(57)【要約】【課題】  流体デバイスの一方の流路における流量と他方の流路における流量の流量差を生じさせることのないシリンジポンプを提供する。【解決手段】  シリンジ１ａと流体デバイス、導電率検出部２７とシリンジ１ｂがそれぞれ接続されるようにバルブ９，３１を切り替える。シリンジ駆動部５によってピストン４がＹ軸上方に駆動すると、シリンジ１ａは内部の試料水を試料水流路１７に吐出し、シリンジ１ｂは内部に測定水を吸引する。これに同期してガス透過膜１５では試料水から測定水にガスが透過し、導電率計２７によって測定水の導電率が検出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相互作用しながら流れる２つの流路をもつ流体デバイスの前記流路に液を同時に流すように、前記それぞれの流路に繋がる２つの流通口をもつシリンジと、前記シリンジ内のピストンを往復運動させる１つのシリンジ駆動部を備え、
前記流体デバイスの両流路における前記液の流れる量の比率は、前記ピストンが前記シリンジ駆動部と一体化して連動することにより一定に保たれていることを特徴とするシリンジポンプ。
【請求項２】
前記シリンジは前記ピストンを間に挟んで対向して２つ備えられ、
両ピストンが前記シリンジ駆動部と一体化して連動することにより、一方のシリンジの吸引（又は吐出）と他方のシリンジの吐出（又は吸引）は同期しているものである請求項１に記載のシリンジポンプ。
【請求項３】
前記ピストンは１個で、両シリンジに共用されるものである請求項２に記載のシリンジポンプ。
【請求項４】
前記シリンジは１個で、その内部は前記ピストンによって２つに隔てられ、その両端には前記液を流すための流通口と、前記ピストンを外部から駆動するための貫通穴がそれぞれ設けられ、
前記ピストンが前記シリンジ駆動部と一体化して連動することにより、前記シリンジの両流通口からの吸引（又は吐出）と吐出（又は吸引）は同期しているものである請求項１に記載のシリンジポンプ。
【請求項５】
試料水流路、測定水流路、及び試料水中のガスを測定水中へ透過させるためのガス透過膜によって構成される流体デバイスと、前記測定水中のガス濃度を検出するための導電率検出部とを備えたＴＯＣ測定装置において、
前記流体デバイスに試料水と測定水を流すシリンジポンプとして請求項１から４のいずれかに記載のシリンジポンプを用いることを特徴とするＴＯＣ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液を送液するためのシリンジポンプや、それを用いた輸液装置、分析装置又はマイクロデバイスに関する。特に、微量な液体を用いて化学分析や化学反応を行う際に、液体の流量を精度よく制御するために用いられるシリンジポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水、環境水、水道水、下水、純水等の各種用水等の水質分析を行なう際、一般に水質汚染の指標となる有機性汚濁物総量が、ＴＯＣ（全有機炭素）計によって測定されることが多い。ＴＯＣは、試料水中の有機体を酸化反応器で二酸化炭素へ転化する工程と、試料水中の二酸化炭素をガス透過膜を介して測定水中に通す工程と、測定水中の二酸化炭素量を導電率計によって測定する工程とによって測定される。
【０００３】
従来、ＴＯＣ計に試料などを送液する際は、試料水はシリンジポンプで送液させ、測定水はポンプで常時循環させて送液させるなど、試料水と測定水には異なる送液ポンプが用いられていた（特許文献１参照）。また、試料などの液体を送液する際に同じ種類の送液ポンプが用いられた場合であっても、試料水と測定水には別々のシリンジポンプが設けられていた。
【特許文献１】特開平２−１４１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
試料測定を正確に行なうためには、試料水と測定水の流量はそれぞれ安定して流れていて、かつ、それらの流量比率が一定である必要がある。
しかし、試料水の送液にはシリンジポンプを用い、測定水の送液には循環ポンプを用いる場合は、ポンプの種類が異なるためにシリンジポンプと循環ポンプの流量変動は一定にはならない。
【０００５】
また、循環ポンプを用いた送液ではポンプ脈動が生じて試料の測定結果に影響を与えることがある。ポンプ脈動を抑えた送液ポンプを用いることもできるが、そのようなポンプは高価な上、ポンプ脈動は完全には無くなってはいない。
試料水と測定水をそれぞれ別のシリンジポンプで送液した場合はポンプ脈動は抑えられるが、シリンジの駆動精度とシリンジの内面加工精度には限度がある上、シリンジポンプにも器差が必ずあるため、多少の流量変動は起きうる。
【０００６】
本発明は流体デバイスの一方の流路における流量と他方の流路における流量の流量差を生じさせることのないシリンジポンプ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】
【０００７】
本発明のシリンジポンプは、互いに相互作用しながら流れる２つの流路をもつ流体デバイスの流路に液を同時に流すように、それぞれの流路に繋がる２つの流通口をもつシリンジと、シリンジ内のピストンを往復運動させる１つのシリンジ駆動部を備え、流体デバイスの両流路における液の流れる量の比率は、ピストンがシリンジ駆動部と一体化して連動することにより一定に保たれている。
【０００８】
上記シリンジはピストンを間に挟んで対向して２つ備えられ、両ピストンがシリンジ駆動部と一体化して連動することにより、一方のシリンジの吸引（又は吐出）と他方のシリンジの吐出（又は吸引）は同期していることが好ましい。
この場合、ピストンは１個で、両シリンジに共用されるものであってもよい。
【０００９】
また、シリンジ個々の内面加工の違いは流量変動の原因となることから、シリンジは１個で、その内部はピストンによって２つに隔てられ、その両端には液を流すための流通口と、ピストンを外部から駆動するための貫通穴がそれぞれ設けられ、ピストンがシリンジ駆動部と一体化して連動することにより、シリンジの両流通口からの吸引（又は吐出）と吐出（又は吸引）は同期しているようにしてもよい。
【００１０】
本発明のＴＯＣ測定装置は、試料水流路、測定水流路、及び試料水中のガスを測定水中へ透過させるためのガス透過膜によって構成される流体デバイスと、測定水中のガス濃度を検出するための導電率検出部とを備えており、上記流体デバイスに試料水と測定水を流すシリンジポンプとして本発明のシリンジポンプを用いるものである。
【発明の効果】
【００１１】
従来はシリンジ駆動部の駆動精度の違いによってシリンジにおける吸引と吐出の流量比が安定しない場合があったが、シリンジにおける吸引と吐出の流量を１つのシリンジ駆動部で駆動するようにすると、一方の流通口による液の吸引（又は吐出）と他方の流通口による液の吐出（又は吸引）を同時に行うことができるようになるので、流体デバイスへの一方の出入口からの吸引（又は吐出）と他方の出入口からの吐出（又は吸引）の流量比は常に一定に保たれるようになる。
【００１２】
１つのシリンジの内部を１つのピストンによって２つに隔てるようにすると、１つのシリンジ駆動部で両シリンジを駆動することができ、また、用いるシリンジが１つであるためにシリンジ内面の加工精度の器差も相殺することができ、シリンジによる流量影響を受けることがなくなる。
流体デバイスをＴＯＣ測定装置として用いるようにすれば、試料水と測定水に常に同じ流量比の液を流すことができるため、測定の精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、図１を参照して本発明の一実施例を具体的に説明する。
シリンジ１ａ，１ｂは内部にそれぞれピストンヘッド３ａ，３ｂを備え、共通のピストン４を間に挟んで対向するように接続されている。シリンジ駆動部５はモータ駆動力やエアシリンジ等をピストンに伝えるものであり、ピストン４と連動して動くようになっている。
【００１４】
シリンジ１ａ，１ｂには液を吸引吐出するための流通口７ａ，７ｂがそれぞれ備えられている。流通口７ａは１つのポートが試料水導入口に接続された三方バルブ９の一の共通ポートに接続されている。三方バルブ９の他のポートは流体デバイス１１の試料水導入側１３に接続されている。流体デバイス１１は例えば二酸化炭素を透過可能なガス透過膜１５が内部に備えられたものであり、ガス透過膜１５を間に挟んで試料水流路１７と測定水流路１９が対向して配置されている。試料水排出側２９はドレインに接続されている。
【００１５】
流体デバイス１１における測定水流路１９の測定水導入側２１は、純水を供給するための測定水供給部２３に接続されている。測定水排出側２５はガスが溶け込んだ測定水の導電率を測定するための導電率検出部２７が接続されている。
三方バルブ３１は測定水供給部２３の測定水をシリンジ１ｂで吸い上げると共に測定後の測定水を測定水供給部２３へ戻すための切り替え弁であり、３つのポートはそれぞれシリンジ１ｂ、導電率検出部２７及び測定水供給部２３に接続されている。シリンジ１ｂが接続されているポートが共通ポートである。測定水供給部２３と三方バルブ３１を接続する流路には、測定水を脱イオン化するイオン交換樹脂３３が設けられている。
【００１６】
図１の実施例において、シリンジの動作と試料水の測定操作を順に説明する。
［シリンジの動作］
ピストン４は支持部材４３に支持されており、支持部材４３は送りねじ４１に螺合している。送りねじ４１が回転することにより支持部材４３とピストン４はＹ軸上を移動する。
【００１７】
（１）試料水導入工程
バルブ９は試料水導入部とシリンジ１ａが接続されるように切り替え、バルブ３１はシリンジ１ｂと測定水供給部２３が接続されるように切り替える。モータ等の駆動力が伝えられたシリンジ駆動部５により、ピストン４は図中Ｙ方向の下方に移動する。
シリンジ１ａは内部に試料水を吸引し、シリンジ１ｂは内部の測定水を吐出する。これにより、シリンジ１ａには試料水導入部から試料水が導入され、シリンジ１ｂ内に存在していた測定水はイオン交換樹脂３３を通って脱イオン化され、測定水供給部２３へと排出される。
【００１８】
（２）ガス交換工程
バルブ９はシリンジ１ａと流体デバイス１１が接続されるように切り替え、バルブ３１は導電率検出部２７とシリンジ１ｂが接続されるように切り替える。モータ等の駆動力によるシリンジ駆動部５が（１）のときと反対方向に駆動することにより、ピストン３は図中Ｙ方向の上方に移動する。
シリンジ１ａは内部の試料水を吐出し、シリンジ１ｂは内部に測定水を吸引する。これにより、流体デバイス１１の試料水流路１７には試料水が導入されるとともに、これと同期して、測定水流路１９には測定水供給部２３から純水が導入される。試料水と測定水はガス透過膜１５を挟んで常に同じ流量で流されるため、測定水には一定濃度のガスが透過することになる。測定水流路１７を通過した測定水は、導電率検出部２７により透過ガス濃度に応じた導電率が測定され、シリンジ１ｂに吸引される。
【００１９】
この（１）〜（２）の工程で試料水を測定するようにすると、イオン交換樹脂３３で脱イオン化された測定水を導電率測定に再利用することができる。
【００２０】
次にシリンジ駆動部の他の実施例を図２を参照しながら説明する。（Ａ）は２つのシリンジとその間の１つのピストンによって構成されているシリンジポンプ、（Ｂ）は１つのシリンジとその内部の１つのピストンによって構成されているシリンジポンプ、（Ｃ）はシリンジとピストンのセットを円板カムを挟むように２つ設けたシリンジポンプの概略図である。
【００２１】
（Ａ）のシリンジポンプにおいて、シリンジ１ａ，１ｂは内部にピストン４を挟み込むように対向して設けられている。
ピストン４は支持部材４３を介して図１と同様に送りねじ４１に螺合して支持されている。送りねじ４１が回転することによりピストン４はＹ軸上を移動する。試料水及び測定水は、シリンジ１の両端に設けられている流通口７ａ、７ｂから吸引吐出される。
【００２２】
（Ｂ）のシリンジポンプにおいて、ピストン４はシリンジ１内に設けられ、シリンジ１の内部を２つに分けるものである。シリンジ１の両端にはシリンジ軸４５を液密を保って外部に貫通するための貫通穴４７ａ，４７ｂと、液を吸引吐出するための流通口７ａ，７ｂが設けられている。ピストン４はピストン軸４５によって固定され支持部材４３によって支持されている。支持部材４３は図１と同様に回転可能な送りねじ４１に螺合して接続され、送りねじ４１が回転することによりピストン４はＹ軸上を移動する。試料水及び測定水は、シリンジ１の両端に設けられている流通口７ａ、７ｂから吸引吐出される。
【００２３】
（Ｃ）のシリンジポンプにおいて、ピストン４ａ，４ｂはその間隔が固定され、それぞれシリンジ１ａ，１ｂ内に設けられ、円板カム５０を間に挟んで対向して備えられている。円板カム５０のカム軸は円の中心からずれた位置に設けられ、カム軸はシャフトを介してモータ５２に接続されている。（図ではシャフトは面内方向に描かれているが、実際にはシャフトは紙面に垂直な方向となっている。）モータ５２によって円板カム５０がカム軸を中心として時計方向に１８０度回転したとき、ピストン４ａ，４ｂは円板カム５０と一体となってＹ軸の下方向に移動する。これにより流通口７ａから試料が吸引されるとともに、流通口７ｂから測定水が吐出される。
次いで、円板カム５０がさらに１８０度回転したとき、ピストン４ａ，４ｂは一体となってＹ軸の上方向に移動する。これにより流通口７ａから試料が吐出されるとともに、流通口７ｂから測定水が吸引される。
【００２４】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、請求項の範囲内で実施可能である。例えば、検出装置として導電率検出部を用いたが、吸光光度計やｐＨ計など、他の分析装置を用いることもできる。また測定対象物としてはＴＯＣに限らず、全窒素量や全リン濃度を対象として測定することもできる。さらに、流体デバイスはガス透過膜を備えたガス分離部に限定されるものではなく、医療や化学反応に用いる輸液装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、液を送液するためのシリンジポンプ及びそれを用いた輸液装置や分析装置、マイクロデバイスに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を示した図である。
【図２】シリンジポンプの他の実施例を示したものであり、（Ａ）は２つのシリンジとその間の１つのピストンによって構成されているシリンジポンプ、（Ｂ）は１つのシリンジとその内部の１つのピストンによって構成されているシリンジポンプ、（Ｃ）はシリンジとピストンのセットを円板カムを挟むように２つ設けたシリンジポンプの概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，１ａ，１ｂ      シリンジ
３ａ，３ｂ      ピストンヘッド
４，４ａ，４ｂ      ピストン
５      シリンジ駆動部
７ａ，７ｂ      流通口
９，３１      三方弁
１１      流体デバイス
１３      試料水導入側
１５      ガス透過膜
１７      試料水流路
１９      測定水流路
２１      測定導入側
２３      測定水供給部
２５      測定水排出側
２７      導電率検出部
２９      試料水排出側
３３      イオン交換樹脂
【図１】
2007024840.tif 000003
【図２】
2007024840.tif 000004