JP6345876B2 - イオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出技術分野に関し、特に、イオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置に関する。

イオン移動度分光計等のトレース検出装置の中の気体の清浄度を確保するために、一般的には、気体浄化装置を利用してイオン移動度分光計に通気される気体に対して浄化処理を行う。気体浄化の過程において、主に、気体浄化装置の中の乾燥剤を利用して気体に含有した水分及び不純物を除去し、乾燥剤は高温ベーキング乃至冷却の過程を介して再生が実現されて、リサイクル利用の効果が奏されるものである。

従来のイオン移動度分光計として、単一の気体浄化装置を採用するものがあり、気体浄化装置の中に乾燥剤を置いて気体を乾燥させ、短期間内に定期的に交換する必要があり、交換時にはイオン移動度分光計が使用されなくなり、連続的に動作できなくなり、メンテナンスコストが比較的高い。また、２つの気体浄化装置を採用するものもあり、気体浄化装置の中に乾燥剤を置いて順番に気体を乾燥させる。即ち、そのうちの１つの気体浄化装置を交換する時に、他の気体浄化装置を使用することで、連続的な動作が実現されるが、作業者によって定期的に交換する必要があり、且つ乾燥剤がリサイクル利用できない。従って、従来のイオン移動度分光計における気体浄化装置には、人為的操作によって交換する必要があり、作業効率が低くて、コストが高い欠点が存在する。

本発明の目的は、検出中において、人為的操作によって気体浄化装置を交換する必要がなくて、作業効率が向上され、人工費用が低いイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置を提供することである。

上記の技術的問題を解決するために、本発明は、ケースと、乾燥気体供給ユニットと、回転仕切板と、回転機構と、を備え、前記ケースには１つの円筒空洞が設けられており、前記回転仕切板は前記円筒空洞の径方向に沿って配置されて、前記円筒空洞をベーキングチャンバー及び作動チャンバーに仕切っており、前記ケースには乾燥吸気口と、乾燥排気口と、サンプル吸気口と、サンプル排気口とが設けられており、前記乾燥吸気口及び燥排気口のいずれも前記ベーキングチャンバーに連通されており、前記サンプル吸気口及びサンプル排気口のいずれも作動チャンバーに連通されており、前記乾燥気体供給ユニットは前記乾燥吸気口に接続されて、前記乾燥吸気口に乾燥気体を提供し、前記ベーキングチャンバーには加熱ユニットが対応して設けられており、前記回転機構は、前記回転仕切板を間欠的に回転するように駆動するために、前記円筒空洞の中心位置に設けられており、且つ前記回転仕切板に接続されているイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置を提供する。

ここで、前記回転仕切板と前記円筒空洞の壁面との間にはシールストリップが設けられている。

ここで、前記ケースは、ボトムケースと、アッパーカバーと、を備え、前記円筒空洞は前記ボトムケースに形成され、前記アッパーカバーと前記ボトムケースとはシール部材を介して密封結合されている。

ここで、この気体浄化装置は、乾燥剤を収容するための２つの乾燥剤カートリッジをさらに備え、２つの前記乾燥剤カートリッジは、前記ベーキングチャンバー及び作動チャンバーの中にそれぞれ設けられている。

ここで、前記乾燥剤カートリッジの中には複数のガイドバッフル板が設けられている。

ここで、前記回転機構は、回転軸と、回転モータと、を備え、前記回転軸は前記円筒空洞の中心に回転可能に取り付けられており、且つ前記回転仕切板に固定され、前記回転モータは前記回転軸に動力接続されている。

ここで、前記回転モータは直接駆動モータである。

ここで、前記乾燥吸気口と前記サンプル吸気口は、前記回転軸の軸心の中心に対して対称になる。

ここで、この気体浄化装置は、回転コントローラをさらに備え、前記回転コントローラは、必要に応じて前記回転機構に制御命令を発送して、前記回転機構が前記回転仕切板を１８０°回転するように制御するために、前記回転機構に接続されている。

ここで、この気体浄化装置は、さらにコントローラを加熱し、前記加熱コントローラは、前記ベーキングチャンバーの温度及び加熱時間を制御するために、前記加熱ユニットに接続されている。

本発明によるイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置によれば、ケースの中に円筒空洞を形成し、回転仕切板を用いて円筒空洞をベーキングチャンバー及び作動チャンバーに仕切り、回転仕切板によって乾燥剤をベーキングチャンバー及び作動チャンバーの中で循環移動するように駆動することで、検出中において、持続的に動作して気体浄化を行い、人為的に乾燥剤を交換する必要がなくなり、作業効率が向上されるともに、乾燥剤をリサイクルさせ、乾燥剤の使用量を減少させ、検出コストを低減することができる。

本発明の実施例の横断面図である。 本発明の実施例の縦断面図である。

以下、図面及び実施例を併せて、本発明の具体的な実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

図１及び図２を参照すると、本発明のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置は、ケース１０と、乾燥気体供給ユニット３０と、回転仕切板２０と、回転機構４０と、を備える。ケース１０には１つの円筒空洞１１が設けられており、回転仕切板２０は円筒空洞１１の径方向に沿って配置され、円筒空洞１１をベーキングチャンバー１２及び作動チャンバー１３に仕切っている。ケース１０には乾燥吸気口１５と、乾燥排気口１６と、サンプル吸気口１７と、サンプル排気口１８と、が設けられている。乾燥吸気口１５及び乾燥排気口１６のいずれもベーキングチャンバー１２に連通されており、サンプル吸気口１７及びサンプル排気口１８のいずれも作動チャンバー１３に連通されている。乾燥気体供給ユニット３０はダクト６０を介して乾燥吸気口１５に接続され、乾燥吸気口１５に乾燥気体を提供する。ベーキングチャンバー１２には加熱ユニット７０が対応して設けられており、本実施例では、加熱ユニット７０はベーキングチャンバー１２の下方に設けられている。回転機構４０は、回転仕切板２０を間欠的に回転するように駆動するために、円筒空洞１１の中心位置に設けられるとともに、回転仕切板２０に接続され、回転仕切板２０が毎度回転する角度は１８０°である。

使用する時、サンプル吸気口１７はサンプル気体供給ユニットに接続され、サンプル排気口１８はイオン移動度分光計の検出ユニットに接続される。ベーキングチャンバー１２及び作動チャンバー１３に乾燥剤を装入し、サンプル気体がサンプル吸気口１７から通気され、乾燥剤によって乾燥された後、サンプル排気口１８から排気されることによって、サンプル気体の浄化が完成される。一定の期間（本実施例では２時間に設定）使用した後、作動チャンバー１３の中の乾燥剤が水分及び不純物を吸収したため、サンプル気体を乾燥し続けることができなくなる。この時、回転機構４０が動作して回転仕切板２０を１８０°回転するように駆動し、作動チャンバー１３の中の乾燥剤をベーキングチャンバー１２の中に、ベーキングチャンバー１２の中の乾燥剤を作動チャンバー１３の中に移動させ、作動チャンバー１３を動作し続けさせることによって、サンプル気体に対して浄化を行う。これと同時に、加熱ユニット７０及び乾燥気体供給ユニット３０を起動させ、加熱ユニット７０がベーキングチャンバー１２を加熱し、ベーキングチャンバー１２の中の乾燥剤を１００〜２００℃の温度に維持させることによって、乾燥剤中の水分が蒸発され、不純物が気化され、乾燥気体供給ユニット３０が乾燥吸気口１５を介してベーキングチャンバー１２に乾燥気体を通気させる。本実施例では乾燥後の空気を採用する。乾燥気体が乾燥剤を流れる時、乾燥剤中の蒸発された水分及び不純物を奪い、最終に乾燥排気口１６から排気される。加熱ユニット７０が５０〜７０分間加熱した後、例えば、５０、６０又は７０分間加熱した後、加熱ユニット７０が加熱を停止し、乾燥気体供給ユニット３０が乾燥気体を供給し続け、乾燥剤を室温まで冷却させる。２時間経た後、作動チャンバー１３の中の乾燥剤の効果がなくなり、再度回転仕切板２０を回転して、ベーキングチャンバー１２及び作動チャンバー１３の中の乾燥剤を交換することによって、気体浄化装置が動作し続けられる。このように往復循環することで、持続的に動作して気体の浄化を実現することができ、人為的に乾燥剤を交換する必要がなくなって、作業効率を向上させることができる。回転仕切板を用いて乾燥剤も一緒に回転するように駆動することで、乾燥剤の作動チャンバー及びベーキングチャンバーでの循環移動及び反復利用を実現して、乾燥剤をリサイクルさせ、乾燥剤の使用量を減少させ、検出コストを低減させた。

さらに、回転仕切板２０と円筒空洞１１の壁面との間にはシールストリップ１４が設けられている。シールストリップ１４は、ポリテトラフルオロエチレン材料、シリコン材料、又は他の耐高温且つ耐老化のシール材からなる。シールストリップを用いることで、ベーキングチャンバー１２及び作動チャンバー１３をより良く隔絶して、気体浄化の精度を向上させることができる。

さらに、ケース１０は、ボトムケース１０１と、アッパーカバー１０２と、を備える。円筒空洞１１はボトムケース１０１に形成され、アッパーカバー１０２とボトムケース１０２とはシール部材を介して密封結合されている。図１及び図２を参照すると、回転仕切板２０の上面とアッパーカバーとの間、及び回転仕切板２０と円筒空洞１１の内側壁１１との間には、いずれもシールストリップが設けられている。

さらに、この気体浄化装置は、乾燥剤を収容するための２つの乾燥剤カートリッジ５０をさらに備える。２つの乾燥剤カートリッジ５０は、ベーキングチャンバー１２及び作動チャンバー１３の中にそれぞれ設けられている。乾燥剤カートリッジ５０の外形は、作動チャンバー１３及びベーキングチャンバー１２にマッチングする半円筒体となっており、乾燥剤カートリッジ５０は閉構造として構成されてもよく、網目構造として構成されてもよい。乾燥剤カートリッジ５０が閉構造として構成された場合、乾燥剤カートリッジ５０の側壁には、サンプル吸気口１７及びサンプル排気口１８（又は乾燥吸気口１５及びサンプル排気口１６）に対応する網目が設けられる。乾燥剤を長期間使用して、乾燥剤が汚染されて全く復元できなくなった場合、乾燥剤カートリッジ５０のみを取り出して、乾燥剤カートリッジの中の乾燥剤を交換すればよく、乾燥剤の交換に便利である。

さらに、乾燥剤カートリッジ５０の中には複数のガイドバッフル板５１が設けられている。乾燥剤カートリッジ５０の中にガイドバッフル板５１を設けることによって、気体（サンプル気体又は乾燥気体）が乾燥剤カートリッジ５０の中で迂回して流れ、乾燥剤と気体との接触面積を増して、浄化及びベーキング効果を向上させた。

さらに、回転機構４０は、回転軸４２と、回転モータ４１と、を備える。回転軸４２は円筒空洞１１の中心に回転可能に取り付けられており、且つ回転仕切板２０に固定連結され、回転モータ４１は回転軸４２に動力接続されている。好ましくは、回転モータ４１として直接駆動モータを採用している。乾燥吸気口１５とサンプル吸気口１７は、回転軸４２の軸心の中心に対して対称になる。回転機構４０は、本実施例の構造に制限されず、他の実施形態を有してもよく、全て当業者により実現されることができ、ここでは詳細な説明を省略する。

さらに、この気体浄化装置は、回転コントローラと、加熱コントローラ（いずれも図示せず）と、をさらに備える。回転コントローラは、必要に応じて回転機構４０に制御命令を発送し、回転機構４０が回転仕切板２０を１８０°回転するように制御するために、回転機構４０に接続されている。なお、本発明の回転仕切板２０の回転方向は、毎度同一の方向に沿って１８０°回転してもよく、前後の２回の回転方向が相反してもよい。即ち、今回に順方向に１８０°回転すれば、次回には逆方向に１８０°回転する。加熱コントローラはベーキングチャンバー１２の温度及び加熱時間を制御するために、加熱ユニット７０に接続されている。加熱コントローラは、接続されているセンサ及び計算モジュールを備える。センサはベーキングチャンバー１２の中に取り付けられて、ベーキングチャンバー１２の中の温度を検出し、検出された温度が２００℃より高い場合、計算モジュールが加熱ユニット７０に制御信号を送信して、加熱ユニットの加熱を停止させ、検出された温度が１００℃より低い場合、計算モジュールが加熱ユニット７０に制御信号を送信して、加熱ユニットを加熱させる。加熱コントローラは加熱ユニットの加熱時間をさらに制御し、加熱ユニット７０の加熱時間は、必要に応じて加熱コントローラに設定することができる。

なお、加熱ユニット７０は、本実施例のようにベーキングチャンバー２の下方に設けられてもよく、ベーキングチャンバーの上方又はベーキングチャンバー１２の左右方向のいずれの位置に設けられてもよい。

以上は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び原則を逸脱しない範囲内でのいずれの変更、代替、変形等は全て本発明の範囲に含まれる。

１０ ケース
１１ 円筒空洞
１２ ベーキングチャンバー
１３ 作動チャンバー
１４ シールストリップ
１５ 乾燥吸気口
１６ 乾燥排気口
１７ サンプル吸気口
１８ サンプル排気口
２０ 回転仕切板
３０ 乾燥気体供給ユニット
４０ 回転機構
４１ 回転モータ
４２ 回転軸
５０ 乾燥剤カートリッジ
５１ ガイドバッフル板
６０ ダクト
７０ 加熱ユニット
１０１ ボトムケース
１０２ カバープレート

Claims (9)

1. ケースと、乾燥気体供給ユニットと、回転仕切板と、回転機構と、を備え、前記ケースには１つの円筒空洞が設けられており、前記回転仕切板は前記円筒空洞の径方向に沿って配置されて、前記円筒空洞をベーキングチャンバー及び作動チャンバーに仕切っており、前記ケースには乾燥吸気口と、乾燥排気口と、サンプル吸気口と、サンプル排気口と、が設けられており、前記乾燥吸気口及び乾燥排気口のいずれも前記ベーキングチャンバーに連通されており、前記サンプル吸気口及びサンプル排気口のいずれも作動チャンバーに連通されており、前記乾燥気体供給ユニットは前記乾燥吸気口に接続されて、前記乾燥吸気口に乾燥気体を提供し、前記ベーキングチャンバーには加熱ユニットが対応して設けられており、前記回転機構は、前記回転仕切板を間欠的に回転するように駆動するために、前記円筒空洞の中心位置に設けられており、且つ前記回転仕切板に接続されており、乾燥剤を収容するための２つの乾燥剤カートリッジをさらに備え、２つの前記乾燥剤カートリッジは、前記ベーキングチャンバー及び作動チャンバーの中にそれぞれ設けられている
   ことを特徴とするイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
2. 前記回転仕切板と前記円筒空洞の壁面との間にはシールストリップが設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
3. 前記ケースは、ボトムケースと、アッパーカバーと、を備え、前記円筒空洞は前記ボトムケースに形成され、前記アッパーカバーと前記ボトムケースとはシール部材を介して密封結合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
4. 前記乾燥剤カートリッジの中には複数のガイドバッフル板が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
5. 前記回転機構は、回転軸と、回転モータと、を備え、前記回転軸は前記円筒空洞の中心に回転可能に取り付けられており、且つ前記回転仕切板に固定され、前記回転モータは前記回転軸に動力接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
6. 前記回転モータは直接駆動モータである
   ことを特徴とする請求項５に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
7. 前記乾燥吸気口と前記サンプル吸気口は、前記回転軸の軸心の中心に対して対称になる
   ことを特徴とする請求項５に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
8. 前記気体浄化装置は、回転コントローラをさらに備え、前記回転コントローラは、必要に応じて前記回転機構に制御命令を発送して、前記回転機構が前記回転仕切板を１８０°回転するように制御するために、前記回転機構に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。
9. 前記気体浄化装置は、さらに加熱コントローラを備え、前記加熱コントローラは、前記ベーキングチャンバーの温度及び加熱時間を制御するために、前記加熱ユニットに接続されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のイオン移動度分光計における持続的に動作可能な気体浄化装置。

Images