CN110621994A

CN110621994A - 气相色谱仪

Info

Publication number: CN110621994A
Application number: CN201780090512.3A
Authority: CN
Inventors: 小森优辉; 中野茂畅; 冈田昌之
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2019-12-27
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: WO2018207258A1; JPWO2018207258A1; CN110621994B; JP6863457B2

Abstract

气相色谱仪(1)包括冷却装置(8)。在冷却装置(8)中包含内部供给管(83)。内部供给管(83)延伸到柱恒温箱(3)内的配置有柱(2)的区域附近。从外部供给管(81)朝向柱恒温箱(3)内供给的制冷剂向内部供给管(83)流入，之后从喷出口(83A)向柱恒温箱(3)内喷出。此时，利用在内部含有制冷剂的内部供给管(83)对柱恒温箱(3)内进行冷却并且借助内部供给管(83)供给制冷剂从而对柱恒温箱(3)内进一步进行冷却。这样，利用内部供给管(83)自身和从内部供给管(83)供给的制冷剂对柱恒温箱(3)内阶段性地进行冷却。其结果，能够利用冷却装置(8)高精度地对柱恒温箱(3)内进行温度调节。

Description

气相色谱仪

技术领域

本发明涉及具备用于对柱恒温箱内进行冷却的冷却装置的气相色谱仪。

背景技术

以往，使用如下的气相色谱仪，即，该气相色谱仪包括向柱恒温箱内导入制冷剂从而将柱恒温箱内部冷却到预定温度的冷却装置。在气相色谱仪中，由于进行分析动作，从而柱恒温箱内被加热器加热成高温状态。之后，为了进行下一次的测量，利用冷却装置将柱恒温箱内冷却到预定温度。这样，在气相色谱仪中，利用冷却装置恰当地对柱恒温箱内进行冷却，反复进行分析动作(例如参照下述专利文献1)。

在下述专利文献1所记载的气相色谱仪中，冷却用气体的供给管(供给管路)连接于柱恒温箱。在供给管设有用于对冷却用气体的供给量进行调整的阀。而且，通过使阀恰当地开放，从而将冷却用气体经由供给管向柱恒温箱内导入，对柱恒温箱内进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－44680号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的以往的气相色谱仪中，在对柱恒温箱内进行冷却时，存在温度难以稳定这样的不良情况。

具体地讲，在上述的气相色谱仪中，设有用于对柱恒温箱内的温度进行检测的传感器，基于传感器所检测到的柱恒温箱内的温度，将冷却用气体经由供给管向柱恒温箱内导入。在这样仅利用导入到内部的冷却用气体对柱恒温箱内进行冷却的结构的冷却装置中，在从导入冷却用气体开始到在该气体的影响下使传感器周围的气氛气体温度降低为止的期间内产生时间延迟。

例如，即使在向柱恒温箱内导入了所需的量的气体的情况下，在导入气体之后传感器周围的气氛气体温度也不会立刻完全降低(不稳定)。因此，若基于传感器的检测温度而继续向柱恒温箱内导入气体，则在传感器的检测温度达到目标温度时，会向柱恒温箱内导入所需量以上的气体。其结果，即使之后停止供给气体，传感器周围的气氛气体温度也会进一步降低，导致最终与目标温度相比大幅度降低。这样，在上述的气相色谱仪的结构中，产生内部温度难以稳定这样的不良情况。

本发明即是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种能够高精度地对柱恒温箱内进行温度调节的气相色谱仪。

用于解决问题的方案

(1)本发明的气相色谱仪包括柱恒温箱和冷却装置。所述柱恒温箱在其内部收纳有柱。所述冷却装置通过从喷出口向所述柱恒温箱内喷出制冷剂从而对所述柱恒温箱内进行冷却。在所述冷却装置中包含供给管，该供给管延伸到所述柱恒温箱内的配置有所述柱的区域的附近，用于向所述喷出口供给制冷剂。

采用这样的结构，利用在内部含有制冷剂的供给管对柱恒温箱内进行冷却。而且，借助供给管向柱恒温箱内供给制冷剂，从而对柱恒温箱内进一步进行冷却。即，利用供给管自身和从供给管供给的制冷剂对柱恒温箱内阶段性地进行冷却。

因此，能够利用冷却装置高精度地对柱恒温箱内进行温度调节。

(2)此外，也可以是，所述气相色谱仪还包括加热器。所述加热器设于所述柱恒温箱内，用于对该柱恒温箱内进行加热。也可以是，所述供给管延伸到所述加热器和所述柱之间的区域。

采用这样的结构，能够利用在内部含有制冷剂的供给管对加热器和柱之间的区域进行冷却。

(3)此外，也可以是，所述供给管在配置有所述柱的区域附近形成为弯曲形状。

采用这样的结构，能够利用在内部含有制冷剂的供给管有效地对柱周边的气氛气体进行冷却。

(4)此外，也可以是，所述供给管形成为与所述柱的形状相对应的弯曲形状。

采用这样的结构，能够利用在内部含有制冷剂的供给管有效地对柱自身进行冷却。

(5)此外，也可以是，在所述冷却装置中包含阻力管，该阻力管具有与所述供给管相比内径较小的阻力部，并且在比所述供给管靠上游侧的位置处与该供给管相连通。

采用这样的结构，制冷剂在经过了阻力部之后经由供给管向柱恒温箱内供给。因此，即使在制冷剂的供给压力较大的情况下，也能够通过使该制冷剂经过阻力部从而调整其流量。

(6)此外，也可以是，所述气相色谱仪还包括切换部。所述切换部能切换为借助所述阻力部将制冷剂向所述供给管供给的第1供给状态或者不借助所述阻力部地将制冷剂向所述供给管供给的第2供给状态。

采用这样的结构，能够通过利用切换部恰当地切换供给状态，从而将制冷剂以恰当的供给状态(供给路径)向柱恒温箱内供给。

(7)此外，也可以是，在所述冷却装置中包含流量调整阀。所述流量调整阀在比所述供给管靠上游侧的位置处对向该供给管供给的制冷剂的流量进行调整。

采用这样的结构，能够在利用流量调整阀对制冷剂的流量进行调整的基础之上，进一步利用阻力部对制冷剂的流量进行调整。

因此，能够恰当地调整制冷剂的流量。

发明的效果

根据本发明，利用供给管自身和从供给管供给的制冷剂对柱恒温箱内阶段性地进行冷却。因此，能够高精度地对柱恒温箱内进行温度调节。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的气相色谱仪的结构例的示意图。

图2是表示图1的冷却装置所使用的内部供给管的主视图。

图3是表示本发明的第2实施方式的气相色谱仪的冷却装置所使用的内部供给管的主视图。

图4是表示本发明的第3实施方式的气相色谱仪的结构例的示意图。

具体实施方式

1.气相色谱仪的结构

图1是表示本发明的第1实施方式的气相色谱仪1的结构例的示意图。

气相色谱仪1用于将试样气体与载气一同向柱2内供给从而进行分析，除了上述柱2之外还包括柱恒温箱3、加热器4、风扇5、试样导入部6、检测器7以及冷却装置8等。

柱2收纳于柱恒温箱3内。柱2由例如毛细管柱形成。

柱恒温箱3形成为箱形状。

加热器4用于对柱恒温箱3内进行加热，配置于柱恒温箱3内。加热器4与柱2隔开间隔地配置。在柱恒温箱3内，在柱2和加热器4之间设有分隔板9。在分隔板9形成有供空气通过的孔、供冷却装置8的一部分贯穿的孔。

风扇5配置于柱恒温箱3内。风扇5相对于加热器4而言设于与柱2的所在侧相反的那一侧。在气相色谱仪1中，设有风扇5的那一侧是后侧，设有柱2的那一侧是前侧。

试样导入部6用于将载气和试样气体向柱2内导入，在试样导入部6的内部形成有试样气化室(未图示)。向该试样气化室注入液体试样，将在试样气化室内气化的试样与载气一同向柱2内导入。此外，气体供给流路11和分流流路12与试样气化室相连通。

气体供给流路11是用于将载气向试样导入部6的试样气化室内供给的流路。

分流流路12是用于在按照分流导入法将载气和试样气体向柱2内导入时将试样气化室内的气体(载气和试样气体的混合气体)的一部分以预定的分流比向外部排出的流路。

检测器7由例如氢火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(FPD)形成。检测器7对从柱2导入的载气所含有的各试样成分依次进行检测。

冷却装置8是用于向柱恒温箱3内喷出制冷剂从而对柱恒温箱3内进行冷却的装置。从冷却装置8喷出的制冷剂是例如N₂气体、CO₂气体等冷却用气体。冷却装置8的一部分配置于柱恒温箱3内。冷却装置8的详细结构见后述。

在气相色谱仪1中进行试样的测量的情况下，首先，使用冷却装置8使柱恒温箱3内的温度降低到设定温度(室温以下)。在该状态下，将成为分析对象的试样向试样导入部6注入。试样在试样气化室中气化。此外，将载气经由气体供给流路11向试样导入部6的试样气化室供给。

将在试样气化室内气化的试样与载气一同向柱2内导入。在向柱2内导入了试样后，对加热器4和风扇5进行驱动，对柱恒温箱3内进行加热，从而使柱恒温箱3内的温度慢慢上升。将试样所含有的各试样成分在经过柱2内的过程中分离，依次向检测器7导入。

然后，在检测器7中对从柱2导入的载气所含有的各试样成分依次进行检测。在气相色谱仪1中，基于检测器7的检测信号来生成色谱图。使用者对得到的色谱图进行确认来进行各种分析。在确认色谱图之后将高温空气向系统之外排出，从而将柱恒温箱3内冷却到初始温度。

之后，从冷却装置8向柱恒温箱3内喷出制冷剂。由此，将柱恒温箱3内冷却到预定温度(目标温度)。然后，重复上述的分析动作。这样，在气相色谱仪1中反复进行分析动作时，恰当地利用冷却装置8进行温度调节。

2.冷却装置的结构

冷却装置8包括流量调整阀80、外部供给管81、阻力管82以及内部供给管83。

流量调整阀80设于柱恒温箱3的侧壁(后壁)。流量调整阀80是用于调整制冷剂的流量的阀。在流量调整阀80连接有外部供给管81和阻力管82。即，流量调整阀80介于外部供给管81和阻力管82之间。利用未图示的控制部来调整流量调整阀80的开度。另外，流量调整阀80也可以是通过手动来调整其开度的结构。

外部供给管81配置于柱恒温箱3的外部。外部供给管81的下游侧端部连接于流量调整阀80。虽未图示，但外部供给管81的上游侧端部连接于贮存有制冷剂的储气罐等贮存部。而且，从该贮存部供给制冷剂。

阻力管82配置于柱恒温箱3的内部。阻力管82的上游侧端部连接于流量调整阀80。阻力管82是具有与其长度相对应的流路阻力的管状的构件。阻力管82的内径小于内部供给管83的内径。如后所述，阻力管82是能够装卸的构件。阻力管82是阻力部的一个例子。

内部供给管83配置于柱恒温箱3的内部。具体地讲，内部供给管83在柱2和加热器4之间的区域配置(延伸)，更具体地讲是在柱2和分隔板9之间配置(延伸)。内部供给管83是供给管的一个例子。

图3是表示内部供给管83的主视图。

内部供给管83形成为弯曲形状(圆弧状)。内部供给管83包括管状部831和连接部832。

管状部831形成为管状。管状部831在从其上游侧端部到中央部的范围内弯曲成圆弧状，从中央部(比中央部稍靠下游侧的部分)到下游侧端部的部分形成为呈直线状延伸的形状。即，管状部831包括形成为圆弧状的部分和形成为直线状的部分。管状部831的下游侧端部(直线部分的顶端部)的内部空间是喷出口83A。管状部831的中央部保持于固定构件20。在管状部831的上游侧端部安装有连接部832。

连接部832形成为圆筒状。连接部832的内部空间与管状部831的内部空间相连通。连接部832的顶端部(上游侧端部)成为能够安装阻力管82的结构。

在图1中，虽省略了图示，但固定构件20安装于分隔板9。而且，利用该固定构件20对内部供给管83(管状部831)进行保持。由此，将内部供给管83保持为配置于分隔板9和柱2之间的状态。在该状态下，内部供给管83的下游侧端部配置于柱恒温箱3内的下方部分。此外，内部供给管83的喷出口83A朝向水平方向。由此，从喷出口83A喷出的制冷剂不会直接喷射于柱2，而是与柱恒温箱3的内壁碰撞而扩散。

内部供给管83以保持于柱恒温箱3内的状态设于配置有柱2的区域附近。具体地讲，内部供给管83与柱2隔开间隔地配置于柱2的后方。此外，内部供给管83的形状与柱2的形状相对应。具体地讲，内部供给管83的外形的大小是与柱2的外形的大小大致相同的程度，在沿着前后方向观察时，内部供给管83和柱2重叠。

3.冷却装置的动作

在气相色谱仪1中，选择与气相色谱仪1的使用状况相对应的恰当长度的阻力管82(具有恰当的流路阻力的阻力管82)，并且使用该阻力管82。

例如在制冷剂的剩余量较多的情况等情况下，制冷剂的供给压力较大，因此即使流量调整阀80的开度相同，其供给量也较大。在这样的情况下，使用者选择长度较长的(流路阻力较大的)阻力管82，将该阻力管82连接于内部供给管83和流量调整阀80。此外，例如在制冷剂的剩余量较少的情况等情况下，制冷剂的供给压力较小。因此，在这样的情况下，使用者选择长度较短的(流路阻力较小的)阻力管82，将该阻力管82连接于内部供给管83和流量调整阀80。

阻力管82的下游侧端部连接于内部供给管83的连接部832，并且该阻力管82的上游侧端部连接于流量调整阀80。由此，阻力管82和内部供给管83借助连接部832而彼此连通，并且阻力管82和外部供给管81借助流量调整阀80而彼此连通。这样，阻力管82配置于比内部供给管83靠上游侧的位置。此外，流量调整阀80配置于比阻力管82和内部供给管83靠上游侧的位置。

在对柱恒温箱3内进行冷却时，从外部供给管81朝向柱恒温箱3内供给制冷剂。经过了外部供给管81的制冷剂经由流量调整阀80向阻力管82流入。然后，制冷剂在经过了阻力管82之后向内部供给管83流入，之后从喷出口83A向柱恒温箱3内的下方部分喷出。

这样，在利用阻力管82对制冷剂的流量进行调整之后将制冷剂从内部供给管83的喷出口83A喷出。然后，利用制冷剂对柱恒温箱3内(柱2)进行冷却。此时，不仅利用制冷剂，也利用在内部含有制冷剂的内部供给管83对柱恒温箱3内进行冷却。即，利用内部供给管83和制冷剂对柱恒温箱3内阶段性地进行冷却。

此外，在气相色谱仪1中，反复进行由冷却装置8实现的柱恒温箱3内的冷却的结果是，制冷剂的供给压力变小，在该情况等情况下，调整流量调整阀80的开度，调整制冷剂的流量。由此，能够在不改变阻力管82的种类的前提下进行制冷剂的流量的调整。这样，在气相色谱仪1的冷却装置8中，利用阻力管82和流量调整阀80来调整制冷剂的流量。

4.作用效果

(1)根据本实施方式，如图1所示，在气相色谱仪1的冷却装置8中包含内部供给管83。内部供给管83延伸到柱恒温箱3内的配置有柱2的区域的附近。

因此，利用在内部含有制冷剂的内部供给管83对柱恒温箱3内进行冷却并且借助内部供给管83供给制冷剂从而进一步对柱恒温箱3内进行冷却。即，利用内部供给管83自身和从内部供给管83供给的制冷剂对柱恒温箱3内阶段性地进行冷却。

其结果，能够利用冷却装置8高精度地对柱恒温箱3内进行温度调节。

(2)此外，根据本实施方式，如图1所示，内部供给管83延伸到加热器4和柱2之间的区域。

因此，能够利用在内部含有制冷剂的内部供给管83对加热器4和柱2之间的区域进行冷却。

(3)此外，根据本实施方式，如图1所示，内部供给管83在配置有柱2的区域附近形成为弯曲形状。

因此，能够利用在内部含有制冷剂的内部供给管83有效地对柱2周边的气氛气体进行冷却。

(4)此外，根据本实施方式，如图1和图2所示，内部供给管83形成为与柱2的形状相对应的弯曲形状。具体地讲，内部供给管83的外形的大小是与柱2的外形的大小大致相同的程度，在沿着前后方向观察时，内部供给管83和柱2重叠。

因此，能够利用在内部含有制冷剂的内部供给管83有效地对柱2自身进行冷却。

(5)此外，根据本实施方式，如图1所示，在冷却装置8中包含阻力管82。阻力管82配置于比内部供给管83靠上游侧的位置，与内部供给管83相连通。

因此，借助外部供给管81供给的制冷剂在经过了阻力管82之后经由供给管向柱恒温箱3内喷出。

其结果，即使在制冷剂的供给压力较大的情况下，也能够通过使该制冷剂经过阻力管82而调整该制冷剂的流量。

(6)此外，根据本实施方式，如图1所示，在冷却装置8中包含流量调整阀80。流量调整阀80在比内部供给管83和阻力管82靠上游侧的位置处对制冷剂的流量进行调整。

因此，能够在利用流量调整阀80对制冷剂的流量进行调整的基础之上进一步利用阻力管82对制冷剂的流量进行调整。

其结果，能够恰当地调整制冷剂的流量。

5.第2实施方式

使用图3和图4说明本发明的其他实施方式的气相色谱仪1。另外，对与第1实施方式相同的结构使用与上述相同的附图标记，从而省略说明。

图3是表示本发明的第2实施方式的气相色谱仪1的冷却装置8所使用的内部供给管85的主视图。

在第2实施方式中，在冷却装置8中，使用内部供给管85来替代上述的内部供给管83。内部供给管85具有与第1实施方式的内部供给管83的形状不同的形状。

具体地讲，内部供给管85包括管状部851和连接部852。

管状部851形成为管状，并且形成为漩涡状。具体地讲，管状部851形成为从上游侧端部朝向下游以回旋的方式弯曲并且随着朝向下游去而远离中心的形状。管状部851的下游侧端部呈直线状朝向下方延伸。管状部851的下游侧端部(直线部分的顶端部)的内部空间是喷出口85A。管状部851的中间部保持于固定构件20。在管状部851的上游侧端部安装有连接部852。

连接部852形成为纵长的圆筒状。连接部852的内部空间与管状部851的内部空间相连通。在连接部852的顶端部(上游侧端部)安装有阻力管82。

固定构件20在柱恒温箱3内安装于分隔板9(参照图1)。而且，利用该固定构件20来保持内部供给管85(管状部851)。在该状态下，内部供给管85的喷出口85A朝向下方。由此，从喷出口85A喷出的制冷剂不会直接喷射于柱2，而是与柱恒温箱3的底壁碰撞而扩散。

内部供给管83以保持于柱恒温箱3内的状态设于配置有柱2的区域附近。具体地讲，内部供给管83的管状部851与柱2相对，并且以与柱2相仿的方式配置于柱恒温箱3内。

而且，在从外部供给管81朝向柱恒温箱3内供给制冷剂时，经过了外部供给管81的制冷剂经过流量调整阀80和阻力管82，之后经由内部供给管83从喷出口83A朝向柱恒温箱3内的底壁喷出。

这样，根据第2实施方式，在冷却装置8中，内部供给管85的管状部851形成为漩涡状。因此，在柱恒温箱3内，能够使内部供给管83的管状部851与柱2相对并且与柱2相仿地配置。

其结果，能够利用内部供给管85有效地对柱2进行冷却。

6.第3实施方式

图4是表示本发明的第3实施方式的气相色谱仪1的结构例的示意图。在第3实施方式中，能够恰当地对向内部供给管83供给制冷剂的供给路径进行变更，这一点与第1实施方式不同。

具体地讲，在第3实施方式中，设有流路切换阀90和旁通管91。此外，流量调整阀80以介于外部供给管81的下游侧端部的稍上游侧的位置的方式设置。

流路切换阀90介于外部供给管81的下游侧端部。即，流路切换阀90配置于比流量调整阀80靠下游侧的位置。在流路切换阀90连接有阻力管82的上游侧端部和旁通管91的上游侧端部。流路切换阀90是能够将供给至外部供给管81的制冷剂的供给路径切换为阻力管82和旁通管91中的任一者的阀。

旁通管91具有比阻力管82的内径大的内径，其流路阻力小于阻力管82的流路阻力。旁通管91的下游侧端部连接于连接部832。

由此，能够通过对流路切换阀90进行切换从而使供给到外部供给管81的制冷剂经过经由阻力管82向内部供给管83流入的路径(第1供给状态)和不经由阻力管82而经由旁通管91向内部供给管83流入的路径(第2供给状态)中的任一个路径向柱恒温箱3内喷出。

这样，采用第3实施方式的气相色谱仪1，能够通过利用流路切换阀90恰当地切换供给状态(供给路径)从而将制冷剂以恰当的供给状态向柱恒温箱3内供给。

7.变形例

在以上的实施方式中，在气相色谱仪1中，对阻力管82介于内部供给管83和流量调整阀80之间的情况进行了说明。但是，针对气相色谱仪1而言，也可以是不设置阻力管82而将内部供给管83的上游侧端部连接于流量调整阀80的结构。

此外，在以上的实施方式中，对内部供给管83、85设于柱2的附近，具体地讲是设于柱2的后方(柱2和加热器4之间的区域)的情况进行了说明。但是，作为柱2的附近，也可以将内部供给管83、85设于柱2的前方(相对于柱2而言与加热器4所在侧相反的那一侧)。

附图标记说明

1、气相色谱仪；2、柱；3、柱恒温箱；4、加热器；8、冷却装置；80、流量调整阀；82、阻力管；83、内部供给管；83A、喷出口；85、内部供给管；85A、喷出口；90、流路切换阀。

Claims

1.一种气相色谱仪，其特征在于，

该气相色谱仪包括：

柱恒温箱，在其内部收纳有柱；以及

冷却装置，其通过从喷出口向所述柱恒温箱内喷出制冷剂从而对所述柱恒温箱内进行冷却，

在所述冷却装置中包含供给管，该供给管延伸到所述柱恒温箱内的配置有所述柱的区域附近，用于向所述喷出口供给制冷剂。

2.根据权利要求1所述的气相色谱仪，其特征在于，

所述气相色谱仪还包括加热器，该加热器设于所述柱恒温箱内，用于对该柱恒温箱内进行加热，

所述供给管延伸到所述加热器和所述柱之间的区域。

3.根据权利要求1所述的气相色谱仪，其特征在于，

所述供给管在配置有所述柱的区域附近形成为弯曲形状。

4.根据权利要求3所述的气相色谱仪，其特征在于，

所述供给管形成为与所述柱的形状相对应的弯曲形状。

5.根据权利要求1所述的气相色谱仪，其特征在于，

在所述冷却装置中包含阻力管，该阻力管具有与所述供给管相比内径较小的阻力部，并且在比所述供给管靠上游侧的位置处与该供给管相连通。

6.根据权利要求5所述的气相色谱仪，其特征在于，

所述气相色谱仪还包括切换部，该切换部用于切换为借助所述阻力部将制冷剂向所述供给管供给的第1供给状态或者不借助所述阻力部地将制冷剂向所述供给管供给的第2供给状态。

7.根据权利要求5所述的气相色谱仪，其特征在于，

在所述冷却装置中包含流量调整阀，该流量调整阀用于在比所述供给管靠上游侧的位置处对向该供给管供给的制冷剂的流量进行调整。