JP2024080785A - Spray chamber - Google Patents

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Abstract

【課題】短時間で効果的な洗浄が可能なスプレーチャンバーを提供する。【解決手段】スプレーチャンバーAAは、ネブライザー10を保持するエンドキャップ40と、上端にエンドキャップ40が設けられた流路管30と、流路管30の内部に配置されたインパクター51と、先端にインパクター51が設けられたロッド52と、流路管30に設けられた試料排出管31と、流路管30の底部に設けられたドレン排出管32とを有する。ロッド52はドレン排出管32に支持されている。ネブライザー10から洗浄液を噴霧すると、インパクター51に衝突して凝集した洗浄液がロッド52を伝ってドレン排出管32から排出される。洗浄液が流路管30の内壁に残りにくく、速やかに排出されるため、短時間で効果的な洗浄ができる。【選択図】図2[Problem] To provide a spray chamber that can be effectively cleaned in a short time. [Solution] The spray chamber AA has an end cap 40 that holds a nebulizer 10, a flow passage tube 30 with the end cap 40 attached to the upper end, an impactor 51 disposed inside the flow passage tube 30, a rod 52 with the impactor 51 attached to its tip, a sample discharge tube 31 attached to the flow passage tube 30, and a drain discharge tube 32 attached to the bottom of the flow passage tube 30. The rod 52 is supported by the drain discharge tube 32. When a cleaning solution is sprayed from the nebulizer 10, the cleaning solution that collides with the impactor 51 and aggregates is discharged from the drain discharge tube 32 along the rod 52. The cleaning solution is unlikely to remain on the inner wall of the flow passage tube 30 and is quickly discharged, allowing for effective cleaning in a short time. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、スプレーチャンバーに関する。さらに詳しくは、本発明は、試料液滴を粒径により選別するスプレーチャンバーに関する。 The present invention relates to a spray chamber. More specifically, the present invention relates to a spray chamber that selects sample droplets by particle size.

プラズマ発光分析法、プラズマ質量分析法、原子吸光分析法、原子蛍光分析法、および液体クロマトグラフ法などの分析法により液体試料を分析する分析装置が知られている。この種の分析装置では液体試料を霧化して得られた試料液滴を励起・イオン化源等に導入する。このとき、粒径の大きい試料液滴が導入されると、励起・イオン化源等が不安定になる。そこで、粒径の大きい試料液滴を除去し、微細な試料液滴のみを励起・イオン化源等に導入する。具体的には、ネブライザーにより液体試料を霧化して試料液滴を得た後、重力および慣性力を利用して粒径の大きい試料液滴をスプレーチャンバーの内壁に衝突、付着させて取り除き、微細な試料液滴のみを励起・イオン化源等に導入する。 Analytical devices that analyze liquid samples using analytical methods such as plasma emission spectrometry, plasma mass spectrometry, atomic absorption spectrometry, atomic fluorescence spectrometry, and liquid chromatography are known. In this type of analytical device, the liquid sample is atomized to obtain sample droplets, which are then introduced into an excitation/ionization source, etc. At this time, if large sample droplets are introduced, the excitation/ionization source, etc. becomes unstable. Therefore, the large sample droplets are removed, and only the fine sample droplets are introduced into the excitation/ionization source, etc. Specifically, the liquid sample is atomized using a nebulizer to obtain sample droplets, and then the large sample droplets are removed by colliding with and adhering to the inner wall of the spray chamber using gravity and inertia, and only the fine sample droplets are introduced into the excitation/ionization source, etc.

スプレーチャンバーには様々な種類が存在するが、大別すると、一重管型スプレーチャンバー、二重管型スプレーチャンバー(いわゆるスコット型スプレーチャンバー)、およびサイクロン型スプレーチャンバーの3種類に分類される。これら3種類のうち、一重管型スプレーチャンバーは他の2種類のスプレーチャンバーに比べて粒径の大きい試料液滴を除去する効果が弱い。そのため、一重管型スプレーチャンバーの内部にはインパクターが設けられることがある。粒径の大きい試料液滴はスプレーチャンバーの内壁のほか、インパクターと衝突するため、これを除去する効果が高くなる。 There are various types of spray chambers, but they can be broadly divided into three types: single-tube spray chambers, double-tube spray chambers (also known as Scott-type spray chambers), and cyclone-type spray chambers. Of these three types, the single-tube spray chamber is less effective at removing large sample droplets than the other two types of spray chambers. For this reason, an impactor is sometimes installed inside the single-tube spray chamber. Large sample droplets collide with the impactor as well as the inner wall of the spray chamber, making them more effective at removing them.

具体的には、例えば、図12に示す構成の一重管型スプレーチャンバーが知られている(例えば、非特許文献1)。このスプレーチャンバーは流路管130を有する。流路管130の一端にエンドキャップ140が取り付けられている。エンドキャップ140にはネブライザー110が保持されている。また、エンドキャップ140はドレン排出管132を有する。流路管130の他端には試料排出口131が設けられている。流路管130の側壁には支持部材152が固定されており、支持部材152の先端にインパクター151が固定されている。 Specifically, for example, a single-tube spray chamber with the configuration shown in FIG. 12 is known (for example, Non-Patent Document 1). This spray chamber has a flow path tube 130. An end cap 140 is attached to one end of the flow path tube 130. The end cap 140 holds a nebulizer 110. The end cap 140 also has a drain discharge tube 132. A sample discharge port 131 is provided at the other end of the flow path tube 130. A support member 152 is fixed to the side wall of the flow path tube 130, and an impactor 151 is fixed to the tip of the support member 152.

また、例えば、図13に示す構成の一重管型スプレーチャンバーが知られている(例えば、非特許文献2)。このスプレーチャンバーは流路管230を有する。流路管230の一端に試料排出管231およびドレン排出管232が設けられている。流路管230の他端にエンドキャップ240が取り付けられている。エンドキャップ240にはバビントン型ネブライザー210が保持されている。また、エンドキャップ240には湾曲部を有する支持部材252が保持されており、支持部材252の先端にインパクター251が固定されている。 For example, a single-tube spray chamber with the configuration shown in FIG. 13 is known (for example, Non-Patent Document 2). This spray chamber has a flow path tube 230. A sample discharge tube 231 and a drain discharge tube 232 are provided at one end of the flow path tube 230. An end cap 240 is attached to the other end of the flow path tube 230. A Babington-type nebulizer 210 is held by the end cap 240. In addition, a support member 252 having a curved portion is held by the end cap 240, and an impactor 251 is fixed to the tip of the support member 252.

液体試料をスプレーチャンバーに導入すると、スプレーチャンバーの内壁およびインパクターに試料が付着する。そのため、試料の測定が終了する度に洗浄液をネブライザーに供給し、霧化された洗浄液でスプレーチャンバーの内部を洗浄する。スプレーチャンバーの洗浄が不十分であると、スプレーチャンバーに残留した試料に含まれる成分が次の試料を測定する際に混入し、正しい測定結果が得られない。このような現象はメモリー効果と呼ばれている。 When a liquid sample is introduced into the spray chamber, the sample adheres to the inner walls of the spray chamber and the impactor. For this reason, after each sample measurement, a cleaning liquid is supplied to the nebulizer, and the inside of the spray chamber is cleaned with the atomized cleaning liquid. If the spray chamber is not cleaned sufficiently, components contained in the sample remaining in the spray chamber will be mixed into the next sample when it is measured, and accurate measurement results will not be obtained. This phenomenon is called the memory effect.

特に、気化しやすい成分(ホウ素、ヨウ素、水銀、オスミウムなど)が試料に含まれていると、スプレーチャンバーに残留した試料から長時間にわたってこれらの成分が気化するため、長い洗浄時間を必要とする。洗浄が終わるまで次の試料を測定できないため、測定する試料数が多い場合には全体の測定時間が長くなる。その結果として、測定精度の低下だけでなく、労働時間の増加、分析装置および分析室空調設備などの運転に要する電力の増加を引き起こす。そのため、スプレーチャンバーを短時間で効果的に洗浄することが求められている。 In particular, if the sample contains easily vaporized components (such as boron, iodine, mercury, and osmium), these components will vaporize over a long period of time from the sample remaining in the spray chamber, necessitating a long cleaning time. Since the next sample cannot be measured until cleaning is complete, the overall measurement time will be long if a large number of samples are to be measured. This results not only in a decrease in measurement accuracy, but also in an increase in working hours and an increase in the electricity required to operate the analytical equipment and air conditioning equipment in the analysis room. For this reason, there is a demand for a method to clean the spray chamber effectively in a short period of time.

D. W. Hausler and L. T. Taylor、Nonaqueous on-line simultaneous determination of metals by size exclusion chromatography with inductively coupled plasma atomic emission spectrometric detection、Analytical Chemistry (1981) 53、p.1223-1227D. W. Hausler and L. T. Taylor, Nonaqueous on-line simultaneous determination of metals by size exclusion chromatography with inductively coupled plasma atomic emission spectrometric detection, Analytical Chemistry (1981) 53, p.1223-1227 R. Nehm and J. A. Broekaert、Noise power spectra and recovery rates obtained with different nebulizer systems in ICP atomic emission spectrometric analyses in the case of different types of salts and salt contents、Fresenius J Anal Chem (2000) 368、p.156-161R. Nehm and J. A. Broekaert, Noise power spectra and recovery rates obtained with different nebulizer systems in ICP atomic emission spectrometric analyses in the case of different types of salts and salt contents, Fresenius J Anal Chem (2000) 368, p.156-161

図12に示す構成のスプレーチャンバーにおいてネブライザー110から洗浄液を噴霧すると、インパクター151に衝突して凝集した洗浄液が支持部材152および流路管130の内壁を伝った後にドレン排出管132から排出される。支持部材152とドレン排出管132との間の流路管130の内壁は水平に近いため、洗浄液が残りやすく、速やかな排出が困難である。 When cleaning liquid is sprayed from the nebulizer 110 in the spray chamber configured as shown in FIG. 12, the cleaning liquid collides with the impactor 151 and condenses, travels along the support member 152 and the inner wall of the flow path pipe 130, and is then discharged from the drain discharge pipe 132. Because the inner wall of the flow path pipe 130 between the support member 152 and the drain discharge pipe 132 is nearly horizontal, cleaning liquid is likely to remain and it is difficult to quickly discharge it.

また、図13に示す構成のスプレーチャンバーにおいてネブライザー210から洗浄液を噴霧すると、インパクター251に衝突して凝集した洗浄液が支持部材252の湾曲部から滴り落ちた後、流路管230の内壁を伝ってドレン排出管232から排出される。この場合も、流路管230の内壁が水平に近いため、洗浄液の速やかな排出が困難である。 In addition, when cleaning liquid is sprayed from the nebulizer 210 in the spray chamber configured as shown in FIG. 13, the cleaning liquid that collides with the impactor 251 and condenses drips from the curved portion of the support member 252, then travels along the inner wall of the flow path pipe 230 and is discharged from the drain discharge pipe 232. In this case, too, it is difficult to quickly discharge the cleaning liquid because the inner wall of the flow path pipe 230 is nearly horizontal.

図12および図13に示す構成のスプレーチャンバーを、ネブライザー110、210の噴射方向が鉛直下向きとなるよう縦に配置した状態で洗浄液を噴霧することも考えれる。しかしこの場合、インパクター151、251に付着した洗浄液が滴り落ち、流路管130、230の内壁に溜まった洗浄液と衝突して、試料に含まれる成分が再飛散する。 It is also possible to spray the cleaning solution in a spray chamber with the configuration shown in Figures 12 and 13, arranged vertically so that the spray direction of the nebulizers 110, 210 faces vertically downward. In this case, however, the cleaning solution adhering to the impactors 151, 251 will drip and collide with the cleaning solution accumulated on the inner walls of the flow tubes 130, 230, causing the components contained in the sample to be re-scattered.

このように、従来構成のスプレーチャンバーでは、特にインパクターの存在により効果的な洗浄が難しく、洗浄に長時間を要するという問題がある。 As such, conventional spray chambers have the problem that effective cleaning is difficult, especially due to the presence of the impactor, and cleaning takes a long time.

本発明は上記事情に鑑み、短時間で効果的な洗浄が可能なスプレーチャンバーを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a spray chamber that can be effectively cleaned in a short time.

第1態様のスプレーチャンバーは、ネブライザーを保持するエンドキャップと、上端に前記エンドキャップが設けられ、前記ネブライザーから液滴が供給される流路管と、前記流路管の内部に配置され、粗大液滴を衝突させてドレンを生成するインパクターと、先端に前記インパクターが設けられたロッドと、前記流路管に設けられ、微細液滴を排出する試料排出管と、前記流路管の底部に設けられ、前記ドレンを排出するドレン排出管と、を備え、前記ロッドは、前記ドレン排出管または前記流路管の底部に支持されていることを特徴とする。
第2態様のスプレーチャンバーは、第1態様において、前記ロッドは前記ドレン排出管に挿入されていることを特徴とする。
第3態様のスプレーチャンバーは、第1態様において、前記ロッドは前記ドレン排出管と隣接して配置されていることを特徴とする。
第4態様のスプレーチャンバーは、第1態様において、前記ロッドの基端は前記ドレン排出管の上端に連結されており、前記ロッドと前記ドレン排出管の連結部に前記ドレンが前記ドレン排出管の内部に流入する孔が形成されていることを特徴とする。
第5態様のスプレーチャンバーは、第1~第3態様のいずれかにおいて、前記ロッドは、前記流路管の底部を貫通しており、前記流路管への挿入深さが調整可能であることを特徴とする。
第6態様のスプレーチャンバーは、第1~第5態様のいずれかにおいて、前記流路管は前記ネブライザーの噴射方向に沿って上流部、中流部、および下流部を有し、前記中流部の内径は、前記上流部および前記下流部の内径に比べて小さく、前記試料排出管および前記ドレン排出管は、前記下流部に設けられており、前記インパクターは、前記下流部の内部に配置されていることを特徴とする。
第7態様のスプレーチャンバーは、第1~第5態様のいずれかにおいて、前記流路管は前記ネブライザーの噴射方向に沿って上流部および下流部を有し、前記下流部の内径は、前記上流部の内径に比べて小さく、前記試料排出管および前記ドレン排出管は、前記下流部に設けられており、前記インパクターは、前記下流部の内部に配置されていることを特徴とする。
The spray chamber of the first aspect comprises an end cap that holds a nebulizer, a flow path tube having the end cap at its upper end and through which droplets are supplied from the nebulizer, an impactor that is disposed inside the flow path tube and causes coarse droplets to collide with each other to generate a drain, a rod having the impactor at its tip, a sample discharge tube that is disposed in the flow path tube and discharges fine droplets, and a drain discharge tube that is disposed at the bottom of the flow path tube and discharges the drain, and the rod is supported by the drain discharge tube or the bottom of the flow path tube.
The spray chamber of the second aspect is characterized in that in the first aspect, the rod is inserted into the drain discharge pipe.
The spray chamber of the third aspect is characterized in that in the first aspect, the rod is disposed adjacent to the drain discharge pipe.
The spray chamber of the fourth aspect is characterized in that, in the first aspect, the base end of the rod is connected to the upper end of the drain discharge pipe, and a hole is formed at the connection between the rod and the drain discharge pipe through which the drain flows into the inside of the drain discharge pipe.
The spray chamber of a fifth aspect is any one of the first to third aspects, characterized in that the rod penetrates the bottom of the flow path pipe and the insertion depth into the flow path pipe is adjustable.
The spray chamber of a sixth aspect is characterized in that, in any of the first to fifth aspects, the flow path pipe has an upstream section, a midstream section, and a downstream section along the spray direction of the nebulizer, the inner diameter of the midstream section is smaller than the inner diameters of the upstream section and the downstream section, the sample discharge pipe and the drain discharge pipe are provided in the downstream section, and the impactor is disposed inside the downstream section.
The spray chamber of a seventh aspect is characterized in that, in any of the first to fifth aspects, the flow path pipe has an upstream portion and a downstream portion along the spray direction of the nebulizer, the inner diameter of the downstream portion is smaller than the inner diameter of the upstream portion, the sample discharge pipe and the drain discharge pipe are provided in the downstream portion, and the impactor is disposed inside the downstream portion.

第1態様によれば、ネブライザーから洗浄液を噴霧すると、インパクターに衝突して凝集した洗浄液がロッドを伝ってドレン排出管から排出される。洗浄液が流路管の内壁に残りにくく、速やかに排出されるため、短時間で効果的な洗浄ができる。
第2態様によれば、ロッドがドレン排出管に挿入されているため、ロッドを伝った洗浄液がそのままドレン排出管から排出される。
第3態様によれば、ロッドがドレン排出管と隣接しているため、洗浄液がロッドを伝ってドレン排出管に流れやすい。
第4発明によれば、ドレンがロッドの外面を伝って流下した後にドレン排出管の内部に流入して排出される。
第5態様によれば、ロッドの挿入深さを調整することで、ネブライザーの噴射口とインパクターとの距離を調整でき、これにより除去される液滴の粒径を調整できる。
第6態様によれば、内径の小さい中流部を通過してキャリアガスが層流状態となった後に試料液滴がインパクターと衝突するので、試料液滴の粒径による選択性を向上できる。
第7態様によれば、内径の小さい下流部においてキャリアガスが層流状態となった後に試料液滴がインパクターと衝突するので、試料液滴の粒径による選択性を向上できる。
According to the first aspect, when the cleaning liquid is sprayed from the nebulizer, the cleaning liquid collides with the impactor and aggregates, which then travels down the rod and is discharged from the drain pipe. The cleaning liquid is unlikely to remain on the inner wall of the flow passage pipe and is quickly discharged, allowing for effective cleaning in a short period of time.
According to the second aspect, since the rod is inserted into the drain pipe, the cleaning liquid that has flowed down the rod is discharged directly from the drain pipe.
According to the third aspect, since the rod is adjacent to the drain pipe, the cleaning liquid easily flows along the rod into the drain pipe.
According to the fourth aspect of the present invention, the drain flows down along the outer surface of the rod and then flows into the drain discharge pipe to be discharged.
According to the fifth aspect, the distance between the nozzle of the nebulizer and the impactor can be adjusted by adjusting the insertion depth of the rod, thereby adjusting the particle size of the droplets to be removed.
According to the sixth aspect, the sample droplets collide with the impactor after passing through the midstream section with a small inner diameter and the carrier gas becomes a laminar flow, so that selectivity based on the particle size of the sample droplets can be improved.
According to the seventh aspect, the sample droplets collide with the impactor after the carrier gas has become a laminar flow in the downstream section with a small inner diameter, so that selectivity based on the particle size of the sample droplets can be improved.

試料霧化導入装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a sample atomization and introduction device. 第1実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the spray chamber of the first embodiment. 第1実施形態の変形例のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a spray chamber according to a modified example of the first embodiment. 第2実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a spray chamber according to a second embodiment. 第2実施形態の変形例のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a spray chamber according to a modified example of the second embodiment. 第2実施形態のさらに他の変形例のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a spray chamber according to still another modified example of the second embodiment. 第3実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a spray chamber according to a third embodiment. 第4実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a spray chamber according to a fourth embodiment. 第5実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a spray chamber according to a fifth embodiment. 第6実施形態のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a spray chamber according to a sixth embodiment. 図(A)は第6実施形態の変形例のスプレーチャンバーの縦断面図である。図(B)は図(A)におけるb-b線矢視拡大断面図である。Fig. 13A is a vertical cross-sectional view of a spray chamber according to a modified example of the sixth embodiment, and Fig. 13B is an enlarged cross-sectional view taken along line bb in Fig. 13A. 従来例のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a conventional spray chamber. 他の従来例のスプレーチャンバーの縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of another conventional spray chamber.

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第1実施形態〕
(試料霧化導入装置)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係るスプレーチャンバーAAは試料霧化導入装置ATに組み込まれる。試料霧化導入装置ATは、プラズマ発光分析法、プラズマ質量分析法、原子吸光分析法、原子蛍光分析法、および液体クロマトグラフ法などの分析法により液体試料を分析する分析装置の一構成部材である。試料霧化導入装置ATは液体試料を霧化して試料液滴を生成し、粒径による選別後の試料液滴を分析装置内の励起・イオン化源等EIに導入する。励起・イオン化源等EIは、例えば、ICP分析装置においてはプラズマであり、プラズマトーチにより発生する。また、液体クロマトグラフ法では試料液滴を光散乱検出器に導入する。このような検出器も励起・イオン化源等EIに含まれる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
(Sample atomization introduction device)
As shown in FIG. 1, the spray chamber AA according to the first embodiment of the present invention is incorporated into a sample atomization introduction device AT. The sample atomization introduction device AT is a component of an analysis device that analyzes liquid samples by analysis methods such as plasma emission spectrometry, plasma mass spectrometry, atomic absorption spectrometry, atomic fluorescence spectrometry, and liquid chromatography. The sample atomization introduction device AT atomizes a liquid sample to generate sample droplets, and introduces the sample droplets after particle size selection into an excitation/ionization source EI in the analysis device. The excitation/ionization source EI is, for example, plasma in an ICP analysis device, and is generated by a plasma torch. In addition, in liquid chromatography, the sample droplets are introduced into a light scattering detector. Such a detector is also included in the excitation/ionization source EI.

試料霧化導入装置ATは、液体試料を霧化するネブライザー10と、試料液滴を粒径により選別するスプレーチャンバーAAとを有する。ネブライザー10はスプレーチャンバーAAに取り付けられており、試料液滴をスプレーチャンバーAAの内部に供給する。 The sample atomization and introduction device AT has a nebulizer 10 that atomizes the liquid sample, and a spray chamber AA that selects the sample droplets by particle size. The nebulizer 10 is attached to the spray chamber AA and supplies the sample droplets into the interior of the spray chamber AA.

ネブライザー10には液体試料を供給する試料供給源20が接続される。試料供給源20は、例えば、液体試料を貯留する容器21、ネブライザー10と容器21とを接続する可撓性のチューブ22、チューブ22の中間に設けられたペリスタルティックポンプ23からなる。試料供給源20の動作により液体試料がネブライザー10に供給される。 A sample supply source 20 that supplies a liquid sample is connected to the nebulizer 10. The sample supply source 20 is composed of, for example, a container 21 that stores the liquid sample, a flexible tube 22 that connects the nebulizer 10 and the container 21, and a peristaltic pump 23 provided in the middle of the tube 22. The liquid sample is supplied to the nebulizer 10 by the operation of the sample supply source 20.

(スプレーチャンバー)
図2に示すように、本実施形態のスプレーチャンバーAAは一重管型スプレーチャンバーである。スプレーチャンバーAAは流路管30を有する。流路管30は有底の管である。流路管30は通常横断面が円形の円管であるが、角管など他の形状でもよい。また、流路管30は縦に配置することが好ましい。
(Spray chamber)
As shown in Fig. 2, the spray chamber AA of this embodiment is a single-tube type spray chamber. The spray chamber AA has a flow passage pipe 30. The flow passage pipe 30 is a pipe with a bottom. The flow passage pipe 30 is usually a circular pipe with a circular cross section, but may be of other shapes such as a square pipe. In addition, the flow passage pipe 30 is preferably arranged vertically.

流路管30の上端にはエンドキャップ40が取り付けられている。流路管30の上端開口はエンドキャップ40により閉塞されている。エンドキャップ40はネブライザー10を保持している。ネブライザー10の噴射口は流路管30の内部に配置されている。ネブライザー10の噴射中心軸は流路管30の中心軸に沿っていることが好ましい。 An end cap 40 is attached to the upper end of the flow tube 30. The upper end opening of the flow tube 30 is closed by the end cap 40. The end cap 40 holds the nebulizer 10. The nozzle of the nebulizer 10 is disposed inside the flow tube 30. It is preferable that the central axis of the nozzle of the nebulizer 10 is aligned with the central axis of the flow tube 30.

ネブライザー10は同軸型、クロスフロー型、バビントン型などいずれのタイプでもよい。図示のネブライザー10は同軸型である。ネブライザー10の内側の管には液体試料が導入される。ネブライザー10の外側の管にはネブライザーガスが導入される。ネブライザー10に供給された液体試料はネブライザーガスにより霧化され、試料液滴となって噴射される。ネブライザー10から噴射された試料液滴は流路管30の内部に供給される。 The nebulizer 10 may be of any type, such as a coaxial type, a cross-flow type, or a Babington type. The nebulizer 10 shown in the figure is of a coaxial type. A liquid sample is introduced into the inner tube of the nebulizer 10. A nebulizer gas is introduced into the outer tube of the nebulizer 10. The liquid sample supplied to the nebulizer 10 is atomized by the nebulizer gas and sprayed as sample droplets. The sample droplets sprayed from the nebulizer 10 are supplied to the inside of the flow path tube 30.

ネブライザー10はエンドキャップ40に形成された貫通孔に挿入される。その貫通孔の内周面とネブライザー10の外周面との間には隙間が形成されている。エンドキャップ40はその隙間と連通するシースガス供給口41を有する。シースガス供給口41にシースガスを供給すると、シースガスがネブライザー10の外周から噴射される。シースガスによりネブライザー10の外周面に試料液滴が付着することを抑制できる。なお、本明細書では、ネブライザーガスとシースガスとを合わせてキャリアガスという。 The nebulizer 10 is inserted into a through hole formed in the end cap 40. A gap is formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the nebulizer 10. The end cap 40 has a sheath gas supply port 41 that communicates with the gap. When sheath gas is supplied to the sheath gas supply port 41, the sheath gas is sprayed from the outer periphery of the nebulizer 10. The sheath gas can prevent sample droplets from adhering to the outer peripheral surface of the nebulizer 10. In this specification, the nebulizer gas and sheath gas are collectively referred to as carrier gas.

流路管30には試料排出管31およびドレン排出管32が設けられている。試料排出管31およびドレン排出管32は、いずれも、流路管30の内部と外部とを連通する管である。試料排出管31は流路管30の底部に近い側壁に接続されている。ドレン排出管32は縦管32aと縦管32aの途中から分岐した分岐管32bとからなる。縦管32aは流路管30の底部中央に接続されている。 The flow path tube 30 is provided with a sample discharge tube 31 and a drain discharge tube 32. Both the sample discharge tube 31 and the drain discharge tube 32 are tubes that connect the inside and outside of the flow path tube 30. The sample discharge tube 31 is connected to the side wall close to the bottom of the flow path tube 30. The drain discharge tube 32 consists of a vertical tube 32a and a branch tube 32b that branches off from the middle of the vertical tube 32a. The vertical tube 32a is connected to the center of the bottom of the flow path tube 30.

ネブライザー10から供給された試料液滴は、少なくともその一部が、流路管30の内部空間を上端から下端に向かって流れ、試料排出管31から排出される。このように、流路管30は試料液滴の流路を構成する。 At least a portion of the sample droplets supplied from the nebulizer 10 flows through the internal space of the flow path tube 30 from the upper end to the lower end and is discharged from the sample discharge tube 31. In this way, the flow path tube 30 forms a flow path for the sample droplets.

ネブライザー10から供給された試料液滴のうち比較的粒径の大きい液滴は、流路管30の内壁に衝突、付着し、ドレンとなってドレン排出管32から排出される。試料液滴のうち比較的粒径の小さい液滴のみが試料排出管31から排出される。 Among the sample droplets supplied from the nebulizer 10, droplets with a relatively large diameter collide with and adhere to the inner wall of the flow path tube 30, becoming drain and being discharged from the drain discharge tube 32. Among the sample droplets, only droplets with a relatively small diameter are discharged from the sample discharge tube 31.

本明細書では、ネブライザー10から供給された液滴のうち、試料排出管31から排出される液滴を「微細液滴」といい、ドレンとなってドレン排出管32から排出される液滴を「粗大液滴」という。微細液滴の平均粒径は粗大液滴の平均粒径より小さい。ただし、微細液滴の一部の粒径が粗大液滴の一部の粒径よりも大きいことがある。 In this specification, of the droplets supplied from the nebulizer 10, those discharged from the sample discharge tube 31 are referred to as "fine droplets," and those that become drain and are discharged from the drain discharge tube 32 are referred to as "coarse droplets." The average particle size of the fine droplets is smaller than the average particle size of the coarse droplets. However, the particle size of some of the fine droplets may be larger than the particle size of some of the coarse droplets.

流路管30の内部には、ネブライザー10の噴射中心軸上に、インパクター51が配置されている。ネブライザー10から供給された液滴のうち粗大液滴は流路管30の内壁のほかインパクター51と衝突してドレンとなる。インパクター51の形状は、通常球体であるが、円板など他の形状でもよい。 An impactor 51 is disposed inside the flow tube 30 on the central axis of the jet from the nebulizer 10. Large droplets among the droplets supplied from the nebulizer 10 collide with the inner wall of the flow tube 30 as well as with the impactor 51, and become drains. The shape of the impactor 51 is usually a sphere, but it may be another shape, such as a disk.

インパクター51は流路管30の内壁との間に微細液滴が流れる空間が確保される程度の大きさを有する。具体的には、インパクター51の直径は流路管30の内径の1/5~4/5程度が好ましい。また、インパクター51が大きいほど、液滴がインパクター51と衝突しやすくなるため、インパクター51との衝突を回避する微細液滴の平均粒径を小さくできる。逆に、インパクター51が小さいほど、微細液滴の平均粒径を大きくできる。 The impactor 51 is large enough to ensure a space between the impactor 51 and the inner wall of the flow path pipe 30 through which the fine droplets can flow. Specifically, the diameter of the impactor 51 is preferably about 1/5 to 4/5 of the inner diameter of the flow path pipe 30. Furthermore, the larger the impactor 51, the easier it is for droplets to collide with the impactor 51, so the average particle size of the fine droplets that avoid collision with the impactor 51 can be made smaller. Conversely, the smaller the impactor 51, the larger the average particle size of the fine droplets can be.

インパクター51および試料排出管31は、ネブライザー10の噴射方向に沿ってこの順に配置されている。したがって、インパクター51との衝突を回避した微細液滴は、インパクター51の横の空間を通り、流路管30の底部に向かって流れた後、試料排出管31から排出される。 The impactor 51 and the sample discharge tube 31 are arranged in this order along the spray direction of the nebulizer 10. Therefore, the fine droplets that avoid collision with the impactor 51 pass through the space next to the impactor 51, flow toward the bottom of the flow path tube 30, and are then discharged from the sample discharge tube 31.

インパクター51はロッド52の先端に設けられている。ロッド52は真っ直ぐな棒材であり、流路管30の中心軸に沿って配置されている。また、ロッド52はドレン排出管32の縦管32aに挿入されている。ロッド52の外径は縦管32aの内径よりも小さい。また、ロッド52および縦管32aは同心状に配置されている。そのため、ロッド52の外面と縦管32aの内面との間にはドレンが流れる隙間が確保されている。 The impactor 51 is provided at the tip of the rod 52. The rod 52 is a straight bar and is arranged along the central axis of the flow passage pipe 30. The rod 52 is inserted into the vertical pipe 32a of the drain discharge pipe 32. The outer diameter of the rod 52 is smaller than the inner diameter of the vertical pipe 32a. The rod 52 and the vertical pipe 32a are arranged concentrically. Therefore, a gap is provided between the outer surface of the rod 52 and the inner surface of the vertical pipe 32a through which the drain can flow.

縦管32aの下部にはホルダー60が取り付けられている。流路管30の底部は、ドレンおよびキャリアガスが漏れ出ないように、ホルダー60により閉塞されている。ロッド52はホルダー60を貫通しており、ホルダー60に保持されている。このように、ロッド52はホルダー60を介してドレン排出管32に支持されている。 A holder 60 is attached to the lower part of the vertical tube 32a. The bottom of the flow path tube 30 is closed by the holder 60 to prevent drain and carrier gas from leaking out. The rod 52 passes through the holder 60 and is held by the holder 60. In this way, the rod 52 is supported by the drain discharge pipe 32 via the holder 60.

縦管32aの下部(分岐管32bとの接続部分より下の部分)とロッド52と間の隙間にはチューブ状の隙間充填材61が挿入されている。隙間充填材61により縦管32aの下部にドレンが溜まることを防止できる。ドレンは縦管32aの上部および分岐管32bを通って外部に排出される。 A tubular gap filler 61 is inserted into the gap between the lower part of the vertical pipe 32a (the part below the connection with the branch pipe 32b) and the rod 52. The gap filler 61 prevents drainage from accumulating in the lower part of the vertical pipe 32a. The drainage passes through the upper part of the vertical pipe 32a and the branch pipe 32b and is discharged to the outside.

ロッド52は流路管30の底部を貫通している。すなわち、ロッド52は、インパクター51が設けられた先端が流路管30の内部に配置され、基端が流路管30の外部に配置されている。また、ホルダー60はロッド52を上下動可能に支持する。例えば、ホルダー60はロッド52が挿入される貫通孔を有する。ロッド52を貫通孔に沿って摺動させることでロッド52を上下動できる。また、ホルダー60はロッド52を上下動させるネジ機構などを有してもよい。 The rod 52 penetrates the bottom of the flow path pipe 30. That is, the tip of the rod 52, where the impactor 51 is provided, is disposed inside the flow path pipe 30, and the base end is disposed outside the flow path pipe 30. The holder 60 supports the rod 52 so that it can move up and down. For example, the holder 60 has a through hole into which the rod 52 is inserted. The rod 52 can be moved up and down by sliding the rod 52 along the through hole. The holder 60 may also have a screw mechanism or the like that moves the rod 52 up and down.

ロッド52を上下動させることで、ロッド52先端の流路管30への挿入深さを調整できる。ロッド52先端の挿入深さを調整することで、ネブライザー10の噴射口とインパクター51との距離を調整でき、これにより除去される液滴の粒径を調整できる。 The insertion depth of the tip of the rod 52 into the flow path tube 30 can be adjusted by moving the rod 52 up and down. By adjusting the insertion depth of the tip of the rod 52, the distance between the nozzle of the nebulizer 10 and the impactor 51 can be adjusted, and the particle size of the droplets to be removed can be adjusted.

スプレーチャンバーAAにより除去される液滴の粒径は、キャリアガスの流量、流路管30の形状と寸法、インパクター51の位置などにより決まる。キャリアガスの流量は分析感度、精度、干渉の程度などの分析性能を最適化するために大きく変動させる必要がある。また、流路管30の形状と寸法には個体差がある。したがって、除去される液滴の粒径は、インパクター51の位置により調整することが好ましい。本実施形態では、ロッド52を上下動させることで、インパクター51の位置を調整でき、これにより除去される液滴の粒径を調整できる。 The particle size of the droplets removed by the spray chamber AA is determined by the flow rate of the carrier gas, the shape and dimensions of the flow tube 30, the position of the impactor 51, etc. The flow rate of the carrier gas needs to be greatly varied in order to optimize analytical performance such as analytical sensitivity, accuracy, and the degree of interference. In addition, there are individual differences in the shape and dimensions of the flow tube 30. Therefore, it is preferable to adjust the particle size of the droplets to be removed by the position of the impactor 51. In this embodiment, the position of the impactor 51 can be adjusted by moving the rod 52 up and down, thereby adjusting the particle size of the droplets to be removed.

具体的には、ネブライザー10の噴射口とインパクター51との距離を短くすれば、液滴がインパクター51と衝突しやすくなるため、インパクター51との衝突を回避する微細液滴の平均粒径を小さくできる。逆に、ネブライザー10の噴射口とインパクター51との距離を長くすれば、微細液滴の平均粒径を大きくできる。 Specifically, by shortening the distance between the nozzle of the nebulizer 10 and the impactor 51, the droplets are more likely to collide with the impactor 51, and the average particle size of the fine droplets that avoid collision with the impactor 51 can be reduced. Conversely, by increasing the distance between the nozzle of the nebulizer 10 and the impactor 51, the average particle size of the fine droplets can be increased.

ネブライザー10の噴射口とインパクター51との距離は、分析装置の種類および運転条件などにより調整される。例えば、プラズマ発光分析法およびプラズマ質量分析法では、粒径が約10~12μmより小さい液滴はプラズマ中で完全に蒸発し、原子化・イオン化が十分進むことから、粒径が約10~12μmより大きい粗大液滴を除去することが行われる。このような粒径の粗大液滴を除去するには、ネブライザー10の噴射口とインパクター51との距離を20mm以内に設定することが通常である。 The distance between the nozzle of the nebulizer 10 and the impactor 51 is adjusted depending on the type of analytical device and the operating conditions. For example, in plasma optical emission spectrometry and plasma mass spectrometry, droplets smaller than about 10 to 12 μm in diameter completely evaporate in the plasma and undergo sufficient atomization and ionization, so coarse droplets larger than about 10 to 12 μm in diameter are removed. To remove coarse droplets of this size, the distance between the nozzle of the nebulizer 10 and the impactor 51 is usually set to within 20 mm.

ドレン排出管32およびホルダー60を図3に示す構成としてもよい。すなわち、ドレン排出管32は縦管のみからなる。ホルダー60の内部にドレン流路62が形成されている。ドレン流路62の一端はドレン排出管32に接続され、他端はチューブ33に接続される。ドレンはドレン排出管32、ドレン流路62、およびチューブ33を通って外部に排出される。 The drain discharge pipe 32 and the holder 60 may be configured as shown in FIG. 3. That is, the drain discharge pipe 32 consists of only a vertical pipe. A drain flow path 62 is formed inside the holder 60. One end of the drain flow path 62 is connected to the drain discharge pipe 32, and the other end is connected to the tube 33. The drain passes through the drain discharge pipe 32, the drain flow path 62, and the tube 33 and is discharged to the outside.

(分析方法)
つぎに、スプレーチャンバーAAの使用方法を説明する。
図1に示すように、分析装置で試料の分析を行う際には、試料供給源20からネブライザー10に液体試料を供給する。ネブライザー10により液体試料が霧化され試料液滴となる。
(Analysis Method)
Next, a method of using the spray chamber AA will be described.
As shown in Fig. 1, when a sample is analyzed by an analytical device, a liquid sample is supplied from a sample supply source 20 to a nebulizer 10. The liquid sample is atomized by the nebulizer 10 to form sample droplets.

図2に示すように、ネブライザー10から噴射された試料液滴は、流路管30の内部空間を上端から下端に向かって流れる。試料液滴のうち比較的粒径の大きい粗大液滴は、流路管30の内壁に衝突、付着し、ドレンとなる。ドレンは流路管30の内壁を伝って流下し、ドレン排出管32から排出される。また、粗大液滴は慣性力が大きいため、インパクター51と衝突しやすい。粗大液滴の多くはインパクター51と衝突して凝集し、ドレンとなる。インパクター51で生成されたドレンは、重力およびキャリアガスの風圧によってロッド52を伝って流下し、ドレン排出管32から排出される。ドレン排出管32から排出されたドレンは容器などに回収される。 As shown in FIG. 2, the sample droplets sprayed from the nebulizer 10 flow from the upper end to the lower end in the internal space of the flow tube 30. Coarse droplets with a relatively large particle size among the sample droplets collide with and adhere to the inner wall of the flow tube 30, becoming drain. The drain flows down along the inner wall of the flow tube 30 and is discharged from the drain discharge tube 32. In addition, since the coarse droplets have a large inertial force, they are likely to collide with the impactor 51. Many of the coarse droplets collide with the impactor 51 and aggregate to become drain. The drain generated by the impactor 51 flows down along the rod 52 due to gravity and the wind pressure of the carrier gas, and is discharged from the drain discharge tube 32. The drain discharged from the drain discharge tube 32 is collected in a container or the like.

一方、試料液滴のうち比較的粒径の小さい微細液滴は慣性力が小さいためインパクター51との衝突を回避し、キャリアガスの流れに乗って流路管30の底部まで運ばれて、試料排出管31から排出される。試料排出管31から排出された微細液滴は配管を介して励起・イオン化源等EI(図1参照)に導入され、分析に供される。 On the other hand, fine droplets with a relatively small particle size among the sample droplets have a small inertial force and therefore avoid collision with the impactor 51, are carried by the flow of the carrier gas to the bottom of the flow path tube 30, and are discharged from the sample discharge tube 31. The fine droplets discharged from the sample discharge tube 31 are introduced via piping into an excitation/ionization source such as EI (see Figure 1) and are used for analysis.

(洗浄方法)
試料の分析が終了した後、スプレーチャンバーAAの内部を洗浄する。スプレーチャンバーAAの洗浄はネブライザー10に洗浄液を供給することにより行われる。ネブライザー10への洗浄液の供給は、試料供給源20の容器21に洗浄液を貯留し、試料供給源20を利用して行えばよい。また、シリンジを用いてネブライザー10に洗浄液を供給してもよい。
(Cleaning method)
After the analysis of the sample is completed, the inside of the spray chamber AA is washed. The spray chamber AA is washed by supplying a washing liquid to the nebulizer 10. The washing liquid can be stored in the container 21 of the sample supply source 20 and can be supplied to the nebulizer 10 by using the sample supply source 20. Alternatively, the washing liquid may be supplied to the nebulizer 10 by using a syringe.

ネブライザー10から洗浄液を噴霧すると、洗浄液の液滴がインパクター51と衝突し、インパクター51に付着していた試料が洗浄液に取り込まれる。また、インパクター51に衝突して凝集した洗浄液(ドレン)は、ロッド52を伝って流下する。この際、ロッド52に付着していた試料が洗浄液に取り込まれる。 When the cleaning liquid is sprayed from the nebulizer 10, droplets of the cleaning liquid collide with the impactor 51, and the sample adhering to the impactor 51 is taken up into the cleaning liquid. In addition, the cleaning liquid (drain) that condenses upon colliding with the impactor 51 flows down the rod 52. At this time, the sample adhering to the rod 52 is taken up into the cleaning liquid.

ロッド52を伝って流下した洗浄液はドレン排出管32から排出される。ここで、洗浄液は重力およびキャリアガスの風圧によって速やかに流下する。また、ロッド52がドレン排出管32に挿入されているため、ロッド52を伝った洗浄液がそのままドレン排出管32から排出される。すなわち、洗浄液は流路管30の内壁を経由せずにドレン排出管32に導かれる。そのため、洗浄液が流路管30の内壁に残りにくく、速やかに排出される。その結果、短時間で効果的な洗浄ができる。 The cleaning liquid that flows down the rod 52 is discharged from the drain discharge pipe 32. Here, the cleaning liquid flows down quickly due to gravity and the wind pressure of the carrier gas. In addition, since the rod 52 is inserted into the drain discharge pipe 32, the cleaning liquid that flows down the rod 52 is discharged directly from the drain discharge pipe 32. In other words, the cleaning liquid is led to the drain discharge pipe 32 without passing through the inner wall of the flow path pipe 30. Therefore, the cleaning liquid is unlikely to remain on the inner wall of the flow path pipe 30 and is quickly discharged. As a result, effective cleaning can be achieved in a short time.

ネブライザー10から噴射された洗浄液の液滴は、流路管30の内壁にも衝突し、流路管30に付着していた試料が洗浄液に取り込まれる。流路管30の内壁に衝突して凝集した洗浄液(ドレン)は、流路管30の内壁を伝って流下し、ドレン排出管32から排出される。ここで、洗浄液は重力およびキャリアガスの風圧によって速やかに流下する。 The droplets of the cleaning solution sprayed from the nebulizer 10 also collide with the inner wall of the flow tube 30, and the sample adhering to the flow tube 30 is taken up by the cleaning solution. The cleaning solution (drain) that condenses upon collision with the inner wall of the flow tube 30 flows down along the inner wall of the flow tube 30 and is discharged from the drain discharge pipe 32. Here, the cleaning solution flows down quickly due to gravity and the wind pressure of the carrier gas.

流路管30の内壁、インパクター51およびロッド52の表面に、スリガラス加工、薬剤によるエッチング、親水性コーティング剤による被膜処理などの親水化処理を施してもよい。そうすれば、流路管30の内壁、インパクター51およびロッド52の表面全体に洗浄液の液膜流を形成でき、これらを効果的に洗浄できる。 The inner wall of the flow tube 30 and the surfaces of the impactor 51 and rod 52 may be subjected to hydrophilic treatment such as ground glass processing, chemical etching, or coating with a hydrophilic coating agent. In this way, a liquid film flow of the cleaning liquid can be formed on the entire surfaces of the inner wall of the flow tube 30, the impactor 51, and the rod 52, and these can be effectively cleaned.

洗浄液はキャリアガスの風圧のほか、重力の作用によりドレン排出管32に導かれる。重力の作用を効果的に利用するには、ネブライザー10を上、ドレン排出管32を下として流路管30を縦に配置することが好ましい。具体的には流路管30の中心軸の水平面に対する角度を75~90°とすることが好ましい。 The cleaning liquid is guided to the drain discharge pipe 32 by the wind pressure of the carrier gas as well as the effect of gravity. To effectively utilize the effect of gravity, it is preferable to arrange the flow path pipe 30 vertically with the nebulizer 10 on top and the drain discharge pipe 32 on the bottom. Specifically, it is preferable to set the angle of the central axis of the flow path pipe 30 to the horizontal plane at 75 to 90 degrees.

流路管30を縦に配置すれば、洗浄液が重力によって流下するため、洗浄液を速やかにドレン排出管32に導くことができる。スプレーチャンバーAAの内部に残留した試料を速やかに排出できるので、メモリー効果を効果的に低減できる。 By arranging the flow path pipe 30 vertically, the cleaning liquid flows down by gravity, and can be quickly guided to the drain discharge pipe 32. The sample remaining inside the spray chamber AA can be quickly discharged, effectively reducing the memory effect.

洗浄に用いる洗浄液は特に限定されない。分析した液体試料が水溶液である場合、洗浄液として、純水のほか、硝酸などの酸溶液を用いることができる。洗浄液は界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は水の表面張力を低下させるため、洗浄液が壁面に広がりやすい。界面活性剤を含む洗浄液を用いれば、流路管30、インパクター51、およびロッド52の表面全体を覆う液膜流を形成でき、これらを効果的に洗浄できる。界面活性剤としては、例えば、シグマ・アルドリッチ社製のRBS-25、ダウ・ケミカル社製のTritonXなどを用いることができる。界面活性剤を含む洗浄液は、ガソリン、トルエンなどの有機溶媒試料を分析した後の洗浄にも効果的である。 The cleaning liquid used for cleaning is not particularly limited. When the liquid sample to be analyzed is an aqueous solution, pure water and an acid solution such as nitric acid can be used as the cleaning liquid. The cleaning liquid may contain a surfactant. The surfactant reduces the surface tension of water, so that the cleaning liquid spreads easily on the wall surface. If a cleaning liquid containing a surfactant is used, a liquid film flow can be formed that covers the entire surfaces of the flow tube 30, the impactor 51, and the rod 52, and these can be effectively cleaned. Examples of the surfactant that can be used include RBS-25 manufactured by Sigma-Aldrich and TritonX manufactured by Dow Chemical. A cleaning liquid containing a surfactant is also effective for cleaning after the analysis of organic solvent samples such as gasoline and toluene.

洗浄液としてマスキング剤、錯化剤などを含む液を用いてもよい。例えば、水銀を含む試料を分析した後に洗浄する場合には、0.001%のL-システインまたは10ng/mLの金(Au)を含有する洗浄液を用いれば、水銀のメモリー効果を低減できる。 A solution containing a masking agent, a complexing agent, etc. may be used as the cleaning solution. For example, when cleaning a sample containing mercury after analysis, the memory effect of mercury can be reduced by using a cleaning solution containing 0.001% L-cysteine or 10 ng/mL gold (Au).

〔第2実施形態〕
つぎに、本発明の第2実施形態に係るスプレーチャンバーBBを説明する。
図4に示すように、本実施形態では、流路管30の中央が細くなっている。具体的には、流路管30は、ネブライザー10の噴射方向に沿って、上流部36、中流部37、および下流部38の3つの部分からなる。中流部37の内径は、上流部36および下流部38の内径に比べて小さい。上流部36および下流部38の内径は同じでもよいし、異なってもよい。上流部36と中流部37との接続部分および中流部37と下流部38との接続部分は、キャリアガスの渦流が発生しないように、連続的に緩やかに内径が変化する形状が好ましい。
Second Embodiment
Next, a spray chamber BB according to a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in Fig. 4, in this embodiment, the flow path pipe 30 is narrowed in the center. Specifically, the flow path pipe 30 is composed of three sections, an upstream section 36, a midstream section 37, and a downstream section 38, along the injection direction of the nebulizer 10. The inner diameter of the midstream section 37 is smaller than the inner diameters of the upstream section 36 and the downstream section 38. The inner diameters of the upstream section 36 and the downstream section 38 may be the same or different. The connecting section between the upstream section 36 and the midstream section 37 and the connecting section between the midstream section 37 and the downstream section 38 are preferably shaped so that the inner diameter changes continuously and gently to prevent vortex flow of the carrier gas.

試料排出管31およびドレン排出管32は、いずれも、下流部38に設けられている。また、インパクター51は、下流部38の内部に配置されている。したがって、ロッド52の先端部分も下流部38の内部に配置されている。 The sample discharge pipe 31 and the drain discharge pipe 32 are both provided in the downstream section 38. The impactor 51 is also disposed inside the downstream section 38. Therefore, the tip portion of the rod 52 is also disposed inside the downstream section 38.

流路管30の上流部36、特にネブライザー10の近傍では、キャリアガスが勢いよく噴射されて、渦巻状の循環流が生じるなど乱流状態となっている。キャリアガスが内径の小さい中流部37を通ると層流状態になる。キャリアガスの流れが層流状態となった下流部38にインパクター51を配置することにより、キャリアガスによって運ばれてくる試料液滴のうち粒径が大きい液滴のみを選択的にインパクター51に衝突させることができる。すなわち、内径の小さい中流部37を通過してキャリアガスが層流状態となった後に試料液滴がインパクター51と衝突するので、試料液滴の粒径による選択性を向上できる。 In the upstream section 36 of the flow tube 30, particularly near the nebulizer 10, the carrier gas is forcefully ejected, creating a turbulent flow state, such as a swirling circulation flow. When the carrier gas passes through the midstream section 37 with a small inner diameter, it becomes a laminar flow state. By disposing the impactor 51 in the downstream section 38 where the flow of the carrier gas becomes a laminar flow state, only the droplets with a large diameter among the sample droplets carried by the carrier gas can be selectively collided with the impactor 51. In other words, the sample droplets collide with the impactor 51 after the carrier gas passes through the midstream section 37 with a small inner diameter and becomes a laminar flow state, improving the selectivity based on the particle diameter of the sample droplets.

試料液滴に含まれる粗大液滴の多くは上流部36の内壁との衝突により除去される。下流部38では、キャリアガス中に残存する少量の粗大液滴を可能な限り全て除去するとともに、分析感度を低下させないように微細液滴を可能な限り除去しないことが望まれる。すなわち、下流部38における試料液滴の粒径による選択性を向上することが望まれる。キャリアガスの流れが層流状態となった部分にインパクター51を配置することで、試料液滴の粒径による選択性を向上できる。 Many of the coarse droplets contained in the sample droplets are removed by collision with the inner wall of the upstream section 36. In the downstream section 38, it is desirable to remove as much of the small amount of coarse droplets remaining in the carrier gas as possible, while removing as few fine droplets as possible so as not to reduce analytical sensitivity. In other words, it is desirable to improve the selectivity based on the particle size of the sample droplets in the downstream section 38. By placing an impactor 51 in the area where the flow of the carrier gas becomes laminar, it is possible to improve the selectivity based on the particle size of the sample droplets.

インパクター51が球体または円板の場合、その直径を中流部37の内径より大きくすれば、インパクター51と衝突する粗大液滴の除去率を向上でき、インパクター51との衝突を回避する微細液滴の平均粒径を小さくできる。このように、インパクター51は除去すべき粒径の液滴が実質的に全て衝突する大きさであることが好ましい。 When the impactor 51 is a sphere or a disk, making its diameter larger than the inner diameter of the midstream section 37 can improve the removal rate of coarse droplets that collide with the impactor 51 and reduce the average particle size of fine droplets that avoid collision with the impactor 51. In this way, it is preferable that the impactor 51 is of a size that allows substantially all droplets of the particle size to be removed to collide with it.

本実施形態においても、ロッド52を上下動させることで、インパクター51の位置を調整でき、これにより除去される液滴の粒径を調整できる。しかも、ロッド52は流路管30の底部に向かって延びており、中流部37を通過しない。したがって、中流部37におけるキャリアガスの層流がロッド52により乱れることがない。 In this embodiment, too, the position of the impactor 51 can be adjusted by moving the rod 52 up and down, thereby adjusting the particle size of the droplets to be removed. Moreover, the rod 52 extends toward the bottom of the flow path pipe 30 and does not pass through the midstream section 37. Therefore, the laminar flow of the carrier gas in the midstream section 37 is not disturbed by the rod 52.

ネブライザー10に洗浄液を供給することで、スプレーチャンバーBBの内部を洗浄できる。流路管30、インパクター51、およびロッド52に付着した試料を短時間で排出でき、メモリー効果を低減できる。 By supplying a cleaning liquid to the nebulizer 10, the inside of the spray chamber BB can be cleaned. Samples adhering to the flow path tube 30, the impactor 51, and the rod 52 can be discharged in a short time, reducing the memory effect.

第1実施形態のように、インパクター51をネブライザー10の噴射口近傍(約20mm以内)に配置した場合と比べると、本実施形態ではインパクター51と衝突する際の液滴の速度が遅い。そのため、試料液滴が断片化して再飛散することを抑制できる。その結果、流路管30の内壁およびネブライザー10の先端部に付着する試料液滴の量が少なくなるため、メモリー効果の低減が可能である。また、ネブライザー10の外周面に付着した試料液滴がネブライザー10の噴射口に移動して再び噴霧される現象である再ネブライゼーションの恐れも少なくなる。 Compared to the first embodiment, in which the impactor 51 is placed near the nozzle of the nebulizer 10 (within about 20 mm), in this embodiment the droplets collide with the impactor 51 at a slower speed. This makes it possible to prevent the sample droplets from fragmenting and re-scattering. As a result, the amount of sample droplets adhering to the inner wall of the flow tube 30 and the tip of the nebulizer 10 is reduced, making it possible to reduce the memory effect. In addition, there is less risk of re-nebulization, a phenomenon in which sample droplets adhering to the outer circumferential surface of the nebulizer 10 move to the nozzle of the nebulizer 10 and are sprayed again.

図5に示すように、下流部38を上下に分割した構成としてもよい。具体的には、下流部38は中流部37と接続した第1部分38aと、第1部分38aに連結される第2部分38bとからなる。第1部分38aおよび第2部分38bは各端部に形成されたフランジで接合される。第1部分38aおよび第2部分38bを互いに分離すれば、インパクター51の取り付け、取り外しができる。 As shown in FIG. 5, the downstream section 38 may be divided into upper and lower sections. Specifically, the downstream section 38 is made up of a first section 38a connected to the midstream section 37, and a second section 38b connected to the first section 38a. The first section 38a and the second section 38b are joined by flanges formed at each end. By separating the first section 38a and the second section 38b from each other, the impactor 51 can be attached and detached.

図6に示すように、ドレン排出管32の縦管32aの内径をインパクター51の直径より若干大きくしてもよい。そうすれば、インパクター51が縦管32aを通るため、下流部38を分割構造にしなくても、インパクター51の取り付け、取り外しができる。 As shown in FIG. 6, the inner diameter of the vertical pipe 32a of the drain discharge pipe 32 may be made slightly larger than the diameter of the impactor 51. In this way, the impactor 51 passes through the vertical pipe 32a, so that the impactor 51 can be attached and detached without the downstream section 38 having a separate structure.

〔第3実施形態〕
つぎに、本発明の第3実施形態に係るスプレーチャンバーCCを説明する。
図7に示すように、本実施形態の流路管30はネブライザー10の噴射方向に沿って上流部36および下流部38の2つの部分からなる。流路管30は中流部37を有しない。下流部38の内径は、上流部36の内径に比べて小さい。上流部36と下流部38との接続部分は、キャリアガスの渦流が発生しないように、連続的に緩やかに内径が変化する形状が好ましい。
Third Embodiment
Next, a spray chamber CC according to a third embodiment of the present invention will be described.
7, the flow path pipe 30 of this embodiment is composed of two sections, an upstream section 36 and a downstream section 38, along the spray direction of the nebulizer 10. The flow path pipe 30 does not have a midstream section 37. The inner diameter of the downstream section 38 is smaller than the inner diameter of the upstream section 36. The connecting portion between the upstream section 36 and the downstream section 38 is preferably shaped so that the inner diameter changes continuously and gently to prevent the generation of a vortex in the carrier gas.

試料排出管31およびドレン排出管32は、いずれも、下流部38に設けられている。また、インパクター51は、下流部38の内部に配置されている。したがって、ロッド52の先端部分も下流部38の内部に配置されている。 The sample discharge pipe 31 and the drain discharge pipe 32 are both provided in the downstream section 38. The impactor 51 is also disposed inside the downstream section 38. Therefore, the tip portion of the rod 52 is also disposed inside the downstream section 38.

下流部38の底部は絞られておらず開口している。下流部38の底部にホルダー60が取り付けられている。下流部38の開口はホルダー60により閉塞されている。ロッド52は下流部38の開口に通され、ホルダー60に保持されている。このように、ロッド52はホルダー60を介して流路管30の底部に支持されている。また、下流部38の底部とロッド52と間の隙間には隙間充填材61が挿入されている。 The bottom of the downstream section 38 is not narrowed and is open. A holder 60 is attached to the bottom of the downstream section 38. The opening of the downstream section 38 is closed by the holder 60. The rod 52 is passed through the opening of the downstream section 38 and held by the holder 60. In this way, the rod 52 is supported at the bottom of the flow path pipe 30 via the holder 60. In addition, a gap filler 61 is inserted into the gap between the bottom of the downstream section 38 and the rod 52.

ドレン排出管32は隙間充填材61の上面の直ぐ上に接続されている。したがって、ドレンは隙間充填材61の上面を経由してドレン排出管32から排出される。また、ロッド52の一部分はドレン排出管32と隣接して配置されている。試料排出管31はドレン排出管32より上側の下流部38の側壁に接続されている。 The drain discharge pipe 32 is connected directly above the upper surface of the gap filling material 61. Therefore, the drain is discharged from the drain discharge pipe 32 via the upper surface of the gap filling material 61. In addition, a portion of the rod 52 is disposed adjacent to the drain discharge pipe 32. The sample discharge pipe 31 is connected to the side wall of the downstream portion 38 above the drain discharge pipe 32.

内径の小さい下流部38においてキャリアガスが層流状態となった後に試料液滴がインパクター51と衝突するので、試料液滴の粒径による選択性を向上できる。しかも、本実施形態の流路管30は、第2実施形態と比べて構造が単純であり製造が簡単である。また、流路管30を分割構造としなくてもインパクター51の取り付け、取り外しができる。 The sample droplets collide with the impactor 51 after the carrier gas has become a laminar flow in the downstream section 38 with a small inner diameter, improving the selectivity based on the particle size of the sample droplets. Moreover, the flow path tube 30 of this embodiment has a simpler structure and is easier to manufacture than the second embodiment. In addition, the impactor 51 can be attached and detached without the need for a divided structure for the flow path tube 30.

ネブライザー10に洗浄液を供給することで、スプレーチャンバーCCの内部を洗浄できる。インパクター51に衝突して凝集した洗浄液(ドレン)は、ロッド52を伝って流下する。ロッド52がドレン排出管32と隣接しているため、洗浄液がロッド52を伝ってドレン排出管32に流れやすい。洗浄液が流路管30の内壁に残りにくく、速やかに排出されため、短時間で効果的な洗浄ができる。 By supplying cleaning liquid to the nebulizer 10, the inside of the spray chamber CC can be cleaned. The cleaning liquid (drain) that collides with the impactor 51 and condenses flows down along the rod 52. Because the rod 52 is adjacent to the drain discharge pipe 32, the cleaning liquid can easily flow along the rod 52 to the drain discharge pipe 32. The cleaning liquid is unlikely to remain on the inner wall of the flow path pipe 30 and is quickly discharged, allowing for effective cleaning in a short time.

〔第4実施形態〕
図8に示すように、インパクター51およびロッド52を流路管30と一体形成してもよい。この場合、ロッド52の基端を流路管30の底部に固定してもよい。インパクター51およびロッド52は中空でもよいし、中実でもよい。
Fourth Embodiment
8, the impactor 51 and the rod 52 may be formed integrally with the flow passage pipe 30. In this case, the base end of the rod 52 may be fixed to the bottom of the flow passage pipe 30. The impactor 51 and the rod 52 may be hollow or solid.

〔第5実施形態〕
図9に示すように、インパクター51およびロッド52の直径を同一としてもよい。すなわち、インパクター51およびロッド52を一体化して円柱状の部材としてもよい。インパクター51およびロッド52は中空でもよいし、中実でもよい。
Fifth Embodiment
9, the diameters of the impactor 51 and the rod 52 may be the same. That is, the impactor 51 and the rod 52 may be integrated into a cylindrical member. The impactor 51 and the rod 52 may be hollow or solid.

また、ロッド52の基端を流路管30の底部中央に固定し、流路管30の底部のロッド52と隣接した位置にドレン排出管32を接続してもよい。この場合であっても、ロッド52を流下した洗浄液をそのままドレン排出管32に導くことができる。 Alternatively, the base end of the rod 52 may be fixed to the center of the bottom of the flow passage pipe 30, and the drain discharge pipe 32 may be connected to a position adjacent to the rod 52 at the bottom of the flow passage pipe 30. Even in this case, the cleaning liquid that flows down the rod 52 can be led directly to the drain discharge pipe 32.

〔第6実施形態〕
図10に示すように、ロッド52の基端をドレン排出管32の上端に連結してもよい。すなわち、ロッド52およびドレン排出管32を1本の管としてもよい。この管の流路管30の内部に配置された部分がロッド52であり、流路管30の外部に配置された部分がドレン排出管32である。ロッド52とドレン排出管32は流路管30の底部において接続されている。
Sixth Embodiment
10 , the base end of the rod 52 may be connected to the upper end of the drain discharge pipe 32. That is, the rod 52 and the drain discharge pipe 32 may be formed into a single pipe. The part of this pipe that is disposed inside the flow path pipe 30 is the rod 52, and the part that is disposed outside the flow path pipe 30 is the drain discharge pipe 32. The rod 52 and the drain discharge pipe 32 are connected at the bottom of the flow path pipe 30.

ロッド52とドレン排出管32の連結部(流路管30の内部であって底部近傍)には、一または複数の孔34が形成されている。インパクター51により生成されたドレンはロッド52の外面を伝って流下した後に、孔34を通ってドレン排出管32の内部に流入し、排出される。 One or more holes 34 are formed at the connection between the rod 52 and the drain discharge pipe 32 (inside the flow passage pipe 30, near the bottom). The drain generated by the impactor 51 flows down the outer surface of the rod 52, then passes through the holes 34 into the drain discharge pipe 32 and is discharged.

ロッド52は、図10に示すように中空でもよいし、図11(A)に示すように中実でもよい。図11(A)および図11(B)に示すように、ロッド52を中実とする場合でも、ロッド52とドレン排出管32の連結部に孔34が形成される。インパクター51により生成されたドレンはロッド52の外面を伝って流下した後に、孔34を通ってドレン排出管32の内部に流入し、排出される。 The rod 52 may be hollow as shown in FIG. 10, or may be solid as shown in FIG. 11(A). Even when the rod 52 is solid as shown in FIG. 11(A) and FIG. 11(B), a hole 34 is formed at the connection between the rod 52 and the drain discharge pipe 32. The drain generated by the impactor 51 flows down the outer surface of the rod 52, then flows through the hole 34 into the inside of the drain discharge pipe 32 and is discharged.

AA、BB、CC スプレーチャンバー
10 ネブライザー
30 流路管
31 試料排出管
32 ドレン排出管
40 エンドキャップ
51 インパクター
52 ロッド
60 ホルダー
AA, BB, CC Spray chamber 10 Nebulizer 30 Flow path 31 Sample discharge tube 32 Drain discharge tube 40 End cap 51 Impactor 52 Rod 60 Holder

Claims (7)

ネブライザーを保持するエンドキャップと、
上端に前記エンドキャップが設けられ、前記ネブライザーから液滴が供給される流路管と、
前記流路管の内部に配置され、粗大液滴を衝突させてドレンを生成するインパクターと、
先端に前記インパクターが設けられたロッドと、
前記流路管に設けられ、微細液滴を排出する試料排出管と、
前記流路管の底部に設けられ、前記ドレンを排出するドレン排出管と、を備え、
前記ロッドは、前記ドレン排出管または前記流路管の底部に支持されている
ことを特徴とするスプレーチャンバー。
an end cap for holding the nebulizer;
a flow passage pipe at an upper end of which the end cap is provided and through which droplets are supplied from the nebulizer;
an impactor disposed inside the flow passage pipe, which impacts large droplets to generate drainage;
A rod having the impactor at its tip;
a sample discharge pipe provided in the flow channel pipe and discharging minute droplets;
a drain discharge pipe provided at a bottom of the flow path pipe and discharging the drain,
A spray chamber characterized in that the rod is supported at the bottom of the drain discharge pipe or the flow path pipe.
前記ロッドは前記ドレン排出管に挿入されている
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
2. The spray chamber of claim 1, wherein the rod is inserted into the drain discharge pipe.
前記ロッドは前記ドレン排出管と隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
2. The spray chamber of claim 1, wherein the rod is disposed adjacent to the drain outlet pipe.
前記ロッドの基端は前記ドレン排出管の上端に連結されており、
前記ロッドと前記ドレン排出管の連結部に前記ドレンが前記ドレン排出管の内部に流入する孔が形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
The base end of the rod is connected to the upper end of the drain discharge pipe,
2. The spray chamber according to claim 1, wherein a hole is formed at a connection between the rod and the drain discharge pipe, through which the drain flows into the inside of the drain discharge pipe.
前記ロッドは、前記流路管の底部を貫通しており、前記流路管への挿入深さが調整可能である
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
2. The spray chamber according to claim 1, wherein the rod penetrates the bottom of the flow passage pipe and the depth of insertion into the flow passage pipe is adjustable.
前記流路管は前記ネブライザーの噴射方向に沿って上流部、中流部、および下流部を有し、
前記中流部の内径は、前記上流部および前記下流部の内径に比べて小さく、
前記試料排出管および前記ドレン排出管は、前記下流部に設けられており、
前記インパクターは、前記下流部の内部に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
the flow passage pipe has an upstream portion, a midstream portion, and a downstream portion along the injection direction of the nebulizer,
an inner diameter of the midstream portion is smaller than inner diameters of the upstream portion and the downstream portion;
the sample discharge pipe and the drain discharge pipe are provided in the downstream portion,
2. The spray chamber of claim 1, wherein the impactor is disposed within the downstream portion.
前記流路管は前記ネブライザーの噴射方向に沿って上流部および下流部を有し、
前記下流部の内径は、前記上流部の内径に比べて小さく、
前記試料排出管および前記ドレン排出管は、前記下流部に設けられており、
前記インパクターは、前記下流部の内部に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載のスプレーチャンバー。
the flow passage pipe has an upstream portion and a downstream portion along the spray direction of the nebulizer,
The inner diameter of the downstream portion is smaller than the inner diameter of the upstream portion,
the sample discharge pipe and the drain discharge pipe are provided in the downstream portion,
2. The spray chamber of claim 1, wherein the impactor is disposed within the downstream portion.
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