JP2004053268A - 有機物捕集管、有機物吸着装置および有機物の吸着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス管に充填された吸着剤に有機物を吸着させる時の吸着濃度を均一化する。
【解決手段】ガラス管１の空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】ガラス管１の空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機物捕集管、有機物吸着装置および有機物の吸着方法に関し、特に、空気中の有機汚染物質の分析を行うための有機汚染物質の捕集方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の有機汚染物質の捕集方法では、太さの均一なガラス管内に吸着材を充填し、この吸着材の充填されたガラス管内に空気を通すことにより、空気中の有機汚染物質を捕集することが行われていた。
図１０は、従来の有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【０００３】
図１０において、太さの均一なガラス管１０１内には吸着剤１０３が充填され、ガラス管１０１の入口側には、多孔質ガラス板１０２が嵌め込まれ、ガラス管１０１の出口側には、グラスウール１０４が詰め込まれている。
そして、ガラス管１０１の出口側を吸引し、ガラス管１０１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤１０３に吸着させる。
【０００４】
図１１は、従来の有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
図１１において、有機物捕集装置には、ガラス管１０１内を吸引する吸引ポンプ１０６および空気の流量を計測する積算流量計１０７が設けられている。
ここで、有機汚染物質を吸着剤１０３に吸着させる場合、吸引管１０５を介し、ガラス管１０１の出口側を吸引ポンプ１０６に接続する。
【０００５】
そして、吸引ポンプ１０６を動作させ、ガラス管１０１内を吸引することにより、ガラス管１０１内に空気を通過させる。
そして、ガラス管１０１内を空気が通過することで、空気に含まれる有機汚染物質が吸着剤１０３に吸着されると、吸着剤１０３に吸着された有機汚染物質の分析を行うことにより、空気中の有機汚染物質の濃度を調べることができる。
【０００６】
図１２は、従来の有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
図１２において、有機物吸着装置１１１には、１次トラップ管１１２および２次トラップ管１１３が設けられるとともに、１次トラップ管１１２および２次トラップ管１１３をそれぞれ加熱するヒータ１１２ａ、１１３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管１１３には、２次トラップ管１１３を冷却する冷却管１１３ａが設けられている。
【０００７】
また、１次トラップ管１１２と２次トラップ管１１３とは、切替バルブ１１４を介して接続され、有機物吸着装置１１１は、ガスクロマトグラフ部１１５を介して質量分析部１１６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部１１５には、カラム１１５ａが設けられ、カラム１１５ａにて、有機物吸着装置１１１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部１１６では、ガスクロマトグラフ部１１５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【０００８】
そして、図１０の吸着剤１０３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図１３に示すように、ガラス管１０１の吸引側に蓋１０８を嵌め込み、蓋１０８が嵌め込まれたガラス管１０１を１次トラップ管１１２に挿入する。
そして、図１４（ａ）に示すように、切替バルブ１１４により、１次トラップ管１１２の先端側に接続された輸送管１１４ａと、２次トラップ管１１３の先端側に接続された輸送管１１４ｂとを連結する。
【０００９】
そして、ヒータ１１２ａをオンし、１次トラップ管１１２内にヘリウムを流しながら、吸着剤１０３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤１０３に吸着されている有機物を２次トラップ管１１３に追い出し、２次トラップ管１１３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤１０３に吸着されている有機物を２次トラップ管１１３側に吸着させる。
【００１０】
次に、吸着剤１０３に吸着されていた有機物が２次トラップ管１１３側に吸着されると、図１４（ｂ）に示すように、切替バルブ１１４を切り替えることで、２次トラップ管１１３の末端側に接続された輸送管１１４ｃと、ガスクロマトグラフ部１１５に接続された輸送管１１４ｄを連結する。
そして、ヒータ１１３ｂをオンし、２次トラップ管１１３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管１１３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部１１５に瞬間的に追い出す。
【００１１】
そして、２次トラップ管１１３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部１１５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部１１５および質量分析部１１６にて、有機汚染物質の分析が行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガラス管１０１では、吸着剤１０３が充填される部分の内径が均一なため、吸着剤１０３での空気の通過速度が一定になる。
この結果、空気に含まれる有機物が吸着剤１０３で吸着されると、空気が吸着剤１０３を通過するに従って、空気に含まれる有機物の濃度が薄くなるため、空気の入口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が濃くなり、空気の出口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が薄くなる。
【００１３】
特に、沸点の高い有機物ほど、吸着剤１０３に吸着されやすくなるため、空気の入口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が一層濃くなる。
このため、従来のガラス管１０１では、吸着剤１０３から有機物を追い出す際に、有機物が濃度の濃い部分に残存し、有機物の分析精度が劣化したり、吸着剤１０３の再生が必要になったりするという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、有機物の吸着濃度を均一化することが可能な有機物捕集管、有機物吸着装置および有機物の吸着方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の有機物捕集管によれば、吸着剤が充填されるガラス管と、前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填された吸着剤とを備えることを特徴とする。
これにより、空気の出口側で有機物が吸着され易くすることができ、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、ガラス管の内径を一定に保ったまま、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２記載の有機物捕集管によれば、空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くなるようにされたガラス管と、前記ガラス管内に充填された吸着剤とを備えることを特徴とする。
これにより、空気の入口側で空気の流速を速めることが可能となり、空気の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。
【００１７】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、複数種類の吸着剤を用いることなく、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
また、請求項３記載の有機物捕集管によれば、吸着剤が充填されるガラス管と、前記ガラス管内に充填された吸着剤と、前記ガラス管内に挿入された空気吸入管と、前記空気吸入管に設けられ、空気の出口側から入口側に向かうにつれて、大きさまたは配置密度が小さくなるようにされた空気排出孔とを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、空気の入口側で空気の流量を低減することが可能となり、空気の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、複数種類の吸着剤を用いることなく、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４記載の有機物捕集管によれば、前記吸着剤は、前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填されていることを特徴とする。
これにより、空気の出口側で有機物が吸着され易くすることが可能となるだけでなく、空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となり、沸点の高い有機物が吸着される場合においても、吸着剤に吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５記載の有機物吸着装置によれば、空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管と、前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、１次トラップ管の有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤に吸着された有機物を効率よく２次トラップ管に追い出すことが可能となる。
このため、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００２２】
また、請求項６記載の有機物吸着装置によれば、有機物が吸着された１次トラップ管と、前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、有機物の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされ、前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、２次トラップ管の入口側で有機物の流速を速めることが可能となり、２次トラップ管の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。このため、１次トラップ管にトラップされている有機物を２次トラップ管に追い出す場合においても、２次トラップ管にトラップされる有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、２次トラップ管の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００２４】
このため、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の再利用を容易に行うことが可能となる。
また、請求項７記載の有機物の吸着方法によれば、有機物捕集管を通過する有機物の通過速度を入口側で速くすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする。
【００２５】
これにより、空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となり、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
また、請求項８記載の有機物の吸着方法によれば、有機物捕集管を通過する有機物の通過量を入口側で少なくすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする。
【００２６】
これにより、空気の出口側で有機物の通過量を増加させることが可能となり、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る有機物捕集管および有機物吸着装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１において、ガラス管１内には吸着剤３が充填され、ガラス管１の入口側には、多孔質ガラス板２が嵌め込まれ、ガラス管１の出口側には、グラスウール４が詰め込まれている。
なお、吸着剤３としては、例えば、活性炭、セラミックス、ゼオライト、グラスウールなどを用いることができる。
【００２９】
ここで、ガラス管１は、空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成されている。
そして、ガラス管１の出口側を吸引し、ガラス管１内に空気を引き込むことにより、ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物を吸着剤３に吸着させる。
これにより、ガラス管１の空気の入口側で空気の流速を速めることが可能となり、ガラス管１の空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となる。
【００３０】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤３で吸着されながらガラス管１内を通過し、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤３で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
図２は、本発明の第１実施形態に係る有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【００３１】
図２において、有機物捕集装置には、ガラス管１内を吸引する吸引ポンプ６および空気の流量を計測する積算流量計７が設けられている。
ここで、有機汚染物質を吸着剤３に吸着させる場合、吸引管５を介し、ガラス管１の出口側を吸引ポンプ６に接続する。
そして、吸引ポンプ６を動作させ、ガラス管１内を吸引することにより、ガラス管１内に空気を通過させる。
【００３２】
そして、ガラス管１内を空気が通過することで、空気に含まれる有機汚染物質が吸着剤３に吸着されると、吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行うことにより、空気中の有機汚染物質の濃度を調べることができる。
図３は、本発明の第１実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【００３３】
図３において、有機物吸着装置１１には、末端から先端にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管１２および内径が均一な２次トラップ管１３が設けられるとともに、１次トラップ管１２および２次トラップ管１３をそれぞれ加熱するヒータ１２ａ、１３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管１３には、２次トラップ管１３を冷却する冷却管１３ａが設けられている。
【００３４】
また、１次トラップ管１２と２次トラップ管１３とは、切替バルブ１４を介して接続され、有機物吸着装置１１は、ガスクロマトグラフ部１５を介して質量分析部１６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部１５には、カラム１５ａが設けられ、カラム１５ａにて、有機物吸着装置１１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部１６では、ガスクロマトグラフ部１５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【００３５】
そして、図１の吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図４に示すように、ガラス管１の吸引側に蓋８を嵌め込み、蓋８が嵌め込まれたガラス管１を１次トラップ管１２に挿入する。
そして、図５（ａ）に示すように、切替バルブ１４により、１次トラップ管１２の先端側に接続された輸送管１４ａと、２次トラップ管１３の先端側に接続された輸送管１４ｂとを連結する。
【００３６】
そして、ヒータ１２ａをオンし、１次トラップ管１２内にヘリウムを流しながら、吸着剤３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管１３に追い出し、２次トラップ管１３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管１３側に吸着させる。
【００３７】
ここで、１次トラップ管１２は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管１２に挿入される吸着剤３の吸着濃度を均一化することができる。
このため、吸着剤３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、吸着剤３に吸着された有機物を再現性よく２次トラップ管１３に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００３８】
次に、吸着剤３に吸着されていた有機物が２次トラップ管１３側に吸着されると、図５（ｂ）に示すように、切替バルブ１４を切り替えることで、２次トラップ管１３の末端側に接続された輸送管１４ｃと、ガスクロマトグラフ部１５に接続された輸送管１４ｄを連結する。
そして、ヒータ１３ｂをオンし、２次トラップ管１３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管１３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部１５に瞬間的に追い出す。
【００３９】
そして、２次トラップ管１３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部１５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部１５および質量分析部１６にて、有機汚染物質の分析を行う。
図６は、本発明の第２実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【００４０】
図６において、有機物吸着装置２１には、末端から先端にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管２２および２次トラップ管２３が設けられるとともに、１次トラップ管２２および２次トラップ管２３をそれぞれ加熱するヒータ２２ａ、２３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管２３には、２次トラップ管２３を冷却する冷却管２３ａが設けられている。
【００４１】
また、１次トラップ管２２と２次トラップ管２３とは、切替バルブ２４を介して接続され、有機物吸着装置２１は、ガスクロマトグラフ部２５を介して質量分析部２６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部２５には、カラム２５ａが設けられ、カラム２５ａにて、有機物吸着装置２１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部２６では、ガスクロマトグラフ部２５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【００４２】
そして、図１の吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図７に示すように、ガラス管１の吸引側に蓋８を嵌め込み、蓋８が嵌め込まれたガラス管１を１次トラップ管２２に挿入する。
そして、図８（ａ）に示すように、切替バルブ２４により、１次トラップ管２２の先端側に接続された輸送管２４ａと、２次トラップ管２３の先端側に接続された輸送管２４ｂとを連結する。
【００４３】
そして、ヒータ２２ａをオンし、１次トラップ管２２内にヘリウムを流しながら、吸着剤３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管２３に追い出し、２次トラップ管２３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管２３側に吸着させる。
【００４４】
ここで、１次トラップ管２２は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管２２に挿入される吸着剤２の吸着濃度を均一化することができる。
このため、吸着剤２３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、吸着剤２３に吸着された有機物を再現性よく２次トラップ管２３に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤２３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００４５】
次に、吸着剤２３に吸着されていた有機物が２次トラップ管２３側に吸着されると、図８（ｂ）に示すように、切替バルブ２４を切り替えることで、２次トラップ管２３の末端側に接続された輸送管２４ｃと、ガスクロマトグラフ部２５に接続された輸送管２４ｄを連結する。
そして、ヒータ２３ｂをオンし、２次トラップ管２３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管２３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部２５に瞬間的に追い出す。
【００４６】
そして、２次トラップ管２３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部２５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部２５および質量分析部２６にて、有機汚染物質の分析を行う。
ここで、２次トラップ管２３は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管２２にトラップされている有機物を２次トラップ管２３に追い出す場合においても、２次トラップ管２３にトラップされる有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００４７】
このため、２次トラップ管２３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、２次トラップ管２３に吸着された有機物を再現性よくガスクロマトグラフ部２５に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、２次トラップ管２３の再利用を容易に行うことが可能となる。
図９（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【００４８】
図９（ａ）において、ガラス管３１内には吸着剤３３、３４が充填され、ガラス管３１の入口側には、多孔質ガラス板３２が嵌め込まれ、ガラス管３１の出口側には、グラスウール３５が詰め込まれている。
ここで、ガラス管３１は、空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３３、３４の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成され、例えば、ガラス管３１の形状は、円錐形状または角錐形状とすることができる。
【００４９】
また、吸着剤３４の方が吸着剤３３よりも吸着率が高くなるように、吸着剤３３、３４が選択される。
例えば、吸着剤３３としてはグラスウールを用い、吸着剤３４としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
そして、ガラス管３１の出口側を吸引し、ガラス管３１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤３３、３４に吸着させる。
【００５０】
これにより、ガラス管３１の空気の入口側で空気の流速を速めて、ガラス管３１の空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となるとともに、空気の出口側での吸着率を容易に向上させることが可能となる。
このため、沸点の高い有機物がガラス管３１を通過する場合においても、吸着剤３３、３４で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤３３、３４に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤３３、３４の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５１】
図９（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｂ）において、ガラス管４１内には吸着剤４３〜４５が充填され、ガラス管４１の入口側には、多孔質ガラス板４２が嵌め込まれ、ガラス管４１の出口側には、グラスウール４６が詰め込まれている。
【００５２】
ここで、吸着剤４５、吸着剤４４、吸着剤４３の順に吸着率が高くなるように、吸着剤４３〜４５が選択される。
例えば、吸着剤４３としてはグラスウールを用い、吸着剤４４としてはＴｅｎａｘＴＡ（商品名）を用い、吸着剤４５としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
【００５３】
そして、ガラス管４１の出口側を吸引し、ガラス管４１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤４３〜４５に吸着させる。
これにより、吸着剤４３〜４５の充填部分のガラス管３１の内径が均一化されている場合においても、空気の出口側で吸着率を向上させることが可能となる。
このため、吸着剤４３〜４５で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤４３〜４５に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤４３〜４５の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５４】
図９（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｃ）において、ガラス管５１内には、空気を吸入する空気吸入管５２が挿入され、空気吸入管５２が挿入されたガラス管５１内には、吸着剤５３が充填されるとともに、ガラス管５１の出口側には、グラスウール５４が詰め込まれている。
【００５５】
ここで、吸着剤５３としては、例えば、活性炭、セラミックス、ゼオライト、グラスウールなどを用いることができる。
また、空気吸入管５２には、吸入された空気を噴出させる開口部５２ａが設けられ、開口部５２ａの大きさは、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００５６】
あるいは、開口部５２ａの大きさを一定にして、開口部５２ａの配置密度が空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるようにしてもよい。
そして、ガラス管５１の出口側を吸引し、空気吸入管５２を介してガラス管５１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤５３に吸着させる。
ここで、開口部５２ａの大きさが、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくされているので、空気の入口側での噴出量が空気の出口側での噴出量よりも少なくなり、空気の入口側に近づくにつれて、吸着剤５３を通過する空気量が減少する。
【００５７】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤５３で吸着されながらガラス管５１内を通過する場合においても、吸着剤５３で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤５３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤５３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５８】
図９（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｄ）において、ガラス管６１内には、空気を吸入する空気吸入管６２が挿入され、空気吸入管６２が挿入されたガラス管６１内には、吸着剤６３、６４が充填されるとともに、ガラス管６１の出口側には、グラスウール６５が詰め込まれている。
【００５９】
ここで、吸着剤６４の方が吸着剤６３よりも吸着率が高くなるように、吸着剤６３、６４が選択され、例えば、吸着剤６３としてはグラスウールを用い、吸着剤６４としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
また、空気吸入管６２には、吸入された空気を噴出させる開口部６２ａが設けられ、開口部６２ａの大きさは、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００６０】
あるいは、開口部６２ａの大きさを一定にして、開口部６２ａの配置密度が空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるようにしてもよい。
そして、ガラス管６１の出口側を吸引し、空気吸入管６２を介してガラス管６１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤６３、６４に吸着させる。
【００６１】
ここで、開口部６２ａの大きさが、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくされているので、空気の入口側での噴出量が空気の出口側での噴出量よりも少なくなり、空気の入口側に近づくにつれて、吸着剤６３、６４を通過する空気量が減少する。
また、吸着剤６３、６４の吸着率が空気の出口側で大きくなるように選択されているので、空気の出口側での有機物の吸着効率を上昇させることが可能となる。
【００６２】
このため、沸点の高い有機物が吸着剤６３、６４で吸着されながらガラス管６１内を通過する場合においても、吸着剤６３、６４で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤６３、６４に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤６３、６４の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の有効利用を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図１０】従来の有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図１１】従来の有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【図１２】従来の有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】従来の有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図１４】従来の有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１、３１、４１、５１、６１ ガラス管。２、３２、４２ 多孔質ガラス板。 ３、３４、４４、４５、５３、６４ 吸着剤。４、３３、３５、４３、４６、 ５４、６３、６５ グラスウール。５２、６２ 空気吸入管。５２ａ、６２ａ 開口部。５ 吸引管。６ 吸引ポンプ。７ 積算流量計。８ 蓋。１１、２１ 有機物吸着装置。１２、２２ １次トラップ管。１３、２３ ２次トラップ 管。１２ａ、１３ｂ、２２ａ、２３ｂ ヒータ。１３ａ、２３ａ 冷却管。 １４、２４ 切替バルブ。１４ａ〜１４ｄ、２４ａ〜２４ｄ 輸送管。１５、 ２５ ガスクロマトグラフ部。１５ａ カラム。１６、２６ 質量分析部。
【発明の属する技術分野】
本発明は有機物捕集管、有機物吸着装置および有機物の吸着方法に関し、特に、空気中の有機汚染物質の分析を行うための有機汚染物質の捕集方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の有機汚染物質の捕集方法では、太さの均一なガラス管内に吸着材を充填し、この吸着材の充填されたガラス管内に空気を通すことにより、空気中の有機汚染物質を捕集することが行われていた。
図１０は、従来の有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【０００３】
図１０において、太さの均一なガラス管１０１内には吸着剤１０３が充填され、ガラス管１０１の入口側には、多孔質ガラス板１０２が嵌め込まれ、ガラス管１０１の出口側には、グラスウール１０４が詰め込まれている。
そして、ガラス管１０１の出口側を吸引し、ガラス管１０１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤１０３に吸着させる。
【０００４】
図１１は、従来の有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
図１１において、有機物捕集装置には、ガラス管１０１内を吸引する吸引ポンプ１０６および空気の流量を計測する積算流量計１０７が設けられている。
ここで、有機汚染物質を吸着剤１０３に吸着させる場合、吸引管１０５を介し、ガラス管１０１の出口側を吸引ポンプ１０６に接続する。
【０００５】
そして、吸引ポンプ１０６を動作させ、ガラス管１０１内を吸引することにより、ガラス管１０１内に空気を通過させる。
そして、ガラス管１０１内を空気が通過することで、空気に含まれる有機汚染物質が吸着剤１０３に吸着されると、吸着剤１０３に吸着された有機汚染物質の分析を行うことにより、空気中の有機汚染物質の濃度を調べることができる。
【０００６】
図１２は、従来の有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
図１２において、有機物吸着装置１１１には、１次トラップ管１１２および２次トラップ管１１３が設けられるとともに、１次トラップ管１１２および２次トラップ管１１３をそれぞれ加熱するヒータ１１２ａ、１１３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管１１３には、２次トラップ管１１３を冷却する冷却管１１３ａが設けられている。
【０００７】
また、１次トラップ管１１２と２次トラップ管１１３とは、切替バルブ１１４を介して接続され、有機物吸着装置１１１は、ガスクロマトグラフ部１１５を介して質量分析部１１６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部１１５には、カラム１１５ａが設けられ、カラム１１５ａにて、有機物吸着装置１１１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部１１６では、ガスクロマトグラフ部１１５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【０００８】
そして、図１０の吸着剤１０３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図１３に示すように、ガラス管１０１の吸引側に蓋１０８を嵌め込み、蓋１０８が嵌め込まれたガラス管１０１を１次トラップ管１１２に挿入する。
そして、図１４（ａ）に示すように、切替バルブ１１４により、１次トラップ管１１２の先端側に接続された輸送管１１４ａと、２次トラップ管１１３の先端側に接続された輸送管１１４ｂとを連結する。
【０００９】
そして、ヒータ１１２ａをオンし、１次トラップ管１１２内にヘリウムを流しながら、吸着剤１０３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤１０３に吸着されている有機物を２次トラップ管１１３に追い出し、２次トラップ管１１３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤１０３に吸着されている有機物を２次トラップ管１１３側に吸着させる。
【００１０】
次に、吸着剤１０３に吸着されていた有機物が２次トラップ管１１３側に吸着されると、図１４（ｂ）に示すように、切替バルブ１１４を切り替えることで、２次トラップ管１１３の末端側に接続された輸送管１１４ｃと、ガスクロマトグラフ部１１５に接続された輸送管１１４ｄを連結する。
そして、ヒータ１１３ｂをオンし、２次トラップ管１１３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管１１３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部１１５に瞬間的に追い出す。
【００１１】
そして、２次トラップ管１１３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部１１５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部１１５および質量分析部１１６にて、有機汚染物質の分析が行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガラス管１０１では、吸着剤１０３が充填される部分の内径が均一なため、吸着剤１０３での空気の通過速度が一定になる。
この結果、空気に含まれる有機物が吸着剤１０３で吸着されると、空気が吸着剤１０３を通過するに従って、空気に含まれる有機物の濃度が薄くなるため、空気の入口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が濃くなり、空気の出口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が薄くなる。
【００１３】
特に、沸点の高い有機物ほど、吸着剤１０３に吸着されやすくなるため、空気の入口側で吸着剤１０３の有機物の濃度が一層濃くなる。
このため、従来のガラス管１０１では、吸着剤１０３から有機物を追い出す際に、有機物が濃度の濃い部分に残存し、有機物の分析精度が劣化したり、吸着剤１０３の再生が必要になったりするという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、有機物の吸着濃度を均一化することが可能な有機物捕集管、有機物吸着装置および有機物の吸着方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の有機物捕集管によれば、吸着剤が充填されるガラス管と、前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填された吸着剤とを備えることを特徴とする。
これにより、空気の出口側で有機物が吸着され易くすることができ、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、ガラス管の内径を一定に保ったまま、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２記載の有機物捕集管によれば、空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くなるようにされたガラス管と、前記ガラス管内に充填された吸着剤とを備えることを特徴とする。
これにより、空気の入口側で空気の流速を速めることが可能となり、空気の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。
【００１７】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、複数種類の吸着剤を用いることなく、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
また、請求項３記載の有機物捕集管によれば、吸着剤が充填されるガラス管と、前記ガラス管内に充填された吸着剤と、前記ガラス管内に挿入された空気吸入管と、前記空気吸入管に設けられ、空気の出口側から入口側に向かうにつれて、大きさまたは配置密度が小さくなるようにされた空気排出孔とを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、空気の入口側で空気の流量を低減することが可能となり、空気の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、複数種類の吸着剤を用いることなく、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４記載の有機物捕集管によれば、前記吸着剤は、前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填されていることを特徴とする。
これにより、空気の出口側で有機物が吸着され易くすることが可能となるだけでなく、空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となり、沸点の高い有機物が吸着される場合においても、吸着剤に吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５記載の有機物吸着装置によれば、空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管と、前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、１次トラップ管の有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤に吸着された有機物を効率よく２次トラップ管に追い出すことが可能となる。
このため、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００２２】
また、請求項６記載の有機物吸着装置によれば、有機物が吸着された１次トラップ管と、前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、有機物の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされ、前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、２次トラップ管の入口側で有機物の流速を速めることが可能となり、２次トラップ管の入口側で有機物の吸着率を低下させることが可能となる。このため、１次トラップ管にトラップされている有機物を２次トラップ管に追い出す場合においても、２次トラップ管にトラップされる有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、２次トラップ管の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００２４】
このため、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の再利用を容易に行うことが可能となる。
また、請求項７記載の有機物の吸着方法によれば、有機物捕集管を通過する有機物の通過速度を入口側で速くすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする。
【００２５】
これにより、空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となり、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
また、請求項８記載の有機物の吸着方法によれば、有機物捕集管を通過する有機物の通過量を入口側で少なくすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする。
【００２６】
これにより、空気の出口側で有機物の通過量を増加させることが可能となり、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る有機物捕集管および有機物吸着装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１において、ガラス管１内には吸着剤３が充填され、ガラス管１の入口側には、多孔質ガラス板２が嵌め込まれ、ガラス管１の出口側には、グラスウール４が詰め込まれている。
なお、吸着剤３としては、例えば、活性炭、セラミックス、ゼオライト、グラスウールなどを用いることができる。
【００２９】
ここで、ガラス管１は、空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成されている。
そして、ガラス管１の出口側を吸引し、ガラス管１内に空気を引き込むことにより、ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物を吸着剤３に吸着させる。
これにより、ガラス管１の空気の入口側で空気の流速を速めることが可能となり、ガラス管１の空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となる。
【００３０】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤３で吸着されながらガラス管１内を通過し、空気に含まれる有機物の濃度が出口側で薄くなる場合においても、吸着剤３で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
図２は、本発明の第１実施形態に係る有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【００３１】
図２において、有機物捕集装置には、ガラス管１内を吸引する吸引ポンプ６および空気の流量を計測する積算流量計７が設けられている。
ここで、有機汚染物質を吸着剤３に吸着させる場合、吸引管５を介し、ガラス管１の出口側を吸引ポンプ６に接続する。
そして、吸引ポンプ６を動作させ、ガラス管１内を吸引することにより、ガラス管１内に空気を通過させる。
【００３２】
そして、ガラス管１内を空気が通過することで、空気に含まれる有機汚染物質が吸着剤３に吸着されると、吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行うことにより、空気中の有機汚染物質の濃度を調べることができる。
図３は、本発明の第１実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【００３３】
図３において、有機物吸着装置１１には、末端から先端にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管１２および内径が均一な２次トラップ管１３が設けられるとともに、１次トラップ管１２および２次トラップ管１３をそれぞれ加熱するヒータ１２ａ、１３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管１３には、２次トラップ管１３を冷却する冷却管１３ａが設けられている。
【００３４】
また、１次トラップ管１２と２次トラップ管１３とは、切替バルブ１４を介して接続され、有機物吸着装置１１は、ガスクロマトグラフ部１５を介して質量分析部１６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部１５には、カラム１５ａが設けられ、カラム１５ａにて、有機物吸着装置１１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部１６では、ガスクロマトグラフ部１５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【００３５】
そして、図１の吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図４に示すように、ガラス管１の吸引側に蓋８を嵌め込み、蓋８が嵌め込まれたガラス管１を１次トラップ管１２に挿入する。
そして、図５（ａ）に示すように、切替バルブ１４により、１次トラップ管１２の先端側に接続された輸送管１４ａと、２次トラップ管１３の先端側に接続された輸送管１４ｂとを連結する。
【００３６】
そして、ヒータ１２ａをオンし、１次トラップ管１２内にヘリウムを流しながら、吸着剤３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管１３に追い出し、２次トラップ管１３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管１３側に吸着させる。
【００３７】
ここで、１次トラップ管１２は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管１２に挿入される吸着剤３の吸着濃度を均一化することができる。
このため、吸着剤３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、吸着剤３に吸着された有機物を再現性よく２次トラップ管１３に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００３８】
次に、吸着剤３に吸着されていた有機物が２次トラップ管１３側に吸着されると、図５（ｂ）に示すように、切替バルブ１４を切り替えることで、２次トラップ管１３の末端側に接続された輸送管１４ｃと、ガスクロマトグラフ部１５に接続された輸送管１４ｄを連結する。
そして、ヒータ１３ｂをオンし、２次トラップ管１３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管１３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部１５に瞬間的に追い出す。
【００３９】
そして、２次トラップ管１３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部１５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部１５および質量分析部１６にて、有機汚染物質の分析を行う。
図６は、本発明の第２実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【００４０】
図６において、有機物吸着装置２１には、末端から先端にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管２２および２次トラップ管２３が設けられるとともに、１次トラップ管２２および２次トラップ管２３をそれぞれ加熱するヒータ２２ａ、２３ｂが設けられ、さらに、２次トラップ管２３には、２次トラップ管２３を冷却する冷却管２３ａが設けられている。
【００４１】
また、１次トラップ管２２と２次トラップ管２３とは、切替バルブ２４を介して接続され、有機物吸着装置２１は、ガスクロマトグラフ部２５を介して質量分析部２６に接続されている。
ここで、ガスクロマトグラフ部２５には、カラム２５ａが設けられ、カラム２５ａにて、有機物吸着装置２１で吸着された有機物を分離することで、クロマトグラムが生成される。また、質量分析部２６では、ガスクロマトグラフ部２５で分離された有機物の質量分析を行うことにより、マススペクトルが生成され、有機物の特定が行われる。
【００４２】
そして、図１の吸着剤３に吸着された有機汚染物質の分析を行う場合、図７に示すように、ガラス管１の吸引側に蓋８を嵌め込み、蓋８が嵌め込まれたガラス管１を１次トラップ管２２に挿入する。
そして、図８（ａ）に示すように、切替バルブ２４により、１次トラップ管２２の先端側に接続された輸送管２４ａと、２次トラップ管２３の先端側に接続された輸送管２４ｂとを連結する。
【００４３】
そして、ヒータ２２ａをオンし、１次トラップ管２２内にヘリウムを流しながら、吸着剤３を２００〜２５０℃で数１０分程度加熱することにより、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管２３に追い出し、２次トラップ管２３を−４０℃に冷却しながら、吸着剤３に吸着されている有機物を２次トラップ管２３側に吸着させる。
【００４４】
ここで、１次トラップ管２２は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管２２に挿入される吸着剤２の吸着濃度を均一化することができる。
このため、吸着剤２３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、吸着剤２３に吸着された有機物を再現性よく２次トラップ管２３に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤２３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００４５】
次に、吸着剤２３に吸着されていた有機物が２次トラップ管２３側に吸着されると、図８（ｂ）に示すように、切替バルブ２４を切り替えることで、２次トラップ管２３の末端側に接続された輸送管２４ｃと、ガスクロマトグラフ部２５に接続された輸送管２４ｄを連結する。
そして、ヒータ２３ｂをオンし、２次トラップ管２３を２５０℃程度で３０秒程度加熱することにより、２次トラップ管２３に吸着されている有機物を、ガスクロマトグラフ部２５に瞬間的に追い出す。
【００４６】
そして、２次トラップ管２３に吸着されていた有機物がガスクロマトグラフ部２５に追い出されると、ガスクロマトグラフ部２５および質量分析部２６にて、有機汚染物質の分析を行う。
ここで、２次トラップ管２３は、末端から先端にかけて内径が徐々に細くなるように構成され、１次トラップ管２２にトラップされている有機物を２次トラップ管２３に追い出す場合においても、２次トラップ管２３にトラップされる有機物の吸着濃度を均一化することが可能となる。
【００４７】
このため、２次トラップ管２３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、２次トラップ管２３に吸着された有機物を再現性よくガスクロマトグラフ部２５に追い出すことが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、２次トラップ管２３の再利用を容易に行うことが可能となる。
図９（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【００４８】
図９（ａ）において、ガラス管３１内には吸着剤３３、３４が充填され、ガラス管３１の入口側には、多孔質ガラス板３２が嵌め込まれ、ガラス管３１の出口側には、グラスウール３５が詰め込まれている。
ここで、ガラス管３１は、空気の出口側から入口側にかけて、吸着剤３３、３４の充填部分の内径が徐々に細くなるように構成され、例えば、ガラス管３１の形状は、円錐形状または角錐形状とすることができる。
【００４９】
また、吸着剤３４の方が吸着剤３３よりも吸着率が高くなるように、吸着剤３３、３４が選択される。
例えば、吸着剤３３としてはグラスウールを用い、吸着剤３４としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
そして、ガラス管３１の出口側を吸引し、ガラス管３１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤３３、３４に吸着させる。
【００５０】
これにより、ガラス管３１の空気の入口側で空気の流速を速めて、ガラス管３１の空気の出口側で有機物の残留時間を増加させることが可能となるとともに、空気の出口側での吸着率を容易に向上させることが可能となる。
このため、沸点の高い有機物がガラス管３１を通過する場合においても、吸着剤３３、３４で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤３３、３４に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤３３、３４の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５１】
図９（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｂ）において、ガラス管４１内には吸着剤４３〜４５が充填され、ガラス管４１の入口側には、多孔質ガラス板４２が嵌め込まれ、ガラス管４１の出口側には、グラスウール４６が詰め込まれている。
【００５２】
ここで、吸着剤４５、吸着剤４４、吸着剤４３の順に吸着率が高くなるように、吸着剤４３〜４５が選択される。
例えば、吸着剤４３としてはグラスウールを用い、吸着剤４４としてはＴｅｎａｘＴＡ（商品名）を用い、吸着剤４５としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
【００５３】
そして、ガラス管４１の出口側を吸引し、ガラス管４１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤４３〜４５に吸着させる。
これにより、吸着剤４３〜４５の充填部分のガラス管３１の内径が均一化されている場合においても、空気の出口側で吸着率を向上させることが可能となる。
このため、吸着剤４３〜４５で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤４３〜４５に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤４３〜４５の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５４】
図９（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｃ）において、ガラス管５１内には、空気を吸入する空気吸入管５２が挿入され、空気吸入管５２が挿入されたガラス管５１内には、吸着剤５３が充填されるとともに、ガラス管５１の出口側には、グラスウール５４が詰め込まれている。
【００５５】
ここで、吸着剤５３としては、例えば、活性炭、セラミックス、ゼオライト、グラスウールなどを用いることができる。
また、空気吸入管５２には、吸入された空気を噴出させる開口部５２ａが設けられ、開口部５２ａの大きさは、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００５６】
あるいは、開口部５２ａの大きさを一定にして、開口部５２ａの配置密度が空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるようにしてもよい。
そして、ガラス管５１の出口側を吸引し、空気吸入管５２を介してガラス管５１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤５３に吸着させる。
ここで、開口部５２ａの大きさが、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくされているので、空気の入口側での噴出量が空気の出口側での噴出量よりも少なくなり、空気の入口側に近づくにつれて、吸着剤５３を通過する空気量が減少する。
【００５７】
このため、空気に含まれる有機物が吸着剤５３で吸着されながらガラス管５１内を通過する場合においても、吸着剤５３で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤５３に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤５３の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００５８】
図９（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
図９（ｄ）において、ガラス管６１内には、空気を吸入する空気吸入管６２が挿入され、空気吸入管６２が挿入されたガラス管６１内には、吸着剤６３、６４が充填されるとともに、ガラス管６１の出口側には、グラスウール６５が詰め込まれている。
【００５９】
ここで、吸着剤６４の方が吸着剤６３よりも吸着率が高くなるように、吸着剤６３、６４が選択され、例えば、吸着剤６３としてはグラスウールを用い、吸着剤６４としてはＴｅｎａｘＧＲ（商品名）を用いることができる。
また、空気吸入管６２には、吸入された空気を噴出させる開口部６２ａが設けられ、開口部６２ａの大きさは、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００６０】
あるいは、開口部６２ａの大きさを一定にして、開口部６２ａの配置密度が空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくなるようにしてもよい。
そして、ガラス管６１の出口側を吸引し、空気吸入管６２を介してガラス管６１内に空気を引き込むことにより、有機汚染物質を吸着剤６３、６４に吸着させる。
【００６１】
ここで、開口部６２ａの大きさが、空気の入口側に近づくにつれて徐々に小さくされているので、空気の入口側での噴出量が空気の出口側での噴出量よりも少なくなり、空気の入口側に近づくにつれて、吸着剤６３、６４を通過する空気量が減少する。
また、吸着剤６３、６４の吸着率が空気の出口側で大きくなるように選択されているので、空気の出口側での有機物の吸着効率を上昇させることが可能となる。
【００６２】
このため、沸点の高い有機物が吸着剤６３、６４で吸着されながらガラス管６１内を通過する場合においても、吸着剤６３、６４で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、吸着剤６３、６４に吸着された有機物の過熱離脱を容易化して、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤６３、６４の再利用を容易に行うことが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空気に含まれる有機物が吸着剤で吸着されながらガラス管内を通過する場合においても、吸着剤で吸着される有機物の吸着濃度を均一化することが可能となり、有機物の分析精度を向上させることが可能となるとともに、吸着剤の有効利用を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図、図９（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図１０】従来の有機物捕集管の概略構成を示す側面図である。
【図１１】従来の有機物捕集装置の概略構成を示す側面図である。
【図１２】従来の有機物分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】従来の有機物吸着装置の概略構成を示す断面図である。
【図１４】従来の有機物吸着装置のバルブの切り替え方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１、３１、４１、５１、６１ ガラス管。２、３２、４２ 多孔質ガラス板。 ３、３４、４４、４５、５３、６４ 吸着剤。４、３３、３５、４３、４６、 ５４、６３、６５ グラスウール。５２、６２ 空気吸入管。５２ａ、６２ａ 開口部。５ 吸引管。６ 吸引ポンプ。７ 積算流量計。８ 蓋。１１、２１ 有機物吸着装置。１２、２２ １次トラップ管。１３、２３ ２次トラップ 管。１２ａ、１３ｂ、２２ａ、２３ｂ ヒータ。１３ａ、２３ａ 冷却管。 １４、２４ 切替バルブ。１４ａ〜１４ｄ、２４ａ〜２４ｄ 輸送管。１５、 ２５ ガスクロマトグラフ部。１５ａ カラム。１６、２６ 質量分析部。
Claims (8)
- 吸着剤が充填されるガラス管と、
前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填された吸着剤とを備えることを特徴とする有機物捕集管。 - 空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くなるようにされたガラス管と、
前記ガラス管内に充填された吸着剤とを備えることを特徴とする有機物捕集管。 - 吸着剤が充填されるガラス管と、
前記ガラス管内に充填された吸着剤と、
前記ガラス管内に挿入された空気吸入管と、
前記空気吸入管に設けられ、空気の出口側から入口側に向かうにつれて、大きさまたは配置密度が小さくなるようにされた空気排出孔とを備えることを特徴とする有機物捕集管。 - 前記吸着剤は、前記ガラス管の出口側から入口側にかけて有機物の吸着率が低くなるように充填されていることを特徴とする請求項２または３記載の有機物捕集管。
- 空気の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされた１次トラップ管と、
前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、
前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、
前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、
前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする有機物吸着装置。 - 有機物が吸着された１次トラップ管と、
前記１次トラップ管を加熱する第１加熱手段と、
有機物の出口側から入口側にかけて内径が徐々に細くされ、前記１次トラップ管から追い出された有機物を吸着する２次トラップ管と、
前記２次トラップ管を加熱する第２加熱手段と、
前記１次トラップ管から追い出された有機物を前記２次トラップ管に送出するとともに、前記２次トラップ管から追い出された有機物を外部に送出する切替バルブとを備えることを特徴とする有機物吸着装置。 - 有機物捕集管を通過する有機物の通過速度を入口側で速くすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする有機物の吸着方法。
- 有機物捕集管を通過する有機物の通過量を入口側で少なくすることにより、有機物捕集管における有機物の吸着濃度を均一化することを特徴とする有機物の吸着方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009150652A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガス濃縮セルおよびガス濃縮方法 |
| JP2009236588A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Yazaki Corp | 試料ガス捕集装置及びガスクロマトグラフ装置 |
| JP2010237111A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Mitsubishi Materials Corp | 排ガス中の水銀分析装置 |
| JP2021533339A (ja) * | 2018-07-31 | 2021-12-02 | エンテック インスツルメンツ インコーポレイテッド | ハイブリッドキャピラリ／充填トラップ及び使用方法 |
| US11896366B2 (en) | 2018-03-06 | 2024-02-13 | Entech Instruments Inc. | Ventilator-coupled sampling device and method |
-
2002
- 2002-07-16 JP JP2002207065A patent/JP2004053268A/ja not_active Withdrawn
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