JP2007278739A

JP2007278739A - 廃液吸引装置

Info

Publication number: JP2007278739A
Application number: JP2006102647A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Furusawa; 孝良古澤; Masamitsu Sato; 正光佐藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】廃液処理装置において、簡便な装置で廃液量の検出を行う。
【解決手段】機器からの廃液管が接続され、廃液を貯留する密閉吸引式廃液タンクの圧力を、一旦大気圧力状態まで開放したのちに密閉し、排気ポンプによって廃液タンクの空気を排気した際の大気圧から所定の真空度Ｐ_１までの低下時間を測定することによって、廃液タンクに現存している廃液量の判定を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、装置からの廃液を吸引する廃液吸引装置に関する。

生体サンプルに対するプローブ分注、ハイブリダイゼーション、洗浄までの一連の工程を行うハイブリダイゼーション処理装置のようなサンプル処理装置では、各種の処理工程において廃液を吸引、廃棄処理することが必要となる。この場合には、例えば、生体サンプルを保持しているスライドガラスの周辺の空気と廃液とを廃液タンクに吸引する真空吸引方式のような廃液を吸引する方法が用いられる。従来技術による廃液吸引装置では、廃液タンクは真空を持つ密閉タンクで、サンプル処理装置からの廃液管と排気管とが接続されて、排気管は真空ポンプに接続されて廃液タンクの空気を排気する。

この従来技術の廃液吸引装置では、排気管は廃液を吸い込まないように廃液タンクの上部に配設されているが、廃液タンクに貯留された廃液量が多くなり、廃液の液面が上昇して排気管の吸込口に近づいてくると、真空ポンプの動作時に廃液を吸い込んでしまう。このため真空ポンプの動作前に、廃液タンクの廃液面が真空ポンプで廃液を吸い込まない高さにあるかどうかを確認することが必要となる。

しかし、廃液タンクは廃液を廃棄する場合や交換する場合があることから、廃液タンク内にフロートなどの水位検出装置を取り付けることが困難なので、ロードセルや光透過型センサ等によって所定の液面高さになっていることを検出するなどタンク外側に検出手段を設ける方法が考えられる。

一方、密閉タンクの中の液体量をフロートなどの水位検出装置を使用せずに、タンクに一定量の空気を押し込んで、タンク内の気体部分の圧力変化を検出することによってタンク内の気体部分の体積を求め、これからタンク内に貯留されている液体量を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２０１１４０号公報

上記の特許文献１に記載の従来技術は、ガソリンタンクなどに使用するもので廃液吸引装置に適用されるものではない。また、ロードセルや光透過型センサ等によって所定の液面高さになっていることを検出するなどタンク外側に検出手段を設ける方法は専用のセンサ、機器が必要で、装置が複雑になってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、簡便な装置で廃液量の検出を行うことのできる装置を提供することを目的とする。

本発明による廃液吸引装置は、機器からの廃液管が接続され、廃液を貯留する密閉吸引式廃液タンクと、前記廃液タンクに排気管を介して接続され、前記廃液タンク内の気体を排気する排気ポンプと、前記廃液タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記廃液タンク内の圧力を開放する圧力開放手段と、前記圧力開放手段によって前記廃液タンクの圧力を開放した後に前記廃液タンクを密閉状態とし、前記排気ポンプで前記廃液タンク内の気体を排気する際に、前記圧力検出手段からの圧力信号に基づいて前記廃液タンク内に現存している廃液量に関する判定を行う判定手段と、を有することを特徴とする。また、前記廃液タンク内に現存している廃液量に関する判定は、前記排気ポンプによる排気開始から所定の圧力になるまでの時間長に基づいて行うこととしてもよい。

本発明は、簡便な装置によって廃液量の検出を行うことができるという効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は本発明にかかる廃液吸引装置８の実施形態の系統図である。廃液を処理することが必要となる機器であるサンプル処理装置１４には廃液管１６が接続され、廃液管１６は廃液タンク入口弁１８を介して廃液タンク１０の上部に接続されている。廃液タンク１０には図１の例示のように廃液１１が貯留されている。また、廃液タンク１０の上部には排気管２４が接続されている。排気管２４は廃液タンク１０の外部で圧力開放管２５と排気ポンプ吸込管２６に分岐されており、圧力開放管２５には圧力開放弁２８が接続されている。排気ポンプ吸込管２６には、排気ポンプ１２が接続されている。排気ポンプ１２は、例えばダイアフラム型真空ポンプ、揺動ピストン型真空ポンプなどを用いるのが好適である。廃液タンク１０の上部には圧力検出手段としての圧力検出器３０が接続されている。圧力検出器３０から出力された圧力信号は信号線を介して制御部３２に入力される。また、サンプル処理装置１４、排気ポンプ１２、廃液タンク入口弁１８、圧力開放弁２８はいずれも制御部３２と信号線で接続されている。制御用ＣＰＵ，記憶部などを含む制御部３２は、時間長測定部３４と廃液タンク１０に現存している廃液量に関する判定を行う判定部３６とを備えている。時間長測定部３４は、例えば内蔵タイマーにより時間長を測定したり、複数の所定の時刻を記憶してそれらの時刻の差から時間長を演算したりして時間長を測定する。判定部３６は、時間長測定部３４で測定された時間長を設定値と比較することによって、廃液タンク１０に現存している廃液量に関する判定を行ってもよいし、圧力検出器３０からの圧力信号の変化割合、特性などに基づいて前記の廃液量に関する判定を行ってもよい。そして、制御部３２は外部に配設された表示部３８と信号線によって接続されている。圧力検出器３０は廃液タンク１０の上部に接続されているとして説明したが、廃液タンク１０の気体部の圧力を測定できる場所であれば、廃液タンク１０自体またはこれに接続されている廃液管１６、排気管２４等別の部分に接続されていてもよい。

以下、廃液吸引装置８の動作について説明する。本実施形態の廃液吸引装置８では、廃液の吸引に先立って、排気ポンプ１２によって廃液タンク１０の内部の気体が排気されて、廃液タンク内部が負圧とされる。そして廃液タンク入口弁１８を開くと、サンプル処理装置１４からの廃液と空気の混合流体が廃液タンクに吸引される。廃液タンク１０に流れ込んだ廃液は重力によって廃液タンク１０の下部に落下して内部に貯留される。一方、廃液と共に廃液タンク１０に流れ込んだ空気は廃液タンク１０の上部の気体部に溜まる。これによって、廃液１１の水位が上昇すると共に廃液タンク１０の圧力が上昇してくる。そして、廃液１１の量が多くなり、廃液タンク１０が満タンになった場合には廃液タンク１０を取り出して内部の廃液１１を排水槽に廃棄するか、廃液タンク１０を空の廃液タンク１０に交換して、廃液処理を続ける。

以下、本実施形態の現存廃液量判断動作について説明する。図２は排気時間に対する廃液タンク１０の大気圧力からの圧力低下を示すグラフである。図２において、０Ｌ（０リットル）から５Ｌ（５リットル）は廃液タンク１０の中に現存している廃液１１の量を示している。このように、廃液タンク１０の圧力が大気圧から所定の圧力Ｐ_１に低下する時間長は、廃液タンク１０に現存している廃液１１の量によって異なってくる。廃液タンク１０に現存している廃液量が空（０リットルのとき、図２には０Ｌと示す）の状態では、廃液タンク１０の内部はすべて空気であることから、大気圧から所定の圧力Ｐ_１まで低下するのにかかる時間はＴ_０と長く、廃液タンク１０に現存している廃液量が多いほど現存している空気量は少なくなるので大気圧から所定の圧力Ｐ_１まで低下するのにかかる時間は短くなる。

図２に示すように、廃液の現存量が１リットル、２リットルとなるにつれて圧力低下にかかる時間長はＴ_１，Ｔ_２と短くなり、廃液の現存量が５リットルとなると圧力低下にかかる時間長はＴ_５まで短くなる。従ってこの時間長を測定すれば、廃液タンク１０の現存廃液量を判定することかできる。例えば、図２に示すように、設定時間長Ｔ_Ｓを廃液の許容現存量が約３．５リットルに対応するように定めた場合、測定された時間長が設定時間長のＴ_Ｓよりも短い時には廃液の現存量は許容現存量の３．５リットル以上というように判定することができる。

また、時間長を測定することによって、廃液量が何リットル現存しているかの定量について判定することもできる。また、同様に時間長を測定することによって気体部分の体積が何リットルあるかの定量の判定をすることもできる。更に、廃液タンク１０の体積から現存している気体の体積を差し引いて現存している廃液の定量について判定することもできる。

以下、図１に示した本発明の廃液吸引装置８の実施形態の動作について図２，３を参照しながら説明する。図２は、排気時間に対する廃液タンク１０の大気圧力からの圧力低下を示すグラフで、図３は本発明の廃液吸引装置８の実施形態の現存廃液量判定動作を示すフローチャートである。

廃液タンク１０には廃液が貯留されており、廃液タンクの圧力は負圧となっている。ただし、廃液タンク１０には廃液が貯留されていない場合もある。この状態で、図３のステップＳ１０１に示すように、現存廃液量判定動作を起動させる。すると、制御部３２は図３のステップＳ１０２のように廃液タンク入口弁１８に閉弁信号を出力し、廃液タンク入口弁１８を閉とする。これによって、サンプル処理装置１４からの廃液、気体の流入を一旦停止する。この後、図３のステップＳ１０３のように、制御部３２は圧力開放弁２８に開弁信号を出力する。この開弁信号によって、圧力開放弁２８が開となる。当初、廃液タンク１０は負圧であったことから、圧力開放弁２８が開となったことによって空気が圧力開放弁２８を通して廃液タンク１０に入り込み、廃液タンク１０の器内圧力が上昇する。圧力検出器３０は廃液タンク圧力を検出し、その圧力信号を制御部３２に出力し続けている。そして、図３のステップＳ１０４およびＳ１０５に示すように、圧力検出器３０によって大気圧力あるいはこれに近い所定の圧力信号が出力されると、制御部３２は、廃液タンク１０の圧力が排気時間計測の基準圧力になったと判断して、圧力開放弁２８に閉弁指令を出し、圧力開放弁２８は閉弁される。この圧力開放弁２８の閉弁によって、廃液タンク１０は密閉状態となり、排気時間計測の準備が完了する。

廃液タンクが密閉状態となると、図３のステップＳ１０６に示すように、制御部３２は排気ポンプ１２に起動指令を出力し、排気ポンプ１２が起動される。そして、図３のステップＳ１０７に示すように、制御部３２はタイマーをスタートさせる。排気ポンプ１２によって廃液タンク１０の空気が排気され始めると、器内圧力は低下し始める。制御部３２は、図３のＳ１０８に示すように圧力検出器３０からの圧力信号によって廃液タンク１０の圧力が図２にＰ_１で示したタイマー停止圧力まで低下しているかどうかを監視し、所定の圧力Ｐ_１になると図３のステップＳ１０９に示すようにタイマーを停止させる。この圧力Ｐ_１は廃液タンク１０の体積や排気ポンプの特性などによって変更しても良い。

排気ポンプ１２はその後も排気を続け、図３のステップＳ１１０のように圧力検出器３０からの圧力信号により廃液タンク１０の圧力が廃液吸引を開始できる所定の真空度（例えば、-６０ｋＰａ）となっている判断されると、図３ステップＳ１１１に示すように、制御部３２は、排気ポンプ１２を停止する。

この後、図３のステップＳ１１２に示すように、制御部３２は時間長測定部３４から、タイマー起動から停止までの間の時間長を取得する。そして、図３のステップＳ１１３に示すように、制御部３２は測定した時間長を所定の設定時間長Ｔ_Ｓと比較する。そして、図３のステップＳ１１３に示すように、測定した時間長が設定時間長Ｔ_Ｓよりも長い場合、廃液タンク内の廃液の現存量は設定した許容現存量よりも少なく、廃液タンクの廃液１１の廃棄や廃液タンク１０の交換無しで廃液１１の吸引をすることができると判断し、図３のステップＳ１１４に示すように表示部３８に廃液吸引可能などの表示又は青ランプを点灯させるなどの表示を行う。一方、図３のステップＳ１１７に示すように、測定した時間長が所定の設定時間長Ｔ_Ｓよりも短い場合、廃液タンク内の廃液１１の現存量は設定した許容現存量を超えており、廃液タンク１０の廃液１１を廃棄するか廃液タンク１０を空の廃液タンク１０に交換する必要があると判断し、図３のステップＳ１１８に示すように、表示部３８にアラーム表示を行う。アラームは「廃液タンクを交換してください」などの表示をする。そして、表示をした後、現存廃液量判断動作を終了する。

また、本実施形態においては、現存廃液量判断動作の次の廃液吸引工程での吸引廃液量を予測して、現存廃液量判断動作における設定時間長Ｔ_Ｓを可変とすることも可能である。この場合には、次の廃液吸引工程で多くの廃液１１を吸引することが予想される場合には、Ｔ_Ｓの設定値を大きくして、廃液タンク１０の早期交換をするようにアラームを発信することができる。また、逆に次の廃液吸引工程での廃液量が少ないと予想される場合には、Ｔ_Ｓの値を小さく設定し、排気ポンプ１２の起動回数、廃液タンク１０の交換回数を低減して作業効率を向上させることができる。

上記のように、本実施形態は既存の排気ポンプ１２、圧力検出器３０を用いる簡便な方法で廃液の現存量を判定することができるという効果を奏する。そして既存の機器を用いることから専用の検出器などを設置することが必要なくなり、装置を簡素化することができるという効果を奏する。

また、前記の実施形態では、各弁の操作、排気ポンプ１２の起動、停止は制御部３２からの指令によって行う様にしたが、手動によって廃液タンク入口弁１８を閉め、圧力開放弁２８を開として、排気ポンプ１２を起動し、圧力検出器３０の表示を見ながら手動によって圧力が所定の圧力に低減されるまでの時間長をストップウォッチ等で測定し、廃液タンク１０の廃液の現存量を判断することとしてもよい。このような場合も、前記の実施形態と同様の効果を奏する。

サンプル処理装置１４の廃液処理においては、サンプル処理装置１４からの廃液の吸引と、廃液タンク１０の排気による現存廃液量判断動作とを連続して自動的に行う場合がある。以下、このような自動運転を行う本発明の場合について説明する。

図４は本発明の実施形態の廃液吸引装置の連続動作を説明する模式図である。この図は、サンプル処理装置１４からの廃液の吸引と廃液タンク１０の排気による現存廃液量判断動作とを連続して行った場合における、時間に対する廃液タンク１０の中の廃液量と、廃液タンク１０の圧力の変化を示す。図中の実線は廃液タンク内の廃液量を示し、各動作の切替点にＡ〜Ｋの符号を付してある。また、図中の１点鎖線は廃液タンク１０の圧力を示し、各動作の切替点にａ〜ｋの符号を付してある。

最初、廃液タンクの圧力は図４のａ点にあり、廃液タンク１０の廃液量は図４のＡ点にある。この状態から、現存廃液量判定動作が起動されると、図２を参照して説明した判定動作によって、廃液タンク内の圧力は図４のｂ点に示すように大気圧近くの所定の圧力まで上昇した後、図４のｂ点からｃ点に向かって低下し始める。この時、廃液タンク１０にはサンプル処理装置１４からの廃液は流入しないので、廃液量は図４のＡ点からＣ点に向かって一定状態を保っている。

廃液タンク１０の圧力が図４に示す所定の圧力Ｐ_１に低下すると、制御部３２はタイマー起動からタイマー停止までの間の時間長Ｔ_ｂを取得し、所定の設定時間長Ｔ_Ｓと比較する。取得した時間長Ｔ_ｂは所定の設定時間長Ｔ_Ｓより長いので、制御部３２は廃液タンク内の廃液の現存量は設定した許容現存量よりも少なく、廃液吸引可能状態にあると判断する。一方、排気ポンプは図４のｃ点のように、廃液タンク１０の圧力が廃液吸引開始できる所定の圧力（例えば、−６０ｋＰａ）に達した時に停止する。そして、制御部３２はサンプル処理装置１４に廃液排出許可指令を出力すると共に、廃液１１の排出に応じて廃液タンク入口弁１８を開閉して廃液１１を廃液タンク１０に吸引していく。すると図４のＣ点からＤ点に向かって廃液タンクには廃液１１と廃液と共に吸引される空気が貯留されていく。そして廃液タンク１０の圧力も図４のｃ点からｄ点に向かって上昇していく。

廃液タンク１０の圧力が図４のｄ点に示すような所定の圧力まで上昇したことが圧力検出器３０によって検出されたとき、又は、廃液タンク入口弁１８の開閉回数が所定の回数に達したとき、あるいは廃液吸引時間長が所定の時間となるなど何らかの手段によって、現存廃液量判定動作の起動が必要と判断された場合に、現存廃液量判定動作が起動される。そして、先に説明したのと同様の動作により、廃液タンクの圧力が開放されて圧力は図４のｅ点となる。この後、排気ポンプ１２の起動によって、廃液タンクの圧力は図４のｅ点からｆ点に向かって低下し、排気ポンプ１２の起動から所定の圧力Ｐ_１までの時間長がタイマーによって測定される。そして、制御部３２は時間長Ｔ_ｅを取得し、所定の設定時間長Ｔ_Ｓと比較する。取得した時間長Ｔ_ｅは所定の設定時間長Ｔ_Ｓより短いので、制御部３２は廃液タンク内の廃液の現存量は設定した許容現存量よりも多く、廃液タンクの交換が必要であると判断する。すると、廃液タンク交換のアラームを出すと共に、圧力開放弁２８を開として、廃液タンク１０を図４のｇ点に示す大気圧の状態とする。

廃液タンク１０の圧力が大気圧に近い圧力となった後、手作業によって廃液タンク１０を空の廃液タンク１０に交換する（図４のＧ_１点からＧ_２点）。そして、現存廃液量判定動作が起動されると制御部３２は一旦圧力開放弁２８を開として、廃液タンク１０の圧力が大気圧近くの排気時間計測の基準圧力になっている事を確認する。そして、圧力開放弁２８を閉として、廃液タンクが密閉状態と事を確認した後、排気ポンプ１２を起動する。すると、廃液タンクの圧力は図４のｇ点からｈ点に向かって下がっていく。そして、図４のＰ_１で示す所定の圧力まで圧力が低下すると、制御部３２は排気ポンプ１２の起動からＰ_１までの時間長Ｔ_ｇを取得して所定の設定時間長Ｔ_Ｓと比較する。排気ポンプ１２は、廃液タンク１０の圧力が廃液吸引開始圧力（例えば、−６０ｋＰａ）になる図４のｈ点まで排気を続ける。

廃液タンク１０は空の状態なので取得した時間長Ｔ_ｇは所定の設定時間長Ｔ_Ｓより長く、制御部３２は廃液タンク内の廃液の現存量は設定した許容現存量よりも少なく、廃液吸引可能状態にあると判断する。そして、サンプル処理装置１４に廃液排出許可指令を出力すると共に、廃液１１の排出に応じて廃液タンク入口弁１８を開閉して廃液１１を廃液タンク１０に吸引していく。すると図４のＨ点からＩ点に向かって廃液タンクには廃液１１と廃液と共に吸引される空気が貯留されていく。そして廃液タンク１０の圧力も図４のｈ点からｉ点に向かって上昇していく。

以下、同様にサンプル処理装置１４からの廃液の吸引、廃液タンク１０の排気による現存廃液量判断動作が繰り返されていく。

以上述べたように、制御部３２とサンプル処理装置１４は信号線で接続されて、いろいろな協調動作を行うことができる。上記のようにサンプル処理装置１４に廃液排出許可を出力するのみでなく、例えば、サンプル処理装置から１回の廃液の排出予測量の信号を受け取って、表示部３８に残存廃液処理回数を表示したり、廃液排出予測量の信号に基づいて設定時間長Ｔ_Ｓを増減して、廃液タンク１０の交換時期を調整したりすることが可能である。

本発明の実施形態の廃液吸引装置の系統図である。本発明の実施形態における排気時間に対する廃液タンクの大気圧力からの圧力低下を示すグラフである。本発明の実施形態の廃液吸引装置における現存廃液量判定動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態の廃液吸引装置の動作を説明する模式図である。

符号の説明

８廃液吸引装置、１０廃液タンク、１１廃液、１２排気ポンプ、１４サンプル処理装置、１６廃液管、１８廃液タンク入口弁、２４排気管、２５圧力開放管、２６排気ポンプ吸込管、２８圧力開放弁、３０圧力検出器、３２制御部、３４時間長測定部、３６判定部、３８表示部、Ｐ_１圧力、Ｔ_b，Ｔ_ｅ，Ｔ_ｇ時間長、Ｔ_Ｓ設定時間長。

Claims

機器からの廃液管が接続され、廃液を貯留する密閉吸引式廃液タンクと、
前記廃液タンクに排気管を介して接続され、前記廃液タンク内の気体を排気する排気ポンプと、
前記廃液タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記廃液タンク内の圧力を開放する圧力開放手段と、
前記圧力開放手段によって前記廃液タンクの圧力を開放した後に前記廃液タンクを密閉状態とし、前記排気ポンプで前記廃液タンク内の気体を排気する際に、前記圧力検出手段からの圧力信号に基づいて前記廃液タンク内に現存している廃液量に関する判定を行う判定手段と、
を有することを特徴とする廃液吸引装置。
請求項１に記載の廃液吸引装置であって、
前記廃液タンク内に現存している廃液量に関する判定は、前記排気ポンプによる排気開始から所定の圧力になるまでの時間長に基づいて行うこと、
を特徴とする廃液吸引装置。