JP2004507720A - 列を持った導管の攪拌器と凝縮器の組立体およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、導管内に入ったサンプル溶液の調整に関する。特に、本発明は、溶液を攪拌することと、蒸発により導管から加熱された溶液の量の減少を防止することに関する。
【背景技術】
【0002】
多くの薬剤開発の工程の一部おいて、試験管や、他のそのような導管は、一般的に、試験管を受入れるために列をなす円柱状の穴で構成された金属ブロックの加熱ユニット内に配置される。この加熱ユニットは、しばしば作業装置に集積された多くのモジュールのうちの1つとして提供され、各々のモジュールは、特定の開発過程によって実施される特別な機能を有する。
【0003】
例えば、図1には、一般的な液体サンプル準備の作業装置10が示されている。この作業装置10は、典型的には、フレーム12、サンプリング針22を備えたモータ駆動により機械的に液体を運搬するモジュール20、希釈モジュール30、加熱ユニット40と導管ラック組立体50を一般的に含む。液体搬送モジュール20は、フレーム12内で横方向のトラック12Aに沿って移動可能な水平アーム24と、水平アーム24には、横方向のトラック(図には示していない)に沿って移動可能な鉛直アーム26を含んでいる。サンプリング針22は、鉛直アーム26の鉛直トラック(図には示していない)に取り付けられている。ステップモータ(図には示していない)は、典型的には、関連したトラックに沿って液体運搬モジュール20の該当する各々の構成部品を可動させる動力を提供している。この結果、サンプルリング針22は、作業装置10の様々な位置で作業遂行可能なように3軸に沿って移動可能となる。
【0004】
希釈モジュール30は、注射器型のポンプからなり、注射器32およびバルブ34を含んでいる。希釈モジュール30は、溶媒貯蔵器35から移送ライン37A、37Bを介してサンプルリング針22に溶媒のような希釈媒体を搬送する。加熱ユニット40は、ラック部42と加熱ユニットの正面後方に位置した下部包囲部44を含む。ラック部42は、加熱導管45を支持するように適合された配列を成した壁面を有した熱伝導性材料のプレートであり、加熱導管45は、下部包囲部44内に向かって延びており、その中に含まれた加熱装置によって加熱される。下部包囲部44は、各々の壁面の下に配置された磁気駆動器も含む。該磁気駆動器が作動したとき、加熱導管45内に含まれた媒体を攪拌するために、各々の加熱導管45の中に入れられた磁気攪拌部材に結びつく。
【0005】
加熱導管45は、試験薬、化学物性、配合などの試料を保持するようになっている。加熱制御装置46は加熱導管45に含まれたサンプル溶液の量に対して、加熱プロフィールをプログラム化することが可能となるように、そして磁気駆動器の起動も可能なように、包囲部44の前面に取り付けられている。導管ラック組立体50は、様々な形の導管ラック54を支持するために、たくさんのラックマウント52を含む。導管ラック54は、試験管56、57や瓶59のような様々な大きさ、形をした配列をもった導管に対応できるように逐次、提供されている。
【0006】
作業装置10の一般的な用途において、液体運搬モジュール20は、加熱ユニット40の上部の位置を移動し、サンプリング針22の先端22Aは、加熱導管45内に計測された溶媒の量を注入するために、各々の加熱導管の隔壁を貫通するよう下降する。一度、希釈液体サンプルが、所望の温度に加熱されたら、サンプルリング針22は、1本ないしはそれ以上の加熱導管45からサンプルを抽出し、導管ラック組立体50に移動する。サンプルリング針22は、導管ラック54の導管56、57、59の中に測定されたサンプル量を注入することも可能である。この点において、作業の多くは、ラック組立体50で実施可能であり、このラック組立体50は、特別なサンプル準備および管理された試験手順に従うであろう。その一例として、サンプルは、高圧液体のクロマトグラフィ装置のような分析装置によって、さらなる工程のために、ラック組立体50から搬送されることが可能である。
【0007】
当業者の知識をもってすれば、加熱導管45に含まれる物質、特に溶媒の蒸発は、良くある問題である。溶媒の蒸発は、各々の加熱導管45内にある化学成分の濃度を変える好ましくない結果となり、サンプリングの妥当性および分析の工程に悪影響を与える。これに従って、加熱ユニット40は、通常は、ファンユニット48を備えており、このファンユニット48は、蒸発した液体および特に溶媒が凝縮する加熱導管45の上部まわりに空気を吹き付ける。このような方法により、ファンユニット48は、加熱導管45からそのような蒸気が逃げることを防止し、加熱導管45の壁面に蒸気が凝縮し、その結果、加熱導管45の底部に凝縮溶液が舞い戻る。
【0008】
加熱導管45の上部近辺に空気を吹き付けるような標準的な方法は、装置をかなり単純化できるが、非常に効率が悪いということが解っている。ファンユニット48を使用することにより、強制対流のメカニズムによって原則的には、熱は加熱導管45の上部に移動する。一般的な手法として、この対流は、流体と固体の表面の温度が異なるとき、固体本体または、その中の経路の上を空気のような流体が流れるときに発生する。流体と固体表面の熱伝達は、固体表面に関連した流体の挙動の結果として発生する。ファンユニット48なしでは、自然(もしくは自由)対流の流体の挙動は、流体内の密度勾配により浮力をもたらす結果になり、この密度勾配は、流体中の固体表面と流体自身の中の温度変化で形成された固体表面の温度勾配の結果からなる。ファンユニット48は、機械的に流体の挙動を含んで動作し、この流体の挙動は、この場合には、加熱導管45の上部にある外部表面まわりの空気の流れの作用に関係する。
【0009】
ファンまたはポンプによる強制対流は、自然対流と比べて、熱移動の割合が増加することは良く知られている。しかし、熱移動する強制対流モードは、他の状況では最適であるが、加熱導管45のような導管の配列に適用するには、最適ではない。加熱ユニット40によって、加熱導管45に加えられた熱エネルギ量と、そのような熱エネルギが加えられた割合によって、蒸発の段階で溶媒量が比較的に速く変化する。上部からの充分な熱エネルギが、溶媒を液体層に再凝縮させるため、加熱導管45の上部まわりの隙間にある空気の強制対流は取り除くことはできない。その結果として、隔壁またはその他のシール部材が提供されているときは、加熱導管45と周囲の空気との間の温度および圧力の差から、高温で蒸発した溶媒の大半は、加熱導管45から逃げ出す。
【0010】
他の問題として、加熱導管45内で、粘度成分が高い物質を製造されるような事態で発生する。そのような粘度成分は、連続的または、周期的に加熱の間に攪拌することが要求される。加熱導管45に入った粘度成分は、非常に粘度が高いため磁気的な駆動攪拌部材を用いるような標準的な方法で攪拌できないことはよくある。この問題は、比較的に狭い加熱導管45の狭い内部と、導管の配列が互いに近接していることで、悪化している。磁気攪拌部材を使用するために、外部に磁気駆動組立体が組み込まれているため、加熱導管45のまわりには余分空間はほとんどない。それに加えて、サンプリング套管のような加熱導管45内に作用する他の要素に邪魔にならないような方法で、水掻き部またはその他駆動攪拌部材が挿入されているため、個々の加熱導管45内にも余分空間はほとんどない。
【0011】
本発明は、導管内の物質製造工程に関連して、これらまたはこの他の問題を解決することを提供したものである。
【0012】
【発明の開示】
本発明によれば、鉄のような熱伝導性に優れた材料からなるコンパクトな流体冷却凝縮器ユニットを提供する。導管内にある蒸発が促進された溶媒を効率的に冷却および凝縮するために、そして導管内の溶媒が減らないように、これまでに達成してきたことよりもより一層高い次元ですべてを達成できるように、この凝縮器ユニットは、サンプルの中身を含んだ導管の上部に、嵌合するように取り付けられる。これより以降に示した内容から明らかになる時、熱伝達の対流と熱伝導のどちらも利用した、いくつかの異なった機構を形成することにより、本発明の凝縮器ユニットは、導管からの効率のよい熱伝達を可能とする。
【0013】
凝縮器ユニットの形状は、熱伝達が可能となるために、導管の上部内で、様々な表面で形成される。付け加えて、熱伝達流体に対する経路は、凝縮器ユニットの簡素化に関連して、熱交換としての凝縮器の全体の効率が上がるように多数の流れをもった溝の配置を形成している。大半の熱エネルギは、凝縮器ユニットを通して水のような熱伝達流体が循環することによって導管から運び出される。この循環は、凝縮器ユニットの本体および表面の冷却を保ち、導管の上部にある局所の空気および溶媒の蒸気から凝縮器ユニット内にある熱伝達流体に向かったいくつかの方向に様々な複雑な温度勾配を順番に引き起こす。重要な対流をもった熱伝達は、導管の上部の周りの表面と同様に、凝縮器ユニットの表面で引き起こされる。重要な対流をもった熱伝達は、導管の壁面を通じて凝縮器ユニット本体を通じて引き起こされる。
【0014】
本発明は、導管から運び出される他の手順に決定的な影響を与えることなしに、攪拌ユニットが導管内で常時作業することを許すような形状を有する攪拌ユニットを提供する。たとえば、攪拌ユニットは、サンプリング針が導管に向かって溶媒またはサンプリング溶液を注入、抽出が同時にできるような作業が可能である。攪拌ユニットは機械的に駆動する水掻き部を含み、この水掻き部は、粘度の高い液体を攪拌するに充分な動力を提供する。そして、サンプル製造に薬剤開発の当業者によって理解できるような計測する工程により類似している。
【0015】
凝縮器ユニットと攪拌ユニットのそれぞれの設計において、各々のユニットは、同じ導管で、共におよび同時に作業可能してもよい。導管または、列を成した各々の導管内で水掻きによる攪拌、流体冷却による凝縮の単一の機能的な組み合わせは、薬剤開発にかなり有用で効率的な道具を提供する。
【0016】
本発明の実施形態に従って、凝縮器ユニットは、容器内の蒸発物質を凝縮するように適合されている。凝縮器ユニットは、内部チューブと中空の外部スリーブと流体経路を備えている。内部チューブは、向かい合った第一の端部と第二の端部もった内部壁面を含む。外部スリーブは、内部壁面まわりに同軸に配置された外部壁面を含む。外部壁面は、向かい合った第一の端部と第二の端部を含む。内部チューブと外部スリーブは共に、凝縮器本体で形成され、内部壁面の第二の端部は、凝縮器本体の穴として定義される。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。好ましくは、入口端部と出口端部の各々は、内部チューブと外部スリーブのそれぞれの第一の端部に近接して配置されている。前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。
【0017】
本発明の別の実施形態では、容器からの蒸発を防止する凝縮器組立体は、凝縮器ユニットと熱伝達循環システムとを備えている。凝縮器ユニットは、向かい合った第一の端部と第二の端部を備えている。凝縮器ユニットは、中空の凝縮器の内部と、内部チューブ、入口穴および出口穴の周りに同軸に配置された外部スリーブと、を含んでいる。内部チューブおよび外部スリーブは、凝縮器本体として形成される。シール要素は、第一の端部に接合され、前記外部スリーブを覆うように、半径方向の外方向に延びた第一の表面を含む。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。好ましくは、入口端部と出口端部は凝縮器本体の第一の端部に各々が近接するように配置されている。入口端部は、入口穴に流体が連通するように配置されており、出口端部は、出口穴に流体が連通するように配置されている。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。熱伝達媒体循環システムは、入口穴と出口穴とを接続する。
【0018】
凝縮器組立体は、容器に取り付けるために適合されている。そのような容器は、開口端部と、閉塞端部と、中空の容器内部とを含む。該容器は、外部スリーブまわりに同軸に配置されており、その結果、開口端部は、前記シール要素の前記第一の表面に密封して接合されており、凝縮器本体の第二の端部は、凝縮器内部および容器内部との間を連通するように形成されている。
【0019】
本発明の別の実施形態に従って、容器からの熱を伝達するための熱交換システムは、凝縮器本体と頭部と熱交換経路とをポンプとを備える。凝縮器本体は、向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブとを有している。頭部は、第一の端部が取り付けられて、流体入口金具と、流体出口金具と、外部スリーブを覆うように半径方向の外方向に延びた第一の表面とを含んでいる。熱交換経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んでいる。入口端部は、入口金具に流体が連通するように配置され、出口端部は、出口金具に流体が連通するように配置されている。熱交換経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、熱交換経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。ポンプは、前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合されて、ポンプ出口経路を通じて前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口と、ポンプ入口経路を通じて前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んでいる。
【0020】
本発明のさらなる実施形態に従えば、凝縮および加熱組立体は、流体容器に入った流体を加熱しており、流体容器からの流体の蒸気となるのを妨げる。この組立体は、加熱ユニットと、取り付けフレーム、凝縮器本体と、を備えている。この凝縮器本体は、上端部と、下端部と、内部チューブと、内部チューブ周りに同軸に配置された外部スリーブと、を備えている。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿されており、入口端部と出口端部とを含んでいる。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。シール要素は、この上端部を密封しており、取り付けフレームに取り付けられて、その結果、凝縮器本体は、加熱ユニットに近接して配置されている。
【0021】
本発明のさらなる実施形態に従って、攪拌器組立体は、容器に入れられた物質を攪拌し、攪拌作業の間、前記物質を前記容器の中に注入および抽出可能である。攪拌器組立体は、攪拌ロッドと、攪拌部材と、流体サンプリング機器を備えている。攪拌ロッドは、向かい合った、第一の開口端部と、第二の開口端部と、中空の内部と、を含んでいる。中空の内部は、第一の開口端部および第二の開口端部が連通するよう配置されている。攪拌部材は、攪拌ロッドの前記第二の端部に配置されている。また攪拌部材は、先端部と、先端穴と、攪拌ロッドの第二の端部と先端穴との間で連通するように形成された中空内部と、含んでいる。攪拌ロッドの内部と攪拌部材の内部はともに、攪拌器組立体内部として形成される。流体サンプリング機器は、攪拌器組立体内部に移動可能に配置されている。
【0022】
本発明のさらなる実施形態に従って、組合された凝縮/攪拌装置は、容器に入った物質を攪拌し、容器から蒸発層が逃げるのを防止するために、物質の蒸発層を凝縮させるように提供されている。装置の内部チューブは、内部壁面を含んでいる。また、内部壁面は、向かい合った第一の端部と第二の端部を含み、中空の凝縮器内部として形成される。中空の外部スリーブは、内部壁面まわりに同軸に配置された外部壁面を含んでいる。内部チューブと外部スリーブを合わせて、凝縮器本体として形成されている。流体経路は、内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。攪拌ロッドは、凝縮器内部を通じて、入口端部および出口端部のそれぞれの第二の端部を覆うように延びている。
【0023】
別の実施形態に従って、本発明は、プレートと、凝縮器本体と、熱交換経路と、攪拌ロッドを備えたサンプル準備組立体を提供する。凝縮器本体は、プレートに取り付けられ、内部壁面を有した内部チューブと、外部壁面を有した中空の外部チューブと熱交換経路とを含む。攪拌ロッドは、プレートの穴を通じ、凝縮器の内部を通じて、内部壁面と外部壁面の端部を覆うように延びている。駆動組立体は、操作可能に攪拌ロッドに接続され、攪拌ロッドの回転エネルギを提供してうる。熱伝達媒体循環システムは、熱交換経路の入口端部と出口端部と連通するように配置可能である。加熱ユニットは、凝縮器本体に近接して配置されている。
【0024】
本発明は、容器からの物質の蒸気層が逃げないように防止するための方法を提供する。凝縮器ユニットは、次の内容を提供する。外部スリーブは、内部チューブ周りに同軸に配置され、流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間を内挿している。物質を含んだ導管は、流体経路が導管に延びるように、凝縮器ユニットに密封されて接触するように入る。熱伝達媒体は、物質の蒸気部分を凝縮ために、流体経路を通じて循環している。
【0025】
さらに、本発明では、導管内に含まれた物質を攪拌する方法を提供する。攪拌ユニットは、シャフトと攪拌部が、共に長い空孔で形成されるそれぞれの中空の内部を含みように、シャフトと、シャフトに取り付けられた攪拌部材を提供する。攪拌ユニットは、前記攪拌部材が、物質内に沈められるように、物質を含んだ導管に挿入され、そして、攪拌部材は、回転される。サンプリング機器は、物質が導管から注入、抽出ができるように、攪拌部材を回転させる間、長く延びた空孔を通して、前記攪拌部材の上に挿入される。
【0026】
本発明の目的は、溶液を含んだ導管に関する使用において、簡素な凝縮装置を提供し、熱伝達の特性を改善することにある。
【0027】
本発明の別の目的は、導管の上部からはなれて、いくつかの重要なモードで熱を伝達することが可能となる凝縮装置を提供することである。
【0028】
本発明の別の目的は、導管内の表面部分に熱伝達量を増加させるような凝縮装置を提供することにある。
【0029】
本願のさらなる目的は、サンプリング針のようなもう一つの装置が導管内で操作している間、同じ導管内で作用する凝縮器を提供することにある。
【0030】
本発明のさらなる目的は、サンプル準備作業装置に簡単に集約された凝縮装置を提供することにある。
【0031】
本発明の付随的な目的は、溶液を含んだ導管に関した使用において、機械的に駆動する攪拌ユニットで、攪拌性能を改善する攪拌ユニットを提供することにある。
【0032】
本発明の目的は、また、同じ導管内でサンプリング針のような別の装置が作動する間、容器内で作動する攪拌ユニットを提供することである。
【0033】
本発明の別の目的は、攪拌器ユニットを提供しており、サンプル準備作業装置にある1つまたはそれ以上の導管内で、組合された攪拌器と凝縮器のユニットが作動するように形成するために、この攪拌ユニットは、凝縮器ユニットを容易に収納できる。
【0034】
本発明のいくつかの目的は、上記に示した如くであり、この他の目的は、ここで以下に述べられた完成図に関連して、以下に述べられた手順で、明らかとなるであろう。
【0035】
本発明のいくつかの目的は、上記に示した如くであり、この他の目的は、ここで以下に述べられた完成図に関連して、以下に述べられた手順として、明らであろう。
【0036】
【発明の実施の形態】
図2〜図4を参照すると、本発明の一実施形態に係る凝縮器ユニット65が提供されている。図2(A)に示すように、凝縮器ユニット65は、凝縮器本体70と、取り付け頭部90と、を含み、これらの各々は、鉄のような熱伝導性に優れた材料からなっている。図3に示すように、凝縮器本体70には、内部チューブ72と同軸の外部スリーブ76とを含んでいる。構造的には、内部チューブ72は内部壁面74を有し、外部スリーブ76には外部壁面78を有している。図4を参照すると、内部壁面74は、凝縮器本体65において、中空内部65Aを形成される。
【0037】
(コンデンサコイルとして作用する)凝縮器本体70を通して、熱交換流体が循環するための熱交換経路80は、内部チューブ72と外部チューブ76との間に一般的に内挿されている。図4に示す好ましい実施形態では、熱交換経路80は、内部壁面74に機械加工された連続的な溝82の形態が取られている結果として、(図3に示した)溝82と外部壁面78がともに、熱交換経路80として形成される。熱交換装置として凝縮器本体70の効率を最適化するために、溝82の長さは最大となっている。図示された好ましい円柱構造の状態で設計する際には、交互に曲がりくねったコースに沿って走る溝82によって最適化は実現する。そのような結果として、溝82は、凝縮器本体70の高さ方向に沿って走たせた多くの軸部分82Aと、凝縮器本体70の円周方向に沿って一般的に走らせた多くの変化部分82Bを有している。熱交換経路80は、熱交換装置として凝縮器ユニット65の効率より良くするように複数経路の流れ構成としてもよい。
【0038】
図4に示す最良の形態では、熱交換経路80は、入口端部84から始まりと出口端部86で終わる。好ましくは、入口端部84と出口端部86の両方は、例えば取り付け頭部90の凝縮器ユニット65の上部近くに位置してもよく、その結果として、外部流体の経路は、凝縮器ユニット65が内部で作動する導管内に延びる必要がなくなる。
【0039】
図2の(A)に戻り参照すると、取り付け頭部90は、上部開口部92Aから(図4に示された)底部開口部92Bまで軸方向に貫通した開口部92を有する。内部空孔94と外部空孔96は、取り付け頭部90の外部横表面98に形成されている。内部空孔94と外部空孔96は、取り付け頭部90内の(図示していない)流体経路を介して熱交換経路80の入口端部84と出口端部86とを流体が連通可能に接続されている。放出穴101は、外部横表面98から開口部92まで半径方向に延びている。図4に示すように、内部チューブ72は、圧着または微細溶接などによって底部開口部92Bで、取り付け頭部90を保持している。
【0040】
図3を参照すると、凝縮器ユニット65は、リングシール103が取り付け頭部90に内接するまで、内部チューブ72を覆ってスライドさせ、そして内部チューブ72を覆って外部スリーブ76をスライドさせることにより組み立てられる。リングシール103は、好ましくはテフロン(登録商標)のワッシャが好ましく、凝縮器本体70に挿入された試験管または他の導管の開口を密封するように設置されている。隣接した内部チューブ72と外部スリーブ76は、漏れが発生しないように微細溶接されている。このような標準的な方法を用いることにより、放出管105は、放出穴101に保持され、内部取り付け金具107は、内部空孔94に保持され、外部取り付け金具109は外部空孔96に保持され、回転可能なシール111は、取り付け頭部90の上部開口部92Aに設置され、放出穴101に配置される。取り付け金具107、109、空孔94、96は、たとえば、固着を目的にねじが切れた形で提供されることも可能である。図2の(A)は、組立てられた凝縮器ユニット65を図示している。凝縮器ユニット65は、かなりコンパクトになり、例えば、上部近くに0.7インチのテーパーが切られた外形1インチしかない試験管を取り付けることができる。
【0041】
好ましい実施形態では、熱交経路をしっかりと密封するために外部スリーブ76は、内部チューブ72と嵌合している。別の実施形態として、外部スリーブ76は、(図には示していない)環状経路で定義づけられるように、内部チューブ72から半径方向に空間を設けることが可能であり、その環状経路内に、熱交換経路80は、蛇状またはらせん状の経路に沿って走る小径のチューブを形成している。
【0042】
好ましくは、熱交換経路80は、一本の連続した経路である。熱交換経路80が多数の時は、これらは、各々の凝縮器ユニット65に提供されているが、そのような場合は、追加して出口金具107および入口金具109が必要となり、よってさらに複雑度が増す。
【0043】
凝縮器ユニット65は、多数の経路流れを持つことで、間接的に(または表面的に)コンパクトな形をした熱交換器が得られることがわかる。
【0044】
図2の(B)を参照すると、凝縮器ユニット65は、凝縮器本体70の周囲を囲んで配置された環状の冷却フィン70Aのセットを装備している。冷却フィン70Aは、凝縮器本体70に取り付けられた分割可能な構成要素として提供され、凝縮器本体70のいくつかの領域の直径より小さくすることで形成されている。冷却フィン70Aを付け加えることで、熱伝達において全体の有効な全体の表面積が増加することにより、熱伝達の特性が改善される結果となり、凝縮器本体70の周りの流体流れの方向に影響を与え、および/または乱れを促進させる。冷却フィン70Aの形状、大きさ、設置空間は、フィン効率を最適化するために選定されるべきであり、そして、温度抵抗または流れ抵抗が増加する結果を和らげることが可能であることは、当業者には考えられるであろう。
【0045】
図5を参照すると、一般的に示された凝縮器組立体115は、1つまたはそれ以上の凝縮器ユニット65を頭部で支持するためにシールプレート120を提供することにより構成されている。図示された例によれば、シールプレート120は、2×5列の10個の凝縮器ユニット65を支持している。シールプレート120は、好ましくは、シールプレート取り付け穴124と溝126と同様に、(図2に示した)各々の取り付け頭部開口部92が整列させるシールプレート穴122を含む。より詳細を示すと、シールプレート120は、モータ取り付け穴128と、モータ出力穴131と、各々のシールプレート穴122内に延びて皿バネ133のような多数のバイアス部材を含む。一例を示すと、各々の凝縮器ユニット65は、シールプレート穴122の(図には示されていない)環状の突起縁または肩部、または、より小さな直径をもった(図には示されていない)第二の穴によって対応したシールプレート穴122によって支持されている。
【0046】
図6を参照すると、一般的に示された熱伝達流体循環システム140は、1つまたはそれ以上の凝縮器ユニット65に関連した使用をするために、組立てられている。適切な流体ポンプ142は、凝縮器ユニット65へ向かう入力経路144Aおよび凝縮器ユニット65から出る出力経路144Bの一対の経路を介して(図には示されていない)水源から水のような熱伝達媒体を移送するために提供される。ここで、いくつかの凝縮器ユニット65を採用する場合は、バルブおよび方向性をもった経路を装備したマニホールド146のような収容設備が、各々の凝縮器ユニット65に関連づけられた個々の一対の入力経路148Aおよび出力経路148Bに接続されることが可能となる。
【0047】
図12を参照すると、本発明は、一般的に示された新規のサンプル準備作業装置200を提供している。作業装置200は、前面のラック支持部材207と後面のラック支持部材209とを含んだフレーム部を有した導管ラック組立体205を含んでいる。図1に示されたような液体搬送および/またはサンプル準備装置に関連して利用されたモジュールの多くは、使用者によって計画された手順を適切なものにするものとして、作業装置200に集約可能である。加熱ユニット210は、列を成した加熱導管212を提供する。しかし、(例えば図1に示したファンユニット40のような)ファンユニットは、必要としない。その代わりに、改良された熱交換機能は、先に示した凝縮器組立体115を形成することで提供される。従って、凝縮器組立体115は、作業装置200に取り外し可能に取り付けられ、本発明に係る加熱ユニット210の上部に配置され、取り付けブラケット214、216および(図5に示された)シールプレート取り付け穴124を貫通して挿入された取り付けピン218のような適切な取り付け構成要素が使用される。シールプレート溝126は、凝縮器組立体115を作業装置200へ輸送するため、および/または凝縮器組立体115を加熱ユニット210の上に配列させるために、(図には示されていない)取り外し可能な構成要素に受入れるように利用されており、また、凝縮器組立体115が非作業の待機状態のときに、(導管ラック組立体205のような)作業装置200の別の位置へ凝縮器組立体115を取り付けるために使用することが可能である。
【0048】
図7から図9を参照すると、本発明に係る攪拌ロッド150を形成した攪拌ユニットが提供されている。攪拌ロッド150は、好ましくは、シャフト152と例えばねじを切ることによって、シャフト152に取り外し可能に取り付けられた水掻き部154のような攪拌部材とを含む。シャフト152の上部は、隔壁156Aを装置したプラスチックのキャップ156を受入れられるためにねじが切られている。図7に示すように、攪拌ロッド150が導管内で作動するために、導管内に向かって攪拌ロッド150を貫通するための機器(例えば図1のサンプリング針22、繊維状の光学的の探針または、そのようなもの)を受入れるために、シャフト152は、長手方向に沿った空孔152Aを有しており、水掻き部154も同様に水掻き部先端154Bに向かって延びた穴154Aを有している。攪拌ロッド150が長手方向に反転する際にサンプリング針を補助するために、特に、(例えば、図1において液体搬送モジュール20のような)ロボット工学的な液体搬送モジュールが採用されており、水掻き部154は、水掻き部穴154Aとシャフト穴152Aとの間で接続されたテ−パを有した円錐曲面領域154Cを含む。
【0049】
図8および図9を参照すると、一般的に示された攪拌器組立体155は、軸受プレート160を提供することにより構成されており、軸受および駆動構成要素、1つまたはそれ以上の攪拌ロッド150に適応するように適合されたものすべて、に関係付けられる。図示された例において、軸受プレート160は、2×5列の10個の攪拌ロッド150を支持している。この目的において、好ましくは、軸受プレート160は、各々に対応した攪拌ロッド150が回転可能に延びる穴162を含んでいる。軸受プレート160は、モータ取り付け穴164およびモータ出力穴166も含むことが可能である。転がり軸受168は、対応した攪拌ロッド150各々が回転可能に支持するために、各々の軸受プレート穴162を配置されている。加えて、攪拌ロッド駆動ギア171は、各々の攪拌ロッド150の上に向かって嵌合している。(図には示していないが)両面に歯をもった高分子の駆動チェーン173のような切れ目がない、柔軟な駆動部材は、正方向に駆動する能力を提供するために、駆動ギア171と(図10に示された)モータ出力ギア175との周りに巻き付いている。もし望まれるなら、たとえば、攪拌器組立体155は、攪拌工程を遂行するために、凝縮器組立体115から離れて、図12の作業装置200に操作可能に取り付けられることが可能である。
【0050】
図10および図11を参照すると、本発明の好ましい実施形態は、集約された攪拌器/凝縮器または、一般的に示されたサンプル準備組立体180内では、凝縮器組立体115と攪拌器組立体155が組合されている。(図8に示された)軸受プレート穴162は、(図5に示された)シールプレート穴122に一致するように配列されている。一致するようにモータ取り付け穴128、164およびモータ出力穴131、166も配列されている。攪拌ロッド150のシャフト152は、軸受プレート穴162とシールプレート穴122とを通じて挿入されおり、(図2に示された)頭部開口部92と(図4に示された)凝縮器組立体内部65Aとを取り付ける。水掻き部154は、凝縮器ユニット65の下のシャフト152に確保されている。モータ182は、モータ取り付け穴128、164、スペーサプレート186およびモータ取り付けフランジ188を通じて、適切な締め付け部184を挿入することにより、組み込まれている。モータ182の出力軸182Aは、出力穴131、166を通じて延びており、そして出力ギア175は、そこに嵌合している。図11に示すカバープレート191は、回転するギア171、175から使用者を保護する。
【0051】
図12を参照すると、凝縮器組立体115および攪拌器組立体155の両方(組立体としては、サンプル準備組立体180)が、作業装置200の作動位置において、図示されている。水掻き速度制御装置、および支持計のユニット220は、モータ182と電気的に接続されている。(図5に示された)皿バネ133は、軸受プレート160とシールプレート120の間に挿入されており、軸受プレート160によって保持されており、各々の加熱導管212の口を改善された密封の関係をもって、シールプレート120を下方向に力を働かせるように作用している。(図3に示された)回転シール111は、各々の取り付け頭部の開口部92に配置され、攪拌ロッド150が自由に回転している間、導管にある加熱された蒸気を攪拌ロッド150の周りから逃げるのを防止する。(図2および図3に示された)放出管105は、蒸気の逃げる経路を設けることにより、過度の圧力が、加熱導管212内に形成されないようにするために、各々の放出管105とそれに関連した放出穴101は、取り付け頭部の開口部92、凝縮器本体内部65Aおよび加熱導管212の内部に対応して連通するようになっている。しかし、通常の環境下、熱力学の圧力―体積―温度(P−V−T)の特徴づけられた関係において、凝縮手順は、放出管105を通じて蒸気の漏れがないように、指令を与える。このような理由で、凝縮器組立体115は、蒸気が、放出管105に向かって進むもうとする前に、その蒸気が液体層へ戻すようにしている。
【0052】
2原子の窒素またはアルゴンのような不活性ガスが存在する加熱導管212で、反応が生じるようないくつかの手順が必要となることもある。そのような場合、放出穴101は、加熱導管212内の不活性ガスの許容量に対して、ガス入口として使用することが可能であり、すなわち、放出管105は、これらのガス入口に対する取り付け金具として使用される。従って、このように使用されたとき、放出穴は、ガス入口という意味で用いられ、放出管は、ガス入口金具という意味として用いられる。
【0053】
図13を参照すると、サンプル準備組立体180は、すべて配列された加熱導管212よりも少ない状態で作業することが適合可能である。そのような場合、使用された凝縮器組立体115および/または攪拌器組立体155の数量および、軸受プレート160に配置された位置に従って、より長さの短い駆動チェーン233が使用可能であり、1つまたはそれ以上の非駆動要素235は、穴のあいたベアリング組立体位置237で取り付け可能である。
【0054】
本発明の一般的な操作の実施形態は、図12を参照内容および図1で用いられた第二の参照内容で、説明されるであろう。研究者は、加熱ユニット210内に、薬剤などからなる溶質を含んだ加熱導管212を設置する。攪拌器組立体155、凝縮器組立体115または、組み合わされた攪拌器/凝縮器組立体180は、列をなした加熱導管212の上部で、待機位置から取り上げられ、下降する。攪拌器/凝縮器組立体180の位置は、取り付けブラケット214、216内に取り付けピン218を挿入することで形成される。事前準備の期間、作業装置200は、自動的に、液体搬送モジュール20を駆動させ、各々の攪拌ロッド150のキャップ156の隔壁を通過し、それに対応した攪拌ロッド150を通過し、かつそれに対応した加熱導管に向かって、サンプリング針22が挿入される。希釈モジュール30は、適切な体積に採取された溶質を希釈するために、各々の加熱導管212へ溶媒を搬送し、サンプル溶液を生成する。凝縮器組立体115の各々の可動する凝縮器ユニット65に対する流体の流れは、(図6に示される)熱伝達流体循環システム140によって確立され、モータ82は、攪拌器組立体155の操作可能な水掻き部154を駆動するためにスイッチが入れられ、そして、加熱ユニット210は、サンプル溶液を加熱するためにスイッチが入れられる。水掻き回転速度は、制御および指示計ユニット220によって調整されることができる。
【0055】
さらに、事前準備の期間、液体搬送モジュール20は、各々の加熱導管212に向かって、サンプリング針22を再度挿入されるようにプログラムされており、その結果として、希釈モジュール30は、加熱導管212から計量された加熱サンプル溶液を取り出すことが可能である。攪拌器組立体155のように設計することで、水掻き部154が回転している間に、サンプル抽出工程が実施可能である。液体搬送モジュール20は、ラック組立体205の位置に向かって、または特別な手順によっていわゆる化学分析装置にむかって、サンプル溶液を搬送することが可能である。
【0056】
先述べた説明から、凝縮器組立体115の各々の凝縮器ユニット65の設計が、組合された攪拌器/凝縮器組立体180の一部を形成するかどうかは、事前に凝縮の工程をより改善するに重要である。このことは、各々の凝縮器ユニット65が、関連付けられた加熱導管212の上部から離れて、伝導熱流束と対流熱流束のどちらも発生させるという事態のためである。本開示の目的にとして、熱流束は、一般的に単位面積、単位時間あたりに伝わる熱エネルギの総量として定義される。熱伝導に関しては、関連した領域が、熱勾配の方向および熱流れにおいて標準化されたこれら表面領域のことである。
【0057】
図2から図5を振り返り参照すると、凝縮器本体70は、伝熱性のある熱伝達が生じうるおおきなの表面を有しているので、加熱導管212内で作用するには充分コンパクトとなる。このような場合、伝導熱流束は、凝縮器本体70の材質の温度伝導率と、凝縮器本体70の外部表面から凝縮器本体70内の経路80の冷却境界までの方向をもった温度勾配との両方の関数で表される。凝縮器本体70の形状により、温度勾配は、外部スリーブ76の外部壁面78の外部表面から経路80まで半径方向内側に向かって、または、内部チューブ72の内部壁面74の内部表面から半径方向外側に向かって、温度勾配をもっている。蒸発溶媒の大半が、おそらく内部壁面74によって形成された凝縮器本体内部65Aを下方に向かって移動するので、後者の方向は、最も重要である。熱伝達媒体は、常に流体経路80を循環し、経路80は、長い曲がりくねった経路に沿って延びているので、凝縮器本体70の全体的な固体部分は、非常に冷却した状態を保つからである。このように、主要因となる大きな温度勾配は、大きな伝導熱流速を形成する結果となる。そして、温度伝熱性は、それほど重要な要因ではなくなるので、ほどほどに、コストを抑えた熱伝導性材料が、凝縮器本体70に選定されることが可能となる。
【0058】
対流熱流束の大半は、冷却された凝縮器本体70と凝縮器本体内部65A内の流れ込む熱をもって蒸気化した溶媒との間の境界、および凝縮器本体70の外部表面沿った境界で観測される。付け加えて、経路80を通じて熱伝達媒体が循環することは、凝縮器本体70と冷えた経路80との間で繋がった状態になるように強制的な伝熱が作用される。この場合は、伝導熱流束は、凝縮器本体70の表面と蒸発した溶媒の間、および流体経路と熱伝達媒体との間の温度差の関数で表される。熱伝達係数は、これらのさまざまな境界で形成される因子で表される。これらの係数は、他の事象、(例えば、層流、乱流のような)流体の流れの種類、および凝縮器本体70と経路80との形状に依存する。凝縮器本体70の長さおよび形と、これに対応した大きな表面領域と、経路80の多数の経路流れの配置と、経路80を通じて熱伝達媒体の連続した循環とは、熱伝達係数すべてに取り込まれ平均化した結果となる。
【0059】
従って、凝縮器ユニット65によって形成されたいくつかの熱伝達機構は、溶媒の蒸気から大半の熱エネルギを急速に奪い去ることが可能であり、その後で、経路80を通じて熱伝達溶媒の熱が循環することにより取り除かれる。標準圧力の間、溶媒の飽和温度以下の温度で凝縮器本体70の表面に吹き付けられた溶媒の蒸気は、急速に凝縮器表面に凝縮し、加熱導管212から逃げ出すのを防止する。加熱導管212の下部に含まれたサンプル溶液を加熱する加熱ユニット210によって実施される加熱工程の妨げにならないように、凝縮器ユニット65の凝縮器の効果が、加熱導管212の上部に充分に集中する。
【0060】
本発明の様々な形態は、本発明の範囲を逸脱することなく変更されてもよいことは理解できよう。さらに、ここの先に示された形態も、請求の範囲により定義づけられた発明を限定する目的ではなく、図示のみを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、サンプル準備作業装置の正面図である。
【図2】図2の(A)は、本発明に係る凝縮器ユニットの斜視図であり、図2の(B)は、冷却フィンをもった図2の(A)に示された凝縮器ユニットの斜視図である。
【図3】図3は、図2の(A)に示した凝縮器ユニットの分解斜視図である。
【図4】図4は、図2の(A)に示した凝縮器ユニットの部品の斜視図である。
【図5】図5は、本発明に係る凝縮器組立体の斜視図である。
【図6】図6は、本発明に係る熱伝達流体循環システムの組立図である。
【図7】図7は、本発明に係る攪拌ユニットの斜視図である。
【図8】図8は、本発明に係る攪拌器組立体の分解斜視図である。
【図9】図9は、図8の攪拌器組立体の斜視図である。
【図10】図10は、本発明に係る組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の斜視図である。
【図11】図11は、図10の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の別の斜視図である。
【図12】図12は、本発明に係るサンプリング準備作業装置として示された図10の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の斜視図である。
【図13】図13は、図10の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の別の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
10 作業装置
12 フレーム
20 液体搬送モジュール
22 サンプリング針
30 希釈モジュール
40 加熱ユニット
45 加熱導管
48 ファンユニット
50 導管ラック組立体
65 凝縮器ユニット
70 凝縮器本体
70A 冷却フィン
82 溝
90 取り付け頭部
120 シールプレート
150 攪拌ロッド
152 シャフト
154 水掻き部
155 攪拌器組立体
160 軸受プレート
180 サンプル準備組立体
182 モータ
200 作業装置
Claims (39)
- 容器内の蒸発物体を凝縮するために適合された凝縮器ユニットにおいて、
(a)向かい合った第一の端部および第二の端部を有した内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
(b)向かい合った第一の端部と第二の端部とを有し、前記内部壁面の周りに同軸に配置された外部壁面を含む中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブとを合わせて密閉された凝縮器本体として形成され、前記内部壁面の第二の端部は、凝縮器本体の開口部として形成され、
(c)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、該流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の周方向に沿って延びている、
ことを特徴とする凝縮器ユニット。 - 前記入口端部と前記出口端部は、前記内部チューブと前記外部スリーブのそれぞれの前記第一の端部と近接して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 前記内部壁面と前記外部壁面のそれぞれの前記第一の端部は、共に密閉されており、前記内部壁面と前記外部壁面のそれぞれの前記第二の端部も、共に密閉されていることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 前記流体経路は、溝によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 前記溝は、前記内部壁面に形成され、前記溝と外部壁面を合わせて、前記流体経路を形成することを特徴とする請求項4に記載の凝縮器ユニット。
- 前記溝は、前記外部壁面に形成され、該溝と前記外部壁面を合わせて、前記流体経路を形成することを特徴とする請求項4に記載の凝縮器ユニット。
- 前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの前記第一の端部に近接して、前記凝縮器本体に取り付けられた取り付け頭部を備えることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 前記取り付け頭部にシールプレートが取り付けられることを特徴とする請求項7に記載の凝縮器ユニット。
- 入口金具および出口金具を含み、前記入口金具は、前記流体経路の前記入口端部に流体が連通するように前記取り付け頭部に取り付けられ、前記出口金具は、前記流体経路の前記入口端部に流体が連通するように前記取り付け頭部に取り付けられることを特徴とする請求項7に記載の凝縮器ユニット。
- 前記内部壁面は、前記凝縮器本体内部として形成され、前記取り付け頭部は、前記凝縮器本体の前記内部に流体が連通可能に配置された内部空孔を含むことを特徴とする請求項7に記載の凝縮器ユニット。
- 前記取り付け頭部は、外部表面と、該外部表面と前記内部空孔との間を流体が連通するように配置された放出経路と、を含むことを特徴とする請求項10に記載の凝縮器ユニット。
- 前記凝縮器本体にシールプレートが取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 前記凝縮器本体にフィンが配置されることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器ユニット。
- 容器からの蒸発を防止する凝縮器組立体において、
(a)向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器の内部で形成される内部チューブと、該内部チューブ、入口穴、および出口穴の周りに同軸に配置された外部スリーブと、を含んだ凝縮器ユニットを備え、前記内部チューブおよび前記外部スリーブは凝縮器本体として形成され、
(b)前記第一の端部に接合され、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面を含んだシール要素を備え、
(c)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、該入口端部は、前記入口穴に流体が連通するように配置されており、前記出口端部は、前記出口穴に流体が連通するように配置されており、前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(d)前記内部穴と前記外部穴と接続された熱伝達媒体循環システムを含む、
ことを特徴とする凝縮器組立体。 - 開口端部と、閉塞端部と、中空の容器内部と、を含んだ容器において、前記容器は、外部スリーブに同軸に配置されており、前記開口端部は、前記シール要素の前記第一の表面に密封して接合されており、凝縮器本体の第二の端部は、前記凝縮器内部および前記容器内部との間を連通して形成されていることを特徴とする請求項14に記載の凝縮器組立体。
- 容器からの熱を伝達する熱交換システムにおいて、
(a)向かい合った第一の端部と、第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、を有した凝縮器本体を備え、
(b)前記第一の端部が取り付けられ、流体入口金具と、流体出口金具と、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面と、を含んだ頭部を備え、
(c)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(d)前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合させて、ポンプ出口経路を介して前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口を含み、ポンプ入口経路を介して前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んむポンプを備える、
ことを特徴とする熱交換システム。 - 容器からの熱を伝達する熱交換システムにおいて、
(a)向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、を有した凝縮器本体を備え、
(b)前記第一の端部が取り付けられ、流体入口金具と、流体出口金具と、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面と、を含んだ頭部を備え、
(c)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(d)前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合させて、ポンプ出口経路を介して前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口を含み、ポンプ入口経路を介して前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んむポンプを備える、
ことを特徴とする熱交換システム。 - 加熱ユニットに導管が取り付けられ、少なくとも前記流体経路の一部が、前記導管に向かって延びていることを特徴とする請求項17に記載の凝縮および加熱組立体。
- 容器に入れられた物質を攪拌し、攪拌作業中、前記物質を前記容器の中に注入および抽出可能な攪拌器組立体において、
(a)向かい合った、第一の開口端部と、第二の開口端部と、前記第一の開口端部および第二の開口端部が連通するよう配置された中空内部と、を含んだ攪拌ロッドを備え、
(b)前記攪拌ロッドの前記第二の端部に配置され、先端部と、先端穴と、攪拌ロッドの前記第二の端部と前記先端穴との間で連通するように形成された中空内部と、を有した攪拌部材を含み、前記攪拌ロッドの内部と前記攪拌部材の内部はともに、攪拌器組立体内部として形成され、
(c)前記攪拌器組立体内部に移動可能に設置された流体サンプリング機器を含む、
ことを特徴とする攪拌器組立体。 - 前記攪拌部材は、前記攪拌ロッドに取り外し可能に取り付けられることを特徴とする請求項19に記載の攪拌器組立体。
- 軸受プレートを備え、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレートを通じて回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項19に記載の攪拌器組立体。
- 流体搬送モジュールを備え、前記サンプリング機器は、前記流体搬送モジュールに移動可能に取り付けられることを特徴とする請求項19に記載の攪拌器組立体。
- 容器に入った物質を攪拌し、前記容器から蒸発層が逃げるのを防止するために、前記物質の前記蒸発層を凝縮させる凝縮/攪拌装置において、
(a)向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
(b)前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、凝縮器本体として形成され、
(c)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(d)前記凝縮器内部を通じて、前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備える、
ことを特徴とする凝縮/攪拌装置。 - シャフトと、前記シャフトの端部に取り付けられた攪拌部材と、を含むことを特徴とする請求項23に記載の凝縮/攪拌装置。
- 前記攪拌ロッドおよび前記攪拌部材は、ともに、それぞれ長く延びた空孔で形成される中空の領域を含むことを特徴とする請求項24に記載の凝縮/攪拌装置。
- 前記攪拌ロッドは、長く延びた空孔を有することを特徴とする請求項23に記載の凝縮/攪拌装置。
- 前記攪拌ロッドは、向かい合った第一の端部および第二の端部を含み、隔壁が前記第一の攪拌ロッド端部に取り付けられ、第二の攪拌ロッド端部は、前記凝縮器本体の下方に配置されることを特徴とする請求項26に記載の凝縮/攪拌装置。
- 軸受プレート穴を含んだ軸受プレートが備えられ、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレート穴を通して回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項23に記載の凝縮/攪拌装置。
- 前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの第一の端部を覆って、シールプレ−トが取り付けられていることを特徴とする請求項23に記載の凝縮/攪拌装置。
- 軸受プレート穴を含んだ軸受プレートを備え、前記シールプレートは、シールプレート穴を含み、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレート穴および前記シールプレート穴を通じて延びていることを特徴とする請求項29に記載の凝縮/攪拌装置。
- バイアス部材を含み、前記軸受プレートは、前記シールプレートの上に配置され、前記バイアス部材は、前記ベアリングプレートおよびシールプレートとの間に内挿され、下方向にシールプレートを偏らせるように取り付けられることを特徴とする請求項30に記載の凝縮/攪拌装置。
- (a)開口部を設けたプレートを備え、
(b)向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
(c)前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブとを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
(d)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(e)前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
(f)前記攪拌ロッドに動作可能に接続され、前記攪拌ロッドに回転エネルギを与えるために調整される駆動組立体を備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。 - 前記プレートは、サンプル輸送作業装置に取り付けられていることを特徴とする請求項32に記載のサンプル準備組立体。
- 前記攪拌ロッドは、長く延びた空孔を有し、流体サンプリング機器は、前記長く延びた空孔に移動可能に配置されることを特徴とする請求項32に記載のサンプル準備組立体。
- 前記凝縮器本体は、前記外部スリーブから半径方向外側に延びたシール表面を含み、開口端部、閉塞端部、および中空の容器内部を有した容器は、前記外部スリーブまわりに同軸に配置され、前記開口端部は、シール表面に接合し、前記凝縮器内部は、前記容器内部と連通していることを特徴とする請求項32に記載のサンプル準備組立体。
- (a)開口部を設けたプレートを備え、
(b)向かい合った第一の端部および第二の端部を有した内部壁面を含み、中空の凝縮器内部として形成される、内部チューブを備え、
(c)前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
(d)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(e)前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
(f)前記熱交換経路の前記入口端部および前記出口端部とが連通するような熱伝達媒体循環システムとを備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。 - (a)開口部を設けたプレートを備え、
(b)向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
(c)前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
(d)前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(e)前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
(f)前記凝縮器本体に近接して配置された加熱ユニットを備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。 - 容器から物質の蒸発層を逃がすのを防止する蒸気漏洩防止方法において、
(a)内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、前記内部チュ−ブと前記外部スリーブとの間に内挿された流体経路と、を含んだ凝縮器ユニットとを提供し、前記流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
(b)前記流体経路が導管内に向かって延びるように、前記凝縮器ユニットに物質が密封して入るような導管を準備し、
(c)前記物質の蒸気部分を凝縮させるために、前記流体経路を通して、熱伝達媒体を循環させる、
ことを特徴とする蒸気漏洩防止方法。 - 導管に含まれた物質の攪拌方法において、
(a)シャフトと、前記シャフトに取り付けられた攪拌部材と、を含んだ攪拌ユニットを提供し、前記シャフトと攪拌部材とは、共に長い空孔で形成されるそれぞれの中空の内部を含み、
(b)前記攪拌部材が物質内に沈められるように、物質を含んだ導管に攪拌ユニットを挿入し、
(c)前記攪拌部材を回転させ、
(d)前記物質が攪拌部材を回転中、前記導管から注入および抽出できるように、前記長く延びた空孔を介して前記攪拌部材のからサンプリング機器を挿入させる、
ことを特徴とする物質の攪拌方法。
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