JP5646770B2 - 原子吸光装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸光装置、より具体的にはバーナーシステムを有する原子吸光装置に関する。

分光装置は、試料の分析にしばしば使用される。原子分光装置は、液体試料中の元素（例えば、金属）の存在および濃度を、原子、分子、および／または元素のイオンによる吸収、散乱、発光、または蛍光に基づいて測定できる。吸収は、供給源から原子または分子への電磁エネルギーの移動を意味する。散乱は、光と分子との相互作用による光の方向の変換を意味する。発光は、電磁エネルギーが或るエネルギー準位から別のエネルギー準位に遷移した結果として生じる光子の放出を意味する。
例えば、基底状態にある原子は光を吸収して励起状態に遷移できる。吸収される電磁エネルギー量は、選択された元素の原子数の増加に伴って増加するため、吸収される電磁エネルギー量に基づいて試料濃度を測定できる。

フレーム原子吸光装置は、液体試料の組成を測定できる分光装置の一種である。ネブライザーは、燃料および酸化剤と混合された試料液滴の微細な霧を発生でき、この可燃混合気がバーナーに送られると、バーナーは可燃混合気を放出して炎を保ち、この炎の中で試料が気化され、標的元素が原子化される。この炎に光を透過させ、炎中の標的元素によって吸収されたエネルギー量に基づいて試料中の標的元素の存在および／または濃度を測定できる。

本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、可燃混合気を燃焼するためのバーナーおよび可燃混合気をバーナーに供給するための混合装置を備える原子吸光装置に関する。有利には、複雑な外部配管を用いることなく混合気を発生できる。つまり、内部の流体ラインを通じて流体を混合装置に供給でき、この流体は混合装置の内部チャンバにおいて混合されてバーナーに供給される。

混合装置は、いくつかの実施形態では、内部供給通路と内部混合チャンバとを有する混合チャンバアセンブリを備える。剛性を持ち細長い本体は、チャンバの一部を形成し、バーナーを搭載する。端部キャップアセンブリは、ネブライザーを保持しチャンバを閉塞するようになっている。この端部キャップアセンブリは、供給通路をチャンバに流体的に連結するマニホールドを備える。

いくつかの実施形態において、分光装置は、バーナーと、可燃混合気をバーナーに供給するための混合装置とを備える。混合装置は、端部キャップアセンブリに流体を供給する混合チャンバアセンブリを備え、この端部キャップアセンブリは、ネブライザーを保持し、混合チャンバを覆い、さらに混合チャンバアセンブリからチャンバへ流体の供給もする。
特定の実施形態では、端部キャップアセンブリは、チャンバアセンブリの内部供給通路から混合チャンバに流れる流体を供給する複数の内部給送通路を備える。この流体が混合され、混合チャンバを通ってバーナーへ流れる。

特定の実施形態において、分光装置は、ベースユニットと内部混合チャンバとの間で流体連通を確立するために、ベースユニットによって受け取り可能なモジュール式混合装置を備える。端部キャップアセンブリは、取り外して、内部混合チャンバを開放できる。少なくとも１つのラッチ機構で、バーナーを搭載する多腔本体に、端部キャップアセンブリを連結できる。

いくつかの実施形態において、分光装置用の混合装置は、ベースユニットの内部流体ラインに流体的に連結している少なくとも１つの内部通路を備える。ラッチ機構を、例えば、メンテナンスを行ったり、内部部品を点検したり、内部部品を交換したりなどのために操作して、端部キャップアセンブリを取り外すことができる。

さらに他の実施形態では、双方向フローの混合チャンバアセンブリが、可燃混合気を原子吸光装置のバーナーに供給するようになっている。可燃混合気は、第１の方向では、内部混合チャンバを通ってバーナーに向けて流れる。燃料、酸化剤、圧縮空気、および／またはその他の種類の流体は、混合チャンバアセンブリを通って第１の方向と正反対の第２の方向に流れることができる。
いくつかの実施形態では、流体は、端部キャップアセンブリを通ってチャンバに流れ込み混合気を生成する。特定の実施形態では、第１の方向に流れる可燃混合気は、バーナーのスロットを通って上方に流れることができる。

いくつかの実施形態において、分光器装置は、装置の前方にある外部のホースおよび導管の数を減らすため、ベースユニットから可燃混合気を生成するための流体を受ける混合装置を有する。従来の原子吸光装置は、多くの場合、可燃混合気を生成するための物質を供給する外部管を少なくとも３つ有している。従来の管は、多くの場合、取扱いが難しく、漏れやすく、見栄えが悪く、さらにその他の問題を引き起こすおそれがある。一方、内部通路を備えた内部流体供給システムは、使いやすい装置となっている。

いくつかの他の実施形態において、原子吸光装置は、バーナーと、可燃混合気をバーナーに供給するための混合装置と、を備える。混合装置は、本体と、本体を通って混合チャンバアセンブリの端部に向かって延在する複数の内部供給通路と、を有する混合チャンバアセンブリを備える。
特定の実施形態において、内部供給通路は、本体の外面と本体の内面との間に位置する。内面は少なくとも混合チャンバの一部を画成し、これを通って可燃混合気がバーナーに向かって流れる。端部キャップアセンブリはネブライザーを保持するようになっている。端部キャップアセンブリは、複数の内部給送通路を備え、この端部キャップアセンブリが混合チャンバアセンブリの端部に連結されている状態で、この通路を通って内部供給通路からの流体が混合チャンバに流れ込む。

原子吸光装置用の混合装置は、いくつかの実施形態において、本体に１以上の長尺方向に延在する内腔を備えるものと要約できる。内腔は、ネブライザーを搭載する混合装置の一部の方に少なくとも１つの流体を供給するようになっている。本体の内部混合チャンバは、ネブライザーからの噴霧を受けることができる。混合チャンバは、内腔からバーナーまで延在している。バーナーは混合装置に連結できる。

特定の実施形態において、原子吸光装置の混合装置用の端部キャップアセンブリは、混合チャンバアセンブリと結合するための第１の面、第１の面と互いに反対側の第２の面、本体を通って延在するネブライザー受入導管を有する。第１の面は、混合チャンバアセンブリと接するか、または、これから離して配置できる。

ネブライザー受入導管は、端部キャップアセンブリがネブライザーを搭載し混合チャンバアセンブリに連結されている状態で、ネブライザーのポートがネブライザー受入導管の内部に位置し、ネブライザーの排出口が混合チャンバの内部に噴霧されるべく位置するようになっている。マニホールドは、第１の面から延在する複数の流体通路を備える。流体通路の１つが第１の流体を混合チャンバアセンブリからネブライザーに供給し、この通路のもう１つが第２の流体を混合チャンバアセンブリから混合チャンバに供給する。第１および第２の流体は同時にまたは連続して供給できる。

さらに他の実施形態では、原子吸光装置は、本体を有する混合チャンバアセンブリ、混合気をバーナーに供給するための内部チャンバ、および本体に連結可能な端部キャップアセンブリを備えると要約できる。端部キャップアセンブリは、試料を内部チャンバに供給するネブライザーを保持するようになっている。少なくとも１つのラッチ機構は、端部キャップアセンブリを本体に連結するために、係止解除形態と係止形態との間で遷移可能である。

原子吸光装置の組立て方法は、混合チャンバアセンブリの端部に向かって端部キャップアセンブリを移動させるステップを含むものとして要約できる。端部キャップアセンブリは、霧化された試料を混合チャンバに供給するネブライザーを保持するようになっている。少なくとも１つのラッチ機構が、係止解除形態から係止形態に遷移すると、端部キャップアセンブリが混合チャンバアセンブリの方に引き寄せられることによって、端部キャップアセンブリを混合チャンバアセンブリに対し密封させて連結する。

非限定的かつ非網羅的な実施形態を以下の図面を参照して説明する。他に明記しない限り、同じ参照番号は図面全体を通して同様の部分または動作を指す。

一実施形態に係る吸光装置の斜視図である。 一実施形態に係る炎発生用バーナーシステムと炎分析用光検出システムとを備えた吸光装置の構成要素の部分横断面図である。 一実施形態に係る混合装置の分解斜視図である。 一実施形態に係るネブライザーの斜視図である。 図４のネブライザーの平面図である。 図５の直線６−６に沿ったネブライザーの横断面図である。 一実施形態に係る端部キャップアセンブリの正面、上面、左面の分解斜視図である。 図７の端部キャップアセンブリの背面、上面、左面の分解斜視図である。 端部キャップアセンブリのマニホールドの正面図である。 図９のマニホールドの平面図である。 直線１１−１１に沿った図９のマニホールドの横断面図である。 直線１２−１２に沿った図９のマニホールドの横断面図である。 直線１３−１３に沿った図９のマニホールドの横断面図である。 一実施形態に係る混合チャンバアセンブリの斜視図である。 図１４の混合チャンバアセンブリの平面図である。 直線１６−１６に沿った図１５の混合チャンバアセンブリの横断面図である。 直線１７−１７に沿った図１５の混合チャンバアセンブリの横断面図である。 混合チャンバアセンブリの本体の底面図である。 バーナーシステムの側面図である。 直線２０−２０に沿った図１９のバーナーシステムの部分横断面図である。 一実施形態に係るラッチ機構の分解斜視図である。 図２１のラッチ機構の正面、底面、左面の斜視図である。 係止形態におけるラッチ機構の側面図である。 係止解除形態におけるラッチ機構の側面図である。 図２１のラッチ機構の底面図である。 ドッキングステーションに接続した混合装置の平面図である。 一実施形態に係るドッキングステーションの斜視図である。 レバーが開放形態にある図２６Ａのドッキングステーションの斜視図である。

図１は、試料の分析が可能なフレーム原子吸光（「ＡＡ」）装置１００の形態をなす吸光装置を示す。ＡＡ装置１００は、バーナーシステム１１０、ドッキングステーション１２０、およびベースユニット１３０を備える。バーナーシステム１１０は、混合装置１３６、バーナー１４０、および点火装置１４６を備える。試料を含む可燃混合気は、混合装置１３６の内部で調製できる。可燃混合気は、燃焼によって、標的元素の原子を、光学分析に適した、励起していない基底状態の自由原子に還元できる。この試料は、分析して、前記元素の存在、当該元素の濃度、またはその他の種類の検出可能な特性を測定できる。この装置１００は、混合気生成用の流体が通って流れる内部通路を有している。

ベースユニット１３０は、物質（例えば、燃料、酸化剤、加圧ガス、またはその他の流動性物質）をドッキングステーション１２０に供給でき、当該ドッキングステーション１２０が、次に、この物質を混合装置１３６に運搬する。物質は、混合装置１３６を通って流れ、当該混合装置１３６の内部で混合できる。これにより、従来の吸光装置でしばしば使用されていた外部燃料管、酸化剤管、および加圧ガス管に係る問題が低減または除去されることになる。
従来の吸光装置は、多くの場合、可燃混合気生成用の物質を供給する外部管を少なくとも３本有している。従来の管は、多くの場合、取扱いが難しく、漏れやすく、さらにその他の問題を引き起こすおそれがある。ベースユニット１３０によって、このような問題が低減または除去される。

点火装置１４６はベースユニット１３０に搭載され、回転可能な点火器１４８を備える。点火器１４８の端部１５１は、待機位置（図１に図示）から点火位置に回転させることができる。点火器１４８が点火位置にあるとき、通常、端部１５１はバーナー１４０の上に位置し、可燃混合気に点火する。混合気に点火した後、点火器１４８は待機位置に移動させることができる。

使用者は、ラッチ機構１６０ａ、１６０ｂ（図３）を手動で操作して、端部キャップアセンブリ１７０またはその他の構成要素（例えば、ネブライザー）を容易に取り外したり交換したりすることができる。
端部キャップアセンブリ１７０は、部品の点検、部品の交換、メンテナンスの実施（例えば、部品の清掃や再調整など）などを目的として取り外し可能となっている。端部キャップアセンブリ１７０は、ラッチ機構１６０ａ、１６０ｂで固定した状態で望ましくない漏出を防ぐべく、容易に自己調心して密封構造を形成できる。

図１および２を参照のとおり、試料源１５０は、液体試料を、導管２００を介してネブライザー２１０に供給する。ネブライザー２１０は、１以上の物質（例えば、１以上の燃料、酸化剤、またはその他の適宜な物質）と混合された試料噴霧２１８を生成する。
図２には、矢印２３０、２４０でそれぞれ示すように、混合チャンバ２２０を通って流れる燃料Ｆと酸化剤Ｏとが例示されている。試料噴霧２１８、燃料Ｆ、および酸化剤Ｏは、ともに混合されて可燃混合気を形成し、この可燃混合気がスロット２５０を通ってバーナーヘッド２６０に流れて燃焼して炎１９０を発生する。

通常、バーナー１４０は、バーナーヘッド２６０の位置の測定に使用可能なセンサー２６２を具備可能である。このセンサー２６２として、磁気リングセンサーまたはその他の種類の位置センサーが可能である。
ガスボックスシステムは、可燃混合気の流量を増加または減少させるのに使用可能である。流量、可燃混合気中の成分の重量もしくは容積パーセント、またはその他の可燃混合気の特性は、燃料Ｆ、酸化剤Ｏの流量、作動圧などの調節を通じて調節できる。残留物、過剰な液体、またはその他の廃棄物は、排水管２７０を通して、廃液容器２８０に送出可能である。

再び図１を参照のとおり、装置１００は、燃料源２８２、酸化剤源３００、および加圧流体源３１０を具備可能であるが、これに限定されるものではない。供給源２８２、３００、および３１０は、１以上の容器（例えば、缶、瓶、タンクなど）、加圧装置（例えば、ポンプ、圧縮機など）、フィルタ、温熱装置、バルブなどを具備可能であるが、これに限定されるものではない。
例えば、加圧流体源３１０は、１以上の空気圧縮機を具備可能である。燃料源２８２は、天然ガス、メタン、水素、アセチレン、それらの混合気、またはその他の種類の燃料が入った１以上の容器を具備可能であるが、これに限定されるものではない。酸化剤源３００は、空気、酸素、亜酸化窒素、それらの混合気、またはその他の種類の酸化剤が入った１以上の容器を具備可能であるが、これに限定されるものではない。

もし装置が、さまざまな試料を同時に分析するための複数の混合装置を有するとすれば、複数の加圧ガス源、複数の燃料源、および複数の酸化剤源は、独立して、物質を混合装置に供給可能となっている。
ベースユニット１３０は、装置１００の構成要素を回転、平行移動、またはその他の方法で移動するのに適した１以上のモータ、ソレノイド、ロボットアーム、リニアスライド、ＸＹＺ機構、またはその他の構成要素も具備可能であるが、これに限定されるものではない。ＸＹＺ機構がドッキングステーション１２０および点火器１４８を移動させることができる実施形態もあり得る。

通常、図１のコントローラー３２６は、１以上のコンピュータ、中央処理装置、処理装置、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、リーダーなどを具備可能であるが、これに限定されるものではない。情報を保存するために、コントローラー３２６は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの１以上の記憶素子を備えるが、これに限定されるものではない。
保存された情報は、最適化プログラム、作動圧力プログラム、校正プログラム、またはその他の実行可能プログラムを含むことができるが、これに限定されるものではない。コントローラー３２６は、光学分析に最適な炎を生成するための最適化プログラムを実行できる。作動圧は、例えば、燃料、酸化剤、加圧流体などの最適な流量を測定することによって最適化してもよい。コントローラー３２６は、センサー、供給源２８２、３１０、３００、点火装置１４６を備えるが、これに限定されない装置１００のさまざまな構成要素に通信可能に接続でき、また使用者に対して情報を出力するディスプレイを備えていてもよい。
キーボード、コントロールパネル、タッチスクリーン、またはその他の装置を、情報を入力するために使用できる。センサーが、構成要素（例えば、ネブライザー２１０）が適切に装着されているかおよび／または機能しているかを示す信号をコントローラー３２６に送信する実施形態もあり得る。部品の清掃、交換、再調整、または取付け直しが必要な場合には、使用者にその旨を通知できる。

図２を参照のとおり、通常、光検出システム３１２は、光源３１４、光分離器３１６、および検出器３１８を備える。光源３１４からの光は、炎１９０を透過し、光分離器３１６に到達する。燃焼中、試料中の標的元素の原子は、励起していない基底状態の自由原子に還元できる。この原子は元素に固有の１以上の特性波長の光を吸収できる。吸収による光度の減少量は試料中の標的元素（例えば、被検体）の量と直接的に相関し得る。このように、光検出システム３１２は、１以上の標的元素の濃度または存在を評価できる。

検出器３１８は、コントローラー３２６の一部であり得る。別の実施形態では、検出器３１８は、（例えば、無線で）コントローラー３２６と通信する独立した構成要素である。コントローラー３２６は、検出器３１８からの情報を処理して、装置１００に対する命令情報の出力、通知情報の生成、データの出力などを実行できる。

光源３１４は、１以上のランプ（例えば、陰極ランプ）、レーザ、発光パネル（例えば、ＬＥＤパネル）、またはその他の適切な光源を具備可能であるが、これに限定されるものではない。光分離器３１６として、炎１９０を透過した分析線の光子を分離するモノクロメータが可能である。一般に、狭いスペクトル線を与えるべく任意の波長を除去するのであれば、その他の種類の光分離器の使用も可能である。

幅広いさまざまな種類の光学部品を光路１９２に沿って配置できる。この光学部品は、レンズ、鏡、フィルタなどを具備可能であるが、これに限定されるものではない。光学部品の種類および位置は、実施する分析の種類に基づいて選択できる。

図２および３は、加圧流体をネブライザー２１０に送出する端部キャップアセンブリ１７０に対し加圧流体を供給する混合チャンバアセンブリ１３７を示す。加圧流体は、噴霧２１８を生成するネブライザー２１０を通って流れる。多方向フローの本体３３０は、内部供給通路３３６、３３８、３４０、および内腔３６０を有する。供給通路３３６、３３８、３４０は、外面３５０と内面３５４との間に配置される。内面３５４は、端部キャップアセンブリ１７０の下流に混合チャンバ２２０の一部を形成する。

成形工程、機械加工工程、および／またはその他の種類の製造工程を用いて、本体３３０を形成できる。供給通路３３６、３３８、３４０を画成する本体３３０の一部は一体構成が可能であり、さらに１以上の金属、プラスチック、ポリマー、複合材料、その組み合わせなどで形成できる。あるいは、供給通路３３６、３３８、３４０は、本体３３０に対し成形または挿入される導管（例えば、チューブ、ホースなど）で形成できる。

図３のネブライザー２１０を装着するために、開口部３７０は、当該ネブライザー２１０を通して挿入できるようになっている。アーム３７４、３７６は、タブ３８４、３８６および正面３８８の間で移動できる。センサー３７７は、ネブライザー２１０が適切に装着されているかを判別するべくアーム３７６を検出できる。ネブライザー２１０が所定位置に固定されると、ラッチ機構１６０ａ、１６０ｂを使用して端部キャップアセンブリ１７０を端部３９０に向けて引き寄せて混合チャンバ２２０を閉塞して密封できる。

図４−６は、外側に延在しているアーム３７４、３７６およびポート４２０を有する外側ハウジング３９４を備えたネブライザー２１０を示す。ポート４２０は環状溝４４６ａ、４４６ｂ内にそれぞれ配置された密封部材４４４ａ、４４４ｂ（「４４４」と総称する）の間に配置されている。密封部材４４４は、開口部３７０を画成する表面４４８（図２および３）で密封できる。密封部材４４４として、気密シール、密閉シール、防水シールなどの密封構造を形成するべく表面４４８に対して変形または支持が可能なＯリング、圧縮部材、またはその他の種類の一体型部材もしくは複合部材が可能である。

図６を参照のとおり、毛細管４５２は、中間ハウジング４５６の内腔４５５に位置する。毛細管４５２の先端４５７は、のど部４１４に隣接する位置にある。試料は、毛細管４５２を通って、のど部４１４に流れ込み可能となっている。ポート４２０を通って供給された加圧流体は、中間ハウジング４５６の外側に沿って、のど部４１４に向かって進む。
加圧流体の流れは加速されて、高圧ジェットを形成する。この高圧ジェットは毛細管４５２を通じて試料を引き込むが、当該高圧ジェットによって当該試料を小さな液滴にして噴霧を生成するという実施形態もある。この噴霧は、エアゾール、微細な噴霧、霧などであってよく、排出口４６４から流出可能である。この噴霧は、霧化された試料の微細な噴霧であるという実施形態もあり得る。

装置１００は、その他の種類のネブライザーを使用可能である。ネブライザーは、同心管ネブライザー、フリットディスク型ネブライザー、クロスフロー型ネブライザー、超音波ネブライザー、またはその他の噴霧発生装置を含むが、これに限定されるものではない。
米国特許第４，１２５，２２５号には、装置１００のために変更可能または装置１００に対し組込み可能なネブライザーおよび部品が開示されている。米国特許第４，１２５，２２５号は、その全体が本明細書に援用される。

図７および８は、複数の留め具４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ（「４６２」と総称する）で留め合わせ可能な複合体４４９を備えた端部キャップアセンブリ１７０を示す。複合体４４９は、カバー４５０と、マニホールド４５４とを備える。カバー４５０はマニホールド４５４の内部部品を囲繞し保護できる。

カバー４５０は開口部４７６が画成される正面板４７４を備える。上壁４８０と下壁４８２とは互いに離れて配置されてマニホールド４５４の互いに反対側を囲繞する。ウィンドウ４９０、４９２はマニホールド４５４の保持部４９６、４９８を受けるようになっており、カバー４５０をマニホールド４５４に連結すると、上壁および下壁４８０、４８２は背面板４６０を支持するとともに、ノズル５１０は切欠き５００に受け入れられる。

別の実施形態として、端部キャップアセンブリ１７０は一体構造を有することも可能である。例えば、端部キャップアセンブリの本体は、成形工程（例えば、射出成形工程、圧縮成形工程など）、機械加工工程などで一体的に形成できる。

図９および１０のマニホールド４５４は、管状部材４７２、加圧流体導管５２０、燃料導管５３０、および酸化剤導管５３２を備える。管状部材４７２は、開口部４７６（図７）で受け入れ可能な段付きの端部４７３を有する。通常、導管５２０、５３０、５３２は互いに類似可能であるため、別段の指摘がない限り、１つの導管の説明が他の導管の説明として同様に適用できる。

図１１を参照のとおり、加圧流体導管５２０は、給送口５３１から排出口５３７まで延在し、その少なくとも一部が剛性または柔軟なチューブ、パイプ、またはその他の種類の単腔もしくは多腔の導管から形成可能となっている。密封部材５３６は、凹部５４１に位置し、給送口５３１を囲繞している。給送通路５３４は、給送口５３１と排出口５３７との間に延在している。

図１１に例示された実施形態を含む形態には、通路５３４が、第１の導管５３５、第２の導管５４３、およびその間の非線形部５３８を備えるものがある。第１の導管５３５は、背面５３９から非線形部５３８に延在している。第２の導管５３７は、非線形部５３８から排出口５３７に延在している。非線形部５３８は、第１の導管５３５を通って流れる流体を受けて、排出口５３７に向けて流体の流れを変えるようになっている。非線形部５３８は約９０度から約１３０度の範囲の角度αをなし得る。その他の構成（例えば、角度を付けた構成、湾曲した構成など）も可能である。

図１２は、通常は、給送口５５０、排出口５５２、および給送通路５５４を備える燃料導管５３０を示す。排出口５５２は、排出口５３７（図１１）の下流であり、燃料を混合チャンバ２２０に直接供給する位置にある。密封部材５５６は、凹部５５８に位置して給送口５５０を囲繞している。給送通路５５４は、通常はＵ字形（図１２の紙面上側から見たとき）をなし、通常は第１の導管５６６、第２の導管５６７、および非線形部５６８、５６９を備える。

図１３は、酸化剤導管５３２を示す。この酸化剤導管５３２は、通常は、給送口５８０、排出口５８２、および給送通路５８４を備える。排出口５８２は、排出口５３７（図１１）の下流であり、酸化剤を混合チャンバ２２０に直接供給する位置にある。密封部材５８６は、凹部５８８に位置して給送口５８０を囲繞している。通路５８４は、第１の導管５９６、第２の導管５９７、および非線形部５９８、５９９を備える。

再び図２を参照のとおり、管状部材４７２のネブライザー受入導管６０１は、密封部材４４４を有するネブライザー２１０の一部を受け入れる。ネブライザー２１０の排出端部は、噴霧２１８を混合チャンバ２２０に直接供給する位置にある。
図示した実施形態では、ネブライザー２１０は、内側に延在するフランジ６０３に支持さられ、当該ネブライザー２１０の軸方向の移動を制限可能となっている。マニホールド４５４は凹型の領域４６７を備える。この凹型の領域４６７と内腔３６０とは混合チャンバ２２０を画成する。混合チャンバ２２０は、バーナー１４０に向かって狭まることによって流れを加速させるようになっている。

図１４を参照のとおり、内部供給通路３３６、３３８、３４０は、通常は、混合チャンバアセンブリ１３７の長尺軸６１６に平行に延在している。通路３３６を通じて、高圧流体の給送口５３１（図１１）への供給が可能となる。通路３３８を通じて、燃料の給送口５５０への供給が可能となる。通路３４０を通じて、酸化剤が給送口５８０に供給される。密封部材５３６、５５６、５８６によって、端部キャップアセンブリ１７０の端部３９０での密封が可能となる。

図１５および１６を参照のとおり、通路３３６は供給口６２０と送出口６２２とを備え、混合チャンバ２２０の長尺方向の長さ全体を超えて延在している。通路３３６は通常はまっすぐな貫通孔である。

図１７は、通路３３８、３４０を示す。通路３３８は、背面６３５に沿って位置する供給口６３４と、正面６１２に沿って位置する送出口６３６とを備える。通路３４０は、背面６３５に沿って位置する供給口６４０と、正面６１２に沿って位置する送出口６４４とを備える。通路３３８、３４０は長尺方向の長さが内腔３６０（図３）の軸長Ｌ（図１５）より長い。

図１９−２２を参照のとおり、ラッチ機構１６０ａは、ベース６５０ａ、回転軸６７１ａを中心に回転可能なレバーアーム６７０ａ、およびフック部材６７４ａの形状をなすけん引部材を備える。フック部材６７４ａは、回転軸６７２ａを中心に回転可能である。ピン６７３はその周りをフック部材６７４ａが回転可能な回転軸６７２ａを形成している。ピン６７５は回転軸６７１ａを形成している。ベース６５０ａはボルトとして図示された留め具６５２ａ、６５３ａで本体３３０に連結される。
位置決め要素６６０（図２０）は、ベース６５０ａを前方または後方に移動させて、密封部材５３６、５５６、５８６（図１１−１３）の圧縮を調節できる。例えば、端部キャップアセンブリ１７０に作用するけん引力を増加させるために、位置決め要素６６０を回転させて、矢印６６４で示すように、ラッチ機構１６０ａを後方に移動させることができる。作用する力を減少させるために、位置決め要素６６０を反対方向に回転させて、矢印６６２で示すように、ラッチ機構１６０ａを前方に移動させることができる。
図示した位置決め要素６６０は、孔６６３ａの位置決めねじである。位置決めねじ６６０の端部６６１は、ベース６５０ａのメスねじ穴６６５のねじ山と噛合している。その他の種類の位置決め要素も、必要または要望に応じて使用できる。

図２３Ａは、係止した形態におけるラッチ機構１６０ａを示す。レバーアーム６７０ａは（矢印６７３で示すように）回転させて、ラッチ機構１６０ａを図２３Ｂの係止が解除された形態に遷移させることができる。ラッチの係止が解除されると、フック部材６７４ａは、図２０に示すように、保持部４９６と部分的に噛合できる。ラッチ機構１６０ａは、係止した形態に遷移すると、端部キャップアセンブリ１７０を引っ張り、混合チャンバ２２０を密封するのに十分な締付け力をもたらす。その他の種類のラッチ機構の使用も可能である。ラッチ機構は、フック、レバー、ハンドル、ピン、またはその他の部品を備えていてもよいが、これに限定されるものではない。

図２５および２６Ａは、トレイ７００とレバー７０２とを備えるドッキングステーション１２０を示す。トレイ７００は、スロット７３１（図２）に位置する本体３３０の突起７２０（図２）を収容可能な形状７１０、７１２をなしている。ライン７２６、７３０、７３２は、通路３３６、３３８、３４０に対し流体が移動可能に連結できるものとして、導管、ホース、パイプ、または物質が移動可能なその他の構造物が可能であるが、これに限定されるものではない。

図２５は、ネブライザーを検出できるセンサー７４１（例えば、近接センサー、圧力センサー、接触センサーなど）を示す。ロッド７３９（図２０）は、センサー３７７（図３）がネブライザーアーム３７６によって押し下げられると移動可能である。ロッド７３９の動きは（図２５に透視した状態で示した）センサー７４１で検出できる。センサー７４１が近接センサーであれば、ロッド７３９は磁性材料を含み得る。

センサー７４１は少なくとも１つの信号をコントローラー３２６に送信できる。コントローラー３２６は、ネブライザー２１０が適切に装着されていない場合、使用者に通知できる。ネブライザー２１０が装着されていない場合、コントローラー３２６が流体（例えば、加圧流体、燃料、および酸化剤）の混合装置１３６への流れを自動的に停止可能な実施形態もあり得る。

図２６Ａを参照のとおり、ライン７２６は供給口６２０に挿入できる継手７４０を有する。この継手７４０は密封部材７４２を備える。流体ライン７３０は、供給口６３４に挿入できる密封部材７５１を備える継手７５０を有する。流体ライン７３２は、供給口６４０に挿入できる密封部材７５３を備える継手７５２を有する。

装置１００を組立てるべく、ラッチ機構１６０ａ、１６０ｂによって、端部キャップアセンブリ１７０を混合チャンバアセンブリ１３７に対し密封連結できる。作用する力を増減させることで、所望の密着度が得られる。混合装置１３６を装着するために、突起７２０をトレイ７００と点火装置１４６との間のスロット７３１（図２）に挿入できる。突起７２０がトレイ７００の後方に摺動すると、供給口６２０、６３４、６４０はそれぞれ継手７４０、７５０、７５２を受け入れる可能である。

突出部７７１（図２６Ａ）は、凹型の領域７７９（図１８）により受け入れ可能である。レバー７０２を開放位置（図２６Ａ）から閉塞位置（図２６Ｂ）に回転させると、突出部７７１がスロット７７３に沿って移動し、壁７８１（図１８）に沿って摺動して、混合チャンバアセンブリ１３７を後方に押圧する。混合装置１３６を取り外すべく、使用者は、レバー７０２を開放位置まで移動できる。混合装置１３６は、ドッキングステーション１２０から引き出し、必要または要望に応じて交換または分解できる。

本明細書に開示する構成要素および特徴は、物質を分析する広範で多様な種類の分光装置またはその他の種類の装置とともに使用できる。例えば、混合装置１３６は、原子または元素のイオンによる吸収、発光、または蛍光に基づいて炎を分析する多様な種類の装置に変更したり、当該装置とともに使用したりすることができる。
本明細書に記載されている実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、および技術は、或る形態については、米国特許第４，１２５，２２５号、第４，６０６，７１８号、第４，７７６，６９４号、第４，８８６，３５９号、および第６，２２２，６２６号に記載されている任意の１以上の実施形態、特徴（例えば、加圧源、ネブライザー、バーナーなど）、システム、装置、材料、方法、および技術に類似したものであってもよい。
さらに、本明細書に記載されている実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、および技術は、特定の形態については、上記の米国特許第４，１２５，２２５号、第４，６０６，７１８号、第４，７７６，６９４号、第４，８８６，３５９号、および第６，２２２，６２６号に開示されている任意の１以上の実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、および技術に適用したり、これに関連して使用したりするものであってもよい。必要に応じて、実施形態の様態を変更して、多様な特許、出願、公表文献の概念を用いて、さらに別の実施形態を提供できる。

前述した詳細な説明に照らして、実施形態は適宜変更可能である。本願の特許請求の範囲の文言は、本願の明細書および当該請求の範囲に記載された特定の形態に限定して解されるべきものではなく、あらゆる可能な実施形態および請求項のあらゆる等価物を包含するものとして解されるべきものである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって限定されるものではない。

Claims (15)

1. 原子吸光装置であって、
   バーナーと、
   混合チャンバアセンブリおよび端部キャップアセンブリを有するとともに可燃混合気を前記バーナーに供給する混合装置と、
   を備え、
   前記混合チャンバアセンブリは、
   前記可燃混合気が通って前記バーナーに向かって流れる混合チャンバの少なくとも一部を画成する内面と、外面とを有する本体、および、前記本体を通って当該混合チャンバアセンブリの端部に向かって延在するとともに前記本体の前記内面と前記外面との間に位置する複数の内部供給通路を有し、
   前記端部キャップアセンブリは、
   前記混合チャンバアセンブリの前記端部に連結されている状態で前記複数の内部供給通路からの流体が通って前記混合チャンバに流れ込む複数の内部給送通路を有するとともにネブライザーを保持する
   ことを特徴とする原子吸光装置。
2. 前記本体は複数の供給口と複数の送出口とを有し、前記複数の内部供給通路の各々は前記複数の供給口の１つと前記複数の送出口の対応する１つとの間に延在し、
   前記端部キャップアセンブリは複数の給送口と複数の排出口とを有し、前記複数の内部供送路の各々は前記複数の給送口の１つと前記複数の排出口の対応する１つの間に延在し、
   前記複数の給送口は、前記端部キャップアセンブリが前記本体に連結されている状態で、前記複数の内部給送通路および排出口の少なくとも１つを通って少なくとも１つの流体が前記混合チャンバに流れ込むべく、前記本体の前記複数の送出口のそれぞれから前記少なくとも１つの流体を受けるようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
3. 前記複数の内部供給通路は、加圧流体供給通路、燃料供給通路、および酸化剤供給通路を有し、
   前記複数の内部給送通路は、前記加圧流体供給通路からの加圧流体が通って前記ネブライザーに流れる加圧流体給送通路、前記燃料供給通路からの燃料が通って前記混合チャンバに流れ込む燃料給送通路、および前記酸化剤供給通路からの酸化剤が通って前記混合チャンバに流れ込む酸化剤給送通路を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
4. 前記複数の内部給送通路における少なくとも１つの内部給送通路は、流体の流れを受けて当該流体の流れを前記混合チャンバに向かうように変える少なくとも１つの角度部分を有することを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
5. 前記少なくとも１つの内部給送通路は、前記端部キャップアセンブリが前記混合チャンバアセンブリに連結されている状態で、前記角度部分から前記複数の内部供給通路の１つに向かって延在する第１の導管と、前記角度部分から前記混合チャンバに向かって延在する第２の導管と、を有することを特徴とする請求項４に記載の原子吸光装置。
6. 前記端部キャップアセンブリが前記本体に連結されている状態で、前記端部キャップアセンブリと前記混合チャンバアセンブリとの間で圧縮されて密封構造を形成する、前記複数の内部給送通路の１つを囲繞する少なくとも１つの密封部材
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
7. 前記混合チャンバアセンブリを受け入れて、前記複数の内部供給通路に対し複数の流体を供給するドッキングステーション
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
8. 前記ドッキングステーションは、複数の流体ラインを、前記複数の内部供給通路に対しそれぞれ密封して連結する複数の継手を有することを特徴とする請求項７に記載の原子吸光装置。
9. 加圧流体源と、
   酸化剤源と、
   燃料源と、
   をさらに備え、
   前記ドッキングステーションは、前記加圧流体源から加圧流体を供給し、前記酸化剤源から酸化剤を供給し、前記燃料源から前記バーナーの下に位置された前記混合チャンバアセンブリの一部に燃料を供給する
   ことを特徴とする請求項７に記載の原子吸光装置。
10. 係止解除形態と係止形態との間を遷移可能であるとともに、前記端部キャップアセンブリを前記混合チャンバアセンブリの前記端部に向けて引き寄せる少なくとも１つのラッチ機構
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
11. 前記少なくとも１つのラッチ機構は、回転して当該少なくとも１つのラッチ機構を前記係止解除形態から前記係止形態に遷移させるレバーアームを有することを特徴とする請求項１０に記載の原子吸光装置。
12. 前記少なくとも１つのラッチ機構は、互いに前記混合チャンバアセンブリの反対側に配置されているとともに、前記端部キャップアセンブリの保持部と係合するべく配置されている第１のラッチ機構および第２のラッチ機構を有することを特徴とする請求項１０に記載の原子吸光装置。
13. コントローラーと、
    前記コントローラーと通信可能に接続されて前記ネブライザーを検出するセンサーと、
    をさらに備え、
    前記コントローラーは、前記センサーからの少なくとも１つの信号に基づいて当該原子吸光装置に命令を出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
14. 前記複数の内部供給通路の少なくとも１つは、前記混合チャンバの長尺方向の長さの少なくとも大部分を超えて延在していることを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。
15. 前記複数の内部供給通路の少なくとも１つは、前記混合チャンバアセンブリの長尺軸に沿って延在している前記混合チャンバの一部の長さより長い長尺方向の長さを有することを特徴とする請求項１に記載の原子吸光装置。

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