JP6212352B2 - 原子化炉 - Google Patents

Description

本発明は、管状炉と、試料台とを備え、試料台は測定物質を導入する役割を果たし、試料台は管状炉内に配置され、試料台は試料台を管状炉の内壁に正確に支持するための少なくとも３本の支持突起を備える、特に原子吸光分析用の原子化炉に関する。

一般に原子化炉は黒鉛管を備えており、この黒鉛管が基本的に管状炉を形成する。黒鉛管は、黒鉛管を加熱するために黒鉛管の縦軸又は横軸方向へ高電流が流れるように黒鉛管上に配置された黒鉛接触部を有する。黒鉛管内部に試料台が配置され、この試料台もまた黒鉛により形成される。この試料台上に測定物質又は試料が置かれ、試料を原子化するのに十分高い温度にまで加熱される。試料の元素の割合を同定するため、管状炉部に穿設された縦軸方向の通孔を通じて測定光が送られる。加熱電流が試料台を通過しないことが測定結果を得る上で重要である。また試料台が黒鉛管との接触部を通じた熱伝導により直接加熱されることも避けなければならない。また、試料台が管状炉に対してずれたり、傾いたりしないように、管状炉内に試料台を安定に固定することが必要である。

特許文献ＤＥ１９９３２８７４Ｃ２によれば、原子化炉内において試料台は管状炉内に配置され、管状炉の壁に３本又は４本の支持突起により正確に支持されることが知られている。その支持突起は試料台の長さに関して試料台の外周上の中央に形成されている。また、その支持突起は試料台の縦軸を横切る３つの平面内に配置されている。

上述の試料台においては、支持突起を通じて比較的低い熱伝導が得られるため、測定物質を間接的に加熱する上で特に優れており、例えば試料台の外周上に環状に又はビーム形状に形成されたような比較的大きな支持部とは対照的である。従って、支持突起又は支持突起の管状炉への接触面積を大きくすれば直接的な熱伝導を増加させることになり、これは特に分析目的においては望ましい効果ではない。また、横軸方向に加熱する場合、すなわち管状炉の縦軸に対して横方向に管状炉へ電力供給を行う場合、試料台に特に良く電流が流れるため、既知の試料台の支持突起の配置は不利である。この問題は、試料台の中央に支持突起を配置し、縦軸方向の加熱、すなわち管状炉の各々の末端への電力供給を行うことにより支持突起が同じ電位となるため、解決することができる。しかしながら、試料台及び原子化炉は縦軸及び横軸両方向の加熱に適していることが望ましい。特許文献ＤＥ１９９３２８７４Ｃ２の試料台における支持突起の配置に関する別の問題点は、管状炉の試料台を固定して支持することである。支持突起は試料台の中央に形成されているため、試料台は管状炉に対して容易に傾き得る。このことは特に試料台を管状炉内の正しい位置に組付け、固定することに関係がある。

本発明の目的は、間接的な熱伝導に優れると共に、先行技術により判明した試料台の支持方法における問題点を解決する原子化炉を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する原子化炉により達成される。本発明に係る原子化炉は、特に原子吸光分析用の原子化炉であり、管状炉と、試料台とを備え、試料台は測定物質を導入する役割を果たし、試料台は管状炉内に配置され、試料台は試料台を管状炉の内壁に正確に支持するための３本の支持突起を備え、支持突起が試料台の縦軸を通過する共通平面内に配置され、２本の支持突起が試料台の２つの各々反対側の末端上に形成されている。

特に２本の支持突起が試料台の２つの各々反対側の末端上に配置され、１本の追加の支持突起が試料台上に形成されることにより、１つの３点支持により管状炉の内壁に試料台を配置することが可能となる。管状炉に関して試料台が傾くのを防ぐ上で３点支持は特に効果的である。支持突起は試料台の縦軸を通過する共通平面内に配置されるので、試料台の支持突起の位置は、試料台に流れる電流が支持突起間の相対距離により妨げられて最小となるように選択され得る。同時に、試料台を管状炉に正確に支持することにより試料台上への直接的な熱伝導を最小にすることが可能である。

本発明の実施形態においては、試料台は３本の支持突起を備え、１本の支持突起は試料台の末端間の中央に形成され得る。従って、支持突起間距離は互いに対して最大となるため、このような支持突起の配置は原子化炉の横軸及び縦軸両方向の加熱に特に適している。結果として、試料台の横軸だけでなく縦軸方向に流れる電流は比較的遠くまで流れなければならず、従って試料台の比較的高い抵抗を乗り越えなければならない。結果として増大した抵抗が望ましくない電流の流れを最小化してくれる。

参考形態において、試料台は４本の支持突起を備え、各々２本の支持突起は試料台の反対側に互いに対向して形成されている。５本未満の支持突起が試料台上に形成可能であるため、試料台の製造に関しては特に費用対効果が高くなる。なぜなら、管状炉内において試料台の静止位置を十分に定めるために必要な形成すべき支持突起は１つもないからである。従って、試料台の縦軸に関して反対側に位置する支持突起は各々同じ電位であるため、試料台を縦軸方向加熱に特に適したものとすることができる。

好ましくは、支持突起は試料台から放射状に突出し得る。従って、支持突起は一体部品として特に容易に形成され得る。また従って、試料台は管状炉に容易に適合可能な、又は一体として配置可能な閉管又は開管形状として形成することが可能である。

また、支持突起は試料台の断面に関して最大限可能な限り離間して形成され得る。好ましくは、加熱電流が試料台の比較的長い経路を流れるように支持突起が試料台上に形成され得る。また、試料台の断面は弧状に形成され得る。従って弧状の試料台は測定物質を試料台内に容易に置くことができるように上側が開いている。製造工程を簡素化するために弧は円弧であることが好ましい。

好ましくは、共通平面は弧の中心点を通過し得る。従って、支持突起は弧の末端領域に配置され得る。

弧が半円状に形成される場合、試料台の製造はさらにより容易となる。

また、試料台はバット状に形成され得る、すなわち試料台の反対側の末端が測定物質用のバット形状の受け領域を有するように形成され得る。このような構成により、測定物質は試料台から簡単には落ちないようにすることが可能である。

支持突起は矩形状を有し、試料台の基体への移行領域に半径を有し得る。支持突起のこのような形状は試料台用のブランクの機械加工により容易に達成され、試料台の製造を簡素化することができる。また、基体と支持突起間の亀裂形成は移行領域に半径を形成することにより防ぐことができる。

試料台は熱分解被膜により管状炉内に固定され得る。原子化炉の製造途中に試料台を管状炉内に置くことが可能であり、この際管状炉内の試料台表面上に熱分解被膜を後から塗布することにより両部品を強固に結合することが可能である。

管状炉内に配置された試料台に測定物質を容易に導入するために、管状炉は測定物質を挿入するための開口部を備え得る。測定物質を挿入するための開口部は例えば、管状炉内の横軸方向に穿設された通孔として形成され、測定物質を試料台上に特に容易に置くことが可能となる。

図１は、試料台の縦軸方向における試料台の側面図である。 図２は、試料台の縦断面図である。 図３は、試料台の正面図である。 図４は、試料台の上面図である。

以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付の図を参照してより詳細に説明する。

図１〜図４の一連の図は、図には詳細に示していない原子化炉用の試料台１０の実施形態を示している。試料台１０は、同様に図中に示されていない管状炉内へ挿入され得る。管状炉の内壁１１は点線で示唆的に示されている。試料台は３本の支持突起１２，１３，１４を備え、これらは共通平面１５内に配置され、共通平面１５は試料台１０の縦軸１６を通過する。本実施形態において、縦軸１６は詳細には示されていない管状炉の縦軸と一致する。特に支持突起１２，１３は試料台１０の各々反対側の末端１７，１８上に形成されている。支持突起１４は試料台１０の末端１７，１８間の中央（Ｌ）に形成されている。

試料台１０の基体１９は断面方向において半円形状を有する弧２０として形成されている。末端１７，１８上に弧２０の内径（ｒ）が形成されており、ここには示されていない測定物質用にバット形状の受け領域２１が形成されている。

支持突起１２，１３は試料台１０の縦軸１６に関して支持突起１４の反対側に形成されている。従って試料台１０は管状炉の内壁１１に３点で固定されることが可能であり、このとき管状炉の内壁１１と試料台１０の基体１９との間には環状溝２４が形成される。

また、支持突起１２，１３，１４は試料台１０の上端２２上に形成され、矩形状を有している。試料台１０の基体１９への移行領域２３には半径（Ｒ）が形成されている。

Claims (10)

1. 管状炉と、試料台（１０）とを備え、
   前記試料台は測定物質を導入する役割を果たし、
   前記試料台は前記管状炉内に配置され、
   前記試料台は、前記試料台を前記管状炉の内壁（１１）に正確に支持するための３本の支持突起（１２，１３，１４）を備える原子吸光分析用の原子化炉であって、
   前記支持突起が前記試料台の縦軸（１６）を通る共通平面（１５）内に配置され、
   ２本の支持突起（１２，１３）が前記縦軸（１６）に関して一側でかつ前記試料台の２つの各々反対側の末端（１７，１８）上に形成され、
   １本の支持突起（１４）が前記縦軸（１６）に関して前記２本の支持突起（１２，１３）の反対側でかつ前記試料台の末端（１７，１８）間の中央（Ｌ）に形成されていることを特徴とする原子吸光分析用の原子化炉。
2. 前記支持突起（１２，１３，１４）が前記試料台（１０）から放射状に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の原子化炉。
3. 前記支持突起（１２，１３，１４）が前記試料台（１０）の断面に関して最大限可能な限り離間して形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の原子化炉。
4. 前記試料台（１０）の断面が弧（２０）状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の原子化炉。
5. 前記共通平面（１５）が前記弧（２０）の中心点を通過することを特徴とする、請求項４に記載の原子化炉。
6. 前記弧（２０）が半円状に形成されていることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の原子化炉。
7. 前記試料台（１０）がバット状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の原子化炉。
8. 前記支持突起（１２，１３，１４）が矩形状を有し、かつ前記試料台（１０）の基体（１９）への移行領域に半径（Ｒ）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の原子化炉。
9. 前記試料台（１０）が熱分解被膜により前記管状炉内部に固定されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の原子化炉。
10. 前記管状炉が測定物質を挿入するための開口部を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の原子化炉。