しており、モータ４と貫通孔３ｃとは図示せぬシール部材によってシールされているため、チャンバ３は、ロータ室３ａの気密性を保持できる構造となっている。
【００２１】
ロータ５は、内部に図示せぬ試料を挿入可能な孔５ａが複数形成されており、出力軸４Ａに連結されている。よってロータ５はモータ４により回転駆動され、この時に発生する遠心力により図示せぬ試料が遠心分離される。ロータ５が高速回転すると、風損により、発熱し、また空気抵抗により高回転化が抑制される。よって遠心分離時にロータ室３ａ内の空気を抜き、風損を抑制する必要がある。
【００２２】
第一真空ポンプである油拡散真空ポンプ６はロータ室３ａに接続され、装置内に液体の油を備え、この油の装置内での蒸発・凝縮によってロータ室３ａ内の空気を排出する公知の装置である。尚、油拡散真空ポンプ６は、作動するために、ある程度の背圧（２０Ｐａ程度）が必要であるため、この背圧を得るために補助ポンプを必要としている。
【００２３】
第二真空ポンプであるスクロール形ドライ真空ポンプ７は、油拡散真空ポンプ６に真空配管８を介して接続されて油拡散真空ポンプ６の補助ポンプとして機能しており、図２（ａ）に示されるように、螺旋状に配置されて螺旋状の空間を形成する壁部７１Ａを備える固定スクロール７１と、固定スクロール７１内の螺旋状の空間内に配置され壁部７１Ａと２箇所以上で極小隙間により近接可能な螺旋状の壁部７２Ａを備えた旋回スクロール７２とを備えて構成されている。
【００２４】
真空配管８は油拡散真空ポンプ６とスクロール形ドライ真空ポンプ７とを繋いでおり、真空配管８の途中には電磁式の閉止バルブ８１が設けられており、この閉止バルブ８１により、油拡散真空ポンプ６とスクロール形ドライ真空ポンプ７との間を連通・遮断している。
【００２５】
固定スクロール７１の略中央部分には排出口７１ａが形成されており、壁部７１Ａと壁部７２Ａの外周端部との間には、吸気口７１ｂが形成されている。スクロール形ドライ真空ポンプ７は通電されて駆動されることにより、主に壁部７１Ａと壁部７２Ａとが近接して空間Ｃを形成し、空間Ｃ内に気体Ａが取り込まれる。固定スクロール７１に対して旋回スクロール７２の壁部７２Ａを旋回させることにより、図２の（ａ）〜（ｅ）に順に示されるように、吸気口７１ｂから取り込まれた気体Ａが徐々に圧縮されながら中央に近づき、最終的に排出口７１ａ位置まで到達し、排出口７１ａから排出される。尚スクロール形ドライ真空ポンプは、真空吸引動作にオイルを必要としない為、補助ポンプからのオイルの排出及びオイルの廃棄を無くすことができる。
【００２６】
スクロール形ドライ真空ポンプ７は通電されて駆動されることにより、主に壁部７１Ａと壁部７２Ａとが近接して空間Ｃを形成し、この空間Ｃを旋回スクロール７２の旋回により中央の排出口７１ａ位置まで移動させることにより真空ポンプとして働いている。しかしスクロール形ドライ真空ポンプ７が駆動されていない状態、即ち非通電時には、壁部７１Ａと壁部７２Ａとが当接して気密性を保たない為、スクロール形ドライ真空ポンプ７を介してロータ室３ａ内に空気が流入するおそれがある。このことは、ロータ５が高速回転中に停電などでスクロール形ドライ真空ポンプ７が停止すると、ロータ室３ａの真空度が急激に低下し、空気抵抗による異常発熱や出力軸４Ａのねじり破断などを起こす可能性があることを意味する。しかし閉止バルブ８１により真空配管８が閉止されていることにより、スクロール形ドライ真空ポンプ７が非通電時においても、ロータ室３ａ内に空気が流入することが抑制される。よって補助ポンプに停止時の気密性を要求する必要が無くなり、スクロール形ドライ真空ポンプ７を補助ポンプとして用いても充分にその用を果たすことができる。
【００２７】
制御装置９はモータ４、油拡散真空ポンプ６、スクロール形ドライ真空ポンプ７、及び閉止バルブ８１に接続されており、モータ４の駆動状態またはスクロール形ドライ真空ポンプ７の駆動状態に応じて、閉止バルブ８１の開閉を制御している。
【００２８】
制御装置９による閉止バルブ８１の制御としては、図３に示されるように、遠心機１への通電に応じて閉止バルブ８１を閉止する方法がある。この制御においては、遠心機１に通電してモータ４を駆動しロータ５が回転中に電源遮断が発生した場合、スクロール形ドライ真空ポンプ７、油拡散真空ポンプ６ともに、通電が遮断され、共に通電がＯＦＦになる。この時に閉止バルブ８１も閉じるため、スクロール形ドライ真空ポンプ７の排出口７１ａ又はスクロール形ドライ真空ポンプ７内に残っている空気が回転室に逆流することがない。電源が復帰するとスクロール形ドライ真空ポンプ７、油拡散真空ポンプ６への通電がＯＮになり、かつ閉止バルブ８１も開くため、正常な真空引きが再開される。
【００２９】
また図４に示されるように、制御装置９において、スクロール形ドライ真空ポンプ７への通電に応じて閉止バルブ８１を制御してもよい。図４における制御では、図３における制御と同様に、ロータ５が回転中に電源遮断が発生した場合、スクロール形ドライ真空ポンプ７の通電が遮断され、これに応じて閉止バルブ８１が閉じる。よって電源遮断が発生した場合にスクロール形ドライ真空ポンプ７の排出口７１ａ又はスクロール形ドライ真空ポンプ７内に残っている空気が回転室に逆流することがない。電源が復帰するとスクロール形ドライ真空ポンプ７への通電がＯＮになり、これ応じて閉止バルブ８１も開くため、正常な真空引きが再開される。
【００３０】
尚、本発明の遠心機においては、上述の実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形や改良が可能である。たとえば、閉止バルブ８１を構成する電磁バルブは、油拡散真空ポンプ６とスクロール形ドライ真空ポンプ７との間に設けられたが、これに限らずチャンバ３と油拡散真空ポンプ６とのあいだに設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る遠心機の概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る遠心機のスクロール形ドライ真空ポンプの動作を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る遠心機の電源遮断時の遠心機への通電に基づく制御を示す表。
【図４】本発明の実施の形態に係る遠心機の電源遮断時のスクロール形ドライ真空ポンプへの通電に基づく制御を示す表。
【符号の説明】
【００３２】
１・・遠心機  ２・・フレーム  ２Ａ・・操作パネル  ２ａ・・孔  ３・・チャンバ
３Ａ・・ドア  ３ａ・・ロータ室  ３ｂ・・孔  ３ｃ・・貫通孔  ４・・モータ
４Ａ・・出力軸  ５・・ロータ  ５ａ・・孔  ６・・油拡散真空ポンプ
７・・スクロール形ドライ真空ポンプ  ８・・真空配管  ９・・制御装置
７１・・固定スクロール  ７１Ａ・・壁部  ７１ａ・・排出口  ７１ｂ・・吸気口
７２・・旋回スクロール  ７２Ａ・・壁部  ８１・・閉止バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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