JP6425793B2

JP6425793B2 - Centrifuge

Info

Publication number: JP6425793B2
Application number: JP2017238010A
Authority: JP
Inventors: 一成早川
Original assignee: MITSUI ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: MITSUI ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: JP2018100771A

Description

本発明は、非接触のシール及び駆動方式を有する回転体駆動・シール構造及び当該構造を備え、コンタミネーションの問題を生じず遠心分離処理が可能な遠心分離装置に関する。 The present invention relates to a rotary body drive / seal structure having a non-contact seal and drive system, and a centrifugal separator that includes the structure and that can be subjected to a centrifugal separation process without causing a problem of contamination.

様々な分野で、密度の異なる複数の成分を含有する分散液から少なくとも１つの成分を分離する技術が用いられる。例えば、医療分野では、有効な血液成分治療に対する必要性の高まりから、血液から、赤血球、白血球、血小板及び血漿のうちの少なくとも１種類の成分を分離する種々の血液分離装置及び方法が開発されている。そのような血液分離装置として、例えば血液中の各成分の密度差を利用して分離する遠心分離装置を含むものなどが提案されている（特許文献１参照）。 In various fields, techniques are used to separate at least one component from a dispersion containing multiple components of different densities. For example, in the medical field, various blood separation devices and methods for separating at least one of red blood cells, white blood cells, platelets and plasma from blood are developed in view of the growing need for effective blood component therapy. There is. As such a blood separation device, for example, a device including a centrifugal separation device that separates using the density difference of each component in blood is proposed (see Patent Document 1).

特許文献１記載の遠心分離装置は、回転軸を中心にして回転可能であってかつ被処理流体及びこの流体の処理済み成分の注入口／排出口を上端に有し、さらに内部に処理チャンバーの軸方向に移動可能なピストンを有する処理チャンバーと、これに取込まれる生物学的流体の量及び分離された複数の成分の圧し出しを制御するために可動部材の前記軸方向における位置をモニタするための手段とを主要構成として備えている。 The centrifugal separator described in Patent Document 1 is rotatable about a rotation axis and has an inlet / outlet for the treated fluid and the treated components of the fluid at the upper end, and further has an internal processing chamber. A process chamber having an axially movable piston, the amount of biological fluid taken in it and monitoring the axial position of the movable member to control the displacement of the separated components. And means for the main component.

特開２００２−５３３１７１号公報JP, 2002-533171, A

しかしながら、特許文献１の遠心分離装置は、処理チャンバー内でピストンが上昇し、処理後の流体を押し出す際、当該処理チャンバー上端部の回転シール内で回転する前記処理チャンバーの注入口／排出口と回転しない中央配管下端との間隙で必然的に流体が漏洩する。回転シール内では、摩擦ディスクの上下にて高速回転に晒されたゴムシールが当該摩擦ディスクとの接触により摩耗し破片を生じることがあり、その破片が微量ながらも漏洩した流体に混入することで当該流体が汚染される現象（コンタミネーション）が起こり得る。また、これらのゴムシールは摩擦熱により変形しやすく、この変形したゴムシールを通して漏洩した流体が流れ出し摩擦ディスク下側のゴムシールや軸受などに接触し、さらにこの下側のゴムシールなどの破片が当該流体に混入してコンタミネーションを引き起こす危険性もある。このようにして汚染された流体は、処理チャンバー内のピストン移動による減圧により再びチャンバー内に流入するので、コンタミネーションは大きな問題となっている。 However, in the centrifugal separator of Patent Document 1, when the piston ascends in the processing chamber and pushes out the fluid after processing, the inlet / outlet of the processing chamber rotates in the rotary seal of the upper end of the processing chamber. The fluid inevitably leaks in the gap between the non-rotating central piping lower end. In the rotary seal, a rubber seal exposed to high-speed rotation at the upper and lower sides of the friction disc may be worn by contact with the friction disc to generate fragments, and the fragments may be mixed into the leaked fluid although the amount is small. Contamination of the fluid may occur. In addition, these rubber seals are easily deformed by frictional heat, and the fluid leaked through the deformed rubber seals flows out and comes into contact with the rubber seal or bearing on the lower side of the friction disc, and further fragments such as the lower rubber seal mix in the fluid There is also a risk of causing contamination. Contamination is a major problem because the fluid thus contaminated is again introduced into the chamber by the pressure reduction due to the movement of the piston in the processing chamber.

また、処理チャンバーは高速回転によりその軸方向中間領域が外側に膨出するように変形し、処理チャンバー内周壁とピストン外周のゴムシールとの間に隙間が生じ得る。その結果、ピストン上の流体がその隙間を通じて下側に漏れ出し、処理チャンバーの回転駆動系を汚染する危険性もある。 In addition, the processing chamber is deformed so that the axial intermediate region bulges outward due to high speed rotation, and a gap may be generated between the processing chamber inner circumferential wall and the rubber seal on the piston outer periphery. As a result, there is a risk that fluid on the piston leaks downward through the gap and contaminates the rotational drive system of the processing chamber.

本発明は、前記課題を解決すべくなされたものであり、非接触のシール及び駆動方式を有する回転体駆動・シール構造を採用し、コンタミネーションの危険性をなくして密度の異なる複数の成分を含有する分散液から少なくとも１つの成分を確実に分離するのに適用可能な遠心分離装置及び遠心分離システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and employs a rotary body drive / seal structure having a noncontact seal and a drive system, eliminating the risk of contamination and eliminating a plurality of components having different densities. It is an object of the present invention to provide a centrifuge and a centrifuge system applicable for reliably separating at least one component from the contained dispersion.

前記目的は、本発明の一局面によれば、鉛直な軸心方向両端領域において軸心周りに回転可能に支持され、被処理流体又は処理後の成分流体の流出入管を上端部に備える遠心筒と、当該遠心筒の内部において、その内周面に外周が密接した状態で前記軸線方向に上下動可能な可動部材と、前記流出入管の上端に設けられる回転継手部と、前記遠心筒の外側にこれを内包するように配置され、上側に前記遠心筒を通すための開口を有し下側を塞ぐ隔壁を底とする有底の外側器体と、前記遠心筒下端に直接的に又は間接的に連結される従動端、及び前記隔壁を挟んで前記外側器体の外側から前記従動端の端面に対向して配置され、回転駆動力を受けて回転可能に支持された駆動軸の前記隔壁側の端部に駆動端を有する駆動軸で構成される非接触トルク伝達機構と、前記駆動端に回転駆動力を与える駆動モーターと、前記遠心筒の上端寄りにおいてその外周壁と前記外側器体の内周壁とからそれぞれ前記回転体と前記外側器体との間隙が生じるように互いに対向して張り出して設けられ、前記非接触トルク伝達機構を介した前記遠心筒の回転により前記間隙を密封可能な非接触シール部と、前記流出入管から流出する処理後の成分流体の流量又は液相の色をそれぞれ計測、監視する少なくとも１つのセンサーと、当該少なくとも１つのセンサーの出力信号を受け入れ、これに基づいて少なくとも前記遠心筒の回転速度を制御する制御信号を前記駆動モーターに対し出力可能な制御部と、を含んでなることを特徴とする遠心分離装置によって達成される。 According to one aspect of the present invention, the object is a centrifugal cylinder rotatably supported about an axis in both vertical axial end regions and having an inlet / outlet pipe for treated fluid or component fluid after treatment at its upper end. And a movable member movable up and down in the axial direction in a state where the outer periphery is in close contact with the inner peripheral surface inside the centrifugal cylinder, a rotary joint portion provided at the upper end of the inflow / outlet pipe, and an outer side of the centrifugal cylinder A bottomed outer container having an opening at the upper side having an opening for passing the centrifugal cylinder at the upper side and a partition that closes the lower side at the bottom, and directly or indirectly at the lower end of the centrifugal cylinder Of the drive shaft which is disposed opposite to the end face of the driven end from the outside of the outer housing with the partition wall interposed therebetween and which is rotatably supported by receiving rotational driving force Non-contact type comprising a drive shaft having a drive end at the side end Gap between the rotating body and the outer container from the outer peripheral wall of the centrifugal cylinder and the inner peripheral wall of the outer container near the upper end of the centrifugal cylinder. And a non-contacting seal portion which is provided so as to be opposed to each other so as to generate a gap, and which can seal the gap by rotation of the centrifugal cylinder through the non-contacting torque transfer mechanism, and components after processing flowing out of the inflow and outflow pipe At least one sensor for measuring and monitoring the flow rate of the fluid or the color of the liquid phase, and the drive signal for receiving at least one sensor output signal and controlling at least the rotational speed of the centrifugal cylinder based thereon And a control unit capable of outputting power to the motor .

本発明の遠心分離装置は、遠心筒上端の回転継手部内で流体が漏洩した場合でも、従来の接触シールのようにゴムシールなどの素材の摩耗による破片が流体内に混入するコンタミネーションが生じることがない。また、仮に回転中に遠心筒が外側に膨出するように変形して遠心筒への底部材の篏合部分から内部流体が漏洩した場合でも、そこは密閉空間であり、漏洩した流体が例えば駆動系などに接触してこれらを汚染することがない。 According to the centrifugal separator of the present invention, even if the fluid leaks in the rotary joint at the upper end of the centrifugal cylinder, contamination may be caused such that debris from the wear of the material such as the rubber seal mixes in the fluid as in the conventional contact seal. Absent. Also, even if the internal cylinder leaks from the joint portion of the bottom member to the centrifugal cylinder while the centrifugal cylinder is deformed so as to bulge outward during rotation, it is a sealed space, and the leaked fluid is, for example, It does not contaminate these by coming into contact with a drive system or the like.

本発明の遠心分離装置が備える回転体駆動・シール構造の一例を説明するための参考模式図である。It is a reference schematic diagram for demonstrating an example of the rotary body drive and seal structure with which the centrifugal separator of this invention is equipped . 本発明の遠心分離装置の一実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing one embodiment of a centrifugal separator of the present invention. 図１中、丸枠Ｒで囲んだ部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the part enclosed by round frame R in FIG. 図３に示された非接触シールの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the non-contact seal shown in FIG. 3;

次に、添付の図１を参照して、本発明の遠心分離装置が備える回転体駆動・シール構造の一例について説明する。
［回転体駆動・シール構造］
図１に示す回転体駆動・シール構造１００は、図１に示すように、回転体１０１と、外側器体１０３とを主として含んでいる。この回転体１０１は、軸心Ｃ方向両端側にそれぞれ配置された不図示の軸受などによって軸心Ｃ周りに回転可能に支持されている。 Next, with reference to the attached FIG. 1 , an example of a rotary body drive / seal structure provided in the centrifugal separator of the present invention will be described.
[Rotary body drive and seal structure]
The rotating body drive / seal structure 100 shown in FIG. 1 mainly includes a rotating body 101 and an outer container 103, as shown in FIG. The rotating body 101 is rotatably supported around the axis C by bearings or the like (not shown) respectively disposed on both end sides in the axis C direction.

回転体１０１は、図１ではその外形形状を示していないが、円柱状、角柱状、楕円体状など種々の外形形状を採ることができる。例えば、回転体１０１は、その軸心Ｃ方向いずれかの一端領域に、又は両端のそれぞれの領域に回転体１０１よりも相対的にその軸心Ｃ方向に直交する方向のサイズが小さく細い部分を同心に備えた外形形状であってもよい。また、さらに回転体１０１の中間領域においても前記サイズが階段状に大小変わる段が当該方向の任意の位置に少なくとも１か所設けられたものであってもよい。これらのうち、回転体１０１は、中空有底の筒状容器であることが好ましい。 The rotary body 101 does not show the external shape in FIG. 1 but can take various external shapes such as a cylindrical shape, a prismatic shape, and an ellipsoidal shape. For example, the rotating body 101 is smaller in size in a direction perpendicular to the axial center C direction than the rotating body 101 in one end region in the axial center C direction or in each region at both ends. It may be an external shape provided concentrically. Furthermore, even in the middle region of the rotating body 101, at least one step in which the size changes in a stepwise manner may be provided at any position in the direction. Among these, the rotating body 101 is preferably a hollow-bottomed cylindrical container.

外側器体１０３は、回転体１０１の外側にこれを内包するように、かつ軸心Ｃと同心にこれ自体が回転することなく配置されている。なお、外側器体１０３は、回転体１０１の軸心Ｃと同心の配置されることを図１は示すが、本発明においては同心配置に限定されず、外側器体１０３の軸線が回転体１０１の軸心Ｃ方向に平行であればよい。外側器体１０３は、軸心Ｃ方向一端側が当該方向に略直交する方向の隔壁１０４によって閉塞されている。外側器体１０３は、内部に回転体１０１を内包可能であり、前記の隔壁１０４を備えていれば、その形状も特に制限がなく、例えば筒状など従来公知の形状の中から適宜選択して採用できる。 The outer body 103 is disposed outside the rotating body 101 so as to enclose the outer body 103 and concentric with the axis C without itself rotating. Although FIG. 1 shows that the outer container 103 is disposed concentrically with the axial center C of the rotating body 101, the present invention is not limited to the concentric arrangement, and the axis of the outer container 103 is the rotating member 101. It is sufficient if it is parallel to the axial center C direction of The outer container body 103 is closed at one end side in the axial center C direction by the partition wall 104 in a direction substantially orthogonal to the direction. The outer container body 103 can contain the rotating body 101 inside, and the shape thereof is not particularly limited as long as the outer wall 103 is provided with the partition wall 104. For example, the outer container body 103 may be appropriately selected from conventionally known shapes such as a cylinder. It can be adopted.

回転体１０１の軸心Ｃ方向一端には、従動端１０２が設けられている。隔壁１０４を挟んで外側器体１０３の外側には、従動端１０２と端面同士が対向するように駆動端１０５が設けられている。これら従動端１０２及び駆動端１０５の組合せにより、非接触トルク伝達機構１０７が構成される。この伝達機構１０７は、隔壁１０４を介して配置された従動端１０２と駆動端１０５との間で非接触でトルク伝達が可能であれば従来公知の各種の形式のものを用いることができるが、好ましい機構としては、例えば磁気カップリングが挙げられる。駆動端１０５は、これに直接的又は間接的に接続された駆動モーター１０６の回転駆動力を受けて回転可能であり、駆動端１０５が回転した場合、その駆動力が従動端１０２に伝達され、回転体１０１が回転するように構成されている。 A driven end 102 is provided at one end of the rotating body 101 in the axial center C direction. A driving end 105 is provided on the outer side of the outer container 103 with the partition wall 104 in between so that the driven end 102 and the end faces face each other. The non-contact torque transmission mechanism 107 is configured by the combination of the driven end 102 and the drive end 105. As this transmission mechanism 107, various types of conventionally known types can be used if torque transmission can be performed without contact between the driven end 102 and the drive end 105 disposed via the partition wall 104. Preferred mechanisms include, for example, magnetic coupling. Drive end 105 is rotatable upon receiving a rotational drive force of drive motor 106 directly or indirectly connected thereto, and when drive end 105 is rotated, the drive force is transmitted to driven end 102, The rotating body 101 is configured to rotate.

回転体１０１の軸心Ｃ方向他端寄りには、これと外側器体１０３との間に非接触シール部１０８が設けられている。非接触シール部１０８としては、回転体１０１と外側器体１０３との間に配置可能であり、両者が接触しないように適度に間隙１０９を設けたものであり、回転体１０１の回転により間隙１０９が密封される従来公知の各種の形式のもの、例えばラビリンスシール、ねじシール、油溝、フリンガーなどの中から被処理流体の性状を考慮して適宜選択して用いることができる。これらの型式のうちでは、ラビリンスシールを用いるのが好ましい。 A noncontact seal portion 108 is provided between the other end of the rotating body 101 in the axial center C direction and between the outer body 103 and the other end. The non-contact seal portion 108 can be disposed between the rotating body 101 and the outer container 103, and is provided with a gap 109 appropriately so that the both do not contact. It can be appropriately selected and used in consideration of the properties of the fluid to be treated from conventionally known various types in which it is sealed, such as labyrinth seal, screw seal, oil groove, flinger and the like. Of these types, it is preferable to use a labyrinth seal.

回転体駆動・シール構造１００は、以上の構成により、外側器体１０３はその駆動側を隔壁１０４で閉塞され、駆動端１０５と従動端１０２とがこれらの間に隔壁１０４を介在させて非接触トルク伝達機構１０７を構成し、回転体１０１の回転中は、非接触シール部１０８の間隙１０９が密封されることで、回転体１０１、外側器体１０３、隔壁１０４及び非接触シール部１０８で囲まれた空間（斜線でハッチングした領域）を密閉して密閉空間を形成できる。このように密閉空間を形成できることで、回転体１０１の回転中は、この空間の外側からの流体（気体を含む）の流入や内側の流体（気体を含む）の流出を抑えることができ、また当該空間内について必要に応じて滅菌などの処理を行うことができる。 With the above configuration, the outer body 103 is closed on the drive side by the partition 104, and the drive end 105 and the driven end 102 are non-contacting with the partition 104 interposed therebetween. The torque transfer mechanism 107 is configured, and the gap 109 of the noncontact seal portion 108 is sealed during rotation of the rotator 101 so that it is surrounded by the rotor 101, the outer container 103, the partition 104 and the noncontact seal portion 108. The sealed space (the hatched area) can be sealed to form a sealed space. Since the sealed space can be formed in this way, it is possible to suppress the inflow of fluid (including gas) and the outflow of fluid (including gas) from the outside of the space while the rotating body 101 is rotating. A treatment such as sterilization can be performed as needed in the space.

［遠心分離装置］
次に、添付の図２〜図４を参照して、すでにした回転体駆動・シール構造を含む本発明の遠心分離装置の一実施形態について詳細に説明する。ここで、図２は、本発明の遠心分離装置の一実施形態を示す部分断面図である。また、図３は図２中、丸枠Ｒで囲んだ部分の拡大断面図であり、図４は図３に示された非接触シール部の縦断面図である。本実施形態の遠心分離装置１は、図２及び図３に示すように、遠心筒２、ロータリージョイント（回転継手部）５、磁気カップリング８及び樹脂チャンバー（外側器体）１０を主要の構成要素としている。 [Centrifuge]
Next, with reference to attached FIGS. 2 to 4, an embodiment of the centrifugal separator of the present invention including the already-described rotating body drive / seal structure will be described in detail. Here, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of the centrifugal separator of the present invention. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a round frame R in FIG. 2, and FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the noncontact seal portion shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the centrifugal separator 1 according to this embodiment mainly includes the centrifugal cylinder 2, the rotary joint (rotary joint portion) 5, the magnetic coupling 8 and the resin chamber (outer container) 10. It is an element.

遠心筒２は、回転体としてその軸心Ｃ周りに回転可能とされ、一定の肉厚及び内径を有する円筒状の胴を備えている。その上端寄りは縮径されて縮径部が形成されており、その上にさらにその胴よりも相対的に小さい外径の流出入管２ａが当該胴と一体的に同心に配置されている。この遠心筒２の回転に伴い回転する流出入管２ａは、その先端（流出入口）２ａがロータリージョイント５の下端側から継手３６内に挿入配置されている。 The centrifugal cylinder 2 is rotatable about its axis C as a rotating body, and includes a cylindrical body having a constant thickness and an inner diameter. The upper end is reduced in diameter to form a reduced diameter portion, and an outflow / inflow tube 2a having an outer diameter relatively smaller than that of the cylinder is further disposed concentrically with the cylinder. The distal end (outlet / inlet) 2 a of the inflow / outflow pipe 2 a that rotates with the rotation of the centrifugal cylinder 2 is inserted into the joint 36 from the lower end side of the rotary joint 5.

また、遠心筒２の内部には、その内周壁に外周が密接した状態で可動部材（ピストン）６が遠心筒２の軸心Ｃ方向に上下動可能に設けられている。ピストン６の上下動により、被処理流体を遠心筒２内に引き込み、又は遠心筒２より処理後の成分流体を流出することができる。このピストン６の上面は、遠心筒２の上端寄りの縮径部分の内面に当接するように円錐形の外形形状を呈している。可動部材６の外周にも、Ｏリング溝６ａが設けられ、そこにＯリング７１が装着されている。これにより可動部材６の外周と遠心筒２の内周壁との間の密着性が担保され、可動部材６の上下方向相互の流体（気体を含む）の流通が防止できる。 Further, inside the centrifugal cylinder 2, a movable member (piston) 6 is provided vertically movably in the axial center C direction of the centrifugal cylinder 2 in a state where the outer periphery is in close contact with the inner peripheral wall thereof. By the vertical movement of the piston 6, the fluid to be treated can be drawn into the centrifugal cylinder 2 or the component fluid after treatment can flow out of the centrifugal cylinder 2. The upper surface of the piston 6 has a conical outer shape so as to abut on the inner surface of the reduced diameter portion near the upper end of the centrifugal cylinder 2. An O-ring groove 6a is also provided on the outer periphery of the movable member 6, and an O-ring 71 is attached thereto. Thereby, the adhesiveness between the outer periphery of the movable member 6 and the inner peripheral wall of the centrifugal cylinder 2 is secured, and the flow of fluid (including gas) in the vertical direction of the movable member 6 can be prevented.

遠心筒２の材質としては特に制限されず、従来公知の金属や樹脂などの中から適宜選択して使用できるが、遠心筒２の内部状態を観察する必要があるといった場合には、樹脂製、特に透明な樹脂製とするのがよい。また、本実施形態のように、遠心筒２の下側から圧縮空気の吹込み、排出によってピストン６を上下動させる場合には、遠心筒２の少なくともピストン６よりも下側の空間が加圧又は減圧状態となるため、これに耐えるだけの肉厚を有するものが好ましい。このような透明であり、強度特性に優れ、さらに肉厚品の製造が容易な樹脂としては、例えばアクリル樹脂などが挙げられる。 The material of the centrifugal cylinder 2 is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from conventionally known metals and resins, etc. However, when it is necessary to observe the internal state of the centrifugal cylinder 2, it is made of resin, In particular, it is preferable to use a transparent resin. In addition, when moving the piston 6 up and down by blowing compressed air from the lower side of the centrifugal cylinder 2 and moving the piston 6 up and down as in the present embodiment, the space of at least the piston 6 of the centrifugal cylinder 2 is pressurized. Or since it will be in a pressure-reduced state, what has the thickness which can end this is preferable. As such a resin which is transparent, is excellent in strength characteristics, and is easy to manufacture thick articles, for example, acrylic resin and the like can be mentioned.

本実施形態におけるロータリージョイント（回転継手部）５は、回転する流出入管２ａから固定配管３４ａに、又はその逆方向に流体を搬送するために、回転体である流出入管２ａと固定配管３４ａからの継手３６を接続するユニットである。ロータリージョイント５は、その構成として、外周を構成するロータリージョイントケース３０と、流出入管２ａに外嵌されるロータリージョイント軸３５との間に形成されるドーナツ状の空間に下から軸受３１及び非接触シール部としてのラビリンスシール３２が、その間にラビリンスシール外輪支持用スペーサー３０１及びラビリンスシール内輪支持用スペーサー３０２を介在させて重ねられている。 The rotary joint (rotary joint portion) 5 in the present embodiment is a rotating body for conveying the fluid from the rotating inflow / outflow pipe 2a to the fixed pipe 34a or in the opposite direction thereof from the inflow / outflow pipe 2a and the fixed pipe 34a. It is a unit that connects the joint 36. The rotary joint 5 has a bearing 31 and a non-contact from below in a toroidal space formed between the rotary joint case 30 constituting the outer periphery and the rotary joint shaft 35 externally fitted to the inflow / outlet pipe 2a. A labyrinth seal 32 as a seal portion is overlapped with a labyrinth seal outer ring support spacer 301 and a labyrinth seal inner ring support spacer 302 interposed therebetween.

ラビリンスシール３２は、図３に示すように、ロータリージョイント軸３５の外径に略合致する内径を有する挿通孔６２を中央領域に有し、この挿通孔６２に嵌め込んだ当該軸３５の回転に伴い回転する内輪６１と、ロータリージョイントケース３０の内周壁に密接した状態とされ回転しない外輪６０とから構成されている。 As shown in FIG. 3, the labyrinth seal 32 has an insertion hole 62 having an inner diameter substantially matching the outer diameter of the rotary joint shaft 35 in the central region, and rotates the shaft 35 fitted in the insertion hole 62. The inner ring 61 is rotated along with the rotation, and the outer ring 60 is in close contact with the inner circumferential wall of the rotary joint case 30 and does not rotate.

内輪６１の外周面及び外輪６０の内周面は、これらの縦断面において上から下に向けてより軸心Ｃに近接するように略斜めになるように形成されている。具体的には、内輪６１の外周面は、上側から下側に向けて順次断続的、階段状に外径が小さくなるように形成される一方、外輪６０の内周面は、上側から下側に向けて順次断続的、階段状に内径が小さくなるように形成されている。両者の階段状のそれぞれ対向する面の間は一定の間隔（ラビリンス間隙６３）となるように調整されている。 The outer peripheral surface of the inner ring 61 and the inner peripheral surface of the outer ring 60 are formed so as to be substantially oblique to be closer to the axial center C from the top to the bottom in these vertical cross sections. Specifically, the outer peripheral surface of the inner ring 61 is formed so that the outer diameter gradually decreases in a stepwise manner intermittently from the upper side to the lower side, while the inner peripheral surface of the outer ring 60 is formed from the upper side to the lower side. The inner diameter is formed to be smaller in a stepwise manner in an intermittent manner toward one side. It is adjusted so that a fixed space (labyrinth gap 63) may be provided between the opposing surfaces of the step shape of the two.

ラビリンスシール３２の内輪６１及び外輪６０はそれぞれドーナツ状の外輪支持用スペーサー３０１及び内輪支持用スペーサー３０２を直下に備えている。ロータリージョイント軸３５にロータリー軸ナット３３を螺合していくことにより、内輪６１は上から締め付けられてロータリージョイント軸３５に固定されるように構成されている。また、こうして取り付けられたロータリー軸ナット３３は、その上から被せられるロータリージョイントカバー３４によって覆い隠される。このカバー３４は、ロータリージョイント収納室２７の内周と略同等の外径のリング状突部を下方に備えており、これがロータリージョイント収納室２７内でラビリンスシール外輪６０を上から押さえつけこれを固定するように構成されている。これにより、内輪６１は外輪６０と同じ高さ位置に配置されるように設計されている。 The inner ring 61 and the outer ring 60 of the labyrinth seal 32 respectively have a toroidal outer ring support spacer 301 and an inner ring support spacer 302 immediately below. By screwing the rotary shaft nut 33 to the rotary joint shaft 35, the inner ring 61 is configured to be tightened from above and fixed to the rotary joint shaft 35. Also, the rotary shaft nut 33 mounted in this way is covered and hidden by the rotary joint cover 34 placed thereon. The cover 34 is provided with a ring-shaped protrusion of an outer diameter substantially the same as the inner periphery of the rotary joint storage chamber 27 at the bottom, which presses the labyrinth seal outer ring 60 from above in the rotary joint storage chamber 27 and fixes it. It is configured to Thus, the inner ring 61 is designed to be disposed at the same height as the outer ring 60.

本実施形態においては、ロータリー軸ナット３３の締め付け具合を変え、若しくは内輪支持用スペーサー３０２を上下方向の厚さの僅かに異なるものに取り換え、又はこれら双方を行うことで、内輪６１の高さ位置を外輪６０のそれに対して微小量上下に変更し、このラビリンス間隙６３を拡げたり狭めたり調整できる。被処理流体の粘度の大小に応じて、このようにラビリンス間隙６３を調整可能に構成することで、広範な粘度範囲の被処理流体の分離処理に対応可能となる利点がある。 In the present embodiment, the height position of the inner ring 61 is changed by changing the degree of tightening of the rotary shaft nut 33 or replacing the inner ring support spacer 302 with a slightly different thickness in the vertical direction or both. Can be changed up and down with respect to that of the outer ring 60 by a small amount, and this labyrinth gap 63 can be expanded, narrowed or adjusted. By configuring the labyrinth gap 63 to be adjustable in this manner according to the magnitude of the viscosity of the fluid to be treated, there is an advantage that it becomes possible to cope with the separation processing of the fluid to be treated in a wide viscosity range.

こうして組立られるロータリージョイント５の下端面に遠心筒２の流出入管２ａが導入され、上端面では当該面より上方に延びる固定配管３４ａに液相チューブ３７が接続される。この液相チューブ３７は、固定配管３４ａの外径よりも僅かに小さい内径を有し当該固定配管３４ａの上端に嵌め込んで接続できるだけの柔軟性及び弾力性を備えたものであれば、特に限定されないが、透明であることが好ましい。後述する本発明の遠心分離システムにおいては、この液相チューブ３７を通して流れる流体の流量や色を計測、監視するセンサーを用いるためである。なお、被処理流体の性状によっては、液相チューブ３７はさらに耐酸性、耐アルカリ性などの特性を備えたものであってもよい。 The outflow / inflow pipe 2a of the centrifugal cylinder 2 is introduced to the lower end surface of the rotary joint 5 assembled in this way, and the liquid phase tube 37 is connected to the fixed pipe 34a extending upward from the surface at the upper end surface. This liquid phase tube 37 has an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the fixed pipe 34a, and is limited as long as it has flexibility and elasticity that can be inserted into the upper end of the fixed pipe 34a for connection. Although not preferred, it is preferably transparent. This is because a sensor for measuring and monitoring the flow rate and color of the fluid flowing through the liquid phase tube 37 is used in the centrifugal separation system of the present invention described later. The liquid-phase tube 37 may further have properties such as acid resistance and alkali resistance depending on the properties of the fluid to be treated.

以上のような構成のロータリージョイント５は、ロータリージョイントケース３０の外周面に周方向に設けられたＯリング溝３０ａ内のＯリング７７でシールされた状態でシール蓋２６のロータリージョイント収納室２７内に収納されている。このシール蓋２６は、本実施形態の場合、遠心筒２の縮径された首の部分から上方に延び流出入管２ａの立ち上がり部分と略同等の高さに配置される天板２５に固定されている。天板２５には、その中央領域に遠心筒２を上下に挿通可能な開口２５ｂが設けられている。シール蓋２６の下面には、開口２５ｂと同心に、かつ上方から見て当該開口２５ｂよりも大きい直径の円形状にＯリング溝２６ａが全周にわたり設けられており、そこにＯリング７８が装着されている。このＯリング７８と前記したＯリング７７とによって、樹脂チャンバー１０内の適宜のガスが天板２５とシール蓋２６との隙間を通して漏出し、又は外気が当該隙間を通して流入するのを防止できる。なお、前記適宜のガスとして、樹脂チャンバー内に存在する空気のほか、必要に応じて滅菌などの目的でこの内部に封入された各種ガスなどが含まれる。 The rotary joint 5 configured as described above is sealed in the rotary joint storage chamber 27 of the seal lid 26 in a state of being sealed by the O ring 77 in the O ring groove 30 a circumferentially provided on the outer peripheral surface of the rotary joint case 30. Housed in In the case of the present embodiment, the seal lid 26 is fixed to a top plate 25 which extends upward from the neck portion of the centrifugal cylinder 2 which is reduced in diameter and which is disposed at substantially the same height as the rising portion of the inflow / inflow tube 2a. There is. The top plate 25 is provided with an opening 25 b in the central region thereof through which the centrifugal cylinder 2 can be inserted vertically. An O-ring groove 26a is provided on the lower surface of the seal lid 26 in a circular shape concentric with the opening 25b and having a diameter larger than the opening 25b when viewed from above, and an O-ring 78 is mounted there It is done. By the O-ring 78 and the O-ring 77 described above, it is possible to prevent the appropriate gas in the resin chamber 10 from leaking through the gap between the top plate 25 and the seal lid 26 or the outside air from flowing through the gap. In addition to the air present in the resin chamber, various gases enclosed in the interior for the purpose of sterilization and the like may be included as the appropriate gas, as needed.

また開口２５ｂの周囲には、シール蓋２６のロータリージョイント５の周囲に配置されたシールロック２８、２８、・・・を受け入れるねじ穴がそれぞれ穿設されている。シール蓋２６を所定の位置に配置した後、当該各シールロック２８を回し、その先端を天板２５に設けられたねじ穴にねじ込むことで、シール蓋２６は天板２５に固定される。また、シール蓋２６の一端部には貫通孔が設けられ、当該貫通孔に天板２５に垂直に立設されているシールヒンジピン２９が挿通されている。このシールヒンジピン２９の周りに、シール蓋２６は回転可能とされている。 Further, screw holes for receiving the seal locks 28, 28,... Arranged around the rotary joint 5 of the seal lid 26 are respectively drilled around the opening 25b. After the seal lid 26 is disposed at a predetermined position, the seal lid 26 is fixed to the top plate 25 by turning the respective seal locks 28 and screwing the tip thereof into a screw hole provided on the top plate 25. Further, a through hole is provided at one end of the seal lid 26, and the seal hinge pin 29 vertically provided on the top plate 25 is inserted through the through hole. The seal lid 26 is rotatable around the seal hinge pin 29.

本実施形態の遠心分離装置１においては、ロータリージョイント５を取り付けた遠心筒２を底部材３に嵌め込んで設置した後、シール蓋２６をシールヒンジピン２９に沿って真上に持ち上げた上で当該ピン２９周りに回転させてロータリージョイント５の真上に配置する。その上で、シール蓋２６のロータリージョイント収納室２７内にロータリージョイント５を収納する。そうして、それぞれのシールロック２８を操作することにより天板２５にシール蓋２６を密着固定することで、遠心筒２及びロータリージョイント５がセットされ、被処理流体の流入、遠心分離処理を開始できるようになる。 In the centrifugal separator 1 of the present embodiment, after the centrifugal cylinder 2 to which the rotary joint 5 is attached is fitted into the bottom member 3 and installed, the seal lid 26 is lifted up along the seal hinge pin 29 The pin 29 is rotated around the pin 29 and placed directly above the rotary joint 5. Then, the rotary joint 5 is stored in the rotary joint storage chamber 27 of the seal lid 26. Then, the seal lid 26 is closely fixed to the top plate 25 by operating the respective seal locks 28, whereby the centrifugal cylinder 2 and the rotary joint 5 are set, and the inflow of the fluid to be treated and the centrifugal separation process are started. become able to.

被処理流体が例えば血液などの生物由来のものであり本実施形態の遠心分離装置１を当該被処理流体の成分分離に使用するような場合には、前記したピストン３を備えた遠心筒２及びその上端に配置されるロータリージョイント５をそれぞれディスポーザブルタイプの器具として着脱自在に構成されたものを使用できる。これらの器具は、通常、滅菌消毒される。このように滅菌消毒されたディスポーザブル器具を用いることで、これらの器具内が滅菌状態に維持された状態で被処理流体を分離処理することができ、より精度の高い分離処理が可能となる。 In the case where the fluid to be treated is derived from a living organism such as blood and the centrifugal separator 1 of this embodiment is used to separate the components of the fluid to be treated, the centrifugal cylinder 2 provided with the piston 3 described above The rotary joint 5 disposed at the upper end of the rotary joint 5 can be used as a disposable type device which can be detachably attached. These instruments are usually sterilized. By using the sterilized and disinfected disposable instruments in this way, the fluid to be treated can be separated and treated in a state where the inside of these instruments is kept sterile, and a more accurate separation can be performed.

遠心筒２の胴の下端は、図１に示すように開口している。この開口には、中央領域が遠心筒２の内径と略同等の直径で上方に突出してその外側に鍔が形成された底部材３の該突出した部分が上げ底状に嵌め込まれる。この突出した部分の外周面には周方向にＯリング溝３ａが設けられており、そこにＯリング７２が装着されて遠心筒２の内周壁に密着するようになっている。 The lower end of the barrel of the centrifugal cylinder 2 is open as shown in FIG. In the opening, the projecting portion of the bottom member 3 having a central region projecting upward with a diameter substantially equal to the inner diameter of the centrifugal cylinder 2 and having a ridge formed on the outside thereof is fitted in a raised bottom shape. An O-ring groove 3a is provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the projecting portion, and an O-ring 72 is attached thereto so as to be in close contact with the inner peripheral wall of the centrifugal cylinder 2.

底部材３の下側には、自ら回転駆動力を受け取り遠心筒２に回転させるチャンバー内シャフト１７が従動軸として配置される。このチャンバー内シャフト１７は、チャンバー軸受ホルダー１５内の軸受収納室内に収納された２つの軸受２０、２０によって回転可能に支持され、軸受けホルダー１５の底部に穿設された開口を貫通して下方に突出している。なお、チャンバー軸受ホルダー１５は、中板１４の中央領域に遠心筒２と同心に穿設された開口に嵌め込まれている。これらの軸受２０、２０は、チャンバー内シャフト１７ととともに上から軸受押さえ２１によって固定されている。この軸受押さえ２１において、従動軸１７の上端部を被覆するために上方に円柱状に突出した部分に底部材３の下側の筒状部分がはめ込まれ、この軸受押さえ２１を介して底部材３がチョンバー内シャフト１７の上側に連結固定される。また、中板１４の挿通孔から下側に延びるチャンバー軸受ホルダー１５の外周面には、中板１４より僅かに下側の位置に周方向全周にわたりＯリング溝１５ａが設けられており、そこにＯリング７５が装着されている。 Below the bottom member 3, an in-chamber shaft 17 which receives its own rotational driving force and rotates the centrifugal cylinder 2 is disposed as a driven shaft. The in-chamber shaft 17 is rotatably supported by two bearings 20, 20 accommodated in a bearing accommodating chamber in the chamber bearing holder 15, and penetrates an opening bored in the bottom of the bearing holder 15 to a lower side. It protrudes. The chamber bearing holder 15 is fitted in an opening formed concentrically with the centrifugal cylinder 2 in the central region of the middle plate 14. These bearings 20, 20 are fixed by the bearing retainer 21 from above with the shaft 17 in the chamber. The lower cylindrical portion of the bottom member 3 is fitted into a portion projecting upward in a cylindrical shape so as to cover the upper end portion of the driven shaft 17 in the bearing holder 21. Are connected and fixed to the upper side of the inner shaft 17 of the Chung bar. Further, an O-ring groove 15a is provided on the outer peripheral surface of the chamber bearing holder 15 extending downward from the insertion hole of the middle plate 14 at a position slightly lower than the middle plate 14 along the entire circumferential direction. The O-ring 75 is attached to the

チョンバー内シャフト１７の下側には、その軸心Ｃに同心であって、これよりも相対的に大きい外形を有する従動端１８が設けられている。この従動端１８は、後述する駆動端４３とともに磁気カップリング８（後述）の一部をなしており、駆動端４３に伝達された回転駆動力（トルク）を磁気作用により非接触にて従動端１８に伝達するものである。 A driven end 18 concentric with the axis C and having a relatively larger outer diameter is provided on the lower side of the inner-chonbar shaft 17. The driven end 18 forms a part of a magnetic coupling 8 (described later) together with a driving end 43 described later, and the rotational driving force (torque) transmitted to the driving end 43 is noncontacted by the magnetic action. It is transmitted to 18th.

これら底部材３、軸受押さえ２１、従動軸１７及び従動端１８のそれぞれの中央領域には、それぞれの軸心Ｃを略中心として通気穴２２が設けられている。この通気穴２２は、従動端１８の下面から遠心筒２内のピストン３下側の空間まで連通している。 A vent hole 22 is provided in the central region of each of the bottom member 3, the bearing presser 21, the driven shaft 17 and the driven end 18 substantially centered on the axis C of each. The vent hole 22 communicates with the space under the piston 3 in the centrifugal cylinder 2 from the lower surface of the driven end 18.

天板２５と中板１４との間には、これらの中央領域に遠心筒２と同心にこれを周囲から取り囲むように樹脂チャンバー（外側器体）１０が配置されている。樹脂チャンバー１０は、天板２５の下面中央領域に設けられた溝にその上端部が嵌め込まれ、また中板１４の上面中央領域の前記溝と上下対応する位置に設けられた溝にその下端部が嵌め込まれている。樹脂チャンバー１０の上端面及び下端面にはそれぞれ、樹脂チャンバー１０の肉厚方向中間領域にその軸線に同心にＯリング溝１０ａ、１０ｂが設けられており、それぞれＯリング７３、７４が装着されている。これらＯリング７３、７４が樹脂チャンバー１０と天板２５、中板１４との間が確実に密着し、高い気密性を維持している。これにより、樹脂チャンバー１０内において遠心筒２を除く空間を加減圧状態にすることができ、必要に応じてガス封入による滅菌なども可能となる。 Between the top plate 25 and the middle plate 14, a resin chamber (outer container) 10 is disposed in a central region of these to concentrically surround the centrifugal cylinder 2 from the periphery. The resin chamber 10 has its upper end fitted in a groove provided in the lower surface central region of the top plate 25 and its lower end in a groove provided at a position corresponding vertically to the groove in the upper surface central region of the middle plate 14 Is fitted. O-ring grooves 10a and 10b are provided concentrically with the axis of the resin chamber 10 on the upper end surface and the lower end surface of the resin chamber 10 in the thickness direction of the resin chamber 10, respectively. There is. The O-rings 73 and 74 securely contact the resin chamber 10 with the top plate 25 and the middle plate 14 to maintain high air tightness. As a result, the space excluding the centrifugal cylinder 2 can be pressurized and depressurized in the resin chamber 10, and sterilization by gas enclosure can be performed as needed.

樹脂チャンバー１０は、その内部空間を適宜加減圧状態にすることができる程度の肉厚及び強度を備えていれば、従来公知の各種材質のものを特に制限なく使用できる。特に、その内部の状態を観察する必要がある場合などは、遠心筒２の場合と同様、例えばアクリル樹脂などの従来公知の樹脂製の成型品を使用できる。 As long as the resin chamber 10 has such a thickness and strength that the internal space can be appropriately pressurized and depressurized, conventionally known various materials can be used without particular limitation. In particular, when it is necessary to observe the internal state, as in the case of the centrifugal cylinder 2, for example, a conventionally known molded article made of a resin such as an acrylic resin can be used.

また、樹脂チャンバー１０の外側には、遠心筒２の同心円上に複数のチャンバーステー１１、１１、・・・が配置固定されている。このチャンバーステー１１、１１は、天板２５と中板１４との高さ位置を決め、樹脂チャンバー１０をさらに確実に上下から固定するよう働くものである。 Further, a plurality of chamber stays 11, 11,... Are arranged and fixed on the concentric circle of the centrifugal cylinder 2 outside the resin chamber 10. The chamber stays 11 and 11 serve to determine the height position of the top plate 25 and the middle plate 14 and to fix the resin chamber 10 more reliably from above and below.

中板１４の下側には、カップリングチャンバー１６が取り付けられている。このカップリングチャンバー１６は、有底円筒状の胴部の上端に全周にわたりフランジを備えている。フランジの中板１４下面と当接する面には、胴と同心にその直径と略同等の直径のＯリング溝１６ａが設けられ、そこにＯリング７６が装着されている。このＯリング７６と前記したＯリング７５とによって、樹脂チャンバー１０内の適宜の封入ガスや遠心筒２から漏洩した液体が中板１４の挿通孔とチャンバー軸受ホルダー１５との隙間を通して漏出するのを防止できる。 A coupling chamber 16 is attached to the lower side of the middle plate 14. The coupling chamber 16 is provided with a flange all around the upper end of the bottomed cylindrical body. An O-ring groove 16a having a diameter substantially the same as that of the cylinder is provided concentrically with the cylinder on the surface of the flange in contact with the lower surface of the middle plate 14, and an O-ring 76 is attached thereto. With the O-ring 76 and the O-ring 75 described above, it is possible that the appropriate enclosed gas in the resin chamber 10 and the liquid leaking from the centrifugal cylinder 2 leak through the gap between the insertion hole of the middle plate 14 and the chamber bearing holder 15 It can prevent.

カップリングチャンバー１６の円筒状の胴部には、エアポート継手１９が設けられている。このエアポート継手１９に接続された空気配管５６は、真空加圧ポンプ５３に空気配管５６で接続された真空ポート弁５４及び加圧ポート弁５５に接続されている。加圧ポート弁５５からエアポート継手１９を通してチャンバー軸受ホルダー１５内に圧入された空気は、カップリングチャンバー１６が密閉状態であるので、前記した通気孔２２を通して遠心筒２内に導かれ、ピストン３を上昇させる。また逆に、エアポート継手１９を通して真空ポート弁５４にチャンバー軸受ホルダー１５、ひいては遠心筒２内の空気が排出されることで、ピストン３は下降する。これにより、遠心筒２内のピストン３よりも上側にある被処理流体から遠心分離処理後の成分流体をロータリージョイント５を介して外部に押し出し、又は外部から液相チューブ３７を通して被処理流体を遠心筒２内に導入することができる。 An airport joint 19 is provided on the cylindrical body of the coupling chamber 16. The air pipe 56 connected to the air port joint 19 is connected to the vacuum port valve 54 and the pressure port valve 55 connected to the vacuum pressurizing pump 53 by the air pipe 56. Since the coupling chamber 16 is in a closed state, the air pressed into the chamber bearing holder 15 from the pressurizing port valve 55 through the air port joint 19 is guided into the centrifugal cylinder 2 through the vent hole 22 and the piston 3 Raise it. Conversely, the piston in the piston 3 is lowered by discharging the air in the chamber bearing holder 15 and hence the centrifugal cylinder 2 to the vacuum port valve 54 through the air port joint 19. Thereby, the component fluid after centrifugal separation processing is pushed out from the fluid to be treated above the piston 3 in the centrifugal cylinder 2 through the rotary joint 5 or the fluid to be treated is centrifuged from the outside through the liquid phase tube 37 It can be introduced into the tube 2.

チャンバー軸受ホルダー１５の底面の直下には、非接触トルク伝達機構としての磁気カップリング８の駆動端４３がホルダー１５内部の従動端１８と略同心に、かつ従動端１８及び駆動端４３がこれらの端面同士を対向させて配置されている。この駆動端４３の下側には、従動プーリー４４及び駆動側の磁気カップリングシャフト４５が順次固定されている。このシャフト４５は、中板１４とステー１４１によって固定されている底板１４２に篏合された軸受ホルダー４６内に上下方向に収納され、軸受押さえ４８よって固定された軸受４７，４７によって回転可能に支持されている。従動プーリー４４と、駆動モータ４０に連結された駆動プーリー４１との間には駆動ベルト４２がかけられ、駆動モータ４０の回転駆動を従動プーリー４４に伝達可能とされている。この従動プーリー４４に回転駆動力が伝達された場合、磁気カップリング８の駆動端４３に伝達され、これにより非接触にて回転トルクが従動端１８、さらには遠心筒２に伝達されこれらが回転する点は前記の通りである。 Just below the bottom surface of the chamber bearing holder 15, the drive end 43 of the magnetic coupling 8 as a noncontact torque transmission mechanism is substantially concentric with the driven end 18 inside the holder 15, and the driven end 18 and the drive end 43 The end faces are arranged to face each other. Below the drive end 43, a driven pulley 44 and a magnetic coupling shaft 45 on the drive side are sequentially fixed. The shaft 45 is vertically accommodated in a bearing holder 46 fitted to the bottom plate 142 fixed by the middle plate 14 and the stay 141, and rotatably supported by bearings 47, 47 fixed by the bearing retainer 48. It is done. A drive belt 42 is placed between the driven pulley 44 and a drive pulley 41 connected to the drive motor 40 so that the rotational drive of the drive motor 40 can be transmitted to the driven pulley 44. When the rotational drive force is transmitted to the driven pulley 44, it is transmitted to the drive end 43 of the magnetic coupling 8, whereby the rotational torque is transmitted to the driven end 18 and further to the centrifugal cylinder 2 without contact, and these are rotated. The points to be done are as described above.

以上説明したように、本実施形態の遠心分離装置１は、軸心Ｃ周りに回転可能な遠心筒（回転体）２と、当該回転体の外側に配置される樹脂チャンバー（外側器体）１０と、カップリングチャンバー（隔壁）１６を介して対向する遠心筒側の従動端１８と駆動端４３とからなる磁気カップリング（非接触トルク伝達機構）８と、遠心筒２と樹脂チャンバー１０との間に配置されたラビリンスシール（非接触シール部）３２とを含む構成としているので、遠心筒２の回転中は、ラビリンス間隙６３を密封して遠心筒２と樹脂チャンバー１０との間に密閉空間を形成できる。これにより、遠心筒上端のロータリージョイント内で内部の流体が漏洩した場合でも、従来の接触シールのようにゴムシールなどの素材の摩耗による破片が流体内に混入するコンタミネーションが生じることがない。また、仮に回転中に遠心筒から内部流体が漏洩した場合や樹脂チャンバー内に封入されたガスなどがそこから漏出し汚染など引き起こすことがない。 As described above, the centrifugal separator 1 according to the present embodiment includes the centrifugal cylinder (rotary body) 2 rotatable around the axis C and the resin chamber (outer container) 10 disposed outside the rotary body. And a magnetic coupling (non-contact torque transfer mechanism) 8 comprising a driven end 18 and a driving end 43 on the side of the centrifugal cylinder facing each other via the coupling chamber (partition wall) 16, the centrifugal cylinder 2 and the resin chamber 10 Since the configuration includes the labyrinth seal (non-contact seal portion) 32 disposed therebetween, the labyrinth gap 63 is sealed during rotation of the centrifugal cylinder 2 to form an enclosed space between the centrifugal cylinder 2 and the resin chamber 10. Can be formed. As a result, even if the fluid inside leaks out in the rotary joint at the upper end of the centrifugal cylinder, there is no contamination such as debris from the wear of the material such as a rubber seal as in the conventional contact seal. In addition, if the internal fluid leaks from the centrifugal cylinder temporarily during rotation, gas or the like enclosed in the resin chamber does not leak therefrom to cause contamination or the like.

本実施形態の遠心分離装置１には、図１に示すように、液相チューブ３７の途中に流量センサー３９やＲＧＢカラーセンサー３８を設けることができる。そうして、これらの出力信号が制御・電源部５１に受け入れられ、当該出力信号の変化などに基づいて制御・電源部５１から制御信号が出力されるように構成できる。この制御信号に基づいてモータードライバー５２及びこれに接続された駆動モータ４０の回転速度や真空ポート弁５４、加圧ポート弁５５の開閉が制御されるように構成することもできる。制御・電源部５１への各種の設定は、タッチパネル５０の操作により行うことができる。 In the centrifugal separator 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a flow sensor 39 and an RGB color sensor 38 can be provided in the middle of the liquid phase tube 37. Then, these output signals can be received by the control / power supply unit 51, and the control / power supply unit 51 can output control signals based on a change in the output signals. The rotational speed of the motor driver 52 and the drive motor 40 connected thereto and the opening and closing of the vacuum port valve 54 and the pressure port valve 55 may be controlled based on this control signal. Various settings for the control / power supply unit 51 can be performed by operating the touch panel 50.

［遠心分離システム］
次に、本発明の遠心分離装置を有し、密度の異なる複数の成分を含有する分散液から少なくとも１つの成分を分離するのに適用可能な遠心分離システムの例について説明する。この例の遠心分離システムは、前記した遠心分離装置と、これが備える回転継手部の上端に接続され他端側が複数の分岐管に分岐される配管（例えば、液相チューブ３７）と、前記複数の分岐管のそれぞれにこれと連通するように接続される被処理流体の収容容器及び少なくとも１つの処理後の成分流体の収容容器とを主要な構成要素としている。 [Centrifugal separation system]
Next, an example of a centrifugation system applicable to separating at least one component from a dispersion containing a plurality of components with different densities will be described, which comprises a centrifuge according to the invention. The centrifugal separation system of this example includes the centrifugal separation device described above, a pipe (e.g., a liquid-phase tube 37) connected to the upper end of a rotary joint portion provided with the centrifugal separation device and having the other end branched into a plurality of branch pipes; A storage container for the processing fluid connected to each of the branch pipes in communication therewith and a storage container for the component fluid after at least one processing are main components.

前記配管の途中には、当該配管中を搬送される処理後の成分流体の流量又は液相の色を計測、監視する少なくとも１つのセンサーが取り付けられる。例えば、図１に示した流量センサー３９及びＲＧＢカラーセンサー３８が該当し、本実施形態では流量センサー３９若しくはＲＧＢカラーセンサー３８のいずれか、又は双方が用いられる。なお、センサーは、必要に応じて他の種類、測定方式のものを用いてもよい。 At least one sensor for measuring and monitoring the flow rate or the color of the liquid phase of the processed component fluid transported in the pipe is attached in the middle of the pipe. For example, the flow sensor 39 and the RGB color sensor 38 shown in FIG. 1 correspond, and in this embodiment, either or both of the flow sensor 39 and the RGB color sensor 38 are used. In addition, you may use the sensor of another kind and measurement system as needed.

流量センサーとしては、差圧式、電磁式、面積式、超音波式、羽車式、熱式、コリオリ式、容積式、渦式などの従来公知の各種方式の流量計の中から被処理流体及びその性状や流量範囲などを考慮して適宜選択して使用できる。特に、被処理流体が血液などの生物由来の流体である場合、配管の外側から当該配管を通して計測可能な流量センサーを用いるのが好ましい。このような流量センサーとして、熱式流量計又は超音波式流量計が挙げられる。このような流量センサーを用いることで、被処理流体又は処理後の成分流体が外気に晒されることなく、流体自体の変質やコンタミネーションの問題が生じることがない。 The flow rate sensor may be a fluid to be treated from among flowmeters of various known methods such as differential pressure type, electromagnetic type, area type, ultrasonic type, blade type, thermal type, Coriolis type, positive displacement type, vortex type and the like. It can be appropriately selected and used in consideration of its properties and flow rate range. In particular, when the fluid to be treated is a biological fluid such as blood, it is preferable to use a flow rate sensor that can be measured from the outside of the pipe through the pipe. As such a flow rate sensor, a thermal flow meter or an ultrasonic flow meter can be mentioned. By using such a flow rate sensor, the fluid to be treated or the component fluid after treatment is not exposed to the outside air, and the problem of deterioration or contamination of the fluid itself does not occur.

ＲＧＢカラーセンサーは、配管中を流れる流体の色を監視すべく、センサー筐体内に透明な配管を通し、筐体内で配管を流れる流体に光を当て、当該流体を通して受光面に到達した光についてＲＧＢ値を求めるものである。このセンサーも配管の外側から配管を通して測定し、流体にセンサー自体が直接接触することがなく、外気に晒されることもないので、特に血液などの生物由来の流体の分離に好適に使用できる。 In order to monitor the color of the fluid flowing through the piping, the RGB color sensor passes transparent piping through the sensor housing, applies light to the fluid flowing through the piping within the housing, and lights the light reaching the light receiving surface through the fluid. It is to find the value. This sensor is also measured through the pipe from the outside of the pipe, and the sensor itself is not in direct contact with the fluid, and is not exposed to the outside air, so it can be suitably used particularly for separating biological fluid such as blood.

前記複数の分岐管の途中、当該複数の分岐管の分岐点又は前記複数の分岐管と前記配管との分岐点には、電磁作用により切換動作が可能な切換弁が取り付けられる。このような切換弁は、制御装置からの制御信号に基づいて開閉動作するように構成されている。 In the middle of the plurality of branch pipes, a switching valve capable of switching operation by an electromagnetic action is attached to a branch point of the plurality of branch pipes or a branch point of the plurality of branch pipes and the pipe. Such a switching valve is configured to open and close based on a control signal from the control device.

この例の遠心分離システムにおいては、さらに前記少なくとも１つのセンサーの出力信号を受け入れ、これに基づいて前記各切換弁の開閉切り換え、又は遠心筒の回転数を増減する指示信号を出力可能な制御装置（例えば、図１、制御電源部５１参照）が設けられる。 In the centrifugal separation system of this example, a control device capable of further receiving an output signal of the at least one sensor and outputting an instruction signal for switching the switching valve or increasing / decreasing the rotational speed of the centrifugal cylinder based on this. (For example, refer to FIG. 1, the control power supply unit 51).

ここで、前記した配管、分岐管、切換弁及び収容容器のそれぞれは、ディスポーザブルタイプの器具として着脱自在に構成されたものを使用できる。これらの器具は、通常、滅菌消毒されている。例えば血液などの生物由来の流体の分離処理を行う場合、このように滅菌消毒されたディスポーザブル器具を用いることで、これらの器具内部の流路や収容容器内部が滅菌状態に維持された状態で、被処理流体や処理後の成分流体を搬送収容できる。また、遠心分離装置における滅菌消毒されたディスポーザブルタイプの遠心筒、可動部材及び回転継手部と組み合わせて用いることで、これらの器具の内部が滅菌状態に維持された状態で、血液などの生物由来の被処理流体の引き込みから成分分離、さらに処理後の成分流体の搬送収容が可能となる。 Here, each of the piping, the branch pipe, the switching valve, and the storage container described above can be used as a disposable type device that is configured to be removable. These instruments are usually sterile. For example, in the case of separating fluid of biological origin such as blood, it is possible to maintain the flow path inside these instruments and the inside of the storage container in a sterile state by using the disposable instruments thus sterilized and disinfected. The fluid to be treated and the component fluid after treatment can be transported and contained. In addition, when used in combination with a sterilized and disinfected disposable type centrifugal cylinder, a movable member and a rotary joint in a centrifugal separator, the inside of these instruments is maintained in a sterile state, and biological origin such as blood is obtained. It becomes possible to carry out the separation of the component from the withdrawal of the fluid to be treated and the transport and storage of the component fluid after the treatment.

以上の構成により、前記遠心分離システムは、流量センサーで被処理流体の流量を計測し、遠心分離処理後の成分流体の流量及び／又は色を計測、監視し、制御装置がこれらのセンサーの出力信号に基づいて、遠心筒の回転遠心筒内のピストンの位置を変更し、前記各切換弁の開閉切り換えを行い、若しくは遠心筒の回転数を増減させ、又はこれらを適宜組み合わせることで、複数の成分を含む被処理流体より少なくとも１つ以上の成分流体を分離することが可能となる。 With the above configuration, the centrifugal separation system measures the flow rate of the fluid to be treated with the flow rate sensor, measures and monitors the flow rate and / or color of the component fluid after the centrifugal separation process, and the control device outputs the output of these sensors Based on the signal, the position of the piston in the rotary centrifugal cylinder of the centrifugal cylinder is changed, switching of each switching valve is performed, or the number of rotations of the centrifugal cylinder is increased or decreased, or a plurality of these are combined appropriately It becomes possible to separate at least one or more component fluids from a treatment fluid containing components.

前記遠心分離システムは、以上説明したように、コンタミネーションの問題を起こすことなく、また被処理流体や処理後の成分流体を外気と接触させることなく、例えば血液などの生態材料や塗料などの複数の個体成分が分散する分散液からこれら複数の成分のうち少なくとも１つの成分を分離するのに好適に使用できる。また、本発明の遠心分離装置を用いる遠心分離システムは、その流出入口に接続される配管の途中に流量センサーなどを設け、さらにその配管を被処理流体及び少なくとも１つの成分流体の収容容器に複数の切換弁を介して接続することにしたので、コンタミネーションの問題を起こさずに、密度の異なる複数相からなる液体から少なくとも１相を分離するのにも使用できる。 As described above, the centrifugal separation system does not cause contamination problems, and does not bring the fluid to be treated or the component fluid after treatment into contact with the open air, for example, a plurality of ecological materials such as blood, paints, etc. Can be suitably used to separate at least one of the plurality of components from the dispersion in which the individual components of the mixture are dispersed. In addition, the centrifugal separation system using the centrifugal separation device of the present invention is provided with a flow rate sensor etc. in the middle of the pipe connected to the outlet and inlet, and the plural pipes are further accommodated in the container for the fluid to be treated and at least one component fluid. Since the connection is made via the switching valve, it can also be used to separate at least one phase from a liquid composed of multiple phases with different densities without causing a problem of contamination.

なお、本発明は、以上の実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱しない範囲で変更することができる。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to the above embodiment, It can change in the range which does not deviate from the range of this invention. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

１遠心分離装置
２遠心筒
２ａ流出入口（管）
３底部材
３ａＯリング溝
５ロータリージョイント（回転継手部）
６ピストン（可動部材）
１０樹脂チャンバー（外側器体）
１１チャンバーステー
１４中板
１４ａＯリング溝
１４ｂ開口
１４１ステー
１４２底板
１５チャンバー軸受ホルダー
１６カップリングチャンバー
１７チャンバー内シャフト
１８磁気カップリング従動端
１９エアポート継手
２０軸受
２１軸受押さえ
２２通気孔
２５天板
２５ａＯリング溝
２５ｂ開口（遠心筒挿通孔）
２６シール蓋
２６ａＯリング溝
２７ロータリージョイント収納室
２８シールロック
２９シールヒンジピン
３０ロータリージョイントケース
３０ａＯリング溝
３０１スペーサー
３１軸受
３２ラビリンスシール
３３ロータリー軸ナット
３４ロータリージョイントカバー
３４ａ固定配管
３５ロータリージョイント軸
３６継手
３７液相チューブ
３８ＲＧＢカラーセンサー
３９流量センサー
４０駆動モータ
４１駆動プーリー
４２駆動ベルト
４３磁気カップリング駆動端
４４従動プーリー
４５磁気カップリングシャフト
４６軸受ホルダー
４７軸受
４８軸受押さえ
５０グラフィックパネル
５１制御・電源部
５２モータードライバー
５３真空加圧ポンプ
５４真空ポート弁
５５加圧ポート弁
５６空気配管
６０（ラビリンスシール）外輪
６０ａラビリンス面
６１（ラビリンスシール）内輪
６１ａラビリンス面
６２（ロータリージョイント）挿通孔
６３ラビリンス間隙
７１〜７８Ｏリング
１００回転体駆動・シール構造
１０１回転体
１０２従動端
１０３外側器体
１０４隔壁（底）
１０５駆動端
１０６駆動モータ
１０７非接触トルク伝達機構
１０８非接触シール部
１０９間隙 1 Centrifugation device 2 Centrifuge tube 2a Outflow port (tube)
3 Bottom member 3a O-ring groove 5 Rotary joint (rotational joint)
6 Piston (movable member)
10 resin chamber (outside container)
11 chamber stay 14 middle plate 14a O ring groove 14b opening 141 stay 142 bottom plate 15 chamber bearing holder 16 coupling chamber 17 shaft in chamber 18 magnetic coupling follower end 19 airport joint 20 bearing 21 bearing retainer 22 vent 25 top plate 25a O Ring groove 25b opening (centrifugal cylinder insertion hole)
26 seal lid 26a O ring groove 27 rotary joint storage chamber 28 seal lock 29 seal hinge pin 30 rotary joint case 30a O ring groove 301 spacer 31 bearing 32 labyrinth seal 33 rotary shaft nut 34 rotary joint cover 34a fixed piping 35 rotary joint shaft 36 joint 37 liquid phase tube 38 RGB color sensor 39 flow rate sensor 40 drive motor 41 drive pulley 42 drive belt 43 magnetic coupling drive end 44 driven pulley 45 magnetic coupling shaft 46 bearing holder 47 bearing 48 bearing retainer 50 graphic panel 51 control and power supply unit 52 Motor driver 53 Vacuum pressure pump 54 Vacuum port valve 55 Pressure port valve 56 Air piping 60 (labyrinth seal) outer ring 0a labyrinth surface 61 (labyrinth seal) inner ring 61a labyrinth surface 62 (rotary joint) insertion holes 63 labyrinth gap 71 to 78 O-ring 100 rotating body driving-seal structure 101 rotating body 102 driven end 103 outer vessel body 104 bulkhead (bottom)
105 Drive end 106 Drive motor 107 Non-contact torque transmission mechanism 108 Non-contact seal part 109 Gap

Claims

鉛直な軸心方向両端領域において軸心周りに回転可能に支持され、被処理流体又は処理後の成分流体の流出入管を上端部に備える遠心筒と、
当該遠心筒の内部において、その内周面に外周が密接した状態で前記軸線方向に上下動可能な可動部材と、
前記流出入管の上端に設けられる回転継手部と、
前記遠心筒の外側にこれを内包するように配置され、上側に前記遠心筒を通すための開口を有し下側を塞ぐ隔壁を底とする有底の外側器体と、
前記遠心筒下端に直接的に又は間接的に連結される従動端、及び前記隔壁を挟んで前記外側器体の外側から前記従動端の端面に対向して配置され、回転駆動力を受けて回転可能に支持された駆動軸の前記隔壁側の端部に駆動端を有する駆動軸で構成される非接触トルク伝達機構と、
前記駆動端に回転駆動力を与える駆動モーターと、
前記遠心筒の上端寄りにおいてその外周壁と前記外側器体の内周壁とからそれぞれ前記回転体と前記外側器体との間隙が生じるように互いに対向して張り出して設けられ、前記非接触トルク伝達機構を介した前記遠心筒の回転により前記間隙を密封可能な非接触シール部と、
前記流出入管から流出する処理後の成分流体の流量又は液相の色をそれぞれ計測、監視する少なくとも１つのセンサーと、
当該少なくとも１つのセンサーの出力信号を受け入れ、これに基づいて少なくとも前記遠心筒の回転速度を制御する制御信号を前記駆動モーターに対し出力可能な制御部と、
を含んでなることを特徴とする遠心分離装置。 A centrifugal cylinder rotatably supported about an axis in vertical axial both end regions, and provided at the upper end portion with an inlet / outlet pipe of the treated fluid or the component fluid after the treatment;
A movable member capable of moving up and down in the axial direction with the outer periphery being in close contact with the inner circumferential surface inside the centrifugal cylinder;
A rotary joint provided at an upper end of the inflow / outflow pipe;
The bottomed outer container is disposed outside the centrifugal cylinder so as to enclose the same, and has an opening on the upper side for passing the centrifugal cylinder and a bottom that is a partition that closes the lower side;
The driven end is connected directly or indirectly to the lower end of the centrifugal cylinder, and is disposed opposite the end face of the driven end from the outside of the outer container with the partition wall interposed therebetween, and is rotated by receiving a rotational driving force. A non-contact torque transmission mechanism configured of a drive shaft having a drive end at an end of the partition shaft side of the drive shaft that is supported;
A drive motor for applying a rotational drive force to the drive end;
The non-contact torque transmissions are provided so as to be opposed to each other so that a gap between the rotating body and the outer container is generated respectively from the outer peripheral wall and the inner peripheral wall of the outer container near the upper end of the centrifugal cylinder A non-contact seal portion capable of sealing the gap by rotation of the centrifugal cylinder through a mechanism;
At least one sensor for measuring and monitoring the flow rate or the color of the liquid phase of the processed component fluid flowing out of the inflow and outflow pipes respectively;
A control unit capable of outputting a control signal for receiving at least one sensor output signal and controlling at least the rotational speed of the centrifugal cylinder based on the output signal to the drive motor;
And a centrifugal separator.

前記非接触シール部は、前記遠心筒と前記外側器体との間に生じる間隙の大きさを調整可能に構成されたものである請求項１に記載の遠心分離装置。 The centrifugal separator according to claim 1 , wherein the noncontact seal portion is configured to be capable of adjusting the size of a gap generated between the centrifugal cylinder and the outer container.

前記非接触シール部は、ラビリンスシールを構成する請求項１又は２に記載の遠心分離装置。 The centrifugal separator according to claim 1 , wherein the noncontact seal portion constitutes a labyrinth seal.

前記ラビリンスシールは、固定された外輪に対して回転可能な内輪が上下方向に僅かにその高さ位置を変更し、両者の間のラビリンス間隙を調整可能に構成されてなる請求項３に記載の遠心分離装置。 The labyrinth seal, rotatable inner ring relative to the fixed outer ring is changed slightly its height position in the vertical direction, according to claim 3 comprising adjustably configure labyrinth gap therebetween Centrifuge device.

前記非接触トルク伝達機構は磁気カップリングである請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠心分離装置。 The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the noncontact torque transmission mechanism is a magnetic coupling.

前記遠心筒、前記可動部材及び前記回転継手部はそれぞれディスポーザブルタイプの器具として着脱自在に構成されたものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
The centrifugal separation device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the centrifugal cylinder, the movable member, and the rotary joint portion are each detachably configured as a disposable type device.