JP5811994B2 - Sample heating device and element analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、試料加熱装置及び元素分析計に関し、特に、液体や固体などの試料を試料ボートに載せて加熱する前処理を行なう試料加熱装置及び元素分析計に関する。   The present invention relates to a sample heating device and an element analyzer, and more particularly, to a sample heating device and an element analyzer that perform a pretreatment for heating a sample such as a liquid or a solid on a sample boat.

液体や固体などの試料を試料ボートに載せて加熱する前処理を行なう試料加熱装置がある(例えば特許文献1を参照。)。このような試料加熱装置は例えば試料中の炭素分の測定に用いられる。   There is a sample heating device that performs a pretreatment for heating a sample such as a liquid or a solid on a sample boat (see, for example, Patent Document 1). Such a sample heating device is used, for example, for measuring the carbon content in a sample.

図5は従来の試料加熱装置の概略的な構成図である。図6は試料加熱装置に用いられる試料ボートホルダの構成を説明するための概略的な上面図、側面図及び正面図である。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional sample heating apparatus. FIG. 6 is a schematic top view, side view, and front view for explaining the configuration of the sample boat holder used in the sample heating apparatus.

試料導入部101の内部空間103にキャリアガスと支燃ガスを兼ねる酸素が常時一定流量で流されている。カバー105が開けられ、試料を収容した試料ボート107が試料ボートホルダ109に載せられる。その後、カバー105は閉じられる。試料ボートホルダ109は試料ボート移動棒111に固定されている。   Oxygen serving as a carrier gas and a combustion supporting gas is constantly flowing at a constant flow rate in the internal space 103 of the sample introduction unit 101. The cover 105 is opened, and the sample boat 107 containing the sample is placed on the sample boat holder 109. Thereafter, the cover 105 is closed. The sample boat holder 109 is fixed to the sample boat moving rod 111.

試料導入部101の内部空間103に燃焼管113が連結されている。燃焼管113の内部に酸化触媒115が配置されている。燃焼管113は加熱炉117によって所定の温度に加熱されている。   A combustion tube 113 is connected to the internal space 103 of the sample introduction unit 101. An oxidation catalyst 115 is disposed inside the combustion tube 113. The combustion tube 113 is heated to a predetermined temperature by the heating furnace 117.

試料ボート107は、試料ボート移動棒111の操作によって試料ボートホルダ109とともに燃焼管113内へ移動される。試料ボート107に収容された試料は燃焼管113内で加熱される。試料中の炭素分が酸化及び分解されて二酸化炭素が発生する。発生した二酸化炭素はキャリアガスとともに二酸化炭素検出器に導かれる。二酸化炭素検出器は発生した二酸化炭素量を測定する。   The sample boat 107 is moved into the combustion tube 113 together with the sample boat holder 109 by operating the sample boat moving rod 111. The sample stored in the sample boat 107 is heated in the combustion tube 113. Carbon in the sample is oxidized and decomposed to generate carbon dioxide. The generated carbon dioxide is guided to the carbon dioxide detector together with the carrier gas. The carbon dioxide detector measures the amount of carbon dioxide generated.

特許第2531427号公報Japanese Patent No. 2531427

試料導入部101の内部空間103内に試料ボート107を配置するとき、カバー105が開けられる。このとき内部空間103に大気が流入する。大気には二酸化炭素が含まれている。試料測定の際は、試料ボート107を内部空間103内に配置した後、燃焼管113内へ移動させる前に、まず大気の流入に起因する二酸化炭素をキャリアガス流によって内部空間103内から除去しなければならない。したがって、内部空間103内に試料ボート107を配置した後に待機時間が必要となる。   When the sample boat 107 is disposed in the internal space 103 of the sample introduction unit 101, the cover 105 is opened. At this time, the air flows into the internal space 103. The atmosphere contains carbon dioxide. During sample measurement, after the sample boat 107 is placed in the internal space 103 and before being moved into the combustion tube 113, carbon dioxide caused by the inflow of air is first removed from the internal space 103 by the carrier gas flow. There must be. Therefore, a waiting time is required after the sample boat 107 is arranged in the internal space 103.

この待機時間は例えば120秒である。待機時間の間、試料ボート107は燃焼管113側からの輻射熱を受ける。試料ボート107と加熱炉117の中心部との距離は例えば約25cmしかない。その輻射熱によって試料ボート107及びその内部に収容された試料の温度が上昇する。試料ボート107内に収容された試料に例えば低級アルコールなどの揮発性の高い炭素化合物が含まれると、その一部が上記輻射熱に起因して試料から揮発してしまう。その結果、測定値が真値より低くなってしまうという問題があった。   This waiting time is, for example, 120 seconds. During the standby time, the sample boat 107 receives radiant heat from the combustion tube 113 side. The distance between the sample boat 107 and the center of the heating furnace 117 is only about 25 cm, for example. The radiant heat raises the temperature of the sample boat 107 and the sample accommodated therein. If the sample housed in the sample boat 107 contains a highly volatile carbon compound such as a lower alcohol, a part of the sample volatilizes from the sample due to the radiant heat. As a result, there is a problem that the measured value becomes lower than the true value.

そこで、本発明は、試料ボートが試料導入部の内部空間の試料ボート設置位置に配置されているときに、燃焼管側からの輻射熱に起因する試料ボート内の試料の温度上昇を低減することを目的とするものである。   Therefore, the present invention reduces the temperature rise of the sample in the sample boat due to the radiant heat from the combustion tube side when the sample boat is arranged at the sample boat installation position in the internal space of the sample introduction unit. It is the purpose.

本発明にかかる試料加熱装置は、キャリアガスが供給される内部空間、及び試料ボート出入口開閉機構をもつ試料導入部と、上記試料導入部の上記内部空間に連結され、上記内部空間からキャリアガスが流入する燃焼管と、上記燃焼管を加熱するための加熱炉と、上記試料導入部の上記内部空間内の試料ボート設置位置に配置された試料ボートを上記燃焼管内へ移動させるためのボート操作機構と、少なくとも上記試料ボート設置位置に上記試料ボートが配置されているときに、上記燃焼管側から見て上記試料ボートの全体を隠すための熱遮蔽板と、を備えたものである。   The sample heating apparatus according to the present invention is connected to an internal space to which a carrier gas is supplied, a sample introduction part having a sample boat entrance / exit opening / closing mechanism, and the internal space of the sample introduction part, and carrier gas is supplied from the internal space. An inflowing combustion tube, a heating furnace for heating the combustion tube, and a boat operation mechanism for moving a sample boat arranged at a sample boat installation position in the internal space of the sample introduction unit into the combustion tube And a heat shielding plate for concealing the entire sample boat when viewed from the combustion tube side when the sample boat is disposed at least at the sample boat installation position.

本発明の試料加熱装置において、上記ボート操作機構は上記試料ボートが搭載される試料ボートホルダを備え、上記熱遮蔽板は上記試料ボートの搭載位置よりも上記燃焼管側の位置で上記試料ボートホルダに設けられている例を挙げることができる。   In the sample heating apparatus of the present invention, the boat operating mechanism includes a sample boat holder on which the sample boat is mounted, and the heat shielding plate is located at a position closer to the combustion tube than the mounting position of the sample boat. Can be given as examples.

また、本発明の試料加熱装置において、上記熱遮蔽板を、上記燃焼管側から見て上記試料ボート設置位置の上記試料ボートが隠される輻射熱遮蔽位置と、上記燃焼管側から見て上記試料ボート設置位置の上記試料ボートが露出される試料ボート露出位置との間で移動させるための熱遮蔽板操作機構をさらに備えている例を挙げることができる。   Further, in the sample heating apparatus of the present invention, the heat shield plate is viewed from the combustion tube side and the sample boat is located at a radiation heat shield position where the sample boat is hidden, and the sample boat is viewed from the combustion tube side. An example may further include a heat shielding plate operating mechanism for moving between the sample boat exposure position where the sample boat is exposed at the installation position.

本発明にかかる元素分析計は、本発明の試料加熱装置と、上記試料加熱装置にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、上記試料加熱装置の上記燃焼管からキャリアガスとともに流出する、上記試料ボートに収容された試料に含まれる目的の成分を検出するための検出器と、を備えたものである。   The element analyzer according to the present invention flows out together with the carrier gas from the sample heating device of the present invention, a carrier gas supply unit for supplying a carrier gas to the sample heating device, and the combustion tube of the sample heating device. A detector for detecting a target component contained in the sample contained in the sample boat.

本発明の試料加熱装置は、少なくとも試料ボート設置位置に試料ボートが配置されているときに燃焼管側から見て試料ボートの全体を隠すための熱遮蔽板を備えているようにした。これにより、本発明の試料加熱装置は、試料ボートが試料導入部の内部空間の試料ボート設置位置に配置されているときに、燃焼管側からの輻射熱に起因する試料ボート内の試料の温度上昇を低減することができる。   The sample heating apparatus of the present invention is provided with a heat shielding plate for concealing the entire sample boat when viewed from the combustion tube side at least when the sample boat is arranged at the sample boat installation position. As a result, the sample heating device of the present invention increases the temperature of the sample in the sample boat due to the radiant heat from the combustion tube side when the sample boat is disposed at the sample boat installation position in the internal space of the sample introduction unit. Can be reduced.

本発明の試料加熱装置において、試料ボート操作機構は試料ボートが搭載される試料ボートホルダを備え、熱遮蔽板は試料ボートの搭載位置よりも燃焼管側の位置で試料ボートホルダに設けられているようにすれば、簡単な構造で熱遮蔽板を配置できる。   In the sample heating apparatus of the present invention, the sample boat operating mechanism includes a sample boat holder on which the sample boat is mounted, and the heat shielding plate is provided on the sample boat holder at a position closer to the combustion tube than the mounting position of the sample boat. By doing so, the heat shielding plate can be arranged with a simple structure.

また、本発明の試料加熱装置において、熱遮蔽板を、燃焼管側から見て試料ボート設置位置の試料ボートが隠される輻射熱遮蔽位置と、燃焼管側から見て試料ボート設置位置の試料ボートが露出される試料ボート露出位置との間で移動させるための熱遮蔽板操作機構をさらに備えているようにすれば、燃焼管側からの輻射熱に起因する試料ボート内の試料の温度上昇を低減することができる。   Further, in the sample heating device of the present invention, the heat shield plate includes a radiation heat shielding position where the sample boat at the sample boat installation position is hidden when viewed from the combustion tube side, and a sample boat at the sample boat installation position as viewed from the combustion tube side. If a heat shield plate operating mechanism for moving between the exposed position of the sample boat is further provided, the temperature rise of the sample in the sample boat due to radiant heat from the combustion tube side is reduced. be able to.

本発明の元素分析計は、本発明の試料加熱装置を用いるので、試料ボートが試料導入部の内部空間の試料ボート設置位置に配置されているときに燃焼管側からの輻射熱に起因する試料ボート内の試料の温度上昇を低減することができ、測定精度を向上させることができる。例えば試料に揮発性の高い炭素化合物が含まれていても、本発明の元素分析計は測定値が低い値になることを防ぐことができる。   Since the element analyzer of the present invention uses the sample heating apparatus of the present invention, the sample boat caused by radiant heat from the combustion tube side when the sample boat is arranged at the position of the sample boat in the internal space of the sample introduction unit The temperature rise of the inner sample can be reduced, and the measurement accuracy can be improved. For example, even if the sample contains a highly volatile carbon compound, the element analyzer of the present invention can prevent the measured value from becoming a low value.

試料加熱装置の一実施例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating one Example of a sample heating apparatus. 試料ボートホルダ及び熱遮蔽板の構成を説明するための概略的な上面図、側面図及び正面図である。It is the schematic top view, side view, and front view for demonstrating the structure of a sample boat holder and a heat shielding board. 元素分析計の一実施例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating one Example of an element analyzer. 試料加熱装置の他の実施例を説明するための概略的な構成図及びA−A’位置での断面を拡大して示す断面図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram for explaining another example of the sample heating apparatus and a cross-sectional view showing an enlarged cross section at the A-A ′ position. 従来の試料加熱装置の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional sample heating apparatus. 試料加熱装置に用いられる試料ボートホルダの構成を説明するための概略的な上面図、側面図及び正面図である。It is the schematic top view, side view, and front view for demonstrating the structure of the sample boat holder used for a sample heating apparatus.

図1は、試料加熱装置の一実施例を説明するための概略的な構成図である。図2は、試料ボートホルダ及び熱遮蔽板の構成を説明するための概略的な上面図、側面図及び正面図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of a sample heating apparatus. FIG. 2 is a schematic top view, side view, and front view for explaining the configuration of the sample boat holder and the heat shielding plate.

試料加熱装置1は、試料導入部3、燃焼管5、加熱炉7、ボート操作機構9及び熱遮蔽板11を備えている。
試料導入部3は、キャリアガスが供給される内部空間13、及び試料ボート出入口開閉機構15を備えている。
The sample heating device 1 includes a sample introduction unit 3, a combustion tube 5, a heating furnace 7, a boat operation mechanism 9, and a heat shielding plate 11.
The sample introduction unit 3 includes an internal space 13 to which a carrier gas is supplied and a sample boat entrance opening / closing mechanism 15.

燃焼管5は、試料導入部3の内部空間13に連結されている。燃焼管5は例えば石英ガラス製である。燃焼管5の内部に酸化触媒17が配置されている。キャリアガスは内部空間13から燃焼管5内へ流入する。
加熱炉7は燃焼管5を所定の温度に加熱するものである。
The combustion tube 5 is connected to the internal space 13 of the sample introduction unit 3. The combustion tube 5 is made of, for example, quartz glass. An oxidation catalyst 17 is disposed inside the combustion pipe 5. The carrier gas flows from the internal space 13 into the combustion pipe 5.
The heating furnace 7 heats the combustion tube 5 to a predetermined temperature.

ボート操作機構9は、試料ボート移動棒19と、試料ボート23が搭載される試料ボートホルダ21とを備えている。ボート操作機構9は、試料導入部3の内部空間13内の試料ボート設置位置に配置された試料ボート23を燃焼管5内へ移動させるためのものである。試料ボート23は例えばセラミック製である。   The boat operating mechanism 9 includes a sample boat moving rod 19 and a sample boat holder 21 on which the sample boat 23 is mounted. The boat operation mechanism 9 is for moving the sample boat 23 disposed at the sample boat installation position in the internal space 13 of the sample introduction unit 3 into the combustion tube 5. The sample boat 23 is made of, for example, ceramic.

熱遮蔽板11は、少なくとも試料ボート設置位置に試料ボート23が配置されているときに燃焼管5側から見て試料ボート23の全体を隠すためのものである。例えば、熱遮蔽板11は、燃焼管5側から見た試料ボート23の前面投影面積よりも大きい面積をもっている。熱遮蔽板11は、試料ボート23が試料ボート設置位置に配置されているときに燃焼管5側から見て試料ボート23が熱遮蔽板11によって隠されるように、試料ボート23の搭載位置よりも燃焼管5側の位置で試料ボートホルダ21に設けられている。   The heat shielding plate 11 is for hiding the entire sample boat 23 when viewed from the combustion tube 5 side at least when the sample boat 23 is disposed at the sample boat installation position. For example, the heat shielding plate 11 has an area larger than the front projected area of the sample boat 23 as viewed from the combustion tube 5 side. The heat shielding plate 11 is located more than the mounting position of the sample boat 23 so that the sample boat 23 is hidden by the heat shielding plate 11 when viewed from the combustion tube 5 side when the sample boat 23 is disposed at the sample boat installation position. The sample boat holder 21 is provided at a position on the combustion tube 5 side.

例えば、試料ボートホルダ21は厚みが0.5mm(ミリメートル)のステンレス薄板が折り曲げられて成形されたものである。試料ボートホルダ21の先端部分は、例えば直径18mmの略円盤状になっており、熱遮蔽板11を構成している。燃焼管5の内径は例えば24mmである。したがって、燃焼管5の内壁面と熱遮蔽板11の外周縁との間には3mmの隙間が確保され、キャリアガスの流れが妨げられることはない。このように、熱遮蔽板11は、燃焼管5内に挿入されたときにキャリアガスの流れを妨げない程度の寸法で形成される。試料ボートホルダ21の基端部は例えばネジによって試料ボート移動棒19に固定されている。   For example, the sample boat holder 21 is formed by bending a thin stainless steel plate having a thickness of 0.5 mm (millimeters). The tip portion of the sample boat holder 21 has a substantially disk shape with a diameter of 18 mm, for example, and constitutes the heat shield plate 11. The inner diameter of the combustion tube 5 is 24 mm, for example. Therefore, a gap of 3 mm is secured between the inner wall surface of the combustion tube 5 and the outer peripheral edge of the heat shielding plate 11, and the flow of the carrier gas is not hindered. Thus, the heat shielding plate 11 is formed with a size that does not hinder the flow of the carrier gas when inserted into the combustion tube 5. The base end portion of the sample boat holder 21 is fixed to the sample boat moving rod 19 by screws, for example.

試料ボート出入口開閉機構15が開けられ、試料ボート設置位置に配置された試料ボートホルダ21に試料ボート23が搭載される。その後、試料ボート出入口開閉機構15が閉じられる。試料ボート23と燃焼管5との間には熱遮蔽板11が存在しているので、燃焼管5側から試料ボート23側へ向かう輻射熱は熱遮蔽板11によって遮られる。これにより、燃焼管5側からの輻射熱に起因する試料ボート23内の試料の温度上昇は熱遮蔽板11がない場合に比べて低減される。   The sample boat entrance opening / closing mechanism 15 is opened, and the sample boat 23 is mounted on the sample boat holder 21 arranged at the sample boat installation position. Thereafter, the sample boat doorway opening / closing mechanism 15 is closed. Since the heat shielding plate 11 exists between the sample boat 23 and the combustion tube 5, radiant heat from the combustion tube 5 side toward the sample boat 23 side is blocked by the heat shielding plate 11. Thereby, the temperature rise of the sample in the sample boat 23 resulting from the radiant heat from the combustion tube 5 side is reduced compared with the case where the heat shielding plate 11 is not provided.

この実施例では、熱遮蔽板11は試料ボートホルダ21と一体成形されたものであるが、本発明の試料加熱装置において熱遮蔽板は試料ボートホルダとは別途形成されたものであってもよい。その場合、熱遮蔽板を試料ボートホルダに取り付ける方法は特に限定されない。   In this embodiment, the heat shielding plate 11 is formed integrally with the sample boat holder 21. However, in the sample heating apparatus of the present invention, the heat shielding plate may be formed separately from the sample boat holder. . In that case, the method for attaching the heat shielding plate to the sample boat holder is not particularly limited.

図3は、元素分析計の一実施例を説明するための概略的な構成図である。この実施例では、本発明の元素分析計をTOC(Total Organic Carbon)計に適用した。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of the element analyzer. In this example, the element analyzer of the present invention was applied to a TOC (Total Organic Carbon) meter.

TOC計は、TC(Total Carbon)測定用の試料加熱装置1と、IC(Inorganic Carbon)測定用の試料加熱装置25とを備えている。試料加熱装置1と試料加熱装置25は直列に接続されている。   The TOC meter includes a sample heating device 1 for TC (Total Carbon) measurement and a sample heating device 25 for IC (Inorganic Carbon) measurement. The sample heating device 1 and the sample heating device 25 are connected in series.

TC測定用の試料加熱装置1は図1を参照して説明したものと同じである。加熱炉7の炉温度は例えば900℃に設定される。キャリアガス供給部27から支燃ガスを兼ねるキャリアガス(酸素)が内部空間13へ連続的に例えば500mL/min(ミリリットル/分)の流量で導入される。キャリアガスは、試料加熱装置1、冷却管29、除湿部31、試料加熱装置25、再度除湿部31を経て、例えば非分散形赤外線ガス分析計(NDIR)からなる検出器33へと流れる。なお、符号35,37は冷却用ファンである。   The sample heating apparatus 1 for TC measurement is the same as that described with reference to FIG. The furnace temperature of the heating furnace 7 is set to 900 ° C., for example. A carrier gas (oxygen) that also serves as a combustion support gas is continuously introduced into the internal space 13 from the carrier gas supply unit 27 at a flow rate of, for example, 500 mL / min (milliliter / min). The carrier gas flows through the sample heating device 1, the cooling pipe 29, the dehumidifying unit 31, the sample heating device 25, and the dehumidifying unit 31 again to the detector 33 including, for example, a non-dispersive infrared gas analyzer (NDIR). Reference numerals 35 and 37 are cooling fans.

TC測定用の試料加熱装置1において、試料が収容された試料ボート23は、試料導入部3の試料ボート出入口開閉機構15から内部空間13内へ入れられ、試料ボートホルダ21に搭載される。試料ボート出入口開閉機構15が閉じられた後、例えば120秒間の待機時間が設けられる。これにより、試料ボート出入口開閉機構15の開閉時に内部空間13を介して分析計流路内に流入した大気を分析計外に完全に流出させる。検出器33のベースラインが安定したことが確認された後、試料ボート移動棒19の操作により試料ボート23が燃焼管5内に挿入される。なお、検出器33のベースラインの確認が省略されて、試料ボート出入口開閉機構15が閉じられてから所定時間が経過した後に試料ボート23が燃焼管5内に挿入される構成であってもよい。   In the sample heating apparatus 1 for TC measurement, a sample boat 23 in which a sample is stored is inserted into the internal space 13 from the sample boat entrance / exit opening / closing mechanism 15 of the sample introduction unit 3 and mounted on the sample boat holder 21. After the sample boat entrance opening / closing mechanism 15 is closed, for example, a waiting time of 120 seconds is provided. As a result, the atmosphere that has flowed into the analyzer flow path via the internal space 13 when the sample boat doorway opening / closing mechanism 15 is opened and closed is completely discharged out of the analyzer. After confirming that the baseline of the detector 33 is stable, the sample boat 23 is inserted into the combustion tube 5 by operating the sample boat moving rod 19. The configuration may be such that the confirmation of the baseline of the detector 33 is omitted and the sample boat 23 is inserted into the combustion pipe 5 after a predetermined time has elapsed since the sample boat entrance / exit opening / closing mechanism 15 is closed. .

燃焼管5内で試料中の有機物は蒸発したり分解したりして酸素を含むキャリアガスと共に酸化触媒17に達し、触媒の作用によりすべての有機物が酸化されて二酸化炭素ガスとなる。この二酸化炭素ガスは、キャリアガスと共に冷却管29、除湿部31、試料加熱装置25、再度除湿部31を経て、検出器33に導かれて試料中のTCが測定される。NDIRからなる検出器33は、流入する二酸化炭素ガスをベースライン上のピークとして捉え、その面積から二酸化炭素量を測定する。   The organic matter in the sample evaporates or decomposes in the combustion tube 5 and reaches the oxidation catalyst 17 together with the carrier gas containing oxygen, and all the organic matter is oxidized to carbon dioxide gas by the action of the catalyst. This carbon dioxide gas is guided to the detector 33 through the cooling pipe 29, the dehumidifying unit 31, the sample heating device 25, and the dehumidifying unit 31 together with the carrier gas, and the TC in the sample is measured. The detector 33 made of NDIR captures the inflowing carbon dioxide gas as a peak on the baseline, and measures the amount of carbon dioxide from the area.

IC測定用の試料加熱装置25は、基本的には、TC測定用の試料加熱装置1と同様の構成である。IC測定用の試料加熱装置25において、TC測定用の試料加熱装置1と同じ機能を果たす部分にはTC測定用の試料加熱装置1と同じ符号が付されている。   The sample heating device 25 for IC measurement basically has the same configuration as the sample heating device 1 for TC measurement. In the sample heating device 25 for IC measurement, the same reference numerals as those of the sample heating device 1 for TC measurement are attached to the parts that perform the same functions as the sample heating device 1 for TC measurement.

IC測定用の試料加熱装置25において、試料が収容された試料ボート23は、試料導入部3の試料ボート出入口開閉機構15から内部空間13内へ入れられ、試料ボートホルダ21に搭載される。試料ボート出入口開閉機構15が閉じられた後、例えば120秒間の待機時間が設けられる。この待機時間の経過後に、酸分注器39から試料ボート23内の試料に無機酸が添加される。酸としては、不揮発性酸であるリン酸が好適である。検出器33のベースラインが安定したことが確認された後、試料ボート移動棒19の操作により試料ボート23が燃焼管5内に挿入される。   In the sample heating device 25 for IC measurement, the sample boat 23 in which the sample is accommodated is inserted into the internal space 13 from the sample boat entrance / exit opening / closing mechanism 15 of the sample introduction unit 3 and mounted on the sample boat holder 21. After the sample boat entrance opening / closing mechanism 15 is closed, for example, a waiting time of 120 seconds is provided. After the waiting time has elapsed, an inorganic acid is added from the acid dispenser 39 to the sample in the sample boat 23. As the acid, phosphoric acid which is a non-volatile acid is suitable. After confirming that the baseline of the detector 33 is stable, the sample boat 23 is inserted into the combustion tube 5 by operating the sample boat moving rod 19.

IC測定用の試料加熱装置25において、加熱炉7の加熱温度は、TC測定用の試料加熱装置1の加熱炉7に比べ比較的低温、例えば200℃であり、ここでは試料中のIC成分と酸との反応が促進され、さらには加熱による攪拌や追い出し作用を受けて、反応によって変換生成された二酸化炭素の気相への抽出が迅速に行なわれる。抽出された二酸化炭素ガスはキャリアガスと共に除湿部31を経て検出器33に導かれて、TC測定と同様に、試料中のICが測定される。IC測定用の試料加熱装置25へのキャリアガスの供給は、キャリアガス供給部27からTC測定用の試料加熱装置1、冷却管9、除湿部31を経て行なわれる。   In the sample heating device 25 for IC measurement, the heating temperature of the heating furnace 7 is relatively lower than that of the heating furnace 7 of the sample heating device 1 for TC measurement, for example, 200 ° C. Here, the IC component in the sample The reaction with the acid is promoted, and further, the carbon dioxide converted and produced by the reaction is rapidly extracted into the gas phase under the action of stirring and expelling by heating. The extracted carbon dioxide gas is guided to the detector 33 through the dehumidifying unit 31 together with the carrier gas, and the IC in the sample is measured similarly to the TC measurement. The carrier gas is supplied to the IC measurement sample heating device 25 from the carrier gas supply unit 27 through the TC measurement sample heating device 1, the cooling pipe 9, and the dehumidifying unit 31.

10mgCプロパノールを添加した純水を、熱遮蔽板11を備えた試料ボートホルダ(図1及び図2参照。)と、熱遮蔽板11を備えていない従来の試料ボートホルダ109(図5及び図6参照。)とを用いてTC測定した結果を表1に示した。   Pure water added with 10 mg C propanol is used as a sample boat holder (see FIGS. 1 and 2) having a heat shielding plate 11 and a conventional sample boat holder 109 not having the heat shielding plate 11 (FIGS. 5 and 6). Table 1 shows the result of TC measurement using

Figure 0005811994
Figure 0005811994

表1から分かるように、熱遮蔽板11が有効に作用することで、待機時間中のプロパノールの揮発が抑えられ、その結果正しい測定値を得ることができた。   As can be seen from Table 1, when the heat shield plate 11 acts effectively, volatilization of propanol during the standby time was suppressed, and as a result, a correct measurement value could be obtained.

図4は、試料加熱装置の他の実施例を説明するための概略的な構成図及びA−A’位置での断面を拡大して示す断面図である。図4において図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付され、それらの部分の説明は省略される。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining another embodiment of the sample heating apparatus and a cross-sectional view showing an enlarged cross section at the A-A ′ position. 4, parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

試料ボートホルダ41は図6に示された試料ボートホルダ109と同じである。この実施例は、図1に示された実施例と比較して、熱遮蔽板43、熱遮蔽板収容空間45及び熱遮蔽板操作機構47をさらに備えている。   The sample boat holder 41 is the same as the sample boat holder 109 shown in FIG. This embodiment further includes a heat shield plate 43, a heat shield plate accommodation space 45, and a heat shield plate operating mechanism 47, as compared with the embodiment shown in FIG.

熱遮蔽板43は、少なくとも試料ボート設置位置に試料ボート23が配置されているときに燃焼管5側から見て試料ボート23の全体を隠すためのものである。例えば、熱遮蔽板11は、燃焼管5側から見た試料ボート23の前面投影面積よりも大きい面積をもっている。熱遮蔽板43の形状は、例えば、厚みが0.5mm、直径が18mmの略円盤形状である。燃焼管5の内径は例えば24mmである。熱遮蔽板43の大きさ及び形状は、熱遮蔽板43が輻射熱遮蔽位置に配置されているときにキャリアガスの流れが遮断されないように設計される。   The heat shielding plate 43 is for hiding the entire sample boat 23 when viewed from the combustion tube 5 side at least when the sample boat 23 is disposed at the sample boat installation position. For example, the heat shielding plate 11 has an area larger than the front projected area of the sample boat 23 as viewed from the combustion tube 5 side. The shape of the heat shielding plate 43 is, for example, a substantially disk shape having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 18 mm. The inner diameter of the combustion tube 5 is 24 mm, for example. The size and shape of the heat shielding plate 43 are designed so that the flow of the carrier gas is not blocked when the heat shielding plate 43 is disposed at the radiation heat shielding position.

熱遮蔽板収容空間45は内部空間13に連通して試料導入部3の内部に設けられている。熱遮蔽板操作機構47は、熱遮蔽板43を、燃焼管5側から見て試料ボート設置位置の試料ボート23が隠される輻射熱遮蔽位置(内部空間13側の位置)と、燃焼管5側から見て試料ボート設置位置の試料ボート23が露出される試料ボート露出位置(熱遮蔽板収容空間45側の位置)との間で移動させるためのものである。   The heat shield plate accommodation space 45 communicates with the internal space 13 and is provided inside the sample introduction unit 3. The heat shield plate operating mechanism 47 is configured so that when viewed from the combustion tube 5 side, the heat shield plate 43 is exposed to the radiation heat shield position (position on the internal space 13 side) where the sample boat 23 at the sample boat installation position is hidden, and from the combustion tube 5 side. It is for moving between the sample boat exposure position (position on the heat shield plate accommodation space 45 side) where the sample boat 23 at the sample boat installation position is exposed.

熱遮蔽板操作機構47の操作により熱遮蔽板43が試料ボート露出位置から輻射熱遮蔽位置へ移動されると、試料ボート23は燃焼管5側から見て熱遮蔽板47によって隠される。これにより、燃焼管5側からの輻射熱に起因する試料ボート23内の試料の温度上昇を低減することができる。   When the heat shield plate 43 is moved from the sample boat exposure position to the radiant heat shield position by the operation of the heat shield plate operation mechanism 47, the sample boat 23 is hidden by the heat shield plate 47 when viewed from the combustion tube 5 side. Thereby, the temperature rise of the sample in the sample boat 23 resulting from the radiant heat from the combustion tube 5 side can be reduced.

熱遮蔽板操作機構47の操作により熱遮蔽板43が試料ボート露出位置から輻射熱遮蔽位置へ移動されると、燃焼管5側から見て試料ボート23が露出される。これにより、試料ボート23を燃焼管5内へ移動可能な状態になる。   When the heat shield plate 43 is moved from the sample boat exposure position to the radiant heat shield position by operating the heat shield plate operation mechanism 47, the sample boat 23 is exposed as viewed from the combustion tube 5 side. As a result, the sample boat 23 can be moved into the combustion tube 5.

この実施例では、熱遮蔽板43の直径は燃焼管5の内径よりも小さいが、内部空間13の内部寸法が燃焼管5の内径よりも大きくなっている箇所に熱遮蔽板43を配置すれば、熱遮蔽板43の寸法を燃焼管5の内径よりも大きくすることも可能である。   In this embodiment, the diameter of the heat shield plate 43 is smaller than the inner diameter of the combustion tube 5, but if the heat shield plate 43 is disposed at a location where the internal dimension of the internal space 13 is larger than the inner diameter of the combustion tube 5. It is also possible to make the size of the heat shielding plate 43 larger than the inner diameter of the combustion tube 5.

また、この実施例において、試料ボートホルダ41に替えて、熱遮蔽板11を備えた試料ボートホルダ21(図2を参照。)を用い、熱遮蔽板43と熱遮蔽板11の両方を用いて燃焼管5側からの輻射熱を遮るようにしてもよい。   In this embodiment, the sample boat holder 21 (see FIG. 2) provided with the heat shield plate 11 is used instead of the sample boat holder 41, and both the heat shield plate 43 and the heat shield plate 11 are used. You may make it shield the radiant heat from the combustion pipe 5 side.

以上、本発明の実施例を説明したが、実施例における構成、配置、数値等は一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the configurations, arrangements, numerical values, and the like in the embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention described in the claims. Various modifications can be made within.

例えば、本発明の試料加熱装置及び元素分析計は、TOC計以外の元素分析計にも適用できる。   For example, the sample heating device and the element analyzer of the present invention can be applied to an element analyzer other than the TOC meter.

本発明の試料加熱装置は、キャリアガスが供給される内部空間、及び試料ボート出入口開閉機構をもつ試料導入部と、上記試料導入部の上記内部空間に連結され、上記内部空間からキャリアガスが流入する燃焼管と、上記燃焼管を加熱するための加熱炉と、上記試料導入部の上記内部空間内の試料ボート設置位置に配置された試料ボートを上記燃焼管内へ移動させるためのボート操作機構と、を備えた試料加熱装置であれば、どのような構成のものにも適用できる。   The sample heating apparatus of the present invention is connected to an internal space to which a carrier gas is supplied, a sample introduction part having a sample boat entrance / exit opening / closing mechanism, and the internal space of the sample introduction part, and the carrier gas flows in from the internal space A combustion tube for heating, a heating furnace for heating the combustion tube, and a boat operation mechanism for moving a sample boat arranged at a sample boat installation position in the internal space of the sample introduction portion into the combustion tube; As long as the sample heating apparatus is provided with any of the above, it can be applied to any configuration.

本発明の元素分析計は、そのような試料加熱装置と、上記試料加熱装置にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、上記試料加熱装置の上記燃焼管からキャリアガスとともに流出する、上記試料ボートに収容された試料に含まれる目的の成分を検出するための検出器と、を備えた元素分析計であれば、どのような構成のものにも適用できる。   The element analyzer of the present invention includes such a sample heating device, a carrier gas supply unit for supplying a carrier gas to the sample heating device, and the carrier gas flowing out from the combustion tube of the sample heating device, Any element analyzer having a detector for detecting a target component contained in a sample housed in a sample boat can be applied.

例えば、試料に含まれる炭素、水素、窒素、硫黄などを測定する元素分析計に本発明の試料加熱装置及び元素分析計は適用され得る。また、液体試料の例は、河川水、湖沼水、海洋水、雨水、地下水などの環境水や、各種の試験や研究で発生する液体試料などである。また、固体試料の例は、土壌、堆積物、農畜産物や、各種の試験・研究で発生する固体試料などである。ただし、本発明の試料加熱装置及び元素分析計が対象とする測定成分、液体試料及び固体試料はこれらに限定されない。   For example, the sample heating apparatus and the element analyzer of the present invention can be applied to an element analyzer that measures carbon, hydrogen, nitrogen, sulfur and the like contained in a sample. Examples of the liquid sample include environmental water such as river water, lake water, marine water, rain water, and ground water, and liquid samples generated in various tests and researches. Examples of solid samples include soil, sediment, agricultural and livestock products, and solid samples generated in various tests and research. However, measurement components, liquid samples, and solid samples targeted by the sample heating device and the element analyzer of the present invention are not limited to these.

上記実施例では、熱遮蔽板11の形状は略円盤形状であるが、本発明の試料加熱装置における熱遮蔽板の形状はこれに限定されない。本発明の試料加熱装置において、熱遮蔽板の形状は、少なくとも試料ボート設置位置に試料ボートが配置されているときに燃焼管側から見て試料ボートの全体を隠すことができる形状及び大きさであれば、どのような形状であってもよい。   In the said Example, although the shape of the heat shielding board 11 is a substantially disk shape, the shape of the heat shielding board in the sample heating apparatus of this invention is not limited to this. In the sample heating apparatus of the present invention, the shape of the heat shielding plate is such that at least the sample boat can be hidden when viewed from the combustion tube side when the sample boat is disposed at the sample boat installation position. Any shape can be used.

上記実施例では、ボート操作機構9は試料ボート移動棒19と試料ボートホルダ21で構成されているが、本発明の試料加熱装置におけるボート操作機構はこれに限定されない。本発明の試料加熱装置において、ボート操作機構の構成は、試料ボートを燃焼管内へ移動させることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。   In the above embodiment, the boat operation mechanism 9 is constituted by the sample boat moving rod 19 and the sample boat holder 21, but the boat operation mechanism in the sample heating apparatus of the present invention is not limited to this. In the sample heating apparatus of the present invention, the configuration of the boat operating mechanism may be any configuration as long as the sample boat can be moved into the combustion tube.

上記実施例では、熱遮蔽板操作機構47は棒状のもので構成されているが、本発明の試料加熱装置における熱遮蔽板操作機構はこれに限定されない。本発明の試料加熱装置において、熱遮蔽板操作機構の構成は、熱遮蔽板を輻射熱遮蔽位置と試料ボート露出位置との間で移動させることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。例えば、熱遮蔽板操作機構は、輻射熱遮蔽位置に配置された熱遮蔽板を支持する弾性体を備え、ボート操作機構による試料ボートの燃焼管側への移動の際にボート操作機構の押圧によって弾性体が変形して熱遮蔽板が試料ボート露出位置へ移動され、試料ボートが試料導入部側へ戻る際に弾性体の復元力によって熱遮蔽板が輻射熱遮蔽位置へ移動される構成であってもよい。   In the said Example, although the heat shielding board operation mechanism 47 is comprised by the rod-shaped thing, the heat shielding board operation mechanism in the sample heating apparatus of this invention is not limited to this. In the sample heating apparatus of the present invention, the configuration of the heat shield plate operating mechanism is any configuration as long as the heat shield plate can be moved between the radiation heat shield position and the sample boat exposure position. Also good. For example, the heat shield plate operating mechanism includes an elastic body that supports the heat shield plate disposed at the radiant heat shield position, and is elastic when pressed by the boat operating mechanism when the boat is moved to the combustion tube side of the sample boat. Even if the body is deformed, the heat shield plate is moved to the sample boat exposure position, and the heat shield plate is moved to the radiation heat shield position by the restoring force of the elastic body when the sample boat returns to the sample introduction part side. Good.

1,25 試料加熱装置
3 試料導入部
5 燃焼管
7 加熱炉
9 試料ボート操作機構
11,43 熱遮蔽板
13 内部空間
15 試料ボート出入口開閉機構
21,41 試料ボートホルダ
23 試料ボート
27 キャリアガス供給部
33 検出器
47 熱遮蔽板操作機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,25 Sample heating apparatus 3 Sample introduction part 5 Combustion tube 7 Heating furnace 9 Sample boat operation mechanism 11, 43 Heat shielding board 13 Internal space 15 Sample boat entrance opening / closing mechanism 21, 41 Sample boat holder 23 Sample boat 27 Carrier gas supply part 33 Detector 47 Thermal shield operating mechanism

Claims (4)

キャリアガスが供給される内部空間、及び試料ボート出入口開閉機構をもつ試料導入部と、
前記試料導入部の前記内部空間に連結され、前記内部空間からキャリアガスが流入する燃焼管と、
前記燃焼管を加熱するための加熱炉と、
前記試料導入部の前記内部空間内の試料ボート設置位置に配置された試料ボートを前記燃焼管内へ移動させるためのボート操作機構と、
少なくとも前記試料ボート設置位置に前記試料ボートが配置されているときに、前記燃焼管側から見て前記試料ボートの全体を隠すための熱遮蔽板と、を備えた試料加熱装置。
A sample introduction part having an internal space to which a carrier gas is supplied, and a sample boat entrance opening and closing mechanism;
A combustion pipe connected to the internal space of the sample introduction section and into which a carrier gas flows from the internal space;
A heating furnace for heating the combustion tube;
A boat operating mechanism for moving a sample boat arranged at a sample boat installation position in the internal space of the sample introduction unit into the combustion pipe;
A sample heating apparatus comprising: a heat shielding plate for concealing the entire sample boat when viewed from the combustion tube side when the sample boat is disposed at least at the sample boat installation position.
前記ボート操作機構は前記試料ボートが搭載される試料ボートホルダを備え、
前記熱遮蔽板は前記試料ボートの搭載位置よりも前記燃焼管側の位置で前記試料ボートホルダに設けられている請求項1に記載の試料加熱装置。
The boat operation mechanism includes a sample boat holder on which the sample boat is mounted,
2. The sample heating apparatus according to claim 1, wherein the heat shielding plate is provided in the sample boat holder at a position closer to the combustion tube than a mounting position of the sample boat.
前記熱遮蔽板を、前記燃焼管側から見て前記試料ボート設置位置の前記試料ボートが隠される輻射熱遮蔽位置と、前記燃焼管側から見て前記試料ボート設置位置の前記試料ボートが露出される試料ボート露出位置との間で移動させるための熱遮蔽板操作機構をさらに備えている請求項1に記載の試料加熱装置。   A radiation heat shielding position where the sample boat at the sample boat installation position is hidden when the heat shield plate is viewed from the combustion tube side, and the sample boat at the sample boat installation position is exposed when viewed from the combustion tube side. The sample heating apparatus according to claim 1, further comprising a heat shielding plate operating mechanism for moving between the exposed position of the sample boat. 請求項1から3のいずれか一項に記載の試料加熱装置と、
前記試料加熱装置にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記試料加熱装置の前記燃焼管からキャリアガスとともに流出する、前記試料ボートに収容された試料に含まれる目的の成分を検出するための検出器と、を備えた元素分析計。
The sample heating device according to any one of claims 1 to 3,
A carrier gas supply unit for supplying a carrier gas to the sample heating device;
An element analyzer comprising: a detector for detecting a target component contained in a sample accommodated in the sample boat, which flows out together with a carrier gas from the combustion tube of the sample heating device.
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