JPWO2014155674A1 - 試料冷却装置及びこれを備えたオートサンプラ - Google Patents

Abstract

水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するのを防止して、収容室内の空気を良好に除湿することができる試料冷却装置及びこれを備えたオートサンプラを提供する。送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込み、当該空気を除湿部１３で冷却させることによって、除湿された空気を収容室１１内に供給する。送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むことによって、収容室１１内を加圧状態にすることができる。送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと送り込まれる空気が、除湿部１３で冷却されることにより、除湿された空気が収容室１１内に供給されるようになっているため、送風部１００により送り込まれる空気によって収容室１１内の湿度が上昇するのを防止することができる。

Description

本発明は、収容室に収容されている試料容器内の試料を冷却するための試料冷却装置及びこれを備えたオートサンプラに関するものである。

例えば液体クロマトグラフなどの分析装置の中には、試料容器内の試料をニードルで吸引して自動的に分析するためのオートサンプラが備えられているものがある。分析対象となる試料の種類によっては、変質の防止などの観点から、試料を冷却することが必要な場合がある。このような場合には、試料冷却装置を用いることにより、試料容器内の試料を冷却することができる（例えば、下記特許文献１参照）。

試料冷却装置としては、例えば直冷式と空冷式とが知られている。直冷式の試料冷却装置では、例えば複数の試料容器を熱伝導性の高いラックに収容し、そのラックを冷却部に設置することにより、当該冷却部に備えられたペルチエ素子などの冷却器でラック上の試料容器を冷却することができるようになっている。すなわち、直冷式の試料冷却装置では、冷却部が、試料容器を設置するための設置部を構成している。一方、空冷式の試料冷却装置では、試料容器が収容されている収容室内の空気を冷却器で冷却することにより、空気を介して試料容器を冷却することができるようになっている。

特開２０００−７４８０２号公報

上記のような試料冷却装置では、試料容器が収容されている収容室内の空気に含まれる水分が試料の冷却時に結露し、その水分が試料の分析に悪影響を及ぼす場合があった。例えばオートサンプラにおいて、試料容器上に水分が結露した場合には、試料容器内にニードルを挿入する際に試料容器上の水分が試料に混入し、試料の濃度が変化してしまうおそれがある。

このような結露による問題を抑制するために、上記特許文献１に開示された試料冷却装置では、収容室内の空気を冷却することにより除湿を行うような構成が採用されている。具体的には、除湿部の設定温度を露点付近とすることにより、収容室内の空気に含まれる水分を除湿部に結露させ、収容室内の絶対湿度を低下させることができるようになっている。

通常、収容室を構成している各部材の境界部には、気密性を保つためのパッキンが取り付けられ、水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するのを防止することができるようになっている。しかしながら、このような構成であっても、収容室を構成している各部材間の隙間から収容室内に空気が流入する場合がある。そして、水分を含む空気が収容室内に流入した場合には、収容室内の空気を良好に除湿することができず、上記のような結露による問題が生じてしまうおそれがある。

特に、試料冷却装置においては、収容室内の温度が比較的低いため、収容室内が負圧になりやすい傾向がある。そのため、収容室を構成している各部材間の隙間から収容室内に空気が流入しやすいという問題がある。また、試料冷却装置周辺の発熱部（例えばスイッチング電源など）を冷却する目的で、収容室の外側を空気が流れている場合があり、このような場合にも、収容室を構成している各部材間の隙間から収容室内に空気が流入しやすい。

さらに、上記のような試料冷却装置を備えたオートサンプラにおいては、ニードルに連通する流路を洗浄する際に洗浄液を排液するための排液口が、収容室の壁面に形成されている場合がある。この場合、排液口から排液中でないときには、当該排液口を介して、水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するのを防止して、収容室内の空気を良好に除湿することができる試料冷却装置及びこれを備えたオートサンプラを提供することを目的とする。

本発明に係る試料冷却装置は、収容室に収容されている試料容器内の試料を冷却するための試料冷却装置であって、前記収容室に収容されている試料容器を冷却する冷却部と、前記収容室内の空気を冷却することにより除湿を行う除湿部と、前記収容室の外部から前記収容室内へと空気を送り込み、当該空気を前記除湿部で冷却させることにより、除湿された空気を前記収容室内に供給するための送風部とを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、送風部により収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むことによって、収容室内を加圧状態にすることができる。これにより、収容室を構成している各部材間の隙間などを介して、収容室内の空気を収容室の外部へと流出させることができるため、当該隙間などから水分を含む空気が収容室内に流入するのを防止することができる。

また、送風部により収容室の外部から収容室内へと送り込まれる空気が、除湿部で冷却されることにより、除湿された空気が収容室内に供給されるようになっているため、送風部により送り込まれる空気によって収容室内の湿度が上昇するのを防止することができる。したがって、水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するのを防止して、収容室内の空気を良好に除湿することができる。

前記送風部は、発熱部を冷却するための冷却ファンにより送られる空気の一部を前記収容室内へと送り込むものであってもよい。

このような構成によれば、発熱部を冷却するための冷却ファンにより送られる空気を利用して、収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むことができる。したがって、収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むために、ファンなどを別途設ける必要がないため、製造コストを低減することができる。

前記冷却ファンは、前記除湿部における発熱部を冷却するためのものであってもよい。この場合、冷却ファンと除湿部とが比較的近い位置にあるため、冷却ファンにより送られる空気の一部を、簡単な構成により除湿部で冷却させ、除湿された空気を収容室内に供給することができる。これにより、構成を簡略化することができるため、製造コストをさらに低減することができる。

前記除湿部は、前記収容室内の空気を冷却するための冷却面を有していてもよい。この場合、前記送風部は、前記収容室の外部からの空気を前記冷却面の近傍へと送り込むものであってもよい。

このような構成によれば、送風部により収容室の外部から収容室内へと送り込まれる空気が、収容室内の空気を冷却するための除湿部の冷却面の近傍へと送り込まれることにより、当該冷却面において良好に冷却される。これにより、十分に除湿された空気を収容室内に供給することができるため、送風部により送り込まれる空気によって収容室内の湿度が上昇するのを効果的に防止することができる。

本発明に係るオートサンプラは、前記試料冷却装置と、前記収容室に収容されている試料容器内の試料を吸引する吸引機構とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、送風部により収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むことによって、収容室内を加圧状態にすることができ、かつ、送風部により収容室の外部から収容室内へと送り込まれる空気が、除湿部で冷却されることにより、除湿された空気が収容室内に供給されるようになっているため、水分を含む空気が収容室の外部から収容室内に流入するのを防止して、収容室内の空気を良好に除湿することができる。

本発明の一実施形態に係るオートサンプラの構成例を示した図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るオートサンプラの構成例を示した図である。図１では、オートサンプラの要部の具体的構成を概略断面図で示している。このオートサンプラは、例えば液体クロマトグラフなどの各種分析装置に適用することができる。

本実施形態に係るオートサンプラは、試料を冷却するための試料冷却装置１と、試料冷却装置１により冷却されている試料を吸引するための吸引機構２とを備えている。試料は、例えばバイアルなどの試料容器３内に収容されており、複数の試料容器３をラック４により保持した状態で試料冷却装置１内に設置することができるようになっている。ラック４は、例えば熱伝導性の高い金属により形成されている。

試料冷却装置１は、例えば収容室１１、冷却部１２及び除湿部１３などを備えている。収容室１１は、例えば断熱性の高い材料により壁面が形成されており、その内部に試料容器３をラック４ごと収容した状態で、収容室１１を密閉することができるようになっている。この収容室１１に収容されている試料容器３を冷却することにより、試料容器３内の試料を冷却することができる。

冷却部１２は、収容室１１に収容されている試料容器３を冷却するためのものであり、例えばペルチエ素子１２１、放熱フィン１２２及び設置部１２３などを備えている。ペルチエ素子１２１は、収容室１１の内外を区画するように設けられており、例えばペルチエ素子１２１における室外側（下側）の面に放熱フィン１２２が取り付けられるとともに、室内側（上側）の面に設置部１２３が取り付けられている。

設置部１２３は、例えば熱伝導性の高い金属により形成され、当該設置部１２３上にラック４を設置することができる。これにより、設置部１２３をペルチエ素子１２１で冷却し、当該設置部１２３を介してラック４上の試料容器３を冷却することができるようになっている。このとき、設置部１２３からペルチエ素子１２１に吸収された熱が、放熱フィン１２２を介して収容室１１の外部に放熱されることとなる。

このように、本実施形態では、冷却部１２が試料容器３を設置するための設置部１２３を構成している。すなわち、本実施形態に係る試料冷却装置１は直冷式であり、冷却部１２にラック４を設置することにより、ラック４上の試料容器３を冷却することができるようになっている。

収容室１１の壁面の一部は、収容室１１内に試料容器３を設置する際などに開閉される開閉カバー１１１を構成している。開閉カバー１１１は、例えば引き出し式であり、当該開閉カバー１１１を手前側に向かって引き出す操作に伴って、冷却部１２の設置部１２３が手前側に移動し、当該設置部１２３上にラック４を容易に設置することができるようになっている。開閉カバー１１１の周縁部には、例えば気密性を保つためのパッキン（図示せず）が取り付けられている。

除湿部１３は、収容室１１内の空気を冷却することにより除湿を行うためのものであり、例えばペルチエ素子１３１、放熱フィン１３２、付着部１３３、トレー１３４及び排水管１３５などを備えている。除湿部１３は、例えば収容室１１の後側の壁面に設けられている。

ペルチエ素子１３１は、収容室１１の内外を区画するように設けられており、例えばペルチエ素子１３１における室外側（後側）の面に放熱フィン１３２が取り付けられるとともに、室内側（前側）の面に付着部１３３が取り付けられている。付着部１３３は、例えば熱伝導性の高い金属により形成され、放熱フィン１３２と同様に複数の金属板が平行に配置されたフィン状に形成することができる。この場合、付着部１３３を構成する複数の金属板が、それぞれ上下方向に延びるように設けられていることが好ましい。

収容室１１内の除湿を行う際には、付着部１３３をペルチエ素子１３１で冷却する。付着部１３３の表面は、収容室１１内の空気を冷却するための冷却面１３０を構成している。具体的には、冷却面１３０の温度が例えば露点付近（例えば０℃付近）となるように冷却することにより、収容室１１内の空気に含まれる水分を冷却面１３０（付着部１３３）に結露させ、収容室１１内の絶対湿度を低下させることができるようになっている。このとき、付着部１３３からペルチエ素子１３１に吸収された熱が、放熱フィン１３２を介して収容室１１の外部に放熱されることとなる。

トレー１３４は、除湿の際に生じた水を回収するためのものであり、付着部１３３の下方に配置されることにより、付着部１３３を伝って落下する水を受けることができるようになっている。トレー１３４により回収された水は、排水管１３５を介して収容室１１の外部へと排水される。

収容室１１の外側には、冷却ファン１４が設けられている。この例では、冷却ファン１４が、収容室１１の後側の外壁に取り付けられることにより、除湿部１３の近傍に設けられている。除湿部１３の放熱フィン１３２は、収容室１１の後側の壁面から外部に露出しており、当該放熱フィン１３２の下方に冷却ファン１４が設けられている。

本実施形態では、収容室１１の下方に、前後方向に空気を通過させるための通気路１５が形成されている。冷却部１２の放熱フィン１２２は、収容室１１の下側の壁面から通気路１５に露出しており、当該放熱フィン１２２の後方（通気路１５の後方）に冷却ファン１４が設けられている。

冷却ファン１４は、吸込口１４１、吹出口１４２及び羽根１４３などを備えている。試料冷却装置１の動作中は、羽根１４３が回転駆動されることにより、吸込口１４１から空気が吸い込まれ、その空気が吹出口１４２から吹き出される。この例では、吸込口１４１が垂直方向に対して所定角度（例えば４５°程度）で傾斜するように冷却ファン１４が配置されている。

これにより、図１に矢印で示すように、冷却ファン１４の上方に配置された除湿部１３の放熱フィン１３２側から下方に向かう空気の流れＦ１と、冷却ファン１４の前方に配置された冷却部１２の放熱フィン１２２側から後方に向かう空気の流れＦ２とが生じるようになっている。このような空気の流れＦ１、Ｆ２を生じさせることにより、発熱部としての放熱フィン１２２、１３２を冷却することができる。

除湿部１３の放熱フィン１３２は、ケーシング１３６で覆われている。当該ケーシング１３６には、放熱フィン１３２へと空気を流通させるための通気口１３７と、放熱フィン１３２を通過した空気を冷却ファン１４へと導くための誘導路１３８とが形成されている。これにより、除湿部１３の放熱フィン１３２側から冷却ファン１４へと良好に空気の流れＦ１を形成することができるようになっている。ただし、このようなケーシング１３６は、他の形状からなるものであってもよいし、省略されていてもよい。

本実施形態では、収容室１１の外部と内部とを連通する連通管１６が、試料冷却装置１に設けられている。連通管１６の一端部は、冷却ファン１４の吹出口１４２に接続されている。一方、連通管１６の他端部は、収容室１１内に接続されている。これにより、冷却ファン１４及び連通管１６は、冷却ファン１４により送られる空気の一部を収容室１１へと送り込む送風部１００を構成している。

図１に示すように、連通管１６の他端部は、収容室１１内において除湿部１３の近傍に配置されている。これにより、送風部１００は、収容室１１の外部からの空気を除湿部１３の冷却面１３０の近傍へと送り込むことができるようになっている。この例では、連通管１６を介して冷却ファン１４側から送り込まれる空気が、連通管１６の他端部から収容室１１の内壁側に向かって吹き付けられることにより分散し、その分散した空気が除湿部１３の冷却面１３０により冷却されるようになっている。

収容室１１の内部には、連通管１６の他端部から吹き出す空気を除湿部１３の付着部１３３（冷却面１３０）側へと良好に導くためのフード部材１０１が設けられている。このフード部材１０１は、除湿部１３の付着部１３３の一部（例えば上側）を覆うように設けられており、これにより、付着部１３３を構成する複数の金属板の間に空気を良好に導き、効率よく冷却することができるようになっている。ただし、このようなフード部材１０１は、他の形状からなるものであってもよいし、省略されていてもよい。

このように、本実施形態では、送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込み、当該空気を除湿部１３で冷却させることによって、除湿された空気を収容室１１内に供給することができる。このとき、送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むことによって、収容室１１内を加圧状態にすることができる。これにより、収容室１１を構成している各部材間の隙間などを介して、収容室１１内の空気を収容室１１の外部へと流出させることができるため、当該隙間などから水分を含む空気が収容室１１内に流入するのを防止することができる。

また、送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと送り込まれる空気が、除湿部１３で冷却されることにより、除湿された空気が収容室１１内に供給されるようになっているため、送風部１００により送り込まれる空気によって収容室１１内の湿度が上昇するのを防止することができる。したがって、水分を含む空気が収容室１１の外部から収容室１１内に流入するのを防止して、収容室１１内の空気を良好に除湿することができる。

特に、本実施形態では、発熱部（放熱フィン１２２、１３２など）を冷却するための冷却ファン１４により送られる空気を利用して、収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むことができる。したがって、収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むために、ファンなどを別途設ける必要がないため、製造コストを低減することができる。

本実施形態のように、冷却ファン１４が、除湿部１３における発熱部（放熱フィン１３２）を冷却するためのものである場合には、冷却ファン１４と除湿部１３とが比較的近い位置にある。そのため、冷却ファン１４により送られる空気の一部を、簡単な構成により除湿部１３で冷却させ、除湿された空気を収容室１１内に供給することができる。これにより、構成を簡略化することができるため、製造コストをさらに低減することができる。

また、本実施形態では、送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと送り込まれる空気が、収容室１１内の空気を冷却するための除湿部１３の冷却面１３０の近傍へと送り込まれることにより、当該冷却面１３０において良好に冷却される。これにより、十分に除湿された空気を収容室１１内に供給することができるため、送風部１００により送り込まれる空気によって収容室１１内の湿度が上昇するのを効果的に防止することができる。

吸引機構２には、試料容器３内に挿入されるニードル２１が備えられている。ニードル２１は、水平方向及び上下方向に移動可能に構成されており、試料容器３の上方へと水平移動された後、下方に移動されることにより試料容器３内に挿入され、試料容器３内の試料がニードル２１から吸引される。その後、ニードル２１は上方に移動されることにより試料容器３の外部に退避され、試料注入口２２へと水平移動される。そして、試料容器３内から吸引した試料を試料注入口２２に注入することにより、一定量の試料を分析のために自動的に供給することができるようになっている。

本実施形態に係る試料冷却装置１を備えたオートサンプラにおいては、ニードル２１に連通する流路を洗浄する際に洗浄液を排液するための排液口（図示せず）が、収容室１１の壁面に形成されている。この場合、排液口から排液中でないときには、当該排液口を介して、水分を含む空気が収容室１１の外部から収容室１１内に流入するおそれがある。

しかし、本実施形態のように、送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むことによって、収容室１１内を加圧状態にするような構成であれば、水分を含む空気が収容室１１の外部から排液口を介して収容室１１内に流入するのを防止することができる。

以上の実施形態では、冷却部１２が試料容器３を設置するための設置部１２３を構成する直冷式の試料冷却装置１について説明した。しかし、このような構成に限らず、空気を介して試料容器３を冷却するような空冷式の試料冷却装置にも本発明を適用することができる。

試料容器３は、ラック４に保持された状態で冷却されるような構成に限らず、例えば設置部１２３に直接設置された状態で冷却されるような構成などであってもよい。また、冷却部１２において試料容器３を冷却するためのペルチエ素子１２１、及び、除湿部１３において空気を冷却するためのペルチエ素子１３１は、それぞれ別の冷却器に置き換えることが可能である。

送風部１００は、冷却ファン１４及び連通管１６により構成されるものに限らず、他の各種構成を採用することができる。例えば、所定の空気圧で収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むことができる装置を別途設けたような構成であってもよい。この場合、予め除湿された空気が収容室１１内へと送り込まれるような構成であってもよい。

また、上記実施形態では、除湿部１３における発熱部（放熱フィン１３２）及び冷却部１２における発熱部（放熱フィン１２２）を冷却するための冷却ファン１４が、送風部１００を構成しているが、除湿部１３における発熱部又は冷却部１２における発熱部のいずれか一方のみを冷却するための冷却ファンが、送風部１００を構成していてもよい。また、除湿部１３における発熱部又は冷却部１２における発熱部に限らず、他の発熱部を冷却するための冷却ファンが送風部１００を構成していてもよい。

各種ファンを用いて収容室１１の外部から収容室１１内へと空気を送り込むような構成の場合、上記実施形態のように、吹出口側から吹き出される空気の一部が収容室１１へと送り込まれるような構成に限らず、吸込口側へと送られる空気の一部が収容室１１へと送り込まれるような構成であってもよい。

また、収容室１１内へと空気を送り込むための流路（例えば連通管１６内）に、シリカゲルなどの吸湿剤を設けることにより、除湿された空気を収容室１１内へと送り込むことも可能である。このように、除湿された空気を収容室１１内へと送り込むための構成としては、吸湿剤に限らず、例えば収容室１１内へと送り込まれる空気を冷却するための機構などのように、収容室１１内へと空気を送り込むための流路に吸湿機構を設けた構成などであってもよい。

送風部１００により収容室１１の外部から収容室１１内へと送り込まれる空気は、除湿部１３で冷却されることにより除湿されて収容室１１内に供給されるような構成であればよく、上記実施形態のように連通管１６の他端部から収容室１１の内壁側に向かって空気が吹き付けられる構成に限られるものではない。

１ 試料冷却装置
２ 吸引機構
３ 試料容器
４ ラック
１１ 収容室
１２ 冷却部
１３ 除湿部
１４ 冷却ファン
１５ 通気路
１６ 連通管
２１ ニードル
２２ 試料注入口
１００ 送風部
１０１ フード部材
１１１ 開閉カバー
１２１ ペルチエ素子
１２２ 放熱フィン
１２３ 設置部
１３０ 冷却面
１３１ ペルチエ素子
１３２ 放熱フィン
１３３ 付着部
１３４ トレー
１３５ 排水管
１３６ ケーシング
１３７ 通気口
１３８ 誘導路
１４１ 吸込口
１４２ 吹出口
１４３ 羽根

本発明に係る試料冷却装置は、収容室に収容されている試料容器内の試料を冷却するための試料冷却装置であって、前記収容室に収容されている試料容器を冷却する冷却部と、前記収容室内の空気を冷却することにより除湿を行う除湿部と、前記収容室の外部から前記収容室内へと空気を送り込み、当該空気を前記除湿部で冷却させることにより、除湿された空気を前記収容室内に供給するための送風部とを備え、前記収容室内に供給された除湿された空気を、前記収容室を構成している各部材間の隙間を介して、前記収容室の外部に流出させ、前記隙間を介して水分を含む空気が前記収容室内に流入することを防止することを特徴とする。

前記送風部は、放熱部を冷却するための冷却ファンにより送られる空気の一部を前記収容室内へと送り込むものであってもよい。

このような構成によれば、放熱部を冷却するための冷却ファンにより送られる空気を利用して、収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むことができる。したがって、収容室の外部から収容室内へと空気を送り込むために、ファンなどを別途設ける必要がないため、製造コストを低減することができる。

前記冷却ファンは、前記除湿部における放熱部を冷却するためのものであってもよい。この場合、冷却ファンと除湿部とが比較的近い位置にあるため、冷却ファンにより送られる空気の一部を、簡単な構成により除湿部で冷却させ、除湿された空気を収容室内に供給することができる。これにより、構成を簡略化することができるため、製造コストをさらに低減することができる。

Claims (4)

1. 収容室に収容されている試料容器内の試料を冷却するための試料冷却装置であって、
   前記収容室に収容されている試料容器を冷却する冷却部と、
   前記収容室内の空気を冷却することにより除湿を行う除湿部と、
   前記収容室の外部から前記収容室内へと空気を送り込み、当該空気を前記除湿部で冷却させることにより、除湿された空気を前記収容室内に供給するための送風部とを備えたことを特徴とする試料冷却装置。
2. 前記送風部は、発熱部を冷却するための冷却ファンにより送られる空気の一部を前記収容室内へと送り込むことを特徴とする請求項１に記載の試料冷却装置。
3. 前記除湿部は、前記収容室内の空気を冷却するための冷却面を有しており、
   前記送風部は、前記収容室の外部からの空気を前記冷却面の近傍へと送り込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の試料冷却装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の試料冷却装置と、
   前記収容室に収容されている試料容器内の試料を吸引する吸引機構とを備えたことを特徴とするオートサンプラ。

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