(57)【要約】サンプル準備装置をもって使用する凝縮器ユニットは、内部チューブと中空の外部スリーブと流体経路を備えている。この外部スリーブは、凝縮器本体を形成するために内部チューブ周りに同軸に配置されている。また、流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿されている。流体経路の第一の経路は、凝縮器本体の軸方向に沿って延びており、流体経路の第二の経路は、凝縮器本体の円周方向に延びている。容器の中にある物質を攪拌するための攪拌器組立体は、攪拌作業中も、その物質が、容器から注入および抽出すことが可能となる。攪拌器組立体は、中空の攪拌ロッドと攪拌部材と流体サンプリング機器を備えている。この攪拌ロッドと攪拌部材は共に、攪拌器組立体内部として形成され、その結果、流体サンプリング機器は、そこで移動可能に配置されることが可能である。凝縮器ユニットおよび攪拌器組立体は、凝縮器／攪拌器の装置を提供するために、集約して組合されることが可能である。【選択図】図１
2004507720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の蒸発物体を凝縮するために適合された凝縮器ユニットにおいて、
（ａ）向かい合った第一の端部および第二の端部を有した内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
（ｂ）向かい合った第一の端部と第二の端部とを有し、前記内部壁面の周りに同軸に配置された外部壁面を含む中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブとを合わせて密閉された凝縮器本体として形成され、前記内部壁面の第二の端部は、凝縮器本体の開口部として形成され、
（ｃ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、該流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の周方向に沿って延びている、
ことを特徴とする凝縮器ユニット。
【請求項２】
前記入口端部と前記出口端部は、前記内部チューブと前記外部スリーブのそれぞれの前記第一の端部と近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項３】
前記内部壁面と前記外部壁面のそれぞれの前記第一の端部は、共に密閉されており、前記内部壁面と前記外部壁面のそれぞれの前記第二の端部も、共に密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項４】
前記流体経路は、溝によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項５】
前記溝は、前記内部壁面に形成され、前記溝と外部壁面を合わせて、前記流体経路を形成することを特徴とする請求項４に記載の凝縮器ユニット。
【請求項６】
前記溝は、前記外部壁面に形成され、該溝と前記外部壁面を合わせて、前記流体経路を形成することを特徴とする請求項４に記載の凝縮器ユニット。
【請求項７】
前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの前記第一の端部に近接して、前記凝縮器本体に取り付けられた取り付け頭部を備えることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項８】
前記取り付け頭部にシールプレートが取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の凝縮器ユニット。
【請求項９】
入口金具および出口金具を含み、前記入口金具は、前記流体経路の前記入口端部に流体が連通するように前記取り付け頭部に取り付けられ、前記出口金具は、前記流体経路の前記入口端部に流体が連通するように前記取り付け頭部に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の凝縮器ユニット。
【請求項１０】
前記内部壁面は、前記凝縮器本体内部として形成され、前記取り付け頭部は、前記凝縮器本体の前記内部に流体が連通可能に配置された内部空孔を含むことを特徴とする請求項７に記載の凝縮器ユニット。
【請求項１１】
前記取り付け頭部は、外部表面と、該外部表面と前記内部空孔との間を流体が連通するように配置された放出経路と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の凝縮器ユニット。
【請求項１２】
前記凝縮器本体にシールプレートが取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項１３】
前記凝縮器本体にフィンが配置されることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器ユニット。
【請求項１４】
容器からの蒸発を防止する凝縮器組立体において、
（ａ）向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器の内部で形成される内部チューブと、該内部チューブ、入口穴、および出口穴の周りに同軸に配置された外部スリーブと、を含んだ凝縮器ユニットを備え、前記内部チューブおよび前記外部スリーブは凝縮器本体として形成され、
（ｂ）前記第一の端部に接合され、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面を含んだシール要素を備え、
（ｃ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、該入口端部は、前記入口穴に流体が連通するように配置されており、前記出口端部は、前記出口穴に流体が連通するように配置されており、前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｄ）前記内部穴と前記外部穴と接続された熱伝達媒体循環システムを含む、
ことを特徴とする凝縮器組立体。
【請求項１５】
開口端部と、閉塞端部と、中空の容器内部と、を含んだ容器において、前記容器は、外部スリーブに同軸に配置されており、前記開口端部は、前記シール要素の前記第一の表面に密封して接合されており、凝縮器本体の第二の端部は、前記凝縮器内部および前記容器内部との間を連通して形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の凝縮器組立体。
【請求項１６】
容器からの熱を伝達する熱交換システムにおいて、
（ａ）向かい合った第一の端部と、第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、を有した凝縮器本体を備え、
（ｂ）前記第一の端部が取り付けられ、流体入口金具と、流体出口金具と、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面と、を含んだ頭部を備え、
（ｃ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｄ）前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合させて、ポンプ出口経路を介して前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口を含み、ポンプ入口経路を介して前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んむポンプを備える、
ことを特徴とする熱交換システム。
【請求項１７】
容器からの熱を伝達する熱交換システムにおいて、
（ａ）向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、を有した凝縮器本体を備え、
（ｂ）前記第一の端部が取り付けられ、流体入口金具と、流体出口金具と、前記外部スリーブを覆うように半径方向の外側に延びた第一の表面と、を含んだ頭部を備え、
（ｃ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｄ）前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合させて、ポンプ出口経路を介して前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口を含み、ポンプ入口経路を介して前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んむポンプを備える、
ことを特徴とする熱交換システム。
【請求項１８】
加熱ユニットに導管が取り付けられ、少なくとも前記流体経路の一部が、前記導管に向かって延びていることを特徴とする請求項１７に記載の凝縮および加熱組立体。
【請求項１９】
容器に入れられた物質を攪拌し、攪拌作業中、前記物質を前記容器の中に注入および抽出可能な攪拌器組立体において、
（ａ）向かい合った、第一の開口端部と、第二の開口端部と、前記第一の開口端部および第二の開口端部が連通するよう配置された中空内部と、を含んだ攪拌ロッドを備え、
（ｂ）前記攪拌ロッドの前記第二の端部に配置され、先端部と、先端穴と、攪拌ロッドの前記第二の端部と前記先端穴との間で連通するように形成された中空内部と、を有した攪拌部材を含み、前記攪拌ロッドの内部と前記攪拌部材の内部はともに、攪拌器組立体内部として形成され、
（ｃ）前記攪拌器組立体内部に移動可能に設置された流体サンプリング機器を含む、
ことを特徴とする攪拌器組立体。
【請求項２０】
前記攪拌部材は、前記攪拌ロッドに取り外し可能に取り付けられることを特徴とする請求項１９に記載の攪拌器組立体。
【請求項２１】
軸受プレートを備え、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレートを通じて回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項１９に記載の攪拌器組立体。
【請求項２２】
流体搬送モジュールを備え、前記サンプリング機器は、前記流体搬送モジュールに移動可能に取り付けられることを特徴とする請求項１９に記載の攪拌器組立体。
【請求項２３】
容器に入った物質を攪拌し、前記容器から蒸発層が逃げるのを防止するために、前記物質の前記蒸発層を凝縮させる凝縮／攪拌装置において、
（ａ）向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
（ｂ）前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、凝縮器本体として形成され、
（ｃ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ流体経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｄ）前記凝縮器内部を通じて、前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備える、
ことを特徴とする凝縮／攪拌装置。
【請求項２４】
シャフトと、前記シャフトの端部に取り付けられた攪拌部材と、を含むことを特徴とする請求項２３に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項２５】
前記攪拌ロッドおよび前記攪拌部材は、ともに、それぞれ長く延びた空孔で形成される中空の領域を含むことを特徴とする請求項２４に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項２６】
前記攪拌ロッドは、長く延びた空孔を有することを特徴とする請求項２３に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項２７】
前記攪拌ロッドは、向かい合った第一の端部および第二の端部を含み、隔壁が前記第一の攪拌ロッド端部に取り付けられ、第二の攪拌ロッド端部は、前記凝縮器本体の下方に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項２８】
軸受プレート穴を含んだ軸受プレートが備えられ、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレート穴を通して回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項２９】
前記内部壁面および前記外部壁面のそれぞれの第一の端部を覆って、シールプレ−トが取り付けられていることを特徴とする請求項２３に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項３０】
軸受プレート穴を含んだ軸受プレートを備え、前記シールプレートは、シールプレート穴を含み、前記攪拌ロッドは、前記軸受プレート穴および前記シールプレート穴を通じて延びていることを特徴とする請求項２９に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項３１】
バイアス部材を含み、前記軸受プレートは、前記シールプレートの上に配置され、前記バイアス部材は、前記ベアリングプレートおよびシールプレートとの間に内挿され、下方向にシールプレートを偏らせるように取り付けられることを特徴とする請求項３０に記載の凝縮／攪拌装置。
【請求項３２】
（ａ）開口部を設けたプレートを備え、
（ｂ）向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
（ｃ）前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブとを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
（ｄ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｅ）前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
（ｆ）前記攪拌ロッドに動作可能に接続され、前記攪拌ロッドに回転エネルギを与えるために調整される駆動組立体を備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。
【請求項３３】
前記プレートは、サンプル輸送作業装置に取り付けられていることを特徴とする請求項３２に記載のサンプル準備組立体。
【請求項３４】
前記攪拌ロッドは、長く延びた空孔を有し、流体サンプリング機器は、前記長く延びた空孔に移動可能に配置されることを特徴とする請求項３２に記載のサンプル準備組立体。
【請求項３５】
前記凝縮器本体は、前記外部スリーブから半径方向外側に延びたシール表面を含み、開口端部、閉塞端部、および中空の容器内部を有した容器は、前記外部スリーブまわりに同軸に配置され、前記開口端部は、シール表面に接合し、前記凝縮器内部は、前記容器内部と連通していることを特徴とする請求項３２に記載のサンプル準備組立体。
【請求項３６】
（ａ）開口部を設けたプレートを備え、
（ｂ）向かい合った第一の端部および第二の端部を有した内部壁面を含み、中空の凝縮器内部として形成される、内部チューブを備え、
（ｃ）前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
（ｄ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｅ）前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
（ｆ）前記熱交換経路の前記入口端部および前記出口端部とが連通するような熱伝達媒体循環システムとを備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。
【請求項３７】
（ａ）開口部を設けたプレートを備え、
（ｂ）向かい合った第一の端部および第二の端部を有し、中空の凝縮器内部として形成される内部壁面を含んだ内部チューブを備え、
（ｃ）前記内部壁面まわりに同軸に配置され、向かい合った第一の端部および第二の端部を有した外部壁面を含んだ中空の外部スリーブを備え、前記内部チューブと前記外部スリーブを合わせて、プレートに取り付けられた凝縮器本体として形成され、
（ｄ）前記内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んだ熱交換経路を備え、前記凝縮器本体の前記第一の端部に近接して各々が配置された前記入口端部および前記出口端部を含み、前記熱交換経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記熱交換経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｅ）前記開口部と前記凝縮器内部とを通して、前記内部壁面と前記外部壁面とのそれぞれの第二の端部を覆うように延びた攪拌ロッドを備え、
（ｆ）前記凝縮器本体に近接して配置された加熱ユニットを備える、
ことを特徴とするサンプル準備組立体。
【請求項３８】
容器から物質の蒸発層を逃がすのを防止する蒸気漏洩防止方法において、
（ａ）内部チューブと、前記内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブと、前記内部チュ−ブと前記外部スリーブとの間に内挿された流体経路と、を含んだ凝縮器ユニットとを提供し、前記流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びており、
（ｂ）前記流体経路が導管内に向かって延びるように、前記凝縮器ユニットに物質が密封して入るような導管を準備し、
（ｃ）前記物質の蒸気部分を凝縮させるために、前記流体経路を通して、熱伝達媒体を循環させる、
ことを特徴とする蒸気漏洩防止方法。
【請求項３９】
導管に含まれた物質の攪拌方法において、
（ａ）シャフトと、前記シャフトに取り付けられた攪拌部材と、を含んだ攪拌ユニットを提供し、前記シャフトと攪拌部材とは、共に長い空孔で形成されるそれぞれの中空の内部を含み、
（ｂ）前記攪拌部材が物質内に沈められるように、物質を含んだ導管に攪拌ユニットを挿入し、
（ｃ）前記攪拌部材を回転させ、
（ｄ）前記物質が攪拌部材を回転中、前記導管から注入および抽出できるように、前記長く延びた空孔を介して前記攪拌部材のからサンプリング機器を挿入させる、
ことを特徴とする物質の攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、導管内に入ったサンプル溶液の調整に関する。特に、本発明は、溶液を攪拌することと、蒸発により導管から加熱された溶液の量の減少を防止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの薬剤開発の工程の一部おいて、試験管や、他のそのような導管は、一般的に、試験管を受入れるために列をなす円柱状の穴で構成された金属ブロックの加熱ユニット内に配置される。この加熱ユニットは、しばしば作業装置に集積された多くのモジュールのうちの１つとして提供され、各々のモジュールは、特定の開発過程によって実施される特別な機能を有する。
【０００３】
例えば、図１には、一般的な液体サンプル準備の作業装置１０が示されている。この作業装置１０は、典型的には、フレーム１２、サンプリング針２２を備えたモータ駆動により機械的に液体を運搬するモジュール２０、希釈モジュール３０、加熱ユニット４０と導管ラック組立体５０を一般的に含む。液体搬送モジュール２０は、フレーム１２内で横方向のトラック１２Ａに沿って移動可能な水平アーム２４と、水平アーム２４には、横方向のトラック（図には示していない）に沿って移動可能な鉛直アーム２６を含んでいる。サンプリング針２２は、鉛直アーム２６の鉛直トラック（図には示していない）に取り付けられている。ステップモータ（図には示していない）は、典型的には、関連したトラックに沿って液体運搬モジュール２０の該当する各々の構成部品を可動させる動力を提供している。この結果、サンプルリング針２２は、作業装置１０の様々な位置で作業遂行可能なように３軸に沿って移動可能となる。
【０００４】
希釈モジュール３０は、注射器型のポンプからなり、注射器３２およびバルブ３４を含んでいる。希釈モジュール３０は、溶媒貯蔵器３５から移送ライン３７Ａ、３７Ｂを介してサンプルリング針２２に溶媒のような希釈媒体を搬送する。加熱ユニット４０は、ラック部４２と加熱ユニットの正面後方に位置した下部包囲部４４を含む。ラック部４２は、加熱導管４５を支持するように適合された配列を成した壁面を有した熱伝導性材料のプレートであり、加熱導管４５は、下部包囲部４４内に向かって延びており、その中に含まれた加熱装置によって加熱される。下部包囲部４４は、各々の壁面の下に配置された磁気駆動器も含む。該磁気駆動器が作動したとき、加熱導管４５内に含まれた媒体を攪拌するために、各々の加熱導管４５の中に入れられた磁気攪拌部材に結びつく。
【０００５】
加熱導管４５は、試験薬、化学物性、配合などの試料を保持するようになっている。加熱制御装置４６は加熱導管４５に含まれたサンプル溶液の量に対して、加熱プロフィールをプログラム化することが可能となるように、そして磁気駆動器の起動も可能なように、包囲部４４の前面に取り付けられている。導管ラック組立体５０は、様々な形の導管ラック５４を支持するために、たくさんのラックマウント５２を含む。導管ラック５４は、試験管５６、５７や瓶５９のような様々な大きさ、形をした配列をもった導管に対応できるように逐次、提供されている。
【０００６】
作業装置１０の一般的な用途において、液体運搬モジュール２０は、加熱ユニット４０の上部の位置を移動し、サンプリング針２２の先端２２Ａは、加熱導管４５内に計測された溶媒の量を注入するために、各々の加熱導管の隔壁を貫通するよう下降する。一度、希釈液体サンプルが、所望の温度に加熱されたら、サンプルリング針２２は、１本ないしはそれ以上の加熱導管４５からサンプルを抽出し、導管ラック組立体５０に移動する。サンプルリング針２２は、導管ラック５４の導管５６、５７、５９の中に測定されたサンプル量を注入することも可能である。この点において、作業の多くは、ラック組立体５０で実施可能であり、このラック組立体５０は、特別なサンプル準備および管理された試験手順に従うであろう。その一例として、サンプルは、高圧液体のクロマトグラフィ装置のような分析装置によって、さらなる工程のために、ラック組立体５０から搬送されることが可能である。
【０００７】
当業者の知識をもってすれば、加熱導管４５に含まれる物質、特に溶媒の蒸発は、良くある問題である。溶媒の蒸発は、各々の加熱導管４５内にある化学成分の濃度を変える好ましくない結果となり、サンプリングの妥当性および分析の工程に悪影響を与える。これに従って、加熱ユニット４０は、通常は、ファンユニット４８を備えており、このファンユニット４８は、蒸発した液体および特に溶媒が凝縮する加熱導管４５の上部まわりに空気を吹き付ける。このような方法により、ファンユニット４８は、加熱導管４５からそのような蒸気が逃げることを防止し、加熱導管４５の壁面に蒸気が凝縮し、その結果、加熱導管４５の底部に凝縮溶液が舞い戻る。
【０００８】
加熱導管４５の上部近辺に空気を吹き付けるような標準的な方法は、装置をかなり単純化できるが、非常に効率が悪いということが解っている。ファンユニット４８を使用することにより、強制対流のメカニズムによって原則的には、熱は加熱導管４５の上部に移動する。一般的な手法として、この対流は、流体と固体の表面の温度が異なるとき、固体本体または、その中の経路の上を空気のような流体が流れるときに発生する。流体と固体表面の熱伝達は、固体表面に関連した流体の挙動の結果として発生する。ファンユニット４８なしでは、自然（もしくは自由）対流の流体の挙動は、流体内の密度勾配により浮力をもたらす結果になり、この密度勾配は、流体中の固体表面と流体自身の中の温度変化で形成された固体表面の温度勾配の結果からなる。ファンユニット４８は、機械的に流体の挙動を含んで動作し、この流体の挙動は、この場合には、加熱導管４５の上部にある外部表面まわりの空気の流れの作用に関係する。
【０００９】
ファンまたはポンプによる強制対流は、自然対流と比べて、熱移動の割合が増加することは良く知られている。しかし、熱移動する強制対流モードは、他の状況では最適であるが、加熱導管４５のような導管の配列に適用するには、最適ではない。加熱ユニット４０によって、加熱導管４５に加えられた熱エネルギ量と、そのような熱エネルギが加えられた割合によって、蒸発の段階で溶媒量が比較的に速く変化する。上部からの充分な熱エネルギが、溶媒を液体層に再凝縮させるため、加熱導管４５の上部まわりの隙間にある空気の強制対流は取り除くことはできない。その結果として、隔壁またはその他のシール部材が提供されているときは、加熱導管４５と周囲の空気との間の温度および圧力の差から、高温で蒸発した溶媒の大半は、加熱導管４５から逃げ出す。
【００１０】
他の問題として、加熱導管４５内で、粘度成分が高い物質を製造されるような事態で発生する。そのような粘度成分は、連続的または、周期的に加熱の間に攪拌することが要求される。加熱導管４５に入った粘度成分は、非常に粘度が高いため磁気的な駆動攪拌部材を用いるような標準的な方法で攪拌できないことはよくある。この問題は、比較的に狭い加熱導管４５の狭い内部と、導管の配列が互いに近接していることで、悪化している。磁気攪拌部材を使用するために、外部に磁気駆動組立体が組み込まれているため、加熱導管４５のまわりには余分空間はほとんどない。それに加えて、サンプリング套管のような加熱導管４５内に作用する他の要素に邪魔にならないような方法で、水掻き部またはその他駆動攪拌部材が挿入されているため、個々の加熱導管４５内にも余分空間はほとんどない。
【００１１】
本発明は、導管内の物質製造工程に関連して、これらまたはこの他の問題を解決することを提供したものである。
【００１２】
【発明の開示】
本発明によれば、鉄のような熱伝導性に優れた材料からなるコンパクトな流体冷却凝縮器ユニットを提供する。導管内にある蒸発が促進された溶媒を効率的に冷却および凝縮するために、そして導管内の溶媒が減らないように、これまでに達成してきたことよりもより一層高い次元ですべてを達成できるように、この凝縮器ユニットは、サンプルの中身を含んだ導管の上部に、嵌合するように取り付けられる。これより以降に示した内容から明らかになる時、熱伝達の対流と熱伝導のどちらも利用した、いくつかの異なった機構を形成することにより、本発明の凝縮器ユニットは、導管からの効率のよい熱伝達を可能とする。
【００１３】
凝縮器ユニットの形状は、熱伝達が可能となるために、導管の上部内で、様々な表面で形成される。付け加えて、熱伝達流体に対する経路は、凝縮器ユニットの簡素化に関連して、熱交換としての凝縮器の全体の効率が上がるように多数の流れをもった溝の配置を形成している。大半の熱エネルギは、凝縮器ユニットを通して水のような熱伝達流体が循環することによって導管から運び出される。この循環は、凝縮器ユニットの本体および表面の冷却を保ち、導管の上部にある局所の空気および溶媒の蒸気から凝縮器ユニット内にある熱伝達流体に向かったいくつかの方向に様々な複雑な温度勾配を順番に引き起こす。重要な対流をもった熱伝達は、導管の上部の周りの表面と同様に、凝縮器ユニットの表面で引き起こされる。重要な対流をもった熱伝達は、導管の壁面を通じて凝縮器ユニット本体を通じて引き起こされる。
【００１４】
本発明は、導管から運び出される他の手順に決定的な影響を与えることなしに、攪拌ユニットが導管内で常時作業することを許すような形状を有する攪拌ユニットを提供する。たとえば、攪拌ユニットは、サンプリング針が導管に向かって溶媒またはサンプリング溶液を注入、抽出が同時にできるような作業が可能である。攪拌ユニットは機械的に駆動する水掻き部を含み、この水掻き部は、粘度の高い液体を攪拌するに充分な動力を提供する。そして、サンプル製造に薬剤開発の当業者によって理解できるような計測する工程により類似している。
【００１５】
凝縮器ユニットと攪拌ユニットのそれぞれの設計において、各々のユニットは、同じ導管で、共におよび同時に作業可能してもよい。導管または、列を成した各々の導管内で水掻きによる攪拌、流体冷却による凝縮の単一の機能的な組み合わせは、薬剤開発にかなり有用で効率的な道具を提供する。
【００１６】
本発明の実施形態に従って、凝縮器ユニットは、容器内の蒸発物質を凝縮するように適合されている。凝縮器ユニットは、内部チューブと中空の外部スリーブと流体経路を備えている。内部チューブは、向かい合った第一の端部と第二の端部もった内部壁面を含む。外部スリーブは、内部壁面まわりに同軸に配置された外部壁面を含む。外部壁面は、向かい合った第一の端部と第二の端部を含む。内部チューブと外部スリーブは共に、凝縮器本体で形成され、内部壁面の第二の端部は、凝縮器本体の穴として定義される。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。好ましくは、入口端部と出口端部の各々は、内部チューブと外部スリーブのそれぞれの第一の端部に近接して配置されている。前記流体経路の第一の部分は、前記凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、前記流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。
【００１７】
本発明の別の実施形態では、容器からの蒸発を防止する凝縮器組立体は、凝縮器ユニットと熱伝達循環システムとを備えている。凝縮器ユニットは、向かい合った第一の端部と第二の端部を備えている。凝縮器ユニットは、中空の凝縮器の内部と、内部チューブ、入口穴および出口穴の周りに同軸に配置された外部スリーブと、を含んでいる。内部チューブおよび外部スリーブは、凝縮器本体として形成される。シール要素は、第一の端部に接合され、前記外部スリーブを覆うように、半径方向の外方向に延びた第一の表面を含む。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。好ましくは、入口端部と出口端部は凝縮器本体の第一の端部に各々が近接するように配置されている。入口端部は、入口穴に流体が連通するように配置されており、出口端部は、出口穴に流体が連通するように配置されている。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、前記凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。熱伝達媒体循環システムは、入口穴と出口穴とを接続する。
【００１８】
凝縮器組立体は、容器に取り付けるために適合されている。そのような容器は、開口端部と、閉塞端部と、中空の容器内部とを含む。該容器は、外部スリーブまわりに同軸に配置されており、その結果、開口端部は、前記シール要素の前記第一の表面に密封して接合されており、凝縮器本体の第二の端部は、凝縮器内部および容器内部との間を連通するように形成されている。
【００１９】
本発明の別の実施形態に従って、容器からの熱を伝達するための熱交換システムは、凝縮器本体と頭部と熱交換経路とをポンプとを備える。凝縮器本体は、向かい合った第一の端部と第二の端部と、中空の凝縮器内部で形成される内部チューブと、内部チューブの周りに同軸に配置された外部スリーブとを有している。頭部は、第一の端部が取り付けられて、流体入口金具と、流体出口金具と、外部スリーブを覆うように半径方向の外方向に延びた第一の表面とを含んでいる。熱交換経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含んでいる。入口端部は、入口金具に流体が連通するように配置され、出口端部は、出口金具に流体が連通するように配置されている。熱交換経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、熱交換経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。ポンプは、前記熱交換経路を通じて、熱伝達媒体を循環するように適合されて、ポンプ出口経路を通じて前記入口金具と流体が連通するように接続されたポンプ出口と、ポンプ入口経路を通じて前記出口金具と流体が連通するように接続されたポンプ入口を含んでいる。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態に従えば、凝縮および加熱組立体は、流体容器に入った流体を加熱しており、流体容器からの流体の蒸気となるのを妨げる。この組立体は、加熱ユニットと、取り付けフレーム、凝縮器本体と、を備えている。この凝縮器本体は、上端部と、下端部と、内部チューブと、内部チューブ周りに同軸に配置された外部スリーブと、を備えている。流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間に内挿されており、入口端部と出口端部とを含んでいる。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。シール要素は、この上端部を密封しており、取り付けフレームに取り付けられて、その結果、凝縮器本体は、加熱ユニットに近接して配置されている。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態に従って、攪拌器組立体は、容器に入れられた物質を攪拌し、攪拌作業の間、前記物質を前記容器の中に注入および抽出可能である。攪拌器組立体は、攪拌ロッドと、攪拌部材と、流体サンプリング機器を備えている。攪拌ロッドは、向かい合った、第一の開口端部と、第二の開口端部と、中空の内部と、を含んでいる。中空の内部は、第一の開口端部および第二の開口端部が連通するよう配置されている。攪拌部材は、攪拌ロッドの前記第二の端部に配置されている。また攪拌部材は、先端部と、先端穴と、攪拌ロッドの第二の端部と先端穴との間で連通するように形成された中空内部と、含んでいる。攪拌ロッドの内部と攪拌部材の内部はともに、攪拌器組立体内部として形成される。流体サンプリング機器は、攪拌器組立体内部に移動可能に配置されている。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態に従って、組合された凝縮／攪拌装置は、容器に入った物質を攪拌し、容器から蒸発層が逃げるのを防止するために、物質の蒸発層を凝縮させるように提供されている。装置の内部チューブは、内部壁面を含んでいる。また、内部壁面は、向かい合った第一の端部と第二の端部を含み、中空の凝縮器内部として形成される。中空の外部スリーブは、内部壁面まわりに同軸に配置された外部壁面を含んでいる。内部チューブと外部スリーブを合わせて、凝縮器本体として形成されている。流体経路は、内部チューブと前記外部スリーブとの間に内挿され、入口端部と出口端部とを含む。流体経路の第一の部分は、凝縮器本体の軸長手方向に沿って延びており、流体経路の第二の部分は、凝縮器本体の円周方向に沿って延びている。攪拌ロッドは、凝縮器内部を通じて、入口端部および出口端部のそれぞれの第二の端部を覆うように延びている。
【００２３】
別の実施形態に従って、本発明は、プレートと、凝縮器本体と、熱交換経路と、攪拌ロッドを備えたサンプル準備組立体を提供する。凝縮器本体は、プレートに取り付けられ、内部壁面を有した内部チューブと、外部壁面を有した中空の外部チューブと熱交換経路とを含む。攪拌ロッドは、プレートの穴を通じ、凝縮器の内部を通じて、内部壁面と外部壁面の端部を覆うように延びている。駆動組立体は、操作可能に攪拌ロッドに接続され、攪拌ロッドの回転エネルギを提供してうる。熱伝達媒体循環システムは、熱交換経路の入口端部と出口端部と連通するように配置可能である。加熱ユニットは、凝縮器本体に近接して配置されている。
【００２４】
本発明は、容器からの物質の蒸気層が逃げないように防止するための方法を提供する。凝縮器ユニットは、次の内容を提供する。外部スリーブは、内部チューブ周りに同軸に配置され、流体経路は、内部チューブと外部スリーブとの間を内挿している。物質を含んだ導管は、流体経路が導管に延びるように、凝縮器ユニットに密封されて接触するように入る。熱伝達媒体は、物質の蒸気部分を凝縮ために、流体経路を通じて循環している。
【００２５】
さらに、本発明では、導管内に含まれた物質を攪拌する方法を提供する。攪拌ユニットは、シャフトと攪拌部が、共に長い空孔で形成されるそれぞれの中空の内部を含みように、シャフトと、シャフトに取り付けられた攪拌部材を提供する。攪拌ユニットは、前記攪拌部材が、物質内に沈められるように、物質を含んだ導管に挿入され、そして、攪拌部材は、回転される。サンプリング機器は、物質が導管から注入、抽出ができるように、攪拌部材を回転させる間、長く延びた空孔を通して、前記攪拌部材の上に挿入される。
【００２６】
本発明の目的は、溶液を含んだ導管に関する使用において、簡素な凝縮装置を提供し、熱伝達の特性を改善することにある。
【００２７】
本発明の別の目的は、導管の上部からはなれて、いくつかの重要なモードで熱を伝達することが可能となる凝縮装置を提供することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、導管内の表面部分に熱伝達量を増加させるような凝縮装置を提供することにある。
【００２９】
本願のさらなる目的は、サンプリング針のようなもう一つの装置が導管内で操作している間、同じ導管内で作用する凝縮器を提供することにある。
【００３０】
本発明のさらなる目的は、サンプル準備作業装置に簡単に集約された凝縮装置を提供することにある。
【００３１】
本発明の付随的な目的は、溶液を含んだ導管に関した使用において、機械的に駆動する攪拌ユニットで、攪拌性能を改善する攪拌ユニットを提供することにある。
【００３２】
本発明の目的は、また、同じ導管内でサンプリング針のような別の装置が作動する間、容器内で作動する攪拌ユニットを提供することである。
【００３３】
本発明の別の目的は、攪拌器ユニットを提供しており、サンプル準備作業装置にある１つまたはそれ以上の導管内で、組合された攪拌器と凝縮器のユニットが作動するように形成するために、この攪拌ユニットは、凝縮器ユニットを容易に収納できる。
【００３４】
本発明のいくつかの目的は、上記に示した如くであり、この他の目的は、ここで以下に述べられた完成図に関連して、以下に述べられた手順で、明らかとなるであろう。
【００３５】
本発明のいくつかの目的は、上記に示した如くであり、この他の目的は、ここで以下に述べられた完成図に関連して、以下に述べられた手順として、明らであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図２〜図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る凝縮器ユニット６５が提供されている。図２（Ａ）に示すように、凝縮器ユニット６５は、凝縮器本体７０と、取り付け頭部９０と、を含み、これらの各々は、鉄のような熱伝導性に優れた材料からなっている。図３に示すように、凝縮器本体７０には、内部チューブ７２と同軸の外部スリーブ７６とを含んでいる。構造的には、内部チューブ７２は内部壁面７４を有し、外部スリーブ７６には外部壁面７８を有している。図４を参照すると、内部壁面７４は、凝縮器本体６５において、中空内部６５Ａを形成される。
【００３７】
（コンデンサコイルとして作用する）凝縮器本体７０を通して、熱交換流体が循環するための熱交換経路８０は、内部チューブ７２と外部チューブ７６との間に一般的に内挿されている。図４に示す好ましい実施形態では、熱交換経路８０は、内部壁面７４に機械加工された連続的な溝８２の形態が取られている結果として、（図３に示した）溝８２と外部壁面７８がともに、熱交換経路８０として形成される。熱交換装置として凝縮器本体７０の効率を最適化するために、溝８２の長さは最大となっている。図示された好ましい円柱構造の状態で設計する際には、交互に曲がりくねったコースに沿って走る溝８２によって最適化は実現する。そのような結果として、溝８２は、凝縮器本体７０の高さ方向に沿って走たせた多くの軸部分８２Ａと、凝縮器本体７０の円周方向に沿って一般的に走らせた多くの変化部分８２Ｂを有している。熱交換経路８０は、熱交換装置として凝縮器ユニット６５の効率より良くするように複数経路の流れ構成としてもよい。
【００３８】
図４に示す最良の形態では、熱交換経路８０は、入口端部８４から始まりと出口端部８６で終わる。好ましくは、入口端部８４と出口端部８６の両方は、例えば取り付け頭部９０の凝縮器ユニット６５の上部近くに位置してもよく、その結果として、外部流体の経路は、凝縮器ユニット６５が内部で作動する導管内に延びる必要がなくなる。
【００３９】
図２の（Ａ）に戻り参照すると、取り付け頭部９０は、上部開口部９２Ａから（図４に示された）底部開口部９２Ｂまで軸方向に貫通した開口部９２を有する。内部空孔９４と外部空孔９６は、取り付け頭部９０の外部横表面９８に形成されている。内部空孔９４と外部空孔９６は、取り付け頭部９０内の（図示していない）流体経路を介して熱交換経路８０の入口端部８４と出口端部８６とを流体が連通可能に接続されている。放出穴１０１は、外部横表面９８から開口部９２まで半径方向に延びている。図４に示すように、内部チューブ７２は、圧着または微細溶接などによって底部開口部９２Ｂで、取り付け頭部９０を保持している。
【００４０】
図３を参照すると、凝縮器ユニット６５は、リングシール１０３が取り付け頭部９０に内接するまで、内部チューブ７２を覆ってスライドさせ、そして内部チューブ７２を覆って外部スリーブ７６をスライドさせることにより組み立てられる。リングシール１０３は、好ましくはテフロン（登録商標）のワッシャが好ましく、凝縮器本体７０に挿入された試験管または他の導管の開口を密封するように設置されている。隣接した内部チューブ７２と外部スリーブ７６は、漏れが発生しないように微細溶接されている。このような標準的な方法を用いることにより、放出管１０５は、放出穴１０１に保持され、内部取り付け金具１０７は、内部空孔９４に保持され、外部取り付け金具１０９は外部空孔９６に保持され、回転可能なシール１１１は、取り付け頭部９０の上部開口部９２Ａに設置され、放出穴１０１に配置される。取り付け金具１０７、１０９、空孔９４、９６は、たとえば、固着を目的にねじが切れた形で提供されることも可能である。図２の（Ａ）は、組立てられた凝縮器ユニット６５を図示している。凝縮器ユニット６５は、かなりコンパクトになり、例えば、上部近くに０．７インチのテーパーが切られた外形１インチしかない試験管を取り付けることができる。
【００４１】
好ましい実施形態では、熱交経路をしっかりと密封するために外部スリーブ７６は、内部チューブ７２と嵌合している。別の実施形態として、外部スリーブ７６は、（図には示していない）環状経路で定義づけられるように、内部チューブ７２から半径方向に空間を設けることが可能であり、その環状経路内に、熱交換経路８０は、蛇状またはらせん状の経路に沿って走る小径のチューブを形成している。
【００４２】
好ましくは、熱交換経路８０は、一本の連続した経路である。熱交換経路８０が多数の時は、これらは、各々の凝縮器ユニット６５に提供されているが、そのような場合は、追加して出口金具１０７および入口金具１０９が必要となり、よってさらに複雑度が増す。
【００４３】
凝縮器ユニット６５は、多数の経路流れを持つことで、間接的に（または表面的に）コンパクトな形をした熱交換器が得られることがわかる。
【００４４】
図２の（Ｂ）を参照すると、凝縮器ユニット６５は、凝縮器本体７０の周囲を囲んで配置された環状の冷却フィン７０Ａのセットを装備している。冷却フィン７０Ａは、凝縮器本体７０に取り付けられた分割可能な構成要素として提供され、凝縮器本体７０のいくつかの領域の直径より小さくすることで形成されている。冷却フィン７０Ａを付け加えることで、熱伝達において全体の有効な全体の表面積が増加することにより、熱伝達の特性が改善される結果となり、凝縮器本体７０の周りの流体流れの方向に影響を与え、および／または乱れを促進させる。冷却フィン７０Ａの形状、大きさ、設置空間は、フィン効率を最適化するために選定されるべきであり、そして、温度抵抗または流れ抵抗が増加する結果を和らげることが可能であることは、当業者には考えられるであろう。
【００４５】
図５を参照すると、一般的に示された凝縮器組立体１１５は、１つまたはそれ以上の凝縮器ユニット６５を頭部で支持するためにシールプレート１２０を提供することにより構成されている。図示された例によれば、シールプレート１２０は、２×５列の１０個の凝縮器ユニット６５を支持している。シールプレート１２０は、好ましくは、シールプレート取り付け穴１２４と溝１２６と同様に、（図２に示した）各々の取り付け頭部開口部９２が整列させるシールプレート穴１２２を含む。より詳細を示すと、シールプレート１２０は、モータ取り付け穴１２８と、モータ出力穴１３１と、各々のシールプレート穴１２２内に延びて皿バネ１３３のような多数のバイアス部材を含む。一例を示すと、各々の凝縮器ユニット６５は、シールプレート穴１２２の（図には示されていない）環状の突起縁または肩部、または、より小さな直径をもった（図には示されていない）第二の穴によって対応したシールプレート穴１２２によって支持されている。
【００４６】
図６を参照すると、一般的に示された熱伝達流体循環システム１４０は、１つまたはそれ以上の凝縮器ユニット６５に関連した使用をするために、組立てられている。適切な流体ポンプ１４２は、凝縮器ユニット６５へ向かう入力経路１４４Ａおよび凝縮器ユニット６５から出る出力経路１４４Ｂの一対の経路を介して（図には示されていない）水源から水のような熱伝達媒体を移送するために提供される。ここで、いくつかの凝縮器ユニット６５を採用する場合は、バルブおよび方向性をもった経路を装備したマニホールド１４６のような収容設備が、各々の凝縮器ユニット６５に関連づけられた個々の一対の入力経路１４８Ａおよび出力経路１４８Ｂに接続されることが可能となる。
【００４７】
図１２を参照すると、本発明は、一般的に示された新規のサンプル準備作業装置２００を提供している。作業装置２００は、前面のラック支持部材２０７と後面のラック支持部材２０９とを含んだフレーム部を有した導管ラック組立体２０５を含んでいる。図１に示されたような液体搬送および／またはサンプル準備装置に関連して利用されたモジュールの多くは、使用者によって計画された手順を適切なものにするものとして、作業装置２００に集約可能である。加熱ユニット２１０は、列を成した加熱導管２１２を提供する。しかし、（例えば図１に示したファンユニット４０のような）ファンユニットは、必要としない。その代わりに、改良された熱交換機能は、先に示した凝縮器組立体１１５を形成することで提供される。従って、凝縮器組立体１１５は、作業装置２００に取り外し可能に取り付けられ、本発明に係る加熱ユニット２１０の上部に配置され、取り付けブラケット２１４、２１６および（図５に示された）シールプレート取り付け穴１２４を貫通して挿入された取り付けピン２１８のような適切な取り付け構成要素が使用される。シールプレート溝１２６は、凝縮器組立体１１５を作業装置２００へ輸送するため、および／または凝縮器組立体１１５を加熱ユニット２１０の上に配列させるために、（図には示されていない）取り外し可能な構成要素に受入れるように利用されており、また、凝縮器組立体１１５が非作業の待機状態のときに、（導管ラック組立体２０５のような）作業装置２００の別の位置へ凝縮器組立体１１５を取り付けるために使用することが可能である。
【００４８】
図７から図９を参照すると、本発明に係る攪拌ロッド１５０を形成した攪拌ユニットが提供されている。攪拌ロッド１５０は、好ましくは、シャフト１５２と例えばねじを切ることによって、シャフト１５２に取り外し可能に取り付けられた水掻き部１５４のような攪拌部材とを含む。シャフト１５２の上部は、隔壁１５６Ａを装置したプラスチックのキャップ１５６を受入れられるためにねじが切られている。図７に示すように、攪拌ロッド１５０が導管内で作動するために、導管内に向かって攪拌ロッド１５０を貫通するための機器（例えば図１のサンプリング針２２、繊維状の光学的の探針または、そのようなもの）を受入れるために、シャフト１５２は、長手方向に沿った空孔１５２Ａを有しており、水掻き部１５４も同様に水掻き部先端１５４Ｂに向かって延びた穴１５４Ａを有している。攪拌ロッド１５０が長手方向に反転する際にサンプリング針を補助するために、特に、（例えば、図１において液体搬送モジュール２０のような）ロボット工学的な液体搬送モジュールが採用されており、水掻き部１５４は、水掻き部穴１５４Ａとシャフト穴１５２Ａとの間で接続されたテ−パを有した円錐曲面領域１５４Ｃを含む。
【００４９】
図８および図９を参照すると、一般的に示された攪拌器組立体１５５は、軸受プレート１６０を提供することにより構成されており、軸受および駆動構成要素、１つまたはそれ以上の攪拌ロッド１５０に適応するように適合されたものすべて、に関係付けられる。図示された例において、軸受プレート１６０は、２×５列の１０個の攪拌ロッド１５０を支持している。この目的において、好ましくは、軸受プレート１６０は、各々に対応した攪拌ロッド１５０が回転可能に延びる穴１６２を含んでいる。軸受プレート１６０は、モータ取り付け穴１６４およびモータ出力穴１６６も含むことが可能である。転がり軸受１６８は、対応した攪拌ロッド１５０各々が回転可能に支持するために、各々の軸受プレート穴１６２を配置されている。加えて、攪拌ロッド駆動ギア１７１は、各々の攪拌ロッド１５０の上に向かって嵌合している。（図には示していないが）両面に歯をもった高分子の駆動チェーン１７３のような切れ目がない、柔軟な駆動部材は、正方向に駆動する能力を提供するために、駆動ギア１７１と（図１０に示された）モータ出力ギア１７５との周りに巻き付いている。もし望まれるなら、たとえば、攪拌器組立体１５５は、攪拌工程を遂行するために、凝縮器組立体１１５から離れて、図１２の作業装置２００に操作可能に取り付けられることが可能である。
【００５０】
図１０および図１１を参照すると、本発明の好ましい実施形態は、集約された攪拌器／凝縮器または、一般的に示されたサンプル準備組立体１８０内では、凝縮器組立体１１５と攪拌器組立体１５５が組合されている。（図８に示された）軸受プレート穴１６２は、（図５に示された）シールプレート穴１２２に一致するように配列されている。一致するようにモータ取り付け穴１２８、１６４およびモータ出力穴１３１、１６６も配列されている。攪拌ロッド１５０のシャフト１５２は、軸受プレート穴１６２とシールプレート穴１２２とを通じて挿入されおり、（図２に示された）頭部開口部９２と（図４に示された）凝縮器組立体内部６５Ａとを取り付ける。水掻き部１５４は、凝縮器ユニット６５の下のシャフト１５２に確保されている。モータ１８２は、モータ取り付け穴１２８、１６４、スペーサプレート１８６およびモータ取り付けフランジ１８８を通じて、適切な締め付け部１８４を挿入することにより、組み込まれている。モータ１８２の出力軸１８２Ａは、出力穴１３１、１６６を通じて延びており、そして出力ギア１７５は、そこに嵌合している。図１１に示すカバープレート１９１は、回転するギア１７１、１７５から使用者を保護する。
【００５１】
図１２を参照すると、凝縮器組立体１１５および攪拌器組立体１５５の両方（組立体としては、サンプル準備組立体１８０）が、作業装置２００の作動位置において、図示されている。水掻き速度制御装置、および支持計のユニット２２０は、モータ１８２と電気的に接続されている。（図５に示された）皿バネ１３３は、軸受プレート１６０とシールプレート１２０の間に挿入されており、軸受プレート１６０によって保持されており、各々の加熱導管２１２の口を改善された密封の関係をもって、シールプレート１２０を下方向に力を働かせるように作用している。（図３に示された）回転シール１１１は、各々の取り付け頭部の開口部９２に配置され、攪拌ロッド１５０が自由に回転している間、導管にある加熱された蒸気を攪拌ロッド１５０の周りから逃げるのを防止する。（図２および図３に示された）放出管１０５は、蒸気の逃げる経路を設けることにより、過度の圧力が、加熱導管２１２内に形成されないようにするために、各々の放出管１０５とそれに関連した放出穴１０１は、取り付け頭部の開口部９２、凝縮器本体内部６５Ａおよび加熱導管２１２の内部に対応して連通するようになっている。しかし、通常の環境下、熱力学の圧力―体積―温度（Ｐ−Ｖ−Ｔ）の特徴づけられた関係において、凝縮手順は、放出管１０５を通じて蒸気の漏れがないように、指令を与える。このような理由で、凝縮器組立体１１５は、蒸気が、放出管１０５に向かって進むもうとする前に、その蒸気が液体層へ戻すようにしている。
【００５２】
２原子の窒素またはアルゴンのような不活性ガスが存在する加熱導管２１２で、反応が生じるようないくつかの手順が必要となることもある。そのような場合、放出穴１０１は、加熱導管２１２内の不活性ガスの許容量に対して、ガス入口として使用することが可能であり、すなわち、放出管１０５は、これらのガス入口に対する取り付け金具として使用される。従って、このように使用されたとき、放出穴は、ガス入口という意味で用いられ、放出管は、ガス入口金具という意味として用いられる。
【００５３】
図１３を参照すると、サンプル準備組立体１８０は、すべて配列された加熱導管２１２よりも少ない状態で作業することが適合可能である。そのような場合、使用された凝縮器組立体１１５および／または攪拌器組立体１５５の数量および、軸受プレート１６０に配置された位置に従って、より長さの短い駆動チェーン２３３が使用可能であり、１つまたはそれ以上の非駆動要素２３５は、穴のあいたベアリング組立体位置２３７で取り付け可能である。
【００５４】
本発明の一般的な操作の実施形態は、図１２を参照内容および図１で用いられた第二の参照内容で、説明されるであろう。研究者は、加熱ユニット２１０内に、薬剤などからなる溶質を含んだ加熱導管２１２を設置する。攪拌器組立体１５５、凝縮器組立体１１５または、組み合わされた攪拌器／凝縮器組立体１８０は、列をなした加熱導管２１２の上部で、待機位置から取り上げられ、下降する。攪拌器／凝縮器組立体１８０の位置は、取り付けブラケット２１４、２１６内に取り付けピン２１８を挿入することで形成される。事前準備の期間、作業装置２００は、自動的に、液体搬送モジュール２０を駆動させ、各々の攪拌ロッド１５０のキャップ１５６の隔壁を通過し、それに対応した攪拌ロッド１５０を通過し、かつそれに対応した加熱導管に向かって、サンプリング針２２が挿入される。希釈モジュール３０は、適切な体積に採取された溶質を希釈するために、各々の加熱導管２１２へ溶媒を搬送し、サンプル溶液を生成する。凝縮器組立体１１５の各々の可動する凝縮器ユニット６５に対する流体の流れは、（図６に示される）熱伝達流体循環システム１４０によって確立され、モータ８２は、攪拌器組立体１５５の操作可能な水掻き部１５４を駆動するためにスイッチが入れられ、そして、加熱ユニット２１０は、サンプル溶液を加熱するためにスイッチが入れられる。水掻き回転速度は、制御および指示計ユニット２２０によって調整されることができる。
【００５５】
さらに、事前準備の期間、液体搬送モジュール２０は、各々の加熱導管２１２に向かって、サンプリング針２２を再度挿入されるようにプログラムされており、その結果として、希釈モジュール３０は、加熱導管２１２から計量された加熱サンプル溶液を取り出すことが可能である。攪拌器組立体１５５のように設計することで、水掻き部１５４が回転している間に、サンプル抽出工程が実施可能である。液体搬送モジュール２０は、ラック組立体２０５の位置に向かって、または特別な手順によっていわゆる化学分析装置にむかって、サンプル溶液を搬送することが可能である。
【００５６】
先述べた説明から、凝縮器組立体１１５の各々の凝縮器ユニット６５の設計が、組合された攪拌器／凝縮器組立体１８０の一部を形成するかどうかは、事前に凝縮の工程をより改善するに重要である。このことは、各々の凝縮器ユニット６５が、関連付けられた加熱導管２１２の上部から離れて、伝導熱流束と対流熱流束のどちらも発生させるという事態のためである。本開示の目的にとして、熱流束は、一般的に単位面積、単位時間あたりに伝わる熱エネルギの総量として定義される。熱伝導に関しては、関連した領域が、熱勾配の方向および熱流れにおいて標準化されたこれら表面領域のことである。
【００５７】
図２から図５を振り返り参照すると、凝縮器本体７０は、伝熱性のある熱伝達が生じうるおおきなの表面を有しているので、加熱導管２１２内で作用するには充分コンパクトとなる。このような場合、伝導熱流束は、凝縮器本体７０の材質の温度伝導率と、凝縮器本体７０の外部表面から凝縮器本体７０内の経路８０の冷却境界までの方向をもった温度勾配との両方の関数で表される。凝縮器本体７０の形状により、温度勾配は、外部スリーブ７６の外部壁面７８の外部表面から経路８０まで半径方向内側に向かって、または、内部チューブ７２の内部壁面７４の内部表面から半径方向外側に向かって、温度勾配をもっている。蒸発溶媒の大半が、おそらく内部壁面７４によって形成された凝縮器本体内部６５Ａを下方に向かって移動するので、後者の方向は、最も重要である。熱伝達媒体は、常に流体経路８０を循環し、経路８０は、長い曲がりくねった経路に沿って延びているので、凝縮器本体７０の全体的な固体部分は、非常に冷却した状態を保つからである。このように、主要因となる大きな温度勾配は、大きな伝導熱流速を形成する結果となる。そして、温度伝熱性は、それほど重要な要因ではなくなるので、ほどほどに、コストを抑えた熱伝導性材料が、凝縮器本体７０に選定されることが可能となる。
【００５８】
対流熱流束の大半は、冷却された凝縮器本体７０と凝縮器本体内部６５Ａ内の流れ込む熱をもって蒸気化した溶媒との間の境界、および凝縮器本体７０の外部表面沿った境界で観測される。付け加えて、経路８０を通じて熱伝達媒体が循環することは、凝縮器本体７０と冷えた経路８０との間で繋がった状態になるように強制的な伝熱が作用される。この場合は、伝導熱流束は、凝縮器本体７０の表面と蒸発した溶媒の間、および流体経路と熱伝達媒体との間の温度差の関数で表される。熱伝達係数は、これらのさまざまな境界で形成される因子で表される。これらの係数は、他の事象、（例えば、層流、乱流のような）流体の流れの種類、および凝縮器本体７０と経路８０との形状に依存する。凝縮器本体７０の長さおよび形と、これに対応した大きな表面領域と、経路８０の多数の経路流れの配置と、経路８０を通じて熱伝達媒体の連続した循環とは、熱伝達係数すべてに取り込まれ平均化した結果となる。
【００５９】
従って、凝縮器ユニット６５によって形成されたいくつかの熱伝達機構は、溶媒の蒸気から大半の熱エネルギを急速に奪い去ることが可能であり、その後で、経路８０を通じて熱伝達溶媒の熱が循環することにより取り除かれる。標準圧力の間、溶媒の飽和温度以下の温度で凝縮器本体７０の表面に吹き付けられた溶媒の蒸気は、急速に凝縮器表面に凝縮し、加熱導管２１２から逃げ出すのを防止する。加熱導管２１２の下部に含まれたサンプル溶液を加熱する加熱ユニット２１０によって実施される加熱工程の妨げにならないように、凝縮器ユニット６５の凝縮器の効果が、加熱導管２１２の上部に充分に集中する。
【００６０】
本発明の様々な形態は、本発明の範囲を逸脱することなく変更されてもよいことは理解できよう。さらに、ここの先に示された形態も、請求の範囲により定義づけられた発明を限定する目的ではなく、図示のみを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、サンプル準備作業装置の正面図である。
【図２】図２の（Ａ）は、本発明に係る凝縮器ユニットの斜視図であり、図２の（Ｂ）は、冷却フィンをもった図２の（Ａ）に示された凝縮器ユニットの斜視図である。
【図３】図３は、図２の（Ａ）に示した凝縮器ユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、図２の（Ａ）に示した凝縮器ユニットの部品の斜視図である。
【図５】図５は、本発明に係る凝縮器組立体の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る熱伝達流体循環システムの組立図である。
【図７】図７は、本発明に係る攪拌ユニットの斜視図である。
【図８】図８は、本発明に係る攪拌器組立体の分解斜視図である。
【図９】図９は、図８の攪拌器組立体の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の別の斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るサンプリング準備作業装置として示された図１０の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の斜視図である。
【図１３】図１３は、図１０の組合された攪拌器組立体と凝縮器組立体の別の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
１０　　作業装置
１２　　フレーム
２０　　液体搬送モジュール
２２　　サンプリング針
３０　　希釈モジュール
４０　　加熱ユニット
４５　　加熱導管
４８　　ファンユニット
５０　　導管ラック組立体
６５　　凝縮器ユニット
７０　　凝縮器本体
７０Ａ　冷却フィン
８２　　溝
９０　　取り付け頭部
１２０　シールプレート
１５０　攪拌ロッド
１５２　シャフト
１５４　水掻き部
１５５　攪拌器組立体
１６０　軸受プレート
１８０　サンプル準備組立体
１８２　モータ
２００　作業装置
【図１】
2004507720.tif 000003
【図２】
2004507720.tif 000004
2004507720.tif 000005
【図３】
2004507720.tif 000006
【図４】
2004507720.tif 000007
【図５】
2004507720.tif 000008
【図６】
2004507720.tif 000009
【図７】
2004507720.tif 000010
【図８】
2004507720.tif 000011
【図９】
2004507720.tif 000012
【図１０】
2004507720.tif 000013
【図１１】
2004507720.tif 000014
【図１２】
2004507720.tif 000015
【図１３】
2004507720.tif 000016
【国際公開パンフレット】
2004507720.tif 000017
2004507720.tif 000018
2004507720.tif 000019
2004507720.tif 000020
2004507720.tif 000021
2004507720.tif 000022
2004507720.tif 000023
2004507720.tif 000024
2004507720.tif 000025
2004507720.tif 000026
2004507720.tif 000027
2004507720.tif 000028
2004507720.tif 000029
2004507720.tif 000030
2004507720.tif 000031
2004507720.tif 000032
2004507720.tif 000033
2004507720.tif 000034
2004507720.tif 000035
2004507720.tif 000036
2004507720.tif 000037
2004507720.tif 000038
2004507720.tif 000039
2004507720.tif 000040
2004507720.tif 000041
2004507720.tif 000042
2004507720.tif 000043
2004507720.tif 000044
2004507720.tif 000045
2004507720.tif 000046
2004507720.tif 000047
2004507720.tif 000048
2004507720.tif 000049
2004507720.tif 000050
2004507720.tif 000051
2004507720.tif 000052
2004507720.tif 000053
2004507720.tif 000054
2004507720.tif 000055
2004507720.tif 000056
2004507720.tif 000057
2004507720.tif 000058
2004507720.tif 000059
2004507720.tif 000060
2004507720.tif 000061
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004507720.tif 000062
2004507720.tif 000063
【国際調査報告】
2004507720.tif 000064
2004507720.tif 000065
2004507720.tif 000066
2004507720.tif 000067
2004507720.tif 000068