JPH05118452A - 流体流調整用の弁組立体およびシステム - Google Patents

流体流調整用の弁組立体およびシステム

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JPH05118452A
JPH05118452A JP3298258A JP29825891A JPH05118452A JP H05118452 A JPH05118452 A JP H05118452A JP 3298258 A JP3298258 A JP 3298258A JP 29825891 A JP29825891 A JP 29825891A JP H05118452 A JPH05118452 A JP H05118452A
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flow
port
valve
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デイー フオゲルマン キンバー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成により、従来より少ないポート数で
複数の経路間を切り換える。 【構成】弁プラグ２０が収められるハウジング１０は一
つの共通ポート１４とｎ個の周辺ポート１３とを有して
いる。ｎは４以上の偶の整数である。前記弁プラグ２０
は、共通ポート１４および少なくとも一つの周辺ポート
１３と流体連絡することができる分配チャネル２４と、
少なくとも二つの周辺ポートと流体連絡することができ
る（ｎ／２）−１個の切換えチャネル２６を備えてい
る。弁プラグ２０上のチャネルの向きは、分配チャネル
が周辺ポートの一つと整合すると、切換えチャネルは周
辺ポートの独自の対を各々内部接続するようになってい
る。更に、ｎ−１個の周辺ポートだけが分配チャネルま
たは切換えチャネルに同時に連絡し、残るポートは弁の
流れチャネルから遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の流れを調整する
流体流調整用の弁組立体およびシステムに関し、更に詳
しくは、流体の流れを一つの弁により複数の個別の経路
間で切り換えることができる上記弁組立体およびシステ
ム関する。
【０００２】
【発明の背景】流体の流れが調整されていることにより
成り立っている機器は、試料の浄化、化学分析、臨床試
験、および工業的処理のような広範多様な用途に一般的
に利用されている。このような機器は、通常、連続流体
流または脈動流体流を介して機能する。脈動流機器は、
装置を通る流体の流れを交互に持続および中断または逆
転することにより動作する装置であることが認められ
る。この動作は、弁および／またはポンプの組合せによ
り最初に流れを起こし、次いでこれを停止または反転さ
せることにより行うことができる。
【０００３】非常にしばしば、脈動流装置は効率よく動
作するのに複数の流れ経路を必要とする。一般に、効率
的な動作を行うには、吸収剤カラムや接続配管のような
流通構成要素をニードル、ポンプ、および排出装置のよ
うな端末構成要素と組み合わせることが必要である。た
とえば、脈動流装置には、実験室用水浄化システム、シ
リンジ式試薬分配器、手動および自動の固相抽出（ＳＰ
Ｅ）器、超臨界流体抽出（ＳＣＦ）器、停止流分光光度
計、自動の蛋白質または核酸シーケンサ、および固相蛋
白質または核酸の合成器がある。
【０００４】脈動流機器は、その正常動作中一定量，一
方向の流れを必要とする連続流機器と対比することがで
きる。連続流機器はまた、セットアップ中、システムを
始動させるのに、または異なる分析方法を実行するの
に、異なる流れ構成を必要とする。連続流システムの例
としては、高圧液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）、ガス
クロマトグラフ（ＧＣ）、臨床アナライザ、および流れ
注入アナライザがある。脈動流および連続流の両システ
ムについて、たとえば、構成要素を流れシステムから分
離し、構成要素を流れシステムに取り付け、または流れ
システムの構成要素の順序を並べ替えるのに、少なくと
も二つの異なる流れ経路が必要になることが頻繁に生ず
る。多くのシステムの場合、最適動作を行うためには三
つ以上の独自の流れ経路が必要である。
【０００５】市場で入手可能な弁を組み合せて配置し
て、流れシステムに使用している流通構成要素および端
末構成要素の間で無数の流れ経路を作れるということが
わかっている。しかし、特に、流れシステム内の体積を
極力小さくしたい場合に、いくつかの流れ経路の組合せ
には、多数の弁の接続を必要とするという実用上の問題
が存在する。他の問題として、所望の流れ経路となるよ
うにすべての弁を正しい向きにするということがある。
これら二つの問題に対する解決策は、別の弁を流れシス
テムに追加することであるが、この場合には一層経費高
になると共に複雑になることがわかるであろう。
【０００６】流れ経路が二つより多く存在する回転弁組
立体は、多様な構成で利用することができる。たとえ
ば、図１５〜図２１に示したような放射弁組立体は、ハ
ミルトン・コーポレーション（ネバタ州、リノ）から入
手することができる。ここで、図１５は６ポート分配弁
組立体の概略斜視図、図１６は６ポート切換弁組立体の
概略斜視図、図１７は図１５および図１６の弁組立体の
底面図、図１８は図１５の分配弁組立体のＸ−Ｘ線の矢
視断面図、図１９は図１６の切換弁組立体のＸ−Ｘ線の
矢視断面図、図２０は図１５の分配弁組立体のＹ−Ｙ線
の矢視断面図、図２１は図１６の切換弁組立体のＹ−Ｙ
線の矢視断面図である。これらの弁組立体は、アウター
面１１とスリーブ１２とを有するハウジング１０を備え
ている。共通ポート１４がアウター面１１を貫いて軸方
向に延び、複数の周辺ポート１３がスリーブ１２を貫い
て半径方向に延びている。弁組立体は更に、端面２１と
側面２３とを有するボディ２２を持ち、ハウジング１０
内に収められる円形弁プラグ２０を備えている。図１５
および図２０に示すような分配弁組立体は、実質上ボデ
ィ２２内部に備えられる細孔状分配チャネル２４を備え
ている。図１６および図２１に示すような切換弁組立体
は、側面２３に半円形または正方形の溝から成る切換え
チャネル２６を備えている。
【０００７】図２２〜図２７に示す、他の部類の放射弁
組立体は、バルコ・コーポレーション（テキサス州、ヒ
ューストン）から入手できる。ここで、図２２は６ポー
ト分配弁組立体の概略斜視図、図２３は６ポート切換弁
組立体の概略斜視図、図２４は図２２および図２３の弁
組立体の底面図、図２５は図２２の分配弁組立体のＸ−
Ｘ線の矢視断面図、図２６は図２２の分配弁組立体のＹ
−Ｙ線の矢視断面図、図２７は図２３の切換弁組立体の
Ｘ−Ｘ線の矢視断面図である。これらの弁組立体は、ア
ウター面５１とスリーブ５２とから成るハウジング５０
を備えている。共通ポート５４および複数の周辺ポート
５３がスリーブ５２を貫いて半径方向に延びている。こ
の弁組立体は更に、端面６１および側面６３を有するボ
ディ６２を持ち、ハウジング５０内に収められる円錐形
弁プラグ６０を備えている。図２２、図２５および図２
６に示すような分配弁組立体においては軸方向要素６４
ａおよび半径方向要素６４ｂを有する側面に半円形また
は正方形の溝から成る分配チャネル６４を備えている。
図２３および図２７に示すような切換弁組立体において
は、側面６３に半円形または正方形の溝から成る切換チ
ャネル６６を備えている。
【０００８】図２８〜図３２に示したような軸方向弁組
立体、レオダイン・コーポレーション（カリフォルニア
州、コタチ）から入手可能である。ここで、図２８は６
ポート軸方向弁組立体の概略斜視図、図２９は図２８の
弁組立体の上面図、図３０は同じく底面図、図３１は分
配弁組立体のプラグ端面上面図、図３２は切換弁組立体
のプラグ端面上面図である。これら弁組立体は、スリー
ブ７２と板形状をしたアウター面７１とを有するハウジ
ング７０を備えている。アウター面７１には共通ポート
７４およびアウター面７１の厚さ全体を貫いて軸方向に
延びる複数の周辺ポート７３が設けられている。弁組立
体は更に、端面８６を有するボディ８８を備え、ハウジ
ング７０内に収められる円形の弁プラグ８０を備えてい
る。分配弁組立体は端面８６に半円形の分配チャネル８
２を備えており、切換弁組立体は端面８６に切り換えチ
ャネル８４を備えている。
【０００９】市場から入手できる回転弁は大部分、分配
弁タイプか切換弁タイプである。分配弁の特徴は、回転
するかそうでなければ手操作で共通ポートおよびポイン
ト・ツー・ポイント構成を成す周辺ポートの何れか一つ
に接続することができる一つの分配チャネルを備えてい
ることである。このようにして、分配チャネルは、共通
ポートおよび一の周辺ポートの双方に流体連絡すること
ができる。分配弁の独自のプラグの向きは、弁組立体が
共通ポートの他に備えている周辺ポートの数によって決
まる。共通ポートに接続されない周辺ポートは通常流れ
システムから除外される。したがって、弁プラグの独自
の向きの各々について一つの独自の流れ経路だけが許容
される。
【００１０】切換弁は、弁ポートの複数の異なる組合せ
の間で内部接続を行うことを特徴とする。切換弁は、手
で操作して二つ以上の周辺ポートを接続することができ
る切換えチャネルを備えている。このようにして、切換
えチャネルは二つ以上の周辺ポートと流体連絡すること
ができる。典型的には、少なくとも一つの端末構成要素
または流通構成要素が二つの周辺ポートで一の切換弁と
接続される。流体は、切換弁の一つの周辺ポートから構
成要素へ、次いで構成要素から他の周辺ポートへ流れる
はずである。その結果、切換弁に接続される構成要素
は、弁の向きにより著しく異なる流れ経路を作る。一般
に、切換弁は、それが備えている弁ポートの半数の内部
チャネルを備えている。これらのチャネルは対称に配置
されているので、弁プラグの独自の二つの位置だけが確
定される。しかし、弁プラグの独自の向きの各々につい
て、弁を通る複数の流れ経路が許容される。
【００１１】分配弁と切換弁の組合せは、脈動流および
連続流のシステムにおいて非常に多様な流れ経路を作り
出すのに頻繁に使用されている。しかし、複数の弁によ
る構成では流れシステムの複雑さ、経費、および物理的
体積を大きくする多数の外部接続が関係してくる。この
ようなシステムの複雑さは信頼性にも関係する。また、
これら流れシステムは一般的に自動化されていることか
ら、好調な機器を開発するには一層大きな信頼性と一層
の簡潔さが重要である。
【００１２】一つの弁で切換弁と分配弁との両方の性質
を示す幾つかの例が入手可能である。一の例は図３３に
示す流れ選択弁であり、これはバルコ・コーポレーショ
ンから入手できる。この弁の目的は、流れを一つだけ、
他のすべての流れの流れをそのままにして、共通出口に
向けることである。しかし、この弁ではｎ個の独自の流
れ経路を得るのに２ｎ＋１個のポートが必要である。ポ
ートの数が一層少なくしかも更に多数の流れ経路を作る
ことができる弁組立体を設ければ非常に有利である。
【００１３】
【発明の目的】本発明は、簡単な構成により、従来より
少ないポート数で複数の経路間を切り換えることができ
る流体流調整用の弁組立体を提供し、かつ弁プラグを一
回廻すことによりすべての経路が同時に切り換えること
で、複数の弁の統合を不要とする流体流調整用のシステ
ムを提供することを目的とする。
【００１４】
【発明の概要】本発明は、ひとつの共通ポートとｎ個の
周辺ポートとを有すハウジングから成る新規な弁組立体
を提供する。ここで、ｎは４以上の偶の整数である。弁
組立体は更に、ハウジング内に収められる弁プラグを備
えている。弁プラグは、共通ポートおよび少なくとも一
つの周辺ポートと流体連絡することができる分配チャネ
ルと、少なくとも二つの周辺ポートと流体連絡すること
ができる（ｎ／２）−１個の切換えチャネルを備えてい
る。
【００１５】プラグ上のチャネルの向きは、プラグの分
配チャネルがハウジングの周辺ポートの一つと整合する
と、切換えチャネルは周辺ポートの独自の対を各々内部
接続するようになっている。更に、ｎ−１個の周辺ポー
トだけが分配チャネルまたは切換えチャネルに同時に連
絡し、残るポートは弁の流れチャネルから遮断される。
【００１６】本発明は、流体流を調整するシステムをも
提供する。このシステムは、少なくとも一つの端末構成
要素、端末構成要素と流体連絡している本発明による弁
組立体、および弁組立体と流体連絡している少なくとも
一つの流通構成要素を備えている。ハウジング内部の弁
プラグの向きを異ならせて端末および／または流通構成
要素の流れシステムからの分離、端末および流通構成要
素の流れシステムへの取付け、および流れシステム内の
流通構成要素の並べ替えを考慮している。
【００１７】
【実施例】本発明による望ましい弁組立体を図１，図
２、図３，図４および図５，図６に示す。ここで、図
１，図３および図５は弁組立体の概略斜視図を示し、図
２，図４および図６は、図１，図３，図５におけるＸ−
ＸないしＹ−Ｙ線の矢視断面図である。図１，図３およ
び図５の弁組立体は特に好適に使用される。弁組立体
は、好ましくはアウター面１１，５１または７１に取り
付けられたスリーブ１２，５２または７２を有するハウ
ジング１０，５０または７０から構成されている。ハウ
ジングは広範多様な材料から製作することができる。ハ
ウジングは、弁により調整される流体と化学作用を起こ
さないステンレス鋼および／または有機ポリマから構成
するのが望ましい。模範的な不活性ポリマは、デュポン
社（デラウェア州、ウィルミントン）から、それぞれケ
ブラー，デルリンおよびテフロンの商標名で市販されて
いるようなアラミドポリマ，アセタール樹脂およびポリ
（テトラフルオロエチレン）、および３Ｍ社（ニュージ
ャージ州、ニューアーク）からケルＦの商標名で入手で
きるもののようなポリ（クロロトリフルオロエチレン）
である。ポリ（テトラフルオロエチレン）およびポリ
（クロロトリフルオロエチレン）は好適な不活性ポリマ
である。
【００１８】ハウジングは好適に、共通ポート１４，５
４または７４および周辺ポート１３，５３または７３を
備えている。共通ポートは、弁プラグの向きに応じて、
弁組立体の各他のポートと流体連絡することができるポ
ートであることが認められる。共通ポートは好適にハウ
ジングの、したがって弁組立体の中心位置を占めてい
る。周辺ポートは共通ポート以外のポートである。望ま
しくは、周辺ポートはハウジングの周辺に共通ポートの
周りに等間隔で設ける。上記共通ポートおよび周辺ポー
トはこのようしてスリーブ１２，５２または７２および
／またはアウター面１１，５１または７１に設けられて
いる。
【００１９】本発明におけるハウジングはｎ個の周辺ポ
ートを備えている。ただしｎは４以上の偶整数である。
ｎは４，６，８，１０または１２であることが望まし
く、更に望ましくは、ｎは４，６または８である。更に
一層望ましいのはｎが６であるハウジングである。ハウ
ジングが６個の周辺ポートを備えている弁組立体は６ポ
ート弁または６ポート弁組立体として知られている。
【００２０】ハウジング内部は、該ハウジングと物理的
に密接して、端面（２１，６１または８６）および側面
（２３，６３または８７）を有するボディ（２２，６２
または８８）を備えた円形弁プラグ（２０，６０または
８０）が設けられている。これら弁プラグは広範多様な
材料から製作することができる。好ましい弁プラグは、
上述したように、弁により調整される流体と化学作用を
起こさない有機ポリマから構成されている。
【００２１】図１〜図６により例示したように、本発明
の弁プラグは、分配チャネル２４（このチャネル２４は
チャネル２５に連通している），６４または８２、およ
び（ｎ／２）−１個の切換えチャネル２６，６６または
８４を備えている。当業者は、流体の流れを調整するの
に適しているチャネルは、広範多様な形状および構成と
することができることを認めるであろう。上記チャネル
は弁プラグの端面を通過する軸方向対称面が存在しない
ように構成するのが望ましい。このような非対称のチャ
ネル構成にすれば流れ経路が重複するのを避けられるこ
とが認められる。好ましい弁プラグは、弁プラグのボデ
ィ内に円形の細孔状の溝を、弁プラグの端面または側面
に半円形または正方形の溝から成るチャネルを、または
それらの組合せを備えている。チャネルは、エッチン
グ、きりもみ、モールディング、または刻印のような、
当業者に既知の機械的および／または化学的のどんな方
法によっても作ることができる。
【００２２】本発明の弁組立体は、流体の流れを調整す
るシステムの一構成要素を好適に成している。この流れ
システムは、好適に、弁組立体と流体連絡する端末構成
要素を備えている。端末構成要素は管，配管または他の
適切な手段により弁組立体の一つの周辺ポートで弁組立
体に接続されている機器又は装置であることが認められ
る。したがって、流体ポンプ，ニードル，排管（ｃａｎ
ｕｌａｓ），検出器，吸収剤カラム，固相支持樹脂，フ
ィルタ，試料ループおよび廃棄物排出装置は端末構成要
素の例である。
【００２３】好適な流れシステムは更に流通構成要素を
備えている。流通構成要素には、管，配管または他の適
切な手段により弁組立体の二つ以上の周辺ポートで弁組
立体に接続されている機器または装置が含まれる。管，
吸収剤カラム，固相支持樹脂，フィルタ，試料ループ，
検出器，試料注入弁および流れ開閉システムは流通構成
要素の例である。本発明による弁組立体は次の判定基準
に良好に適合している。弁組立体は、弁プラグの分配チ
ャネルが周辺ポートの何れかと整合したときに流れ可能
な位置となるべきである。弁組立体は、流れシステムの
端末構成要素との接続ポートを正確に三つ備えているべ
きである。それらは端末構成要素と整合したチャネルへ
のまたはチャネルからの流れを可能とするように少なく
とも一つの端末構成要素と好適に接続されている。好適
には、一の端末構成要素は、弁の分配チャネルの共通ポ
ートに接続されている。弁組立体はまた、流れシステム
の流通構成要素との接続ポートをｎ−２個備えているべ
きである。各流通構成要素は、弁の二つのポートと接続
されてこれら二つのポート間の流れ経路となるべきであ
る。流通構成要素の数はそれ故（ｎ／２）−１個であ
る。その他に、流通構成要素に接続されている二つのポ
ートは、互いに隣接していないことが望ましい。
【００２４】これら判定基準を満たす弁組立体を備えて
いる流れシステムは、下記の有利な特性をすべて備えて
いる構成要素の少なくとも一つの構成を備えている。こ
のようにして、この構成は、各々が正確に二つの端末構
成要素を接合するｎ個の独自の流れ経路を可能とする。
流れ経路は、弁組立体を流れ可能な方向に設置すると
き、二つの端末構成要素と流体連絡するポート，チャネ
ルおよび流通構成要素を含む経路と考えられる。
【００２５】このような流れシステムでは、各々独自の
流れ可能方向について一の流れ経路だけが許される。３
つ目の端末構成要素と流通構成要素のどれかとを接続す
る経路は、弁の閉塞ポートで終端される。共通分配ポー
トに接続されている構成要素は各々可能な流れ経路に端
末構成要素として含まれることになる。
【００２６】また、所定の流れ経路に含まれる流通構成
要素の数は、０から流通構成要素の最大数までの範囲に
ある。正確に二つの流れ経路が、端末構成要素同士を流
通構成要素を介在させることなく直接接続する。
【００２７】加えて、二つの流れ経路は、すべての流通
構成要素を備える。二つの流れ経路の中の流通構成要素
の順序は、共通ポートに接続されている端末構成要素に
関して逆にされる。更に、周辺ポートに接続されている
端末構成要素は、これらの各流れ経路では異なる。
【００２８】図９は本発明の６ポート弁の図５および図
６の実施例に対応する概略説明図である。同図におい
て、６ポート弁のハウジング７０はアウター面７１およ
びスリーブ７２を備えてなり、該アウター面７１には１
つの共通ポート７４および６つの周辺ポート７３が設け
られ、共通ポート７４はポンプに、１つの周辺ポート７
３は廃棄物容器に、他の１つの周辺ポート７３はニード
ルに、残る４つの周辺ポート７３のうち２つはカラム
に、他の２つはサンプルループに接続された状態を示し
ている。図１０および図１１は、図１および図２ないし
図３および図４の実施例に対応する、より詳細な動作説
明図であり、三つの端末構成要素（ポンプ１０２、ニー
ドル１０４または１０５、および廃棄物容器１０６）の
位置および二つの流通構成要素（試料ループ１０８およ
び吸収剤カラム１１０）を備えた６ポート弁の弁構成を
示している。ただし、該６ポート弁の流れ経路の組合せ
（ａ）〜（ｆ）のうち（ａ）〜（ｃ）を図１０に、
（ｄ）〜（ｆ）を図１１に示してある。図１０および図
１１の弁構成は、上述の特性を表す一例である。図７と
図８は４ポート弁を上記と同様にして構成した場合を示
す該４ポート弁の概略説明図および詳細な動作説明図で
あり、図１２〜図１４は同じく８ポート弁を表す概略説
明図（図１２）および動作説明図（図１３および図１
４）である。各構成に対する独自の流れ経路の組合せの
状態を弁の各流れ可能方向の右側に示してある。本発明
の流れシステムの長所には、流れ経路の選択用弁を一つ
しか使用しないことにより弁と弁との間の外部接続が減
少することが挙げられる。外部接続は流れシステムの体
積を不必要に増大する。他の長所は分配チャネルに接続
されていない流れ経路が行き止まりになり、制御されな
い流れを防止していることである。
【００２９】本発明の更に他の長所は、従来のシステム
の場合のように複数の弁を統合し、監視する必要がない
ことである。これは弁プラグを一回廻すことによりすべ
ての経路が同時に切り換えられることから生ずる。ま
た、複数の流れ経路を得るのに必要な弁およびアクチュ
エータの数が減ることによりかなりな経費の節約および
信頼性への関与の減少が認められる。弁の数が少なくな
ることにより、流れシステムの複雑さも減るが、このこ
とは流れ選択手順の自動化にとって望ましいことであ
る。
【００３０】本発明の他の目的、長所および新規な特徴
は、以下の実施例（これらの実施例は、本発明を限定す
るものではない）により当業者に明らかとなる。
【００３１】〔例１〕シリンジポンプは、液体を吸い込
み、分配することができる一般的な分析用機器である。
シリンジポンプはそれ故、試料を希釈し、化学試薬の測
定量を添加し、多量の試薬を小さな容器に移し、または
二つの小さな容器の間で流体を移動させるのに有用であ
る。
【００３２】小体積の試薬を正確に分配するには、シリ
ンジポンプとニードル、排管、配管の端、または他の形
式の分配用先端部との間の移送管路に非圧縮性流体を満
たすことが必要である。一般に、この流体は分配すべき
試薬でもある。高価な試薬の場合には、移送管路の体積
を極力小さくすることが望ましい。というのは、この管
内に残っている試薬は新しい試薬が必要のとき、廃棄物
容器に洗い流されることが非常に多いからである。
【００３３】しかし、吸い込みは普通、ポンプとニード
ルとの間に移送管路を設けることにより行われる。移送
管路は、好適には、吸い込み物を入れるのに充分な体積
を備えており、したがってポンプのシリンジの汚染が回
避される。吸い込み中、ニードルを典型的にはサンプル
すべき溶液内に下ろし、シリンジポンプを引き戻して溶
液試料ループに引き入れる。こうして吸い込み物を、元
の溶液容器をニードルの下にある別の容器と置き換える
ことにより、第２の容器に移すことができる。一層望ま
しいプロセスは、試料をループから第２のニードルの下
に設置された容器に移すことである。このようなプロセ
スの長所は、移送を行うのに必要な容器の動きが一層少
なくなるということである。したがって、分配用に最小
体積の移送管が必要なことと吸い込み用に大体積の移送
管路が必要なこととの間に矛盾が生ずる。
【００３４】図８は、本発明の採用する４ポート流れ構
成を実証している。四つの図は、弁の四つの独自の位置
の各々で利用できる流れパターンを表している。図８
（ａ）および図８（ｃ）は、それぞれニードル１０４お
よびニードル１０５に分配する最小体積に適する構成を
例示している。図８（ｂ）および図８（ｄ）は、吸い込
みに適する構成を例示している。
【００３５】図８の四つの流れ経路は、ポンプ１０２の
分配器／吸い込み器の機能の性能をかなり高めている。
第１に、この経路は、最適条件のもとで小体積の分配お
よび吸い込みという独立した二つの機能を行う。第２
に、これらの機能を、互いに遠く離すことができる二つ
の異なるニードル１０４および１０５で２重にすること
ができる。最後に、二つのニードルは同じ試料ループを
共有するので、ニードル間の流体の移動は、シリンジを
汚染せずに可能である。これら各機能は従来の技術によ
る弁構成によれば個別に利用できるが、従来の技術の単
独弁構成では４ポート弁による四つの流れパターンすべ
てを作ることができない。
【００３６】〔例２〕固相抽出（ＳＰＥ）装置に対する
所要流れ経路の解析は既に行われており、この解析では
装置はＳＰＥ装置としてばかりでなく、分配器としても
動作している。六つの所要流れ経路を図１０および図１
１に示す。
【００３７】図１０（ａ）は、ポンプ１０２とニードル
１０４との間の直接接続を示している。この経路は小体
積の試薬を正確に分配する際に、またはニードルを洗浄
する際に使用される。
【００３８】図１０（ｂ）は、ポンプ１０２と試料ルー
プ１０８を通してニードル１０４に接続する経路を示
す。この経路は、試料をガラスびんから試料ループへ、
後にＳＰＥカートリッジか他のガラスびんに移すため
に、吸い込むのに使用される。
【００３９】図１０（ｃ）に示す経路は、ポンプ１０２
から試料ループ１０８を通し、ＳＰＥカラム１１０を通
して、ニードル１０４までの流れを可能とする。この経
路は試料ループに貯蔵されている試料をＳＰＥカラム１
１０に注入するのに使用される。
【００４０】図１１（ｄ）に示す経路は、試料ループ１
０８を迂回させ、ポンプ１０２からカラムを通してニー
ドル１０４に直接流す。この経路は、ポンプとカラムと
の間の誘導経路が長いという問題を解決する。カラムの
コンディショニング，洗浄および分析物の溶出はこの経
路により行われる。またこの経路は、試料を他の機能を
行いながら試料ループに貯蔵することができるので、カ
ラムをコンディションした後に限り試料をロードすると
いう必要性を除去する。
【００４１】図１１（ｅ）は、ポンプ１０２から廃棄物
容器１０６へ流す経路を示す。この経路は、シリンジ内
の溶媒を、ガラスびんをニードル１０４の下から取り出
さずに、変えることができるようにする。「廃棄物」と
指示した位置は、遠くにある分配器上のニードルとする
こともできることに注意する必要がある。
【００４２】図１１（ｆ）に示す経路は、ポンプ１０２
から逆方向にカラム１１０を通し、試料ループ１０８を
通して、廃棄物容器１０６まで流す。この経路は、試料
ループへのカラムの逆流動作を可能とする。この逆流に
より試料をカラムから最少量の溶媒を用いて除去するこ
とができる。経路を試料ループに設定すれば、複数カラ
ム抽出法のためガラスびんにまたは第２のＳＰＥカラム
に分配するように少量を残しておくことができる。これ
により中間ガラスびんを必要とせずに複数カラム抽出が
可能になる。
【００４３】図１０および図１１の（ａ）〜（ｆ）の流
れパターンを分析する際には、ポンプを常に共通ポート
に接続して図示した六つの構造を取るべきである。ま
た、ポンプに接続されないすべての流れ経路を閉じて制
御されない流れが各構成要素に流れないようにすること
が望ましい。これらの要求事項は、弁が少なくとも６個
の周辺ポートを有する分配弁の性質を備えていなければ
ならないことを示しているようにも思われる。しかし、
更に検討した結果、四つのアイテム（ＳＰＥカラム１１
０，試料ループ１０８，ニードル１０４および廃棄物容
器１０６）を六つの異なる組合せで接続しなければなら
ないので、流れパターンはポイント・ツー・ポイント接
続以上のものでなければならないことがわかった。この
ような接続性は選択弁の一性質である。
【００４４】このように、図１０および図１１に示す弁
組立体は、従来技術の切換弁と分配弁との混成物であ
る。この弁には六つの独自の流れの向きがある。各向き
は軸方向の共通ポートを一つの周辺ポートに接続する分
配チャネルから構成されている。２対の周辺ポートは残
りのチャネルにより内部で接続されており、最後の周辺
ポートは流れに対してシールされている。
【００４５】図１０および図１１に示すような流れシス
テムは多数の長所を示す。たとえば、このシステムは、
カラムベッドを通して双方向の正の水力学的変位流れを
生ずる。カラム１１０は、逆流動作して、図１０
（ｃ）、図１１（ｄ）、および図１１（ｆ）に示すよう
な最小体積で試料を溶出することができる。
【００４６】他の長所は、ポンプ１０２から廃棄物容器
１０６までの直接経路が設けられていて流れシステムの
残りの部分を乱すことなくシリンジ内の溶媒を交換する
ことができることである。この経路を図１１（ｅ）に示
す。
【００４７】更に他の長所は、図１１（ｄ）に示すよう
な、ニードル１０４までの小体積の溶出経路が設けられ
ていることであり、これにより流量と溶出体積とが一層
よく制御される。
【００４８】また、他の長所は、流れシステムが中間に
おいて溶出物貯蔵部（試料ループ１０８）を備えている
ことである。これは複数カラムの浄化にとって望まし
い。図１１（ｆ）に示す経路は、中間ガラスびんを必要
とせず、したがって必要なガラスびんの数が減る。
【００４９】また、図１０（ｂ）に示す試料ループのロ
ーディングはカラムをコンディショニングしてから行う
必要はない。これを図１１（ｄ）に示す。すなわち、カ
ラム１１０を、試料がループの中に既に入っているとき
にコンディションすることができる。
【００５０】流れシステムはこの他に、図１０（ａ）に
示す小体積分配経路を備えており、これにより必要なす
すぎの量が減少する。これは高価な試薬の場合に好まし
いことである。図１０（ｂ）に示す大体積吸込み経路は
シリンジを保護する。
【００５１】〔例３〕図１０および図１１の（ａ）〜
（ｆ）は、本発明による６ポート弁組立体に利用できる
六つの流れ経路を示す。これらの図の試料ループ１０８
およびニードル１０４をそれぞれ第２のカラムおよび検
出器で置き換えれば、自動浄化およびカラム切り換え経
路選択を備えたＨＰＬＣ流れシステムとして動作するの
に適している。流れ経路の選択はユーザに、常時使用と
して、または構成要素を外さずに流れ経路間を切り換え
るとしてシステムを構成する選択権を与える。
【００５２】図１０および図１１に示す流れ経路の少な
くとも一つもまた、廃棄物容器（１０６）に直接接続さ
れる。これは、ＨＰＬＣポンプは一般に非常に低い背圧
で流れ経路に呼び水を入れなければならないので、重要
である。ポンプヘッドに泡が入れば、正常動作中に再び
呼び水を入れなければならないことがあり、これには通
常、構成要素の一つを手で切り離すか、または弁を追加
してこの低背圧経路を許容するかする必要がある。
【００５３】〔例４〕図１２は本発明による８ポート弁
の概略説明図であり、図１３（ａ）〜（ｄ）および図１
４（ａ）〜（ｄ）は該８ポート弁の接続態様をより詳細
に説明する説明図である。
【００５４】ここで、三つの端末構成要素Ａ，Ｅおよび
Ｆの他に三つの流通構成要素Ｂ，ＣおよびＤが流れシス
テム内に構成されている。得ることができる流れ経路
は、構成要素が流れシステム内で整列される組合せの多
様性を実証する。
【００５５】当業者は、本発明の好適実施例に多数の変
更および修正を行うことができること、およびこのよう
な変更および修正を本発明の精神から逸脱することな
く、行い得ることを認めるであろう。それ故、「特許請
求の範囲」は、本発明の真の精神および範囲に入るこの
ような同等の変形をすべて包含するつもりである。
【００５６】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、以
下の効果を奏することができる。 （１）少ないポート数で分配弁と切換弁とを組み合せた
流体流調整用の弁組立体を提供でき、脈動流および連続
流のシステムにおいて非常に多様でかつ複雑な流れ経路
を可能とする流体流調整用システムを実現できる。 （２）従来複数の弁を用いて達成していた流体流調整用
システムを、一の弁組立体を用いて実現できる。したが
って、経費、および管，配管等の接続部材の削減が可能
となり、システム全体の物理的体積を大きさを小さくす
ることができる。 （３）システムの簡易化に伴い、システム自体の信頼性
が向上する。また、システムの自動化が促進される。さ
らに、従来のように複数の弁を統合し、監視する必要が
ない。また、複数の流れ経路を得るのに必要な弁および
アクチュエータの数が減ることにより製造コストの低減
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射６ポート弁組立体の一実施例を示
す概略説明図である。
【図２】図１の放射弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面図で
ある。
【図３】本発明の放射６ポート弁組立体の他の実施例を
示す概略説明図である。
【図４】図３の放射弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面図で
ある。
【図５】本発明の軸方向６ポート弁組立体の一実施例を
示す概略説明図である。
【図６】図５の軸方向弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【図７】本発明の軸方向４ポート弁組立体の流れシステ
ムの一例を示す概略説明図である。
【図８】図７のような４ポート弁組立体の流れシステム
におけるプラグの可能な方向を、軸方向４ポート弁組立
体を放射４ポート弁組立体に置き換えて示す説明図であ
る。
【図９】本発明の軸方向６ポート弁組立体の流れシステ
ムの一例を示す概略説明図である。
【図１０】図９のような６ポート弁組立体の流れシステ
ムにおけるプラグの可能な方向を、軸方向６ポート弁組
立体を放射６ポート弁組立体に置き換えて示す説明図
（（ａ）〜（ｃ））である。
【図１１】図９のような６ポート弁組立体の流れシステ
ムにおけるプラグの可能な方向を、軸方向６ポート弁組
立体を放射６ポート弁組立体に置き換えて示す説明図
（（ｄ）〜（ｆ））である。
【図１２】本発明の軸方向８ポート弁組立体の流れシス
テムの一例を示す概略説明図である。
【図１３】図１２のような８ポート弁組立体の流れシス
テムにおけるプラグの可能な方向のうち４方向を、軸方
向８ポート弁組立体を放射８ポート弁組立体に置き換え
て示す４つのプラグの可能な方向の説明図である。
【図１４】図１２のような８ポート弁組立体の流れシス
テムにおけるプラグの可能な方向のうち他の４方向を、
軸方向８ポート弁組立体を放射８ポート弁組立体に置き
換えて示す４つのプラグの可能な方向の説明図である。
【図１５】従来の６ポート分配弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図１６】従来の６ポート切換弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図１７】図１５および図１６の弁組立体の底面図であ
る。
【図１８】図１５の分配弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図１９】図１６の切換弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２０】図１５の分配弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２１】図１６の切換弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２２】従来の６ポート分配弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図２３】従来の６ポート切換弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図２４】図２２および図２３の弁組立体の底面図であ
る。
【図２５】図２２の分配弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２６】図２２の分配弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２７】図２３の切換弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２８】従来の６ポート軸方向弁組立体の概略斜視図
である。
【図２９】図２８の弁組立体の上面図である。
【図３０】図２８の弁組立体の底面図である。
【図３１】従来の分配弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【図３２】従来の切換弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【符号の説明】
１０，５０，７０ ハウジング １１，５１，７１ アウター面 １２，５２，７２ スリーブ １３，５３，７３ 周辺ポート １４，５４，７４ 共通ポート ２０，６０，８０ 円形弁プラグ ２１，６１，８６ 端面 ２２，６２，８８ ボディ ２３，６３，８７ 側面 ２４，６４，８２ 分配チャネル ２５ 分配チャネル ２６，６６，８４ 切換えチャネル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射６ポート弁組立体の一実施例を示
す概略説明図である。
【図２】図１の放射弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面図で
ある。
【図３】本発明の放射６ポート弁組立体の他の実施例を
示す概略説明図である。
【図４】図３の放射弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面図で
ある。
【図５】本発明の軸方向６ポート弁組立体の一実施例を
示す概略説明図である。
【図６】図５の軸方向弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【図７】本発明の軸方向４ポート弁組立体の流れシステ
ムの一例を示す概略説明図である。
【図８】図７のような４ポート弁組立体の流れシステム
におけるプラグの可能な方向を、軸方向４ポート弁組立
体を放射４ポート弁組立体に置き換えて示す説明図であ
る。
【図９】本発明の軸方向６ポート弁組立体の流れシステ
ムの一例を示す概略説明図である。
【図１０】図９のような６ポート弁組立体の流れシステ
ムにおけるプラグの可能な方向を、軸方向６ポート弁組
立体を放射６ポート弁組立体に置き換えて示す説明図
（（ａ）〜（ｃ））である。
【図１１】図９のような６ポート弁組立体の流れシステ
ムにおけるプラグの可能な方向を、軸方向６ポート弁組
立体を放射６ポート弁組立体に置き換えて示す説明図
（（ｄ）〜（ｆ））である。
【図１２】本発明の軸方向８ポート弁組立体の流れシス
テムの一例を示す概略説明図である。
【図１３】図１２のような８ポート弁組立体の流れシス
テムにおけるプラグの可能な方向のうち４方向を、軸方
向８ポート弁組立体を放射８ポート弁組立体に置き換え
て示す４つのプラグの可能な方向の説明図である。
【図１４】図１２のような８ポート弁組立体の流れシス
テムにおけるプラグの可能な方向のうち他の４方向を、
軸方向８ポート弁組立体を放射８ポート弁組立体に置き
換えて示す４つのプラグの可能な方向の説明図である。
【図１５】従来の６ポート分配弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図１６】従来の６ポート切換弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図１７】図１５および図１６の弁組立体の底面図であ
る。
【図１８】図１５の分配弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図１９】図１６の切換弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２０】図１５の分配弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２１】図１６の切換弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２２】従来の６ポート分配弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図２３】従来の６ポート切換弁組立体の概略斜視図で
ある。
【図２４】図２２および図２３の弁組立体の底面図であ
る。
【図２５】図２２の分配弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２６】図２２の分配弁組立体のＹ−Ｙ線の矢視断面
図である。
【図２７】図２３の切換弁組立体のＸ−Ｘ線の矢視断面
図である。
【図２８】従来の６ポート軸方向弁組立体の概略斜視図
である。
【図２９】図２８の弁組立体の上面図である。
【図３０】図２８の弁組立体の底面図である。
【図３１】従来の分配弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【図３２】従来の切換弁組立体のプラグ端面上面図であ
る。
【図３３】従来の流れ選択弁の概略説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １個の共通ポートとｎ個の周辺ポート
    （ｎ：４以上の偶の整数）を有するハウジングと、 共通ポートおよび少なくとも１つの周辺ポートと流体連
    絡ができる分配チャネル、および周辺ポートの少なくと
    も１個と流体連絡ができる（ｎ／２）−１個の切換えチ
    ャネルを有する前記ハウジングに収められる弁プラグ
    と、を有して成ることを特徴とする流体流調整用の弁組
    立体。
  2. 【請求項２】 少なくとも１個の端末構成要素と、 該端末構成要素と流体連絡する弁組立体であって、 １個の共通ポートとｎ個の周辺ポート（ｎ：４以上の偶
    の整数）とを有するハウジングと、 共通ポートおよび少なくとも１つの周辺ポートと流体連
    絡ができる分配チャネル、および周辺ポートの少なくと
    も１個と流体連絡ができる（ｎ／２）−１個の切換えチ
    ャネルを有する前記ハウジングに収められる弁プラグ
    と、を有する弁組立体と、 前記弁組立体と流体連絡できる少なくとも１個の流通構
    成要素と、を有して成ることを特徴とする流体流調整用
    のシステム。
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