特許 7193639 交換可能な分離挿入体

(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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】交換可能な分離挿入体

(51)【国際特許分類】

   B04B 1/08 20060101AFI20221213BHJP

   B04B 7/14 20060101ALI20221213BHJP

   C12N 1/02 20060101ALI20221213BHJP

   C12N 5/071 20100101ALI20221213BHJP

   C12M 1/10 20060101ALN20221213BHJP

【ＦＩ】

B04B1/08

B04B7/14

C12N1/02

C12N5/071

C12M1/10

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021532956

(86)(22)【出願日】2019-12-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-02

(86)【国際出願番号】 EP2019084137

(87)【国際公開番号】W WO2020120357

(87)【国際公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-08-05

(31)【優先権主張番号】18211241.7

(32)【優先日】2018-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】18211240.9

(32)【優先日】2018-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509005513

【氏名又は名称】アルファ－ラヴァル・コーポレート・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】カスパー・ホグルンド

(72)【発明者】

【氏名】ペーテル・トールヴィド

【審査官】谷本 怜美

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２５４８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０３３０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ １／００－１５／１２

Ｃ１２Ｍ １／００－ ３／１０

Ｃ１２Ｎ １／００－ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心分離機（１００）のための交換可能な分離挿入体（１）であって、
分離円板の積み重ね（１９）が配置される分離空間（１７）を包囲する回転子ケーシング（２）であって、回転軸（Ｘ）の周りに回転するように配置される回転子ケーシング（２）と、
第１の不動部分（３）および第２の不動部分（４）であって、前記回転子ケーシング（２）が、軸方向において該第１の不動部分（３）と該第２の不動部分（４）との間に配置される、第１の不動部分（３）および第２の不動部分（４）と、
分離される流体混合物の前記分離空間（１７）への供給のための送り込み入口（２０）と、
第１の密度の分離相の排出のための軽量相出口（２１）、および、前記第１の密度より大きい第２の密度の分離相の排出のための重量相出口（２２）であって、前記送り込み入口（２０）が前記回転子ケーシング（２）の第１の軸方向端（５）に配置され、該軽量相出口（２１）および該重量相出口（２２）の一方が、前記回転子ケーシング（２）の前記第１の軸方向端（５）と反対の第２の軸方向端（６）に配置される、軽量相出口（２１）および重量相出口（２２）と、
前記送り込み入口（２０）を、前記第１の不動部分（３）において不動の入口導管（７）に封止して連結する第１の回転可能シール（１５）と、
前記軽量相出口（２１）および前記重量相出口（２２）の一方を、前記第２の不動部分（４）において不動の出口導管（８）に封止して連結するための第２の回転可能シール（１６）と、
を含んでなる交換可能な分離挿入体（１）において、
前記回転子ケーシング（２）、前記第１の不動部分（３）、および前記第２の不動部分（４）含む当該交換可能な分離挿入体（１）は、遠心分離機へ挿入されるようにあらかじめ組み立てられて準備された挿入体を形成していることを特徴とする、交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項2】

前記軽量相出口（２１）が前記第１の軸方向端（５）に配置され、前記重量相出口（２２）は前記第２の軸方向端（６）に配置され、前記第２の回転可能シール（１６）は、前記重量相出口（２２）を、前記第２の不動部分（４）において不動の出口導管（８）を封止して連結するためのものであることを特徴とする、請求項１に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項3】

前記第１の回転可能シール（１５）は、前記軽量相出口（２１）を前記第１の不動部分（３）において不動の出口導管（９）に封止して連結するためにも配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項4】

前記回転子ケーシング（２）は、分離相のためのさらなる出口がないことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項5】

前記分離空間（１７）の重量相回収空間（１７ｃ）が第１の軸方向位置（１７ａ）から第２の軸方向位置（１７ｂ）へと延在し、前記分離空間（１７）の内径が前記第１の軸方向位置（１７ａ）から前記第２の軸方向位置（１７ｂ）へと連続的に増加していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項6】

分離重量相を前記分離空間（１７）の径方向で外側の位置から前記重量相出口（２２）へと移送するために配置される少なくとも１つの出口導管（２３）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項7】

少なくとも１つの前記出口導管（２３）が、前記分離空間（１７）の軸方向で上方の部分に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項8】

前記第１の不動部分（３）が、前記分離空間（１７）の重量相回収空間（１７ｃ）から２０ｃｍ未満である軸方向の距離に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項9】

前記不動の入口導管（７）が前記回転軸（Ｘ）に配置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項10】

分離重量相のための前記不動の出口導管（８）が、前記回転軸（Ｘ）に配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項11】

前記回転子ケーシング（２）が、外部の軸受によって外部だけで支持されるように配置されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項12】

前記回転子ケーシング（２）の外面が、前記分離空間（１７）を中に定める第１の円錐台部分（１０）および第２の円錐台部分（１１）を備え、前記第１の円錐台部分（１０）が、前記第２の円錐台部分（１１）の開く角度より大きい開く角度を有し、前記第１の円錐台部分（１０）および前記第２の円錐台部分（１１）の仮想的な頂点が両方とも前記回転軸（Ｘ）に沿う同じ軸方向を指すことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項13】

前記第２の円錐台部分（１１）の前記開く角度は、第２の円錐台部分（１１）の外面が、１０度未満である前記回転軸（Ｘ）に対する角度αを形成するようになされていることを特徴とする、請求項１２に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項14】

分離円板の前記積み重ね（１９）が、円錐台状の分離円板を備えていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項15】

前記円錐台状の分離円板は、仮想的な頂点が前記第１の不動部分（３）に向けて指す状態で配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項16】

前記第１の不動部分（３）が、前記分離空間（１７）の重量相回収空間（１７ｃ）から２０ｃｍ未満である軸方向の距離に配置されていることを特徴とする、請求項１５に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項17】

当該分離挿入体の第１の端部（５）に最も近い軸方向で最も下の分離円板の仮想的な頂点が、前記第１の不動部分（３）から１０ｃｍ未満に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項18】

交換可能な前記分離挿入体（１）が、１つのユニットとして取り扱われるように構成されるあらかじめ組み立てられた挿入体（１）を形成していることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体（１）。

【請求項19】

異なる密度の流体混合物における少なくとも２つの成分を分離するための方法であって、
ａ）請求項１から１８のいずれか一項に記載の交換可能な分離挿入体を備えた遠心分離機を提供するステップと、
ｂ）流体混合物を、分離空間への送り込み入口へと供給するステップと、
ｃ）分離軽量相を前記分離空間から軽量相出口を介して排出するステップと、
ｄ）分離重量相を前記分離空間から重量相出口を介して排出するステップと
を含んでなることを特徴とする、方法。

【請求項20】

前記流体混合物が哺乳類の細胞培養混合物などの細胞培養混合物であることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の概念は遠心分離機の分野に関する。より詳細には、本発明の概念は、遠心分離機のための交換可能な分離挿入体に関する。

【背景技術】

【0002】

遠心分離機は、概して、液体混合物または気体混合物からの液体および／または固体の分離のために使用される。動作の間、分離されることになる流体混合物は、回転ボウルへと導入され、遠心力によって、重い粒子または水などの密度の大きい液体は回転ボウルの周辺に集まる一方で、より密度の小さい液体は回転の中心軸のより近くに集まる。これは、例えば、周辺と回転軸の近くとに配置された別々の出口を用いて、分離された分級物の回収をそれぞれ可能にする。

【0003】

発酵ブロスなどの医薬製品を処理するとき、処理された製品と接触した回転ボウルおよび分離機の部品の定置洗浄処理の必要性を排除することが望ましいとされ得る。より有用なのは、回転ボウルを全体として交換すること、つまり、使い捨ての解決策を用いることであり得る。これは、処理の衛生面の視点からも有利である。

【0004】

国際公開第２０１５／１８１１７７号（特許文献１）は、回転可能な外側ドラムと、外側ドラムに配置される交換可能な内側ドラムとを備える、流動製品の遠心処理のための分離機を開示している。内側ドラムは、流動製品を浄化するための手段を備える。外側ドラムは、外側ドラムの下方に配置されるモータによって、駆動スピンドルを介して駆動される。内側ドラムは、分離機の上方の端に配置される流体連結部を有する外側ドラムを通じて、鉛直方向上向きに延びる。

【0005】

しかしながら、操作者にとって扱うのが容易である、遠心分離のための使い捨ての解決策に対して、技術的な要求がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１５／１８１１７７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

先行技術の１つまたは複数の制限を少なくとも一部で克服することが本発明の目的である。具体的には、操作者にとっての操縦性および取り扱い性を高めることができる交換可能な分離挿入体を提供することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様として、遠心分離機のための交換可能な分離挿入体であって、
分離円板の積み重ねが配置される分離空間を包囲する回転子ケーシングであって、回転の軸（Ｘ）の周りに回転するように配置される回転子ケーシングと、
第１の不動部分および第２の不動部分であって、前記回転子ケーシングは、軸方向において前記第１の不動部分と前記第２の不動部分との間に配置される、第１の不動部分および第２の不動部分と、
分離される流体混合物の前記分離空間への供給のための送り込み入口と、
第１の密度の分離相の排出のための軽量相出口、および、前記第１の密度より大きい第２の密度の分離相の排出のための重量相出口であって、前記送り込み入口は前記回転子ケーシングの第１の軸方向端に配置され、前記軽量相出口および前記重量相出口の一方は、回転子ケーシングの第１の軸方向端と反対の第２の軸方向端に配置される、軽量相出口および重量相出口と、
前記送り込み入口を、前記第１の不動部分において不動の入口導管に封止して連結する第１の回転可能シールと、
前記軽量相出口および前記重量相出口の一方を、前記第２の不動部分において不動の出口導管に封止して連結するための第２の回転可能シールと
を備える交換可能な分離挿入体が提供される。

【0009】

したがって、回転子ケーシングと、第１の不動部分と、第２の不動部分とを備える交換可能な分離挿入体があらかじめ組み立てられた挿入体を形成し得る。したがって、交換可能な分離挿入体は、遠心分離機へと挿入されるように準備され得る。遠心分離機の回転可能部材が、挿入体の回転子ケーシングのための回転可能支持体として機能できる。このような回転する部材は、回転可能部材を回転の軸（Ｘ）の周りに回転させるための駆動ユニットに連結され得る回転組立体の一部であり得る。

【0010】

実施形態によれば、交換可能な分離挿入体は、１つのユニットとして取り扱われるように構成されるあらかじめ組み立てられた挿入体を形成し得る。したがって、使用者は、挿入体が遠心分離機に配置されるとき、挿入体を容易に取り扱うことができ、同様に、遠心分離機において挿入体が同じかまたは同様の種類の新規の挿入体に交換されるとき、挿入体を容易に取り扱うことができる。

【0011】

実施形態によれば、交換可能な分離挿入体は使い捨ての分離挿入体である。したがって、挿入体は、使い捨てのために適合され、廃棄可能な挿入体であり得る。したがって、交換可能な挿入体は、医薬産業における１回の製品バッチなど、１つの製品バッチの処理のためのものであり、その後に廃棄され得る。

【0012】

交換可能な分離挿入体は、ポリマ材料を備え得る、または、ポリマ材料から成り得る。例として、回転子ケーシングおよび分離円板の積み重ねは、ポリプロピレン、プラチナ硬化シリコーン、またはＢＰＡ無しのポリカーボネートなどのポリマ材料を備え得る、または、このようなポリマ材料のものであり得る。挿入体のポリマ部品は射出成形され得る。しかしながら、交換可能な分離挿入体は、ステンレス鋼などの金属部品も備え得る。例えば、分離円板の積み重ねはステンレス鋼の円板を備え得る。

【0013】

交換可能な挿入体は、封止された無菌ユニットであり得る。

【0014】

回転子ケーシングは、気体混合物または液体混合物などの流体混合物の分離が起こる分離空間を包囲する。分離空間は、回転の軸を中心として配置される分離円板の積み重ねを備える。

【0015】

回転子ケーシングは、軸方向において見られるように、第１の不動部分と第２の不動部分との間にさらに配置される。したがって、第１の不動部分は下方の不動部分とすることができ、第２の不動部分は上方の不動部分とすることができる。

【0016】

回転子ケーシングは、第１の不動部分および第２の不動部分に対して回転可能である。

【0017】

分離される流体混合物を前記分離空間へと供給または案内するためのものである送り込み入口は、回転子ケーシングの第１の軸方向端に配置される。これは回転子ケーシングの下方の端であり得る。さらに、前記軽量相出口および前記重量相出口の一方が、回転子ケーシングの第１の軸方向端と反対の第２の軸方向端に配置される。したがって、第２の端は回転子ケーシングの上方の端であり得る。

【0018】

例として、軽量相出口と重量相出口との両方が第２の軸方向端に配置されてもよい。代替として、前記軽量相出口および前記重量相出口の一方が第２の軸方向端に配置され、他方が第１の軸方向端に配置される。例として、重量相出口は第２の軸方向端に配置されてもよく、軽量相出口および送り込み入口は第１の軸方向端に配置されてもよい。

【0019】

送り込み入口を不動の入口導管に封止して連結する第１の回転可能シールがある。したがって、この入口導管は第１の不動部分にある。前記軽量相出口および前記重量相出口の一方を、前記第２の不動部分において不動の出口導管に封止して連結するための第２の回転可能シールもある。

【0020】

結果として、第１の回転可能シールは回転子ケーシングと第１の不動部分との間の境界に配置でき、第２の回転可能シールは回転子ケーシングと第２の不動部分との間の境界に配置できる。

【0021】

回転可能シールは機械的シールであり得る。機械的シールは密封のシールとすることができ、密封のシールは、不動部分と回転子ケーシングとの間に気密の封止を生じさせ、つまり、回転子ケーシングおよび交換可能な挿入体の外部からの空気が送り込みを汚染するのを防止するようになっているシールを言っている。そのため、交換可能な分離挿入体の回転子ケーシングは、動作の間に液体で完全に満たされるように配置され得る。これは、空気または自由液面が、交換可能な分離挿入体の動作中に回転子ケーシングの中に存在するものではないことを意味する。したがって、本明細書で使用されているように、機械的に密封のシールは、液体密封シールなどの半密封のシールと比較して、完全に密封のシールである。

【0022】

機械的シールは不動部と回転可能部とを備え得る。

【0023】

したがって、実施形態では、第１の回転可能シールは、挿入体の第１の不動部分に配置される不動部と、回転子ケーシングの第１の軸方向端に配置される回転可能部とを備える。

【0024】

さらに、実施形態によれば、第２の回転可能シールは、挿入体の第２の不動部分に配置される不動部と、回転子ケーシングの第２の軸方向端に配置される回転可能部とを備える。

【0025】

入口導管が挿入体の下方の軸方向端に配置され得、少なくとも１つの出口導管が挿入体の上方の軸方向端に配置され得るため、交換可能な分離挿入体は、分離される流体混合物が挿入体の底から供給されるように配置でき、分離相のうちの少なくとも１つは、挿入体の上端から排出されるように配置され得る。

【0026】

本発明の第１の態様は、交換可能な挿入体の一方の軸方向端における入口と、第２の軸方向端における２つの出口とを有することが、操作者による挿入体の操縦性および取り扱い性を増加させるという洞察に基づかれている。したがって、各々の端においていくつかの連結部を有することは、交換可能な挿入体の一方だけの端にすべての連結部を有するより良好であることが分かった。さらに、分離機の両端を使用することは、処理される材料を回転軸（Ｘ）において送り込むことと、分離相のうちの１つを回転軸（Ｘ）において排出することとの両方を可能にし、それによって、分離相のうちの１つを回転エネルギーの大きさの低下した状態で排出させる。

【0027】

例として、交換可能な分離挿入体が細胞培養混合物を分離するために使用される場合、細胞培養は、発酵器の底から直接的に引き込まれ、挿入体の軸方向で下方の端における入口に連結でき、細胞を含む分離重量相は、挿入体の軸方向で上方の端において排出でき、細胞によって経験させられる回転エネルギーおよびせん断力を低下させる。これは、交換可能な分離機挿入体が、発酵器の底から分離機の挿入体の底への直接的で容易な連結を可能にする点において、有利である。

【0028】

本発明の第１の態様の実施形態では、前記軽量相出口は前記第１の軸方向端に配置され、重量相出口は第２の軸方向端に配置され、前記第２の回転可能シールは、前記重量相出口を、前記第２の不動部分において不動の出口導管に封止して連結するためのものである。

【0029】

したがって、軽量相は、送り込みが供給される同じ軸方向端において排出され得る。

【0030】

さらに、第１の回転可能シールは、前記軽量相出口を前記第１の不動部分において不動の出口導管に封止して連結するためにも配置され得る。

【0031】

したがって、第１の回転可能シールは、入口と軽量相出口との両方を封止するための同心で二重のシールであり得る。

【0032】

代替として、軽量相出口を第１の不動部分において不動の出口導管に封止して連結するための、第１の機械的シール以外の第３の機械的シールがある。

【0033】

本発明の第１の態様の実施形態では、回転子ケーシングは、分離相のための任意のさらなる出口がない。

【0034】

したがって、回転子ケーシングは、例えば、分離空間の周辺に堆積させられるスラッジ相などを排出するためのいかなる周辺ポートもない一続きのものであり得る。したがって、交換可能な挿入体は軽量相出口および重量相出口だけを備え得る。

【0035】

本発明の第１の態様の実施形態では、分離空間は第１の軸方向位置から第２の軸方向位置へと延び、分離空間の内径は前記第１の軸方向位置から前記第２の軸方向位置へと連続的に増加する。例として、分離空間の重量相回収空間が第１の軸方向位置から第２の軸方向位置へと延び、分離空間の内径は前記第１の軸方向位置から前記第２の軸方向位置へと連続的に増加し得る。

【0036】

したがって、分離空間の内径は軸方向において徐々に増加し得る。例として、第１の軸方向位置は入口のより近くとすることができ、第２の軸方向位置は出口のより近くとすることができる。間欠的な低下のない内径の連続的な増加は、分離空間の第２の軸方向位置における分離重量相の回収を容易にすることができる。

【0037】

本発明の第１の態様の実施形態では、挿入体は、分離重量相を分離空間の径方向で外側の位置から重量相出口へと移送するために配置される少なくとも１つの出口導管を備える。

【0038】

出口導管は、中心部分から分離空間へと延びる管であり得る。したがって、このような出口導管は、径方向で外側の位置に配置される導管入口と、径方向で内側の位置の導管出口とを有する。例として、挿入体は単一の出口導管を備え得る。他の例では、挿入体は、少なくとも３つ、少なくとも５つの出口導管など、少なくとも２つのこのような出口導管を備え得る。

【0039】

少なくとも１つの出口導管は、分離空間に開口する導管入口が、分離空間の内側の半径または直径が最大となる位置になるように配置され得る。

【0040】

少なくとも１つの出口導管は、重量相出口に最も近い分離空間の軸方向端に配置され得る。したがって、本発明の第１の態様の実施形態では、少なくとも１つの出口導管は分離空間の軸方向で上方の部分に配置される。例として、出口導管は分離空間の第２の軸方向位置に配置され得る。

【0041】

少なくとも１つの出口導管は、分離空間における分離重量相の重量相出口への移送を容易にすることができる。

【0042】

さらに、少なくとも１つの出口導管は、導管入口から導管出口へと、径方向平面に対して、傾斜を伴って、またはある角度で配置され得る。傾斜は、出口に向かう傾斜であり得る。これは、導管における分離重量相の移送を容易にすることができる。

【0043】

本発明の第１の態様の実施形態では、第１の不動部分は、分離空間の重量相回収空間から、１０ｃｍ未満などの２０ｃｍ未満である軸方向の距離に配置される。

【0044】

したがって、分離空間は、分離円板の積み重ねの径方向で外側にある空間である重量相回収空間を備え得る。分離空間は、そのため分離円板の積み重ねの円板同士の間の隙間によって形成される径方向で内側の部分も備え得る。

【0045】

結果として、入口における回転可能シールは回転子ケーシングの近くに配置でき、つまり、第１の不動部分は回転子ケーシングの近くに位置させることができる。

【0046】

これは、取り扱うのが容易であるコンパクトな交換可能な分離挿入体を提供する。さらに、第１の回転可能シールの回転可能部は、回転子ケーシングの軸方向で下方の部分に直接的に配置され得る。

【0047】

さらに、第２の不動部分も、分離空間の重量相回収空間から、１０ｃｍ未満などの２０ｃｍ未満である軸方向の距離に配置され得る。これは、分離挿入体のコンパクト性をさらに増進することになる。

【0048】

例として、第１の不動部分は、分離円板の積み重ねから、１０ｃｍ未満などの２０ｃｍ未満に配置され得る。

【0049】

本発明の第１の態様の実施形態では、送り込み入口は回転軸（Ｘ）に配置される。本発明の第１の態様の実施形態では、不動の入口導管は回転軸（Ｘ）に配置される。

【0050】

本発明の第１の態様の実施形態では、分離重量相のための不動の出口導管は回転軸（Ｘ）に配置される。これは、分離重量相のより穏やかな処理を提供する点において有利であり得る。分離重量相が回転軸（Ｘ）から小さい半径において排出される場合、回転力はより小さくなる。これは、例えば細胞培養を分離するとき、有利であり得る。このような細胞はせん断に敏感である可能性があり、そのため、回転軸から小さい直径において細胞を排出することができることは有利であり得る。

【0051】

さらに、これは、入口と１つの液体出口との両方を回転の軸に配置させる点において有利であり得る。結果として、実施形態では、不動の入口導管、送り込み入口、分離重量相のための重量相出口および不動の出口導管のすべてが回転軸（Ｘ）に配置される。

【0052】

本発明の第１の態様の実施形態では、回転子ケーシングは、外部の軸受によって外部だけで支持されるように配置される。

【0053】

したがって、回転子ケーシングと、交換可能な分離挿入体全体とは、任意の軸受がなくてもよい。

【0054】

さらに、交換可能な分離挿入体は、外部の軸受によって支持されるように配置される任意の回転可能なシャフトがなくてもよい。

【0055】

本発明の第１の態様の実施形態では、回転子ケーシングの外面は、分離空間を中に定める第１の円錐台部分および第２の円錐台部分を備え、第１の円錐台部分は、第２の円錐台部分の開く角度より大きい開く角度を有し、第１の円錐台部分および第２の円錐台部分の仮想的な頂点は両方とも回転軸（Ｘ）に沿う同じ軸方向を指す。

【0056】

したがって、円錐台部分は円錐台形を有し、円錐台形は円錐の錐台の形を有する形を言っており、円錐の錐台の形は、細長い端または先端が除去されている円錐の形である。したがって、円錐台形は、対応する円錐の形の先端または頂点が位置させられる仮想的な頂点を有する。第１の円錐台部分および第２の円錐台部分の円錐台形の軸は、回転子ケーシングの回転軸と軸方向で並べられる。円錐台部分の軸は、対応する円錐形の高さの方向、または、対応する円錐形の頂点を通る軸の方向である。

【0057】

したがって、回転子ケーシングの外面は、同じ軸方向を指す２つの円錐台部分を備え得る。第１の円錐台部分および第２の円錐台部分は、分離空間と同じ軸方向位置にある回転子ケーシングの一部分であり得る。したがって、分離空間の内面も第１の円錐台部分と第２の円錐台部分とを備えてもよく、第１の円錐台部分は、第２の円錐台部分の開く角度より大きい開く角度を有し、第１の円錐台部分および第２の円錐台部分の仮想的な頂点は両方とも回転軸（Ｘ）に沿う同じ軸方向を指す。

【0058】

第１の円錐台部分は、第２の円錐台部分より回転子ケーシングの第１の軸方向端の近くに配置され得る。第１の円錐台部分は、分離円板の積み重ねの円錐台状の分離円板と同じ開く角度を有し得る。

【0059】

さらに、例として、第２の円錐部分の開く角度は、第２の円錐台部分の外面が、１０度未満である回転軸に対する角度αを形成するようにされる。これは、例えば、挿入体を遠心分離機の回転可能部材へと挿入するとき、または、挿入体を分離機から取り出し、別の交換可能な挿入体と交換するときなど、交換可能な分離挿入体の容易な取り扱いを可能にすることができる。

【0060】

第１の態様の実施形態では、交換可能な挿入体は、液体を前記第１の回転可能シールおよび／または少なくとも１つの第２の回転可能シールに供給するための導管をさらに備える。

【0061】

したがって、冷却液体などの液体を第１の回転可能シールに供給するための導管が第１の不動部分にあり得る。さらに、冷却液体などの液体を少なくとも１つの第２の回転可能シールに供給するための導管が第２の不動部分にあり得る。

【0062】

分離空間に配置される分離円板の積み重ねは、回転の軸（Ｘ）を中心として同軸に配置される。このような分離円板は、分離表面の拡大した挿入体を分離空間において形成する。分離円板は切頂円錐の形態を有することができ、つまり、積み重ねは、円錐台状の分離円板の積み重ねであり得る。したがって、第１の態様の実施形態では、分離円板の積み重ねは円錐台状の分離円板を備える。

【0063】

例として、円錐台状の分離円板は、前記第１の不動部分に向けて指す仮想的な頂点を有し得る。したがって、仮想的な頂点は、送り込み入口および分離機の軸方向で下方の一部を向いて指し得る。さらに、挿入体の第１の端に最も近い軸方向で最も下の分離円板の仮想的な頂点は、第１の不動部分から１０ｃｍ未満に配置され得る。これはさらに、交換可能な分離挿入体をよりコンパクトにする。

【0064】

仮想的な頂点が第１の不動部分に向けて指す状態で円錐台状の分離円板が配置されるとき、第１の不動部分は、分離空間の重量相回収空間から、１０ｃｍ未満などの２０ｃｍ未満である軸方向の距離に配置され得る。

【0065】

分離円板は、代替で、回転の軸の周りに配置される軸方向の円板であってもよい。

【0066】

分離円板は、例えば、ステンレス鋼など、金属を備え得る、または金属材料のものであり得る。分離円板はさらに、プラスチック材料を備え得る、または、プラスチック材料のものであり得る。

【0067】

本発明の概念の第２の態様によれば、異なる密度のものである流体混合物の少なくとも２つの成分を分離するための方法であって、
ａ）先の第１の態様による交換可能な分離挿入体を備える遠心分離機を提供するステップと、
ｂ）前記流体混合物を、前記分離空間への送り込み入口へと供給するステップと、
ｃ）分離軽量相を前記分離空間から軽量相出口を介して排出するステップと、
ｄ）分離重量相を前記分離空間から重量相出口を介して排出するステップと
を含む方法が提供される。

【0068】

この態様は、先の態様と同じまたは対応する利点を概して呈することができる。第２の態様に関連して使用される用語および定義は、先の第１の態様に関連して検討されているものと同じである。

【0069】

流体混合物は、例えば、哺乳類の細胞培養混合物などの細胞培養混合物であり得る。したがって、分離重量相は、細胞培養混合物からの分離細胞相を含み得る。

【0070】

本発明の概念の上記および追加の目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照しつつ、以下の例示の非限定的な詳細な記載を通じてより良く理解される。図面では、他に述べられていない場合、同様の符号が同様の要素のために使用されている。

【図面の簡単な説明】

【0071】

【図1】本開示による交換可能な分離挿入体の形態の概略的な外部の側面図である。

【図2】本開示による交換可能な分離挿入体を備える遠心分離機の概略的な断面図である。

【図3】本開示による交換可能な分離挿入体の概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0072】

図１は、本開示による交換可能な分離挿入体１の外側の側面図である。挿入体１は、回転軸（Ｘ）によって定められる軸方向において見られるように、第１の下方の不動部分３と第２の上方の不動部分４との間に配置された回転子ケーシング２を備える。挿入体１は、挿入体１の下方の軸方向端５に配置される第１の不動部分３を備える。挿入体１は、挿入体１の上方の軸方向端６に配置される第２の不動部分４を備える。

【0073】

送り込み入口は、この例では軸方向の下方の端５に配置されており、送り込みが、第１の不動部分３に配置された不動の入口導管７を介して供給される。不動の入口導管７は回転軸（Ｘ）に配置されている。第１の不動部分３は、分離液体軽量相とも呼ばれるより小さい密度の分離液体相のための不動の出口導管９をさらに備える。

【0074】

液体重量相とも呼ばれるより大きい密度の分離相の排出のために、上方の不動部分４に配置されている不動の出口導管８がある。したがって、この実施形態では、送り込みは、下方の軸方向端５を介して供給され、分離軽量相は下方の軸方向端５を介して排出され、分離重量相は上方の軸方向端６を介して排出される。

【0075】

回転子ケーシング２の外面は第１の円錐台部分１０と第２の円錐台部分１１とを備える。第１の円錐台部分１０は軸方向において第２の円錐台部分１１の下方に配置されている。外面は、第１の円錐台部分１０および第２の円錐台部分１１の仮想的な頂点が両方とも、回転軸（Ｘ）に沿う同じ方向を指すように配置されており、この方向は、ここでは挿入体１の下方の軸方向端５に向かう軸方向下向きである。

【0076】

さらに、第１の円錐台部分１０は、第２の円錐台部分１１の開く角度より大きい開く角度を有する。第１の円錐台部分の開く角度は、回転子ケーシング２の分離空間１７の中に含まれる分離円板の積み重ねの開く角度と実質的に同じであり得る。第２の円錐台部分１１の開く角度は、回転子ケーシング２の分離空間の中に含まれる分離円板の積み重ねの開く角度より小さくなり得る。例として、第２の円錐台部分１１の開く角度は、外面が回転軸と５度未満などの１０°未満である角度αを形成するようにされ得る。下向きを指す仮想的な頂点を伴う２つの円錐台部分１０および１１を有する回転子ケーシング２は、挿入体１を回転可能部材３０へと上方から挿入させることができる。したがって、外面の形は、外側の回転可能部材３０との適合性を増加させ、回転可能部材３０は、第１の円錐台部分１０と第２の円錐台部分１１との係合など、回転子ケーシング２の外面の全部または一部と係合することができる。

【0077】

回転子ケーシング２を第１の不動部分３から分離する下方封止筐体１２の中に配置される下方回転可能シールと、回転子ケーシング２を第２の不動部分４から分離する上方封止筐体１３の中に配置される上方回転可能シールとがある。下方封止筐体１２の中の封止境界面の軸方向位置は符号１５ｃで印されており、上方封止筐体１３の中の封止境界面の軸方向位置は符号１６ｃで印されている。したがって、第１の回転可能シール１５および第２の回転可能シール１６のこのような不動部１５ａ、１６ａと回転可能部１５ｂ、１６ｂとの間に形成される封止境界面は、回転子ケーシング２と挿入体１の第１の不動部分３および第２の不動部分４との間の境界面または境界も形成している。

【0078】

冷却液体などの封止流体を第１の回転可能シール１５へと供給および引き込むための封止流体入口１５ｄおよび封止流体出口１５ｅと、同様に、冷却液体などの封止流体を第２の回転可能シール１６へと供給および引き込むための封止流体入口１６ｄおよび封止流体出口１６ｅとがさらにある。

【0079】

図１には、回転子ケーシング２の中に包囲された分離空間１７の軸方向位置も示されている。この実施形態では、分離空間は、回転子ケーシング２の第２の円錐台部分１１の中に実質的に位置決めされている。分離空間１７の重量相回収空間（１７ｃ）が第１の下方の軸方向位置１７ａから第２の上方の軸方向位置１７ｂまで延びている。分離空間１７の内周面は、角度αと実質的に同じである回転軸（Ｘ）との角度、つまり、第２の円錐台部分１１の外面と回転軸（Ｘ）との間の角度を形成することができる。したがって、分離空間１７の内径は第１の軸方向位置１７ａから第２の軸方向位置１７ｂへと連続的に増加し得る。角度αは５度未満などの１０度未満であり得る。

【0080】

交換可能な分離挿入体１は、操作者による挿入体１の操縦性および取り扱い性を高めるコンパクトな形態を有する。例として、挿入体の下方の軸方向端５における分離空間１７と第１の不動部分３との間の軸方向の距離は、１５ｃｍ未満などの２０ｃｍ未満であり得る。この距離は図１においてｄ１で印されており、この実施形態では、分離空間１７の重量相回収空間（１７ｃ）の最も下の軸方向位置１７ａから第１の回転可能シール１５の封止境界面１５ｃまでの距離である。さらなる例として、分離空間１７が円錐台状の分離円板の積み重ねを備える場合、積み重ねにおいて軸方向で最も下にあり、第１の不動部分３に最も近い円錐台状の分離円板は、５ｃｍ未満などの１０ｃｍ未満である第１の不動部分３からの軸方向の距離ｄ２に仮想的な頂点１８が位置決めされた状態で配置され得る。距離ｄ２は、この実施形態では、軸方向で最も下の分離円板の仮想的な頂点１８から第１の回転可能シール１５の封止境界面までの距離である。

【0081】

図２は、遠心分離機１００の中に挿入されている交換可能な分離挿入体１の概略的な図面を示しており、遠心分離機１００は、不動フレーム３０と、上玉軸受３３ａおよび下玉軸受３３ｂの形態での支持手段を用いてフレームによって支持されている回転可能部材３１とを備えている。ここでは、駆動ベルト３２を介して回転の軸３１の周りに回転可能部材３１を回転させるように配置されている駆動ユニット３４もある。しかしながら、電気的な直接の駆動など、他の駆動手段が可能である。

【0082】

交換可能な分離挿入体１は、回転可能部材３１の中に挿入および固定されている。したがって、回転可能部材３１は、回転子ケーシング２の外面と係合するための内面を伴う貫通孔を備える。つまり、挿入体１の回転子ケーシング２は回転可能部材３１の中に固定される。第１の不動部分３および第２の不動部分４は回転可能部材３１から延び出し、遠心分離機１００の使用の間に不動のままとなるように遠心分離機１００に固定される。

【0083】

挿入体１の搭載の後、上玉軸受３３ａおよび下玉軸受３３ｂは両方とも、回転子ケーシング２の外面の円筒部分１４が軸受平面において軸方向に位置決めされるように、回転子ケーシング２の中で分離空間１７の軸方向で下方に位置決めされる。したがって、円筒部分１４は、少なくとも１つの大きな玉軸受の中への挿入体の搭載を容易にする。上玉軸受３３ａおよび下玉軸受３３ｂは、少なくとも１２０ｍｍなど、少なくとも８０ｍｍの内径を有し得る。

【0084】

さらに、図２において見られるように、挿入体１は、最も下の分離円板の仮想的な頂点１８が、軸方向において、上玉軸受３３ａおよび下玉軸受３３ｂの少なくとも１つの軸受平面に、またはその下方に位置決めされるように、回転可能部材３１の中で位置決めされている。

【0085】

さらに、分離挿入体は、挿入体１の軸方向の下方部５が、軸方向において、支持手段、つまり、上玉軸受３３ａおよび下玉軸受３３ｂの下方に位置決めされるように、分離機１００の中に搭載されている。回転子ケーシング２は、この例では、回転可能部材３１によって外部でだけ支持されるように配置されている。

【0086】

分離挿入体１は、挿入体１の外側から入口、出口、および回転可能シールへの容易なアクセスを可能にするように分離機１００の中にさらに搭載される。

【0087】

図３は、本開示の交換可能な分離挿入体１の実施形態の断面の概略図を示している。挿入体１は、回転軸（Ｘ）の周りに回転するように配置される回転子ケーシング２と、第１の下方の不動部分３と、第２の上方の不動部分４とを備える。回転子ケーシング２は第１の不動部分３と第２の不動部分４との間に配置される。したがって、第１の不動部分３は挿入体の軸方向の下方の端５に配置されており、第２の不動部分４は挿入体１の軸方向の上方の端６に配置されている。

【0088】

送り込み入口２０が、この例では軸方向の下方の端５に配置されており、送り込みが、第１の不動部分３に配置された不動の入口導管７を介して供給される。不動の入口導管７は、プラスチック管などの管を備え得る。

【0089】

不動の入口導管７は、分離される材料が回転中心において供給されるように回転軸（Ｘ）に配置されている。送り込み入口２０は、分離される流体混合物を受け入れるためのものである。

【0090】

送り込み入口２０は、この実施形態では、入口錐状部１０ａの頂部に配置されており、入口錐状部１０ａは、挿入体１の外側において、第１の円錐台状の外面１０も形成している。入口２４からの流体混合物を分離空間１７へと分配するために送り込み入口に配置されたさらなる分配器２４がある。

【0091】

分離空間１７は、第１の下方の軸方向位置１７ａから第２の上方の軸方向位置１７ｂまで軸方向で延びている径方向で外側の重量相回収空間１７ｃを備える。分離空間は、積み重ね１９の分離円板同士の間の隙間によって形成される径方向で内側の空間をさらに備える。

【0092】

分配器２４は、この実施形態では、回転軸（Ｘ）において、挿入体１の下方の端５を向いて指す頂点を伴う円錐状の外面を有する。分配器２４の外面は、入口錐状部１０ａと同じ円錐角を有する。分離される流体混合物を、入口における軸方向で下方の位置から、分離空間１７における軸方向で上方の位置まで軸方向で上向きに連続的に案内するための、外面に沿って延びる複数の分配通路２４ａがさらにある。この軸方向で上方の位置は、分離空間１７の重量相回収空間１７ｃの第１の下方の軸方向位置１７ａと実質的に同じである。分配通路２４ａは、例えば、真っ直ぐな形または湾曲した形を有し、そのため、分配器２４の外面と入口錐状部２４ａとの間で延び得る。分配通路２４は、軸方向で下方の位置から軸方向で上方の位置まで分岐し得る。さらに、分配通路２４は、軸方向で下方の位置から軸方向で上方の位置まで延びる管の形態であり得る。

【0093】

しかしながら、分配通路２４ａは、例えば、分配器および／または分離円板の積み重ねにおける軸方向の分配開口によって、分離円板の積み重ねの中にある径方向位置において、分離される液体または流体を分離空間へと供給するように配置されてもよい。このような開口は、積み重ねの中に軸方向の分配通路を形成することができる。

【0094】

分離空間１７において同軸に配置される円錐台状の分離円板の積み重ね１９がさらにある。積み重ね１９における分離円板は、仮想的な頂点が分離挿入体の軸方向で下方の端５を指す状態、つまり、入口２０に向けて指す状態で配置されている。積み重ね１９における最も下の分離円板の仮想的な頂点１８は、挿入体１の軸方向の下方の端５における第１の不動部分３から１０ｃｍ未満である距離に配置され得る。積み重ね１９は、少なくとも４０枚の分離円板など、少なくとも５０枚の分離円板など、少なくとも１００枚の分離円板など、少なくとも１５０枚の分離円板など、少なくとも２０枚の分離円板を備え得る。明確性の理由のため、数枚だけの円板が図１では示されている。この例では、分離円板の積み重ね１９は分配器２４の上に配置されており、したがって、分配器２４の円錐状の外面は、円錐台状の分離円板の円錐部分と同じ角度を回転軸（Ｘ）に対して有し得る。分配器２４の円錐形は、積み重ね１９における分離円板の外径とおおよそ同じかまたはそれ以上の直径を有する。したがって、分配通路２４ａは、積み重ね１９における円錐台状の分離円板の外周の径方向位置の外側である径方向位置Ｐ_１にある分離空間１７における軸方向位置１７ａへと分離させるように流体混合物を案内するように配置される。

【0095】

分離空間１７の重量相回収空間１７ｃは、この実施形態では、第１の下方の軸方向位置１７ａから第２の上方の軸方向位置１７ｂへと連続的に増加する内径を有する。分離空間１７から分離重量相を移送するための出口導管２３がさらにある。この導管２３は、分離空間１７の径方向で外側の位置から重量相出口２２へと延びている。この例では、導管は、中心位置から径方向に外に分離空間１７へと延びる単一の管の形態である。しかしながら、少なくとも３つ、少なくとも５つの出口導管２３など、少なくとも２つのこのような出口導管２３があり得る。したがって、出口導管２３は、径方向で外側の位置に配置される導管入口２３ａと、径方向で内側の位置における導管出口２３ｂとを有し、出口導管２３は、導管入口２３ａから導管出口２３ｂへの上向きの傾斜で配置されている。例として、出口導管は、径方向平面に対して、少なくとも５度など、少なくとも１０度など、少なくとも２度の上向きの傾斜で傾斜させられ得る。

【0096】

出口導管２３は、導管入口２３ａが分離空間１７の軸方向で最も上の部分１７ｂから分離重量相を移送するために配置されるように、分離空間１７における軸方向で上方の位置に配置されている。出口導管２３は、導管入口２３ａが、分離空間１７の周辺から、つまり、分離空間１７の内面において分離空間における径方向で最も外側の位置から、分離重量相を移送するために配置されるように、分離空間１７へと径方向で外へさらに延びている。

【0097】

不動の出口導管２３の導管出口２３ｂは重量相出口２２において途切れており、重量相出口２２は、第２の上方の不動部分４に配置された不動の出口導管８に連結されている。したがって、分離重量相は、上部を介して、つまり、分離挿入体１の上方の軸方向端６において排出される。

【0098】

さらに、分離円板の積み重ね１９を通じて分離空間１７において径方向で内向きに通過した分離液体軽量相は、回転子ケーシング２の軸方向で下方の端に配置された液体軽量相出口２１において回収される。液体軽量相出口２１は、挿入体１の第１の下方の不動部分３に配置された不動の出口導管９に連結されている。したがって、分離液体軽量相は、交換可能な分離挿入体１の第１の下方の軸方向端５を介して排出される。

【0099】

第１の不動部分３に配置された不動の出口導管９と、第２の不動部分４に配置された不動の重量相導管８とは、プラスチック管などの管を備え得る。

【0100】

回転子ケーシング２を第１の不動部分３から分離する、下方封止筐体１２の中に配置されている下方の回転可能シール１５と、回転子ケーシングを第２の不動部分４から分離する、上方封止筐体１３の中に配置されている上方の回転可能シールとがさらにある。第１の回転可能シール１５および第２の回転可能シール１６は密閉シールであり、したがって、機械的に密封して封止された入口および出口を形成する。

【0101】

下方回転可能シール１５は、いかなる追加の入口管なしで入口錐状部１０ａに直接的に取り付けることができ、つまり、入口は、下方の回転可能シール１５の軸方向ですぐ上方の入口錐状部の頂点において形成され得る。このような配置は、大きい直径において下方の機械的シールのしっかりとした取り付けを可能にして軸方向の振れを最小限にする。

【0102】

下方の回転可能シール１５は、入口２０を不動の入口導管７に封止して連結し、液体軽量相出口２１を不動の液体軽量相導管９に封止して連結する。したがって、下方の回転可能シール１５は、同心で二重の機械的シールを形成しており、少ない部品での容易な組み立てを可能にする。下方の回転可能シール１５は、挿入体１の第１の不動部分３に配置された不動部１５ａと、回転子ケーシング２の軸方向で下方の部分に配置された回転可能部１５ｂとを備える。回転可能部１５ｂは、この実施形態では、回転子ケーシング２に配置された回転可能な封止環体であり、不動部１５ａは、挿入体１の第１の不動部分３に配置された不動の封止環体である。回転可能な封止環体と不動の封止環体とを互いと係合させ、それによって少なくとも１つの封止境界面１５ｃを環体同士の間に形成するために、少なくとも１つのバネなどのさらなる手段（図示されていない）がある。形成された封止境界面は、回転の軸（Ｘ）に対する径方向平面と実質的に平行に延びる。したがって、この封止境界面１５ｃは、回転子ケーシング２と挿入体１の第１の不動部分３との間に境界または境界面を形成する。冷却液体、緩衝液体、またはバリア液体などの液体を、下方回転可能シール１５に供給するために、第１の不動部分３に配置されるさらなる連結部１５ｄおよび１５ｅがある。この液体は、封止環体同士の間の境界面１５ｃに供給され得る。

【0103】

同様に、上方の回転可能シール１６は、重量相出口２２を不動の出口導管８に封止して連結する。上方の機械的シールも同心で二重の機械的シールであり得る。上方回転可能シール１６は、挿入体１の第２の不動部分４に配置された不動部１６ａと、回転子ケーシング２の軸方向で上方の部分に配置された回転可能部１６ｂとを備える。回転可能部１６ｂは、この実施形態では、回転子ケーシング２に配置された回転可能な封止環体であり、不動部１６ａは、挿入体１の第２の不動部分４に配置された２つの不動の封止環体である。回転可能な封止環体と不動の封止環体とを互いと係合させ、それによって少なくとも１つの封止境界面１６ｃを環体同士の間に形成するために、少なくとも１つのバネなどのさらなる手段（図示されていない）がある。形成された封止境界面１６ｃは、回転の軸（Ｘ）に対する径方向平面と実質的に平行に延びる。したがって、この封止境界面１６ｃは、回転子ケーシング２と挿入体１の第２の不動部分４との間に境界または境界面を形成する。冷却液体、緩衝液体、またはバリア液体などの液体を、上方回転可能シール１６に供給するために、第２の不動部分４に配置されるさらなる連結部１６ｄ、１６ｅがある。この液体は、封止環体同士の間の境界面１６ｃに供給され得る。

【0104】

さらに、図３は、移送状態での交換可能な分離挿入体を示している。移送の間に第１の不動部分３を回転子ケーシング２に固定するために、下方の回転可能シール１５を回転子ケーシング２の円筒部分１４に軸方向で固定するスナップ留めの形態での下方固定手段２５がある。交換可能挿入体１を回転組立体に搭載すると、スナップ留め２５は、回転子ケーシング２が下方の回転可能シールにおいて軸（Ｘ）の周りに回転可能となるように解放され得る。

【0105】

さらに、移送の間、回転子ケーシング２に対する第２の不動部分４の位置を固定する上方固定手段２７ａ、２７ｂがある。上方固定手段は、第２の不動部分４における係合部材２７ｂと係合し、それによって第２の不動部分４の軸方向の位置を固定する回転子ケーシング２に配置された係合部材２７ａの形態である。さらに、回転子ケーシング２および第２の不動部分４との封止する当接で移送または設定の位置に配置されるスリーブ部材２６がある。スリーブ部材２６は、さらには弾性であり、ゴムスリーブの形態であり得る。スリーブ部材は、回転子ケーシング２を第２の不動部分４に対して回転させることができるように、移送または設定の位置から取り外し可能である。したがって、スリーブ部材２６は、回転子ケーシング２に接して径方向に封止し、設定または移送の位置において第２の不動部分４に接して径方向に封止する。交換可能な挿入体１を回転組立体において搭載すると、スリーブ部材は取り外しでき、係合部材２７ａと２７ｂとの間の軸方向の空間が、第２の不動部分４に対する回転子ケーシング２の回転を許容するために作り出され得る。

【0106】

下方および上方の回転可能シール１５、１６は機械的シールであり、入口と２つの出口とを密封で封止する。

【0107】

動作の間、回転可能部材３１へと挿入される交換可能な分離挿入体１は回転軸（Ｘ）の周りで回転させられる。分離される液体混合物が、不動の入口導管７を介して挿入体の入口２０へと供給され、次に、分配器２４の案内通路２４によって分離空間１７へと案内させられる。したがって、分離される液体混合物は、入口導管７から分離空間１７への軸方向上向きの経路のみに沿って案内される。密度の差によって、液体混合物は液体軽量相と液体重量相とに分離される。この分離は、分離空間１７に嵌め込まれた積み重ね１９の分離円板同士の間の隙間によって容易にされる。分離液体重量相は、出口導管２２によって分離空間１７の周辺から回収され、回転軸（Ｘ）に配置された重量相出口２２を介して不動の重量相出口導管８へと押し出される。分離液体軽量相は、分離円板の積み重ね１９を通じて径方向で内向きに押され、液体軽量相出口２１を介して不動の軽量相導管９へと導かれる。

【0108】

結果として、この実施形態では、送り込みは、下方の軸方向端５を介して供給され、分離軽量相は下方の軸方向端５を介して排出され、分離重量相は上方の軸方向端６を介して排出される。

【0109】

さらに、先に開示されているような入口２０、分配器２４、分離円板の積み重ね１９、および出口導管２３の構成のため、交換可能な分離挿入体１は自動的に脱気させられ、つまり、回転子ケーシングの中に存在するいかなる空気も重量相出口を介して上向きおよび外に妨げられずに進まされるように、空気溜りの存在が排除または低減させられる。したがって、静止しているとき、空気溜りはなく、挿入体１が送り込み入口を通じて上まで満たされる場合、すべての空気は重量相出口２２を通じて放出され得る。これは、分離される液体混合物、または、液体混合物のための緩衝流体が挿入体１の中に存在するとき、回転子ケーシングの静止および回転子ケーシングの回転の開始のときに分離挿入体１を満たすことを容易にもする。

【0110】

同じく図３において見られるように、交換可能な分離挿入体１はコンパクトな設計を有する。例として、積み重ね１９における最も下の分離円板の仮想的な頂点１８との間の軸方向の距離は、第１の不動部分３から、５ｃｍ未満などの１０ｃｍ未満とすることができ、つまり、下方の回転可能シール１５の封止境界面１５ｃから、５ｃｍ未満などの１０ｃｍ未満とすることができる。

【0111】

上記では、本発明の概念が、限られた数の例を参照して主に記載されている。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、上記に開示されているもの以外の例が、添付の特許請求の範囲によって定められているように、本発明の概念の範囲内で等しく可能である。

【符号の説明】

【0112】

１ 交換可能な分離挿入体
２ 回転子ケーシング
３ 第１の下方の不動部分、第１の不動部分
４ 第２の上方の不動部分、第２の不動部分
５ 第１の軸方向端、下方の軸方向端、軸方向の下方の端
６ 第２の軸方向端、上方の軸方向端、軸方向の上方の端
７ 不動の入口導管
８ 不動の出口導管、不動の重量相出口導管
９ 不動の出口導管、不動の軽量相導管
１０ 第１の円錐台部分、第１の円錐台状の外面
１０ａ 入口錐状部
１１ 第２の円錐台部分
１２ 下方封止筐体
１３ 上方封止筐体
１４ 円筒部分
１５ 第１の回転可能シール、下方回転可能シール
１５ａ、１６ａ 不動部
１５ｂ、１６ｂ 回転可能部
１５ｃ、１６ｃ 封止境界面の軸方向位置、封止境界面
１５ｄ、１６ｄ 封止流体入口、連結部
１５ｅ、１６ｅ 封止流体出口、連結部
１６ 第２の回転可能シール、上方回転可能シール
１７ 分離空間
１７ａ 第１の下方の軸方向位置、最も下の軸方向位置、第１の軸方向位置
１７ｂ 第２の上方の軸方向位置、軸方向で最も上の部分、第２の軸方向位置
１７ｃ 重量相回収空間
１８ 仮想的な頂点
１９ 積み重ね
２０ 送り込み入口
２１ 液体軽量相出口
２２ 重量相出口
２３ 不動の出口導管
２３ａ 導管入口
２３ｂ 導管出口
２４ 分配器
２４ａ 分配通路
２５ 下方固定手段、スナップ留め
２６ スリーブ部材
２７ａ、２７ｂ 上方固定手段、係合部材
３０ 不動フレーム
３１ 回転可能部材
３２ 駆動ベルト
３３ａ 上玉軸受
３３ｂ 下玉軸受
３４ 駆動ユニット
１００ 遠心分離機
ｄ１、ｄ２ 距離
Ｐ_１ 径方向位置
Ｘ 回転軸、回転の軸
α 角度

【図1】

【図2】

【図3】