特許 5854216 遠心分離機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5854216

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】遠心分離機

(51)【国際特許分類】

   B04B 15/08 20060101AFI20160120BHJP

   B04B 13/00 20060101ALI20160120BHJP

   F04B 37/16 20060101ALI20160120BHJP

   F04C 25/02 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   B04B15/08

   B04B13/00

   F04B37/16 A

   F04C25/02 H

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-8348(P2012-8348)

(22)【出願日】2012年1月18日

(65)【公開番号】特開2013-146667(P2013-146667A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2014年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】日立工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(72)【発明者】

【氏名】春木 慎一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 廣之

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３００８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２５１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３１５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０４８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５４８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５５２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０４Ｂ １／００−１５／１２

Ｆ０４Ｂ ３７／１６

Ｆ０４Ｃ ２５／０２

Ｆ０４Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転室と、該回転室内に設置され試料を保持して遠心分離するロータと、該ロータを回転させる駆動部と、前記回転室内の気体を室外に排気する補助真空ポンプ及び油拡散ポンプで構成する真空ポンプ装置とを具備する遠心分離機に於いて、
前記油拡散ポンプの油が収納されるボイラ内に、油温度を検出する手段と油面を検出する手段とを兼ねた検出手段を設けたことを特徴とする遠心分離機。

【請求項2】

請求項１記載の遠心分離機に於いて、
前記検出手段が、最小必要量の油面レベルでは油面に浸って露出せず、油面が前記油面レベルより低下した場合に油面から露出する位置に設けられていることを特徴とする遠心分離機。

【請求項3】

請求項２記載の遠心分離機に於いて、
前記検出手段がサーミスタであり、前記サーミスタに一定時間通電して自己発熱させ、一定時間通電後のサーミスタ温度から油面を検出することを特徴とする遠心分離機。

【請求項4】

請求項２又は３記載の遠心分離機に於いて、
前記検出手段が油面から一部露出の場合は油補給の指示情報を出すとともに遠心分離動作は継続し、
前記検出手段が油面から完全露出の場合は遠心分離動作を中断することを特徴とする遠心分離機。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の遠心分離機に於いて、
前記ボイラ内の油面を検出した結果、その油面が所定のレベル以下の場合、その情報を表示機能を有する装置に表示することを特徴とする遠心分離機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータが高速回転する回転室を高真空に保つための油拡散ポンプを有する遠心分離機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

遠心分離機は、チューブ等に収容された試料をロータに保持し、このロータを風損による温度上昇を防止するために減圧される回転室（ロータ室）に設置し、電動モータ等で構成される駆動装置で高速回転させることによって、ロータに保持した上記試料を遠心分離するものである。

【0003】

一般的に、ロータの回転数が毎分４０,０００回転を越えるいわゆる超遠心分離機は、下記特許文献３に開示されているように、ロータの回転による回転室内の空気とロータとの風損による摩擦熱によりロータ及び試料の温度が上昇するのを抑制するために、回転室内を高真空状態にまで減圧する真空ポンプ装置、並びに回転室内の真空圧力を検出するセンサ及びセンサ検出回路からなる真空圧力検出手段を備えている。

【0004】

大気圧から高真空状態にまで減圧する真空ポンプ装置は、大気から１３パスカル程度の中真空まで減圧する補助真空ポンプと、中真空から１パスカル程度の高真空まで減圧する油拡散ポンプとを直列に接続した構成となっている。油拡散ポンプは、貯蔵した油を加熱するためのボイラと、ボイラを加熱するヒータと、ボイラで加熱されて蒸発・気化した油分子がその中心部を上り周囲部から下向きに勢いよく一方向に噴射されるジェット気流発生部と、ジェット気流発生部で噴射された高速の油分子が壁面に当たり冷却され油を液化させ、この間周囲にある気体分子は油分子に飛ばされ下の方に圧縮される冷却部と、回転室に接続される空気の吸気口と、補助真空ポンプに接続される空気の排気口等から構成される。

【0005】

ロータの回転による回転室内の空気とロータの風損による摩擦熱によって、ロータ及び試料の温度上昇を抑制するために、通常、回転室内を真空ポンプ装置で大気圧から減圧して例えば１３パスカル程度の中真空に達するまでは、予め設定された例えば毎分５,０００回転の一定低回転数の状態でロータを回転させるいわゆる真空待機動作を行い、この中真空に達した後に毎分数万或いは十数万回転にロータを加速し遠心分離している。

【0006】

或いは、ロータ回転に伴う風損によって試料の温度が上昇するのを極力抑制したい試料の遠心分離を行う場合には、１３パスカル程度の中真空に到達した後にロータを初めて回転させるいわゆる真空スタートの動作を行う。

【0007】

このような、真空ポンプ装置を備える遠心分離機では、下記特許文献１や特許文献２に開示されるように、温度センサにより油拡散ポンプのボイラの拡散油を蒸発・気化させるヒータ温度を調整して油拡散ポンプの動作を制御することが行われている。

【0008】

また、下記特許文献３に開示されるように、回転室の真空度を真空センサで検出することにより油拡散ポンプの動作を制御することが行われている。

【0009】

また、ここで使用される油拡散ポンプに於いては、真空化のための油ジェット噴射を作る油の量の管理は通常行われておらず、必要真空が得られなくなってから油を追加するか、又は油を交換して使用されているのが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００１−１０４８２６号公報

【特許文献2】特開２０１１−２５１７６号公報

【特許文献3】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】

【0011】

上記真空ポンプ装置を備えるこの種の遠心分離機に於いて、上記したように真空スタートの場合、１３パスカル程度の真空圧力に達するまでの時間は従来１０分間以上を要するため、遠心分離開始までの時間が長く作業能率が悪かった。また、１３パスカル程度の真空圧力では毎分数万或いは十数万回転数にロータを回転させる高遠心力による長時間の遠心分離では、この真空条件下でもロータ回転に伴う風損により試料の温度が上昇するため、１パスカル程度の高真空の状態でロータを回転させる必要がある。

【0012】

もちろんロータ室となる回転室の内壁面はペルチェ素子等で適切な温度に保ち高速回転中のロータを冷却する手段を設けているが、中真空の状態では空気の密度が低くなるため空気の対流により冷却できず、輻射熱による冷却に頼ることになる。このためロータを冷やす力すなわち冷却力は小さいので、ロータの周囲はできるだけ高真空に保ち空気とロータの摩擦熱による風損を低く抑える必要がある。

【0013】

これらを解決するために、油拡散ポンプ内の油を加熱するヒータを強力なものにし、更には、上記ヒータを例えば全周加熱可能なカートリッジヒータ等を用いてヒータ部の熱が油へ効率よく伝達するようにして、油拡散ポンプ内の油が蒸発・気化するまでの時間を短くして大気圧から高真空まで減圧する時間を短時間にし、半分程度まで短縮することは可能であり、更に、油拡散ポンプ内の油から活発に蒸気が発生するようにボイラを高温に保ち、高真空に維持することも可能である。

【0014】

周知のように、ボイラを高温に保つと、油拡散ポンプのボイラの加熱量が増加してジェット気流発生部から噴射する蒸発・気化した油分子の量は増加し、その気化した油分子の冷却されなかった一部は油拡散ポンプの排気口から補助真空ポンプへ連続して排出されるため、油拡散ポンプ内の油貯蔵量が減少して、頻繁に給油メンテナンスを必要とするという問題が発生する。

【0015】

これらの満足した特性を得るには、特許文献２によれば、回転室と、該回転室内に設置されるロータと、前記回転室内を減圧するための油拡散ポンプ及び補助真空ポンプと、前記油拡散ポンプのヒータ部温度を制御する制御装置とを具備する遠心分離機に於いて、油拡散ポンプのヒータに加熱効率の良いカートリッジヒータを使用し、前記制御装置は前記油拡散ポンプの前記ヒータ部温度を所定期間経過後に第一の所定温度から第二の所定温度に変化させて制御し回転室内真空度を大気圧から超高真空まで安定させて到達させれば良い。

【0016】

しかし、特許文献２で見られるように油の温度の代わりとしてヒータの温度を検出し、その温度を制御する方法は、本来管理すべきボイラ内の油の温度を測定しその数値をもってヒータ出力を制御する方法に比べてヒータ周りの風の流れやその風の温度による影響を受け易く、風量、空気温度の変動によって油温度とヒータ温度の相関が崩れる場合が生じる。またカートリッジヒータの場合は加熱部温度を直接測定することはできず、カートリッジヒータのボイラの外部に設けたフランジ部にサーミスタ等の熱検知部材を設置して測定を行う為、実ヒータ温度とフランジ部の温度も風量、空気温度の影響を受け易く相関が崩れる場合が生じる。

【0017】

また、前記のように、油拡散ポンプ内の油はボイラにより加熱されて蒸発・気化して油分子となりジェット気流発生部から噴出して油拡散ポンプのハウジングに衝突し冷却されるが、油拡散ポンプの吸引口近傍はポンプ内の圧力とポンプに繋がる配管の圧力には極端に大きな差が無い為、油拡散ポンプ内の油分子が配管方向に拡散したり、冷却されなかった一部は油拡散ポンプの排気口から補助真空ポンプへ排出されるためボイラ内の貯蔵油量は長期的には減少し、その減少分により油の追加や交換を必要とするという問題が発生する。

【0018】

特に遠心分離機で使用される油拡散ポンプの場合、一般の真空装置とは異なり安価製作の為に回転室（ロータ室）と油拡散ポンプの間にバルブ等の遮断機構を設けないことが多く、油分子の逆拡散現象によるボイラ内の油量の減少は避けられないものとなっている。

【0019】

遠心分離機の場合、油拡散ポンプの油量が減って必要な高真空が得られなくなるとロータを高速で回転させることが出来なくなるので油拡散ポンプの油量の管理は重要であるが、通常の遠心分離機では油拡散ポンプは、遠心分離機の下部又は下部後方に設置されており、一般に油量管理として行われているボイラ部への覗き窓設置を行っても、それによる油量の管理は困難である。

【0020】

また、遠心分離機のニーズとして、油拡散ポンプによる必要真空性能が得られなくなる前に、事前にその可能性を使用者にアナウンスして欲しいというものがある。

【0021】

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ロータが設置される回転室内の真空を安定して維持可能で、かつ使用する油拡散ポンプの油量が必要量あるかどうかを検知可能な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】

【0022】

本発明のある態様は、回転室と、該回転室内に設置され試料を保持して遠心分離するロータと、該ロータを回転させる駆動部と、前記回転室内の気体を室外に排気する補助真空ポンプ及び油拡散ポンプで構成する真空ポンプ装置とを具備する遠心分離機に於いて、
前記油拡散ポンプの油が収納されるボイラ内に、油温度を検出する手段と油面を検出する手段とを兼ねた検出手段を設けたことを特徴とする。

【0023】

前記態様に於いて、前記検出手段が、最小必要量の油面レベルでは油面に浸って露出せず、油面が前記油面レベルより低下した場合に油面から露出する位置に設けられているとよい。

【0024】

前記態様に於いて、前記検出手段がサーミスタであり、前記サーミスタに一定時間通電して自己発熱させ、一定時間通電後のサーミスタ温度から油面を検出するとよい。

【0025】

前記態様に於いて、前記検出手段が油面から一部露出の場合は油補給の指示情報を出すとともに遠心分離動作は継続し、前記検出手段が油面から完全露出の場合は遠心分離動作を中断する構成であるとよい。

【0026】

前記態様に於いて、前記ボイラ内の油面を検出した結果、その油面が所定のレベル以下の場合、その情報を表示機能を有する装置に表示するとよい。

【0027】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0028】

本発明に係る遠心分離機によれば、補助真空ポンプと油拡散ポンプで構成されている真空ポンプ装置を用いる場合に、油拡散ポンプの油が収納されるボイラ内の油温度と、油面とを検出しているため、ボイラ内の油を加熱するヒータ温度を検出する構成に比べて、油拡散ポンプ特にそのボイラ周りの温度や流れる風の量に影響されること無く油温度の管理が可能である。また、油拡散ポンプの油面検出により油の追加交換時期を知ることで、油拡散ポンプの油不足による真空性能不足を防止可能である。これらにより、ロータが設置される回転室内の真空を安定して維持可能である。また、１つの検出手段で油温度検出と、油面検出とを兼ねるため、構成の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施の形態に係る遠心分離機の構成図。

【図2】遠心分離機の油拡散ポンプの部分断面構成図。

【図3】油拡散ポンプにおけるボイラ内のヒータとサーミスタの配置と油面の位置とを示した断面図。

【図4】所定の油面の時の回転室の真空圧力の時間変化の例を示したグラフ。

【図5】異なる油面レベルに対応したサーミスタの温度変化の例を示すグラフ。

【図6】サーミスタによる油温測定と油面検出とを行う回路例を示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0031】

図１は本発明に係る実施の形態に係る遠心分離機を、図２はその油拡散ポンプ部分を、図３は油拡散ポンプにおけるボイラ部分をそれぞれ示す。遠心分離機１００は、チューブ等に収容された試料を装着（保持）して遠心分離するためのロータ１と、ロータ１を高速に回転駆動する駆動部としての電動モータ２と、ロータ１が設置される回転室３と、補助真空ポンプ４と、油拡散ポンプ５とを備えている。補助真空ポンプ４と油拡散ポンプ５は真空ホース６で直列に接続され、回転室３と油拡散ポンプ５の間はパイプ７で接続されており、補助真空ポンプ４と油拡散ポンプ５とで回転室３内部を高真空に減圧するめの真空ポンプ装置を構成している。

【0032】

補助真空ポンプ４は、回転室３を例えば２０パスカルの中真空まで減圧するための油回転真空ポンプやドライスクロール真空ポンプ等であり、油拡散ポンプ５は回転室３を高真空まで減圧するために設けられており、補助真空ポンプ４で減圧された中真空状態で油拡散ポンプ５の排気動作を開始するとさらに高真空にまで減圧することができる。

【0033】

遠心分離機１００は、さらに油温度検出と油面検出を兼ねる検出手段としてのサーミスタ８と、制御装置９と、操作部１０と、真空センサ１１とを有している。サーミスタ８の第１の機能は油拡散ポンプ５のボイラ５ａ内の貯蔵油５ｂの温度を検出することであり、この貯蔵油５ｂの温度を検出することで油拡散ポンプ５内のヒータ５ｃの出力を制御装置９を介して制御している。サーミスタ８の第２の機能はボイラ５ａ内の貯蔵油５ｂの油面を検出することである（図３以降で後述する）。制御装置９は、ロータ１の回転駆動制御、補助真空ポンプ４や油拡散ポンプ５の駆動及び温度制御、及びサーミスタ８からの信号をもとに貯蔵油５ｂの温度及び油面の算出等を行う。操作部１０は運転条件の入力やスタート及びストップを行うための入力装置であるとともに、各種情報（油面に関する情報や油補給の指示情報も含む）の表示・報知装置としても機能する。真空センサ１１は回転室３の真空圧力を検出するものであり、真空センサ１１からの信号をもとに制御装置９が回転室３の真空圧力を算出し、真空待機、真空スタートの情報に用いる。

【0034】

図２は、図１に示した遠心分離機１００の油拡散ポンプ５の部分断面構成図であり、油拡散ポンプ５は、貯蔵油５ｂを加熱するためのボイラ５ａと、ボイラ５ａを加熱するヒータ５ｃと、ボイラ５ａで加熱されて蒸発・気化した油分子がその中心部を上り周囲部から下向きに勢いよく一方向に噴射されるジェット気流発生部５ｄと、ジェット気流発生部５ｄで噴射された高速の油分子が壁面に当たり冷却され油を液化させ、この間周囲にある気体分子は油分子に飛ばされ下の方に圧縮される冷却部５ｅと、回転室３に接続される空気の吸気口５ｆと、補助真空ポンプ４に接続される空気の排気口５ｇとを有している。

【0035】

補助真空ポンプ４と油拡散ポンプ５で構成されている真空ポンプ装置が動作開始すると、補助真空ポンプ４により回転室３内は大気圧から減圧を始め、同時に油拡散ポンプ５のヒータ５ｃは油５ｂへの熱伝導の良いカートリッジヒータ等を用いて、油５ｂの加熱を開始し、それから油拡散ポンプ５により高真空に減圧可能である。

【0036】

ボイラ５ａ内に貯蔵する油拡散ポンプ用の油５ｂの沸点は種類によって異なり、例えば２１５℃である。油５ｂを加熱するヒータ５ｃは、例えばカートリッジヒータのように油の中にヒータを実装するタイプであり、ヒータ５ｃから油５ｂへの熱伝導が良く短時間で油の温度が上昇する。冷却部５ｅは、胴部５ｈとこの外周部に設けられた放熱フィン５ｊとを有している。

【0037】

本発明の実施の形態の動作を、図３のボイラ５ａ内のヒータ５ｃとサーミスタ８の配置と油面の位置とを示した断面図と、図４の図３に示される油面の時の回転室３の真空圧力の時間変化を示したグラフにより説明する。

【0038】

図３に於いて、ボイラ５ａの内部には例えば主成分がシリコンで沸点が２１５℃である油拡散ポンプ用の油５ｂが貯蔵され、ボイラ５ａの中央部にはヒータ５ｃとして例えば棒状のカートリッジヒータが設置されている。またボイラ５ａの側面からは耐熱性サーミスタチップを耐熱性ガラスに封入しセラミックタブレットと合体させることにより耐熱性を５００℃まで向上させたサーミスタ８が温度センサとして突出するように設けられている。

【0039】

油拡散ポンプ用の油５ｂの使用開始時の油面は、ヒータ５ｃが余裕を持って浸る位置５１ａにあり、油面がこの位置にある時に油拡散ポンプ５を使用して遠心分離機１００内の回転室３を真空にしたときには、図４の実線５２ａに示されるように所定の時間Ａ１以内に所定の圧力Ｂ１以下となり、さらに所定の時間Ａ２以内に所定の圧力Ｂ２以下となる能力を持つ。ここでＡ１とＢ１、Ａ２とＢ２の関係は遠心分離機１００が十分な遠心能力を発揮するために必要な回転室３の真空排気能力から求められた値である。そして、油拡散ポンプ５を使用していくと、前述のように真空時における油の拡散現象や補助ポンプ４による吸引により徐々に油量が減少していき、油面５１ｂという図４の破線５２ｂに示す油拡散ポンプ５として所定の時間Ａ１に所定の圧力Ｂ１に達する能力となる油量、つまり最小必要量の油面レベルとなる。この油量では所定の時間Ａ２以内に所定の圧力Ｂ２以内になるという性能は満足している。さらに、油拡散ポンプ５を使用していくと、油量はさらに減少し、油面がヒータ５ｃの中央部５１ｄと前述の油面５１ｂとの中間点５１ｃにくると、油拡散ポンプ５の性能は図４の一点鎖線５２ｃに示されるように、所定の時間Ａ１以内に所定の圧力Ｂ１以下を満足できなくなる。さらに、油量が減少していき油面が図３の５１ｄ辺りになると、油拡散ポンプ５の真空排気能力は図４の点線で示される５２ｄようになり、所定の時間Ａ２以内に所定の圧力Ｂ２以下という能力さえも確保出来なくなる。

【0040】

次に、サーミスタ８を、図３に示す油面５１ｂに対し貯蔵油５ｂ内に埋没しさらに油面５１ｂに接する位置に設置した場合の、油面レベルに応じたサーミスタ８の温度の変化に関して記す（サーミスタ８を用いた油面検出）。まず、油拡散ポンプ５のヒータ５ｃに通電せず、油５ｂが加熱されない状態でサーミスタ８に自己発熱用の所定電流、例えば３０ｍＡの電流を流したとき、油面５１ａから５１ｂとサーミスタ８が油５ｂに全て浸る状態にある場合には、サーミスタ８の自己発熱により発生した熱は周りの油５ｂに吸収されてサーミスタ８自体は殆ど温度は上昇しない。また、油面が５１ｂ以下となってサーミスタ８自身が油面から現れて油５ｂへの放熱面積が減少すると、自己発熱時の上昇温度である１５０℃までは上がらないものの油５ｂの温度以上の温度を示す。そして、サーミスタ８の殆どが油面から現れた時には吸熱部がなくなるので１５０℃近くまで温度が上がる。よって、ヒータ５ｃによる加熱前にサーミスタ８に３０ｍＡの電流を流しその温度変化による抵抗値の変化を測ることによりサーミスタ８が油面に埋没しているか、一部表面に出ている（一部露出）か、又は全部が表面に出ている（全部露出）かの判断が可能になる。

【0041】

図５は、サーミスタ８の温度変化の例を示すグラフである。油拡散ポンプ５が動作しておらず貯蔵油５ｂが室温に近い時刻ｔ１に於いて、サーミスタ８に所定の自己発熱用の電流、例えば３０ｍＡを所定時間Ｔｃだけ通電してサーミスタ８を自己発熱させ、この時のサーミスタ温度を測定する。サーミスタ８が貯蔵油５ｂに浸っていれば、熱が貯蔵油５ｂに吸収されるため、温度変化８１ａのように温度上昇は小さい。しかし、サーミスタ８の一部が貯蔵油５ｂの油面に露出している場合は貯蔵油による熱吸収が少なくなり、温度変化８１ｂのように所定の温度上昇が現れる。さらに、サーミスタ８が完全に油面から露出している場合は温度変化８１ｃのようにより大きな温度変化が発生する。

【0042】

そこで、時刻ｔ１から所定時間Ｔｃが経過した時刻ｔ２に於いて、一部が油面に露出し始めた場合のサーミスタ温度をＴＨ１、また油拡散ポンプ５が必要な排気能力を維持できなくなるレベルまで油面低下したときのサーミスタ温度をＴＨ２として定めておく。サーミスタの温度が所定の温度ＴＨ１を超える場合は、貯蔵油５ｂが減少し始めているので、使用者に貯蔵油５ｂの補給を促すアナウンスを行うことができる。また、サーミスタ温度がＴＨ２を超えた場合は、遠心分離機１００に必要な真空排気能力が発揮できないことをアラームメッセージ等でアナウンスすることができる。前記アナウンスはサーミスタ８の抵抗値からその温度を算出する制御装置９を介して操作部１０で表示することや、音による報知等で行う。

【0043】

上記した油面検出は、例えば遠心分離機１００の電源をオン（ＯＮ）したとき、あるいは停止している間（ヒータ５ｃには通電されていないとき）に所定の時間間隔たとえば３０分ごと、あるいは真空引きを開始するとき（同時にヒータ５ｃに通電開始）等に行うとよい。

【0044】

図５における時刻ｔ３以降は、真空引きの開始時（同時にヒータ５ｃに通電開始）に油面検出を行う場合の温度変化例を示している。運転開始の時刻ｔ３に於いてサーミスタ８の温度が十分に低い場合には、サーミスタ８への自己発熱用電流（例えば３０ｍＡ）の通電を開始し、所定時間Ｔｃ経過した時刻ｔ４に於いて、温度変化８２ｃのようにサーミスタ温度がＴＨ２を超える場合は、油拡散ポンプ５の排気能力が発揮できないことをアラームメッセージ等で示して遠心分離を中断させる。温度変化８２ｂであれば、貯蔵油５ｂの補給を促すアナウンス（操作部１０での表示、音による報知等）を行った上で遠心分離を続行する。温度変化８２ａならば通常通りの遠心分離を行う。さらに、時刻ｔ４を過ぎた後は、サーミスタ８への自己発熱用電流の通電を停止し、サーミスタ８の温度による抵抗変化を利用した油温測定を行う。遠心分離中の貯蔵油５ｂの温度はサーミスタ８による検出温度に基づいて、所定の温度ＴＨｃ近傍に維持される。

【0045】

ここで所定時間Ｔｃはサーミスタ８のサイズや抵抗値等で異なるものの、概ね１０〜３０秒程度である。また所定の温度ＴＨ１は例えば７０℃であり、ＴＨ２は例えば１２０℃、ＴＨｃは例えば２１５℃である。

【0046】

図６に、サーミスタ８による油温測定と油面検出を行う回路例を示し、この回路は図１の制御装置９内に組み込まれている。通常の油温を測定するときは、直流電源１０３とグランド１０７ａの間に、分圧抵抗１０４とサーミスタ８とを、接点１０５ｃと１０５ｂが接続されるように設定したスイッチ１０５を介して直列に接続する。そして、サーミスタ８の端子間に発生する電圧を電圧測定回路１０６で測定して分圧比を求めることによりサーミスタの抵抗値を求め、温度に換算することができる。直流電源１０３は例えば高精度の直流５Ｖであり、分圧抵抗１０４はサーミスタ８の自己発熱を抑えるため十分に大きな抵抗値、例えば１５ｋオームである。

【0047】

油面を検出するときは、スイッチ１０５を接点１０５ｃと１０５ａが接続されるように切り替え、直流電源１０１に接続された電流源１０２からサーミスタ８に所定の自己発熱用電流（油温測定時よりも大きな電流）を流して自己発熱させる。このときもサーミスタ８の端子間にはサーミスタ８の温度に相関する電圧が発生するので、電圧測定回路１０６で測定すれば、電流源１０２の既知の電流値と、測定した電圧値によってサーミスタ８の抵抗値を算出でき、サーミスタ８の温度を算出することができる。

【0048】

以上のことから、図４の破線５２ｂに示す油拡散ポンプ５として所定の時間Ａ１に所定の圧力Ｂ１に達する能力で、かつ所定の時間Ａ２以内に所定の圧力Ｂ２以内になるという性能を満足することができる油貯蔵量時の油面、すなわち図３の油面５１ｂに対し、貯蔵油５ｂ内に埋没しさらに前記油面５１ｂにサーミスタ８の一部が接するような位置にサーミスタ８を設置した場合、サーミスタ８によって油加熱用のヒータ５ｃの温度制御が可能になると共に、ヒータ５ｃの通電前にサーミスタ８にヒータ制御時より大電流、例えば３０ｍＡを流し、その抵抗値の変化からサーミスタ８の貯蔵油５ｂに対する露出具合の情報が得られる。その情報を図１の操作部１０等に表示又は音によって報知することにより、遠心分離機１００の使用者が油拡散ポンプ５の油の過不足情報を得ることができ遠心分離機１００の真空性能が低下する前にメンテナンスをすることができるようになる。

【0049】

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

【0050】

(1) 補助真空ポンプ４と油拡散ポンプ５で構成されている真空ポンプ装置を用いる場合に、油拡散ポンプ５の油が収納されるボイラ５ａ内の油温度と、油面とを検出する検出手段としてサーミスタ８をボイラ内部に設け、そのサーミスタ８によって検出される温度でヒータ５ｃの出力を調整し、回転室内真空度を大気圧から高真空まで安定させて到達させると共に、ボイラ内ヒータ５ｃを加熱していないとき（例えば加熱し始める前に）、あるいは加熱開始と同時にサーミスタ８に温度検出時よりも大きな電流を流して自己発熱させ、その抵抗値の変化からサーミスタ８がある位置での貯蔵油５ｂの有無の判断結果を操作部１０で表示したり、遠心分離機使用者に油量の予測を通知したりすることが可能である。従って、油拡散ポンプ５の油不足による真空性能不足を防止可能で、ひいてはロータ１が設置される回転室３内の真空を安定して維持可能である。

【0051】

(2) ボイラ５ａ内の油温度をサーミスタ８で検出しているため、ボイラ５ａ内の油を加熱するヒータ温度を検出する構成に比べて、油拡散ポンプ特にそのボイラ周りの温度や流れる風の量に影響されること無く、油温度の管理が可能である。

【0052】

(3) １つの検出手段としてのサーミスタ８で油温度検出と、油面検出とを兼ねるため、構成の簡素化を図ることができる。

【0053】

(4) サーミスタ８が最小必要量の油面レベルである油面５１ｂから一部露出の場合は油補給の指示情報を出すとともに遠心分離動作は継続し、サーミスタ８が油面５１ｂから完全露出の場合は遠心分離動作を中断する動作を制御装置９で行わせることで、風損に起因するロータ１及びこれで保持された試料の温度上昇を未然に防止可能である。

【0054】

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

【0055】

図６では電流源１０２と分圧抵抗１０４を切り替えているが、本発明に於いては適切な定数を選定すれば油温測定、油面検出の双方に電流源あるいは分圧抵抗を用いることができる。またサーミスタ８は正特性、負特性ともに使用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ ロータ
２ 電動モータ
３ 回転室
４ 補助真空ポンプ
５ 油拡散ポンプ
５ａ ボイラ
５ｂ 貯蔵油
５ｃ ヒータ
５ｄ ジェット気流発生部
５ｅ 冷却部
５ｆ 吸気口
５ｇ 排気口
５ｈ 胴部
５ｊ 放熱フィン
６ 真空ホース
７ 真空パイプ
８ サーミスタ
９ 制御装置
１０ 操作部
１１ 真空センサ
１００ 遠心分離機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】