JP2004082069A

JP2004082069A - 溶媒混合装置及びそれを備えた分析装置

Info

Publication number: JP2004082069A
Application number: JP2002250114A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Aso; 麻生　喜昭
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】溶媒混合装置を小型化する。
【解決手段】混合器本体１２の内部には、共通の中心軸をもつ２つの円筒状の流路１５ａと１５ｂが設けられており、これらの流路１５ａ，１５ｂは入口部から出口部に延びている。２つの流路１５ａ，１５ｂにより形成された溶媒Ａ，Ｂのそれぞれの層状の流れ１６ａ，１６ｂは厚さが０．１ｍｍ又はそれ以下の薄い層になって出口方向に流れ、その途中で互いの接触面を介して相互に拡散して混合し、出口部では、それぞれの溶媒が混合した１つの流れ１６ｃとなり、出口２０から流出していく
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流路の途中で複数の溶媒を混合する溶媒混合装置と、そのような溶媒混合装置を用いた液体クロマトグラフなどの分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体クロマトグラフのグラジエント分析では、２種類又はそれ以上の溶媒（溶離液）を混合してカラムに導くために、そのグラジエント溶出装置には複数の液を混合する溶媒混合装置が備えられている。溶媒混合装置としては、可動部を持たないフロースルー方式のものが多く用いられており、例えば内径が３ｍｍ程度、長さが５０ｍｍ程度のパイプ中にステンレススチールなどのボールを充填したものがある。その溶媒混合装置の一端から２以上の溶媒を同時に導入すると、それらの溶媒はボール間のさまざまな隙間を通ることにより混合されて他端から流出してくる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような溶媒混合装置は、一般には混合効率が悪い。そのため、必要な混合仕様を得るために、混合部の容量を大きくすることにより要求される混合性能を得ている。
このように、従来の溶媒混合装置は大型化しているため、小型の分析装置に使用しにくくなったり、分析装置を小型化する上で障害になったりする問題がある。
【０００４】
本発明の第１の目的は、溶媒混合装置を小型化することである。
本発明の第２の目的は、そのような溶媒混合装置を備えた分析装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶媒混合装置は、流路の途中で複数の溶媒を混合する溶媒混合装置であり、各溶媒ごとの入口を有する入口部と、導入された全ての溶媒が混合状態となって流出する出口部と、前記入口部と出口部の間に設けられて、前記入口部から導入された溶媒をそれそれ層状の流れとする導入部及び層状になった溶媒を層の界面で接触させて互いに混合させながら前記出口部に導く混合流路をもつ中間部とを備えたものである。
【０００６】
従来の溶媒混合装置におけるボールのような混合用の機構部品を必要としないため、溶媒混合装置を小型にすることができる。
中間部の導入部及び混合流路は、中心軸を共通にする円筒状に形成されているものや、平面状に形成されているものとすることができる。
【０００７】
本発明の分析装置は、上に記載した本発明の溶媒混合装置を備えたものである。そのような分析装置としては溶媒混合装置をグラジエント分析用の溶離液混合装置（ミキサー）として用いる高速液体クロマトグラフなどの液体クロマトグラフなどを挙げることができる。
溶媒混合装置を小型化することができることに伴って、それを備えた分析装置も小型化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は一実施例の溶媒混合装置を表したものである。この実施例は２つの溶媒ＡとＢを混合するものであるが、混合される溶媒の数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。
【０００９】
１２はハウジング部品でもある混合器本体である。混合器本体１２の入口部では、（Ａ）に示されるように、それぞれの溶媒のための入口１４ａと１４ｂが設けられている。混合器本体１２の内部には、共通の中心軸をもつ２つの円筒状の流路１５ａと１５ｂが設けられており、これらの流路１５ａ，１５ｂは入口部から出口部に延び、入口部には２つの流路１５ａ，１５ｂ間を分離する円筒部品１８が設けられている。流路１５ａ，１５ｂは入口部で入口１４ａと１４ｂにそれぞれつながっている。１６ａ，１６ｂはそれぞれ流路１５ａ，１５ｂにより形成された溶媒Ａ，Ｂの層状の流れである。
【００１０】
混合される溶媒が３以上の場合には、入口部での流路１５ａ，１５ｂは溶媒の数だけ設けられ、それぞれの流路の間には円筒部品１８と同様の円筒部品が設けられる。
【００１１】
円筒部品１８は入口部のみに設けられ、流路方向に沿って入口部より下流側にある中間部では、（Ｂ）に示されるように、円筒部品１８は存在せず、２つの流路１５ａ，１５ｂにより形成された溶媒Ａ，Ｂのそれぞれの層状の流れ１６ａ，１６ｂは互いの境界で接する。
【００１２】
中間部は、２つの溶媒Ａ，Ｂの層状の流れ１６ａ，１６ｂの厚さが０．１ｍｍ又はそれ以下の薄い層になって出口方向に流れるように流路が形成されており、層状の溶媒１６ａ，１６ｂが中間部の流路を流れる途中で互いの接触面を介して相互に拡散して混合していく。
【００１３】
混合される溶媒が３以上の場合にも、入口部で形成されたそれぞれの溶媒の層状の流れが中間部でそれぞれ薄い層となって界面で接して相互に拡散して混合していくように中間部の流路が形成される。
【００１４】
出口部は、（Ｃ）に示されるように、中間部の円筒状の流路が収束して１つの流路に合流するように流路が形成されている。出口部では、それぞれの溶媒が混合した１つの流れ１６ｃとなり、出口２０から流出していく。
【００１５】
この混合器本体１２の中心部には、入口部と中間部の流路を円筒状に形成するために、溶媒の流れの方向に延びる円柱状の棒状部品２２が設けられている。
入口１４ａ，１４ｂと出口２０は、それぞれ内壁に雌ネジが形成されており、流路部品がねじ込まれて接続されるようになっている。
【００１６】
図２は他の実施例の中間部から出口部の部分を示したものである。円筒状の２つの層の溶媒を混合するために、外側の円筒２２内に内側の円筒２４が同軸上に挿入された構造をしている。２つの円筒２２，２４間には間隔が０．２ｍｍ程度又はそれ以下の円筒状の薄い隙間が形成され、その隙間は出口２６では絞られて１つの穴に合流している。２つの円筒２２，２４の間の隙間を、２つの溶媒ＡとＢが中心軸を共通する円筒状の層１６ａ，１６ｂとなって出口に向かって流れていく。２つの溶媒の層１６ａ，１６ｂは、中間部を流れていく間に互いの接触面で相互に拡散して混合し、均一な混合状態となっていく。
【００１７】
図２には入口部は示されていないが、図１の実施例と同様に、それぞれの溶媒を導入し、中心軸を共通とするそれぞれの円筒状の層状の流れを形成するようになっている。
【００１８】
図３はさらに他の実施例を表したものである。図１、図２の実施例では中間部での各溶媒の流れは円筒状で層状であったが、図３の実施例では中間部での各溶媒の流れは平面状で層状となっている点で異なる。混合器本体３０の中間部には２つの溶媒がそれぞれ０．１ｍｍ又はそれ以下の薄い層状の流れ３２ａ，３２ｂとなって互いに接しながら流れるように流路が形成されている。出口３４では流路が絞り込まれており、２つの溶媒の流れ３２ａと３２ｂは出口３４に向かって流れていく間に互いの界面で相互に拡散して混合し均一な混合液となって出口３４から流出していく。
【００１９】
図４は本発明の溶媒混合装置を用いたグラジエント分析用の液体クロマトグラフの一例を示したものである。グラジエント溶出装置２は２種類の溶離液ＡとＢを所定のプログラムに従って混合してカラムで供給するものである。グラジエント溶出装置２には高圧グラジエント方式と低圧グラジエント方式があるが、いずれの方式であってもよい。グラジエント溶出装置２内は２種類の溶離液を混合するために本発明の溶媒混合装置４が備えられている。６は試料を分離するカラムであり、カラム６に至る溶離液流路には試料導入部８が設けられている。１０はカラム６の溶出液から試料成分を検出する検出器である。検出器１０を経た溶出液はドレインへ排出される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の溶媒混合装置は、入口部から導入された溶媒をそれそれ層状の流れとし、層状になった溶媒を層の界面で接触させて互いに混合させながら出口部に導いていくようにしたので、従来の溶媒混合装置におけるボールのような混合用の機構部品を必要としないため、溶媒混合装置を小型にすることができる。
層状の溶媒を混合させる流路の構成は簡単で、特別な加工方法が必要ではなく、また部品点数が少なくてすむことからも、本発明の溶媒混合装置は安価に製作することができる。
この溶媒混合装置を例えは液体クロマトグラフに適用する場合には、小型化できることから送液ポンプ内に設置できるようになるなど、液体クロマトグラフのシステム容積が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶媒混合装置の一実施例を示したものであり、（Ａ）は入口部を流路方向に沿って切断した状態の断面図、（Ｂ）は中間部で（Ａ）のＸ−Ｘ線位置での断面図として示したもの、（Ｃ）は出口部を流路方向に沿って切断した状態の断面図である。
【図２】他の実施例の中間部から出口部を示したものであり、（Ａ）は中間部側から見た端面斜視図、（Ｂ）は流路方向に沿って切断した状態の断面図である。
【図３】さらに他の実施例の中間部から出口部を示したものであり、（Ａ）は中間部側から見た端面斜視図、（Ｂ）は流路方向に沿って切断した状態の断面図である。
【図４】本発明の溶媒混合装置を備えたグラジエント分析用の液体クロマトグラフの一実施例を示す概略流路図である。
【符号の説明】
２　　　グラジエント溶出装置
４　　　溶媒混合装置
６　　　カラム
８　　　試料導入部
１０　　　検出器
１２，３０　　　混合器本体
１４ａ，１４ｂ　　　入口
１５ａ，１５ｂ　　　入口部の溶媒流路
１６ａ，１６ｂ，３２ａ，３２ｂ　　　溶媒Ａ，Ｂの層状の流れ
２０，２６，３４　　　出口
２２　　　外側円筒
２４　　　内側円筒

Claims

流路の途中で複数の溶媒を混合する溶媒混合装置において、
各溶媒ごとの入口を有する入口部と、
導入された全ての溶媒が混合状態となって流出する出口部と、
前記入口部と出口部の間に設けられて、前記入口部から導入された溶媒をそれそれ層状の流れとする導入部及び層状になった溶媒を層の界面で接触させて互いに混合させながら前記出口部に導く混合流路をもつ中間部とを備えたことを特徴とする溶媒混合装置。
前記中間部の導入部及び混合流路は、中心軸を共通にする円筒状に形成されている請求項１に記載の溶媒混合装置。
前記中間部の導入部及び混合流路は、平面状に形成されている請求項１に記載の溶媒混合装置。
請求項１から３のいずれかに記載の溶媒混合装置を備えた分析装置。
前記分析装置はグラジエント分析機能を備えた液体クロマトグラフである請求項４に記載の分析装置。