JP6644086B2 - 分析装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば鉄鋼や非鉄金属、セラミックスなどの試料に含まれる炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）等の元素を分析する元素分析装置等の分析装置に関するものである。
この種の元素分析装置は、試料を収容したるつぼを加熱炉内に設置し、るつぼの周囲に設けたコイルに高周波交流電圧を印加して、高周波誘導加熱によりるつぼ内の試料を加熱して燃焼させ、それによって生じたガスから当該試料に含まれる元素を分析するものがある。
上述した元素分析装置は、試料の燃焼によりスス等のダストが発生し、このダストに測定ガスが吸着すると測定誤差が生じることから、特許文献１に示すように、ダストボックスと、その下流側に設けたダスト吸引機構とを具備し、ダスト吸引機構によりダストを吸引してダストボックスに排出するように構成されている。
ところが、上述した構成では、ダストボックスの下流側にダスト吸引機構があるので、ダスト吸引機構がダストボックスを介して加熱炉内のダストを吸引することになり、ダストボックスが抵抗となってダスト吸引機構の吸引力が加熱炉まで効率良く届かず、ダストを十分に除去することができないという問題が生じ得る。
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、加熱炉内で生じたダストを従来よりも効率良く除去できるようにすることをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る分析装置は、試料収容部内で試料を加熱し、それにより生じる試料ガスを分析するものにおいて、前記試料収容部内に連通するとともに、前記試料を加熱することにより生じるダストを排出するダスト排出路と、前記ダスト排出路から排出されたダストを収容するダスト収容部と、前記ダスト排出路に設けられて前記ダスト排出路に負圧を発生させる負圧発生機構とを具備し、前記負圧発生機構が発生させた負圧によって、前記ダストを前記試料収容部から前記ダスト排出路に導くことを特徴とするものである。
このような分析装置であれば、負圧発生機構がダスト排出路に設けられて試料収容部とダスト収容部との間に配置されるので、この負圧発生機構が発生させた負圧による吸引力がダスト収容部を介さず試料収容部に届き、試料収容部内のダストを従来よりも効率良く除去することができるようなる。
負圧発生機構の具体的な実施態様としては、前記ダスト排出路の一部をなす貫通孔と、前記貫通孔にガスを供給するガス供給路とを有するボディを備えており、前記ガスが前記貫通孔を試料収容部側からダスト収容部側に向かって流れて、前記貫通孔の試料収容部側に負圧が発生するように構成されているものが挙げられる。
負圧による吸引力をより効率良く用いてダストを除去するためには、前記負圧発生機構が、前記ダスト排出路における試料収容部側の端部に配置されていることが好ましい。
ここで、例えば加熱炉に設けられた開口からガスを吹き付けて加熱炉内のダストをダスト排出路に送り込もうとした場合、前記開口を介して加熱炉内にガスが所定方向から吹き付けられることになり、加熱炉内でガスの流れに偏りが生じてしまい、ダストの一部が加熱炉内に溜まってしまう。
そこで、前記ガス供給路が、前記貫通孔を形成する内周面に周回するように開口し、深さ方向が前記貫通孔から離れるに連れてダスト収容部側から試料収容部側に向かう方向に設定された傾斜溝と、一端が前記傾斜溝に開口するとともに、他端が前記ボディの外周面に開口する連通孔とから形成されており、前記連通孔が、前記深さ方向に対して傾いていることが好ましい。
このような構成であれば、連通孔から傾斜溝に流入したガスは傾斜溝を周回しながら開口に向かい、内周面の全周から貫通孔に流れ出る。これにより、貫通孔を試料収容部側からダスト収容部側に向かうガスの流れには偏りが生じにくく、試料収容部内のダストをより確実にダスト排出路に導くことができる。
そこで、前記ガス供給路が、前記貫通孔を形成する内周面に周回するように開口し、深さ方向が前記貫通孔から離れるに連れてダスト収容部側から試料収容部側に向かう方向に設定された傾斜溝と、一端が前記傾斜溝に開口するとともに、他端が前記ボディの外周面に開口する連通孔とから形成されており、前記連通孔が、前記深さ方向に対して傾いていることが好ましい。
このような構成であれば、連通孔から傾斜溝に流入したガスは傾斜溝を周回しながら開口に向かい、内周面の全周から貫通孔に流れ出る。これにより、貫通孔を試料収容部側からダスト収容部側に向かうガスの流れには偏りが生じにくく、試料収容部内のダストをより確実にダスト排出路に導くことができる。
具体的な実施態様としては、前記ボディが、試料収容部側に配置される第１要素と、ダスト収容部側に配置される第２要素とを備えており、前記第１要素及び前記第２要素は、前記貫通孔が形成されるとともに、互いに接触する接触面を有したものであり、前記第１要素は、前記接触面の内側に前記第２要素に向かって突出する突出部をさらに有し、前記第２要素は、前記接触面の内側に前記第１要素と反対側に向かってへこむ凹部が形成されており、前記第１要素及び前記第２要素の前記接触面が互いに接触した状態において、前記凹部に前記突出部が嵌め込まれるとともに、前記突出部の外周面と前記凹部の内周面との間に前記傾斜溝が形成されており、前記連通孔が、前記第１要素又は前記第２要素の周壁部を貫通して形成されている構成が挙げられる。
このような構成であれば、第１部材及び第２部材を対向させて組み合わせることで、簡単に傾斜溝及び連通孔を形成することができる。
このような構成であれば、第１部材及び第２部材を対向させて組み合わせることで、簡単に傾斜溝及び連通孔を形成することができる。
前記ダスト排出路における前記貫通孔と前記ガス供給路との合流部分よりもダスト収容部側が閉塞可能に構成されており、前記ダスト排出路が閉塞されることにより、前記ガス供給路から供給されたガスが、ダスト収容部側から試料収容部側に流れて前記試料収容部内に流入することが好ましい。
このような構成であれば、分析時にダスト排出路を閉塞することにより、ガス供給路から供給されて試料収容部内に流入するガスが、試料ガスを例えば試料収容部の上部に位置する分析計に導くことができる。
つまり、ダスト排出路を閉塞又は開放することにより、ガス供給路から供給するガスを、試料収容部内のダストを除去するための清掃用ガスと、試料ガスを分析計に導くためのキャリアガスとの両方に兼用することができるようになる。
このような構成であれば、分析時にダスト排出路を閉塞することにより、ガス供給路から供給されて試料収容部内に流入するガスが、試料ガスを例えば試料収容部の上部に位置する分析計に導くことができる。
つまり、ダスト排出路を閉塞又は開放することにより、ガス供給路から供給するガスを、試料収容部内のダストを除去するための清掃用ガスと、試料ガスを分析計に導くためのキャリアガスとの両方に兼用することができるようになる。
清掃時と分析時とでガスを適切な種類に切り替え可能にするためには、前記ガス供給路から前記貫通孔に供給されるガスを可燃性ガス又は不燃性ガスに切り替えるガス種切替機構をさらに具備することが好ましい。
このように構成した本発明によれば、試料収容部内で生じたダストを従来よりも効率良く除去することができる。
１００・・・分析装置
Ｘ ・・・試料
１０ ・・・加熱炉（試料収容部）
Ｌ ・・・ダスト排出路
３０ ・・・ダスト収容部
９０ ・・・負圧発生機構
９Ｓ ・・・貫通孔
９Ｌ ・・・ガス供給路
Ｂ ・・・ボディ
９１ ・・・第１要素
９２ ・・・第２要素
Ｘ ・・・試料
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９Ｌ ・・・ガス供給路
Ｂ ・・・ボディ
９１ ・・・第１要素
９２ ・・・第２要素
以下に本発明に係る分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る分析装置１００は、例えば鉄鋼や非鉄金属、セラミックスなどの試料Ｘを加熱して燃焼させ、それによって生じる試料ガスから当該試料Ｘに含まれる炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）等の元素を分析する元素分析装置である。
具体的にこのものは、図１に示すように、試料Ｘが収容されたるつぼＲが設置される試料収容部たる加熱炉１０と、試料Ｘを加熱する加熱機構２０と、試料Ｘが加熱されて燃焼することにより生じる試料ガスを分析する図示しないガス分析計と、試料Ｘの燃焼により生じたダストを加熱炉１０内から排出するダスト排出路Ｌと、ダスト排出路Ｌから排出されたダストを収容するダスト収容部３０とを具備している。
加熱炉１０は、内部で試料Ｘを燃焼させ、それにより生じる試料ガスを図示しないガス分析計へ導くように構成されており、図１に示すように、下端が開口するとともに上部に試料ガスをガス分析計に導くための図示しないガス導出口が形成された概略円筒形状などの筒状をなすものである。
この加熱炉１０内には、例えばセラミック等の磁性体や黒鉛からなるるつぼＲが収容されており、ここでは、前記るつぼＲが、加熱炉１０の管軸方向に沿って上下に移動する設置台４０に取り付けられている。
この加熱炉１０内には、例えばセラミック等の磁性体や黒鉛からなるるつぼＲが収容されており、ここでは、前記るつぼＲが、加熱炉１０の管軸方向に沿って上下に移動する設置台４０に取り付けられている。
前記設置台４０は、後述する昇降機構５０により、るつぼＲ内の試料Ｘが加熱炉１０内で加熱される加熱位置と、るつぼＲが加熱炉１０外に位置して設置台４０から着脱される着脱位置との間で昇降移動するように構成されている。
加熱機構２０は、るつぼＲ内に収容された試料Ｘに高周波誘導加熱によって誘導電流を生じさせる誘導電流生成機構であり、具体的には、コイル２１と、このコイル２１に高周波交流電圧を印加する図示しない電源とを具備するものである。コイル２１は、加熱炉１０における周壁に沿って設けられており、このコイル２１に高周波交流電圧が印加される際に、コイル２１の内側にるつぼＲが位置するように設置台４０の高さが設定されている。そして、コイル２１に高周波交流電圧が印加されると、るつぼＲが高周波誘導加熱により発熱し、るつぼＲ内の試料Ｘが加熱される。
図示しないガス分析計は、当該ガス分析計に導かれた試料ガスを分析して試料Ｘに含まれる各成分の含有量を求めるものであり、本実施形態では、例えば非分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ法）を用いて分析するものである。具体的にこのガス分析計は、図示しない非分散方赤外線検出器を有しており、試料ガスに含まれるＣＯ２、ＣＯ、ＳＯ２等を検出することで、試料Ｘに含まれる炭素（Ｃ）や硫黄（Ｓ）等の含有量を求めるものである。
ダスト排出路Ｌは、加熱炉１０内で生じたダストをダスト収容部３０に排出するものであり、図１に示すように、一端が加熱炉１０の下端開口に連通するとともに、他端がダスト収容部３０に接続されている。
本実施形態では、前記ダスト排出路Ｌの一部が、加熱炉１０の下方に位置するブロック体６０に貫通して形成された内部空間６Ｓと、前記ブロック体６０及び前記ダスト収容部３０を接続する配管部材７０の内部流路７Ｓとから形成されている。
本実施形態では、前記ダスト排出路Ｌの一部が、加熱炉１０の下方に位置するブロック体６０に貫通して形成された内部空間６Ｓと、前記ブロック体６０及び前記ダスト収容部３０を接続する配管部材７０の内部流路７Ｓとから形成されている。
前記ブロック体６０は、前記内部空間６Ｓを形成する内周面６１の少なくとも一部が、下方に向かって徐々に縮径する逆切頭円錐形状をなすとともに、前記内部空間６Ｓが回転体形状をなすものであり、前記内部空間６Ｓの回転軸が加熱炉１０の管軸と一致するように配置されている。
かかる構成により、この内部空間６Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に向かうガスの流れを乱れにくくすることができる。
かかる構成により、この内部空間６Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に向かうガスの流れを乱れにくくすることができる。
本実施形態では、一端部が前記ブロック体６０の内部空間６Ｓにガタなく嵌め込まれるとともに、他端部が前記設置台４０に取り付けられた連結部材８０が設けられており、この連結機構８０によって、昇降機構５０がブロック体６０と設置台４０とを一体的に昇降移動させるように構成されている。
前記昇降機構５０は、ブロック体６０を支持する支持部５１と、支持部５１を鉛直方向に沿って昇降移動させる駆動部５２とを具備し、前記駆動部５２が、ブロック体６０から水平方向にオフセットした位置で前記支持部５１を昇降移動させるように構成されている。
具体的には、前記支持部５１を支持するシャフト部材５２１が、シリンダによって昇降移動するように構成されており、このシャフト部材５２１が、鉛直下方から視て、少なくとも加熱炉１０やダスト排出路Ｌに重ならないように水平方向に離間して配置されている。
これにより、上述したように、ダスト収容部３０を前記加熱炉１０や前記ブロック体６０の鉛直下方に配置することができる。
具体的には、前記支持部５１を支持するシャフト部材５２１が、シリンダによって昇降移動するように構成されており、このシャフト部材５２１が、鉛直下方から視て、少なくとも加熱炉１０やダスト排出路Ｌに重ならないように水平方向に離間して配置されている。
これにより、上述したように、ダスト収容部３０を前記加熱炉１０や前記ブロック体６０の鉛直下方に配置することができる。
前記配管部材７０は、一端が前記ブロック体６０の下端部に接続されるとともに、他端がダスト収容部３０に接続されており、この配管部材７０の内部流路７Ｓは前記ダスト排出路Ｌの下流側を形成している。
具体的にこの配管部材７０は、樹脂等から形成された弾性を有する直管状をなすものであり、例えばフルランチューブ等のシリコンチューブである。
具体的にこの配管部材７０は、樹脂等から形成された弾性を有する直管状をなすものであり、例えばフルランチューブ等のシリコンチューブである。
前記ダスト収容部３０は、ダストを捕捉するフィルタなどを有したものであり、ダスト排出路から流入した空気は、前記フィルタにほとんど妨げられることなく外部に流出するように構成されている。
しかして、本実施形態の分析装置１００は、図１に示すように、上述したダスト排出路Ｌに設けられて当該ダスト排出路Ｌに負圧を発生させる負圧発生機構９０をさらに具備しており、この負圧発生機構９０が発生させた負圧によって、ダストを加熱炉１０からダスト排出路Ｌに導くように構成されている。言い換えれば、この負圧発生機構９０は、ダスト排出路Ｌにおける負圧発生機構９０の上流側を加熱炉１０内よりも、低い圧力にするものである。その結果、加熱炉１０内のガスがダスト排出路Ｌに向かって流れ込み、このガスの流れに巻き込まれて加熱炉１０内のダストがダスト排出路Ｌに導かれる。
本実施形態では、前記負圧発生機構９０は、ダスト排出路Ｌにおける加熱炉１０側の端部に配置されており、加熱炉１０の直下に設けられている。
具体的にこの負圧発生機構９０は、図２及び図３に示すように、ダスト排出路Ｌの一部をなす貫通孔９Ｓと、前記貫通孔９Ｓにガスを供給するガス供給路９Ｌとを有するボディＢを備えており、前記ガスが前記貫通孔９Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に流れることにより、前記貫通孔９Ｓの加熱炉１０側に負圧を発生させるように構成された、いわゆるエジェクタ作用（エジェクタ機構）を利用したものである。つまり、前記ガス供給路９Ｌを流れるガスの向きは、少なくとも貫通孔９Ｓに供給される直前において、加熱炉１０からダスト収容部３０に向かう方向成分を有しており、これにより上述した負圧が発生する。ここでは、図１に示すように、前記ボディＢが、加熱炉１０の下端部に例えばＯリング等のシール部材を介して外嵌されるとともに、ブロック体６０の上端部に例えばＯリング等のシール部材を介して嵌め込まれており、前記貫通孔９Ｓが前記ダスト排出路Ｌの上流側（加熱炉１０側）を形成している。
具体的にこの負圧発生機構９０は、図２及び図３に示すように、ダスト排出路Ｌの一部をなす貫通孔９Ｓと、前記貫通孔９Ｓにガスを供給するガス供給路９Ｌとを有するボディＢを備えており、前記ガスが前記貫通孔９Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に流れることにより、前記貫通孔９Ｓの加熱炉１０側に負圧を発生させるように構成された、いわゆるエジェクタ作用（エジェクタ機構）を利用したものである。つまり、前記ガス供給路９Ｌを流れるガスの向きは、少なくとも貫通孔９Ｓに供給される直前において、加熱炉１０からダスト収容部３０に向かう方向成分を有しており、これにより上述した負圧が発生する。ここでは、図１に示すように、前記ボディＢが、加熱炉１０の下端部に例えばＯリング等のシール部材を介して外嵌されるとともに、ブロック体６０の上端部に例えばＯリング等のシール部材を介して嵌め込まれており、前記貫通孔９Ｓが前記ダスト排出路Ｌの上流側（加熱炉１０側）を形成している。
前記ガス供給路９Ｌは、加熱炉１０内のダストを清掃する際に清掃用のガスを前記貫通孔９Ｓに供給するものであり、一端開口９Ｌａに図示しないガス源からのガスが流入し、他端開口９Ｌｂから前記ガスを前記貫通孔９Ｓに流出するように構成されている。
具体的にこのガス供給路９Ｌは、図２に示すように、前記貫通孔９Ｓを形成するボディＢの内周面Ｂ１全周を周回するように開口し、深さ方向が前記貫通孔９Ｓから離れるに連れてダスト収容部３０側から加熱炉１０側に向かう方向に設定された傾斜溝９Ｌ１と、一端が前記傾斜溝９Ｌ１に開口するとともに、他端がボディＢの外周面Ｂ２に開口する連通孔９Ｌ２とを有している。
なお、ここでいう前記深さ方向とは、一端開口９Ｌａから前記傾斜溝９Ｌ１と前記連通孔９Ｌ２との接続箇所に向かう方向である。
具体的にこのガス供給路９Ｌは、図２に示すように、前記貫通孔９Ｓを形成するボディＢの内周面Ｂ１全周を周回するように開口し、深さ方向が前記貫通孔９Ｓから離れるに連れてダスト収容部３０側から加熱炉１０側に向かう方向に設定された傾斜溝９Ｌ１と、一端が前記傾斜溝９Ｌ１に開口するとともに、他端がボディＢの外周面Ｂ２に開口する連通孔９Ｌ２とを有している。
なお、ここでいう前記深さ方向とは、一端開口９Ｌａから前記傾斜溝９Ｌ１と前記連通孔９Ｌ２との接続箇所に向かう方向である。
本実施形態では、図２及び図３に示すように、前記ボディＢが、加熱炉１０側に配置される第１要素９１と、ダスト収容部３０側に配置される第２要素９２とからなる。
これらの第１要素９１及び第２要素９２は、貫通孔９１Ｓ、９２Ｓが形成されるとともに（以下、第１要素貫通孔９１Ｓ及び第２要素貫通孔９２Ｓという）、互いに対向して接触する接触面９１１、９２１（以下、第１要素側接触面９１１及び第２要素側接触面９２１という）を有する。そして、前記第１要素側接触面９１１及び前記第２要素側接触面９２１を互いに接触させて第１要素９１及び第２要素９２を組み合わせることにより、図２に示すように、前記貫通孔９Ｓ及び前記ガス供給路９Ｌが形成されるようにしてある。
これらの第１要素９１及び第２要素９２は、貫通孔９１Ｓ、９２Ｓが形成されるとともに（以下、第１要素貫通孔９１Ｓ及び第２要素貫通孔９２Ｓという）、互いに対向して接触する接触面９１１、９２１（以下、第１要素側接触面９１１及び第２要素側接触面９２１という）を有する。そして、前記第１要素側接触面９１１及び前記第２要素側接触面９２１を互いに接触させて第１要素９１及び第２要素９２を組み合わせることにより、図２に示すように、前記貫通孔９Ｓ及び前記ガス供給路９Ｌが形成されるようにしてある。
より具体的に説明すると、図３に示すように、第１要素９１は、第２要素９２に対向する第１要素側対向面９１２の外側部分が前記第１要素側接触面９１１として形成されており、この第１要素側接触面９１１の内側に前記第２要素９２に向かって突出する突出部９１３が設けられている。
この突出部９１３は、基端から先端に向かって徐々に縮径する切頭円錐形状をなし、その外周面９１４、すなわち前記第１要素側対向面９１２における内側部分は、先端から基端に向かうに連れて第１要素貫通孔９１Ｓに近づくように傾斜している。
本実施形態では、前記突出部９１３の基端が、前記第１要素側接触面９１１から第２要素９２側に所定の第１距離Ｈ１離間して設けられている。
なお、前記第１要素貫通孔９１Ｓは回転体形状をなし、前記第１要素９１は前記第１要素貫通孔９１Ｓの回転軸を中心に回転させた例えば筒状などの回転体形状をなす。
この突出部９１３は、基端から先端に向かって徐々に縮径する切頭円錐形状をなし、その外周面９１４、すなわち前記第１要素側対向面９１２における内側部分は、先端から基端に向かうに連れて第１要素貫通孔９１Ｓに近づくように傾斜している。
本実施形態では、前記突出部９１３の基端が、前記第１要素側接触面９１１から第２要素９２側に所定の第１距離Ｈ１離間して設けられている。
なお、前記第１要素貫通孔９１Ｓは回転体形状をなし、前記第１要素９１は前記第１要素貫通孔９１Ｓの回転軸を中心に回転させた例えば筒状などの回転体形状をなす。
第２要素９２は、図３に示すように、第１要素９１に対向する第２要素側対向面９２２の外側部分が前記第２要素側接触面９２１として形成されており、この第２要素側接触面９２１の内側に前記第１要素９１と反対側に向かってくぼんだ凹部９２３が形成されている。
この凹部９２３は、第１要素９１側からその反対側に向かって徐々に縮径する切頭円錐形状をなし、前記第２要素貫通孔９２Ｓの一部を形成している。この凹部９２３を形成する内周面９２４、すなわち前記第２要素側対向面９２２における内側部分は、第１要素９１側からその反対側に向かうに連れて前記第２要素貫通孔９２Ｓに近づくように傾斜している。
本実施形態では、前記凹部９２３の第１要素９１側の開口が、前記第２要素側接触面９２１から第１要素９１と反対側に、前記第１距離Ｈ１よりも長い第２距離Ｈ２離間して設けられている。
なお、前記第２貫通孔は回転体形状をなし、前記第２要素９２は前記第２要素貫通孔９２Ｓの回転軸を中心に回転させた例えば筒状などの回転体形状をなす。
この凹部９２３は、第１要素９１側からその反対側に向かって徐々に縮径する切頭円錐形状をなし、前記第２要素貫通孔９２Ｓの一部を形成している。この凹部９２３を形成する内周面９２４、すなわち前記第２要素側対向面９２２における内側部分は、第１要素９１側からその反対側に向かうに連れて前記第２要素貫通孔９２Ｓに近づくように傾斜している。
本実施形態では、前記凹部９２３の第１要素９１側の開口が、前記第２要素側接触面９２１から第１要素９１と反対側に、前記第１距離Ｈ１よりも長い第２距離Ｈ２離間して設けられている。
なお、前記第２貫通孔は回転体形状をなし、前記第２要素９２は前記第２要素貫通孔９２Ｓの回転軸を中心に回転させた例えば筒状などの回転体形状をなす。
上述した構成により、前記第１距離Ｈ１よりも前記第２距離Ｈ２の方が長いので、第２要素９２の凹部９２３に第１要素９１の突出部９１３を嵌め込むことにより、前記第１要素側接触面９１１と前記第２要素側接触面９２１とが互いに接触するとともに、突出部９１３の外周面９１４と凹部９２３を形成する内周面９２４との間、すなわち第１要素側対向面９１２の外側部分と第２要素側対向面９２２の外側部分との間に、前記第１距離Ｈ１及び前記第２距離Ｈ２の差分に応じた隙間が生じ、この隙間が上述した傾斜溝９Ｌ１となる。
なお、本実施形態では、前記突出部９１３の外周面９１４と前記凹部９２３を形成する内周面９２４とが平行な状態で離間して前記傾斜溝９Ｌ１を形成するようにしているが、傾斜溝９Ｌ１の形状は適宜変更して構わない。
なお、本実施形態では、前記突出部９１３の外周面９１４と前記凹部９２３を形成する内周面９２４とが平行な状態で離間して前記傾斜溝９Ｌ１を形成するようにしているが、傾斜溝９Ｌ１の形状は適宜変更して構わない。
一方、前記傾斜溝９Ｌ１に連通する連通孔９Ｌ２は、前記第１要素９１又は前記第２要素９２の周壁部を径方向（中心軸と直交する方向）に貫通して形成されており、ここでは、前記第２要素９２における周壁部の上部を貫通して前記傾斜溝９Ｌ１の上流側端部に接続されている。つまり、前記連通孔９Ｌ２は、前記傾斜溝９Ｌ１の底における周方向の一箇所に接続されている。
なお、この連通孔９Ｌ２には、図示しないガス源からのガスを当該連通孔９Ｌ２に導入するための導入管Ｐが差し込まれている。
なお、この連通孔９Ｌ２には、図示しないガス源からのガスを当該連通孔９Ｌ２に導入するための導入管Ｐが差し込まれている。
また、前記第１要素側接触面９１１と前記第２要素側接触面９２１とを互いに接触させることにより、前記第１要素貫通孔９１Ｓと前記第２要素貫通孔９２Ｓとが連通して、貫通孔９Ｓが形成される。
本実施形態では、前記第１要素貫通孔９１Ｓの中心軸と前記第２要素貫通孔９２Ｓの中心軸が一致するように構成されており、前記貫通孔９Ｓは概略円柱形状をなす。
本実施形態では、前記第１要素貫通孔９１Ｓの中心軸と前記第２要素貫通孔９２Ｓの中心軸が一致するように構成されており、前記貫通孔９Ｓは概略円柱形状をなす。
このように構成された負圧発生機構９０によれば、図示しないガス源からのガスを前記ガス供給路９Ｌに流入させると、前記ガスは傾斜溝９Ｌ１を周回しながら貫通孔９Ｓに向かい、ボディＢの内周面Ｂ１の全周から前記貫通孔９Ｓに流れ出る。そして、このガスが、前記貫通孔９Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に流れるので、ダスト排出路Ｌにおける前記ガス供給路９Ｌと前記貫通孔９Ｓとの合流部分よりも加熱炉１０側に負圧が発生する。
ここで、本実施形態では、上述したダスト排出路Ｌにおける貫通孔９Ｓとガス供給路９Ｌとの合流部分よりもダスト収容部３０側が閉塞可能に構成されている。
より具体的には、図１に示すように、前記ダスト排出路Ｌの一部を形成する配管部材７０に、当該配管部材７０を開閉する開閉機構Ｚが設けられている。
この開閉機構Ｚは、例えばピンチバルブを使用しており、配管部材７０であるシリコンチューブを押し潰すことにより、ダスト排出路Ｌを開状態から閉状態に切り替えるように構成されている。
より具体的には、図１に示すように、前記ダスト排出路Ｌの一部を形成する配管部材７０に、当該配管部材７０を開閉する開閉機構Ｚが設けられている。
この開閉機構Ｚは、例えばピンチバルブを使用しており、配管部材７０であるシリコンチューブを押し潰すことにより、ダスト排出路Ｌを開状態から閉状態に切り替えるように構成されている。
かかる構成により、ダスト排出路Ｌを開状態にした場合は、図４の上段に示すように、負圧発生機構９０によって負圧を発生させることができ、ダスト排出路Ｌを閉状態にした場合は、図４の下段に示すように、ガス供給路９Ｌから貫通孔９Ｓに供給されたガスがダスト収容部３０側から加熱炉１０側に流れて、加熱炉１０内に流入する。
このことから、試料Ｘの分析時に前記開閉機構Ｚによってダスト排出路Ｌを閉状態に切り替えることで、ダスト排出路Ｌから加熱炉１０内に流入したガスが、加熱炉１０内で生じた試料ガスを、加熱炉１０の上側に形成されたガス導出口に導く。
つまり、分析時には、ガス供給路９Ｌから貫通孔９Ｓに供給されるガスを、試料ガスを分析計に導くためのキャリアガスとして用いることができる。
このことから、試料Ｘの分析時に前記開閉機構Ｚによってダスト排出路Ｌを閉状態に切り替えることで、ダスト排出路Ｌから加熱炉１０内に流入したガスが、加熱炉１０内で生じた試料ガスを、加熱炉１０の上側に形成されたガス導出口に導く。
つまり、分析時には、ガス供給路９Ｌから貫通孔９Ｓに供給されるガスを、試料ガスを分析計に導くためのキャリアガスとして用いることができる。
貫通孔９Ｓに供給されるガスとしては、不燃性ガス及び可燃性ガスが用意されており、本実施形態の分析装置１００は、前記貫通孔９Ｓに供給されるガスを不燃性ガス又は可燃性ガスに切り替える図示しないガス種切替機構をさらに具備している。
このガス種切替機構は、例えばガス源からのガスを前記ガス供給路９Ｌに導く流路上に設けられた開閉弁などを使用したものであり、ここでは、加熱炉１０内のダストを排出させる清掃時には、清掃用ガスとして不燃性ガスである窒素が前記ガス供給路９Ｌに流入し、分析時には、可燃性ガスである酸素が前記ガス供給路９Ｌに流入するようにしている。
このガス種切替機構は、例えばガス源からのガスを前記ガス供給路９Ｌに導く流路上に設けられた開閉弁などを使用したものであり、ここでは、加熱炉１０内のダストを排出させる清掃時には、清掃用ガスとして不燃性ガスである窒素が前記ガス供給路９Ｌに流入し、分析時には、可燃性ガスである酸素が前記ガス供給路９Ｌに流入するようにしている。
このように構成された本実施形態に係る分析装置１００によれば、負圧発生機構９０がダスト排出路Ｌにおける加熱炉１０側の端部に設けられているので、この負圧発生機構９０が発生させた負圧による吸引力をほとんど圧損させることなく用いることができ、加熱炉１０内のダストを従来に比べて効率良く除去することが可能となる。
また、ガス供給路９Ｌに流入させたガスが内周面Ｂ１の全周から貫通孔９Ｓに供給されるので、貫通孔９Ｓを加熱炉１０側からダスト収容部３０側に向かうガスの流れには偏りが生じにくく、加熱炉１０内のダストをより確実にダスト排出路Ｌに導くことができる。
さらに、第１部材及び第２部材を対向させて組み合わせることで、貫通孔９Ｓ及びガス供給路９Ｌを形成することができるので、負圧発生機構９０を簡単な構成にすることができ、低コストで製造することが可能となる。
加えて、開閉機構Ｚによってダスト排出路Ｌを閉塞又は開放することにより、ガス供給路９Ｌから貫通孔９Ｓに供給するガスを、加熱炉１０内のダストを除去するための清掃用ガスと、試料ガスを分析計に導くためのキャリアガスとの両方に兼用することができるようになる。
さらに加えて、従来ダスト収容部３０の下流側に設けられていた吸引機構を不要にすることができるので、装置全体を小型化することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、負圧発生機構が、ダスト排出路Ｌにおける加熱炉側の端部に配置されていたが、負圧発生機構は、加熱炉とダスト収容部との間、すなわちダスト排出路上に設けられていれば良く、例えば図５に示すように、ブロック体６０と配管部材７０との間に設けられていても良いし、図示しないが一対の配管部材の間に設けられていても良い。
また、前記実施形態の負圧発生機構は、第２要素に連通孔が設けられていたが、図６に示すように、第１要素９１に連通孔９Ｌ２が設けられていても構わない。
さらに、前記実施形態の傾斜溝は、ボディの内周面全周を周回するように開口していたが、傾斜溝は、ボディの内周面の一部に開口していても構わない。
そのうえ、連通孔は、必ずしも傾斜溝の底に接続されている必要はないし、必ずしも貫通孔の中心軸に直交して形成されている必要もない。また、複数の連通孔が形成されていても良く、この場合は、各連通孔がそれぞれ傾斜溝の互いに異なる部分（例えば貫通孔の中心軸を中心とした点対称となる部分）に接続されていれば良い。
さらに、前記実施形態の開閉機構は、ピンチバルブを使用して配管部材であるシリコンチューブを押し潰すように構成されていたが、例えば蓋体を使用して負圧発生機構の貫通孔におけるガス供給路との合流部分よりもダスト収容部側を閉塞するように構成されていても良い。
なお、ダスト排出路Ｌは必ずしも閉塞可能にする必要はなく、分析装置は開閉機構を具備していなくても良い。
なお、ダスト排出路Ｌは必ずしも閉塞可能にする必要はなく、分析装置は開閉機構を具備していなくても良い。
加えて、前記実施形態の加熱機構は、高周波誘導加熱法式のものであったが、例えば試料を黒鉛のるつぼに収容させ、加熱機構としてるつぼを通電加熱する通電加熱法式のものを用いても構わない。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
本発明によれば、試料収容部内で生じたダストを従来よりも効率良く除去することができる。
Claims (6)
- 試料収容部内で試料を加熱し、それにより生じる試料ガスを分析する分析装置において、
前記試料収容部内に連通するとともに、前記試料を加熱することにより生じるダストを排出するダスト排出路と、
前記ダスト排出路から排出されたダストを収容するダスト収容部と、
前記ダスト排出路に設けられて前記ダスト排出路に負圧を発生させる負圧発生機構とを具備し、
前記負圧発生機構が発生させた負圧によって、前記ダストを前記試料収容部から前記ダスト排出路に導くように構成されており、
前記負圧発生機構が、
前記ダスト排出路の一部をなす貫通孔と、前記貫通孔にガスを供給するガス供給路とを有するボディを備えており、
前記ガスが前記貫通孔を試料収容部側からダスト収容部側に向かって流れて、前記貫通孔の試料収容部側に負圧が発生するように構成されていることを特徴とする分析装置。 - 前記負圧発生機構が、前記ダスト排出路における試料収容部側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の分析装置。
- 前記ガス供給路が、
前記貫通孔を形成する内周面に周回するように開口し、深さ方向が前記貫通孔から離れるに連れてダスト収容部側から試料収容部側に向かう方向に設定された傾斜溝と、
一端が前記傾斜溝に開口するとともに、他端が前記ボディの外周面に開口する連通孔とから形成されており、
前記連通孔が、前記深さ方向に対して傾いていることを特徴とする請求項１記載の分析装置。 - 前記ボディが、試料収容部側に配置される第１要素と、ダスト収容部側に配置される第２要素とを備えており、
前記第１要素及び前記第２要素は、前記貫通孔が形成されるとともに、互いに接触する接触面を有したものであり、
前記第１要素は、前記接触面の内側に前記第２要素に向かって突出する突出部をさらに有し、
前記第２要素は、前記接触面の内側に前記第１要素と反対側に向かってへこむ凹部が形成されており、
前記第１要素及び前記第２要素の前記接触面が互いに接触した状態において、前記凹部に前記突出部が嵌め込まれるとともに、前記突出部の外周面と前記凹部の内周面との間に前記傾斜溝が形成されており、
前記連通孔が、前記第１要素又は前記第２要素の周壁部を貫通して形成されていることを特徴とする請求項３記載の分析装置。 - 前記ダスト排出路における前記貫通孔と前記ガス供給路との合流部分よりもダスト収容部側が閉塞可能に構成されており、
前記ダスト排出路が閉塞されることにより、前記ガス供給路から供給されたガスが、ダスト収容部側から試料収容部側に流れて前記試料収容部内に流入することを特徴とする請求項１記載の分析装置。 - 前記ガス供給路から前記貫通孔に供給されるガスを可燃性ガス又は不燃性ガスに切り替えるガス種切替機構をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の分析装置。
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