JP4152977B2 - Ehd技術を用いた流体回転装置 - Google Patents
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Description
第1乃至第3電極が行き違うように、つまりオーバーラップしないように形成されることで、各電極に位相差のある交流電源が供給されれば、それにより極性流体が回転する。
本願第3発明は、第1発明において、電源装置は、相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給することが好ましい。
本願第4発明は、第1発明において、基底層は、シリコン材質で形成されることが良い。
本願第8発明は、第6発明において、前記電源装置は、相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給することを特徴とする流体回転装置を提供する。
本願第10発明は、基底層と、前記基底層に設けられた複数の第1、第2及び第3の電極と、前記基底層の上部に設けられ、極性流体が吸入される空間部と前記空間部に前記極性流体を供給する流入口及び前記空間部に受容された前記極性流体が排出される吐き出し口を含むカバーと、前記第1ないし第3の電極に電源を供給する電源装置と、を含むことを特徴とする流体回転装置を提供する。この流体回転装置は、本願第1発明と同様の作用効果を奏する。
示されたように、本発明によるEHD技術を用いた流体回転装置は、基底層110と、第1及び第2の電極120,130と、カバー140と、第3の電極150、及び電源装置160と、を含む。
基底層110の上側には、塩水のような通電可能な極性流体F(図2参照)が配置され、極性流体Fが吸入される空間部110aが形成される。基底層110は、シリコン材質で形成されることが好ましい。この際、空間部110aの直径は、大略2mmを越さないように製作されることが好ましく、空間部110aの高さは大略0.1mm程度に形成できる。
カバー140は、空間部110aを密閉し、流入口141と吐き出し口142とを備える。基底層110の上側に配置された極性流体Fは、流入口141を通じて空間部110aに吸入され、吸入された極性流体Fは、吐き出し口142を通じて基底層110の上側に排出される。吐き出し口142には、吐き出される極性流体Fを誘導するための誘導管143が設けられることもできる。
第1及び第2の電極220,230は、図4に示されたように複数に基底層211に互いに行き違うように設けられることが好ましい。すなわち、第1及び第2の電極220,230はリング状の胴体に複数の第1及び第2の電極220,230が内側を向いて突設される。
電源装置260は、第1ないし第3の電極220,230,250にそれぞれ相異なる位相の電源を供給する3相交流電源装置に備えられることが好ましい。
電源装置160を通じて第1ないし第3の電極120,130,150に相異なる位相差に3相交流電源が供給されれば、空間部110aに受容された極性流体Fは、第1ないし第3の電極120,130,150の位相変化に応じて発生するクーロン(Coulomb)力によって空間部110aの内部で回転する。このように極性流体Fが回転を開始すれば遠心力によって、空間部110aの外側は圧力が高くなり、中央付近の圧力は低くなる。従って、基底層110の上側に配置された極性流体Fは、圧力差によって流入口141を通じて空間部110aに吸入される。また、流入口141に吸入された極性流体Fほどの量の空間部110aにあった極性流体Fが押され出しながら吐き出し口142を通じて空間部110aの外部に吐き出される。
このような構造の流体回転装置は、細胞単位の物質を遠心分離する遠心分離機として使用できる。この場合には、基底層110の上側にヒーター(図示せず)を設けて極性流体Fの内部に含有された多様なサイズの細胞間連結を先ず切ってから、電源装置160を通じて3相交流電源を第1ないし第3の電極120,130,150に供給する。そうすれば、空間部110aにあった極性流体Fが高速に回転しながら流入口141に多様なサイズの細胞を含んでいる極性流体Fを吸入する。吸入された極性流体Fは、遠心力によって含んでいる細胞が質量別に分離されながら吐き出し口142を通じて空間部110aの外へ排出される。吐き出し口142には、図2に示されたよう誘導管143を設けることもできるが、この誘導管143を通じて排出される細胞の捕集をより簡便にすることができる。
以上のような本発明によれば、極性流体を回転させるため動く構造物がないので装置の寿命が延長できる。また、MEMS工程を用いて流体回転装置を非常に小さいサイズに製作できることから、この流体回転装置を遠心分離機として使用する場合に少量のサンプルのみでも細胞レベルの微細な粒子を損傷なしで遠心分離できる。
以上では、本発明の好適な実施形態でついて示して説明したが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されなく、特許請求の範囲から請求する本発明の要旨を外れることがなく当業者によって多様な変形実施が可能なものは勿論であり、こうした変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけないことである。
110a,240a 空間部
120,220 第1の電極
130,230 第2の電極
140,240 カバー
141,241 流入口
142,242 吐き出し口
150,250 第3の電極
Claims (7)
- 極性流体が吸入される空間部が形成された基底層と、
前記空間部に設けられた複数の第1及び第2の電極と、
前記空間部を密閉し、前記極性流体を前記空間部に供給する流入口と前記空間部に受容された前記極性流体が排出される吐き出し口を含むカバーと、
前記カバーに設けられる第3の電極と、
相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給する電源装置とを含む流体回転装置であって、
前記第1ないし第3の電極は、板状に形成され、前記基底層側又はカバー側から見て、第1及び第2の電極及び第2及び第3の電極が、それぞれ、円周に沿って交互に配置されるようなリング形状であることを特徴とする流体回転装置。 - 極性流体が吸入される空間部が形成された基底層;
前記空間部に設けられ、板状に形成され、前記基底層側から見て、それぞれ、円周に沿って交互に配置されるようなリング形状である複数の第1、第2及び第3の電極;
前記空間部を密閉し、前記極性流体を前記空間部に供給する流入口と前記空間部に受容された前記極性流体が排出される吐き出し口を含むカバー;および
相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給する電源装置;
を含むことを特徴とする流体回転装置。 - 基底層;
前記基底層に設けられた複数の第1及び第2の電極;
前記基底層の上部に設けられ、極性流体が吸入される空間部と前記空間部に前記極性流体を供給する流入口及び前記空間部に受容された前記極性流体が排出される吐き出し口を含むカバー;
前記カバーに設けられる第3の電極;および
相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給する電源装置を含み、
前記第1ないし第3の電極は、板状に形成され、前記基底層側又はカバー側から見て、第1及び第2の電極及び第2及び第3の電極が、それぞれ、円周に沿って交互に配置されるようなリング形状であることを特徴とする流体回転装置。 - 第3電極は、前記基底層側から見て、一部が第1及び第2の電極と重畳する形状である請求項1〜3のいずれか1つに記載の流体回転装置。
- 基底層;
前記基底層に設けられ、板状に形成され、前記基底層側から見て、それぞれ、円周に沿って交互に配置されるようなリング形状である複数の第1、第2及び第3の電極;
前記基底層の上部に設けられ、極性流体が吸入される空間部と前記空間部に前記極性流体を供給する流入口及び前記空間部に受容された前記極性流体が排出される吐き出し口を含むカバー;および
相異なる位相差を有する3相交流電源を前記第1ないし第3の電極に供給する電源装置を含むことを特徴とする流体回転装置。 - 前記基底層は、シリコン材質で形成されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の流体回転装置。
- 第1及び第3の電極は、リング状の外周胴体に複数のブレードが内側を向いて突出する形状であり、第2の電極は、リング状の内周胴体に複数のブレードが外側を向いて突出する形状である請求項1〜6のいずれか1つに記載の流体回転装置。
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