JPH0578779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セル等のサンプル容器中に入れられ
た液体サンプルを、周期的な空気運動によつて混
合する分析用液体サンプルの混合方法に関する。

本発明はまた、セル等のサンプル容器中の分析
用液体サンプルを混合する装置であつて、サンプ
ル表面上部で空気運動が生成される装置にも関す
る。

［従来の技術］ この種の公知の方法及び装置（ヨーロツパ特許
公開第98949号及び西独特許公開第1598514号）に
おいては、サンプル容器は密封され、密封部とサ
ンプル表面との間にある空気柱が周期的な振動や
揺動を受け、それによつてサンプル容器中の液体
サンプルは周期的に揺動される。結果的に、弾性
的な容器の壁を変形することか、又はサンプルを
Ｕ字形のサンプル容器の二本の脚の間で前後に動
かすことのいずれかによつて、液体サンプルは混
合されるのである。このＵ字形の容器の脚の一本
は前述の如くして密封され、他方の脚は開放され
ている。

［発明の解決しようとする問題点］ 従つてこの公知の方法においては、サンプル表
面上部で空気柱を周期的に揺動するこができるよ
うに、サンプル容器を密封しなければならない
が、これは比較的面倒であるばかりでなく、密封
性の問題も生じる。また、Ｕ字形か又は弾性的に
変形しうる壁を持つかのいずれかの特別なサンプ
ル容器が必要とされる。

本発明の課題は、標準的な容器により、密封性
の問題を生ずることなく接触なしの混合が行なえ
る、分析用の液体サンプルを混合するための簡易
な方法及び簡易な装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によればこの課題は、前述したタイプの
方法において、噴出空気流が、サンプル表面上の
異なる部位に交互に向けて流出させられて、該サ
ンプル表面の部位を変移させることにより、前記
液体サンプル中に乱流を生ぜしめること、及び好
ましくは噴出空気流が液体サンプルよりも高い温
度を有することによつて解決される。

従つて、本発明の方法によれば、液体サンプル
の運動ひいては完全な混合は、単にサンプルの表
面の異なる部位へ交互に向けられる噴出空気流
と、それによつて液体サンプルに対して与えられ
る波動運動とによつて行われ、それによつて乱流
が生成され、サンプルの急速かつ完全な混合が行
なわれる。この混合過程を実施するためには、サ
ンプル容器を密封する必要はなく、容器は単一の
液体を入れる筒部を有する標準的な容器であつて
良い。また、噴出空気流をサンプル容器やサンプ
ルと接触させるためにサンプル表面へと向けるた
めの装置には、多くの部品を用いる必要はない。
それゆえ、簡易な手法により液体サンプルの効果
的かつ急速な混合が達成される。

多くの場合において、混合過程中及び分析中の
両方で液体サンプルを一定の温度に保つことが必
要である。この場合、噴出空気流は液体サンプル
よりも高い温度を有するため、液体サンプルと接
触する噴出空気流中の空気が、蒸発作用により液
体サンプルを冷却することはない。

混合過程を実施する際の液体サンプルの蒸発
は、噴出空気流に用いられる空気に大気中で略
100％の湿度を与えることによつてさらに減少さ
れうる。このような飽和した空気は、液体サンプ
ルから全く湿気をも吸収しないからである。

特に良好な混合作用は、噴出空気流がサンプル
表面に、層流の形で向けられた場合に得られる。
なぜなら、その場合に、噴出空気流から液体サン
プルへ極めて良好な運動量の伝達が行なわれるか
らである。

本発明の課題はまた、前述したタイプの装置に
おいて、出口をサンプル容器の上部に配置し、そ
れらに空気波を交互に供給するポンプ装置に連結
された少なくとも二つの空気導管即ち通路を備え
ることによつて解決される。

上述したように、本発明の方法によれば、この
ような装置で、サンプル容器の開口を密封するこ
となく、分析用液体サンプルを非常に簡単な手法
で混合することが可能であり、しかも装置の部品
とサンプル容器及び／又は液体サンプルとが接触
することもない。

上記ポンプ装置が９〜14サイクルの周期で作動
するならば、液体サンプルの特に効果的な、急速
な混合が達成される。

噴出空気流用の空気を液体サンプルの温度以上
に温めるために、空気通路に供給される空気を、
調節可能に加熱されうる温度制御部即ち温度室を
介して供給することができる。

また、空気用開口に供給される空気を加湿する
ために、空気を加湿器を介して供給することがで
きる。かかる加湿器は、例えば、温度室の底部に
設けられその上を空気が通過する水皿即ち水トレ
ーから形成される。

噴出空気流が層流からなる場合には、混合過程
が非常に好適な態様で行われる。その場合、空気
用開口（通路）の長さ及び内径は、そこから空気
の層流が流出するのに適した具合に選択される。

サンプル表面と接触する大気中の空気の割合を
低く保つために、サンプル容器を噴出空気流用の
通路のための空気開口を備えたカバーで覆うこと
ができる。例えばこれは、サンプル容器に固着さ
れた箔の形や、装置に取付けられた弾性的な覆い
の形をとる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照してより詳
細に説明する。

第１図に図示されている装置は温度制御部即ち
温度室３と、駆動部２０によつて駆動されるポン
プ１２を有しており、該ポンプは連結ホース１
０，１１を介して温度室３に連結されている。

第２図において見られるように、ポンプ１２は
二つのポンプ室１８，１９を有しており、これら
は各々ダイアフラム１６，１７により密閉されて
いる。作動部分１５はねじによつてダイアフラム
１６，１７に固定されており、またカム１４が収
容される溝が備えられている。このカムは軸１３
上に配置されており、駆動部２０によつて駆動さ
れ、第２図に示された矢標の方向に回転する。

連結ホース１０，１１はそれぞれポンプ室１
８，１９に連結され、そして温度室３の底部から
僅か上方の位置において、該温度室の区画室６，
７内へ突出している。空気通路４，５は、温度室
の底部を貫通して温度室３の下方に突出している
が、他方該空気通路４，５の上端は、区画室６，
７内に、連結ホース１０，１１との連結部の十分
上方まで突出している。

上記温度室３は電気的加熱ジヤケツト２６によ
つて包囲されており、その壁には温度センサ２７
が設けられている。この温度センサ２７と、略図
的に表示されたサーモスタツト８とによつて、区
画室６，７の所望の温度が維持されるように温度
室の加熱具合が調節される。

上記空気通路４，５は、該空気通路４，５の出
口の下にサンプル容器１を配置した際に、それら
がサンプル容器１の開口の内径の付近において相
互に最大の距離を置いて配置されるように、温度
室３の底部から離れた位置に配置される。一方、
サンプル容器１は、温度室３に弾性的に保持され
かつ噴出空気流のための開口２３を有するカバー
２２によつて覆われている。

［作用及び効果］ 作動にあたり、駆動部２０は軸１３を駆動し、
カム１４を回転させる。これにより空気が第２図
のポンプ室１８，１９において周期的な圧縮さ
れ、そこから排出される。それによつて、かかる
空気は連結ホース１０，１１を介して区画室６，
７内へ送られる。

上記区画室の底部上には水が存在しており、そ
れゆえ底部上へ供給された空気はその水の上を通
る際に加湿される。一方、上記区画室６，７内の
空気は、混合されるサンプルの温度以上に加熱さ
れる。

上記ポンプ室１８，１９から空気波を供給して
いる間、区画室６，７内の圧力が増加するため、
空気はそれに応じて空気通路４，５を通つて下方
へと送られる。即ち、噴出空気流は上記空気通路
４，５から交互に流出し、その周期及び間隔はポ
ンプ１２の構造及び作動に依存するのである。空
気が空気通路の一方から強制的に出されている
間、他方の空気通路からそれに連結された区画室
及び連結ホースを介してダイアフラムにより閉ざ
された他方のポンプ室へと空気が吸い戻される。

上記空気通路４，５の大きさは、好ましくは層
流がそこから流出するのに適したように選択され
る。一実施例によれば、長さが40mmで内径が0.8
mmの空気通路が、速度１〜2m／秒で容積５〜10
cm³／秒の噴出空気流に用いられる。上記空気通路
４，５の出口端がサンプル表面の上部21〜30mmに
あると、その結果生ずる層流により効果的かつ完
全な混合が行なわれる。

本装置が作動中には、混合される液体サンプル
２を入れているセル等のサンプル容器１は、第１
図及び第３図に示されているように空気通路４，
５の下に配置される。もし、第１図に矢標で示さ
れた噴出空気流が空気通路４から流出すると、液
体サンプル２の表面は図示のように変形される。
他方、噴出空気流が他方の空気通路から、即ち第
１図に５′で示されている横方向の空気通路から
流出すると、該噴出空気流は、第１図のサンプル
容器１と同様で横方向に位置を変えた形で示され
ているサンプル容器１′中の液体サンプル２′の表
面の変形をもたらす。従つて、第１図において曲
がつた矢標で示されている乱流のように、液体サ
ンプル表面の交互の変形が生ずる。この乱流は、
液体サンプルの急速、効果的かつ完全な混合を行
なうものである。この場合噴出空気流の温度の上
昇及び高い大気湿度により、液体サンプルの温度
変化や液体の消失を心配する必要はない。

［発明の効果］ このように本発明によれば、噴出空気流を液体
サンプル表面上の異なる部位に向けて交互に噴出
させるようにしたので、該サンプルに撹拌効率の
良い波動運動による乱流を確実に生起させること
ができ、これにより、サンプルを急速かつ完全に
混合することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サンプル容器中の液体サンプルを混
合する装置を部分的に破断して示す部分概略図で
ある。第２図は、第１図で用いられるポンプの基
本図の断面図である。第３図は、液体サンプルを
入れたサンプル容器の上部に空気通路を備えた温
度室を簡略化した断面図である。 １……サンプル容器、２……液体サンプル、３
……温度室、４，５……空気通路、６，７……区
画室、８……サーモスタツト、１０，１１……連
結ホース、１２……ポンプ、１３……軸、１４…
…カム、１５……作動部分、１６，１７……ダイ
アフラム、１８，１９……ポンプ室、２０……駆
動室、２２……カバー、２３……開口、２６……
加熱ジヤケツト、２７……温度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セル等のサンプル容器中に入れられた液体サ
   ンプルを周期的な空気運動によつて混合する分析
   用液体サンプルの混合方法において、噴出空気流
   をサンプル表面上の異なる部位に交互に向けて流
   出させ、当該サンプル表面の部位を変移させるこ
   とにより、前記液体サンプル中に乱流を生ぜしめ
   ることを特徴とする分析用液体サンプルの混合方
   法。 ２ 上記噴出空気流として、液体サンプルの温度
   以上に加熱された空気が用いられることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 上記噴出空気流として、大気中の湿度が略
   100％の空気が用いられることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４ 上記噴出空気流が層流の形でサンプル表面上
   に向けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第３項のいずれかに記載の方法。 ５ セル等のサンプル容器に入れられた分析用液
   体サンプルを混合する装置であつて、サンプル表
   面上で空気運動を生ぜしめるものにおいて、上記
   サンプル容器１の上部に出口が配置された少なく
   とも二つの空気通路４，５を備え、該空気通路が
   それらに交互に空気波を供給するポンプ装置１２
   に連結されていることを特徴とする分析用液体サ
   ンプルの混合装置。 ６ 上記ポンプ装置１２は、９〜14サイクルの周
   期で作動することを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の装置。 ７ 上記空気通路４，５に供給される空気は、加
   熱調節可能な温度室３を通つて供給されることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項記
   載の装置。 ８ 上記空気通路４，５に供給される空気は、加
   湿器を通つて供給されることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項記載の装置。 ９ 上記加湿器は、加熱室３の底部に配置され、
   且つ空気がその上部を通過する水トレーからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装
   置。 １０ 上記空気通路４，５の長さ及び内径が、該
   通路から空気の層流が流出するように選択される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項から第９
   項のいずれかに記載の装置。 １１ 上記サンプル容器１のカバー２２が、空気
   用開口を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項から第１０号のいずれかに記載の装
   置。