JP2505504Y2 - 流体混合装置 - Google Patents
流体混合装置Info
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- JP2505504Y2 JP2505504Y2 JP1991034432U JP3443291U JP2505504Y2 JP 2505504 Y2 JP2505504 Y2 JP 2505504Y2 JP 1991034432 U JP1991034432 U JP 1991034432U JP 3443291 U JP3443291 U JP 3443291U JP 2505504 Y2 JP2505504 Y2 JP 2505504Y2
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- mixing chamber
- conduit
- fluid
- port
- axis
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Nozzles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、流体処理装置の分野に
関し、特に改良された流体混合装置に関し、さらに特に
自動化された臨床化学分析への使用に適用することがで
きる流体混合装置に関する。
関し、特に改良された流体混合装置に関し、さらに特に
自動化された臨床化学分析への使用に適用することがで
きる流体混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体処理システムにおいて共通する必要
条件は、第１および第２の流体流を、第３の流体流を形
成すべく混合することである。たとえば、自動化された
臨床化学分析機では、分析のために２つの流体流を互い
に混合させることにより第３の流体流を形成することが
しばしば必要となる。第１の流体は、たとえば、血清、
血しょう、尿、脊髄液（ＣＳＦ）のような患者試料とす
ることができる。これに対し、第２の流体は、第１の流
体と混合されたとき、混合物の、ｐＨ、イオン強度、お
よび界面活性剤を主として調整する緩衝剤とすることが
できる。
条件は、第１および第２の流体流を、第３の流体流を形
成すべく混合することである。たとえば、自動化された
臨床化学分析機では、分析のために２つの流体流を互い
に混合させることにより第３の流体流を形成することが
しばしば必要となる。第１の流体は、たとえば、血清、
血しょう、尿、脊髄液（ＣＳＦ）のような患者試料とす
ることができる。これに対し、第２の流体は、第１の流
体と混合されたとき、混合物の、ｐＨ、イオン強度、お
よび界面活性剤を主として調整する緩衝剤とすることが
できる。
【０００３】２種の流体流の結合を必要とするこの種の
システムの１つとして、ベックマン・インスツルメンツ
社（米国 ９２６２１ カリホルニア州 グルー）から
購入することができる、自動化された臨床化学分析機で
あるシンクロン・シー・エックス・３（ＳＹＮＣＨＲＯ
Ｎ ＣＸ ３）がある。このシステムにおいて、患者試
料を収容したプローブは、試料注入セルの上方に整列さ
れる。このプローブは、プローブ先端部を混合用チャン
バー内に入れるべくセルに向けて下げられる。試料は、
緩衝剤が別個の導管部を介して混合用チャンバーに送ら
れる間、プローブから混合用チャンバーへ送られる。混
合物は、ナトリウム、カリウム、塩化物、および二酸化
炭素を測定すべく、混合用チャンバーから出口用導管部
を介して電界測定流用セルへ供給される。本質的に同じ
システムは、１９８９年１２月２６日に許可された米国
特許第４，８８８，９９８号明細書に記載されている。
システムの１つとして、ベックマン・インスツルメンツ
社（米国 ９２６２１ カリホルニア州 グルー）から
購入することができる、自動化された臨床化学分析機で
あるシンクロン・シー・エックス・３（ＳＹＮＣＨＲＯ
Ｎ ＣＸ ３）がある。このシステムにおいて、患者試
料を収容したプローブは、試料注入セルの上方に整列さ
れる。このプローブは、プローブ先端部を混合用チャン
バー内に入れるべくセルに向けて下げられる。試料は、
緩衝剤が別個の導管部を介して混合用チャンバーに送ら
れる間、プローブから混合用チャンバーへ送られる。混
合物は、ナトリウム、カリウム、塩化物、および二酸化
炭素を測定すべく、混合用チャンバーから出口用導管部
を介して電界測定流用セルへ供給される。本質的に同じ
システムは、１９８９年１２月２６日に許可された米国
特許第４，８８８，９９８号明細書に記載されている。
【０００４】このような市販のシステムにおける混合用
チャンバーの縦断側面図を図５に示す。図５から明らか
なように、混合用チャンバー１００は、先端部１０４を
有するプローブ１０２を受けるように適合された縦導管
部１０８を含む。導管部１０６は、導管部１０８ととも
にＴ字状の流路を形成すべく導管部１０８から導管部１
０８の側方へ直角に分岐されている。導管部１０６は、
プローブ先端部１０４から注入された試料と混合される
緩衝剤用源に接続されている。出口用導管部１１０は、
試料と緩衝剤との混合物を混合用チャンバー１００から
排出させるべく導管部１０８と直角に形成されている。
チャンバーの縦断側面図を図５に示す。図５から明らか
なように、混合用チャンバー１００は、先端部１０４を
有するプローブ１０２を受けるように適合された縦導管
部１０８を含む。導管部１０６は、導管部１０８ととも
にＴ字状の流路を形成すべく導管部１０８から導管部１
０８の側方へ直角に分岐されている。導管部１０６は、
プローブ先端部１０４から注入された試料と混合される
緩衝剤用源に接続されている。出口用導管部１１０は、
試料と緩衝剤との混合物を混合用チャンバー１００から
排出させるべく導管部１０８と直角に形成されている。
【０００５】しかし、公知のシステムにおけるＴ字形の
導管部は、いくつかの理由から試料と緩衝剤との混合を
妨げる。先端部１０４からの試料流が導管部１０６から
流入する緩衝剤と合流すると、両流れは、混合すること
なしに単に層状に結合され、導管部１０８および１１０
内を分離して流れる。層状に分離した流れの度合は導管
部１０８内における先端部１０４の垂直位置により影響
され、したがってたとえば、システムは、正常な損耗、
プローブ１０２の日常的な交換等により生じるプローブ
先端部の位置の日常的な変化に感応することになる。さ
らに、気泡が先端部１０４の下方において先端部１０４
からの試料の流れの中に生じる。このような気泡は、導
管部１０８内で急速に振動し、緩衝剤の流れの中で試料
を脈動または飛散させる結果となる。また、導管部１０
８の上部に溜められた空気は、合流した流れに脈動また
は飛散を生じないが、徐々に分散され、分配された空気
を収集する流れセルに流れ、測定に逆の影響を与える。
導管部は、いくつかの理由から試料と緩衝剤との混合を
妨げる。先端部１０４からの試料流が導管部１０６から
流入する緩衝剤と合流すると、両流れは、混合すること
なしに単に層状に結合され、導管部１０８および１１０
内を分離して流れる。層状に分離した流れの度合は導管
部１０８内における先端部１０４の垂直位置により影響
され、したがってたとえば、システムは、正常な損耗、
プローブ１０２の日常的な交換等により生じるプローブ
先端部の位置の日常的な変化に感応することになる。さ
らに、気泡が先端部１０４の下方において先端部１０４
からの試料の流れの中に生じる。このような気泡は、導
管部１０８内で急速に振動し、緩衝剤の流れの中で試料
を脈動または飛散させる結果となる。また、導管部１０
８の上部に溜められた空気は、合流した流れに脈動また
は飛散を生じないが、徐々に分散され、分配された空気
を収集する流れセルに流れ、測定に逆の影響を与える。
【０００６】流体用の流路を混合チャンバーの軸線に関
して変位させた流体混合装置が提案されている（米国特
許第３８６７１９５号明細書）。しかし、この混合装置
は、ジュースを連続的に混合する装置であって、臨床化
学分析に用いる混合装置ではない。このため、この混合
装置では、混合用チャンバーの上部に溜まる空気につい
て考慮していないから、臨床化学分析用の流体混合装置
に適用しても、混合用チャンバーの上部に溜まる空気の
量が多いから、自動化された臨床化学分析機の試料注入
セルとして使用すると、測定精度が低下してしまう。
して変位させた流体混合装置が提案されている（米国特
許第３８６７１９５号明細書）。しかし、この混合装置
は、ジュースを連続的に混合する装置であって、臨床化
学分析に用いる混合装置ではない。このため、この混合
装置では、混合用チャンバーの上部に溜まる空気につい
て考慮していないから、臨床化学分析用の流体混合装置
に適用しても、混合用チャンバーの上部に溜まる空気の
量が多いから、自動化された臨床化学分析機の試料注入
セルとして使用すると、測定精度が低下してしまう。
【０００７】
【解決しようとする課題】これらの制限および欠点の１
つは、電界測定に矛盾を生じ、また平均精度が逆に低下
する。このため、測定システムの性能を改良しかつ安定
にすることが改良された流体混合のために必要である。
つは、電界測定に矛盾を生じ、また平均精度が逆に低下
する。このため、測定システムの性能を改良しかつ安定
にすることが改良された流体混合のために必要である。
【０００８】本考案の目的は、自動化された臨床化学分
析に適用いる従来の流体混合装置における上記の制限お
よび欠点を改善することにある。
析に適用いる従来の流体混合装置における上記の制限お
よび欠点を改善することにある。
【０００９】
【解決手段、作用、効果】本考案の改良された流体混合
装置は、円筒状の側壁と、複数の端壁と、円筒状側壁と
平行かつ同軸の主軸線とを有する混合用チャンバーを含
む。流体用第１の導管部は、混合用チャンバーの一端に
形成された第１のポートで混合用チャンバーに接続され
ている。流体用第２の導管部は、円筒状側壁に形成され
た第２のポートで混合用チャンバーに接続されている。
第２の導管部と第２のポートとは、第２の導管部からの
流体流を第２のポートを介して混合用チャンバーの壁に
沿っておよび混合用チャンバーの主軸線の周りに指向さ
せ、混合用チャンバー内において渦巻作用を生じさせる
べく、主軸線に関して変位されている。流体用第３の導
管部は、混合用チャンバーの他端にある第３のポートで
混合用チャンバーに接続されており、混合用チャンバー
内で混合された流体用の出口用導管部を構成している。
排出用導管部は、混合用チャンバーの一端付近の排出用
ポートで混合用チャンバーに接続されている。
装置は、円筒状の側壁と、複数の端壁と、円筒状側壁と
平行かつ同軸の主軸線とを有する混合用チャンバーを含
む。流体用第１の導管部は、混合用チャンバーの一端に
形成された第１のポートで混合用チャンバーに接続され
ている。流体用第２の導管部は、円筒状側壁に形成され
た第２のポートで混合用チャンバーに接続されている。
第２の導管部と第２のポートとは、第２の導管部からの
流体流を第２のポートを介して混合用チャンバーの壁に
沿っておよび混合用チャンバーの主軸線の周りに指向さ
せ、混合用チャンバー内において渦巻作用を生じさせる
べく、主軸線に関して変位されている。流体用第３の導
管部は、混合用チャンバーの他端にある第３のポートで
混合用チャンバーに接続されており、混合用チャンバー
内で混合された流体用の出口用導管部を構成している。
排出用導管部は、混合用チャンバーの一端付近の排出用
ポートで混合用チャンバーに接続されている。
【００１０】第２の導管部と第２のポートとが混合用チ
ャンバーに関して変位されているから、第２の導管部か
らの流体流は、第２のポートを介して混合用チャンバー
の壁に沿っておよび混合用チャンバーの軸線の周りに指
向さされる。これにより、混合用チャンバー内の流体に
渦巻作用が生じる。この渦巻き作用は、第１および第２
のポートから混合用チャンバーに流入した流体を完全か
つ充分に混合させるのみならず、排出用導管部を混合用
チャンバーの一端付近で混合用チャンバーに接続する排
出用ポートと共同して、混合用チャンバーの上部に溜ま
る空気の量を効果的に少なくする。
ャンバーに関して変位されているから、第２の導管部か
らの流体流は、第２のポートを介して混合用チャンバー
の壁に沿っておよび混合用チャンバーの軸線の周りに指
向さされる。これにより、混合用チャンバー内の流体に
渦巻作用が生じる。この渦巻き作用は、第１および第２
のポートから混合用チャンバーに流入した流体を完全か
つ充分に混合させるのみならず、排出用導管部を混合用
チャンバーの一端付近で混合用チャンバーに接続する排
出用ポートと共同して、混合用チャンバーの上部に溜ま
る空気の量を効果的に少なくする。
【００１１】本考案によれば、第２の導管部と第２のポ
ートとを混合用チャンバーに関して変位させ、排出用導
管部を第１のポートの付近で排出用ポートにより混合用
チャンバーに接続したから、混合用チャンバーに供給さ
れる２つの流体流が完全かつ充分に混合し、混合用チャ
ンバーの上部に溜まる空気の量が効果的に少なくなる、
という総合的な効果を有する。これらの結果、本考案の
混合装置は、これを自動化された臨床化学分析機の試料
注入セルとして使用すると、電界測定においてより調和
しかつよりよい平均精度になる。
ートとを混合用チャンバーに関して変位させ、排出用導
管部を第１のポートの付近で排出用ポートにより混合用
チャンバーに接続したから、混合用チャンバーに供給さ
れる２つの流体流が完全かつ充分に混合し、混合用チャ
ンバーの上部に溜まる空気の量が効果的に少なくなる、
という総合的な効果を有する。これらの結果、本考案の
混合装置は、これを自動化された臨床化学分析機の試料
注入セルとして使用すると、電界測定においてより調和
しかつよりよい平均精度になる。
【００１２】図示の実施例において、混合用チャンバー
は、混合構造すなわち混合装置の第１のステージを形成
している。第２のステージは、第２の端部において偏心
された第３のポートを位置決めかつ主軸線を有する第３
の導管部と整列させることを含む。混合装置の第３のス
テージは、第３の導管部と交差する第４の導管部を含
む。第３および第４の導管部の中心線は、偏心されてい
るが、交差しない。
は、混合構造すなわち混合装置の第１のステージを形成
している。第２のステージは、第２の端部において偏心
された第３のポートを位置決めかつ主軸線を有する第３
の導管部と整列させることを含む。混合装置の第３のス
テージは、第３の導管部と交差する第４の導管部を含
む。第３および第４の導管部の中心線は、偏心されてい
るが、交差しない。
【００１３】本考案の流体混合装置は、試料注入セルに
直接形成することができるし、また特に、公知の試料注
入セルにおける混合用チャンバーと置換してもよい。
直接形成することができるし、また特に、公知の試料注
入セルにおける混合用チャンバーと置換してもよい。
【００１４】
【実施例】図１を参照するに、試料注入セル１０は、本
考案の改良された流体混合構造すなわち流体混合装置１
２を含む。試料注入セル１０は、垂直な筒の形をしてお
り、また成形されたアクリル樹脂から形成されている。
セル１０は、上方部位１４と下方部位１６とを含む。上
方部位１４は、開放端１８と、垂直な中央の円筒状穴２
２へ導かれたテーパー面２０とを含む。水平導管部２４
は、穴２２へ導かれているとともに穴２２に連通されて
いる。下方部位１６は、図２〜４を参照して詳細に説明
する混合装置１２を含む。上方部位１４および下方部位
１６は、たとえば、複数のねじ２６（それらの１つを図
１に示す）により連結されている。
考案の改良された流体混合構造すなわち流体混合装置１
２を含む。試料注入セル１０は、垂直な筒の形をしてお
り、また成形されたアクリル樹脂から形成されている。
セル１０は、上方部位１４と下方部位１６とを含む。上
方部位１４は、開放端１８と、垂直な中央の円筒状穴２
２へ導かれたテーパー面２０とを含む。水平導管部２４
は、穴２２へ導かれているとともに穴２２に連通されて
いる。下方部位１６は、図２〜４を参照して詳細に説明
する混合装置１２を含む。上方部位１４および下方部位
１６は、たとえば、複数のねじ２６（それらの１つを図
１に示す）により連結されている。
【００１５】試料用プローブ組立体２８は、流体搬送用
導管部すなわちプローブ導管部３０を含む。導管部３０
は、たとえば、試料容器（図示せず）から試料を吸引
し、吸引した試料をセル１０に放出するためにポンプ作
用をさせるべくホース３２を介して取り付けられる。プ
ローブ組立体２８は、公知のプローブ組立体用位置決め
装置に連結されたアーム３３を含む。プローブ組立体２
８とセル１０とは、本考案の混合装置１２を構成せず、
また前記した市販のシンクロン・シー・エックス・３の
化学システムに使用されており、また公知である。
導管部すなわちプローブ導管部３０を含む。導管部３０
は、たとえば、試料容器（図示せず）から試料を吸引
し、吸引した試料をセル１０に放出するためにポンプ作
用をさせるべくホース３２を介して取り付けられる。プ
ローブ組立体２８は、公知のプローブ組立体用位置決め
装置に連結されたアーム３３を含む。プローブ組立体２
８とセル１０とは、本考案の混合装置１２を構成せず、
また前記した市販のシンクロン・シー・エックス・３の
化学システムに使用されており、また公知である。
【００１６】図２に示すように、流体混合装置１２は、
混合用チャンバー３４を含む。チャンバー３４は、円筒
状の側壁３６と、上端３８と、下端４０とを有する。混
合用チャンバー３４の円筒状の側壁３６は、主要な共軸
線３７を含む。軸線３７は、垂直に対してわずかに、図
示の例ではほぼ８．５度傾斜されている。下端４０は軸
線３７に対して直角であり、上端３８は図２に示すよう
にほぼ水平となるように軸線３７に対しわずかに傾斜さ
れている。特に、上端３８は、これが前記のようにほぼ
水平となるように、軸線３７に対しほぼ８１．５度に向
けられる。
混合用チャンバー３４を含む。チャンバー３４は、円筒
状の側壁３６と、上端３８と、下端４０とを有する。混
合用チャンバー３４の円筒状の側壁３６は、主要な共軸
線３７を含む。軸線３７は、垂直に対してわずかに、図
示の例ではほぼ８．５度傾斜されている。下端４０は軸
線３７に対して直角であり、上端３８は図２に示すよう
にほぼ水平となるように軸線３７に対しわずかに傾斜さ
れている。特に、上端３８は、これが前記のようにほぼ
水平となるように、軸線３７に対しほぼ８１．５度に向
けられる。
【００１７】上端３８の真上には、精密なワッシャー４
４を受けかつ支持するわずかに拡大された穴４２が形成
されている。穴４２の真上には、込物用リング４８を受
けかつ維持するわずかに拡大された穴４６が形成されて
いる。リング４８は、上方部位１４を介して作用される
クランプ用圧力により穴４６内に維持されている。リン
グ４８は、上方部位１４と下方部位１６との間のシール
材として作用するとともに、以下に記載するように、取
外し可能のプローブ導管部３０と混合装置１２との間の
シール材として作用する。
４を受けかつ支持するわずかに拡大された穴４２が形成
されている。穴４２の真上には、込物用リング４８を受
けかつ維持するわずかに拡大された穴４６が形成されて
いる。リング４８は、上方部位１４を介して作用される
クランプ用圧力により穴４６内に維持されている。リン
グ４８は、上方部位１４と下方部位１６との間のシール
材として作用するとともに、以下に記載するように、取
外し可能のプローブ導管部３０と混合装置１２との間の
シール材として作用する。
【００１８】プローブ導管部３０は、プローブが図２に
示すようにリング４８に受けられたとき、第１の流体導
管部すなわち流体用第１の導管部を構成する。プローブ
導管部すなわち第１の導管部３０は、上端３８を経て混
合用チャンバー３４内に入り、図示の実施例においては
軸線３７に関してほぼ８．５度に合わせられる。
示すようにリング４８に受けられたとき、第１の流体導
管部すなわち流体用第１の導管部を構成する。プローブ
導管部すなわち第１の導管部３０は、上端３８を経て混
合用チャンバー３４内に入り、図示の実施例においては
軸線３７に関してほぼ８．５度に合わせられる。
【００１９】図２および３に示すように、第２の流体導
管部すなわち流体用第２の導管部５０は、混合用チャン
バー３４に連通されている。第２の導管部５０は、混合
用チャンバー３４に最も近い減径部５６において狭くさ
れており、またポート５８を経て混合用チャンバー３４
に連通されている。減径部５６を含む第２の導管部５０
は、軸線３７に関してずれており、また図３に示すよう
にポート５８を通る流体流が直接かつ本質的に軸線３７
の周りを側壁３６に沿うように偏心して混合用チャンバ
ー３４に連通されている。
管部すなわち流体用第２の導管部５０は、混合用チャン
バー３４に連通されている。第２の導管部５０は、混合
用チャンバー３４に最も近い減径部５６において狭くさ
れており、またポート５８を経て混合用チャンバー３４
に連通されている。減径部５６を含む第２の導管部５０
は、軸線３７に関してずれており、また図３に示すよう
にポート５８を通る流体流が直接かつ本質的に軸線３７
の周りを側壁３６に沿うように偏心して混合用チャンバ
ー３４に連通されている。
【００２０】第３の流体導管部すなわち流体用第３の導
管部５２は、下端４０を通るポート６０を介して混合用
チャンバー３４に連ねられている。第３の導管部５２の
中心線は、混合用チャンバー３４の軸線３７とほぼ平行
である。
管部５２は、下端４０を通るポート６０を介して混合用
チャンバー３４に連ねられている。第３の導管部５２の
中心線は、混合用チャンバー３４の軸線３７とほぼ平行
である。
【００２１】第４の流体導管部すなわち流体用第４の導
管部６２は、第２の導管部５２の下端に連通されてい
る。第４の導管部６２の中心線は、図４に示すように、
第２の導管部５２の中心線に関してずれており、また第
４の導管部６２の中心線が第２の導管部５２の壁に関し
て接線であるかまたは表面から実質的に外れるように、
わずかに変位されている。両導管部５２，６２は、符号
６４で示す交差部で接続されている。
管部６２は、第２の導管部５２の下端に連通されてい
る。第４の導管部６２の中心線は、図４に示すように、
第２の導管部５２の中心線に関してずれており、また第
４の導管部６２の中心線が第２の導管部５２の壁に関し
て接線であるかまたは表面から実質的に外れるように、
わずかに変位されている。両導管部５２，６２は、符号
６４で示す交差部で接続されている。
【００２２】図２および図３に示す排出用導管部６６
は、排出用ポート６８で混合用チャンバー３４に連通さ
れている。排出用導管部６６は、軸線３７に関してずら
されており、また図２に示すように一般に水平である。
ポート６８は、混合用チャンバー３４の頂部に溜まる空
気の減少を助けるべく上端３８の近くに配置されてい
る。
は、排出用ポート６８で混合用チャンバー３４に連通さ
れている。排出用導管部６６は、軸線３７に関してずら
されており、また図２に示すように一般に水平である。
ポート６８は、混合用チャンバー３４の頂部に溜まる空
気の減少を助けるべく上端３８の近くに配置されてい
る。
【００２３】操作において、プローブ組立体２８は、プ
ローブ先端部７０が混合用チャンバー３４内に存するよ
うに、セル１０内に挿入される。導管部３０の外側にあ
って先端部７０の近くに形成された傾斜面７２は、リン
グ４８に対して押圧されて先端部７０を混合用チャンバ
ー３４に対し密閉している。患者の流状血清の形の流体
試料は、導管部３０内に維持される。導管部５０は、前
記したような液状の緩衝剤のような流体源に連通され
る。
ローブ先端部７０が混合用チャンバー３４内に存するよ
うに、セル１０内に挿入される。導管部３０の外側にあ
って先端部７０の近くに形成された傾斜面７２は、リン
グ４８に対して押圧されて先端部７０を混合用チャンバ
ー３４に対し密閉している。患者の流状血清の形の流体
試料は、導管部３０内に維持される。導管部５０は、前
記したような液状の緩衝剤のような流体源に連通され
る。
【００２４】血清試料を、導管部３０から、混合用チャ
ンバー３４内に配置されたプローブ先端部７０を介し
て、混合用チャンバー３４に取り出すべく図示しないポ
ンプ手段が作動される。これと同時に、稀釈剤すなわち
緩衝剤は、ポンプ手段により、導管部５０およびポート
５８を通して混合用チャンバー３４に供給される。混合
用チャンバー３４に入り込む緩衝剤の流れは、混合用チ
ャンバー３４内で軸線３７の周りの高速流体渦巻作用を
生じる。導管部５０およびポート５８からの流れにおい
て導管部３０による干渉は、干渉性の渦巻すなわちサイ
クロンが混合用チャンバー３４内に形成されることを防
止し、試料が渦巻の中心部内にトラップされることを妨
げることを助けるべく渦巻に乱流を導入する。一般的に
ポート５８とワッシャー４４との間に集まる気泡は、混
合用チャンバー３４内における高速の流体渦巻作用によ
り、直ちに吹き流される。
ンバー３４内に配置されたプローブ先端部７０を介し
て、混合用チャンバー３４に取り出すべく図示しないポ
ンプ手段が作動される。これと同時に、稀釈剤すなわち
緩衝剤は、ポンプ手段により、導管部５０およびポート
５８を通して混合用チャンバー３４に供給される。混合
用チャンバー３４に入り込む緩衝剤の流れは、混合用チ
ャンバー３４内で軸線３７の周りの高速流体渦巻作用を
生じる。導管部５０およびポート５８からの流れにおい
て導管部３０による干渉は、干渉性の渦巻すなわちサイ
クロンが混合用チャンバー３４内に形成されることを防
止し、試料が渦巻の中心部内にトラップされることを妨
げることを助けるべく渦巻に乱流を導入する。一般的に
ポート５８とワッシャー４４との間に集まる気泡は、混
合用チャンバー３４内における高速の流体渦巻作用によ
り、直ちに吹き流される。
【００２５】図２に示すように、第１の導管部であるプ
ローブ導管部３０は、一般に垂直であり、したがって軸
線３７に関してわずかに（図示の連では、約８．５度）
傾斜されている。角度差は、導管部３０からの流体流
を、混合用チャンバー３４の底角部に向けて、および、
混合用チャンバー３４内に生じた流体渦の側または高速
回転または旋回壁に導く。導管部３０からの流体流は、
混合用チャンバー３４内に生じた渦巻の、混合作用を減
少させる中心に注入されない。その結果、混合用チャン
バー３４内の２つの流体が完全かつ高速に混合される。
ローブ導管部３０は、一般に垂直であり、したがって軸
線３７に関してわずかに（図示の連では、約８．５度）
傾斜されている。角度差は、導管部３０からの流体流
を、混合用チャンバー３４の底角部に向けて、および、
混合用チャンバー３４内に生じた流体渦の側または高速
回転または旋回壁に導く。導管部３０からの流体流は、
混合用チャンバー３４内に生じた渦巻の、混合作用を減
少させる中心に注入されない。その結果、混合用チャン
バー３４内の２つの流体が完全かつ高速に混合される。
【００２６】両流体は、渦巻作用を継続し、またポート
６０を経て流体導管部５２に押し込まれる。混合用チャ
ンバー３４と導管部５２との間にポート６０により形成
された境界には、さらに乱流が生じる。ポート６０は、
混合用チャンバー３４内の前進する高速渦巻流を薄く切
り取る効果を生じる。この切取り回転誘導作用は、混合
作用をさらに生じ、したがって導管部５２内において渦
巻または回転流作用または移動を生じさせる。交差部６
４では、流体導管部５２を経て移動する流体の回転柱の
方向が変化するだけでなく回転も変化し、前進する流体
は導管部６２内においてさらに他の回転または渦巻作用
を生じる。
６０を経て流体導管部５２に押し込まれる。混合用チャ
ンバー３４と導管部５２との間にポート６０により形成
された境界には、さらに乱流が生じる。ポート６０は、
混合用チャンバー３４内の前進する高速渦巻流を薄く切
り取る効果を生じる。この切取り回転誘導作用は、混合
作用をさらに生じ、したがって導管部５２内において渦
巻または回転流作用または移動を生じさせる。交差部６
４では、流体導管部５２を経て移動する流体の回転柱の
方向が変化するだけでなく回転も変化し、前進する流体
は導管部６２内においてさらに他の回転または渦巻作用
を生じる。
【００２７】換言すれば、混合装置１２は、異なる３つ
の混合ステージを含むものとして考慮することができ
る。第１のステージは、高速の渦巻導入作用が第１およ
び第２の流体流間に生じる混合用チャンバー３４を含
む。第２の混合ステージは薄切り作用をするポート６０
を含み、集合体としての高速回転流体流は混合用チャン
バー３４から導管部５２へ前進する。交差部６４と導管
部６２とは、さらに第３の混合ステージを形成し、ここ
で流体流の方向が変化し、導管部６２内にさらに他の渦
巻または回転効果が生じ、混合装置１２の混合作用がさ
らに向上する。
の混合ステージを含むものとして考慮することができ
る。第１のステージは、高速の渦巻導入作用が第１およ
び第２の流体流間に生じる混合用チャンバー３４を含
む。第２の混合ステージは薄切り作用をするポート６０
を含み、集合体としての高速回転流体流は混合用チャン
バー３４から導管部５２へ前進する。交差部６４と導管
部６２とは、さらに第３の混合ステージを形成し、ここ
で流体流の方向が変化し、導管部６２内にさらに他の渦
巻または回転効果が生じ、混合装置１２の混合作用がさ
らに向上する。
【００２８】一回の試料注入混合作業が終了すると、導
管部３０が僅かに上げられ、洗浄用流体が導管部２４か
ら供給され、排出用導管部６６は洗浄用流体を試料セル
１０から吸引または排出すべく作用する。
管部３０が僅かに上げられ、洗浄用流体が導管部２４か
ら供給され、排出用導管部６６は洗浄用流体を試料セル
１０から吸引または排出すべく作用する。
【００２９】本考案は、従来の技術の項で説明した公知
の装置を越える意義深い改良を提供する。上端３８付近
におけるポート５８と、上端３８に平行なポート５８か
らの流体流との配置状態は、混合用チャンバー３４に止
められる空気の量を本質的に減少させる。混合用チャン
バー３４内に生じた高速渦巻作用は、溜められた空気を
混合用チャンバー３４から高速かつ完全に拭き払う。こ
の作用は、捕獲された空気を、測定前に電界測定流セル
を介して通し、導管部３０からの流れの中に溜められた
空気を除去し、緩衝用流体に乗せられた試料にバースト
または脈動を導入する。さらに、混合用チャンバー３４
内の高速渦巻作用は、ポート６０と交差部６４とで生じ
る混合とともに、公知の装置で生じていた層流を除去す
る。混合距離は、図５に示す公知の装置の場合は流体が
セルを通りすぎる前に混合が生じる導管部１０８，１１
０内の流体流路の直線距離であるが、混合装置１２の場
合はこれにより生じる渦巻、分割および回転作用により
何倍にも増大される。
の装置を越える意義深い改良を提供する。上端３８付近
におけるポート５８と、上端３８に平行なポート５８か
らの流体流との配置状態は、混合用チャンバー３４に止
められる空気の量を本質的に減少させる。混合用チャン
バー３４内に生じた高速渦巻作用は、溜められた空気を
混合用チャンバー３４から高速かつ完全に拭き払う。こ
の作用は、捕獲された空気を、測定前に電界測定流セル
を介して通し、導管部３０からの流れの中に溜められた
空気を除去し、緩衝用流体に乗せられた試料にバースト
または脈動を導入する。さらに、混合用チャンバー３４
内の高速渦巻作用は、ポート６０と交差部６４とで生じ
る混合とともに、公知の装置で生じていた層流を除去す
る。混合距離は、図５に示す公知の装置の場合は流体が
セルを通りすぎる前に混合が生じる導管部１０８，１１
０内の流体流路の直線距離であるが、混合装置１２の場
合はこれにより生じる渦巻、分割および回転作用により
何倍にも増大される。
【００３０】したがって、本考案の混合装置１２は、高
価になることなしにまたは余分な部品を必要とすること
なしに、公知技術の制限を解決し、高速かつ確実で効果
な混合を提供する。
価になることなしにまたは余分な部品を必要とすること
なしに、公知技術の制限を解決し、高速かつ確実で効果
な混合を提供する。
【００３１】本考案を各種の流体の粘性および流量に適
用すべく変更することができることを考察すべきであ
る。たとえば、ポート５８からの流体の流量は減径部５
６の直径に依存させてもよく、また混合用チャンバー内
での流体の回転速度は軸線３７からのポート５８の偏心
量により変えることができる。さらに、導管部３０と端
部７０とは、端部に形成されたポートを介して混合用チ
ャンバー３４に入る導管部に置換えることができる。こ
のような例において、ポートおよび導管部は、流体流
を、流体壁にまたは混合を通して高速に達成すべく旋回
流体渦巻の側に指向させる。このような変更は、その評
価に高シャッタ速度のビデオ記録を利用する日常の実験
を通して展開される。
用すべく変更することができることを考察すべきであ
る。たとえば、ポート５８からの流体の流量は減径部５
６の直径に依存させてもよく、また混合用チャンバー内
での流体の回転速度は軸線３７からのポート５８の偏心
量により変えることができる。さらに、導管部３０と端
部７０とは、端部に形成されたポートを介して混合用チ
ャンバー３４に入る導管部に置換えることができる。こ
のような例において、ポートおよび導管部は、流体流
を、流体壁にまたは混合を通して高速に達成すべく旋回
流体渦巻の側に指向させる。このような変更は、その評
価に高シャッタ速度のビデオ記録を利用する日常の実験
を通して展開される。
【００３２】本考案は図示の実施例に限定されず、当業
者であれば適宜に変更し得るであろう。
者であれば適宜に変更し得るであろう。
【図１】試料用プローブと本考案の混合装置とを含む試
料注入セル全体的な外観図である。
料注入セル全体的な外観図である。
【図２】図１の注入セルの改良された混合装置の一部を
拡大して示す断面図である。
拡大して示す断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って得た部分的な断面図で
あってプローブを除去して示す図である。
あってプローブを除去して示す図である。
【図４】図２の４−４線に沿って得た部分的な断面図で
ある。
ある。
【図５】従来の試料セルの混合用チャンバーを示す部分
的な断面図である。
的な断面図である。
１０ セル １２ 混合装置 ２４ 導管部 ２８ プローブ組立体 ３０ プローブ導管部（流体用第１の導管部） ３４ 混合用チャンバー ３６ 円筒状の側壁 ３７ 軸線 ５０ 流体用第２の導管部 ５２ 流体用第３の導管部 ５６ 減径部 ５８，６０，６８ ポート ６２ 流体用第４の導管部 ６６ 排出用導管部 ７０ プローブ先端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ジャック ジェイムズ キーガン アメリカ合衆国 90631 カリフォルニ ア州 ラ アブラ サンドルウッド 751 (56)参考文献 特開 昭61−78426（ＪＰ，Ａ) 米国特許3867195（ＵＳ，Ａ) 英国特許出願公開2096911（ＧＢ，Ａ)
Claims (17)
- 【請求項１】 複数の端壁、円筒状側壁および該円筒状
側壁と同軸の軸線を有する混合用チャンバーと、前記混
合用チャンバーの一端にある第１のポートで前記混合用
チャンバーに接続された流体用第１の導管部と、前記円
筒状側壁に形成された第２のポートで前記混合用チャン
バーに接続された流体用第２の導管部であって該第２の
導管部からの流体流を前記第２のポートを介して前記混
合用チャンバーの壁に沿っておよび前記混合用チャンバ
ーの軸線の周りに向け、前記第２の導管部から前記混合
用チャンバーに注入された流体に渦巻作用を生じさせる
べく前記混合用チャンバーに関して変位された流体用第
２の導管部と、前記混合用チャンバーの他端にある第３
のポートで前記混合用チャンバーに接続された流体用第
３の導管部と、前記混合用チャンバーの前記一端付近の
排出用ポートで前記混合用チャンバーに接続された排出
用導管部とを含む、流体混合装置。 - 【請求項２】 前記第３の導管部は、前記混合用チャン
バーの軸線と平行である、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記第３のポートは、前記混合用チャン
バーの他端の軸線に関して変位されている、請求項１に
記載の装置。 - 【請求項４】 さらに、前記第３の導管部と交差する第
４の導管部を含み、前記第３および第４の導管部の中心
線は変位されている、請求項１，２または３に記載の装
置。 - 【請求項５】 前記第１の導管部は前記混合用チャンバ
ー内を伸びる延長部を含み、前記第１のポートは前記延
長部の端部である、請求項１，２，３または４に記載の
装置。 - 【請求項６】 前記第１の導管部は、流体を前記第１の
導管部から前記側壁に向けて指向させるべく、前記混合
用チャンバーに関して傾けられている、請求項５に記載
の装置。 - 【請求項７】 前記第１の導管部は、流体を前記第１の
導管部から前記側壁に向けて指向させるべく前記混合用
チャンバーに関して傾けられている、請求項１，２，３
または４に記載の装置。 - 【請求項８】 複数の端壁、円筒状側壁および前記円筒
状側壁の軸線と同軸の軸線を有する混合用チャンバー
と、第１のポートを有する流体用第１の導管部を前記混
合用チャンバーの一端において受ける受け手段と、前記
円筒状側壁に形成された第２のポートで前記混合用チャ
ンバーに接続された流体用第２の導管部であって該第２
の導管部からの流体流を前記第２のポートを介して前記
混合用チャンバーの壁に沿っておよび前記混合用チャン
バーの軸線の周りに指向させ、前記第２の導管部から前
記混合用チャンバーに注入された流体に渦巻作用を生じ
させるべく前記混合用チャンバーに関して変位された流
体用第２の導管部と、前記混合用チャンバーの他端にあ
る第３のポートで前記混合用チャンバーに接続された流
体用第３の導管部と、前記混合用チャンバーの前記一端
付近の排出用ポートで前記混合用チャンバーに接続され
た排出用導管部とを含む、混合装置。 - 【請求項９】 前記第３の導管部は、前記混合用チャン
バーの軸線に平行である、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第３のポートは、前記混合用チャ
ンバーの他端の軸線に関して変位されている、請求項８
に記載の装置。 - 【請求項１１】 さらに、前記第３の導管部と交差する
第４の導管部を含み、前記第３および前記第４の導管部
の軸線は変位されている、請求項８，９または１０に記
載の装置。 - 【請求項１２】 前記第１の導管部は、流体を前記混合
用チャンバーから前記側壁に向けて指向させるべく前記
混合用チャンバーの軸線に関して傾けられている、請求
項８，９，１０または１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 先端部を有するプローブを受ける試料
注入用セルにおいて前記プローブの先端部を受けるよう
に適合された開口と、複数の壁、円筒状側壁および該側
壁と同軸の軸線を有する混合用チャンバーと、流体用第
１のポートを含む前記プローブの先端部を前記混合用チ
ャンバーの一端に受ける手段と、前記円筒状側壁に形成
された第２のポートで前記混合用チャンバーに接続され
た流体用第２の導管部であって第２の導管部からの流体
流を前記第２のポートを介して前記混合用チャンバーの
壁に沿っておよび前記混合用チャンバーの軸線の周りに
指向させ、前記第２の導管部から前記混合用チャンバー
に注入された流体に渦巻作用を生じさせるべく前記混合
用チャンバーに関して変位された流体用第２の導管部
と、前記混合用チャンバーの他端にある第３のポートで
前記混合用チャンバーに接続された流体用第３の導管部
と、前記混合用チャンバーの前記一端付近の排出用ポー
トで前記混合用チャンバーに接続された排出用導管部と
を含む、試料注入セル。 - 【請求項１４】 前記第３の導管部は、前記混合用チャ
ンバーに関して平行である、請求項１３に記載のセル。 - 【請求項１５】 前記第３のポートは、前記混合用チャ
ンバーの他端の軸線に関して変位されている、請求項１
３に記載のセル。 - 【請求項１６】 さらに、前記第３の導管部と交差する
第４の導管部を含み、前記第３および第４の導管部の中
心線は変位されている、請求項１３，１４または１５に
記載のセル。 - 【請求項１７】 前記第１の導管部は、流体を前記第１
の導管部から前記側壁に向けて指向させるべく前記混合
用チャンバーの軸線に関して傾けられている、請求項１
３，１４，１５または１６に記載のセル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US48359990A | 1990-02-22 | 1990-02-22 | |
| US483,599 | 1990-02-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488855U JPH0488855U (ja) | 1992-08-03 |
| JP2505504Y2 true JP2505504Y2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=23920728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991034432U Expired - Lifetime JP2505504Y2 (ja) | 1990-02-22 | 1991-02-21 | 流体混合装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0448198B1 (ja) |
| JP (1) | JP2505504Y2 (ja) |
| AU (1) | AU636440B2 (ja) |
| CA (1) | CA2035067C (ja) |
| DE (1) | DE69111102T2 (ja) |
| ES (1) | ES2089123T3 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403008C (zh) * | 1998-02-27 | 2008-07-16 | 文塔纳医疗系统公司 | 对组织样品进行处理的方法及装置 |
| EP1359404A4 (en) * | 2001-07-26 | 2004-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SOLUTION DENSITY MEASURING METHOD, SAMPLE CELL FOR THE METHOD AND SOLUTION DENSITY MEASURING DEVICE |
| CN114674612B (zh) * | 2022-03-25 | 2022-10-21 | 中煤浙江检测技术有限公司 | 一种水质在线取样方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB909865A (en) * | 1959-05-08 | 1962-11-07 | Courtaulds Ltd | Improvements in and relating to the mixing of fluids |
| GB979675A (en) * | 1961-07-05 | 1965-01-06 | Basf Ag | Apparatus for introducing and homogeneously dispersing or dissolving powdered free-flowing materials in liquids |
| DE1542479C3 (de) * | 1965-04-05 | 1974-04-18 | Georg 5410 Hoehr-Grenzhausen Steuler | Vorrichtung zum Vermischen einer Hauptflüssigkeit mit einem pulverformigen, flüssigen oder gasförmigen Zusatzstoff |
| US3867195A (en) * | 1972-08-25 | 1975-02-18 | Anton Pfeuffer | Apparatus for continuous production of syrup |
| BE795321A (fr) * | 1972-09-20 | 1973-08-13 | Gardinier Ets | Reacteur adapte aux reactions entre deux fluides |
| FR2318831A1 (fr) * | 1975-07-22 | 1977-02-18 | Nouveaux Ets Sueur | Appareil de brassage pour le traitement d'eaux usees par injection de gaz |
| CA1180734A (en) * | 1981-04-21 | 1985-01-08 | David R.P. Simpkins | Atomizer |
| DE3640315A1 (de) * | 1986-11-26 | 1988-06-09 | Gutehoffnungshuette Man | Vorrichtung zum belueften von fluessigkeiten, insbesondere fuer eine flotation |
-
1991
- 1991-01-28 CA CA002035067A patent/CA2035067C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-29 DE DE69111102T patent/DE69111102T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-29 ES ES91300667T patent/ES2089123T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-29 EP EP91300667A patent/EP0448198B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-31 AU AU70181/91A patent/AU636440B2/en not_active Ceased
- 1991-02-21 JP JP1991034432U patent/JP2505504Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| AU636440B2 (en) | 1993-04-29 |
| DE69111102D1 (de) | 1995-08-17 |
| EP0448198A1 (en) | 1991-09-25 |
| CA2035067C (en) | 1995-06-27 |
| AU7018191A (en) | 1991-08-29 |
| EP0448198B1 (en) | 1995-07-12 |
| JPH0488855U (ja) | 1992-08-03 |
| ES2089123T3 (es) | 1996-10-01 |
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