JP3206240U

JP3206240U - 分析装置

Info

Publication number: JP3206240U
Application number: JP2016003012U
Authority: JP
Inventors: 中森　明興; 明興中森
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2026-06-24

Abstract

【課題】除湿器の多数の冷却フィンに吹き付けた空気が分析装置の筐体内に残留することがないようにした分析装置を提供する。【解決手段】試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを検出部のセルに導入する前段で冷却し除湿する除湿用電子クーラ１０をＴＯＣ計の筐体５壁面の近傍に配置し、除湿用電子クーラ１０の多数の冷却フィン１を筐体５壁面に向って突出して形成し、冷却フィン１に空気を吹き付けるファン３を冷却フィン１の前面に設置する。ファン３に対向するＴＯＣ計の筐体５壁面に入口スリット１１を穿設するとともに、冷却フィン１より外れた箇所の筐体５壁面に出口スリット１２を穿設し、ガイド板４、４と筐体５壁面により区画された空間に冷却フィン１およびファン３が配置される。【選択図】図２

Description

本考案は、試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを検出部のセルに導入する前段で冷却し除湿する除湿器を備えた分析装置に関する。

試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを冷却し除湿する除湿器を備えた分析装置の代表例に、下水、河川水、工場排水などの水質調査に使用される全有機体炭素（ＴＯＣ）を測定する燃焼触媒酸化方式の全有機体炭素測定装置（ＴＯＣ計）がある。ＴＯＣ計では、採取した試料水を燃焼部に導入して試料中の炭素成分を燃焼酸化させ、二酸化炭素に変換してそれらを含む試料ガスが測定部に備えた検出部のセルに導入される。

検出部では、例えば非分散型赤外分光光度計（ＮＤＩＲ）のセルに導かれた試料ガス中の二酸化炭素濃度に由来した吸光度が測定されるが、採取した試料水が導入される燃焼部（燃焼管）は加熱炉内に配置されており、試料水は白金触媒が充填された燃焼管内で潤沢な精製空気の存在下、加熱炉により６８０℃まで加熱され燃焼酸化されて試料ガスとなるため、通常、検出部のセルに至る流路上の前段には試料ガスを冷却し除湿する除湿器を備えている（特許文献１参照）。

除湿器として、従来からペルチェ素子（サーモモジュール）を用いた除湿用電子クーラが一般的である。例えば、１つの熱交換ブロックと、熱交換ブロックに設けられるガス入口側冷却管路及びガス出口側冷却管路と、多数の冷却フィンと、これら熱交換ブロックと冷却フィン本体との両壁面に密着させて設置されるサーモモジュールと、凝固した水滴を排出する排出管路で構成されたガス分析用除湿器が知られている（特許文献２参照）。また、通常、除湿器の能力を最大限に発揮するため冷却フィンに吹き付ける空気を分析装置の筐体外部から引き込むファンを備えている。
なお、燃焼部、測定部（検出部）や除湿器などの各機器は、分析装置の１つの筐体内に配置されている。

特開２０１２−１３７３７７号公報特開２００３−１９４６８０号公報

しかしながら、従来の除湿器に形成した多数の冷却フィンに吹き付ける空気をファンにより分析装置の筐体外部から引き込むようにした構造であっても、ほとんどの場合、冷却フィンに吹き付けられた空気は分析装置の筐体内に滞留していた。
従って、室内の空気中に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が多く含まれているような場合には、揮発性有機化合物を装置の筐体内に取り込むことになり、配管等から流路内に侵入することで高感度測定のときの測定値に影響を与えることにもなっていた。
本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、除湿器に形成した多数の冷却フィンに吹き付けた空気が分析装置の筐体内に滞留することがないようにした分析装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本考案の分析装置は、試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを検出部のセルに導入する前段で冷却し除湿する除湿器を備えた分析装置であって、除湿器を分析装置の筐体壁面の近傍に配置し、除湿器の冷却フィンを筐体壁面に向って突出して形成し、冷却フィンに空気を吹き付けるファンを冷却フィンの前面に設置して、ファンに対向する筐体壁面に入口スリットを穿設するとともに、冷却フィンより外れた箇所の筐体壁面に出口スリットを穿設し、ファンにより入口スリットから引き込まれた空気が入口スリット、ファン、冷却フィン、出口スリットの順に流通するようにガイド板を筐体内に設けたものである。

なお、除湿器は、熱交換ブロックと、熱交換ブロックに設けた試料ガス入口側冷却管路、出口側冷却管路および凝縮された水滴を排出するドレン管路と、多数の冷却フィンと、熱交換ブロックと冷却フィン本体との両壁面に密着して設置したサーモモジュールとからなるが、これは一般的な構成である。

請求項２記載の本考案の分析装置は、請求項１記載の分析装置であって、ファンおよび冷却フィンをガイド板と筐体壁面により区画された空間に配置したものである。
この場合、分析装置の筐体壁面の一部がガイド板とともに入口スリット、ファン、冷却フィン、出口スリットの順に流通する空気の通路の一部を形成する。

本考案の分析装置によれば、除湿器を分析装置の筐体壁面の近傍に配置し、除湿器の多数の冷却フィンを筐体壁面に向って突出して形成し、冷却フィンに空気を吹き付けるファンを冷却フィンの前面に設置して、ファンに対向する筐体壁面に入口スリットを穿設するとともに、冷却フィンより外れた箇所の筐体壁面に出口スリットを穿設し、ファンにより入口スリットから引き込まれた空気が入口スリット、ファン、冷却フィン、出口スリットの順に流通するようにガイド板を筐体内に設けたものであるので、ファンにより外部（室内）から取り込まれた装置内部より低温の空気が冷却フィンの熱を奪って、装置内に熱が留まることなく分析装置外部へ排出される。

そのため分析装置の周囲に大量の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の干渉成分がある場合でも、当該干渉成分等の影響を受けることなく正確な測定が可能となる。また、冷却フィンの熱を強制的に装置外部へ放出することができるので、バス分析装置の内部の温度上昇を抑える効果も期待できる。

全有機体炭素測定装置（ＴＯＣ計）の一実施例を示す流路構成図である。除湿器の構成を示す図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図である。

以下、図面を用いて本考案の分析装置を説明する。まず、図１を用いて分析装置の実施形態の一例としてＴＯＣ計について説明する。

図１において、ＴＯＣ計２０は、測定部２１と、測定部２１の酸化反応部２２（燃焼管２３）にキャリアガスを送るキャリアガス供給部２４と、それらを切り換えるマルチポートバルブ２５から構成されている。
マルチポートバルブ２５の共通ポートには、試料水を計量して採取するためのサンプリングシリンジ２６が接続され、他のポートには、図示していないが、試料導入部、試料水から無機体炭素（ＩＣ）成分を除去する際に使用される塩酸、希釈水、無機体炭素反応部（ＩＣ反応部）２７、燃焼管２３および排出用ドレンの各ポートがそれぞれ接続されており、オートサンプラ２８から採取した試料を測定部２１の燃焼管２３に注入できるようになっている。

サンプリングシリンジ２６の容量は通常５ｍＬ程度で、バレル下部にキャリアガスを導入するための通気ガス入口（図示省略）を備えている。その通気ガス入口は、電磁弁２９を介してキャリアガス供給部２４に接続されている。ガス通気機構は、ここでは、サンプリングシリンジ２６によって実現される。

キャリアガス供給部２４は、高純度空気をキャリアガスとして供給するもので、図示していないが、上流側から順にキャリアガス入口、電磁弁、圧力を調節する調圧弁、圧力を計測する圧力計、流量を調節するマスフローコントローラ、流量計、および加湿器が接続されて構成されている。
流量が計量されて加湿されたキャリアガスは燃焼管２３に送られる。また、サンプリングシリンジ２６にも加湿用の流量調整されたキャリアガスが通気ガスとして電磁弁２９を介して供給される。

酸化反応部２２の燃焼管２３は上部に試料注入部３０を備え、燃焼管２３本体の出口部の細管部２３ａの入口部には試料水中の炭素成分の全てを二酸化炭素に変換するための金属酸化物や貴金属からなる酸化触媒が保持されている。燃焼管２３は加熱炉３１内に挿入されて、通常、６８０℃に加熱されるようになっている。
試料注入部３０にはキャリアガスの逆流を防止する逆止弁（図示省略）を介してキャリアガス供給部２４が接続されている。燃焼管２３本体の出口部の細管部２３ａは、冷却部３２と逆流防止トラップ３３を介してＩＣ反応部２７のキャリアガス導入口に接続されている。

ＩＣ反応部２７は、図示していないが、ＩＣ測定時にはＩＣ反応液としてリン酸がポンプなど適宜の手段によって供給され、ＩＣ反応部２７にマルチポートバルブ２５の切替えとサンプリングシリンジ２６の作動によって試料水が直接注入され、注入された試料水中のＩＣ成分が二酸化炭素として発生し、除湿用電子クーラ（除湿器）１０に導かれる。
なお、ＩＣ反応部２７のＩＣ反応液はドレン用電磁弁（図示省略）から排出される。

除湿用電子クーラ１０で冷却され除湿された試料ガスは、図示していないが、ハロゲンスクラバおよび異物を除去するためのメンブレンフィルタを介して非分散形赤外分析方式（ＮＤＩＲ）の検出部３４に導かれる。検出部３４は、図示していないが、両端に光源および検出器が対向配置されているセルを備えており、検出器の信号は全炭素（ＴＣ）または無機体炭素（ＩＣ）に相当する。
このようにして測定されたＴＣからＩＣを差し引きすれば、ＴＯＣを求めることができる。なお、排出された二酸化炭素はＣＯ２アブソーバ（図示省略）に吸着される。また、除湿用電子クーラ１には凝集した水分を除去するためのドレンポット（図示省略）が接続されている。

つぎに本考案の主要部である除湿用電子クーラ（除湿器）１０について、図２を用いて説明する。
図２において、ＴＯＣ計２０（図１参照）に備えた除湿用電子クーラ１０は、試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを検出部３４（図１参照）のセルに導入する前段で冷却し除湿する。通常、除湿用電子クーラ１０は、熱交換ブロック２と、熱交換ブロック２に設けた試料ガス入口側冷却管路７、試料ガス出口側冷却管路８および凝縮された水滴を排出するドレン管路９と、多数の冷却フィン１と、熱交換ブロック２と多数の冷却フィン１の本体との両壁面に密着して設置したサーモモジュール（ペルチェ素子）（図示省略）とからなるが、これは一般的な構成である。このような除湿用電子クーラ１０は、ＴＯＣ計２０の筐体５内において壁面の近傍に配置されている。

除湿用電子クーラ１０の多数の冷却フィン１はＴＯＣ計２０の筐体５壁面に向って突出して形成されており、その前面には多数の冷却フィン１に空気を吹き付けるファン３が設置されている。また、ファン３に対向する筐体５壁面には入口スリット１１が穿設されるとともに、多数の冷却フィン１より外れた箇所の筐体５壁面に出口スリット１２が穿設されている。

ＴＯＣ計２０の筐体５の内部には、ファン３により入口スリット１１から引き込まれた室内の空気が、矢印で示すとおり、入口スリット１１、ファン３、多数の冷却フィン１、出口スリット１２の順に流通する通路を形成するように、除湿用電子クーラ１０と筐体５壁面との間でガイド板４、４が取り付けられている。
なお、６は除湿用電子クーラ１０へ電力を供給する配線である。

上記構成により、本考案の除湿用電子クーラ１０（除湿器）では、ファン３により外部（室内）から取り込まれたＴＯＣ計２０の筐体５内部より低温の空気が多数の冷却フィン１の熱を奪って、ＴＯＣ計２０内部に熱が留まることなく強制的に外部へ排出される。
また、多数の冷却フィン１の熱を強制的にＴＯＣ計２０の外部へ放出することができるので、ＴＯＣ計２０内部の温度上昇を抑えることができる。

１・・・冷却フィン
２・・・熱交換ブロック
３・・・ファン
４、４・・・ガイド板
５・・・筐体
７・・・試料ガス入口側冷却管路
８・・・試料ガス出口側冷却管路
９・・・ドレン管路
１０・・・除湿用電子クーラ
１１・・・入口スリット
１２・・・出口スリット
２０・・・ＴＯＣ計
２１・・・測定部
２２・・・酸化反応部
２３・・・燃焼管
２３ａ・・・細管部
２４・・・キャリアガス供給部
２５・・・マルチポートバルブ
２６・・・サンプリングシリンジ
２７・・・ＩＣ反応部
２８・・・オートサンプラ
３０・・・試料注入部
３１・・・加熱炉
３４・・・検出部

Claims

試料水を燃焼酸化して生成した試料ガスを検出部のセルに導入する前段で冷却し除湿する除湿器を備えた分析装置において、
前記除湿器を前記分析装置の筐体壁面の近傍に配置し、前記除湿器の多数の冷却フィンを前記筐体壁面に向って突出して形成し、前記冷却フィンに空気を吹き付けるファンを前記冷却フィンの前面に設置して、前記ファンに対向する前記筐体壁面に入口スリットを穿設するとともに、前記冷却フィンより外れた箇所の前記筐体壁面に出口スリットを穿設し、前記ファンにより前記入口スリットから引き込まれた空気が入口スリット、前記ファン、前記冷却フィン、前記出口スリットの順に流通するようにガイド板を前記筐体内に設けたことを特徴とする分析装置。
請求項１記載の分析装置であって、前記ファンおよび前記冷却フィンを前記ガイド板と前記筐体壁面により区画された空間に配置したことを特徴とする分析装置。