JP2010164454A

JP2010164454A - ガスクロマトグラフ

Info

Publication number: JP2010164454A
Application number: JP2009007462A
Authority: JP
Inventors: Masanao Furukawa; 雅直古川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: JP5206439B2

Abstract

【課題】モータに高温の熱が伝導しないようにしたまま、大きさを小さくすることができるガスクロマトグラフを提供する。
【解決手段】貫通孔１６ａが形成された断熱性の壁１２、１５、１６を有するハウンジング１０と、ハウンジング１０の内部に配置され、試料が通過するカラム１１と、ハウンジング１０の内部に配置され、ハウンジング１０の内部の空気を加熱するヒータ１３と、ハウンジング１０の内部に配置されるファン１４と、ハウンジング１０の外部に配置されるモータ１７と、ハウンジング１０の貫通孔１６ａを貫通することにより、ハウンジング１０の内部のファン１４と、ハウンジング１０の外部のモータ１７とを連結する金属製のシャフト１８とを備えるガスクロマトグラフであって、シャフト１８には、ファン１４とモータ１７とを連結する連結方向に垂直となる断面積が小さくなるように変化する小断面部分１８ａが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーブンの内部にカラムを収容して、カラムの温度を調節するガスクロマトグラフに関する。

ガスクロマトグラフでは、試料ガスが、キャリアガスに押されてカラムの入口端からカラム内に導入される。これにより、試料ガスに含まれる各測定物質は、カラム内を通過する間に時間軸方向に分離されて、カラムの出口端に到達することになる。このとき、試料ガスを所定の温度でカラム内を通過させるために、オーブンの内部にカラムを収容して、オーブンの内部の温度（例えば、４５０℃までの任意の温度）Ｔを調節することができるガスクロマトグラフが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、従来のガスクロマトグラフの一例の断面図であり、また、図４は、図３に示すモータの拡大断面図である。
ガスクロマトグラフは、オーブン２と、試料ガスが通過するカラム１１と、ラジアルファン１４と、モータ１７と、ラジアルファン１４とモータ１７とを連結するシャフト５８とを備える。
オーブン２は、上下左右の４面の断熱性の壁１２と、断熱性の背面壁１６と、断熱性の前面壁となる前面扉１５とで囲われた立方体形状のハウンジング１０を備え、ハウンジング１０の内部には、ハウンジング１０の内部の空気を加熱するヒータ１３が収容されている。

また、ハウンジング１０の内部には、カラム１１とラジアルファン１４とが収容されるとともに、ハウンジング１０の外部には、モータ１７が設けられている。
そして、背面壁１６には円柱形状の貫通孔１６ａが形成されており、シャフト５８が貫通孔１６ａを貫通することにより、ハウンジング１０の内部のラジアルファン１４と、ハウンジング１０の外部のモータ１７とを連結する。

シャフト５８は、所定の耐熱性と所定の強度を有する金属（例えば、鉄等）で形成されており、例えば、直径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ等の円柱形状ある。そして、シャフト５８の一端部は、ラジアルファン１４の中央部に固定されるとともに、シャフト５８の他端部は、モータ１７に対して円柱形状の中心軸を回転軸として回転自在となるように支持されている。すなわち、円柱形状の中心軸と回転軸とが、ラジアルファン１４とモータ１７とを連結する連結方向となる。
モータ１７は、円筒形状のフレーム１７ａと、フレーム１７ａの内周面に固定されたステータ１７ｂと、シャフト５８の他端部の外周面に固定されたロータ１７ｃと、シャフト５８がフレーム１７ａに対して回転自在となるようにシャフト５８の他端部を支持する２個のベアリング１７ｄとを有する。ベアリング１７ｄには、シャフト５８を滑らかに回転させるために、潤滑油が使用されている。

このようなガスクロマトグラフにおいて、ヒータ１３に通電電力を供給することによってハウンジング１０の内部の空気を加熱して、モータ１７に通電電力を供給することによってシャフト５８を介してラジアルファン１４を回転させることで加熱された空気を循環させることにより、ハウンジング１０の内部を均一の目的温度Ｔにするようになっている。

特開平９−６８５２０号公報

ところで、上述したようなガスクロマトグラフでは、モータ１７が１００℃以上の高温になると、モータ１７のベアリング１７ｄの潤滑油等が揮発したり、電気導線（図示せず）等が劣化したりしてしまうため、ハウンジング１０の外部に配置されるとともに、ハウンジング１０の内部の高温の熱が、金属製のシャフト５８を介してモータ１７まで伝導しないように、シャフト５８の長さをＬ_２（例えば、１５０ｍｍ以上）と長くしている。
よって、シャフト５８の長さをＬ_２と長くする必要があるため、ガスクロマトグラフ自体の大きさを小さくすることができないという問題点があった。
そこで、本発明は、モータに高温の熱が伝導しないようにしたまま、大きさを小さくすることができるガスクロマトグラフを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のガスクロマトグラフは、貫通孔が形成された断熱性の壁を有するハウンジングと、前記ハウンジングの内部に配置され、試料が通過するカラムと、前記ハウンジングの内部に配置され、前記ハウンジングの内部の空気を加熱するヒータと、前記ハウンジングの内部に配置されるファンと、前記ハウンジングの外部に配置されるモータと、前記ハウンジングの貫通孔を貫通することにより、前記ハウンジングの内部のファンと、前記ハウンジングの外部のモータとを連結する金属製のシャフトとを備えるガスクロマトグラフであって、前記シャフトには、前記ファンとモータとを連結する連結方向に垂直となる断面積が小さくなるように変化する小断面部分が形成されているようにしている。

本発明のガスクロマトグラフによれば、シャフトには、連結方向に垂直となる断面積が小さくなるように変化する小断面部分が形成されているので、シャフトの長さを短くしても、モータにハウンジングの内部の高温の熱がシャフトを介して伝導しないようにすることができる。よって、シャフトの長さを短くすることができるので、ガスクロマトグラフ自体の大きさを小さくすることができる。

（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記小断面部分は、前記連結方向に垂直となる方向に貫通する穴が形成されたものであるようにしてもよい。
本発明のガスクロマトグラフによれば、シャフトは回転するので、所定の強度を有する必要があるが、穴によって小断面部分を形成しているので、シャフトの強度をあまり低下させないものとすることができる。

そして、上記の発明において、前記シャフトは、前記連結方向が中心軸となる円柱形状であり、前記モータは、前記円柱形状の中心軸を回転軸としてシャフトを回転させることで、前記ファンを回転させることにより、前記ハウンジングの内部の空気を攪拌させるようにしてもよい。
本発明のガスクロマトグラフによれば、シャフトは、中心軸を回転軸として回転するので、穴を外部の室温の空気が通過することによって、シャフトを伝達する熱を冷却することができる。

さらに、上記の発明において、前記モータは、円筒形状のフレームと、当該フレームの内周面に固定されたステータと、前記シャフトの外周面に固定されたロータと、前記シャフトがフレームに対して回転自在となるようにシャフトを支持するベアリングとを有するようにしてもよい。

本発明の実施形態のガスクロマトグラフの一例の断面図である。図１に示すシャフトの図である。従来のガスクロマトグラフの一例の断面図である。図３に示すモータの拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態のガスクロマトグラフの一例の断面図である。また、図２（ａ）は、図１に示すシャフトの斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すシャフトの小断面部分の断面図である。なお、上述したガスクロマトグラフと同様のものについては、同じ符号を付している。
ガスクロマトグラフは、オーブン２と、試料ガスが通過するカラム１１と、ラジアルファン１４と、モータ１７と、ラジアルファン１４とモータ１７とを連結するシャフト１８とを備える。

シャフト１８は、所定の耐熱性と所定の強度を有する金属（例えば、鉄等）で形成されており、例えば、直径Ｄ_１＝１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ等の円柱形状ある。そして、シャフト１８の一端部は、ラジアルファン１４の中央部に固定されるとともに、シャフト１８の他端部は、モータ１７に対して円柱形状の中心軸を回転軸として回転自在となるように支持されている。すなわち、円柱形状の中心軸と回転軸とが、ラジアルファン１４とモータ１７とを連結する連結方向となる。
シャフト１８には、図２に示すように、直径Ｄ_２＝４ｍｍの円柱形状の２個の穴１８ａが形成されている。２個の穴１８ａは、連結方向に垂直となる方向に貫通する。つまり、シャフト１８において、連結方向と垂直となる断面積が、７９ｍｍ^２から１９ｍｍ^２となるように変化する小断面部分が形成されている。
なお、シャフト１８は円柱形状の中心軸を回転軸として回転するので、所定の強度を有する必要があるが、２個の穴１８ａによって小断面部分を形成しているので、シャフト１８の強度をあまり低下させないものとなっている。

このようなガスクロマトグラフによれば、シャフト１８の長さをＬ_１（例えば、１００ｍｍ以下）と短くしても、ハウンジング１０の内部の高温の熱がシャフト１８を介してモータ１７まで伝導することを抑えることができる。また、シャフト１８は、中心軸を回転軸として回転するので、２個の穴１８ａを外部の室温の空気が通過することによって、ハウンジング１０の内部の高温の熱がシャフト１８を伝導するうちに冷却されるようにもなっている。
したがって、シャフト１８の長さを短くすることができるので、ガスクロマトグラフ自体の大きさを小さくすることができる。

（他の実施形態）
上述したガスクロマトグラフでは、シャフト１８には、円柱形状の２個の穴１８ａが形成されている構成を示したが、円柱形状以外の形状の穴が形成されていてもよく、さらに１個や３個の穴が形成されているような構成としてもよい。

本発明は、オーブンの内部にカラムを収容して、カラムの温度を調節するガスクロマトグラフに利用することができる。

２オーブン
１０ハウンジング
１１カラム
１２壁
１３ヒータ
１４ラジアルファン
１５前面扉
１６背面壁
１６ａ貫通孔
１７モータ
１８、５８シャフト
１８ａ穴

Claims

貫通孔が形成された断熱性の壁を有するハウンジングと、
前記ハウンジングの内部に配置され、試料が通過するカラムと、
前記ハウンジングの内部に配置され、前記ハウンジングの内部の空気を加熱するヒータと、
前記ハウンジングの内部に配置されるファンと、
前記ハウンジングの外部に配置されるモータと、
前記ハウンジングの貫通孔を貫通することにより、前記ハウンジングの内部のファンと、前記ハウンジングの外部のモータとを連結する金属製のシャフトとを備えるガスクロマトグラフであって、
前記シャフトには、前記ファンとモータとを連結する連結方向に垂直となる断面積が小さくなるように変化する小断面部分が形成されていることを特徴とするガスクロマトグラフ。
前記小断面部分は、前記連結方向に垂直となる方向に貫通する穴が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフ。
前記シャフトは、前記連結方向が中心軸となる円柱形状であり、
前記モータは、前記円柱形状の中心軸を回転軸としてシャフトを回転させることで、前記ファンを回転させることにより、前記ハウンジングの内部の空気を攪拌させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスクロマトグラフ。
前記モータは、円筒形状のフレームと、当該フレームの内周面に固定されたステータと、前記シャフトの外周面に固定されたロータと、前記シャフトがフレームに対して回転自在となるようにシャフトを支持するベアリングとを有することを特徴とする請求項３に記載のガスクロマトグラフ。