JPH07174749A

JPH07174749A - 恒温槽

Info

Publication number: JPH07174749A
Application number: JP10903894A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Otsuki; 聡大槻; Masayuki Adachi; 正之足立; Yutaka Yamagishi; 豊山岸
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1994-04-24
Publication date: 1995-07-14
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3088606B2

Abstract

(57)【要約】【目的】カラムをそのどの部分においても均一に加熱
することができる恒温槽を提供すること。【構成】密閉可能な恒温槽本体１内のほぼ中央にシロ
ッコファン７を設け、このシロッコファン７の中心部に
発熱体１２を配置するとともに、シロッコファン７の外
方に環状に形成されたカラム１６をシロッコファン７と
同心状に配置し、さらに、シロッコファン７とカラム１
６との間に複数の仕切り板１９を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クロマトグラフィー
分析などに用いる恒温槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばクロマトグラフィー分析に用いる
恒温槽は、従来、図１０に示すように構成されていた。
すなわち、この図において、５１は密閉可能な状態に構
成された恒温槽本体で、その内部空間５２は、立方体ま
たは直方体などの箱型に形成されている。そして、この
箱型空間５２の一端側には、環状に形成されたカラム５
３がその環状中心を水平になるように適宜の保持部材
（図示してない）によって保持されている。５４は箱型
空間５２の他端側に配置されるプロペラ型ファンで、恒
温槽本体５１の外部に設けられた駆動部５５により回転
駆動される。

【０００３】５６はカラム５３とファン５４との間に垂
直方向に設けられる仕切り板で、その表面には複数の通
風孔（図示してない）が開設されている。そして、この
仕切り板５６の一方の側（例えばファン５４側）には、
電熱線よりなる発熱体５７が環状のカラム５３に対応す
るように環状に保持されている。

【０００４】このように構成された恒温槽においては、
サンプルは、カラム５３の一方の端部５３ａからサンプ
ルが導入され、他方の端部５３ｂから出ていく。そし
て、発熱体５７が発熱することにより、その熱がファン
５４の回転によって生ずる気流によって環状のカラム５
４側に送られ、これによって、カラム５４内を移動する
サンプルが加熱される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ファン
５４の回転により恒温槽本体５１内に生ずる気流は、図
において矢印で示すように、まず、恒温槽本体５１の内
部側壁に沿って上昇または下降し、仕切り板５６の上部
または下部の通風孔を通過してカラム５３側に至り、そ
の後、カラム５３の中央部および仕切り板５６の中央部
を通ってファン５４に吸い込まれるように流れて循環す
る。

【０００６】この場合、恒温槽５１の内部空間５２が箱
型であるため、内部空間５２の対角線方向の長さと辺方
向の長さとに差があり、したがって、環状のカラム５３
の周方向における熱風の当たり方に差が生じ、このた
め、カラム５３に対する加熱にムラが生じる。カラム５
３の加熱が均一に行われないと、その内部のサンプルの
挙動にバラツキが生じ、リテンションタイムなどに微妙
な影響が及ぼされることとなり、クロマトグラフィー分
析の測定精度に悪影響が及ぼされる。

【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、カラムをそのどの部分においても均一に加熱
することができる恒温槽を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の恒温槽は、密閉可能な恒温槽本体内のほ
ぼ中央にシロッコファンを設け、このシロッコファンの
中心部に発熱体を配置するとともに、シロッコファンの
外方に環状に形成されたカラムをシロッコファンと同心
状に配置し、さらに、シロッコファンとカラムとの間に
複数の仕切り板を配置したことを特徴としている。

【０００９】そして、この構成に代えて、密閉可能な恒
温槽本体内のほぼ中央にシロッコファンを設け、このシ
ロッコファンの外方に環状に形成された発熱体をシロッ
コファンと同心状に配置し、さらに、この発熱体の外方
に環状に形成されたカラムをシロッコファンおよび発熱
体と同心状に配置し、さらに、シロッコファンと発熱体
との間に複数の仕切り板を配置するようにしてもよい。

【００１０】また、上記の恒温槽では、いずれも仕切り
板を設けていたが、これを省略してもよい。

【００１１】さらに、恒温槽本体の内壁を円筒状に形成
してもよい。

【００１２】

【作用】例えばシロッコファンとカラムとの間に複数の
仕切り板を放射状に設けた場合、発熱体から発せられる
熱は、放射状に広がってカラムに均一に伝えられる。そ
の結果、カラムの周方向における位置の違いによる温度
偏差をなくすことができ、カラムのどの部分も均一に加
熱される。上記他の構成を採用した場合も、ほぼ同様の
効果が得られる。

【００１３】

【実施例】まず、図１〜図３は、この発明の第１実施例
を示し、これらの図において、１は恒温槽本体で、その
周囲には適宜の断熱材２で囲まれている。この恒温槽本
体１は、詳細には図示してないが、密閉可能で、例えば
前面側に設けた扉を開閉できるように構成されている。
そして、恒温槽本体１の内壁３は、直立した円筒状に形
成されている。４はこのような内壁３に囲まれた内部空
間を示している。５は恒温槽本体１の内部下方に設けら
れる環状のベースフレームで、その中央から放射状に桟
６が設けられている。

【００１４】７は恒温槽本体１のほぼ中央に設けられ、
円周部分に羽根８が形成されたシロッコファンで、その
回転軸９が鉛直となるように、スラスト軸受（図示して
ない）を介してベースフレーム５上に保持載置されてい
る。１０はシロッコファン７の駆動部で、例えば恒温槽
本体１の外部下方に設けられている。１１は電源リード
である。

【００１５】１２はシロッコファン７の中心部（内方）
にこれと同心状に配置される円環状の発熱体（ヒータ）
であり、この発熱体１２は、ベースフレーム５に立設さ
れた支柱１３によってほぼ水平に保持された上部支持部
材１４に吊り下げられるようにして保持され、その両端
部は、適宜の引出し部材１５を介して恒温槽本体１外に
導出されている。

【００１６】１６は発熱体１２の外方に、これを囲むよ
うにしてシロッコファン７および発熱体１２と同心状に
設けられる例えば直径１８０〜２００ｍｍ程度の環状に
形成されたカラムで、内径が０．１〜０．３ｍｍ程度の
細い管よりなる。このカラム１６の両端部は、適宜の引
出し部材１７を介して恒温槽本体１外に導出されてい
る。１８はカラム１６の形状が崩れないようにするため
の保持部材で、前記桟６に立設されている。

【００１７】１９はシロッコファン７とカラム１６との
間に、ベースフレーム５に立設される複数の仕切り板
で、例えば適宜の厚さのステンレス鋼板からなり、図３
に明示するように、円周を８等分するように、放射状に
設けられている。この場合、仕切り板１９の上端がシロ
ッコファン７の上端よりやや高くなるようにするのがよ
い。

【００１８】次に、上述のように構成された恒温槽の動
作について説明する。今、シロッコファン７を動作させ
ると、外方に向かう気流が生ずる。この気流は、シロッ
コファン７の周囲に放射状に等分配置された複数の仕切
り板１９によって放射状となる。この状態で、発熱体１
２に通電し、これを発熱させると、その全周から熱が発
生する。この熱は、前記外方に向かって放射状に流れる
気流によって仕切り板１９の外方に設けられたカラム１
６方向に運ばれる。これにより、カラム１６が加熱され
る。

【００１９】カラム１６に当たりこれを加熱した気流
は、カラム１６の外側から恒温槽本体１の上部空間また
は下部空間を通ってシロッコファン７の中心部に還流す
る。このように、シロッコファン７とカラム１６との間
に複数の仕切り板１９を放射状に配置したことにより、
シロッコファン７によって生ずる気流が整流されかつ放
射状に流れ、したがって、発熱体１２からの熱も同様に
移動することにより、カラム１６は、その周方向に均一
に加熱され、その周方向における温度分布が均一にな
る。

【００２０】そして、この実施例においては、恒温槽本
体１の内部空間４は、円筒状の内壁２によって囲まれて
いるので、カラム１６の周方向の温度分布の均一化をよ
り一層効果的に実現できる。

【００２１】上述の実施例においては、恒温槽本体１の
ほぼ中央にシロッコファン７を設け、このシロッコファ
ン７の中心部に発熱体１２を配置するとともに、シロッ
コファン７の外方に環状に形成されたカラム１６をシロ
ッコファン７と同心状に配置し、さらに、シロッコファ
ン７とカラム１６との間に複数の仕切り板１９を放射状
に配置していたが、仕切り板１９を必ずしも放射状に設
ける必要はなく、そして、シロッコファン７と発熱体１
２との配置関係を逆にしてもよく、また、厳しい温度管
理が必ずしも要求されない場合には、仕切り板１９を省
略してもよい。以下、これらの別実施例について、図４
〜図８を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図４は、この発明の第２実施例を示すもの
で、この実施例においては、シロッコファン７とカラム
１６との間に、例えば８枚の仕切り板１９をシロッコフ
ァン７の接線方向に等分配置している。この場合、仕切
り板１９は、その上端がシロッコファン７の上端よりや
や高くなるように、ベースフレーム５に立設される。

【００２３】この第２実施例の恒温槽においては、シロ
ッコファン７の周囲をやや密に仕切り板１９を設けてい
るので、発熱体１２の熱がカラム１６に対して直接輻射
されることが少なくなるが、第１実施例と同様に、シロ
ッコファン７による気流が仕切り板１９によって整流さ
れることにより、カラム１６は、その周方向に均一に加
熱され、その周方向における温度分布が均一になる。

【００２４】図５は、この発明の第３実施例を示すもの
で、この実施例においては、シロッコファン７とカラム
１６との間に、例えば３枚の仕切り板１９をシロッコフ
ァン７の接線方向に等分配置している。この場合、仕切
り板１９は、詳細には図示してないが、ベースフレーム
５に立設されるのではなく、その下端がシロッコファン
７の上端よりやや高くなるように、上部支持部材１４に
吊り下げられる。

【００２５】この第３実施例の恒温槽においては、第２
実施例に比べて仕切り板１９の枚数が少なく、したがっ
て、第２実施例に比べて気流が整流される度合いは少な
いものの、第１実施例と同様に、気流が放射状に流れる
ことにより、カラム１６は、その周方向に均一に加熱さ
れ、その周方向における温度分布が均一になる。

【００２６】上述の第１〜第３実施例はいずれも、シロ
ッコファン７の中心に発熱体１２を設けたものであった
が、この配置関係を逆にしてもよい。この場合、仕切り
板１９は、シロッコファン７と発熱体１２との間に設け
られる。すなわち、図６は、この発明の第４実施例を示
すもので、この実施例においては、恒温槽本体１のほぼ
中央にやや小径のシロッコファン７を配置し、その外方
に円環状の発熱体１２がシロッコファン７と同心状に設
け、発熱体１２の外方に円環状のカラム１６をシロッコ
ファン７および発熱体１２と同心状に設けるとともに、
シロッコファン７と発熱体１２との間に、例えば８枚の
仕切り板１９を放射状に等分配置している。

【００２７】この第４実施例の恒温槽においては、シロ
ッコファン７によって発生された気流は、仕切り板１９
によって整流されて放射状に発熱体１２方向に流れ、発
熱体１２において発せられた熱は、前記放射状の気流に
乗せられたカラム１６方向に移動する。したがって、こ
の実施例においても、第１実施例と同様に、カラム１６
は、その周方向に均一に加熱され、その周方向における
温度分布が均一になる。

【００２８】なお、前記第４実施例においては、仕切り
板１９を放射状に設けていたが、これに代えて、図４、
図５に示した第２、第３実施例と同様に、仕切り板１９
をシロッコファン７の接線方向に設けるようにしてもよ
い（図示省略）。

【００２９】上記第１〜第４実施例のいずれにおいても
仕切り板１９を設けて、恒温槽本体１内において整流ま
たは放射状の気流を誘起し、この気流によって、発熱体
１２が発生する熱をカラム１６方向に送るようにしてい
たが、シロッコファン７は、その周方向に気流を発生さ
せることができるので、前記仕切り板１９を設けなくと
も、カラム１６をその周方向に均一に加熱し、その周方
向における温度分布を均一にすることができる。

【００３０】図７および図８は、仕切り板１９を設けて
ない実施例を示す。すなわち、図７は、この発明の第５
実施例を示すもので、この実施例においては、恒温槽本
体１のほぼ中央にやや小径のシロッコファン７を配置
し、その外方に円環状の発熱体１２をシロッコファン７
と同心状に設け、発熱体１２の外方に円環状のカラム１
６をシロッコファン７および発熱体１２と同心状に設け
ている。

【００３１】この第５実施例の恒温槽においては、シロ
ッコファン７を動作させた状態で発熱体１２に通電しこ
れを発熱させると、その全周から熱が輻射される。そし
て、この熱は、シロッコファン７の羽根８によってその
外方に放射状に送り出される気流によってカラム１６方
向に運ばれる。これによって、カラム１６が加熱され
る。カラム１６に当たりこれを加熱した気流は、カラム
１６の外側から恒温槽本体１の上部空間または下部空間
を通って発熱体１２の中心部に還流する。このようにし
て熱の移動が行われることにより、カラム１６は、その
周方向に均一に加熱され、その周方向における温度分布
が均一になる。

【００３２】図８は、この発明の第６実施例を示すもの
で、この実施例においては、恒温槽本体１内のほぼ中央
に円環状の発熱体１２を設け、この発熱体１２の外方に
シロッコファン７を同心状に配置し、このシロッコファ
ン７の外方にカラム１４をシロッコファン７と同心状に
配置している。この実施例の動作は、第５実施例とほぼ
同じであるのでその詳細な説明は省略する。この実施例
においても、カラム１６は、その周方向に均一に加熱さ
れ、その周方向における温度分布が均一になる。また、
この実施例においては、発熱体１２の輻射熱がカラム１
６に直接当たることはない。

【００３３】図９は、第１実施例（図１〜図３）、第２
実施例（図４）、第３実施例（図５）および第５実施例
（図７）それぞれの恒温槽において、５０℃に恒温槽本
体１内を５０℃に温調したときにおける温度変化を示す
もので、これらの温度変化曲線から、恒温槽本体１内に
おける温調リップルの生じ具合とカラム１６の温度位置
偏差（カラム１６の各位置における温度差）の大きさが
判る。

【００３４】すなわち、図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）お
よび（Ｄ）は、それぞれ前記第１実施例、第２実施例、
第３実施例（ここまでの実施例は、シロッコファン７と
仕切り板１９とを設けたもの）および第５実施例（シロ
ッコファン７を設けているが、仕切り板１９は設けてな
い）の試験結果を示すものである。そして、同図（Ｅ）
は、比較例であり、第５実施例の恒温槽においてシロッ
コファン７を回転させなかったものである。

【００３５】この図９の結果をより詳しく説明すると、
同図（Ｅ）に示すように、シロッコファン７を設けて
も、これを動作させず、恒温槽本体１内の空気を攪拌し
ない場合は、時間経過による温度のうねりがきわめて大
きく、また、温度位置偏差は２．５℃もあった。

【００３６】これに対して、第１実施例のように、シロ
ッコファン７を設けるとともに、仕切り板１９を放射状
に設けた場合は、同図（Ａ）に示すように、温調リップ
ルがほとんどなく、温度位置偏差も０．５℃と非常に小
さい。

【００３７】そして、第２実施例のように、シロッコフ
ァン７を設けるとともに、仕切り板１９をシロッコファ
ン７の接線方向にやや密に設けた場合は、同図（Ｂ）に
示すように、多少の温調リップルは生ずるものの、１．
０℃以内であり、また、温度位置偏差も０．５℃と非常
に小さい。

【００３８】また、第３実施例のように、シロッコファ
ン７を設けるとともに、仕切り板１９をシロッコファン
７の接線方向にやや疎らに設けた場合は、同図（Ｃ）に
示すように、多少の温調リップルは生ずるものの、１．
０℃以内であり、また、温度位置偏差も０．４℃と非常
に小さい。

【００３９】さらに、第５実施例のように、シロッコフ
ァン７を設けているが、仕切り板１９は設けてない場合
は、温調リップルが大きくなるものの、時間経過による
温度のうねりはない。また、温度位置偏差も１．４℃と
前記比較例と比べた場合、かなり改善されている。

【００４０】これらの事柄から、上記いずれの実施例に
おいても、カラム１６の周方向に均一に熱風を当てて周
方向の温度分布を均一にすることができる。したがっ
て、カラム１６内のサンプルの挙動を一定化することが
できるので、リテンションタイムの高い再現性が得ら
れ、クロマトグラフィー分析の測定精度を高めることが
できる。

【００４１】特に、シロッコファン７と仕切り板１９と
を組み合わせて設けた恒温槽においては、リップルがほ
とんどないか、あったとしても僅かであるので、リテン
ションタイムなどが厳しく管理されるクロマトグラフィ
ー分析に特に好適である。

【００４２】なお、第１〜第３実施例および第６実施例
において、発熱体１２を円環状に形成しているが、この
ようにする必要はなく、周囲に均等に熱を輻射できるよ
うに形成してあればよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、カラムの周方向に均一に熱風を当ててその周方向の
温度分布を均一にすることができる。したがって、カラ
ム内のサンプルの挙動を一定化することができるので、
リテンションタイムの高い再現性が得られ、クロマトグ
ラフィー分析の測定精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る恒温槽の構成を示
す縦断面図である。

【図２】前記恒温槽の要部を示す斜視図である。

【図３】前記恒温槽の構成を示す模式的に示す説明図で
ある。

【図４】この発明の第２実施例に係る恒温槽の構成を示
す模式的に示す説明図である。

【図５】この発明の第３実施例に係る恒温槽の構成を示
す模式的に示す説明図である。

【図６】この発明の第４実施例に係る恒温槽の構成を示
す模式的に示す説明図である。

【図７】この発明の第５実施例に係る恒温槽の構成を示
す模式的に示す説明図である。

【図８】この発明の第６実施例に係る恒温槽の構成を示
す模式的に示す説明図である。

【図９】この発明の代表的な実施例の恒温槽における温
調リップルと温度位置偏差との測定結果を示す図であ
る。

【図１０】従来の恒温槽の構成を概略的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１…恒温槽本体、２…内壁、７…シロッコファン、１２
…発熱体、１６…カラム、１９…仕切り板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉可能な恒温槽本体内のほぼ中央にシ
ロッコファンを設け、このシロッコファンの中心部に発
熱体を配置するとともに、シロッコファンの外方に環状
に形成されたカラムをシロッコファンと同心状に配置
し、さらに、シロッコファンとカラムとの間に複数の仕
切り板を配置したことを特徴とする恒温槽。
【請求項２】密閉可能な恒温槽本体内のほぼ中央にシ
ロッコファンを設け、このシロッコファンの外方に環状
に形成された発熱体をシロッコファンと同心状に配置
し、さらに、この発熱体の外方に環状に形成されたカラ
ムをシロッコファンおよび発熱体と同心状に配置し、さ
らに、シロッコファンと発熱体との間に複数の仕切り板
を配置したことを特徴とする恒温槽。
【請求項３】密閉可能な恒温槽本体内のほぼ中央にシ
ロッコファンを設け、このシロッコファンの中心部に発
熱体を配置するとともに、シロッコファンの外方に環状
に形成されたカラムをシロッコファンと同心状に配置し
たことを特徴とする恒温槽。
【請求項４】密閉可能な恒温槽本体内のほぼ中央にシ
ロッコファンを設け、このシロッコファンの外方に環状
に形成された発熱体をシロッコファンと同心状に配置
し、さらに、この発熱体の外方に環状に形成されたカラ
ムをシロッコファンおよび発熱体と同心状に配置したこ
とを特徴とする恒温槽。
【請求項５】恒温槽本体の内壁が円筒状である請求項
１〜４のいずれかに記載の恒温槽。