JPWO2016143085A1 - オートサンプラ - Google Patents

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Abstract

サンプルラック１１の底面と熱的に接触することにより該サンプルラック１１に収容された試料を冷却する試料冷却部２１と、サンプルラック１１の下方に設けられ、該サンプルラック１１の周辺で結露した水を受容する、底面に少なくとも１つの孔４４が形成された結露水受容部４と、前記少なくとも１つの孔４４から落下する液滴が流れ込むように形成された排水流路２２と、を備えるオートサンプラを提供する。

Description

本発明は、サンプルラックに載置された試料容器内の試料液を冷却する冷却部を有するオートサンプラに関する。
通常、液体クロマトグラフ等の分析装置を用いた複数試料の連続分析では、サンプルラックに載置された複数の試料瓶（バイアル）から試料液を自動的に採取して該分析装置に導入するためのオートサンプラが使用される（例えば特許文献１を参照）。
オートサンプラでは、試料液の揮発や変質を防ぐために、試料冷却部を用いて試料液を冷却する場合がある。試料液の冷却は、例えば、ペルチェ素子により冷却された伝熱ブロックをサンプルラックの底面に当接させ、サンプルラックに載置されたバイアルを冷却することにより行う。
このようにして試料液を冷却すると、オートサンプラ内部の温度が低下して結露が生じる。特に、低温に冷却された伝熱ブロックやその付近に結露が生じやすい。こうして結露した水が伝熱ブロックの壁を流下し、周辺に流れ出すと、その一部が電気系統を収容する部分に流れ込んで短絡を生じさせたり、筐体内に錆を発生させたりする、という問題が生じる。
特開２０１１−２５２７１８号公報
上記の問題を解消するために、試料冷却部を備えたオートサンプラでは、従来、例えば除湿機構を配置してオートサンプラ内部の空気を除湿することで結露水の発生を防ぐなどの対策がなされている。しかし、結露水の発生を防ぐにはオートサンプラ内の空気全体を除湿する必要があり、そのためには高性能の除湿機構を搭載しなければならず、オートサンプラが高価なものになってしまう。
本発明が解決しようとする課題は、試料液を冷却するための試料冷却部を有するオートサンプラであって、高性能の除湿装置のように高価な構成を用いることなく結露水を排出することができるオートサンプラを提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明に係るオートサンプラは、
a) サンプルラックの底面と熱的に接触することにより該サンプルラックに収容された試料を冷却する試料冷却部と、
b) 前記サンプルラックの下方に設けられ、該サンプルラックの周辺で結露した水を受容する、底面に少なくとも１つの孔が形成された結露水受容部と、
c) 前記少なくとも１つの孔から落下する液滴が流れ込むように形成された排水流路と
を備えることを特徴とする。
前記試料冷却部は、例えば、ペルチェ素子等により冷却される板状やブロック状のアルミニウム部材とすることができる。
本発明は、オートサンプラ内部で結露水が局所的に発生することに着目してなされたものであり、そうした結露水を確実に排出することで従来の問題を解決する。つまり、従来のようにオートサンプラ内部の空気全体を除湿するための高価な除湿機構を用いることなく、結露水によって起こる問題を解消する。
試料液を採取等が行われるオートサンプラ内の空気には多くの水蒸気が含まれ、試料液を冷却すると筐体内で低温に冷却された場所で局所的に結露が生じる。本発明に係るオートサンプラでは、試料冷却部によって冷却されるサンプルラックの周辺で結露した水は、該サンプルラックの下方に位置する結露水受容部に流下し、該結露水受容部の孔から排水流路に導かれる。そのため、オートサンプラ内の結露水を確実に排出することができる。
本発明に係るオートサンプラは、さらに、
d) 前記サンプルラックと前記試料冷却部の間に配置され、該試料冷却部を上方から覆う、少なくとも上面が伝熱性を有するカバー部材
を備えることが好ましい。
このように、カバー部材を用いて試料冷却部を上方から覆う構成では、試料冷却部がオートサンプラの内部に露出しないため、該試料冷却部を覆うカバー部材に結露が生じる。従って、カバー部材に発生した結露水が該カバー部材の側面を伝って結露水受容部に流下するようにカバー部材を配置することで、より確実に結露水を排出することができる。
また、カバー部材の形状を適宜に調整することによって、各部材の相対的な位置関係に多少のずれが生じても、冷却部カバー部材の側面から流下する結露水を排水流路に流れ込ませ、確実に結露水を排出することができる。
前記結露水受容部は、前記１乃至複数の孔に向かって低くなる傾斜を有することが好ましい。これにより、結露水受容部に流下した結露水を効率よく排水流路に導くことができる。
本発明に係るオートサンプラを用いることにより、高性能の除湿機構のように高価な構成を用いることなく、確実に結露水を排出することができる。
本発明に係るオートサンプラの一実施例の概略構成図。 本実施例における凹部の構成を説明する図。 本実施例における結露水受容部の凹部の形状を説明する図。 本実施例における排水流路の形状を説明する図。 本発明に係るオートサンプラの別の実施例の概略構成図。 本発明に係るオートサンプラのさらに別の実施例である着脱型のオートサンプラの概略構成図。 カバー部材と結露水受容部を一体的に構成した例を説明する図。
本発明に係るオートサンプラの一実施例について、以下、図面を参照して説明する。
図１に本実施例のオートサンプラの概略構成を示す。
オートサンプラ１の内部の側面には、サンプルラック１１を取り付けるサンプルラック取付部１２が設けられている。また、オートサンプラ１の内部には、サンプルラック１１上に載置された各バイアル１６から試料液を採取するためのサンプリングニードル（以下単に「ニードル」と呼ぶ）１７と、該ニードル１７を水平方向及び鉛直方向に移動する移動機構１８が設けられている。さらに、ニードル１７で採取された試料は可撓性の樹脂等から成る流路配管（図示略）に流入し、液体クロマトグラフ等の分析装置へ導入される。オートサンプラ１には、こうした流路を切り替えるための流路切替バルブ１９１、１９２も設けられている。
オートサンプラ１の底部には、サンプルラック１１を載置する冷却部カバー部材３（以下、単に「カバー部材」という。）と、結露水受容部４が配置されている。
図２に結露水受容部４の概略図を示す。結露水受容部４は、中央に形成された２つの開口４１を取り囲む凹部４２と、該凹部４２の外側に位置し凹部４２に向かって低くなる傾斜部４３で構成されている。２つの開口４１には後述する例えばアルミニウムで作られた金属ブロック２１が挿入される。また、図３に示すように。凹部４２は、その四隅やと、長辺部などに一つ以上の孔４４を有している。図３のＡ−Ａ’断面図（右）及びＢ−Ｂ’断面図（下）に示すように、凹部４２の底面は、孔４４に向かって低くなるように傾斜している。
冷却機構２は、図示しないペルチェ素子により冷却される金属ブロック２１と、排水流路２２を備えている。
金属ブロック２１は、結露水受容部４の開口４１に下方から差し込まれる。そして、金属ブロック２１の上面と側面を覆うようにアルミニウム製のカバー部材３が取り付けられ上方からねじなどで固定される。カバー部材３を取り付けると、該カバー部材３の側周部の下端が結露水受容部４の凹部４２の上面に当接し、オートサンプラ１の内部空間が外部から遮断される。
本実施例の排水流路２２は、図４に示すように例えば平面視でコの字状に形成されている。ただし、破線の丸印で示す位置が上記凹部４２の孔４４の直下に位置するように配置されていれば形状はコの字状でなくても良い。また、図４のＣ−Ｃ’断面図（右）に示すように、排水流路２２は、オートサンプラの奥から手前に向かって低くなるように傾斜しており、傾斜の先には冷却機構２の外部に排水する流路が形成されている。
本実施例のオートサンプラ１において試料液を冷却した場合に、結露した水が流れる経路を説明する。ペルチェ素子により金属ブロック２１を低温に冷却し、カバー部材３を介してサンプルラック１１を冷却する。これにより、サンプルラック１１に載置されたバイアル１６内の試料液が冷却される。すると、試料液の採取等が行われるオートサンプラ１の内部に存在する水蒸気が凝集して結露が生じる。特に、低温に冷却されたカバー部材３とその付近に集中的に結露が生じる。こうして結露した水は、カバー部材３の側面を伝って流下し、該カバー部材３の側面の下端に当接して位置する結露水受容部４の凹部４２に流れ込む。なお、オートサンプラ１の内壁面等で生じた結露は、該壁面等を伝って流下して結露水受容部４の傾斜部４３を通じて凹部４２に導かれ、上記同様に排出される。
図３により説明したとおり、凹部４２の底面は孔４４に向かって傾斜している。従って、凹部４２に流れ込んだ水は孔４４に到達して落下する。図４により説明したように、孔４４の直下には排水流路２２が形成されており、結露水は排水流路２２（図４の破線の丸印の位置）に落下する。排水流路２２に落下した結露水は、流路の傾斜に沿って手前方向に流れ、流路に沿って冷却機構２の外部に排出される。
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
上記実施例では結露水受容部４を開口４１の全周を取り囲むように設けた凹部４２とその周辺に形成した傾斜部４３を備える構成としたが、外側から開口に向かって低くなる傾斜部と傾斜の先に立設する壁を有するように構成することもできる。
また、上記実施例ではカバー部材３の下に結露水受容部４を載置した例を示したが、図５に示すように、カバー部材３の上に結露水受容部４を載置しても同様の効果が得られる。さらに、カバー部材３と結露水受容部４を一体的に構成しても良い。これらの場合、開口４１は不要であり、カバー部材３の裏面に直接金属ブロック２１の上面を熱的に接触させれば良い。
また、上記実施例ではオートサンプラ１の内部に冷却機構２が配置された、いわゆる一体型のオートサンプラとしたが、本発明の構成は、冷却機構がオートサンプラ本体から着脱可能に構成された、いわゆる着脱型のオートサンプラにおいても用いることができる。
図６に、着脱型のオートサンプラ６０の一例を示す。このオートサンプラ６０は、サンプルラック取り付け部１２や結露水受容部４等を備えたオートサンプラ本体６１と、金属ブロック２１や排水流路４２を備えた冷却機構６２が着脱可能に構成されている点において、上述したオートサンプラ１と異なる。このオートサンプラ６０では、冷却を必要とする試料液を分析する場合にのみ冷却機構６２を取り付けることができるため、より幅広いユーザのニーズに応えることができる。
また、上記実施例ではカバー部材３と結露水受容部４を独立の部材で構成したが、これらを一体的に構成することもできる。図７に、そのようなカバー一体部材５の一例を示す。カバー一体部材５は、例えばアルミニウム製の一体部材であり、サンプルラック１１が載置される上面部及び結露水を流下させる側周部からなるカバー部５１と、該カバー部５１の側周部の下端から連接された傾斜部５３と、少なくとも一箇所に設けられた孔５４を有する。図７には、側周部の下端に傾斜部５３が連接された構成を示したが、側周部の下端に上述した凹部４２と傾斜部４３を順に配置して、上述の結露水受容部４と同様に構成することもできる。
上記実施例では、ペルチェ素子により冷却された金属ブロック２１を冷却部材とし、アルミニウム製のカバー部材３を用いたが、他にも高い熱伝導性を有する銅などからなるものを用いることもできる。また、カバー部材３は冷却部材２１とサンプルラック１１を熱的に接続可能であればよく、側面は樹脂であってもよい。さらに、カバー部材３は、結露水が伝って流下する側面を有する形状であればよく、上記実施例のように矩形断面を有する形状のほか、例えば台形断面を有する形状等、種々のものを用いることができる。その他、開口４１の数（２箇所）は適宜に変更することができ（カバー一体部材を用いる場合には開口を設けない）、冷却部材２１の数やカバー部材３の数もこれに応じて適宜に変更することができる。
上記実施例では、いずれもカバー部材３を用いたが、カバー部材３を用いずに構成することも可能である。例えば、図１の構成では、カバー部材３を用いる代わりに、金属ブロック２１と結露水受容部４の開口４１の隙間を断熱性のシール部材等で塞ぐことにより、電気系統を収容する部分等に結露水が流れ込むのを防止しつつ、結露水を結露水受容部４の孔４４から排水流路２２に排出することができる。また、図５の構成では、金属ブロック２１の上面に結露水受容部４を載置し、金属ブロック２１と、該金属ブロック２１を挿入するためにオートサンプラ１の上部筐体の底面に形成した孔との隙間を断熱性のシール部材等で塞ぐことにより、電気系統を収容する部分等に結露水が流れ込むのを防止しつつ、結露水を排出することができる。
上記実施例では、液体クロマトグラフにおいて用いられるオートサンプラについて説明したが、オートサンプラを用いて試料液を分析する、様々な分析装置に用いることができる。
１…オートサンプラ
１１…サンプルラック
１２…サンプルラック取付部
１６…バイアル
１７…ニードル
１８…移動機構
１９１、１９２…流路切替バルブ
６１…オートサンプラ本体
２…冷却機構
２１…金属ブロック（冷却部材）
２２…排水流路
３…冷却部カバー部材
４…結露水受容部
４１…開口
４２…凹部
４３…傾斜部
４４…孔
５…カバー一体部材
５１…カバー部
５３…傾斜部
５４…孔
このように、カバー部材を用いて試料冷却部を上方から覆う構成では、試料冷却部がオートサンプラの内部に露出せず、該試料冷却部を覆うカバー部材に結露が生じる。従って、カバー部材に発生した結露水が該カバー部材の側面を伝って結露水受容部に流下するようにカバー部材を配置することで、より確実に結露水を排出することができる。
また、カバー部材の形状を適宜に調整することによって、各部材の相対的な位置関係に多少のずれが生じても、冷却部カバー部材の側面から流下する結露水を排水流路に流れ込ませ、確実に結露水を排出することができる。
図２に結露水受容部４の概略図を示す。結露水受容部４は、中央に形成された２つの開口４１を取り囲む凹部４２と、該凹部４２の外側に位置し凹部４２に向かって低くなる傾斜部４３で構成されている。２つの開口４１には後述する例えばアルミニウムで作られた金属ブロック２１が挿入される。また、図３に示すように、凹部４２は、その四隅や長辺部などに一つ以上の孔４４を有している。図３のＡ−Ａ'断面図（右）及びＢ−Ｂ'断面図（下）に示すように、凹部４２の底面は、孔４４に向かって低くなるように傾斜している。
本実施例のオートサンプラ１において試料液を冷却した場合に、結露した水が流れる経路を説明する。ペルチェ素子により金属ブロック２１を低温に冷却し、カバー部材３を介してサンプルラック１１を冷却する。これにより、サンプルラック１１に載置されたバイアル１６内の試料液が冷却される。すると、試料液の採取等が行われるオートサンプラ１の内部に存在する水蒸気が凝集して結露が生じる。特に、低温に冷却されたカバー部材３とその付近に集中的に結露が生じる。こうして結露した水は、カバー部材３の側面を伝って流下し、該カバー部材３の側面の下端に当接して位置する結露水受容部４の凹部４２に流れ込む。オートサンプラ１の内壁面等で生じた結露による水も、該内壁面等を伝って流下して結露水受容部４の傾斜部４３を通じて凹部４２に導かれる。

Claims (5)

  1. a) サンプルラックの底面と熱的に接触することにより該サンプルラックに収容された試料を冷却する試料冷却部と、
    b) 前記サンプルラックの下方に設けられ、該サンプルラックの周辺で結露した水を受容する、底面に少なくとも１つの孔が形成された結露水受容部と、
    c) 前記少なくとも１つの孔から落下する液滴が流れ込むように形成された排水流路と、
    を備えることを特徴とするオートサンプラ。
  2. d) 前記サンプルラックと前記試料冷却部の間に配置され、該試料冷却部を上方から覆う、少なくとも上面が伝熱性を有するカバー部材
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のオートサンプラ。
  3. 前記結露水受容部が、前記１乃至複数の孔に向かって低くなる傾斜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のオートサンプラ。
  4. 前記試料冷却部と前記排水流路を有する冷却機構が本体に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオートサンプラ。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載のオートサンプラを備えた液体クロマトグラフ。
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