(57)【要約】【課題】制御装置部からの放熱や気流の発生を簡単な構成で抑えることができる遠心分離機を提供すること。【解決手段】分離する試料を保持して回転するロータ１２０と、該ロータ１２０を収容するチャンバ１０１と、該チャンバ１０１を冷却する冷凍機と、前記ロータ１２０を回転駆動する駆動部１３０，１４０と、該駆動部１３０，１４０及び前記冷凍機を駆動制御する制御装置部２００を備えた遠心分離機１において、前記制御装置部２００を密閉構造とし、該制御装置部２００内に水冷式冷凍機を内蔵する。そして、前記水冷式冷凍機に対して前記制御装置部２００外から冷却水２２０を導入及び排出する。【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して回転するロータと、該ロータを収容するロータ室と、該ロータ室を冷却する冷凍機と、前記ロータを回転駆動する駆動部と、該駆動部及び前記冷凍機を駆動制御する制御装置部を備えた遠心分離機において、
前記制御装置部を密閉構造とし、該制御装置部内部からの気体の放出や放熱を抑えたことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記制御装置部内部に内蔵された、冷凍機の圧縮機によって圧縮された冷媒を水で冷却することを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記冷凍機に対して前記制御装置部外から冷却水を導入及び排出することを特徴とする請求項２記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記制御装置部内に前記冷却水を循環させて制御装置部を冷却することを特徴とする請求項３記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記制御装置部に内蔵された真空ポンプの排気口にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか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、ロータ室を冷凍機によって冷却しながら該ロータ室内でロータを回転駆動して試料を遠心処理する遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に遠心分離機は、通常の重力場では沈降しないか沈降しにくい粒子を分離するための装置であって、ウィルスや菌体等もその分離対象に含まれる。ウィルスや菌体は、正常な人間にとっては害となるものが多いが、薬品やワクチン等の製造には欠かせない原料であり、これらの製造過程においては、これらの原料を分離精製する設備として連続超遠心分離機が使用される場合が多い。
【０００３】
ところで、外気中に浮遊する雑菌の試料への混入や、試料中の成分が外気へ拡散して汚染することを防止するために、特許文献１には、試料と外気を遮断密封し、滅菌方法として一般的で有効な蒸気滅菌が実施可能な連続遠心分離機が提案されている。
【０００４】
又、特許文献２には、作業者の安全を確保するとともに、制御部に設けられた冷凍機やファンによる部屋の温度上昇や汚染を防ぐ等の目的のために、装置を設置する部屋を隔壁によって装置室と制御室とに区画し、装置室には制御部以外の駆動部等を設置し、制御室には制御装置部を設置し、両者を接続する配管や電気配線を隔壁に気密的に貫通させる構成が提案されている。
【特許文献１】特許第２１１２４０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、連続超遠心分離機は、扱う試料の性質からクリーンルームに設置される場合が多い。近年、クリーンルームのレベルが上昇する傾向にあり、クリーン度の度合いが高くなりつつあり、クリーンルーム内で使用される機器のクリーン化、低発熱化が必須条件となりつつある。特許文献１に開示されているように、試料への雑菌の混入や試料中の成分の拡散による汚染を防ぐことは勿論のこと、連続超遠心分離機自身からクリーンルームへの気体の流出や放熱を極力抑える構造であることが望ましい。
【０００６】
特に、制御装置部に設けられている冷凍機は空冷式であったため、コンデンサからの放熱（冷媒の凝縮熱の放出）によってクリーンルーム内の温度が上昇したり、ファンによる気流によってクリーンルーム内で微粒子が拡散されてクリーン度の低下を招く等の問題があった。
【０００７】
特許文献２には、制御装置部をそれ以外の駆動部等が設置された部屋とは別の部屋に設置しているため、隔壁を気密的に貫通する配管や電気配線によって制御装置部とそれ以外の駆動部等とを接続する必要があり、その工事が大変であり、配管や電気配線が長くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、制御装置部からの放熱や気流の発生を簡単な構成で抑えることができる遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、分離する試料を保持して回転するロータと、該ロータを収容するロータ室と、該ロータ室を冷却する冷凍機と、前記ロータを回転駆動する駆動部と、該駆動部及び前記冷凍機を駆動制御する制御装置部を備えた遠心分離機において、前記制御装置部を密閉構造とし、該制御装置部内部からの気体の放出や放熱を抑えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御装置部内部に内蔵された、冷凍機の圧縮機によって圧縮された冷媒を水で冷却することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記冷凍機に対して前記制御装置部外から冷却水を導入及び排出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明は、前記制御装置部内に前記冷却水を循環させて制御装置部を冷却することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記制御装置部に内蔵された真空ポンプの排気口にフィルタを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３記載の発明によれば、制御装置部を密閉構造とし、該制御装置部内に水冷式冷凍機を内蔵したため、該水冷式冷凍機に対して制御装置部外から冷却水を導入及び排出することができ、水冷式冷凍機が内蔵された制御装置部からの放熱が抑えられる。又、水冷式冷凍機には、冷凍機の圧縮機によって圧縮された冷媒の冷却用の空冷ファンが設けられていないため、ファンによる気流の発生がなく、気流による微粒子の拡散が抑えられ、遠心分離機が設置された部屋に高いクリーン度が確保される。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、制御装置部内に冷却水を循環させて制御装置部を冷却するようにしたため、ロータの回転中に高温となる駆動部等が冷却水によって冷却され、その温度上昇が抑えられるとともに、制御装置部からの放熱が抑えられる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、制御装置部に内蔵された真空ポンプの排気口にフィルタを設けたため、真空ポンプからの排気がフィルタによって浄化され、遠心分離機が設置された部屋のクリーン度が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る遠心分離機１の斜視図であり、図示の遠心分離機１は連続超遠心分離機であって、遠心分離部１００と制御装置部２００とで構成されており、遠心分離部１００と制御装置部２００とは配線・配管群３００によって接続されている。この遠心分離機１はクリーンルーム５０内に設置され、制御装置部２００にはクリーンルーム５０の外部から冷却水２２０が供給され、冷却水は制御装置部２００の内部を循環した後、クリーンルーム５０の外部へ排出される。
【００１９】
遠心分離部１００は、大きく分けて遠心室となる円筒状のチャンバ１０１と、該チャンバ１０１を支持するベース１１０と、チャンバ１０１の内部に出し入れ自由に収容されて高速回転するロータ１２０と、チャンバ１０１の上側に配置されたアッパープレート１０４に取り付けられ、ロータ１２０を吊り下げた状態でこれを回転駆動する駆動部１３０と、チャンバ１０１の下側に取り付けられた軸受部等で構成される下側軸受部１４０と、前記上側駆動部１３０を上下及び前後方向に移動させるためのリフト１５０とで構成されている。
【００２０】
次に、遠心分離部１００の構成の詳細を図２に基づいて説明する。
【００２１】
図２は遠心分離部１００の断面図であり（但し、リフト１５０を除く）、同図に示すように、チャンバ１０１は、その内部に駆動部１３０に吊り下げられたロータ１２０が収容されており、該ロータ１２０の周囲を覆うように円筒型のエバポレータ（蒸発配管）１０２が設置され、該エバポレータ１０２の外側には円筒型のプロテクタ１０３が設置されている。
【００２２】
上記エバポレータ１０２は、チャンバ１０１の内部を冷やす目的で冷媒ガスを循環させる銅配管で構成されており、この銅配管を流れる過程で冷媒が蒸発する際の蒸発潜熱がチャンバ１０１内から奪われることによってチャンバ１０１の内部が冷却される。又、チャンバ１０１の内部には温度センサ１０５（図４参照）が取り付けられており、制御装置部２００は、チャンバ１０１の内部温度が設定された温度になるようにエバポレータ１０２を流れる冷媒の流量をコントロールする。
【００２３】
又、前記ロータ１２０は高速で回転駆動されるため、風損や摩擦熱による発熱を抑える目的で遠心分離中はチャンバ１０１の内部を真空状態に保つようにしており、チャンバ１０１内の空気を排出するための排出口がチャンバ１０１の胴部に設けられ、更にチャンバ１０１内の真空度を測定するための不図示の真空センサが取り付けられている。
【００２４】
前記プロテクタ１０３は、ロータ１２０が回転中に何らかの原因で該ロータ１２０が破壊されるようなことがあった場合であっても、その破片や試料が外部に飛び出すことなくチャンバ１０１の内部に留めておくために設置され、防護壁の役割を果たすものである。
【００２５】
前記ベース１１０は、複数のボルト１１１とナット１１２によってチャンバ１０１に固定され、更に当該遠心分離機１が設置される床に対してもボルトで固定されている。
【００２６】
前記ロータ１２０は、円筒型のロータボディ１２１と、該ロータボディ１２１の上下にねじ込み式で取り付けられる上下のロータカバー１２２とで構成されている。ここで、上下のロータカバー１２２の軸中心には試料通過孔がそれぞれ形成されており、各ロータカバー１２２には、アッパーシャフト１３２とロアシャフト１４１がねじ込み式で取り付けられる構造となっている。そして、アッパーシャフト１３２とロアシャフト１４１の軸中心には試料通過孔がそれぞれ貫通しており、これらの試料通過孔は、ロータカバー１２２に形成された前記試料通過孔に連通している。
【００２７】
又、ロータ１２０の内部には、出し入れ可能なコア１２３が配置されており、遠心分離を行う際は、ロアシャフト１４１又はアッパーシャフト１３２の何れか一方から注入される試料が試料通過孔を通過してロータ１２０の内部に導入され、ロータ１２０内に導入された試料は、コア１２３によって高遠心力場へ移動されて沈殿と上清とに分離され、上清は他方の試料通過孔から排出される。
【００２８】
駆動部１３０が配置されているアッパープレート１０４は、リフト１５０に取り付けられており、上下及び前後方向に移動可能となっており、この駆動部１３０は、モータ部１３１と前記アッパーシャフト１３２、軸受部、シール部１３３等で構成されている。そして、アッパーシャフト１３２の下端部にはロータカバー１２２が取付可能に嵌合する構造となっている。つまり、ロータ１２０は、駆動部１３０に吊り下げられる形となる。
【００２９】
而して、駆動部１３０にロータ１２０を取り付け、或は駆動部１３０からロータ１２０を取り外すときには、リフト１５０を操作して上側駆動部１３０を前方に移動させて作業を行う。又、遠心分離を行うときは、リフト１５０を操作してロータ１２０がチャンバ１０１の中に納まるように移動させる。この状態のとき、駆動部１３０の下端に配置されているアッパープレート１０４とチャンバ１０１の上端面が嵌合して密閉され、これによってチャンバ１０１内の遠心室の真空引きが可能となる。
【００３０】
又、下部軸受部１４０は、ロータ１２０の下端側ロータカバー１２２に取り付けられたロアシャフト１４１用の軸受部、シール部１４２等で構成されている。
【００３１】
ところで、駆動部１３０と下部軸受部１４０は共に高速で回転して高温になるため、これらにクーラント液１６１を循環させて冷却するようにしている。又、アッパーシャフト１３２とロアシャフト１４１の先端は、シール部１４２と接する部分であって、これらも高温になることから冷却水１６２を循環させて冷却する構造としている。
【００３２】
次に、制御装置部２００を図３に基づいて説明する。
【００３３】
図３は制御装置部２００の上側及び正面のカバーを外した状態の斜視図であり、制御装置部２００には、チャンバ１０１内部の遠心室全体を冷却するため不図示の冷凍機、駆動装置１３０（モータ）冷却用クーラント液とシール冷却水が収容されたタンク２０５を冷却するための不図示の冷凍機、チャンバ１０１内部の遠心室を真空状態にするための真空ポンプ２０２、駆動部１３０及びロータ１２０を所定の場所に移動させるためのリフト駆動装置２０３、モータ冷却用クーラント液とシール冷却水を送液する不図示の送液ポンプ、モータ冷却用クーラント液とシール冷却水を収容したタンク２０５、ユーザーインターフェースである操作パネル２１１、モータ駆動回路と入出力回路及びＣＰＵ回路から成る電気制御部２１２等が内蔵されている。尚、冷凍機は、冷媒を圧縮するためのコンプレッサや該コンプレッサによって圧縮された高圧の冷媒を冷却し液化するための凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂを備えており、各凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂを流れる冷媒は、各凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂに供給される冷却水２２０によって冷却されて凝縮されて液化する。
【００３４】
ところで、前述のように、遠心分離機１はクリーンルーム５０内に設置されているため、制御装置部２００は、外部への気体の流出や放熱を抑えるために、図３において図示していない上側カバーと正面カバーを取り付けることによって、その筐体を密閉構造としている。
【００３５】
上述のように制御装置部２００を密閉構造とした場合、これに内蔵された前記各機器からの放熱や排気を如何に行うかが重要なポイントとなる。以下にその手法について説明する。
【００３６】
凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂは、運転中はそれ自身の熱と気相冷媒の凝縮熱によって加熱されるために積極的に放熱しなければならない。放熱する方法としては、冷凍機本体及びラジエータに冷却用ファンで風を当てて冷却する方法（空冷式冷凍機）が一般的に使用されるが、この種の空冷式冷凍機を密閉された筐体内に設置することはできない。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、冷凍機として、これらの熱を冷却水で放熱する水冷式冷凍機を採用している。ここで、チャンバ１０１の冷却構造を図４に基づいて説明する。
【００３８】
図４はチャンバ１０１の冷却構造を示す断面図であり、同図に示すように、電気制御部２１２は、チャンバ１０１の内部に取り付けられた温度センサ１０５によって計測されたチャンバ１０１内の温度が操作パネル２１１で設定された温度に一致するように凝縮器のＯＮ／ＯＦＦをコントロールする。当然ながら、凝縮器２０１Ａ自身は発熱するため、冷却水２２０を用いて放熱させる。この冷却水２２０は、クリーンルーム５０の外部から制御装置部２００に連続的に供給され、凝縮器２０１Ａを冷却して再びクリーンルーム５０の外部へ排出される。
【００３９】
又、制御装置部２００は、前述のようにクーラント液１６１とシール冷却水１６２を冷却するための凝縮器２０１Ｂを内蔵しているが、この凝縮器２０１Ｂに関しても凝縮器２０１Ａと同様に、外部からの冷却水２２０を使用して凝縮器２０１Ｂ自身を冷却する。
【００４０】
ところで、外部から供給される冷却水２２０が、クーラント液１６１及びシール冷却水１６２と同等以上の冷却能力を有するのであれば、冷凍機を取り除き、冷却水２２０をクーラント液１６１とシール冷却水１６２の代わりに遠心分離部１００に直接供給することも可能である。
【００４１】
クリーンルーム５０の外部から供給される冷却水２２０は、凝縮器の冷却だけでなく、制御装置部２００の全体を冷却する目的としても使用することができる。制御装置部２００の内部には凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂ以外にも熱源となる機器として、例えば真空ポンプ２０２やリフト駆動装置２０３等があり、それらも冷却水２２０をその周囲に循環させることによって冷却することが可能である。
【００４２】
一方、チャンバ１０１の内部は、制御装置部２００に内蔵された真空ポンプ２０２の運転によって真空状態に保たれる。図５に真空構造の概略図を示す。
【００４３】
図５に示すように、密閉された制御装置部２００から真空排気を行うために真空ポンプ２０２の排気口にフィルタ２３０を取り付け、該フィルタ２３０を通してクリーンルーム５０の外部へ排気するようにしている。
【００４４】
以上のように、本発明に係る遠心分離機１においては、制御装置部２００を密閉構造とし、該制御装置部２００内に水冷式冷凍機（凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂ）を内蔵したため、これらの水冷式冷凍機（凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂ）に対して制御装置部２００外から冷却水２２０を導入及び排出することができ、水冷式冷凍機（凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂ）が内蔵された制御装置部２００からの放熱が抑えられる。
【００４５】
又、凝縮器２０１Ａ，２０１Ｂには空冷用のファンが設けられていないため、ファンによる気流の発生がなく、気流による微粒子の拡散が抑えられ、遠心分離機１が設置されたクリーンルーム５０に高いクリーン度が確保される。
【００４６】
更に、本実施の形態では、制御装置部２００に内蔵された真空ポンプ２０２の排気口にフィルタ２３０を設けたため、真空ポンプ２０２からの排気がフィルタ２３０によって浄化され、遠心分離機１が設置されたクリーンルーム５０のクリーン度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る遠心分離機の斜視図である。
【図２】本発明に係る遠心分離機の遠心分離部の断面図である。
【図３】本発明に係る遠心分離機の制御装置部の斜視図である。
【図４】本発明に係る遠心分離機の冷却構造を示す断面図である。
【図５】本発明に係る遠心分離機の真空引き構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１        遠心分離機
５０      クリーンルーム
１００    遠心分離部
１０１    チャンバ
１０２    エバポレータ
１０３    プロテクタ
１０４    アッパープレート
１０５    温度センサ
１１０    ベース
１１１    ボルト
１１２    ナット
１２０    ロータ
１２１    ロータボディ
１２２    ロータカバー
１２３    コア
１３０    駆動部
１３１    モータ部
１３２    アッパーシャフト
１３３    シール部
１４０    下部軸受部
１４１    ロアシャフト
１４２    シール部
１５０    リフト
１６１    クーラント液
１６２    冷却水
２００    制御装置部
２０１Ａ  凝縮器
２０１Ｂ  凝縮器
２０２    真空ポンプ
２０３    リフト駆動装置
２０４    送液ポンプ
２０５    タンク
２１１    操作パネル
２１２    電気制御部
２２０    冷却水
２３０    フィルタ
３００    配線・配管群
【図１】
2009045557.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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