JP4976303B2 - クロマトグラフィーカラム - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項のプリアンブルに述べられているタイプのクロマトグラフィーカラムに関する。

クロマトグラフィーカラムは、プロセス用液体を精製し、プロセス用液体から対象物質を分離するのに使用することができる。先行技術のクロマトグラフィーカラムは、取外し可能な上端板アセンブリ、及び取外し可能な下端板アセンブリに連結された中空カラムチューブの形のカラム壁を備える。一方の端板アセンブリには、入口パイプ及び入口バルブを通常備えるプロセス用液体入口機構が設けられ、他方の端板アセンブリには、出口パイプ及び出口バルブを通常備えるプロセス用液体出口機構が設けられている。カラムチューブの各端部には、取外し可能な分配システムがカラムの内部に設けられている。これらの入口及び出口分配システムは、それぞれの端板アセンブリに取り付けることができ、或いは、（通常）上方の分配システムは、端板アセンブリに近付き、又はそこから離れる方向に移動可能なように構成することができる。使用中、分配システム間のカラムの空間は、通常、クロマトグラフィー媒体で充填されている。必要なら、保持メッシュを、各分配システムと媒体との間に設けることができる。入口分配システムは、流入する流体をカラムの入口端部の媒体の表面全体に均等に分布させるためのものであり、出口分配システムは、カラムの出口端部の媒体の表面から均等に流体を収集するためのものである。そのようなカラムは数トンの重さになり得る。通常、端板アセンブリは、カラムの各端部に設けられたフランジにボルト締めされている。或いは、端板アセンブリは、長手方向タイバーで連結してもよい。漏洩を防止するために、通常、シールが、端板アセンブリ、入口及び出口パイプ、分配システム、並びにバルブの間に設けられている。カラムには、下端板アセンブリ、入口又は出口パイプ、及びバルブ配置へのアクセスを可能にするために、通常、下端板アセンブリを床から持ち上げるための脚が備えられている。そのようなカラムが、バルブ、シール、分配システムなどの内部構成要素の保守整備又は浄化を必要とするとき、上端板アセンブリをカラムチューブから持ち上げ、カラムチューブを下端板アセンブリから持ち上げるために、クレーンなどの昇降装置が必要になる。

本発明によれば、請求項１の特徴部分に示される特徴を有する装置によって、先行技術に伴う問題の少なくとも一部が解決される。

図１〜５は、本発明によるクロマトグラフィーカラム１の第１の実施形態を示す。カラム１は、この実施形態では円筒５の形であり、第１の開口端部７及び第２の開口端部９を有する中空カラム壁３を備える。各開口端部７、９は、カラム壁３の長手方向軸Ｌに垂直に配置され、外側に突出した円周フランジ１１、１３をそれぞれ備える。第１の端板アセンブリ１５は、フランジ１１に取外し可能に固定され、第２の端板アセンブリ１７は、フランジ１３に取外し可能に固定されている。本発明のこの実施形態では、カラムは、下降流モードで使用されるようになされ、すなわち、第１の端板アセンブリ１５が、カラム１に流体を供給するのに使用されるようになされ、第２の端板アセンブリが、カラムから流体を排出するのに使用されるようになされているが、本発明は、上昇流モードを用いるカラムにも同様に適用可能である。使用中、カラム壁３は、クロマトグラフィー媒体１９によって占拠され得る。第１の端板アセンブリ１５には、当技術分野で公知であり、参照番号２１で纏めて参照される１つ以上のバルブ、分配チャネル、分配ネット、ノズル、接手などを備える通常の流体供給システム２１（「可動アダプタ」とも呼称される）が設けられている。このカラムの例では、第１の端板アセンブリ１５は、フランジ１１に取外し可能に固定可能で、中心開口２５を有する第１の端板２３を備え、その中心開口２５を通って、中空シャフト２７が、モータ２９によりカラムの長手方向に移動可能になる。使用中、中空シャフト２７は、カラム空胴３１内に突き出し、流体供給システムを支持する。モータ及び駆動装置２９は、可動アダプタ２１を第１の端板２３に近付くように、又そこから遠ざかるように移動させるのに使用され、それによって、カラム１内での可動アダプタ２１の深さを調節することができる。第２の端板アセンブリ１７には、当技術分野で公知であり、参照番号３３で纏めて参照される１つ以上のバルブ、分配チャネル、分配ネット、ノズル、接手などを備える通常の流体収集システム３３が設けられている。

カラム１は、フレーム３５中に支持されている。フレーム３５は、床と接触する足３７を備える。足３７は、３本の伸縮自在の脚３９、４１、４３を支持し、脚３９、４１、４３は上方に延び、それぞれに実質的に水平な腕４５、４７、４９が設けられている。カラム１の上を通る腕４５〜４９は、端板２３に取り付けられている。伸縮自在な脚３９〜４１は、可動アダプタ２１を第１の端板２３の下側にできるだけ接近する位置に引き上げたとき、第１の端板アセンブリ１５を、カラム壁３内に残る部分がないように引き上げることを可能にするのに十分な高さに腕４５〜４９及び第１の端板２３を引き上げることができるように配置されたジャッキ、ラムなどの昇降手段を備える。

カラム壁３は、脚４１上のスリーブ５５に装着された１対の腕５１、５３によって脚４１に取り付けられている。スリーブ５５は、脚４１の周りに回転可能であり、脚４１の長手方向軸「ｌ」に沿って移動可能でもある。

図１ａ）及び１ｂ）は、正規の作動状態のクロマトグラフィーカラムを示し、第１及び第２の端板がカラム壁の両端を密封している。図２〜４は、分配システム及び端板へのアクセスを可能にするコラムの配置替えの諸段階を示している。

図２では、カラムが媒体及び流体から空になり、可動アダプタ２１が、第１の端板アセンブリの底に接近するまでモータによって引き上げられ、次いで、第１の端板がカラム壁の最上部から外され、可動アダプタ２１の最下部が円筒壁の最上部より上方に来るように第１の端板が伸縮自在の脚３９〜４１によって引き上げられた後のカラムが示されている。

図３では、カラム壁が第２の端板アセンブリから取り外され、可動アダプタ２１又は第２の端板アセンブリが一部でも円筒壁内に入ることがないようにスリーブ５５が４１の長手方向軸「ｌ」に沿って引き上げられた後のカラムが示されている。

図４は、円筒壁が軸「ｌ」の周りに回転され、その結果、カラム壁が第１と第２の端板アセンブリとの間にもはや位置しなくなった後のカラムを示す。

図５は、可動アダプタに容易にアクセスすることができるように、可動アダプタを再降下させた後のカラムを示す。

図６は、伸縮自在の脚を２本だけ有する、本発明の第２の実施形態の斜視図である。

図７は、図４の位置に対応する位置に円筒壁がある、図６のカラムの側面図である。

図８〜１４は、本発明によるカラムの第３の実施形態の側面図である。カラムのこの実施形態では、カラムは、２本の脚３３９、３４１を有し、脚３３９、３４１を延伸させるのに、可動アダプタ３２１用のモータ及び駆動アセンブリ３２９などの可動アダプタ昇降手段を使用することができるようになされている。従って、カラム脚３３９、３４１を延伸させるのにジャッキ又はラムを必要としない。これを達成するために、カラム壁３０３の上端には、可動アダプタ３２１に配置されたロッキング孔３７３とのロッキング係合位置に達したり、そこから離れたりすることができる１つ以上の可動アダプタロッキングピン３７１が設けられている。好ましくは、ロッキングピン３７１及びロッキング孔３７３は、可動アダプタが実質的にその最高位置に引き上げられたときに、ロッキングピン３７１がロッキング孔３７３に嵌まり込むことができるように配置されている。１つ以上のピンが可動アダプタ３２１とロッキング係合すると、可動アダプタ３２１とカラム壁３０３の相対移動が阻止される。

脚３３９及び３４１にはそれぞれ、脚３３９及び３４１の上側部分に摺動的に配置された伸縮シャフト３７９の移動を阻止する位置に達したり、そこから離れたりすることができる上部伸縮シャフトロッキングピン３７５が設けられている。好ましくは、ロッキングピン３７５は、伸縮シャフト３７９が実質的に最も延伸された位置まで引き上げられ、それによってロッキング伸縮シャフト３７９が持上り位置に来たときに、ロッキングピン３７５がロッキング位置に嵌まり込むことができるように配置されている。

カラム壁腕３５１、３５３を支持する脚３４１には、腕３５３に装着されたロッキングピン３８３をロッキング係合状態に挿入したり引き抜いたりすることができるロッキング孔３８１が設けられている。好ましくは、ロッキングピン３８３及びロッキング孔３８１は、カラム壁３０３が第２の端板アセンブリ３１７にもはや接触することがない位置まで引き上げられたとき、ロッキングピン３８３をロッキング孔３８１に挿入することができるように配置されている。

以下の説明及び図８〜１４は、カラム壁３０３をカラム脚３３９、３４１間ではなくなる位置に回転させるために、カラムの構成要素を配置し直す本発明による方法の諸段階を説明し図示する。

図８は、可動アダプタ３２１がカラム壁３０３内部の作動可能位置にあり、伸縮シャフト３７９が引き込まれている、正規の作動位置にあるカラム３０１を示す。

図９は、その方法の第１の段階を示し、この段階では、可動アダプタ昇降手段３２９が、可動アダプタ３２１を実質的にその最上位置まで引き上げ、可動アダプタロッキングピン３７１がロッキング孔３７３と係合関係に滑り込み、それによって、可動アダプタ３２１とカラム壁３０３が更に相対移動することを阻止している。

図１０は、その方法の次の段階を示し、この段階では、第１の端板アセンブリ３１５をカラム壁３０３の上端に取外し可能に固定しているボルト３８５、及び第２の端板アセンブリ３１７をカラム壁３０３の下端に取外し可能に固定しているボルト３８７など、取外し可能な固締手段が外され取り除かれている。

図１１はその方法の次の段階を示し、この段階では、可動アダプタ昇降手段３２９は、正規の作動中なら可動アダプタを下方に移動させるであろう方式で作動させられる。しかし、可動アダプタ３２９がロッキングピン３７１とロッキング孔３７３によってカラム壁に係止されているので、可動アダプタ３２９は下降することができず、その代わり、第１の端板アセンブリ３１５、及びそれに堅く取り付けられた伸縮シャフト３７９及び可動アダプタ昇降手段３２９などのカラム構成要素が全て引き上げられる。この移動は、伸縮シャフト３７９が、伸縮シャフトロッキングピン３７５を伸縮シャフト３７９が下がるのを防止する位置に挿入することができるのに十分なところまで延伸されるまで続けられる。

図１２はその方法の次の段階、可動アダプタ昇降手段３２９が、正規の作動中なら可動アダプタを上方に移動させるであろう方式で作動させられた後の段階を示す。可動アダプタ３２１がカラム壁３０３に取り付けられているので、これにより、カラム壁は第２の端板アセンブリ３１７から離昇させられている。この移動は、ロッキングピン３８３が、ロッキング孔３８１と位置が合うまで続けられ、その位置でロッキングピン３８３はロッキング孔３８１に滑り込まされている。カラム壁３０３は、下向きの移動が、腕３５３上のロッキングピン３８３の、脚３４１との干渉によって阻止されているので、もはや降下させられることはない。

図１３は、その方法の次の段階を示し、この段階では、可動アダプタロッキングピン３７１はロッキング孔３７３との係合状態から抜き出され、それによって、可動アダプタがカラム壁３０３に対して移動できるようになる。可動アダプタ昇降手段３２９は、可動アダプタ３２１を、カラム壁３０３の内部に全く残らないように引き上げるように作動させられている。

図１４は、その方法の次の段階を示し、その段階では、カラム壁３０３を支持している腕３５１、３５３が脚３４１の周りに回転させられ、それによって、カラム壁３０３が第１の端板アセンブリ３１５と第２の端板アセンブリ３１７との間から外へ移動させられている。

本発明の実施形態の例が、可動アダプタを用いたカラムを有する場合について説明してきたが、可動アダプタを用いないカラムに本発明を適用することも考えられる。そのような場合には、昇降手段は、第１（上側）の端板アセンブリ及びカラム壁を第２（下側）の端板アセンブリから引き上げるように構成する必要がある。その後は、カラム壁は引き上げられないようにされ（例えば、その支持腕を上記と同様に脚に係止することによって）、第１の端板アセンブリとカラム壁との間の固定具が外され、第１の端板アセンブリが、カラム壁より上方に出るまで引き上げられ、それにより、カラム壁を側方に回転させることができる。同様に、本発明を、上端板アセンブリを有さないカラムに適用することも可能である。そのような場合は、アダプタには、アダプタを用いてカラム壁を下端板から離昇させるために、アダプタをカラム壁に係止するのに用いることができる係脱可能なロッキング手段が設けられなければならない。

本発明の別の実施形態では、円筒壁が軸「ｌ」の周りに回転することができるように構成されていることに加えて、１つ以上の端板が軸「ｌ」の周りに回転することができるように構成されている。

本発明の別の実施形態では、カラム壁をカラム脚に連結している腕は、カラム脚に回転可能に装着されていることに加えて、又はその代わりに、実質的に水平方向に伸縮するようになされ、それによって、カラム壁が両端板アセンブリの間から外へ直線的に移動することができるようにされている。

本発明は、カラム構成要素の垂直方向移動が動力手段を用いて達成される例によって説明されてきたが、これら移動を手動で、例えば腕力、又は、例えばロープと滑車、ウィンチ、レバーとジャッキなど、どのような昇降装置を使用することによってでも達成することが可能である。

上記の実施形態は、本発明を説明するためのものであり、添付特許請求の範囲によって主張する保護範囲を限定するものではない。

本発明によるクロマトグラフィーカラムの第１の実施形態の部分断面図である。 図１ａのカラムの上面図である。 第１の端板及び分配システムがカラム壁の上方に引き上げられている、図１ａに対応する図である。 第１の端板及び分配システムがカラム壁の上方に引き上げられ、カラム壁が第２の端板の上方に引き上げられている、図２ａに対応する図である。 第１の端板及び分配システムがカラム壁の上方に引き上げられ、カラム壁が、第２の端板上に引き上げられ、第１の端板と第２の端板との間の位置から外へ回されている、図３に対応する図である。 供給システムに容易にアクセスすることができるように、供給システムを再降下させた後のカラムを示す図である。 伸縮自在の脚を２本だけ有する、本発明の第２の実施形態の斜視図である。 図４の位置に対応する位置に円筒壁がある、図６のカラムの側面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。 本発明の第３の実施形態の側面図及び断面図である。

Claims (5)

1. 第１の端部及び第２の端部を有するカラム壁（３；３０３）と、カラム壁の前記第１の端部に取外し可能に連結可能な流体供給システムが設けられた第１の端板アセンブリ（１５；３１５）と、カラム壁の前記第２の端部に取外し可能に連結可能な流体収集システムが設けられた第２の端板アセンブリ（１７；３１７）とを備える、長手方向軸を有するクロマトグラフィーカラムにおいて、前記第１の端板アセンブリ（１５；３１５）、前記カラム壁（３；３０３）及び前記第２の端板アセンブリ（１７；３１７）がカラムの長手方向軸に沿って配置されているクロマトグラフィーカラムであって、前記カラム壁（３；３０３）が回転軸周りに回転可能であり、前記回転軸が、前記カラムの長手方向軸に平行であってカラムの外側に配置されており、カラムが、前記カラムの長手方向軸に沿って、前記カラムの内側の位置から前記カラムの外側の位置まで移動可能な可動アダプタ（２１；３２１）を備えることを特徴とするクロマトグラフィーカラム。
2. 前記可動アダプタ（２１；３２１）が、該可動アダプタを前記カラム壁に係脱可能に係止する手段を備えることを特徴とする、請求項１記載のカラム。
3. 可動アダプタ昇降手段を備えることを特徴とする、請求項１記載のカラム。
4. 前記第１の端板アセンブリ（１５；３１５）を前記カラム壁（３；３０３）の上方に引き上げるための第１の端板アセンブリ用の昇降手段を備えることを特徴とする、請求項１記載のカラム。
5. クロマトグラフィーカラムの内側へのアクセスを可能にする方法であって、
   第１の端部及び第２の端部を有するカラム壁（３；３０３）と、カラム壁の前記第１の端部に取外し可能に連結可能な流体供給システムが設けられた第１の端板アセンブリ（１５；３１５）と、カラム壁の前記第２の端部に取外し可能に連結可能な流体収集システムが設けられた第２の端板アセンブリ（１７；３１７）とを支持するカラムフレームを前記カラムに設ける段階であって、前記第１の端板アセンブリ（１５；３１５）、前記カラム壁（３；３０３）、及び前記第２の端板アセンブリ（１７；３１７）がカラムの長手方向軸に沿って配置され、前記カラム壁（３；３０３）が回転軸周りに回転可能であり、前記回転軸が、前記カラムの長手方向軸に平行であってカラムの外側に配置されており、カラムが、前記カラムの長手方向軸に沿って、前記カラムの内側の位置から前記カラムの外側の位置まで移動可能な可動アダプタ（２１；３２１）を備える段階と、
   前記カラム壁を前記第２の端板アセンブリから切り離し、前記カラム壁を前記第２の端板アセンブリから引き離す段階と、
   前記第１の端板アセンブリを前記カラム壁から切り離し、前記第１の端板アセンブリを前記カラム壁から引き離す段階と、
   前記カラム壁（３；３０３）を、前記カラムの長手方向軸に平行な前記回転軸周りに回転させる段階と
   を含む方法。

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