JP3194025U - 固体分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固体分離装置として、無駄な材料ロスのない装置を提供する。【解決手段】液体が通過できるカラム１００と、カラムを複数保持するプレート１１２と、を含む固体分離装置１２０であり、プレートには凹部２０２があり、凹部の底部に開口があり、カラムは、その先端部が開口に挿入される。また、カラムは、先端部に突起を有し、開口から外側に位置する。さらに、カラムは、本体部と先端部とを有し、本体部は円柱状であり、先端部は円錐台形状であることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本考案は、固体分離装置に関する。特に、溶液から固体成分を抽出する装置に関する。

溶液からある固体成分を抽出する方法として、溶液をフィルターに通過させる方法があった（特許文献１）。この方法を、図１（ａ）のカラムの斜視図、図１（ｂ）のカラム断面図にて説明する。カラム９は、容器である。内部にフィルター１１を有する。このカラム９の入口１０から、溶液を入れ、出口１５から溶液を取り出す。フィルター１１を溶液が通過することで、溶液中のある固体成分が取り除かれる。

フィルター１１には、そのある固体を取り除くための成分を配置されている。出口１５を吸引、または、遠心分離にて溶液を出口１５から取り出す。
しかし、近年、図２（ａ）から図２（ｃ）に示す容器が使用されるようになった。図２（ａ）は、平面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は、正面図である。

図１のカラム９が複数個を合体したものである。プレート１２に、多くの入口１０が設けられている。プレート上１２ａとプレート下１２ｂとがある。これは、このプレート１２を装置（図示しない）にセットするために設けられている。装置は、プレート１２の下方を真空に引き、溶液を各々の出口１５から取り出すための装置である。

特開平６−２５８２０３号公報

しかし、図２（ａ）〜図２（ｃ）のプレート１２では、１つの材料から成形されている。このため、溶液ごとに、ずべてを、廃棄する必要があった。材料ロスが大きかった。
この考案では、固体分離装置として、無駄な材料ロスのない装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、液体が通過できるカラムと、前記カラムを複数保持するプレートと、を含む固体分離装置であり、前記プレートには凹部があり、前記凹部の底部に開口があり、前記カラムは、その先端が前記開口に挿入される固体分離装置を用いる。

本願考案の固体分離装置では、プレートとカラムが分離できるので、プレートを廃棄する必要がない。また、分離型なので、固体分離装置は、寸法精度よく作製される。

（ａ）従来のカラムの斜視図、（ｂ）（ａ）の断面図 （ａ）従来のプレートの平面図、（ｂ）（ａ）の側面図、（ｃ）（ａ）の正面図 （ａ）実施の形態１の固体分離装置の平面図、（ｂ）（ａ）の側面図、（ｃ）（ａ）の正面図 （ａ）実施の形態１のプレートの平面図、（ｂ）（ａ）の側面図 （ａ）実施の形態１のカラムの斜視図、（ｂ）（ａ）の断面図、（ｃ）〜（ｄ）（ａ）の出口の拡大側面図 （ａ）実施の形態１の固体分離装置の端部拡大断面図、（ｂ）比較例の固体分離装置の端部拡大断面図、 実施の形態１での開口と突起と出口との位置関係を示す平面図 （ａ）実施の形態３のカラムの斜視図、（ｂ）（ａ）の断面図、（ｃ）実施の形態３の固体分離装置の端部拡大断面図

（実施の形態１）
＜全体構成＞
実施の形態１の固体分離装置を、図３（ａ）〜図３（ｃ）にて説明する。図３（ａ）は、平面図、図３（ｂ）は、右側面図、図３（ｃ）は、正面図である。固体分離装置１２０は、プレート１１２と複数のカラム１００とからなる。従来の図２（ａ）〜図２（ｃ）と異なり、プレート１１２の凹部２０２に、複数のカラム１００をはめ込む。固体分離装置１２０は、２種類の部品からなる。このことで、固体分離装置１２０として、熱歪など反りの無い容器が実現する。また、カラム１００のみを使い捨て、プレート１１２を再利用できる。

プレート１１２は、複数のカラム１００を挿入できる容器である。プレート上１１２ａとプレート下１１２ｂとからなる。この段差部分で、プレート１１２は、他の装置にセットされる。詳細は、図４で説明する。
カラム１００は、溶液を通過させる部分である。内部にフィルターを有する。

カラム１００は、プレート１１２の凹部に挿入保持されるが、その先端の出口１１５は、プレート下１１２ｂより下方へ突出している。詳細は、図５で説明する。
＜プレート１１２＞
プレート１１２を、図４（ａ）〜図４（ｂ）で説明する。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は断面図である。プレート１１２は、１つの大きな四角柱状の凹部２０２を有する。この部分に複数のカラム１００を、挿入できる。カラム１００は、凹部２０２の底面の開口２０１に、その先端を入れ込み、挿入される。カラム１００同士は密着して挿入される。凹部２０２は、複数のカラム１００により、完全に満たされる。カラム１００同士が、その側面で接して、位置が規制される。

＜カラム１００＞
カラム１００を、図５（ａ）〜図５（ｄ）で説明する。図５（ａ）は、斜視図、図５（ｂ）は断面図、図５（ｃ）、図５（ｄ）は出口１５の拡大断面図である。図５（ｃ）は側面、図５（ｄ）は正面からの図である。

カラム１００は、入口１０と、円柱状の本体部１６と、先端の出口１５の部分とからなる。入口１０は、溶液を入れるところである。円柱状の本体部１６は、フィルター１１を有し、溶液を保持するところである。本体部１６は、他のカラム１００の本体部１６と接する。本体部１６の側面同士で接触し、お互いに位置が固定される。

図３（ａ）でわかるように、凹部２０２の内部側面に接していないカラム１００は、４つのカラム１００に接し、４方向から位置規制される。凹部２０２の内部側面に接するカラム１００は、側面とカラム１００の４方向から位置規制される。
先端の出口１５は、円錐台の形状となっている。その側面に突起２０を有する。突起２０は左右２つある。突起２０は、円錐状より、長い細い突起がよい。

なお、本体部１６は、円柱形状が好ましいが、多角形の柱状体でもよい。円柱状の場合が、他のカラム１００との接する部分が線上となりよく、位置の遊びも許されてよい。
＜プロセス＞
（１）プレート１１２にカラム１００をセットする。プレート１１２の凹部２０２にカラム１００
を挿入する。

（２）溶液を、各々のカラム１００の入口１０より、挿入する。
（３）プレート１１２を、真空吸引できる装置にセットし、下部を吸引することで、溶液をカラム１００の出口１５より取り出す。

（４）プレート１１２よりカラム１００を取り出し廃棄する。一方、プレート１１２は、再利用される。
溶液をカラム１００に通したが、溶液に関連する別の溶媒、複数種類を通過させる場合もある。たとえな、洗浄溶媒や脱着溶剤を流す。

＜位置関係＞
図６（ａ）に、プレート１１２の端部の拡大断面図を示す。
カラム１００は、プレート底１１２ｃの開口２０１に、その出口１５を挿入されている。

（１）開口２０１周辺のプレート底１１２ｃの下面に、突起２０が接する。面プレート底１１２ｃの下面と突起２０とで、カラム１００は、位置規制が確実される。ただし、突起２０は２つであり、１方向は規制するか、別方向は規制が弱い。下記の規制とともに、カラム１００を規制する。開口２０１は、円柱の開口であり、開口内面に凹凸などはない。突起２０がすり抜ける程度の大きさに設けられている。

この関係を図７で説明する。図７は、開口２０１周辺の平面図である。開口２０１にカラム１００の出口１５が挿入されている。開口２０１の周辺のプレート底１１２ｃに突起２０が接している。実線矢印方向が位置規制され、点線矢印方向が位置規制されない。これらの方向は、各々のカラム１００でバラバラである。結果、カラム１００同士が押し合いその位置が所定の位置となる。

（２）出口１５の円錐台の根元は、開口２０１の上部と接する。このことでカラム１００の位置規制をする。
（３）カラム１００の本体部底面１６ｃは、プレート底１１２ｃの上面に接触する。このことでカラム１００の位置規制をする。

（４）カラム１００同士は、上記に示したように、側面方向が位置規制されている。
これらの関係から、カラム１００は、数箇所で規制されている。
ただし、それぞれの箇所でカラム１００は規制される。結果、カラム１００の位置は正確になる。かつ、カラム１００は、プレート１１２の凹部２０２に、挿入、取り出しがやり易い。

カラム１００は、原則１回限りの使用であり、プレート１１２は、複数回の使用である。問題がなければ、長期間使用される。材料ロスが少なく、材料利用効率が高い。
さらに、プレート１１２とカラム１００とは、数箇所が接触するはめ込み式であり、熱による歪、ゆがみはない。

図６（ｂ）に比較例の断面図を示す。プレート１１２に開口２０１を設け、カラム１００を挿入している。カラム１００の本体部の側面に突起２０を有する。
図６（ａ）の実施例と、図６（ｂ）の比較例とを、比較すると、以下が言える。

（１）比較例では、プレート１１２が複雑である、複数の深さのある開口２０１が必要である。開口２０１を精度よく形成必要である。実施例では、開口２０１は必要であるが、深さが浅く形成容易である。
（２）比較例では、カラム１００と開口２０１との寸法精度も問題となる。両方精度が必要である。実施例では、上記説明のように、複数個所での接触によりカラム１００を固定しており、カラム１００自体の精度、開口２０１の精度とも、それほど要らない。

（３）比較例では、カラム１００を密に配置できない。または、カラム１００が細くなる。カラム１００を支える部分が無駄である。実施例では、密にカラム１００を配置できる。
（実施の形態２）材質
実施の形態２は、材質に関するである。図３は、固体分離装置１２０の全体である。固体分離装置図１２０は、プレート１１２（図４）とカラム１００（図５）からなる。

ここで、プレート１１２は、成形でき、精度がだせる材料がよい。カラム１００は、耐溶剤性がある材質がよい。
たとえば、プレート１１２、カラム１００とも樹脂で作製するのが安価でよい。

プレート１１２としては、ポリカーボネイト、フェノールなど硬い材料がよい。
カラム１００としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなど柔らかい材料がよい。
プレート１１２は、繰り返して使用するので、金属やガラスでも作製してもよい。

少なくとも、プレート１１２は、カラム１００より硬度が高く、厚みが厚いのが好ましい。
（実施の形態３）ガイド部あり
実施の形態３を図８（ａ）〜図８（ｃ）で説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）は、カラム１００の斜視図と断面図である。図８（ｃ）は、カラム１００をプレート１１２に挿入した時の断面図である。

実施の形態１の構造と異なり、カラム１００にガイド部２５を有する。記載しない事項は、実施の形態１，２と同様である。カラム１００の本体部１６の上部にガイド部２５がある。本体部１６より一回り外周へでている。図８（ｃ）でわかるように、ガイド２５同士が接触し、カラム１００の位置が規制される。実施の形態１より、接触部分がより明確であり、好ましい。カラム１００の本体部１６の側面のいずれかが接触すると、カラム１００の場所により、接触する場所の高さが異なり、位置規制上好ましくない。

また、上部のガイド部２５と、下部の出口１５と、を支えることでしっかりとカラム１００を支えることができる。位置も正確となる。ガイド部２５以外の本体部１６の厚みを薄くすることもできる。
ガイド部２５は、一番上部とは限られない、真ん中より上部ならよい。

（なお書き）
フィルターは、別のものでもよい。カラム１００は、複数としたが１つの場合もある。カラム１００でプレート１１２の凹部２０２をすべて満たさず、ダミーカラムまたは、別途スペーサーで満たしてもよい。

本願考案の固体分離装置は、液体から液体中の固体を除去する容器として利用できる。細胞培養分野、化学分析分野で利用できる。

９ カラム
１０ 入口
１１ フィルター
１２ プレート
１２ａ プレート上
１２ｂ プレート下
１５ 出口
１６ 本体部
１６ｃ 本体部底面
２０ 突起
２５ ガイド部
１００ カラム
１１２ プレート
１１２ａ プレート上
１１２ｂ プレート下
１１２ｃ プレート底
１１５ 出口
１２０ 固体分離装置
２０１ 開口
２０２ 凹部

Claims (6)

1. 液体が通過できるカラムと、
   前記カラムを複数保持するプレートと、を含む固体分離装置であり、
   前記プレートには凹部があり、前記凹部の底部に開口があり、
   前記カラムは、その先端部が前記開口に挿入される固体分離装置。
2. 前記カラムは、前記先端部に突起を有し、前記開口から外側に位置する請求項１記載の固体分離装置。
3. 前記カラムは、本体部と前記先端部とを有し、前記本体部は円柱状であり、前記先端部は円錐台形状である請求項１または２記載の固体分離装置。
4. 前記突起は、前記先端部の左右２箇所にあり、長細い突起である請求項１から３のいずれか１項に記載の固体分離装置。
5. 前記カラムは複数あり、前記凹部内で、前記複数のカラムが、その側面同士で接する請求項１から４のいずれか１項に記載の固体分離装置。
6. 前記プレートの材質は、前記カラムの材質より、硬度が高い請求項１から５のいずれか１項に記載の固体分離装置。