[发明专利]离心机

说明书

技术领域

本发明的各方面涉及这样一种离心机，其能够在不改变其构造的情况下符合各种电源情况，达到尺寸的减小和噪声的降低，以及实现高精度的温度控制。

背景技术

离心机，特别是所谓的高速冷冻离心机，广泛用于实验室或如下的制造工艺的常规操作中：在所述制造工艺中需要将高速旋转的转子冷却并保持在低温（例如，4℃）下的能力和在短时间内使转子加速或减速的能力。该离心机是一种能够通过以下步骤获得离心分离的样品的装置：将布置在试管/瓶中的将要进行分离和沉淀的样品保持在转子上；使设置在室中的冠状部上的转子加速然后稳定在预定转数，随后使转子减速和停止。

在现有技术的高速冷冻离心机中，通常，样品的离心时间不太长，因此重要的是通过缩短转子的加速/减速时间来提高对分离和沉淀的材料的收集效率。因此，尤其要求加速/减速时间短。此外，当样品在离心操作期间分离和沉淀时，为了防止分离和沉淀的样品由于生化活性和温度的降低而变质，需要在离心操作期间将保持在转子中的样品精确地保持在低温（例如，4℃）下的能力。另外，小的安装空间和紧凑的尺寸也是重要的。而且，由于离心机通常用于诸如研究室或实验室之类的安静的周围环境中，因此降低操作噪声也是重要的。

同时，离心机的目的地（配送地址）是全球性的，因此，每个国家的电力情况不同。因为这个原因，在现有技术中，离心机被构造为通过一种设计规格覆盖各种电源的电压/频率/电源容量。在从本申请人市售的产品的一般构造中，使转子加速/减速的电机通过逆变器受到变速控制，并且用于将样品保持在低温的冷却单元的压缩机电机和冷凝器风扇二者通过单相感应电机受到开关控制（ON-OFF control）。

已经在JP-A-H07-246351中提出了一种将逆变器控制型变速电机结合到离心机中的技术。在JP-A-H07-246351中公开的技术具有这样的构造，即，当以旋转方式驱动转子的电机受到电力运行和电力再生操作时，从电源供应的或返回到电源的电流形成功率因数高且谐波电流减少的电流波形。此外，在JP-A-H06-170282中公开的技术被构造为：供应的电力频率为60Hz的区域中的冷却风扇的转数减小为与电力频率为50Hz的区域中的冷却风扇的转数一致，并且由于电力频率的变化产生的冷却风扇的噪声水平不波动。

发明内容

技术问题

在现有技术中，为了尽可能地针对每个目的地的每种电源电压使用一种设计规格，在离心机的电力输入单元中设置自耦变压器。这是用于控制通常难以匹配电源电压的离心机电机、压缩机电机和冷凝器风扇。自耦变压器的分接头切换为使得每种电源电压匹配离心机的内部操作电压。此时，连接电力的电流容量变化。因此，当电源容量小时，在转子的加速期间离心机电机的电流适用于具有最小电流容量的电压规格，并且不超过电源容量。这样，转子的加速变得迟钝。作为另外一种选择，在转子的加速结束之前停止冷却机的压缩机电机的操作，以将电源电压分配给转子的加速。在这种情况下，允许转子由于其旋转产生的风阻损失而变温热。然而，当采用该控制方法时，离心机的原始功能退化。

在现有技术中，使用了压缩机电机和冷凝器风扇，其中电机的转数随着电力频率的变化而变化，因此冷却能力也变化。此时，采用具有大容量的压缩机电机，从而即使在其中制冷剂的循环量由于转数的降低而减少的50Hz电源下也确保足够的冷却能力。相似地，采用具有大尺寸的冷凝器风扇，从而即使在其中冷凝器的热排放量由于转数的降低而减少的50Hz电源下也确保足够的热排放。然而，当这些压缩机电机和冷凝器风扇用于60Hz电源下时，电机或风扇的转数升高，因此操作噪声变大。为了抑制操作噪声，结合到隔音和噪声屏蔽设备的产品已商业化。在用于驱动转子的电机的冷却风扇和用于控制装置的冷却风扇中也是如此。

在现有技术的转子的温度控制中，通过根据电力频率将压缩机电机的转数设为单一转数来执行压缩机电机的开关控制。根据该控制，在转子在其旋转期间温度极大地脉动或转子的风阻损失小的区域，温度控制精度降低。作为对策，提出了在逆变器控制类型中使用变速压缩机的方法。然而，根据该方法，在其中需要间歇性开关操作以及连续变速操作的控制的情况下，在连续变速操作和间歇性开关操作之间的边界区域，转子的温度控制性能差，在所述区域，转子的风阻损失较小。因此，不能实现高精度温度控制。

提出本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种离心机，其中不需要鉴于全球目的地的电压情况而安装自耦变压器，并且可容易地处理电源容量的差异。