遠心機
【課題】
複数の真空ポンプを有する遠心機において、特定条件での運転時の総消費電力を低減させる。
【解決手段】
ロータ２を収納するロータ室４と、ロータ２を回転させる駆動部９と、ロータ室４内を減圧する複数の真空ポンプ（６，７）と、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部８と、これらの動作を制御する制御部１２を備えた遠心機において、遠心分離の設定回転数が閾値回転数よりも低い場合には油拡散真空ポンプ７を停止させて油回転真空ポンプ６だけを運転させるようにした。遠心分離の設定回転数が閾値回転数よりも高い場合には、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の双方を稼働させる。閾値回転数はロータ２の種類毎に予め制御部１２に格納しておき、装着されたロータ２毎に閾値回転数を変更する。
複数の真空ポンプを有する遠心機において、特定条件での運転時の総消費電力を低減させる。
【解決手段】
ロータ２を収納するロータ室４と、ロータ２を回転させる駆動部９と、ロータ室４内を減圧する複数の真空ポンプ（６，７）と、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部８と、これらの動作を制御する制御部１２を備えた遠心機において、遠心分離の設定回転数が閾値回転数よりも低い場合には油拡散真空ポンプ７を停止させて油回転真空ポンプ６だけを運転させるようにした。遠心分離の設定回転数が閾値回転数よりも高い場合には、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の双方を稼働させる。閾値回転数はロータ２の種類毎に予め制御部１２に格納しておき、装着されたロータ２毎に閾値回転数を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転室を減圧して使用する遠心機に関し、特に、回転条件に応じて真空ポンプの運転を制御して省エネルギー化を図った遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心機は、分離する試料をチューブやボトルに入れ、それらをロータに装填させた後、ロータをロータ室（回転体室）の中に収容し、ロータ室を密閉した状態でロータを高速に回転させてロータに保持された試料の分離、精製等を行うものである。ロータの回転速度は用途によって異なり、最高回転速度が毎分数千回転（ｒｐｍ）程度の比較的低速のものから、最高回転速度が毎分１５万回転（ｒｐｍ）程度の高速のものまで、幅広い回転速度をもつ製品群が一般に提供されている。なかでも回転速度が概ね４万ｒｐｍを超える遠心機の場合には、ロータ室内の空気とロータとの風損（摩擦熱）の発生を抑制するため、ロータ室を減圧させる真空ポンプを備えている。真空ポンプは、粗引きポンプとしての油回転真空ポンプと、より高真空を得るための油拡散真空ポンプで構成されるのが一般的である。さらに、ロータを設定した温度に保つために、回転室を冷却する冷却装置が設けられる。
【０００３】
一般的な遠心機のロータ室の真空度は、粗引き用の油回転真空ポンプを作用させることで約３０Ｐａ程度まで減圧でき、これに加えて油拡散真空ポンプが作動させると、ロータ室内の真空度は１Ｐａ以下にまで減圧させることが可能である。このような真空ポンプを備えた公知の遠心機は、制御部を設け、ロータ室の真空度を検出する真空センサによって検出されるロータ室の真空度に基づいて、ロータを回転させるモータと油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプを制御する。
【０００４】
従来の遠心機の制御においては、遠心分離運転の終了時刻が予め分かっているため、終了の数分前から油拡散真空ポンプを停止して油温を下げ、気化による油の消費量を低減する等の措置がとられてきた。また、特許文献１では、ロータ室の真空度に応じて油回転真空ポンプの駆動および停止を制御し消費電力の低減を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、地球環境保護の観点から省エネルギー化が要望されている。風損を低減させるためにロータ室を減圧する従来の遠心機において、全体の消費電力を分析すると、ロータは減圧された環境内で一定速度で回転しているため、大気中で回転しているときに比べてモータの消費電力は少なく、特に回転速度が低いときは、電気的、機械的な損失は極めて少ない。一方で油拡散真空ポンプはヒータでボイラの温度を上昇させ、高温を維持させているため消費電力が大きい。また、油回転真空ポンプはベーンを油の中で回転させているため、回転抵抗が大きく消費電力が大きい。
【０００７】
従来の遠心機においては、ロータを回転させる際には常に２つの真空ポンプを動作させていたため、遠心機全体からみて真空ポンプの占める消費電力の割合が比較的大きかった。このため出願人は、遠心分離運転に要する総消費電力を低減させるべく、種々の改良を試みてきた。例えば特許文献１の技術で、２つの真空ポンプのうちロータ室の真空度に応じて油回転真空ポンプを駆動・停止させるようにした。しかしながらこの方法では、配管抵抗が大きい場合や油回転真空ポンプの気密性が不十分な場合、油回転真空ポンプを停止すると真空度が急激に悪くなる恐れがあった。
【０００８】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、遠心分離運転に要する総消費電力を低減させることができる遠心機を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、複数の真空ポンプを非同期に稼働させることにより消費電力の低減を図った遠心機を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、遠心分離運転の運転条件に応じて複数の真空ポンプのうちいずれかを停止させる遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、ロータと、ロータを収納するロータ室と、ロータを回転駆動する駆動部と、ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプと、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部と、これらの動作を制御する制御部を備えた遠心機において、制御部は、設定されたロータの回転数に応じて複数の真空ポンプを独立して稼働させるようにした。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、制御部は、設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも低い場合には複数の真空ポンプのうち一部だけ稼働させ、設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも高い場合には複数の真空ポンプをすべて稼働させるようにした。また、制御部は、装着されたロータの種類に応じて閾値回転数を変えて制御するようにした。ここで複数の真空ポンプは、例えば油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させるようにした。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、制御部に閾値回転数を予め格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定するようにした。また、制御部は、ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すようにした。さらに、遠心機にはプログラム運転モードを有し、制御部は、プログラム運転モードにおけるロータの設定回転数の切り替えの都度、設定回転数と閾値回転数との比較を行って複数の真空ポンプの運転制御を行うようにした。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプを備えた遠心機において、制御部は、設定されたロータの回転数に応じて複数の真空ポンプを独立して稼働させように構成したので、不要な真空ポンプの消費電力を低減させ、コストを増加することなく、消費電力の低減を図った遠心機を提供することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ロータを低速で運転する場合に、一部の真空ポンプへの通電を停止するので、消費電力の低減を図ることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、装着されたロータの種類に応じて閾値回転数を変えて制御するので、装着されるロータの種類に応じてきめ細かな省エネ化を図ることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、複数の真空ポンプは油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させるので、消費電力が比較的大きい油拡散真空ポンプの稼働を減らすことができ、省エネ化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、制御部に閾値回転数を予め格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定するので、油拡散真空ポンプを稼働させるか否かの判断を瞬時に行うことができ、制御処理を遅滞させる恐れが無く迅速な運転制御が可能となる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すので、複数のロータに対してきめ細かな閾値回転数による制御が実現できる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、制御部は、プログラム運転モードにおけるロータの設定回転数の切り替えの都度、設定回転数と閾値回転数との比較を行って複数の真空ポンプの運転制御を行うので、変化するロータの回転数にきめ細かく対応させた油拡散真空ポンプのオンオフ制御を行うことができる。
【００２２】
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】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係る遠心機の構成を示す断面図である。
【図２】油拡散真空ポンプ７の構成を示す断面図である。
【図３】ロータ２の回転速度と風損比を示すグラフである。
【図４】ロータ２の型式４１と、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４の関係を示すデータテーブルである。
【図５】本発明の実施例に係る遠心機の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例による遠心機について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係る遠心機の構成を示す断面図である。遠心機１は、分離する試料を保持して回転するロータ２と、ロータ２を収容し密閉空間を画定するロータ室４と、ロータ室４へロータ２の出し入れを行うために設けられた開口部を閉じるドア５と、ロータ室４を減圧する２つの真空ポンプ（油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７）と、作業者による遠心分離条件の設定操作を受け付けると共に作業者に対して運転状態等の各種情報の表示する操作表示部８と、ロータ２を回転させる駆動部９と、ロータ室４への空気の流入を行うために設けられた開閉自在なエアリークバルブ１０と、ロータ室４内部の圧力を測定する真空センサ１１と、ロータ２の温度を測定する温度センサ１３と、ボウル３を冷却または加熱することで間接的にロータ２の温度制御を行うサーモモジュール１４と、制御部１２を含んで構成される。
【００２５】
ロータ室４の下部には、ロータ室４の内外を連通する貫通孔が設けられ、モータを有する駆動部９から延びるシャフトケース９ａ内を通る図示されていない回転軸がシャフトケース９ａと共に貫通孔を貫通し、さらに回転軸の先端の嵌合部９ｂにロータ２が取り付けられる。尚、貫通孔においてシャフトケース９ａは図示せぬシール部材によってシールされ、ロータ室４の気密性が保持できる構造となっている。ロータ２には、試料を入れるチューブ等を挿入するための孔２ａが複数形成される。本実施例では、駆動部９の回転速度は、例えば最高で毎分１５万回転で運転可能であり、この回転によって発生する遠心力により試料が遠心分離される。通常、大気圧下でロータ２が高速回転すると、風損によりロータ２が発熱し、空気抵抗によりロータ２の高速回転化が抑制される。このためロータ２を高速で回転させる場合は、ロータ室４内の空気を抜いて減圧状態にし、風損を抑制することが重要である。
【００２６】
油拡散真空ポンプ（ＤＰ）７は、吸引側が真空配管２１によりロータ室４に接続され、排出側が真空配管２２を介して油回転真空ポンプ（ＲＰ）６の吸引口に接続される。油拡散真空ポンプ７は内部に液体の油を備え、この油の内部での蒸発・凝縮によってロータ室４内の空気を排出させる公知の装置である。本実施例においては、ロータ室４を減圧させる真空ポンプとして、油拡散真空ポンプ７と油回転真空ポンプ６を直列に接続している。これは、油回転真空ポンプ６だけで、所定の真空度（例えば１Ｐａ以下）にするには時間が掛かりすぎるためである。一方、油拡散真空ポンプ７は動作するためのある程度の背圧（臨界背圧：２０Ｐａ程度）が必要であるため、臨界背圧を得るために補助ポンプが必要とされ単独での使用が難しいためである。そこで油回転真空ポンプ６は、油拡散真空ポンプ７の補助ポンプとして機能させることによって効果的にロータ室４内を減圧することができる。油回転真空ポンプ６の排出側は、排気に含まれるオイルミストを補足するためのオイルミストトラップ２３が設けられる。
【００２７】
制御部１２は、遠心機１の全体の制御をするもので、図示しないマイクロコンピュータや、ＲＯＭ／ＲＡＭ等の記憶装置を含んで構成される。制御部１２は図示しない信号線により真空センサ１１および温度センサ１３の信号を入力し、駆動部９の回転制御や、油回転真空ポンプ６の起動・停止制御、油拡散真空ポンプ７の起動・停止制御、サーモモジュール１４の冷却・加熱制御、操作表示部８への情報の表示と入力データの取得、エアリークバルブ１０の開閉等の制御を行う。
【００２８】
図２は油拡散真空ポンプ７の構成を示す断面図である。油拡散真空ポンプ７は、作動油を貯蔵するボイラ１５と、その作動油を加熱するためにボイラ１５に設けられるヒータ１６と、ボイラ１５にて気化した油分子を下方（ボイラ１５方向）に噴射させるジェット１７と、気化した油分子を冷却して液化するための冷却フィン１８等を有する。ヒータ１６に通電しボイラ１５を加熱することで加熱された作動油は蒸発し、蒸発した油蒸気は高速でジェット１７内部を上昇し、ジェット１７の上部に設けられた、径方向外向きであってやや下方向に斜めに配置されたノズル状の傘部１７ａから蒸気となって噴出される。この蒸気に対して空気等の気体分子が衝突すると、蒸気の流れの方向に運動量が与えられて空気が排気口２０側へ流れ、油拡散真空ポンプ７と接続されたロータ室４内の空気が排気されて、ロータ室４内が真空状態（減圧された状態：約１Ｐａ程度）にされる。蒸気となった作動油は、冷却フィン１８により冷却された外筒１９の壁面で凝縮してり再び液体に戻ってボイラ１５に回収され、再びヒータ１６で加熱される。冷却フィン１８には、図示しない冷却ファンからの風により冷却される。
【００２９】
次に油拡散真空ポンプ７の制御について図３、図４を用いて説明する。図３はロータ２の回転速度と風損比を示すグラフである。粘性流状態において、ロータ２の外表面に凹凸がない場合、ロータ２の風損は回転速度の約３乗に比例し、ガスの密度（真空度）にほぼ比例することが一般的に知られている。そこで図３のグラフでは、この風損の大きさの計算を行い、真空度が１Ｐａの状態と、真空度が３０Ｐａの状態での回転速度と風損比の関係を示したものである。また、計算の前提として真空度が１Ｐａで、ロータ２の回転速度１５万ｒｐｍでの風損を１００とし、異なる真空度、異なる回転数における風損比を％で示している。このグラフから、真空度３０Ｐａの場合の約５万回転弱で真空度１Ｐａの場合の回転速度１５万ｒｐｍとほぼ同じとなることが理解できる。また、回転速度が１万ｒｐｍ程度までは真空度が３０Ｐａでも１Ｐａでもさほど風損に差がないというが理解できる。従来の遠心機は、例えば１５万ｒｐｍのような高速回転時に発生する風損を抑えるために、油回転真空ポンプおよび油拡散真空ポンプを用いてロータ室４内を減圧している。ところが、例えば１万回転以下の低速で運転する状況も多数あり、低速で運転する場合、ロータ２の風損は高速運転時と比較して大幅に小さくなるため、ロータ室内の真空度を１Ｐａ以下にまで減圧する必要はないものである。
【００３０】
そこで、本実施例では回転速度が、例えば１万ｒｐｍ程度の低速でロータ２を回転させるような場合は、ロータ室４内を１Ｐａという高い真空度にまで減圧しないで、３０Ｐａ程度の減圧状態で運転させるようにした。この３０Ｐａ程度の減圧状態は油回転真空ポンプ６を稼働させるだけで達成できる真空度であるので、この場合、油拡散真空ポンプ７の運転自体を停止させて油回転真空ポンプ６だけを稼働させるようにした。この油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数をどのように決めるかは任意であるが、図３で示す関係は、特にロータ２の直径や形状によって大きく変化するので、ロータ２の型式、種類、直径等を考慮して予め閾値回転数を設定しておき、制御部１２内にデータテーブルの形式で記憶させておくと良い。そのデータテーブルの一例を示すのが図４である。
【００３１】
図４は、ロータ２の型式４１と、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４の関係を示すデータテーブルである。型式４１はロータの型式番号であり、装着されるロータの種類を判定するための情報である。許容最大回転数４２は、型式４１のロータを回転させることができる最大の回転数で、例えば型式“０００Ａ”のロータは、最高許容回転速度である１５万ｒｐｍまでの任意の回転速度で回転させることができることを意味する。ロータ最大直径４３は、型式４１のロータの外径を示すもので、通常ロータの直径が大きくなると慣性モーメントが大きくなり許容最大回転数が少なくなる。例えば図４中で、型式“０００Ｄ”のロータは、ロータ最大直径４３が一番大きいため許容最大回転数４２が低くなる。閾値回転数４４は、油拡散真空ポンプを稼働させるか否かの判断基準となる回転数であって、この回転数以下では油拡散真空ポンプ７を稼働させずに停止したままとする。図４のデータテーブルの内容は、遠心機又はロータの製造メーカがその情報を提供してユーザー側が記憶させるようにしても良いし、製造メーカが遠心機自体にあらかじめ図４に示すデータテーブルを設定して記憶させた状態で出荷するようにしても良い。
【００３２】
次に、図５のフローチャートを用いて本発明の実施例に係る遠心機１の制御手順を説明する。まず遠心機１の運転前に、作業者は試料がセットされたロータ２にロータカバーを装着し、ロータ２を駆動部９の回転軸の嵌合部９ｂに装着してドア５を閉鎖する。次に、作業者は操作表示部８を用いてロータ２の回転速度、運転時間等の各種情報を入力する（ステップ５１）。次に、制御部１２は、作業者によって操作表示部８のＳＴＡＲＴボタン（又は表示されるＳＴＡＲＴアイコン）が押されたかを検出し、押されたらステップ５３に進み、押されなかった待機する（ステップ５２）。
【００３３】
次に、制御部１２は駆動部９の駆動によりロータ２の回転を開始させ、セットされたロータ２の型式や製造番号等を読み取り、読み取られた情報を元に図４のテーブル情報を元に、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４を読み出す（ステップ５３）。ここで、ロータ２の型式や製造番号等の読み取り方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、ロータ２の下面の回転軸を中心とした同一円周上に互いの配置角度を異ならしめた４個のマグネットを配置したアダプタを取付け、マグネットの配置角度を検出する磁気センサをロータ室内に配置し検出するように構成できる。このとき、ロータ室４は十分に減圧されていないため、一旦所定の回転数（例えば、５０００ｒｐｍ）で十分に減圧されるまで、待機運転状態となる。その後ロータ室４が回転駆動されている（選択された）ロータ２の設定回転数で運転可能な状態まで、減圧された後、ロータ２は再加速する。
【００３４】
尚、遠心機１の運転前に作業者により、回転数、運転時間等の各種運転条件を入力したのち、真空ボタンを押して真空ポンプを動作させておき、ロータ室４の減圧を開始させて所定の値まで減圧したところで、作業者によりＳＴＡＲＴボタンを押してロータ２の回転駆動を開始するようにしても良い。この時ＳＴＡＲＴボタンを押す前に、遠心機の制御部１２が駆動部９にセットされたロータ２の型式が判明している場合（例えば、操作表示部８から運転する（選択した）ロータ２の型式を入力する場合や、ロータ２を駆動部９にセットした時に自動的に遠心機がロータ２の型式を識別する場合などがあるが、これらはすでに公知の技術が存在するので、詳細な説明は省略する。）は、ロータ２の型式に対応している閾値回転数４４と設定回転数を比較し、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の運転を制御するようにしても良い。なお、ロータ２の型式の判別が駆動部９によって、ロータ２が回転しないと、判断できない場合は、とりあえず油回転真空ポンプ６のみを駆動しておき、ロータ２の型式が判明した段階で、閾値回転数４４と設定回転数とを比較して油拡散真空ポンプ７の運転を制御するようにしても良い。
【００３５】
次に、制御部１２はステップ５１において作業者によって入力されたロータ２の設定回転速度が、閾値回転数４４以上であるか否かを判定する（ステップ５４）。例えば、ロータ２の型式４１が“０００Ａ”であり、その閾値回転数４４が１万ｒｐｍの場合は、作業者によって入力された設定回転数が８，０００ｒｐｍならばステップ５４でＮｏとなるので、油回転真空ポンプ６のみを起動させ、油拡散真空ポンプ７のヒータ１６への通電を停止する（ステップ５５）。ロータ室４は油回転真空ポンプ６のみで真空引きされ、約３０Ｐａに減圧される。このとき、ロータ２に加わる風損は図３に示すように風損比で約０．５％と非常に小さく、同等の回転速度の１Ｐａ時の風損と比較してもほとんど差がなく、風損による摩擦熱は極めて小さい。
【００３６】
一方、ステップ５１において作業者によって入力された設定回転速度が閾値回転数４４以上である場合、例えばロータ２の型式４１が“０００Ａ”であり、作業者によって入力された設定回転数が１０万ｒｐｍの場合は、ステップ５４でＹＥＳとなるので、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の双方をＯＮにし、約１Ｐａまで減圧する（ステップ５６）。制御部１２は、ロータ室４の高速回転を許容する所定の真空度に達成するまで低速で回転させながら待機させ、所定の真空度に達したら設定回転数まで加速させる（ステップ５７）。尚、真空度に応じたロータ２の加速制御や、定速運転制御は公知であるので詳細な説明は省略する。
【００３７】
そして、設定時間の遠心分離運転が終了したら（ステップ５８）、ロータ２の回転を停止させて処理を終了する。尚、駆動部９の駆動停止と稼働中の真空ポンプの運転の停止は連動して行うのではなく、駆動部９の停止後に作業者が、操作表示部８の真空解除ボタンを押すまで稼働中の真空ポンプの運転だけは続けるようにしても良い。
【００３８】
以上本発明の実施例によれば、ロータ２に加わる風損が十分小さくてすむ運転状況下においては、片方の真空ポンプで到達できる真空度で運転するようにした。つまり、複数の真空ポンプの稼働を連動させずに非連動で制御するようにし、定速回転時には油拡散真空ポンプ７のヒータ１６への通電を停止するようにしたので、消費電力を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。油拡散真空ポンプ７を停止させることで、油拡散真空ポンプ７の油の消費を抑制することができる。
【００３９】
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、「最初の２時間を１万ｒｐｍで回転させ、次の６時間を５万ｒｐｍで回転させる」というようなプログラム制御による遠心分離運転の場合に、最初の２時間だけを油回転真空ポンプ６だけでロータ室４を減圧し、次の６時間の運転時に油回転真空ポンプ６に加えて油拡散真空ポンプ７も稼働させるような制御をしても良い。この場合は、プログラム制御に応じて設定回転数が変わる毎に、図５のステップ５３からステップ５８を繰り返すように制御すれば良い。
【００４０】
また、プログラム制御運転において、次のステップの設定回転数が、閾値回転数４４を超えている場合は、回転数が変わる少し前から油拡散真空ポンプをオンするようにすれば、設定回転数が変更される前にロータ室４内を適切に減圧させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 遠心機 ２ ロータ ２ａ （ロータの）孔
３ ボウル ４ ロータ室
５ ドア ６ 油回転真空ポンプ ７ 油拡散真空ポンプ
８ 操作表示部 ９ 駆動部 ９ａ シャフトケース
９ｂ 嵌合部 １０ エアリークバルブ
１１ 真空センサ １２ 制御部
１３ 温度センサ １４ サーモモジュール １５ ボイラ
１６ ヒータ １７ ジェット １７ａ 傘部
１８ 冷却フィン １９ 外筒 ２０ 排気口
２１、２２ 真空配管 ２３ オイルミストトラップ
４１ 型式 ４２ 許容最大回転数
４３ ロータ最大直径 ４４ 閾値回転数
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転室を減圧して使用する遠心機に関し、特に、回転条件に応じて真空ポンプの運転を制御して省エネルギー化を図った遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心機は、分離する試料をチューブやボトルに入れ、それらをロータに装填させた後、ロータをロータ室（回転体室）の中に収容し、ロータ室を密閉した状態でロータを高速に回転させてロータに保持された試料の分離、精製等を行うものである。ロータの回転速度は用途によって異なり、最高回転速度が毎分数千回転（ｒｐｍ）程度の比較的低速のものから、最高回転速度が毎分１５万回転（ｒｐｍ）程度の高速のものまで、幅広い回転速度をもつ製品群が一般に提供されている。なかでも回転速度が概ね４万ｒｐｍを超える遠心機の場合には、ロータ室内の空気とロータとの風損（摩擦熱）の発生を抑制するため、ロータ室を減圧させる真空ポンプを備えている。真空ポンプは、粗引きポンプとしての油回転真空ポンプと、より高真空を得るための油拡散真空ポンプで構成されるのが一般的である。さらに、ロータを設定した温度に保つために、回転室を冷却する冷却装置が設けられる。
【０００３】
一般的な遠心機のロータ室の真空度は、粗引き用の油回転真空ポンプを作用させることで約３０Ｐａ程度まで減圧でき、これに加えて油拡散真空ポンプが作動させると、ロータ室内の真空度は１Ｐａ以下にまで減圧させることが可能である。このような真空ポンプを備えた公知の遠心機は、制御部を設け、ロータ室の真空度を検出する真空センサによって検出されるロータ室の真空度に基づいて、ロータを回転させるモータと油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプを制御する。
【０００４】
従来の遠心機の制御においては、遠心分離運転の終了時刻が予め分かっているため、終了の数分前から油拡散真空ポンプを停止して油温を下げ、気化による油の消費量を低減する等の措置がとられてきた。また、特許文献１では、ロータ室の真空度に応じて油回転真空ポンプの駆動および停止を制御し消費電力の低減を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、地球環境保護の観点から省エネルギー化が要望されている。風損を低減させるためにロータ室を減圧する従来の遠心機において、全体の消費電力を分析すると、ロータは減圧された環境内で一定速度で回転しているため、大気中で回転しているときに比べてモータの消費電力は少なく、特に回転速度が低いときは、電気的、機械的な損失は極めて少ない。一方で油拡散真空ポンプはヒータでボイラの温度を上昇させ、高温を維持させているため消費電力が大きい。また、油回転真空ポンプはベーンを油の中で回転させているため、回転抵抗が大きく消費電力が大きい。
【０００７】
従来の遠心機においては、ロータを回転させる際には常に２つの真空ポンプを動作させていたため、遠心機全体からみて真空ポンプの占める消費電力の割合が比較的大きかった。このため出願人は、遠心分離運転に要する総消費電力を低減させるべく、種々の改良を試みてきた。例えば特許文献１の技術で、２つの真空ポンプのうちロータ室の真空度に応じて油回転真空ポンプを駆動・停止させるようにした。しかしながらこの方法では、配管抵抗が大きい場合や油回転真空ポンプの気密性が不十分な場合、油回転真空ポンプを停止すると真空度が急激に悪くなる恐れがあった。
【０００８】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、遠心分離運転に要する総消費電力を低減させることができる遠心機を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、複数の真空ポンプを非同期に稼働させることにより消費電力の低減を図った遠心機を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、遠心分離運転の運転条件に応じて複数の真空ポンプのうちいずれかを停止させる遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、ロータと、ロータを収納するロータ室と、ロータを回転駆動する駆動部と、ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプと、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部と、これらの動作を制御する制御部を備えた遠心機において、制御部は、設定されたロータの回転数に応じて複数の真空ポンプを独立して稼働させるようにした。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、制御部は、設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも低い場合には複数の真空ポンプのうち一部だけ稼働させ、設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも高い場合には複数の真空ポンプをすべて稼働させるようにした。また、制御部は、装着されたロータの種類に応じて閾値回転数を変えて制御するようにした。ここで複数の真空ポンプは、例えば油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させるようにした。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、制御部に閾値回転数を予め格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定するようにした。また、制御部は、ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すようにした。さらに、遠心機にはプログラム運転モードを有し、制御部は、プログラム運転モードにおけるロータの設定回転数の切り替えの都度、設定回転数と閾値回転数との比較を行って複数の真空ポンプの運転制御を行うようにした。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプを備えた遠心機において、制御部は、設定されたロータの回転数に応じて複数の真空ポンプを独立して稼働させように構成したので、不要な真空ポンプの消費電力を低減させ、コストを増加することなく、消費電力の低減を図った遠心機を提供することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ロータを低速で運転する場合に、一部の真空ポンプへの通電を停止するので、消費電力の低減を図ることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、装着されたロータの種類に応じて閾値回転数を変えて制御するので、装着されるロータの種類に応じてきめ細かな省エネ化を図ることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、複数の真空ポンプは油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させるので、消費電力が比較的大きい油拡散真空ポンプの稼働を減らすことができ、省エネ化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、制御部に閾値回転数を予め格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定するので、油拡散真空ポンプを稼働させるか否かの判断を瞬時に行うことができ、制御処理を遅滞させる恐れが無く迅速な運転制御が可能となる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、制御部は、操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すので、複数のロータに対してきめ細かな閾値回転数による制御が実現できる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、制御部は、プログラム運転モードにおけるロータの設定回転数の切り替えの都度、設定回転数と閾値回転数との比較を行って複数の真空ポンプの運転制御を行うので、変化するロータの回転数にきめ細かく対応させた油拡散真空ポンプのオンオフ制御を行うことができる。
【００２２】
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】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係る遠心機の構成を示す断面図である。
【図２】油拡散真空ポンプ７の構成を示す断面図である。
【図３】ロータ２の回転速度と風損比を示すグラフである。
【図４】ロータ２の型式４１と、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４の関係を示すデータテーブルである。
【図５】本発明の実施例に係る遠心機の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例による遠心機について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係る遠心機の構成を示す断面図である。遠心機１は、分離する試料を保持して回転するロータ２と、ロータ２を収容し密閉空間を画定するロータ室４と、ロータ室４へロータ２の出し入れを行うために設けられた開口部を閉じるドア５と、ロータ室４を減圧する２つの真空ポンプ（油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７）と、作業者による遠心分離条件の設定操作を受け付けると共に作業者に対して運転状態等の各種情報の表示する操作表示部８と、ロータ２を回転させる駆動部９と、ロータ室４への空気の流入を行うために設けられた開閉自在なエアリークバルブ１０と、ロータ室４内部の圧力を測定する真空センサ１１と、ロータ２の温度を測定する温度センサ１３と、ボウル３を冷却または加熱することで間接的にロータ２の温度制御を行うサーモモジュール１４と、制御部１２を含んで構成される。
【００２５】
ロータ室４の下部には、ロータ室４の内外を連通する貫通孔が設けられ、モータを有する駆動部９から延びるシャフトケース９ａ内を通る図示されていない回転軸がシャフトケース９ａと共に貫通孔を貫通し、さらに回転軸の先端の嵌合部９ｂにロータ２が取り付けられる。尚、貫通孔においてシャフトケース９ａは図示せぬシール部材によってシールされ、ロータ室４の気密性が保持できる構造となっている。ロータ２には、試料を入れるチューブ等を挿入するための孔２ａが複数形成される。本実施例では、駆動部９の回転速度は、例えば最高で毎分１５万回転で運転可能であり、この回転によって発生する遠心力により試料が遠心分離される。通常、大気圧下でロータ２が高速回転すると、風損によりロータ２が発熱し、空気抵抗によりロータ２の高速回転化が抑制される。このためロータ２を高速で回転させる場合は、ロータ室４内の空気を抜いて減圧状態にし、風損を抑制することが重要である。
【００２６】
油拡散真空ポンプ（ＤＰ）７は、吸引側が真空配管２１によりロータ室４に接続され、排出側が真空配管２２を介して油回転真空ポンプ（ＲＰ）６の吸引口に接続される。油拡散真空ポンプ７は内部に液体の油を備え、この油の内部での蒸発・凝縮によってロータ室４内の空気を排出させる公知の装置である。本実施例においては、ロータ室４を減圧させる真空ポンプとして、油拡散真空ポンプ７と油回転真空ポンプ６を直列に接続している。これは、油回転真空ポンプ６だけで、所定の真空度（例えば１Ｐａ以下）にするには時間が掛かりすぎるためである。一方、油拡散真空ポンプ７は動作するためのある程度の背圧（臨界背圧：２０Ｐａ程度）が必要であるため、臨界背圧を得るために補助ポンプが必要とされ単独での使用が難しいためである。そこで油回転真空ポンプ６は、油拡散真空ポンプ７の補助ポンプとして機能させることによって効果的にロータ室４内を減圧することができる。油回転真空ポンプ６の排出側は、排気に含まれるオイルミストを補足するためのオイルミストトラップ２３が設けられる。
【００２７】
制御部１２は、遠心機１の全体の制御をするもので、図示しないマイクロコンピュータや、ＲＯＭ／ＲＡＭ等の記憶装置を含んで構成される。制御部１２は図示しない信号線により真空センサ１１および温度センサ１３の信号を入力し、駆動部９の回転制御や、油回転真空ポンプ６の起動・停止制御、油拡散真空ポンプ７の起動・停止制御、サーモモジュール１４の冷却・加熱制御、操作表示部８への情報の表示と入力データの取得、エアリークバルブ１０の開閉等の制御を行う。
【００２８】
図２は油拡散真空ポンプ７の構成を示す断面図である。油拡散真空ポンプ７は、作動油を貯蔵するボイラ１５と、その作動油を加熱するためにボイラ１５に設けられるヒータ１６と、ボイラ１５にて気化した油分子を下方（ボイラ１５方向）に噴射させるジェット１７と、気化した油分子を冷却して液化するための冷却フィン１８等を有する。ヒータ１６に通電しボイラ１５を加熱することで加熱された作動油は蒸発し、蒸発した油蒸気は高速でジェット１７内部を上昇し、ジェット１７の上部に設けられた、径方向外向きであってやや下方向に斜めに配置されたノズル状の傘部１７ａから蒸気となって噴出される。この蒸気に対して空気等の気体分子が衝突すると、蒸気の流れの方向に運動量が与えられて空気が排気口２０側へ流れ、油拡散真空ポンプ７と接続されたロータ室４内の空気が排気されて、ロータ室４内が真空状態（減圧された状態：約１Ｐａ程度）にされる。蒸気となった作動油は、冷却フィン１８により冷却された外筒１９の壁面で凝縮してり再び液体に戻ってボイラ１５に回収され、再びヒータ１６で加熱される。冷却フィン１８には、図示しない冷却ファンからの風により冷却される。
【００２９】
次に油拡散真空ポンプ７の制御について図３、図４を用いて説明する。図３はロータ２の回転速度と風損比を示すグラフである。粘性流状態において、ロータ２の外表面に凹凸がない場合、ロータ２の風損は回転速度の約３乗に比例し、ガスの密度（真空度）にほぼ比例することが一般的に知られている。そこで図３のグラフでは、この風損の大きさの計算を行い、真空度が１Ｐａの状態と、真空度が３０Ｐａの状態での回転速度と風損比の関係を示したものである。また、計算の前提として真空度が１Ｐａで、ロータ２の回転速度１５万ｒｐｍでの風損を１００とし、異なる真空度、異なる回転数における風損比を％で示している。このグラフから、真空度３０Ｐａの場合の約５万回転弱で真空度１Ｐａの場合の回転速度１５万ｒｐｍとほぼ同じとなることが理解できる。また、回転速度が１万ｒｐｍ程度までは真空度が３０Ｐａでも１Ｐａでもさほど風損に差がないというが理解できる。従来の遠心機は、例えば１５万ｒｐｍのような高速回転時に発生する風損を抑えるために、油回転真空ポンプおよび油拡散真空ポンプを用いてロータ室４内を減圧している。ところが、例えば１万回転以下の低速で運転する状況も多数あり、低速で運転する場合、ロータ２の風損は高速運転時と比較して大幅に小さくなるため、ロータ室内の真空度を１Ｐａ以下にまで減圧する必要はないものである。
【００３０】
そこで、本実施例では回転速度が、例えば１万ｒｐｍ程度の低速でロータ２を回転させるような場合は、ロータ室４内を１Ｐａという高い真空度にまで減圧しないで、３０Ｐａ程度の減圧状態で運転させるようにした。この３０Ｐａ程度の減圧状態は油回転真空ポンプ６を稼働させるだけで達成できる真空度であるので、この場合、油拡散真空ポンプ７の運転自体を停止させて油回転真空ポンプ６だけを稼働させるようにした。この油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数をどのように決めるかは任意であるが、図３で示す関係は、特にロータ２の直径や形状によって大きく変化するので、ロータ２の型式、種類、直径等を考慮して予め閾値回転数を設定しておき、制御部１２内にデータテーブルの形式で記憶させておくと良い。そのデータテーブルの一例を示すのが図４である。
【００３１】
図４は、ロータ２の型式４１と、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４の関係を示すデータテーブルである。型式４１はロータの型式番号であり、装着されるロータの種類を判定するための情報である。許容最大回転数４２は、型式４１のロータを回転させることができる最大の回転数で、例えば型式“０００Ａ”のロータは、最高許容回転速度である１５万ｒｐｍまでの任意の回転速度で回転させることができることを意味する。ロータ最大直径４３は、型式４１のロータの外径を示すもので、通常ロータの直径が大きくなると慣性モーメントが大きくなり許容最大回転数が少なくなる。例えば図４中で、型式“０００Ｄ”のロータは、ロータ最大直径４３が一番大きいため許容最大回転数４２が低くなる。閾値回転数４４は、油拡散真空ポンプを稼働させるか否かの判断基準となる回転数であって、この回転数以下では油拡散真空ポンプ７を稼働させずに停止したままとする。図４のデータテーブルの内容は、遠心機又はロータの製造メーカがその情報を提供してユーザー側が記憶させるようにしても良いし、製造メーカが遠心機自体にあらかじめ図４に示すデータテーブルを設定して記憶させた状態で出荷するようにしても良い。
【００３２】
次に、図５のフローチャートを用いて本発明の実施例に係る遠心機１の制御手順を説明する。まず遠心機１の運転前に、作業者は試料がセットされたロータ２にロータカバーを装着し、ロータ２を駆動部９の回転軸の嵌合部９ｂに装着してドア５を閉鎖する。次に、作業者は操作表示部８を用いてロータ２の回転速度、運転時間等の各種情報を入力する（ステップ５１）。次に、制御部１２は、作業者によって操作表示部８のＳＴＡＲＴボタン（又は表示されるＳＴＡＲＴアイコン）が押されたかを検出し、押されたらステップ５３に進み、押されなかった待機する（ステップ５２）。
【００３３】
次に、制御部１２は駆動部９の駆動によりロータ２の回転を開始させ、セットされたロータ２の型式や製造番号等を読み取り、読み取られた情報を元に図４のテーブル情報を元に、油拡散真空ポンプ７を稼働させるかどうかを判定するための閾値回転数４４を読み出す（ステップ５３）。ここで、ロータ２の型式や製造番号等の読み取り方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、ロータ２の下面の回転軸を中心とした同一円周上に互いの配置角度を異ならしめた４個のマグネットを配置したアダプタを取付け、マグネットの配置角度を検出する磁気センサをロータ室内に配置し検出するように構成できる。このとき、ロータ室４は十分に減圧されていないため、一旦所定の回転数（例えば、５０００ｒｐｍ）で十分に減圧されるまで、待機運転状態となる。その後ロータ室４が回転駆動されている（選択された）ロータ２の設定回転数で運転可能な状態まで、減圧された後、ロータ２は再加速する。
【００３４】
尚、遠心機１の運転前に作業者により、回転数、運転時間等の各種運転条件を入力したのち、真空ボタンを押して真空ポンプを動作させておき、ロータ室４の減圧を開始させて所定の値まで減圧したところで、作業者によりＳＴＡＲＴボタンを押してロータ２の回転駆動を開始するようにしても良い。この時ＳＴＡＲＴボタンを押す前に、遠心機の制御部１２が駆動部９にセットされたロータ２の型式が判明している場合（例えば、操作表示部８から運転する（選択した）ロータ２の型式を入力する場合や、ロータ２を駆動部９にセットした時に自動的に遠心機がロータ２の型式を識別する場合などがあるが、これらはすでに公知の技術が存在するので、詳細な説明は省略する。）は、ロータ２の型式に対応している閾値回転数４４と設定回転数を比較し、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の運転を制御するようにしても良い。なお、ロータ２の型式の判別が駆動部９によって、ロータ２が回転しないと、判断できない場合は、とりあえず油回転真空ポンプ６のみを駆動しておき、ロータ２の型式が判明した段階で、閾値回転数４４と設定回転数とを比較して油拡散真空ポンプ７の運転を制御するようにしても良い。
【００３５】
次に、制御部１２はステップ５１において作業者によって入力されたロータ２の設定回転速度が、閾値回転数４４以上であるか否かを判定する（ステップ５４）。例えば、ロータ２の型式４１が“０００Ａ”であり、その閾値回転数４４が１万ｒｐｍの場合は、作業者によって入力された設定回転数が８，０００ｒｐｍならばステップ５４でＮｏとなるので、油回転真空ポンプ６のみを起動させ、油拡散真空ポンプ７のヒータ１６への通電を停止する（ステップ５５）。ロータ室４は油回転真空ポンプ６のみで真空引きされ、約３０Ｐａに減圧される。このとき、ロータ２に加わる風損は図３に示すように風損比で約０．５％と非常に小さく、同等の回転速度の１Ｐａ時の風損と比較してもほとんど差がなく、風損による摩擦熱は極めて小さい。
【００３６】
一方、ステップ５１において作業者によって入力された設定回転速度が閾値回転数４４以上である場合、例えばロータ２の型式４１が“０００Ａ”であり、作業者によって入力された設定回転数が１０万ｒｐｍの場合は、ステップ５４でＹＥＳとなるので、油回転真空ポンプ６と油拡散真空ポンプ７の双方をＯＮにし、約１Ｐａまで減圧する（ステップ５６）。制御部１２は、ロータ室４の高速回転を許容する所定の真空度に達成するまで低速で回転させながら待機させ、所定の真空度に達したら設定回転数まで加速させる（ステップ５７）。尚、真空度に応じたロータ２の加速制御や、定速運転制御は公知であるので詳細な説明は省略する。
【００３７】
そして、設定時間の遠心分離運転が終了したら（ステップ５８）、ロータ２の回転を停止させて処理を終了する。尚、駆動部９の駆動停止と稼働中の真空ポンプの運転の停止は連動して行うのではなく、駆動部９の停止後に作業者が、操作表示部８の真空解除ボタンを押すまで稼働中の真空ポンプの運転だけは続けるようにしても良い。
【００３８】
以上本発明の実施例によれば、ロータ２に加わる風損が十分小さくてすむ運転状況下においては、片方の真空ポンプで到達できる真空度で運転するようにした。つまり、複数の真空ポンプの稼働を連動させずに非連動で制御するようにし、定速回転時には油拡散真空ポンプ７のヒータ１６への通電を停止するようにしたので、消費電力を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。油拡散真空ポンプ７を停止させることで、油拡散真空ポンプ７の油の消費を抑制することができる。
【００３９】
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、「最初の２時間を１万ｒｐｍで回転させ、次の６時間を５万ｒｐｍで回転させる」というようなプログラム制御による遠心分離運転の場合に、最初の２時間だけを油回転真空ポンプ６だけでロータ室４を減圧し、次の６時間の運転時に油回転真空ポンプ６に加えて油拡散真空ポンプ７も稼働させるような制御をしても良い。この場合は、プログラム制御に応じて設定回転数が変わる毎に、図５のステップ５３からステップ５８を繰り返すように制御すれば良い。
【００４０】
また、プログラム制御運転において、次のステップの設定回転数が、閾値回転数４４を超えている場合は、回転数が変わる少し前から油拡散真空ポンプをオンするようにすれば、設定回転数が変更される前にロータ室４内を適切に減圧させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 遠心機 ２ ロータ ２ａ （ロータの）孔
３ ボウル ４ ロータ室
５ ドア ６ 油回転真空ポンプ ７ 油拡散真空ポンプ
８ 操作表示部 ９ 駆動部 ９ａ シャフトケース
９ｂ 嵌合部 １０ エアリークバルブ
１１ 真空センサ １２ 制御部
１３ 温度センサ １４ サーモモジュール １５ ボイラ
１６ ヒータ １７ ジェット １７ａ 傘部
１８ 冷却フィン １９ 外筒 ２０ 排気口
２１、２２ 真空配管 ２３ オイルミストトラップ
４１ 型式 ４２ 許容最大回転数
４３ ロータ最大直径 ４４ 閾値回転数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、前記ロータを収納するロータ室と、ロータを回転駆動するモータと、前記ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプと、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部と、これらの動作を制御する制御部を備えた遠心機において、
前記制御部は、設定されたロータの回転数に応じて前記複数の真空ポンプを独立して稼働させることを特徴とする遠心機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも低い場合には前記複数の真空ポンプのうち一部だけ稼働させ、前記設定されたロータの回転数が前記閾値回転数よりも高い場合には前記複数の真空ポンプをすべて稼働させることを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
【請求項３】
前記制御部は、装着された前記ロータの種類に応じて前記閾値回転数を変えて制御することを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
【請求項４】
前記複数の真空ポンプは油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、前記閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心機。
【請求項５】
前記制御部に前記閾値回転数を予め格納しておき、
前記制御部は、前記操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、該閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の遠心機。
【請求項６】
前記制御部は、前記ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、
前記制御部は、前記操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すことを特徴とする請求項５に記載の遠心機。
【請求項７】
前記遠心機にはプログラム運転モードを有し、
前記制御部は、前記プログラム運転モードにおける前記ロータの設定回転数の切り替えの都度、前記設定回転数と前記閾値回転数との比較を行って前記複数の真空ポンプの運転制御を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の遠心機。
【請求項１】
ロータと、前記ロータを収納するロータ室と、ロータを回転駆動するモータと、前記ロータ室内を減圧する複数の真空ポンプと、使用者からの運転条件の設定を受け付ける操作部と、これらの動作を制御する制御部を備えた遠心機において、
前記制御部は、設定されたロータの回転数に応じて前記複数の真空ポンプを独立して稼働させることを特徴とする遠心機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記設定されたロータの回転数が閾値回転数よりも低い場合には前記複数の真空ポンプのうち一部だけ稼働させ、前記設定されたロータの回転数が前記閾値回転数よりも高い場合には前記複数の真空ポンプをすべて稼働させることを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
【請求項３】
前記制御部は、装着された前記ロータの種類に応じて前記閾値回転数を変えて制御することを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
【請求項４】
前記複数の真空ポンプは油拡散真空ポンプと油回転真空ポンプであり、前記閾値回転数よりも低い場合は油回転真空ポンプのみを稼働させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心機。
【請求項５】
前記制御部に前記閾値回転数を予め格納しておき、
前記制御部は、前記操作部から設定回転数が入力されたときに格納された閾値回転数を読み出して、該閾値回転数と設定回転数を比較して油拡散真空ポンプを稼働させるか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の遠心機。
【請求項６】
前記制御部は、前記ロータの種類に応じた複数の閾値回転数を格納しておき、
前記制御部は、前記操作部から設定回転数が入力されたときに、装着されているロータの種類に応じた閾値回転数を読み出すことを特徴とする請求項５に記載の遠心機。
【請求項７】
前記遠心機にはプログラム運転モードを有し、
前記制御部は、前記プログラム運転モードにおける前記ロータの設定回転数の切り替えの都度、前記設定回転数と前記閾値回転数との比較を行って前記複数の真空ポンプの運転制御を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の遠心機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３９９７６（Ｐ２０１１−１３９９７６Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３７（Ｐ２０１０−８３７）
【出願日】平成２２年１月５日（２０１０．１．５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月５日（２０１０．１．５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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