JP5206567B2

JP5206567B2 - ガスクロマトグラフ装置

Info

Publication number: JP5206567B2
Application number: JP2009101023A
Authority: JP
Inventors: 雅人上田; 康二大宮; 正人森井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: JP2010249730A

Description

本発明は、オーブン内を換気するための吸気口及び排気口と、前記オーブンの周囲を冷却するための排気ファンを備えたガスクロマトグラフ装置に関する。

一般的なガスクロマトグラフ装置は、筐体の内部にオーブンが配置されており、筐体とオーブン外壁の間の空間に電気系の制御基板が配置されている。多くの場合、分析用のカラムはオーブンに収容され、徐々に温度が上昇するように加熱される。これにより、カラムに注入された試料中の成分が分離される。通常は、試料注入時のカラム温度は低く、徐々に昇温することにより試料中の成分が分離され、最後の成分が分離されるときには２００℃程度の高温になる。従って、分析が終了し、次の試料をカラムに注入して分析を開始するためには、速やかに高温のカラム及びオーブンを冷却する必要がある。このため、ガスクロマトグラフ装置では、分析終了後、前記オーブン内に設置された撹拌用のファンでオーブン内を強制的に換気している。

また、オーブンが高温になると、制御基板の電気回路の特性が変化してガスクロマトグラフ装置による分析動作が不安定になる。このため、冷却用の排気ファンにより筐体とオーブン外壁の間の空間に空気を流通させて、オーブン外壁及び制御基板を冷却している。
ガスクロマトグラフ装置は、通常、オーブンの上部に試料注入口や検出部用試料流出口が配置されており、オーブン内を換気するための吸気口及び排気口や前述の冷却用の排気ファンは、筐体の後面部にまとめて配置されている（特許文献１参照）。

特開平10-19867号公報（図1）

ところが、排気ファンと吸気口がまとめて配置されていると、冷却用ファンによって排出された高温の空気が吸気口からオーブン内に吸入されることになり、カラムやオーブンの冷却効率が低下する。

本発明が解決しようとする課題は、オーブン内に外気を取り込む吸気口と、オーブンと筐体との間の空間に空気を流通させる排気ファンとがまとめて配置されているものにおいて、カラム及びオーブンを速やかに冷却することができるガスクロマトグラフ装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係るガスクロマトグラフ装置は、筐体内にカラムを加熱するためのオーブンを配置したものであって、
a)前記筐体の一側面に配置され、前記筐体と前記オーブンとの間の空間に空気を流通させて前記オーブンの周壁を冷却する排気ファンと、
b)前記排気ファンが配置された前記筐体の側面と同一面上に配置された前記オーブンの一側面に配置された、前記オーブン内に空気を吸入・排出するための吸気口及び排気口と、
c)前記吸気口と前記排気ファンとの間に設けられた仕切板と、
を備えることを特徴とする。

本発明のガスクロマトグラフ装置では、近接して配置された吸気口と冷却用の排気ファンとの間に仕切板を設けたので、排気ファンによって排出された高温の空気が吸気口から取り込まれることを防止することができ、カラムやオーブンを迅速に冷却することができる。このように冷却速度が速くなることにより、ある試料の分析が終了してから次の試料の分析を開始できるようになるまでの待ち時間が短くなる。従って、同じ条件で（即ち、カラムを変えずに）多数の試料を連続分析する際の全試料の分析終了までの時間を短くすることができる。

本発明の一実施例に係るガスクロマトグラフ装置の背面図。本実施例のガスクロマトグラフ装置の内部構造を模式的に示す概略図。オーブン内温度の時間的変化を示す図。

以下、本発明に係るガスクロマトグラフ装置の一実施例について添付図面を参照して説明する。
図１は本実施例のガスクロマトグラフ装置の背面図、図２は本実施例のガスクロマトグラフ装置の内部構造を模式的に示す概略図である。図２では、説明の便宜のため、実際とは異なる位置関係で各要素を描いている。

本実施例のガスクロマトグラフ装置において、矩形箱状のオーブン１０は断熱材から成る壁で囲われ、筐体１２の内部に配置されている。オーブン１０と筐体１２との間には適度の空間が設けられている。オーブン１０内にはカラム１４が取り外し可能に収容されている。カラムの一端は試料導入口１６に接続され、他端は検出器１８に接続されている。

オーブン１０内には、加熱用のヒータ２０、撹拌用のファン２２が設置されている。筐体１２の後面部の右半部(前方からみて左半部）には矩形状の排気口２４及び吸気口２６が上下に並んで形成されている。排気口２４及び吸気口２６は、それぞれ、共通の駆動機構で開閉可能な扉２４ａ及び２６ａ（図２にのみ示す）を備える。また、排気口２４及び吸気口２６は図示しない排気ダクト及び吸気ダクトを介してオーブン１０内と連通している。前記ファン２２が回転駆動されると、オーブン１０内の空気が撹拌され、オーブン１０内の空気が排気口２４から排出されると共に外部の空気が吸気口２６からオーブン１０内に流入する。

また、筐体１２の後面部のうち前記吸気口２６の左部には円形状の開口２８が形成されており、この開口２８内に冷却用の排気ファン３０が配置されている。排気ファン３０はファンモータ３２によって回転駆動される。なお、図２では、オーブン１０下部の空間にファンモータ３２を描いているが、実際はオーブン１０の後壁と筐体１２との間の空間にファンモータ３２は配置されており、その回転軸の一端部で排気ファン３０を回転駆動し、他端部で撹拌用のファン２２を回転駆動する。

オーブン１０の下面と筐体１２との間の空間にはガスクロマトグラフ装置の電気系統を制御する制御装置３４が配置されている。制御装置３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むマイクロコンピュータを中心に構成されている。

本実施例では、筐体１２の後面部に開口２８と吸気口２６の間に位置する第１仕切部３５、排気口２４と吸気口２６の間に位置する第２仕切部３６を有するＬ字状の仕切板３７が設けられている。この仕切板３７の前後方向の高さ寸法は、例えば６〜１０ｃｍに設定されている。

本実施例のガスクロマトグラフ装置では、分析中（昇温時）及び分析終了時（冷却時）のいずれにおいても、ファンモータ３２によって撹拌用ファン２２及び排気用ファン３０が常時回転される。分析中は、排気口２４及び吸気口２６の扉２４ａ及び２６ａが閉じており、撹拌用ファン２２の送風作用によってオーブン１０内の空気が循環され、オーブン１０内の温度が均一に保たれる。一方、分析終了時は、排気口２４及び吸気口２６の扉２４ａ及び２６ａが開放される。この時、同時に、吸気口２６に設けられた吸気用ファン２５（図２にのみ示す）も回転を始める。この結果、吸気口２６からオーブン１０内に比較的温度の低い外気が取り込まれ、撹拌用ファン２２の送風作用によってオーブン１０内の空気が循環され、温度の高い空気が排気口２４から排出される。これにより、オーブン１０内の冷却が促進される。なお、分析中、分析終了時のいずれにおいても、排気ファン３０の送風作用により、外気の取込口３９からオーブン１０外壁と筐体１２との間の空間に空気が取り込まれ、当該空間を流通した後、開口２８から排出される。

このとき、吸気口２６と開口２８との間、吸気口２６と排気口２４との間に仕切板３７が設けられているため、排気ファン３０によって開口２８から排出された高温の空気、及び撹拌用ファン２２によって排気口２４から排出された高温の空気が吸気口２６から取り込まれることが防止される。

図３は、本実施例のガスクロマトグラフ装置において、仕切板３７の効果を調べるために、オーブン温度を４５０℃から５０℃に冷却するために要した時間を実験的に求めた結果を示す。実験は、以下の条件のもと、高さ寸法が６cm、１０cmの仕切板３７を設けたガスクロマトグラフ装置、及び仕切板がない従来のガスクロマトグラフ装置を用いて行った。図３中、曲線Ａは仕切板３７の高さ寸法が６cm、曲線Ｂは仕切板３７の高さ寸法が１０cmのときの冷却時間を示す。曲線Ｃは仕切板がない従来のガスクロマトグラフ装置の冷却時間を示す。
・ファンモータ３２の回転数：1200回転/分（50Hzのとき）、1450回転/分（60Hzのとき）
・排気口２４及び吸気口２６の大きさ：100mm×100mm
・吸気用ファン２５の仕様最大風量：2.55m³/min
最大静圧：211Pa
回転速度：6300r/min

図３に示すように、仕切板３７がないときの冷却時間は４分５秒程度であるのに対して、６cmの仕切板３７があると３分５４秒、１０cmの仕切板３７があると３分２４秒に冷却時間が短縮された。
このように、本実施例では、仕切板３７を取り付けたため、高温のカラム及びオーブンの冷却時間を短縮することができる。このため、分析終了からカラムを交換するまでの時間を短縮することができ、多数の分析対象について連続して分析する際の分析時間の短縮化を図ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
仕切板は少なくとも排気ファンと吸気口の間にあれば良く、吸気口と排気口との間の仕切部は省略しても良い。
仕切板の高さ寸法は大きいほど排気ファンによって排出された高温の空気が吸気口から取り込まれることを防止する効果は高くなるが、その分、仕切板が筐体から大きく突出してガスクロマトグラフ装置の設置場所を制約することになる。従って、仕切板の高さ寸法は、排気ファンの風量と、吸気口からの取り込み風量、筐体の大きさなどを考慮して適宜の大きさに設定する。

１０・・・オーブン
１２・・・筐体
１４・・・カラム
２０・・・加熱用のヒータ
２２・・・撹拌用ファン
２４・・・排気口
２５・・・吸気用ファン
２６・・・吸気口
３０・・・排気ファン
３２・・・ファンモータ
３５・・・第１仕切部
３６・・・第２仕切部
３７・・・仕切板

Claims

筐体内にカラムを加熱するためのオーブンを配置したガスクロマトグラフ装置において、
a)前記筐体の一側面に配置され、前記筐体と前記オーブンとの間の空間に空気を流通させて前記オーブンの周壁を冷却する排気ファンと、
b)前記排気ファンが配置された前記筐体の側面と同一面上に配置された前記オーブンの一側面に配置された、前記オーブン内に空気を吸入・排出するための吸気口及び排気口と、
c)前記吸気口と前記排気ファンとの間に設けられた仕切板と
を備えることを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置において、
前記仕切板は、前記吸気口と前記排気ファンとの間に位置する第１仕切部と前記吸気口と前記排気口との間に位置する第２仕切部から成ることを特徴とするガスクロマトグラフ装置。