(57)【要約】【課題】本発明の目的は、製造コストを抑えながらも混合装置内部に密度の大きい液体の一部が溜まらず、液体中の気泡が内部に残存しづらく、さらには圧力損失の小さい混合装置を提供することである。【解決手段】円柱状の凹部を有し、液体の流入方向が前記凹部の底面及び側面に沿った方向となるような流入口が前記凹部の側面に設けられた第１の部材と、円錐状の凹部を有し、液体の流出口が円錐の頂点の位置に設けられた第２の部材と、を備え、前記第１の部材と前記第２の部材は互いの凹部を対向させるようにして接合されていることを特徴とする混合装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の凹部を有し、液体の流入方向が前記凹部の底面及び側面に沿った方向となるような流入口が前記凹部の側面に設けられた第１の部材と、
円錐状の凹部を有し、液体の流出口が円錐の頂点の位置に設けられた第２の部材と、を備え、
前記第１の部材と前記第２の部材は互いの凹部を対向させるようにして接合されていることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
前記第１の部材の凹部の縁と、前記第２の部材の凹部の縁との間にＯリングを介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載の混合装置。
【請求項３】
前記第１の部材と、前記第２の部材とが互いの凹部を対向させるための嵌合部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混合装置。
【請求項４】
前記第１の部材と前記第２の部材とがネジ止めまたはクランプ止めにより接合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混合装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の混合装置を複数備え、一つの混合装置における前記流出口に、流路を介して他の混合装置における前記流入口を接続する態様で混合装置を直列接続してなる混合装置群。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の混合装置の前記流入口に、切替弁及び／又は流路を介して溶離液タンクを接続し、前記流出口に流路を介して送液ポンプを接続してなる液体クロマトグラフ用の送液システム。
【請求項７】
請求項５に記載の混合装置群の一端にある混合装置の前記流入口に切替弁及び／又は流路を介して溶離液タンクを接続し、他端にある混合装置の前記流出口に流路を介して送液ポンプを接続してなる液体クロマトグラフ用の送液システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる液体を混合する混合装置及び前記混合装置が流路に組み込まれている液体クロマトグラフ用の送液システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフでは、異なる液体を均一に混合するための混合装置が色々な場面で使用される。例えば、異なる濃度又は組成の溶離液を制御された割合で混合してカラムに供給する場面、濃縮された溶離液に希釈水をオンラインで混合して調整した溶離液をカラムに供給する場面、カラムからの溶出液に反応試薬を混合してポストカラム反応を起こす場面等で、混合装置は重要な役割を果たす。この混合装置には、撹拌子等の可動部を持つダイナミックミキサーや可動部を持たないスタティックミキサーがある。スタティックミキサーは、ダイナミックミキサーと比べて安価であり、流路管内径を小さくした後に大径部に噴射させるタイプの混合装置（例えば、特許文献１参照）や、複雑な流路を構成し、液体に回転運動を与えて混合する混合装置（例えば、特許文献２参照）等がある。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されたような同軸上で内径を変化させた混合装置では、大径部に噴射させた際に混合装置内部の端部に密度の大きい液体の一部が溜まり、均一に混合されない場合や液体中に含まれていた気泡が端部に引っ掛かって残る場合があった。また、特許文献２に記載されたような混合装置では、液体に回転運動を与えるために密度の大きい液体の一部が溜まる可能性は低いものの、非常に複雑な流路であるために圧力損失も大きく、液体中に含まれていた気泡が複雑な流路の途中で引っ掛かって残ってしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９８１８号公報
【特許文献２】特開２００８−１２４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造コストを抑えながらも混合装置内部に密度の大きい液体の一部が溜まらず、液体中の気泡が内部に残存しづらく、さらには圧力損失の小さい混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明者らは液体の流入方向及び流出方向に着目し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
円柱状の凹部を有し、液体の流入方向が前記凹部の底面及び側面に沿った方向となるような流入口が前記凹部の側面に設けられた第１の部材と、
円錐状の凹部を有し、液体の流出口が円錐の頂点の位置に設けられた第２の部材と、を備え、
前記第１の部材と前記第２の部材は互いの凹部を対向させるようにして接合されていることを特徴とする混合装置である。
【０００８】
本発明の混合装置は前記第１の部材の凹部の縁と、前記第２の部材の凹部の縁との間にＯリングを介して接合されていてもよい。また、前記第１の部材と前記第２の部材との接合態様は互いの凹部を対向させるための嵌合部を設ける、ネジ止めまたはクランプ止めにより接合するといった態様が可能である。
【０００９】
また、本発明の混合装置は複数用いて、一つの混合装置における前記流出口に、流路を介して他の混合装置における前記流入口を接続する態様で直列接続してもよい。
【００１０】
さらに、本発明の混合装置における前記流入口に、切替弁及び／又は流路を介して溶離液タンクを接続し、前記流出口に送液ポンプを接続して液体クロマトグラフ用の送液システムとしてもよく、上述したように混合装置を複数用いた場合であっても、一端にある混合装置の前記流入口に切替弁及び／又は流路を介して溶離液タンクを接続し、他端にある混合装置の前記流出口に流路を介して送液ポンプを接続して液体クロマトグラフ用の送液システムとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の混合装置によれば、液体を効率よく混合することができ、混合装置内部に密度の大きい液体の一部が溜まりにくく、気泡も引っ掛かりにくい。また、従来の液体に回転運動を与える混合装置に比べて構造が非常に単純であり、製造コストも抑えることができる。さらには、流路径の小さい部分や複雑な流路を用いないため圧力損失も小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例である混合装置の内部構造を表した（a）斜視図、（ｂ）上面図、（ｃ）側面図である。
【図２】本発明の一実施例において、流入口が２つある混合装置の内部構造を表した（a）斜視図、（ｂ）上面図、（ｃ）側面図である。
【図３】本発明の一実施例である混合装置の分解斜視図である。
【図４】第１の部材と第２の部材の接合態様を示した図である。
【図５】本発明の混合装置を備えたイオンクロマトグラフシステムの一例を説明するための図である。
【図６】本発明に至る前の混合装置の内部構造を表した（a）斜視図、（ｂ）上面図、（c）側面図である。
【図７】混合装置を備えたイオンクロマトグラフシステムにおいて、用いた混合装置の違いによるベースラインの比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の混合装置を備えたイオンクロマトグラフシステムについて、図面に表した形態に基づき詳細な説明を行うが、これらは本発明を限定するものではない。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の混合装置の内部構造斜視図であり、図１（ｂ）は上面図、図１（ｃ）は側面図である。側面部の流入口４１、円錐頂点部の流出口４３および円錐形状の内部空間４４を有している。流入口４１は、液体の流入方向が内部空間４４の底面及び側面に沿った方向となるように接続されており、これにより液体に回転運動を与えることができる。さらに、円錐形状の上部より液体が出ていくため、内部空間内に密度の大きい液体の一部が溜まりにくい構造となっており、効率よく混合でき、気泡も引っ掛かりにくい。
【００１５】
図２（ａ）は、本発明の混合装置において流入口が２つある混合装置の内部構造斜視図であり、図２（ｂ）は上面図、図２（ｃ）は側面図である。流入口４１および４２は、共に液体の流入方向が内部空間４４の底面及び側面に沿った方向となるように接続されており、同様に液体に回転運動を与えることができ、２種類の液体を混合するのに好適である。３種類以上の液体を混合する際にも同様に３つの流入口を設ければ良い。流入口が１つの場合であっても切替弁を介して２種類以上の液体を混合することが可能であることは言うまでもない。
【００１６】
図３は、本発明の混合装置の分解斜視図である。本発明の混合装置は、図の様に単純に２つの部品（第１の部材、第２の部材）より構成されており、互いの凹部を対向させるようにして接合すれば問題ない。例えば、図３の態様では、第１の部材に嵌合用の凹部を形成し、第２の部材に嵌合用の凸部を形成し、内部空間を形成するための凹部をその嵌合用の凹部、凸部にそれぞれ形成している。このように、それぞれの部材に嵌合用の凹部、凸部を形成して、嵌め合うことで１つの混合装置となるため、高い加工精度も必要無く、流路も複雑ではない。そのため製造コストが高くならず、また圧力損失も小さいことが分かる。
【００１７】
第１の部材と第２の部材の接合態様としては前述したように、嵌合用の凹部、凸部を内部空間を形成するための凹部がある場所に形成する（図４（ａ）参照）他にも、内部空間を形成するための凹部がある場所以外に嵌合用の凹部、凸部を形成する（図４（ｂ）参照）、一方の凹部以外の位置に２以上の貫通穴を設け、他方の部材に前記貫通穴と位置合わせされた貫通していない穴を有しており、前記貫通穴と前記貫通していない穴をネジ止めする（図４（ｃ）参照）等であっても問題はない。また、第１の部材と第２の部材の接合態様として、間にＯリングを介して（図４（ｄ）参照）、ネジやクランプを用いて止めても問題はない。
【００１８】
部材の材質は、金属、樹脂等と特に制限は無いが、化学的に不活性な材質が求められ、アセトニトリル等の一部の有機溶媒を使用するイオンクロマトグラフにおいては、ポリテトラフルオロエチレンやポリエーテルエーテルケトンの様な、化学的に不活性で且つ耐溶媒性の高い樹脂が好ましい。凹部の容量については、特に制限するものでは無いが、一定の間隔で異なる液体を繰り返し切替えて送液するようなケースにおいては、繰り返す容量の２〜３倍程度の容量であることが好ましい。なお、部材の形状は、円柱、三角柱、四角柱等と特に制限は無いが、部材側面が曲面となるような形状の場合は、加工時の液体入口の位置ずれを防ぐために流入口付近は平面状に切り出しておくことが好ましい。
【００１９】
図５は、図１にて示した本発明の混合装置を直列に複数接続して、イオンクロマトグラフのポンプの溶離液吸引流路部に組み入れた図である。圧力損失が小さいためポンプの吸引流路部に組み入れることが可能である。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例を用いて説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１にて示した本発明の混合装置と図６にて示した混合装置をそれぞれ２個直列にプランジャー式のポンプ吸引流路に組み入れたイオンクロマトグラフシステムを作製した。図６にて示した混合装置は、側面部の流入口４１、上部の流出口４３、３つの円筒形状を合成した内部空間４４を有している。流入口４１は、最下部の円筒中心方向へと接続されており、液体へ回転運動を与えることが難しい構造となっている。なお、図１で示した混合装置の内部空間の底面の直径は１５ｍｍ、高さは８６ｍｍ、内部空間容積は７１０μＬであり、図６にて示した混合装置の最下部と最上部の円筒の直径は６ｍｍ、中央部の円筒の直径は１２ｍｍ、全体の高さは１１ｍｍであり、内部空間容積は６８０μＬである。
【００２２】
図７は、１０倍に濃縮された溶離液と希釈用純水をプランジャー式ポンプのストローク単位にて２液を１対９の比にて交互に切替えて送液した際の電気伝導度検出器のベースラインの比較である。具体的には、１ストローク当たりに送液する容積が９．４μＬであるプランジャー式ポンプを用いて、３ストローク分１０倍に濃縮された溶離液を送液し、液体を希釈用純水に切替えた後に２７ストローク分送液することを繰り返し行った。使用した１０倍に濃縮された溶離液は、３８ｍＭ炭酸水素ナトリウムおよび３０ｍＭ炭酸ナトリウムの混合水溶液であり、流量１．５ｍＬ／ｍｉｎにて測定を行った。図６にて示した混合装置を使用したベースラインａは、１０倍に濃縮された溶離液と希釈用純水を切替えたことに由来する周期的なゆらぎが明確に残っており、混合が不十分である。それに対して、図１にて示した本発明の混合装置を使用したベースラインｂでは、１０倍に濃縮された溶離液と希釈用純水を切替えたことに由来する周期的なゆらぎがほとんど見えなくなっており、高い混合効率であることが分かる。
【符号の説明】
【００２３】
１０    タンク１（１０倍に濃縮された溶離液）
２０    タンク２（希釈用純水）
３１    液体切替用電磁弁１
３２    液体切替用電磁弁２
４０    混合装置
４１    流入口
４２    別の流入口
４３    流出口
４４    混合装置内部空間
４５    嵌合部
４６    ネジ止め部
４７    Ｏリング
５０    プランジャー式ポンプ
６０    サンプラー
７０    分析カラム
８０    サプレッサー
９０    電気伝導度検出器
【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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【図６】
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【図７】
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