JP2006329656A - 流路切替バルブの内部液漏れ検出装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】流路切替バルブの内部液漏れを微量の場合でも検出できる検出装置を実現する。
【解決手段】検出器４０によって検出される物質を含まない溶液２を送液ポンプ１１により１０方バルブ３０のサンプリングループ２１を通り、検出器４０へと流れる流路へ送液を開始する。溶液２の送液を開始した一定時間後、送液ポンプ１０により検出器４０によって検出される物質が溶解された溶液１を１０方バルブ３０のサンプリングループ２０を通り、流路２２を介して、抵抗コイル２３へ送液する。このとき１０方バルブ３０に内部液漏れが発生した場合には、検出器４０によって溶液１が検出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クロマトグラフ等の分離分析装置に使用される流路切替バルブの内部液漏れ検出装置に関する。

クロマトグラフ等の分離分析装置においては、処理の自動化を行うために例えば、特許文献１に記載されるように多数の流路切替バルブが使用されている。

また、特許文献２に記載されるように、グラジエント溶出における分離分析を安定的に効率よく行う手段としても流路切替バルブが使用されている。これらの分離分析装置において流路切替バルブは、分析の高精度、高スループットを実現するために高い信頼性が要求されている。

流路切替バルブは、一般にローターシールとステータとを有し、ローターシールが回転することにより流路の切替が行われる。このため、流路切替バルブは繰り返しの使用により、ローターシールとステータとの摺動面でローターシールの摩耗が生じ、ローターシールは定期的に交換を必要とする。このローターシールの摩耗が生じた場合には、バルブ内部で異なる流路間での移動相の混入、すなわち内部液漏れが生じる。

この流路切替バルブの内部液漏れは、バルブ外部に液体が漏れ出てくるものではないため、外観から目視によって判断することは不可能である。このため、圧力検知により切替バルブの液漏れを検知する技術が知られている（特許文献３）。

特開２００１−２５５３１６号公報 特開２００４−２７１４０９号公報 特開平１０−１３２７９６号公報

しかしながら、特許文献３に記載の技術では、圧力計では検知困難な微量の液漏れは検出することはできない。

本発明の目的は、流路切替バルブの微量な内部液漏れを検出できる液漏れ検出装置に関する。

本発明の流路切替バルブの内部液漏れ検出装置は、第１の溶液が検出器を回避して流れる第１の流路と、第２の溶液が流路切替バルブを介して溶解物質の検出器へ流れる第２の流路とを備え、上記第１の溶液は、上記検出器により検出される物質の溶液であり、第２の溶液は上記検出器には検出されない物質の溶液である。上記検出器により上記第１の溶液中の物質が検出されることにより上記流路切替バルブの内部液漏れを検出する。

本発明によれば、分析に多大な悪影響を生じさせるローターシールの摩耗等による流路切替バルブの内部液漏れを微量の場合でも検出することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。

図１において、流路切替バルブの内部液漏れ検出装置は、溶液１を送液する送液ポンプ１０と、溶液２を送液する送液ポンプ１１と、検出器４０と、抵抗コイル２３とを備えている。

そして、この検出装置に、液漏れがあるか否かが検査される１０方バルブ３０が取り付けられる。検査終了後には、１０方バルブ３０は、液漏れ検出装置から取り外し可能となっている。

１０方バルブ３０には、サンプリングループ２０，２１と、流路２２を備えている。

図１は、１０方バルブ３０をバルブ位置Ａに切り換えた状態を示す図であり、図２は、１０方バルブ３０をバルブ位置Ｂに切り換えた状態を示す図である。また、図３は、１０方バルブ３０の内部構造の一例を示す図である。

図３において、１０方バルブ３０は、バルブ本体１００と、ローターシール１０１と、ステータ１０２とを備える。

ローターシール１０１は、バルブ本体１００と、ステータ１０２との間に設けられ、ステータ１０２を高圧にシールする。

図１に戻り、１０方バルブ３０をバルブ位置Ａに切り換えた状態においては、１０方バルブ３０には、送液ポンプ１０からサンプリングループ２０を通過し、流路２２を通り、抵抗コイル２３を経て、図示しないドレインへと流れる流路が形成される。また、送液ポンプ１１から１０方バルブ３０のサンプリングループ２１を通り、検出器４０へと流れる流路が形成される。

一方、１０方バルブ３０をバルブ位置Ｂに切り換えた図２に示す状態においては、１０方バルブ３０には、送液ポンプ１０から、流路２２を介して、サンプリングループ２１を通り、抵抗コイル２３を経て、図示しないドレインへと流れる流路が形成される。また、送液ポンプ１１からサンプリングループ２０を通り、検出器４０へと流れる流路が形成される。

検出器４０は、ＵＶ吸光度検出器を使用した場合を説明するが、その他にもＵＶ−ＶＩＳ吸光度検出器、蛍光検出器、及び質量分析装置等を使用することができる。また、溶液１として、カフェイン水溶液（特定物質を含む水溶液）を使用し、溶液２として、純水を使用した場合を説明するが、溶液１として検出器４０に検出される物質が溶解されているその他の溶液を使用してもよく、溶液２として検出器４０により検出される物質が含まれていないその他の溶液を使用してもよい。

図４は、本発明の第１の実施形態における動作フローチャート図である。

図４のステップＳ３０１において、まず、カラムの替わりに、抵抗コイル２３を接続し、１０方バルブ３０を図１に示すようにバルブ位置Ａに切替える。

次に、ステップＳ３０２において、送液ポンプ１０から溶液１であるカフェイン水溶液を送液することにより流路内の溶液を完全に入れ替え、流路内を溶液１で満たす。溶液１は、１０方バルブ３０のサンプリングループ２０を通り、流路２２を介して、抵抗コイル２３を経て、ドレインへと送液される。

同様に、ステップＳ３０３において、送液ポンプ１１から溶液２である純水を送液することにより流路内の溶液を完全に入れ替え、流路内を溶液２で満たす。溶液２は、１０方バルブ３０のサンプリングループ２１を通り、検出器４０へと送液される。

次に、ステップＳ３０４において、送液ポンプ１０を停止させ、この状態で送液ポンプ１１から溶液２のみを送液し、ＵＶ吸光度検出器である検出器４０のベースラインを確定する。続いて、ステップＳ３０５において、送液ポンプ１１から溶液２の送液を開始してから一定時間経過後、送液ポンプ１０から溶液１の送液を開始する。

次に、ステップＳ３０６において、検出器４０の測定結果から、吸光度に変化があるか否かを判定する。ステップＳ３０６において、吸光度に変化がある場合には、１０方バルブ３０の内部液漏れが発生していると判定され（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９に進み、検出処理を終了し、測定結果を表示させる。ステップＳ３０６において、吸光度に変化がない場合には、内部液漏れが発生していないと判定し、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７においては、全てのバルブ位置の検査処理を行ったかどうかを判定する。この場合にはバルブ位置Ａの検査処理が終了したので、ステップＳ３１０に進み、１０方バルブ３０を図２に示すバルブ位置Ｂに切替え、ステップＳ３０２に戻る。

バルブ位置をＢに切替えたため、ステップＳ３０２において、送液ポンプ１０から溶液１であるカフェイン水溶液を送液することにより流路内の溶液を完全に入れ替え、流路内を溶液１で満たす。溶液１は、流路２２を通り、サンプリングループ２１を介して、抵抗コイル２３を経て、ドレインへと送液される。

同様に、ステップＳ３０３において、送液ポンプ１１から溶液２である純水を送液することにより流路内の溶液を完全に入れ替え、流路内を溶液２で満たす。溶液２は、１０方バルブ３０のサンプリングループ２０を通り、検出器４０へと送液される。

以下、上記と同様にステップＳ３０４〜ステップＳ３０６までの処理を繰り返し、ステップＳ３０６において吸光度に変化があった場合には、１０方バルブ３０の内部液漏れが発生していると判定され（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９に進み、検出処理を終了し、測定結果を表示させる。ステップＳ３０６において、吸光度に変化がない場合には、内部液漏れが発生していないと判定し、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７においては、全てのバルブ位置の検査処理を行ったかどうかを判定する。この場合にはバルブ位置Ａとバルブ位置Ｂの両方の検査処理が終了したので、ステップＳ３０９に進み、検出処理を終了し、測定結果を表示させる。

次に、流路切替バルブの内部液漏れの判定について説明する。

図５は、１０方バルブ３０に内部液漏れが発生した場合の検出器４０の測定結果を示す図であり、図６は、１０方バルブ３０に内部液漏れが発生していない場合の検出器４０の測定結果を示す図である。

図５、図６において、横軸は経過時間を示し、縦軸は吸光度を示す。時点ｔ_０の位置までは、送液ポンプ１１により溶液２のみが送液され、時点ｔ_０から送液ポンプ１０により溶液１の送液が開始される。このとき、１０方バルブ３０に内部液漏れが発生している場合には、溶液２が流れる流路に溶液１が混入し、図５に示すように検出器４０により溶液１が検出され吸光度に変化が見られる。また、内部液漏れが発生していない場合には、図６に示すように検出器４０において吸光度の変化は見られない。

図７は、１０方バルブ３０に内部液漏れが発生した場合の検出器４０の実際の測定結果を示す図である。

図７に示す測定結果は、測定条件として、図１に示す構成を使用し、溶液１に２００ｐｐｍカフェインを含む１０％アセトニトリル水溶液、溶液２に１０％アセトニトリル水溶液、検出器４０としてＵＶ吸光度検出器を使用している。

また、送液ポンプ１０，１１は、ともに０．１ｍｌ／ｍｉｎの送液流量で送液され、送液ポンプ１１の送液開始１０分後に送液ポンプ１０の送液を開始するという条件により測定されている。

図７に示すように、１０方バルブ３０に内部液漏れがある場合には、検出器４０が溶液１の成分である２００ｐｐｍカフェインを検出し、吸光度に変化が見られることがわかる。

以上のように構成された本発明の第１の実施形態によれば、ＵＶ吸光度検出器等の検出器４０により、溶液２の流れる流路に混入する検出器４０に検出される物質が溶解されている溶液１を検出することにより、分析に多大な悪影響を生じさせるローターシールの摩耗等による流路切替バルブの内部液漏れを、液漏れが微量の場合であっても検出することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図８により説明する。

図８は、流路切替バルブとして１−４方の流路切替バルブ５０の液漏れを検査するための本発明の第２の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。

図８において、流路切替バルブの内部液漏れ検出装置は、溶液１を送液する送液ポンプ１０と、溶液２を送液する送液ポンプ１１と、溶液３を送液する送液ポンプ１２と、溶液４を送液する送液ポンプ１３と、検出器４０を備えている。１−４方バルブ５０は、この液漏れ検出装置に取り外し自在に構成されている。

検出器４０は、１−４方バルブ５０の中央に位置するポートに接続され、送液ポンプ１０，１１，１２，１３は、１−４方バルブ５０の中央に位置するポート以外のポートに別々に接続される。１−４方バルブ５０は、送液ポンプ１１から送液された溶液２が、検出器４０に流れるバルブ位置に設定される。

検出器４０は、ＵＶ吸光度検出器、ＵＶ−ＶＩＳ吸光度検出器、蛍光検出器、又は質量分析装置等を使用することができる。

また、溶液１，３，４として、カフェイン水溶液その他の検出器４０に検出される物質が溶解されている水溶液を使用することができる。また、溶液２として、検出器４０により検出される物質が含まれていない純水その他の溶液を使用してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態の動作を説明する。

まず、全ての送液ポンプから、順番に送液を行いバルブ５０等の内部溶液を完全に入れ替える。続いて送液ポンプ１１以外の送液ポンプの送液を停止し、送液ポンプ１１により溶液２のみが１−４方バルブ５０を介して、検出器４０へ送液されるようにする。その後一定時間経過後に送液ポンプ１０，１２，１３により溶液１，３，４が１−４方バルブ５０に送液される。

このとき、１−４方バルブ５０に内部液漏れが生じた場合には、検出器４０により溶液１，３又は４が検出される。また、１−４方バルブ５０に内部液漏れが発生していなければ、検出器４０により溶液１，３，４のいずれも検出されない。

以上のように構成された本発明の第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

次に、本発明の第３の実施形態を図９により説明する。

図９は、本発明の第３の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。

図９において、流路切替バルブの内部液漏れ検出装置は、溶液１，２を送液可能な送液ポンプ１４と、検出器４０，４１，４２と、抵抗コイル２３を備えている。１−４方バルブ５０は、この液漏れ検出装置に取り外し自在に構成されている。

送液ポンプ１４は、１−４方バルブ５０の中央に位置するポートに接続される。検出器４０，４１，４２は、それぞれ別々に１−４方バルブ５０に接続され、抵抗コイル２３は、上記１−４方バルブのポートのうち、検出器４０，４１，４２が接続されていないポートに接続される。

検出器４０，４１，４２は、ＵＶ吸光度検出器、ＵＶ−ＶＩＳ吸光度検出器、蛍光検出器、又は質量分析装置等を使用することができる。また、溶液１として、カフェイン水溶液その他の検出器４０，４１，４２に検出される物質が溶解されている水溶液を使用することができる。また、溶液２として、検出器４０，４１，４２により検出される物質が含まれていない純水その他の溶液を使用してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態の動作を説明する。

まず、送液ポンプ１４から溶液２を送液し、１−４方バルブ５０を切り換えることにより、全ての流路に溶液２を送液し、全ての流路を溶液２で満たす。その後、溶液２が１−４方バルブ５０を介して、抵抗コイル２３へ流れるように、１−４方バルブ５０のバルブ位置を切り換える。その後、一定時間経過後に送液ポンプ１４から送液される溶液が溶液２から溶液１に切替えられる。

このとき、１−４方バルブ５０に内部液漏れが生じた場合には、検出器４０，４１，４２により溶液１が検出される。また、１−４方バルブ５０に内部液漏れが発生していなければ、検出器４０，４１，４２により溶液１は検出されない。

以上のように構成された本発明の第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

次に、本発明の第４の実施形態を図１０により説明する。

図１０は、本発明の第４の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。

図１０において、流路切替バルブの内部液漏れ検出装置は、溶液１を送液する送液ポンプ１０と、溶液２を送液する送液ポンプ１１と、検出器４０とを備えている。６方バルブ６０は、この液漏れ検出装置に取り外し自在に構成されている。６方バルブ６０は流路２４を備えている。

送液ポンプ１１は、６方バルブ６０を介して検出器４０に接続される。また、送液ポンプ１０は、６方バルブ６０を介して抵抗コイル２３に接続される。６方バルブ６０には、送液ポンプ１０から送液された溶液１が、流路２４を通り、抵抗コイル２３を経て、ドレインへと送液される流路と、送液ポンプ１１から送液された溶液２が、６方バルブ６０を介して、検出器４０に送液される流路が形成される。

次に、本発明の第４の実施形態の動作を説明する。

まず、送液ポンプ１０，１１から、送液を行い溶液を完全に入れ替え、続いて送液ポンプ１０を停止させ、送液ポンプ１１により溶液２が６方バルブ６０を介して、検出器４０へ送液されるようにする。その後一定時間経過後に送液ポンプ１０により溶液１が６方バルブ６０に送液される。

このとき、６方バルブ６０に内部液漏れが生じた場合には、検出器４０により溶液１が検出される。６方バルブ６０に内部液漏れが発生していなければ、検出器４０により溶液１が検出されない。

以上のように構成された本発明の第４の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第５の実施形態としては、流路切替バルブの内部液漏れ検出機能付き液体クロマトグラフ装置がある。この第５の実施形態においては、例えば、図１に示した例の１０方バルブ３０と、検出器４０との間に液体試料と、溶離液とが供給される分離カラムが配置される。

この分離カラムは、流路切替バルブの液漏れ検出時には、液体クロマトグラフ装置から取り外され、１０方バルブ３０と検出器４０とが直接接続される。そして、上述した第１の実施形態と同様にして、液漏れ検知動作が行われる。

この第５の実施形態によれば流路切替バルブの微量な液漏れを検知可能な液体クロマトグラフ装置を実現できる。

本発明の第１の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態における動作説明図である。 本発明の第１の実施形態における流路切替バルブの内部構造の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の動作フローチャート図である。 本発明の第１の実施形態における１０方バルブに内部液漏れが発生した場合の検出器の測定結果を示す図である。 本発明の第１の実施形態における１０方バルブに内部液漏れが発生していない場合の検出器の測定結果を示す図である。 本発明の第１の実施形態における１０方バルブに内部液漏れが発生した場合の検出器の実際の測定結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。 本発明の第４の実施形態による流路切替バルブの内部液漏れ検出装置の概略構成図である。

符号の説明

１，２，３，４ 溶液
１０，１１，１３，１４ 送液ポンプ
２０，２１ サンプリングループ
２２，２４ 流路
２３ 抵抗コイル
３０ １０方バルブ
４０，４１，４２ 検出器
５０ １−４方バルブ
６０ ６方バルブ
１００ バルブ本体
１０１ ローターシール
１０２ ステータ

Claims (4)

1. 特定物質を検出する検出器と、上記特定物質が含まれている第１の溶液を送液する第１の送液手段と、上記特定物質が含まれていない第２の溶液を送液する第２の送液手段とを備える流路切替バルブの内部液漏れ検出装置において、
   上記第１の送液手段は、液漏れ検査すべき流路切替バルブの第１の流路に第１の溶液を送液し、上記第２の送液手段は、上記流路切替バルブの第２の流路を介して上記検出器に第２の溶液を送液し、上記検出器により上記特定物質が検出されることにより、上記流路切替バルブの内部液漏れを検出することを特徴とする流路切替バルブの内部液漏れ検出装置。
2. 請求項１記載の流路切替バルブの内部液漏れ検出装置において、
   上記第１の送液手段は複数であり、これら複数の第１の送液手段から液漏れ検査すべき流路切替バルブに上記第１の溶液が送液されることを特徴とする流路切替バルブの内部液漏れ検出装置。
3. 特定物質を検出する複数の検出器と、上記特定物質が含まれている第１の溶液と、上記特定物質が含まれていない第２の溶液とを切り替えて送液する送液手段とを備える流路切替バルブの内部液漏れ検出装置において、
   上記送液手段は、液漏れ検査すべき流路切替バルブの第１の流路に第１の溶液と第２の溶液とを切り替えて送液し、上記複数の検出器は、上記流路切替バルブの上記第１の流路とは異なる複数の流路にそれぞれ接続され、上記複数の検出器のいずれかにより上記特定物質が検出されることにより、上記流路切替バルブの内部液漏れを検出することを特徴とする流路切替バルブの内部液漏れ検出装置。
4. 液体試料を送液する第１の送液手段と、溶離液を送液する第２の送液手段と、液体試料を分離する分離カラムと、この分離カラムにより分離された試料を検出する検出器と、第１の送液手段からの液体試料と第２の送液手段からの溶離液とを選択的に上記分離カラムに供給するための流路切替バルブとを備える液体クロマトグラフ装置において、
   上記第１の送液手段は、上記検出器が検出可能な特定物質が含まれる溶液を上記流路切替バルブの第１の流路に送液し、
   上記第２の送液手段は、上記特定物質が含まれていない溶液を上記流路切替バルブの第２の流路を介して上記検出器に送液し、
   上記検出器により上記特定物質が検出されることにより上記流路切替バルブの内部液漏れを検出することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。

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