JPH05281219A - 遠心式向流クロマトグラフ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサを発生源の近くに取りつけ、かつ誤動
作や引火爆発の恐れもなくす。 【構成】 コイルチューブドラム４ａ，４ｂの端面の回
転軸の近くには液センサ、ガスセンサ、音響センサなど
８ａ，８ｂがそれらのドラム４ａ，４ｂの回転軸に対し
て対称な位置に配置されている。これらのセンサ８ａ，
８ｂと外部の電子処理装置とを接続するリード線１１は
チューブ６と同様に外部から回転軸２の中心に導かれ、
回転軸２の側面から出てコイルチューブドラム４ａ，４
ｂの回転軸の中心を経て各センサ８ａ，８ｂに接続され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物質の分離や抽出、物理
化学的特性の測定や分析化学などに用いられる向流クロ
マトグラフ装置に関し、特に流路用のチューブが螺旋状
に巻かれたコイルチューブドラムを公転軸と自転軸のま
わりに回転させて配管のよじれを除きながらコイルチュ
ーブドラムを流れる液に遠心力を作用させる遠心式向流
クロマトグラフ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分配測定の簡便な方法として分配クロマ
トグラフィーがある。これは、充填カラム又は充填剤を
用いないコイルカラムに固定相溶媒を保留しておき、試
料を含む移動相をその固定相に流す方法である。充填剤
を用いないコイルを利用する向流クロマトグラフィーで
は、コイル中で固定相と移動相が平衡状態となって固定
相が保留されるが、これはコイルを公転軸と自転軸のま
わりに回転させ、連結する配管のよじれをとりながら、
固定相を遠心力によって保留するものである（J.of Chr
omatography,504,411-419(1990)やAnalytical Chemistr
y,63,569-579(1991)を参照）。

【０００３】遠心式向流クロマトグラフ装置の例として
は、固定された中空の中心軸に回転可能に支持されモー
タにより回転が駆動されるロータと、前記中心軸から外
れた位置でロータに回転可能に支持され、流路を構成す
るチューブが巻かれたコイルチューブドラムと、前記中
心軸に固定された中心歯車及びコイルチューブドラムの
回転軸に固定され前記中心歯車と噛み合う遊星歯車を含
んでコイルチューブドラムを回転させる遊星機構とを備
え、配管が前記中心軸の中心を通って外部から導かれコ
イルチューブドラムの回転軸の中心を経てコイルチュー
ブドラムの流路に接続されており、コイルチューブドラ
ムがその回転軸のまわりに回転しながら前記中心軸のま
わりを公転して配管のよじれを除きながら流路を流れる
液に遠心力を作用させるものがある。

【０００４】このようなクロマトグラフ装置で装置内部
での爆発性有機液体が漏れたときに発生する蒸気による
引火爆発の危険防止策としては、常時ファンをまわして
換気するものがあるが、ファンの回転騒音が常に発生し
てその騒音などによる環境問題が生じている。液センサ
やガスセンサを設けて液洩れを検知するものがあるが、
そのセンサはローターやコイルチューブドラムなどの発
生源の近くには設けられていない。そのため、液洩れや
異常な機械振動などを検知し、アラームを発生したり装
置を停止したりするには液洩れや異常発生から時間がか
かり過ぎて環境を悪化する問題が生じている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】遠心式向流クロマトグ
ラフ装置では、コイルチューブドラムのコイルを流れる
液の重量が変化して回転のバランスが崩れたりチューブ
が切れたりすることによって、異常な機械振動や騒音が
発生したり、繰返し周期性の打撃音が発生することがあ
る。これらの異常は早期に検知することが必要である。
そのため液洩れや異常振動などを検出するセンサは発生
源の近くに設けるのが好ましく、ローターやコイルチュ
ーブドラムに設けるのが好ましい。しかし、もしロータ
ーやコイルチューブドラムに設けたセンサと外部の電子
処理装置とを接続するのに回転軸に接触リングを設けて
一旦切断したリード線の電気的接続を行なうようにすれ
ば、その接触部での寿命が短かくなり、また接触電気抵
抗が増加し、ノイズが多くなって誤動作しやすくなる。
さらに、接触リング部では火花放電現象が起こるため、
爆発性有機溶剤を使用している場合には引火し爆発する
恐れがあり危険である。そこで、本発明は液センサやガ
スセンサその他のセンサを発生源の近くに取りつけ、か
つ誤動作や引火爆発の恐れのない安全保護装置を有する
遠心式向流クロマトグラフ装置を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、遠心式向流
分配クロマトグラフ装置のコイルチューブドラムに液セ
ンサ、ガスセンサ、振動センサ及び音響センサのうちの
少なくとも１つを設け、それらのセンサと外部の電子処
理装置とを接続するリード線はロータの中心軸の中心を
通って外部から導き、コイルチューブドラムの回転軸の
中心を経てコイルチューブドラム上のセンサに導く。

【作用】

【０００７】コイルチューブドラムに設けたセンサと外
部とを接続するリード線が、外部から中心軸の中心を通
りコイルチューブドラムの回転軸の中心を経てコイルチ
ューブドラム上のセンサと接続されているので、リード
線を途中で断絶しなくてもローターとコイルチューブド
ラムの回転によってもリード線が捩れることがない。コ
イルチューブドラムのチューブから液が洩れた場合には
液センサやガスセンサで検知することができる。異常な
機械振動が生じた場合には、ＦＦＴアナライザーにより
すでにわかっている振動パターンにより特定周期の一定
振動レベル以上の信号が一定期間以上継続すれば異常と
判断し、装置の回転モータを停止させたり、アラーム信
号を発生するなどの一連の処置を電子処理装置から指示
を出して行なう。

【０００８】

【実施例】図１（Ａ）は一実施例の遠心式向流分配クロ
マトグラフ装置を概略的に表わしたものである。ロータ
の中空回転軸２から外れた対称な位置に２つのコイルチ
ューブドラム４ａ，４ｂが配置されている。コイルチュ
ーブドラム４ａと４ｂはそれぞれの回転軸がロータの回
転軸２に平行に配置され、それぞれの回転軸の周りに自
転しながらロータの回転軸２の周りに公転する。コイル
チューブドラム４ａ，４ｂの回転方向と公転方向は同方
向であり、回転速度は同一である。流路を構成するチュ
ーブ６は実線で示されたものであり、外部から回転軸２
の中心に導かれ、回転軸２の側面から出てコイルチュー
ブドラム４ａ，４ｂの回転軸の中心を経て各コイルチュ
ーブドラム４ａ，４ｂの流路に接続されている。この例
ではコイルチューブドラム４ａと４ｂは１つの流路を構
成するように直列に接続されている。

【０００９】各コイルチューブドラム４ａ，４ｂの端面
の回転軸の近くには液センサ、ガスセンサ、音響センサ
など８ａ，８ｂがそれぞれのドラム４ａ，４ｂの回転軸
に対して対称な位置に配置されている。これらのセンサ
８ａ，８ｂと外部の電子処理装置とを接続するリード線
１１（破線で示されたもの）はチューブ６と同様に外部
から回転軸２の中心に導かれ、回転軸２の側面から出て
コイルチューブドラム４ａ，４ｂの回転軸の中心を経て
各センサ８ａ，８ｂに接続されている。

【００１０】この遠心式向流分配クロマトグラフ装置の
支持台やハウジングなどの固定部分にも液センサ、ガス
センサ、振動センサ、音響センサなどのセンサ１０が配
置されている。コイルチューブドラム４ａ，４ｂに設け
られたセンサ８ａ，８ｂ及び外部に設けられたセンサ１
０からのリード線１１はともに外部のセンサ入力部１２
に接続され、各センサの出力信号はセンサ入力部１２か
ら判断部１４へ導かれて各センサの検出値が異常である
か否かが判断される。判断部１４の出力は駆動部１６へ
導かれ、センサの出力が異常である場合には駆動部１６
がファン１８を駆動して爆発性のガスを強制的に排出し
たり、アラーム表示器に表示するなどの処置を行なう。

【００１１】コイルチューブドラム４ａ，４ｂでチュー
ブが巻かれているコアには、（Ｂ）に示されるように切
欠き２０が設けられており、液漏れなどにより発生した
ガスをすばやくセンサで検出できるようにしている。セ
ンサ８ａ，８ｂ，１０は例えば図４（Ｃ）に示されるよ
うな形状のものである。

【００１２】次に、本実施例の動作について説明する。
各センサから８ａ，８ｂ，１０の信号は電子処理装置の
センサ入力部１２に入り、各センサごとに逐次走査して
入力される。機械振動、騒音、打撃音などを検知するに
は、それぞれの固有周波数を可変バンドパスフィルタに
て選択し、図２に示されるように一定しきい値レベル以
上の大きさで一定時間継続したかどうかを判断部１４で
判断し、それにより異常を検知する。判断部１４で異常
と判断されれば駆動部１６が一定期間アラーム表示器を
駆動するとともに、電子半導体リレーなどの防爆機能を
もった電力制御素子などにより回転駆動回路系を遮断す
る。

【００１３】コイルチューブなどの送液配管の破損によ
る液漏れに対しては蒸気ガスの種類や特性を検知し、ア
ラーム用のオン−オフ設定信号を発生する半導体センサ
を用いる。ガスセンサの設置個所はコイルチューブドラ
ム８ａ，８ｂ上、回転軸部、装置ハウジングの上部、側
部又は底部など複数個所とするのが好ましい。どのセン
サが働いても電子処理装置に信号が届き、異常と判断さ
れれば換気ファン１８を回転させて有毒ガスを強制的に
排気し、爆発許容濃度以内に希釈する。その間に送液ポ
ンプなどの回転を停止させ、被害がそれ以上大きくなる
ことを防止する。

【００１４】図３に回転機構を示す。チューブ、配管、
センサ及びそのリード線の図示は省略されている。
（Ａ）は上面断面図、（Ｂ）は正面図である。中空の中
心軸２０の一端が支持台２２に固定され、中心軸２０に
は軸受２４と２６を介してロータ２８が回転可能に支持
されている。中心軸２０が支持台２２に固定されている
側と反対側においてはロータ２８はロータ支持軸３０を
介して支持台２２に軸受３２で回転可能に支持されてい
る。ロータ２８はベルト３４により駆動用モータ３６と
連結されて回転が駆動される。

【００１５】中心軸２０から外れた位置にコイルチュー
ブドラム４ａ，４ｂが互いに対称な位置に配置され、そ
れぞれの回転軸３８ａ，３８ｂは中空で軸受によりロー
タ２８に回転可能に取りつけられている。中心軸２０に
は中心歯車４０が固定され、コイルチューブドラムの回
転軸３８ａ，３８ｂには遊星歯車４２ａ，４２ｂがそれ
ぞれ取りつけられ、遊星歯車４２ａ，４２ｂはともに中
心歯車４０と噛み合って遊星機構を構成している。この
遊星機構によって、ロータ２８が回転することにより、
コイルチューブドラム４ａと４ｂは中心軸２０の周りに
公転し、かつその公転方向と同方向に同じ回転速度で自
転する。コイルチューブドラム４ａ，４ｂには図示は省
略されているが遠心力を作用させる流路を構成するため
にポリ四フッ化エチレン製のチューブが巻かれている。
コイルチューブドラム４ａ，４ｂのチューブを配管を介
して外部と接続するために、中心軸２０は中空であり、
中心軸２０に外部からの配管を導くために中心軸２０と
つながるロータ支持軸３０も中空である。

【００１６】実施例ではコイルチューブドラムを２台設
けているが、１台であってもよい。センサの配置はコイ
ルチューブドラムの回転軸に近い部分から周辺に至る各
位値で最も効果のよい個所へ取りつければよい。また、
回転バランスに悪影響を与えない位置を選択するのが好
ましい。実施例のようにセンサをコイルチューブドラム
の底面で回転軸に対して対称な位置に配置することによ
り、例えば回転数８０ｒｐｍというような高速回転にお
いても回転のバランスに悪影響を与えない。

【００１７】

【発明の効果】本発明ではコイルチューブドラムにもセ
ンサを設け、異常を検知するようにしたので、異常振動
による危険などを早期に検知することができ、アラーム
を発生させたり、装置を停止させることができるように
なって安全性を確保することができる。コイルチューブ
ドラム上のセンサのリード線を中心軸の中心を通って外
部から導かれコイルチューブドラムの回転軸の中心を経
て導いたので、リード線がよじれることがなく、爆発性
物質漏れなどの危険の早期検知と防爆効果によるさらに
高い安全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す図であり、（Ａ）は概略図、
（Ｂ）はコイルチューブドラムのコアを示す部分正面
図、（Ｃ）はセンサの一例を示す斜視図である。

【図２】振動センサの検出出力例を示す図である。

【図３】一実施例における回転機構を示す図であり、
（Ａ）は平面断面図、（Ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

２ 中心軸 ４ａ，４ｂ コイルチューブドラム ６ 配管 ８ａ，８ｂ，１０ センサ １１ センサのリード線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された中空の中心軸に回転可能に支
   持されモータにより回転が駆動されるロータと、前記中
   心軸から外れた位置でロータに回転可能に支持され、流
   路を構成するチューブが巻かれたコイルチューブドラム
   と、前記中心軸に固定された中心歯車及びコイルチュー
   ブドラムの回転軸に固定され前記中心歯車と噛み合う遊
   星歯車を含んでコイルチューブドラムを回転させる遊星
   機構とを備え、配管が前記中心軸の中心を通って外部か
   ら導かれコイルチューブドラムの回転軸の中心を経てコ
   イルチューブドラムの流路に接続されており、コイルチ
   ューブドラムがその回転軸のまわりに回転しながら前記
   中心軸のまわりを公転して配管のよじれを除きながら流
   路を流れる液に遠心力を作用させる遠心式向流分配クロ
   マトグラフ装置において、前記コイルチューブドラムに
   液センサ、ガスセンサ、振動センサ及び音響センサのう
   ちの少なくとも１つが設けられ、それらのセンサと外部
   の電子処理装置とを接続するリード線が前記中心軸の中
   心を通って外部から導かれコイルチューブドラムの回転
   軸の中心を経てコイルチューブドラム上のセンサに導か
   れていることを特徴とする安全保護装置を有する遠心式
   向流クロマトグラフ装置。