JP6418581B2 - 流体モジュール、液体を分取するためのデバイス及び方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に関する以下の説明では、図中の同一の構成要素又は同一の作用を有する構成要素に等しい参照数字を付す。よって、様々な実施形態におけるその説明は、互いに置換可能である。
Claims (24)
- 第1測定チャンバ(601)及び第2測定チャンバ(602)と、
前記第1測定チャンバ(601)に接続された第1流体入口チャネル(701)、及び前記第2測定チャンバ(602)に接続された第2流体入口チャネル(702)と、
前記第1測定チャンバ(601)に接続された第1流体出口チャネル(721)、及び前記第2測定チャンバ(602)に接続された第2流体出口チャネル(722)と、を備え、
流体モジュール(50)は液体を分取するするように構成されており、
当該流体モジュール(50)が回転すると、前記液体が、前記第1流体入口チャネル(701)を介して前記第1測定チャンバ(601)内へ、前記第2流体入口チャネル(702)を介して前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で導入され、それによって、前記第1測定チャンバ(601)内と前記第2測定チャンバ(602)内に予め存在する圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(601)内及び前記第2測定チャンバ(602)内へ導入される前記液体によって圧縮されるように構成され、
当該流体モジュールの回転周波数が低減され、その結果として前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられ、前記液体の一定分量を得てその一定分量のさらなる流体処理を可能にするように構成されており、
流体マニホールド(80)を備え、前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第2流体入口チャネル(702)が前記流体マニホールド(80)に接続されており、
前記圧縮可能な媒体は気体である、流体モジュール(50)。 - 第1圧縮チャンバ(661)と、第2圧縮チャンバ(662)と、をさらに備え、
前記第1圧縮チャンバ(661)及び前記第1測定チャンバ(601)は、第1流体排水路(681)を介して互いに接続され、前記第2圧縮チャンバ(662)及び前記第2測定チャンバ(602)は、第2流体排水路(682)を介して互いに接続され、
当該流体モジュール(50)が回転すると、前記液体が前記第1流体入口チャネル(701)を介して前記第1測定チャンバ(601)内へ、前記第2流体入口チャネル(702)を介して前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で移動させられ、液体が前記第1測定チャンバ(601)から前記第1流体排水路(681)を介して前記第1圧縮チャンバ(661)の一部内に到達し、その位置で、前記液体が、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体から分離され、かつ前記第2測定チャンバ(602)から前記第2流体排水路(682)を介して前記第2圧縮チャンバ(662)の一部内に到達し、その部分で、前記液体が、前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体から分離され、前記第1測定チャンバ(601)内に移動させられる前記液体により生じる前記第1測定チャンバ(601)内部、前記第1圧縮チャンバ(661)内部及び前記第1流体排水路(681)内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮、及び前記第2測定チャンバ(602)内へ移動させられる前記液体により生じる前記第2測定チャンバ(602)内部、前記第2圧縮チャンバ(662)内部及び前記第2流体排水路(682)内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなり、それによって、回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられるように構成されている請求項1に記載の流体モジュール(50)。 - 前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第2流体入口チャネル(702)の流体抵抗は、その幾何学的配置に起因して、前記第1流体出口チャネル(721)及び前記第2流体出口チャネル(722)の流体抵抗より大きい請求項1又は2に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第2流体入口チャネル(702)の寸法は、前記第1測定チャンバ(601)及び前記第2測定チャンバ(602)の寸法の5分の1よりも小さく、及び/又は、前記第1流体出口チャネル(721)及び前記第2流体出口チャネル(722)の直径は、前記第1測定チャンバ(601)及び前記第2測定チャンバ(602)の直径又は対角線の5分の1よりも小さい請求項1から3のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 当該流体モジュール(50)が回転すると、前記第1測定チャンバ(601)内へ遠心力で移動させられる前記液体が、前記第1測定チャンバ(601)内部、第1圧縮チャンバ(661)内部及び第1流体排水路(681)内部に存在する前記圧縮可能な媒体を取り囲み、かつ前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で導入される前記液体が、前記第2測定チャンバ(602)内部、第2圧縮チャンバ(662)内部及び第2流体排水路(682)内部に存在する前記圧縮可能な媒体を取り囲むように構成されている請求項2から4のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 当該流体モジュール(50)が回転すると、前記第1測定チャンバ(601)内及び前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で移動させられる液量が、前記第1測定チャンバ(601)及び前記第2測定チャンバ(602)によって収容可能な液量より多く、それによって、液体が、前記第1測定チャンバ(601)から第1流体排水路(681)を介して第1圧縮チャンバ(661)内へ到達し、かつ前記第2測定チャンバ(602)から第2流体排水路(682)を介して第2圧縮チャンバ(662)内へ到達するように構成されている請求項2から5のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記回転周波数が低減され、その結果として前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも一部が前第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から排出されるまでの間、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられるように構成されている請求項1から6のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記流体モジュール(50)は、前記回転周波数が低減されると、第1圧縮チャンバ(661)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(661)内に留まり、かつ第2圧縮チャンバ(662)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(662)内に留まるように構成されている請求項2から7のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記回転周波数が低減されると、前記第1圧縮チャンバ(661)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(661)内に留まり、前記第2圧縮チャンバ(662)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(662)内に留まり、前記回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張する際に、前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも一部が前第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)を出るまでの間、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から排出され、かつ前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられるように構成されている請求項8に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1及び第2流体入口チャネル(701:702)及び前記第1及び第2流体出口チャネル(721:722)は、前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1及び第2圧縮チャンバ(661:662)内部に前記液体が留まることによって生じる前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも70%が、前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から排出されるように構成されている請求項8又は9に記載の流体モジュール(50)。
- 前記回転周波数が低減されて、前記第1圧縮チャンバ(661)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(661)内に留まり、前記第2圧縮チャンバ(662)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(662)内に留まり、前記回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張する際に、前記第1測定チャンバ(601)内部に存在する前記液体が、前記第1流体出口チャネル(721)を介して、前記第1流体出口チャネル(721)に接続された第1チャンバ(861)内へ移動させられ、前記第2測定チャンバ(602)内部に存在する前記液体が、前記第2流体出口チャネル(722)を介して、前記第2流体出口チャネル(722)に接続された第2チャンバ(862)内へ移動させられるように構成されている請求項8から10のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1測定チャンバ(601)及び前記第2測定チャンバ(602)は、各々が液体の量を計量するように構成されている請求項1から11のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1測定チャンバ(601)及び前記第2測定チャンバ(602)は、各々が液体の量を計量するように構成され、第1流体排水路(681)は前記第1測定チャンバ(601)によって計量される量を規定し、第2流体排水路(682)は前記第2測定チャンバ(602)によって計量される量を規定する請求項2から11のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1測定チャンバ(601)は第1流体入口(621)及び第1流体出口(641)を備え、前記第2測定チャンバ(602)は第2流体入口(622)及び第2流体出口(642)を備え、前記第1流体入口(621)及び前記第2流体入口(622)は前記第1流体出口(641)及び前記第2流体出口(642)よりも半径方向のさらに内側に配置され、前記第1流体入口チャネル701は前記第1流体入口(621)を介して前記第1測定チャンバ(601)に接続され、前記第2流体入口チャネル(702)は前記第2流体入口(621)を介して前記第2測定チャンバ(602)に接続され、前記第1流体出口チャネル(721)は前記第1流体出口(641)を介して前記第1測定チャンバ(601)に接続され、前記第2流体出口チャネル(722)は前記第2流体出口(642)を介して前記第2測定チャンバ(602)に接続されている請求項2から13のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1流体出口(641)は前記第1測定チャンバ(601)の外端で半径方向に配置され、前記第2流体出口(642)は前記第2測定チャンバ(602)の外端で半径方向に配置され、及び/又は前記第1流体入口(621)は前記第1測定チャンバ(601)の内端で半径方向に配置され、前記第2流体入口(622)は前記第2測定チャンバ(602)の内端で半径方向に配置されている請求項14に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1測定チャンバ(601)は第1の結合された流体入口/流体出口(621:641)を備え、前記第2測定チャンバ(602)は第2の結合された流体入口/流体出口(622:642)を備え、前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第1流体出口チャネル(721)は前記第1の結合された流体入口/流体出口(621:641)を介して前記第1測定チャンバ(601)に接続され、前記第2流体入口チャネル(702)及び前記第2流体出口チャネル(722)は前記第2の結合された流体入口/流体出口(622:642)を介して前記第2測定チャンバ(602)に接続されており、前記第1の結合された流体入口/流体出口(621:641)及び前記第2の結合された流体入口/流体出口(622:642)において、それぞれの前記流体出口チャネルがそれぞれの前記流体入口チャネル内に開放されている請求項1から13のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1流体出口チャネル(721)及び前記第2流体出口チャネル(722)のそれぞれがサイフォンを構成する請求項1から16のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1流体出口チャネル(721)及び前記第2流体出口チャネル(722)の流体抵抗は、それぞれが前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第2流体入口チャネル(722)の流体抵抗の和より小さい請求項1から17のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1流体入口チャネル(701)及び前記第2流体入口チャネル(702)は、それぞれ前記流体マニホールド(80)より高い流体抵抗を有する請求項1から18のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 流体チャネル(82)を介して前記流体マニホールド(80)へ接続された流体入口84を備え、前記流体チャネル(82)は前記流体マニホールド(80)より高い流体抵抗を有する請求項19に記載の流体モジュール(50)。
- 当該流体モジュール(50)が回転すると、第1液体が前記第1測定チャンバ(601)内へ移動させられ、第2液体が前記第2測定チャンバ(602)内へ移動させられるように構成され、前記第1流体出口チャネル(721)及び前記第2流体出口チャネル(722)は混合チャンバ(861:86n)へ接続される請求項1から18のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
- 前記第1測定チャンバ(601)及び第1圧縮チャンバ(661)は、前記第2測定チャンバ(602)及び第2圧縮チャンバ(662:66n)より半径方向のさらに内側に配置されている請求項21に記載の流体モジュール(50)。
- 液体を分取するためのデバイス(8)であって、
請求項1から22のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)と、
駆動装置(20)と、を備え、
前記駆動装置(20)は、第1段階において前記流体モジュール(50)に対し、液体が前記第1流体入口チャネル(701)を介して前記第1測定チャンバ(601)内へ、前記第2流体入口チャネル(702)を介して前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で移動させられ、それによって前記第1測定チャンバ(601)内及び前記第2測定チャンバ(602)内に予め存在していた圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(601)内及び前記第2測定チャンバ(602)内へ移動させられる前記液体によって圧縮されるような回転周波数を与えるように構成されており、
前記駆動装置(20)は、第2段階において、前記流体モジュール(50)に与える回転周波数を、前記回転周波数の低減及びその結果としての前記圧縮可能な媒体の膨張に起因して、前記第1測定チャンバ(601)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から移動させられ、前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられる程度にまで低減するように構成されているデバイス(8)。 - 請求項1から22のいずれか一項に記載の流体モジュールによって液体を分取する方法であって、
液体が前記第1流体入口チャネル(701)を介して前記第1測定チャンバ(601)内へ、前記第2流体入口チャネル(702)を介して前記第2測定チャンバ(602)内へ遠心力で移動させられ、それによって前記第1測定チャンバ(601)内部及び前記第2測定チャンバ(602)内部に予め存在していた圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(601)内及び前記第2測定チャンバ(602)内へ移動させられる前記液体によって圧縮されるような回転周波数を、前記流体モジュールに与えるステップと、
前記流体モジュールに与える前記回転周波数を、前記回転周波数の低減及びその結果としての前記圧縮可能な媒体の膨張に起因して、前記第1測定チャンバ(601)内部に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(721)を介して前記第1測定チャンバ(601)から移動させられ、前記第2測定チャンバ(602)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(722)を介して前記第2測定チャンバ(602)から移動させられるように低減するステップと、を含む方法。
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