(57)【要約】【課題】試料の所望の相成分を効率よく供給することができる加圧試料供給装置、及びこれを用いた分析装置を提供することを目的とする。【解決手段】気液平衡セル１は、耐圧容器１１と、耐圧容器１１内に移動可能に設けられると共に耐圧容器１１内の領域をシールして仕切るピストン１２と、を有する。気液平衡セル１は、耐圧容器１１内においてピストン１２で仕切られた領域であり試料Ｓが収容される試料室１３と、耐圧容器１１内においてピストン１２を挟んで試料室１３に対向する領域でありピストン１２の駆動のために用いられる駆動流体室１４と、を備え、ピストン１２には、貫通孔１５が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料収容容器と、前記試料収容容器内に移動可能に設けられると共に前記試料収容容器内の領域をシールして仕切る可動隔壁と、を有する加圧試料供給装置であって、
前記試料収容容器内において前記可動隔壁で仕切られた領域であり加圧試料が収容される試料収容部と、
前記試料収容容器内において前記可動隔壁を挟んで前記試料収容部に対向する領域であり前記可動隔壁の駆動のために用いられる隔壁駆動領域と、を備え、
前記可動隔壁には、貫通孔が設けられていることを特徴とする加圧試料供給装置。
【請求項２】
前記貫通孔に連通された管路を形成する可撓性の配管を備えることを特徴とする請求項１に記載の加圧試料供給装置。
【請求項３】
前記可動隔壁は、流体で駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧試料供給装置。
【請求項４】
前記試料収容容器は耐圧容器であり、
前記可動隔壁は、前記隔壁駆動領域に充填された加圧流体によって駆動されることを特徴とする請求項３に記載の加圧試料供給装置。
【請求項５】
前記試料収容容器は耐圧容器内の加圧領域に設置されており、
前記隔壁駆動領域は前記加圧領域に連通し、
前記可動隔壁は、前記加圧領域に充填された加圧流体によって駆動されることを特徴とする請求項３に記載の加圧試料供給装置。
【請求項６】
前記試料収容容器の底部に設けられ前記試料収容部を撹拌する撹拌装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加圧試料供給装置。
【請求項７】
前記試料収容部に前記加圧試料の原料を供給する原料供給手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加圧試料供給装置。
【請求項８】
前記試料収容部の下部に設けられ前記加圧試料を外部に供給する試料供給手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加圧試料供給装置。
【請求項９】
加圧試料を収容する第１及び第２の加圧手段と、
前記第１の加圧手段と前記第２の加圧手段とを連絡し、前記第１の加圧手段と前記第２の加圧手段との間で前記加圧試料を搬送する連絡手段と、
前記連絡手段から前記加圧試料を採取する試料採取手段と、を備えた分析装置であって、
前記第１の加圧手段及び／又は前記第２の加圧手段が、請求項１に記載の加圧試料供給装置であることを特徴とする分析装置。
【請求項１０】
前記第１の加圧手段に設けられ前記加圧試料を収容する第１の収容部の圧力と、前記第２の加圧手段に設けられ前記加圧試料を収容する第２の収容部の圧力と、を同一に保持する圧力保持手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧試料供給装置及び分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この分野の技術として、非特許文献１に記載の分析システムが知られている。図５（ａ）に示されるように、非特許文献１の分析システム３００は試料Ｓの分析に用いられるものであり、試料Ｓは、例えば、液相Ｓａの成分と気相Ｓｂの成分とからなる。分析システム３００は、試料Ｓを収容することが可能な２つのシリンダ３０１，３０２と、当該シリンダ３０１，３０２同士を連絡する連絡管３１０とを備えている。更に、システム３００は、シリンダ３０１のピストン３０３を駆動するモータ３０５と、シリンダ３０２のピストン３０４を駆動するオイルポンプ３０６とを備えている。
【０００３】
モータ３０５及びオイルポンプ３０６の駆動により、試料Ｓは所望の圧力に加圧される。また、ピストン３０３及び３０４が一緒に上昇することにより、試料Ｓが、連絡管３１０を介してシリンダ３０１からシリンダ３０２へ移動する。そして、連絡管３１０内の試料Ｓが、加圧状態のままサンプリング手段３１１によって採取され、ガスクロマトグラフィー装置等で分析される。また、図５（ｂ）に示される分析システム４００のように、シリンダ３０１を上下反転させた構成も考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「Model 2370 PVT System」のパンフレット、米国、Ruska Instrument Corporation社、１９９１年。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記分析システム３００では、試料Ｓの液相Ｓａの成分の分析を行う場合には、すべての気相Ｓｂの成分をシリンダ３０２に移動させ、その後、液相Ｓａの成分を連絡管３１０に通過させることになる。同様に、分析システム４００では、試料Ｓの気相Ｓｂの成分の分析を行う場合には、すべての液相Ｓａの成分をシリンダ３０２に移動させ、その後、気相Ｓｂの成分を連絡管３１０に通過させすることになる。
【０００６】
従って、所望の分析を実行するまでに時間がかかる場合があった。特に、分析システム４００において、液相Ｓａの成分の粘度が高い場合には、細い連絡管３１０を高粘度の液相Ｓａの成分が移動するのに長時間を要する場合もある。従ってこの場合、気相Ｓｂの成分がサンプリング手段３１１に供給されるまでに長い時間がかかってしまう。また、例えばメタンハイドレートの試料のように、試料Ｓが固相成分（氷など）を含む場合には、ピストン３０３の可動範囲が小さくなるので、液相Ｓａの成分又は気相Ｓｂの成分が供給できないこともあり得る。
【０００７】
上記のような問題に鑑み、本発明は、試料の所望の相成分を効率よく供給することができる加圧試料供給装置、及びこれを用いた分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加圧試料供給装置は、試料収容容器と、前記試料収容容器内に移動可能に設けられると共に前記試料収容容器内の領域をシールして仕切る可動隔壁と、を有する加圧試料供給装置であって、前記試料収容容器内において前記可動隔壁で仕切られた領域であり加圧試料が収容される試料収容部と、前記試料収容容器内において前記可動隔壁を挟んで前記試料収容部に対向する領域であり前記可動隔壁の駆動のために用いられる隔壁駆動領域と、を備え、前記可動隔壁には、貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この加圧試料供給装置では、可動隔壁を試料収容部に押し込むときに、加圧試料のうち可動隔壁に接している相の成分を、貫通孔を介して試料収容部から取り出すことができる。そして、例えば、試料収容容器の壁に他の貫通孔を設ければ、加圧試料の他の相の成分を試料収容部から取り出すことができる。このように、当該加圧試料供給装置によれば、加圧試料の相の成分を選択的に試料収容部から取り出すことができるので、所望の相の成分を効率よく外部に供給することができる。
【００１０】
本発明の加圧試料供給装置は、前記貫通孔に連通された管路を形成する可撓性の配管を備えることとしてもよい。この場合、加圧試料のうち可動隔壁に接している相の成分を、可撓性の配管の管路を通して試料収容部から取り出すことができる。また、当該配管は、可撓性を有するので、可動隔壁の動きに追従して変形することができる。
【００１１】
前記可動隔壁は、流体で駆動されることとしてもよい。また、前記試料収容容器は耐圧容器であり、前記可動隔壁は、前記隔壁駆動領域に充填された加圧流体によって駆動されることとしてもよい。
【００１２】
前記試料収容容器は耐圧容器内の加圧領域に設置されており、前記隔壁駆動領域は前記加圧領域に連通し、前記可動隔壁は、前記加圧領域に充填された加圧流体によって駆動されることとしてもよい。
【００１３】
この場合、例えば、耐圧容器の壁に透明な窓部を設けると共に試料収容容器を透明材料で形成すれば、試料収容部内の加圧試料を、耐圧容器の外から観察することが可能になる。また、加圧流体の圧力によって、可動隔壁を駆動することができる。
【００１４】
また、本発明の加圧試料供給装置は、前記試料収容容器の底部に設けられ前記試料収容部を撹拌する撹拌装置を備えたこととしてもよい。試料を撹拌することにより、試料の気液平衡状態への移行を促進することができる。
【００１５】
また、本発明の加圧試料供給装置は、前記試料収容部に前記加圧試料の原料を供給する原料供給手段を備えたこととしてもよい。
【００１６】
また、本発明の加圧試料供給装置は、前記試料収容部の下部に設けられ前記加圧試料を外部に供給する試料供給手段を設けたこととしてもよい。この構成によれば、加圧試料のうち下部に存在する相の成分を、試料供給手段を通して外部に供給することができる。
【００１７】
本発明の分析装置は、加圧試料を収容する第１及び第２の加圧手段と、前記第１の加圧手段と前記第２の加圧手段とを連絡し、前記第１の加圧手段と前記第２の加圧手段との間で前記加圧試料を搬送する連絡手段と、前記連絡手段から前記加圧試料を採取する試料採取手段と、を備えた分析装置であって、前記第１の加圧手段及び／又は前記第２の加圧手段が、請求項１に記載の加圧試料供給装置であることを特徴とする。
【００１８】
この分析装置によれば、前記第１の加圧手段及び／又は前記第２の加圧手段から、加圧試料の相の成分を選択的に取り出すことができ、試料採取手段によって所望の相の成分が効率よく採取される。
【００１９】
本発明の分析装置は、前記第１の加圧手段に設けられ前記加圧試料を収容する第１の収容部の圧力と、前記第２の加圧手段に設けられ前記加圧試料を収容する第２の収容部の圧力と、を同一に保持する圧力保持手段を備えたこととしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、試料の所望の相成分を効率よく供給することができる加圧試料供給装置、及びこれを用いた分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る加圧試料供給装置及び分析装置の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る気液平衡セルを示す断面図である。
【図３】流路Ｌ１，Ｌ２に接続される原料シリンジポンプを示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る気液平衡セルを示す断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、従来の分析装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る加圧試料供給装置及び分析装置の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図３に示される分析装置１００は、加圧条件下での試料Ｓの状態を分析するための装置である。試料Ｓは、例えば、水、二酸化炭素、メタンの混合物であり、液相Ｓａと気相Ｓｂとに分かれた状態である。分析装置１００では、試料Ｓが例えば２０〜３０ＭＰａに加圧された状態で、液相Ｓａの成分と、気相Ｓｂの成分と、が分析される。
【００２４】
分析装置１００は、気液平衡セル（第１の加圧装置）１と気液平衡セル（第２の加圧装置）２とを備えている。気液平衡セル１と気液平衡セル２とは、試料Ｓを収容し、例えば２０〜３０ＭＰａに加圧することが可能である。また、分析装置１００は、試料Ｓの成分をガスクロマトグラフ装置４１で分析する分析部４０を備えている。気液平衡セル１及び気液平衡セル２は、加圧状態の試料Ｓを分析部４０に供給する加圧試料供給装置として機能する。
【００２５】
分析装置１００は、気液平衡セル１、気液平衡セル２及び分析部４０等の間で、試料Ｓ等の流体を流通させるための多数の配管を備えている。これらの配管は、それぞれの所定の圧力に耐え得る管体からなり、例えばステンレスからなる。各配管の中空部の管路として形成され、流体を通過させる各流路を、流路Ｌ１，流路Ｌ２，流路Ｌ３，…等と呼ぶものとする。
【００２６】
図２にも示されるように、気液平衡セル１は、金属製の耐圧容器（試料収容容器）１１と、耐圧容器１１内を上下移動可能な円柱形状のピストン（可動隔壁）１２と、を備えている。耐圧容器１１は、上下に延在する円筒形状の胴部１１ｂと、上部エンドプラグ１１ｄと、下部エンドプラグ１１ｅと、２つのエンドキャップ１１ｃと、を有している。上部エンドプラグ１１ｄは、胴部１１ｂの上端の開口にＯリング（図示せず）を介して嵌め込まれている。下部エンドプラグ１１ｅは、胴部１１ｂの下端の開口にＯリング（図示せず）を介して嵌め込まれている。２つのエンドキャップ１１ｃは、それぞれ上部エンドプラグ１１ｄ及び下部エンドプラグ１１ｅを押さえ込むと共に、胴部１１ｂの外周面にねじ込まれている。胴部１１ｂと上部エンドプラグ１１ｄと下部エンドプラグ１１ｅとで囲まれた領域が、耐圧容器１１の内部領域となる。
【００２７】
耐圧容器１１の内部領域は、ピストン１２によって上下２つの領域に仕切られている。耐圧容器１１の内部領域のうち、ピストン１２で仕切られた下部の領域は試料室（試料収容部）１３である。また、ピストン１２を挟んで試料室１３に対向する領域であり、ピストン１２で仕切られた上部の領域は、駆動流体室（隔壁駆動領域）１４である。試料室１３には試料Ｓが収容される。駆動流体室１４には、ピストン１２を上下に駆動させるための駆動流体（加圧流体）Ｆ１が収容される。駆動流体Ｆ１としては、例えば水が使用される。ピストン１２には、胴部１１ｂの内壁面に摺接するＯリング１２ａが設けられており、ピストン１２によって試料室１３と駆動流体室１４とが互いにシールされている。
【００２８】
上部エンドプラグ１１ｄには、シリンジポンプ３１から延びる流路Ｌ２１が接続されている。流路Ｌ２１は、シリンジポンプ３１と駆動流体室１４とを連通させており、駆動流体室１４には、流路Ｌ２１を通じてシリンジポンプ３１からの駆動流体Ｆ１が出入りする。シリンジポンプ３１によって駆動流体Ｆ１が加圧されると、ピストン１２に対して下向きの力が付与され、シリンジポンプ３１によって駆動流体Ｆ１が減圧されると、ピストン１２に対して上向きの力が付与される。シリンジポンプ３１は、後述するコンピュータ５０からの駆動信号により駆動される。なお、バルブＶ９は、駆動流体Ｆ１をシリンジポンプ３１に導入するためのバルブである。
【００２９】
耐圧容器１１の底部には、試料Ｓを撹拌するためのマグネチックスターラ（撹拌装置）１６が設けられている。マグネチックスターラ１６は、マグネット撹拌子１７とスターラ本体１８とを有している。マグネット撹拌子１７は、試料室１３の底部に収容されており、試料Ｓに浸漬された状態で回転する。スターラ本体１８は、下部エンドプラグ１１ｅの下方に設置されており、マグネット撹拌子１７に回転力を付与する。試料室１３内の試料Ｓをマグネチックスターラ１６で撹拌することにより、試料Ｓの気液平衡状態への移行が促進される。
【００３０】
胴部１１ｂの下端部には、試料室１３内の試料Ｓを耐圧容器１１の外部に排出する排出路１３ａが設けられている。この排出路１３ａは、後述する流路Ｌ４に接続されている。排出路１３ａは、試料室１３の下部に設けられ試料Ｓを外部に供給する試料供給手段を構成する。なお、上述した各流路を形成する各配管は、コネクタＣを介して、耐圧容器１１の壁面やピストン１２の上面に連結される。
【００３１】
図１に示されるように、気液平衡セル２は、上下に延在する円筒形状の金属製の耐圧容器２１と、耐圧容器２１内を上下移動可能な円柱形状のピストン２２と、を備えている。耐圧容器２１の内部領域は、ピストン２２によって上下２つの領域に仕切られている。耐圧容器２１の内部領域のうち、ピストン２２で仕切られた上方の領域は試料室２３であり、ピストン２２で仕切られた下方の領域は駆動流体室２４である。詳細は後述するが、試料室２３には試料室１３から送られる試料Ｓが収容される。駆動流体室２４には、ピストン２２を上下に駆動させるための駆動流体Ｆ２が収容される。駆動流体Ｆ２としては、例えば水が使用される。ピストン２２には、耐圧容器２１の内壁面に摺接するＯリング（不図示）が設けられており、ピストン２２によって試料室２３と駆動流体室２４とが互いにシールされている。
【００３２】
耐圧容器２１の下端部には、シリンジポンプ３２から延びる流路Ｌ２２が接続されている。流路Ｌ２２は、シリンジポンプ３２と駆動流体室２４とを連通させており、駆動流体室２４には、流路Ｌ２２を通じてシリンジポンプ３２からの駆動流体Ｆ２が出入りする。シリンジポンプ３２によって駆動流体Ｆ２が加圧されると、ピストン２２に対して上向きの力が付与され、シリンジポンプ３２によって駆動流体Ｆ２が減圧されると、ピストン２２に対して下向きの力が付与される。シリンジポンプ３２は、後述するコンピュータ５０からの駆動信号により駆動される。なお、バルブＶ１０は、駆動流体Ｆ２をシリンジポンプ３２に導入するためのバルブである。
【００３３】
なお、水が凝固或いは沸騰するような温度圧力条件下で、気液平衡セル１，２が使用される場合もある。この場合、駆動流体Ｆ１、Ｆ２として、例えばシリコーンオイルなどの高沸点液体を採用することができる。また、凝固点を下げるために有機又は無機の添加剤を加えた水を駆動流体Ｆ１，Ｆ２としてもよい。この場合の添加剤としては、１価又は多価のアルコール、食塩、ショ糖等が挙げられる。また上記のアルコールとしては、メタノール、ジエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。また、メタノール、ジエチレングリコール、又はグリセリンを駆動流体Ｆ１、Ｆ２として採用してもよい。
【００３４】
続いて、図１及び図２を参照しながら、気液平衡セル１の試料室１３と気液平衡セル２の試料室２３とを連絡する連絡手段３３について説明する。連絡手段３３は、試料室１３と試料室２３との間で試料Ｓを搬送する。連絡手段３３は、次に説明する排出路１３ａと、流路Ｌ４〜Ｌ１０と、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８と、貫通孔１５と、を有している。
【００３５】
流路Ｌ４は、耐圧容器１１の排出路１３ａに接続され、試料室１３に連通している。また、流路Ｌ６は、耐圧容器２１の上端部に接続され、試料室２３に連通している。そして、流路Ｌ４の他端は、流路Ｌ７及び流路Ｌ８を介して流路Ｌ６の他端に接続されている。流路Ｌ４と流路Ｌ７との間にはバルブＶ５が介在しており、流路Ｌ７と流路Ｌ８との間にはバルブＶ２が介在しており、流路Ｌ８と流路Ｌ６との間にはバルブＶ８が介在している。バルブＶ５，Ｖ２，Ｖ８を開状態とすることで、排出路１３ａ，流路Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を介して、試料室１３と試料室２３とが連通する。このとき、バルブＶ１，Ｖ６，Ｖ７は閉状態とする。上記のように、排出路１３ａ，流路Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を介して、試料室１３と試料室２３とが連通した状態を、以下では、「第１連通状態」と呼ぶ。
【００３６】
気液平衡セル１のピストン１２には、当該ピストン１２を上下に貫通する貫通孔１５が設けられている。ピストン１２の上面には、スプリングチューブ１０の下端が連結されている。上記スプリングチューブ１０の上端は、上部エンドプラグ１１ｄの下面に接続されている。スプリングチューブ１０は、コイルスプリング状（螺旋状）に巻かれた配管であり、駆動流体室１４内に配置されている。スプリングチューブ１０は例えばステンレスからなる。スプリングチューブ１０の中空部の管路として形成される流路を、流路Ｌ１０とする。流路Ｌ１０は、貫通孔１５に連通しており、駆動流体室１４内を通過している。
【００３７】
スプリングチューブ１０は、可撓性を有すると共にコイルスプリング状に形成されているので、ピストン１２の上下移動に追従して変形することができる。なお、ピストン１２の上面には、上方に延びる棒状のエンドカラー１２ｂが取り付けられている。エンドカラー１２ｂの上端が上部エンドプラグ１１ｄの下面に当たることで、ピストン１２の上限位置が規定され、スプリングチューブ１０が押し潰されないようになっている。なお、ピストン１２の上限位置を規定するための棒材が、上部エンドプラグ１１ｄの下面に設けられてもよい。
【００３８】
更に、上部エンドプラグ１１ｄには流路Ｌ９が接続されており、流路Ｌ９は、上部エンドプラグ１１ｄを貫通して流路Ｌ１０に接続されている。流路Ｌ９の他端は、バルブＶ１を介して流路Ｌ７に接続されている。上記の構成により、流路Ｌ９は、流路Ｌ１０及び貫通孔１５を介して、試料室１３に連通している。従って、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ８を開状態とすることで、貫通孔１５，流路Ｌ１０，Ｌ９，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を介して、試料室１３と試料室２３とが連通する。このとき、バルブＶ５，Ｖ６，Ｖ７は閉状態とする。上記のように、貫通孔１５，流路Ｌ１０，Ｌ９，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を介して、試料室１３と試料室２３とが連通した状態を、以下では、「第２連通状態」と呼ぶ。
【００３９】
図１に示されるように、分析装置１００は、試料室１３，２３の圧力等を制御する制御部５３を備えている。制御部５３は、コンピュータ５０と、圧力温度検出器５１，５２とを備えている。コンピュータ５０は、シリンジポンプ３１，３２に駆動信号を送信する。圧力温度検出器５１は、試料室１３内の試料Ｓの温度と圧力とを測定し、測定値信号をコンピュータ５０に送信する。同様に、圧力温度検出器５２は、試料室２３内の試料Ｓの温度と圧力とを測定し、測定値信号をコンピュータ５０に送信する。
【００４０】
例えば、コンピュータ５０は、圧力温度検出器５１，５２から得られた測定値信号に基づいて、シリンジポンプ３１，３２を制御し、試料Ｓの圧力を制御することができる。また、第１又は第２連通状態において、シリンジポンプ３１，３２の駆動速度を制御することにより、試料Ｓの圧力を維持したままで、試料Ｓを、試料室１３と試料室２３との間で移動させることができる。なお、シリンジポンプ３１を制御するコンピュータと、シリンジポンプ３２を制御するコンピュータと、を別々に設けてもよい。また、制御部５３は、試料室１３と試料室２３の圧力を同一に保持してピストン１２，２２を静止させる圧力保持手段としても機能する。
【００４１】
分析部４０は、サンプリングバルブＶ２とガスクロマトグラフ装置４１とを含んでいる。サンプリングバルブＶ２は、流路Ｌ７，Ｌ８を流通する試料Ｓを採取するための試料採取手段として機能する。バルブＶ２は、流路Ｌ７，Ｌ８に連通する試料流路（不図示）を有しており、当該試料流路内に収容された試料Ｓを、ガスクロマトグラフ装置４１の試料導入口４１ａに送り込む。ガスクロマトグラフ装置４１では、導入された試料Ｓの組成分析が実行される。
【００４２】
続いて、図１及び図３を参照しながら、試料室１３に試料Ｓの原料を供給する原料供給部（原料供給手段）６０について説明する。
【００４３】
原料供給部６０は、流路Ｌ１と流路Ｌ２と流路Ｌ３とを備えている。流路Ｌ３は、上記の連絡手段３３の流路Ｌ５に接続されている。流路Ｌ１は、試料Ｓの気体材料を試料室１３，２３に導入するための流路であり、流路Ｌ２は、試料Ｓの液体材料を試料室１３，２３に導入するための流路である。上記の気体材料は、例えば二酸化炭素及びメタンガスであり、上記の液体材料は、例えば水である。図３に示されるように、流路Ｌ１には、例えばメタンガスを送出する気体原料シリンジポンプ６１と、例えば二酸化炭素ガスを送出する気体原料シリンジポンプ６２とが接続される。また、流路Ｌ２には、例えば水を送出する液体原料シリンジポンプ６３が接続される。
【００４４】
図１に示されるように、前述の流路Ｌ４の他端は、流路Ｌ７だけでなく、流路Ｌ５にも接続されている。流路Ｌ４と流路Ｌ５との間にはバルブＶ６が介在している。流路Ｌ５の他端は、バルブＶ７を介して流路Ｌ６に接続されている。流路Ｌ５の途中には流路Ｌ３の一端が接続され、流路Ｌ３の他端は、流路Ｌ１及び流路Ｌ２に接続されている。流路Ｌ１と流路Ｌ３との間にはバルブＶ４が介在し、流路Ｌ２と流路Ｌ３との間にはバルブＶ３が介在している。
【００４５】
以上のような原料供給部６０において、各バルブＶ３，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７が適宜操作されることで、気体原料シリンジポンプ６１，６２からの気体材料が、流路Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ４を通じて気液平衡セル１の試料室１３に導入される。また、液体材料シリンジポンプ６３からの液体材料は、流路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ４を通じて気液平衡セル１の試料室１３に導入される。同様にして、試料室２３に液体材料及び気体材料を導入することもできる。
【００４６】
続いて、図１〜図３を参照しながら、試料Ｓの分析作業における分析装置１００の動作等について説明する。
【００４７】
（試料Ｓの準備）
試料Ｓの気体原料と液体原料とを、シリンジポンプ６１〜６３から、流路Ｌ１，Ｌ２を通じて試料室１３に導入する。続いて、シリンジポンプ３１を制御してピストン１２に下向きの力を付与することにより、試料室１３を加圧する。試料室１３の圧力を実験圧力に制御しながら、マグネチックスターラ１６で試料Ｓの原料を数時間撹拌する。原料の撹拌後、数時間放置することにより試料Ｓとしてのガス溶解加圧水溶液が作製される。
【００４８】
（液相Ｓａの成分の分析）
試料Ｓが気液平衡状態に達した後、第１連通状態とされる。そして、シリンジポンプ３１が駆動流体Ｆ１を駆動流体室１４に押し込むと共に、シリンジポンプ３２が駆動流体Ｆ２を駆動流体室２４から抜き取る。そうすると、試料室１３内の下部に位置する液相Ｓａ成分が、排出路１３ａ，流路Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を通じて試料室２３に移動する。このとき、コンピュータ５０がシリンジポンプ３１，３２の駆動速度を制御することにより、液相Ｓａ成分は、一定の圧力に維持されたまま移動する。
【００４９】
そして、流路Ｌ７，Ｌ８を通過する液相Ｓａ成分が、サンプリングバルブＶ２によって採取され、ガスクロマトグラフ装置４１に導入される。ガスクロマトグラフ装置４１では、液相Ｓａ成分の組成分析が実行される。
【００５０】
（気相Ｓｂの成分の分析）
試料Ｓが気液平衡状態に達した後、第２連通状態とされる。そして、シリンジポンプ３１が駆動流体Ｆ１を駆動流体室１４に押し込むと共に、シリンジポンプ３２が駆動流体Ｆ２を駆動流体室２４から抜き取る。そうすると、試料室１３内の上部に位置する気相Ｓｂ成分が、貫通孔１５，流路Ｌ１０，Ｌ９，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ６を通じて試料室２３に移動する。このとき、コンピュータ５０がシリンジポンプ３１，３２の駆動速度を制御することにより、気相Ｓｂ成分は、一定の圧力に維持されたまま移動する。
【００５１】
そして、流路Ｌ７，Ｌ８を通過する気相Ｓｂ成分が、サンプリングバルブＶ２によって採取され、ガスクロマトグラフ装置４１に導入される。ガスクロマトグラフ装置４１では、気相Ｓｂ成分の組成分析が実行される。
【００５２】
続いて、上述した気液平衡セル１及び分析装置１００による作用効果について説明する。
【００５３】
気液平衡セル１のピストン１２には、貫通孔１５が設けられている。この構成により、第２連通状態でピストン１２を下向きに移動させ、貫通孔１５を通じて試料室１３から気相Ｓｂ成分を取り出すことができる。その一方、試料室１３の下部には排出路１３ａ（試料供給手段）が設けられ流路Ｌ４が接続されている。従って、第１連通状態でピストン１２を下向きに移動させ、排出路１３ａ及び流路Ｌ４を通じて試料室１３から液相Ｓａ成分を取り出すことができる。
【００５４】
このように、気液平衡セル１の試料室１３には、試料Ｓを取り出すための経路が上部と下部に１つずつ存在するので、液相Ｓａの成分及び気相Ｓｂの成分を選択的に試料室１３から取り出すことができる。従って、液相Ｓａ又は気相Ｓｂの所望の成分を効率よく分析部４０に供給することができる。その結果、気液平衡セル１を備える分析装置１００によれば、試料の所望の相の成分を効率よく分析することができる。
【００５５】
また、スプリングチューブ１０は駆動流体室１４内に設けられているので、外側から駆動流体Ｆ１の圧力を受ける。その一方、スプリングチューブ１０の内側の流路Ｌ１０は、試料室１３に連通しており、流路Ｌ１０の圧力は、試料室１３の圧力に等しい。また、ピストン１２が静止している場合、或いは低速で動いている場合には、駆動流体室１４と試料室１３の圧力はほぼ等しいと考えられる。従って、スプリングチューブ１０は、内外圧力差がほとんど無い状態で使用されることになる。従って、スプリングチューブ１０の材料としては、強度が低いものも選択することができる。すなわち、スプリングチューブ１０としては、ステンレス管に限られず、例えばポリエチレンチューブなど、可撓性に優れたものも選択することができる。更に、スプリングチューブ１０と上部エンドプラグ１１ｄとの接続部分、或いはスプリングチューブ１０とピストン１２との接続部分においても、極端に強固なシーリングは要求されない。
【００５６】
ここで、例えば、貫通孔１５等を設ける代わりに、気液平衡セル１を自在に上下反転できるようにする構成も考えられる。しかしながら、気液平衡セル１には、数十ＭＰａの高圧に対抗するシール機能も求められている。また、気相平衡セル１は金属製の耐圧容器を含んでいるので、重量が大きい。従ってこの場合、気液平衡セル１にあっては、高圧のシール機能と重量物を回転させる回転機能を両立する特殊な機構が必要になる。更に、気液平衡セル１を上下反転させた状態ではマグネチックスターラ１６は使用できないので、マグネチックスターラ１６に代えて特殊な撹拌装置が必要になる。このように、気液平衡セル１を上下反転自在とする構成では、装置が複雑化してしまう。これに対して、気液平衡セル１によれば、装置の複雑化も抑えることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
図４を参照しながら、本発明の加圧試料供給装置の第２実施形態としての気液平衡セル２０１について説明する。次に説明する気液平衡セル２０１を、気液平衡セル１の代わりに分析装置１００（図１）に適用してもよい。気液平衡セル２０１において、前述の気液平衡セル１と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し重複する説明を省略するものとする。
【００５８】
図４に示されるように、気液平衡セル２０１は、耐圧容器１１の内部の加圧領域１１ａ内に設置された試料収容容器２１１を備えている。試料収容容器２１１は、ガラス等の透明な材料からなり、例えば、耐圧容器１１の胴部１１ｂと同軸の円筒形状をなす。試料収容容器２１１は、耐圧容器１１内において、下部エンドプラグ１１ｅ上に立設されている。
【００５９】
ピストン１２は、試料収容容器２１１内に設けられている。ピストン１２は、試料収容容器２１１の内壁面を上下に摺動可能であり、その下方に位置する試料室１３をシールしている。試料収容容器２１１の内側で且つピストン１２の上方の領域は、駆動流体Ｆ１が充填される駆動流体室１４である。駆動流体室１４は試料収容容器２１１の上端開口を介して加圧領域１１ａに連通されているので、駆動流体室１４及び加圧領域１１ａ全体に駆動流体Ｆ１が充填される。
【００６０】
気液平衡セル２０１は、窓部２１２を備えている。窓部２１２は、耐圧容器１１の胴部１１ｂの一部として設けられており、ガラス等の透明な材料からなる。前述のように、試料収容容器２１１も透明な材料からなるので、ユーザは、耐圧容器１１の外から窓部２１２と試料収容容器２１１とを通して試料室１３内を観察することができる。
【００６１】
なお、試料室１３内を観察可能にするためには、気液平衡セル１（図２）の胴部１１ｂに窓部を設ける構成も考えられる。しかしながら、ガラス製の窓部と金属製の側壁との間を滑らかに接続することは困難であるので、ピストン１２が円滑に摺動可能な内壁面を形成するのは難しい。よって、そのような問題を回避すべく、気液平衡セル２０１のように、耐圧容器１１内に透明な試料収容容器２１１を設置した構成が好ましい。
【００６２】
気液平衡セル２０１において、ピストン１２には貫通孔１５が設けられており、試料室１３の下部には排出路１３ａが設けられている。排出路１３ａは、下部エンドプラグ１１ｅを上下に貫通している。従って、上述のような気液平衡セル２０１によっても、気液平衡セル１と同様の作用効果が奏される。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。例えば、本発明では、分析装置が備える第１及び第２の加圧手段の両方に、気液平衡セル１又は気液平衡セル２０１の構成を採用してもよい。また、第１及び第２の加圧手段に対して、気液平衡セル１又は気液平衡セル２０１の構成を適宜組み合わせて採用してもよい。また、実施形態では、ピストン１２，２２を流体駆動させているが、これらのピストン１２，２２は例えばカム機構などで機械的に駆動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…気液平衡セル（加圧試料供給装置、第１の加圧手段）、２…気液平衡セル（第２の加圧手段）、１０…スプリングチューブ（可撓性の配管）、１１…耐圧容器（試料収容容器）、１１ａ…加圧領域、１２…ピストン（可動隔壁）、１３…試料室（試料収容部、第１の収容部）、１３ａ…排出路（試料供給手段）、１４…駆動流体室（隔壁駆動領域）、１５…貫通孔、１６…撹拌装置、２３…試料室（第２の収容部）、３３…連絡手段、５３…制御部（圧力保持手段）、６０…原料供給部（原料供給手段）、２１１…試料収容容器、Ｆ１，Ｆ２…駆動流体（加圧流体）、Ｖ２…サンプリングバルブ（試料採取手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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