JPH08145972A - カラムオーブン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断熱性を有するとともに、必要なときに断熱
性を低下させて迅速に冷却することができるカラムオー
ブンを提供する。 【構成】 保温容器（１２）外壁面が複数の分割された
断熱材（１４ａ〜１４ｄ）により囲繞され、各断熱材に
は保温容器外壁面との距離を変化させる駆動手段（１
５、１６、１７、１９、２０）を設けて、断熱性を調整
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスクロマトグラフ装
置、液体クロマトグラフ装置等に用いるカラムオーブン
に関し、より詳しくは断熱材により囲まれた保温容器を
有するカラムオーブンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスクロマトグラフ等で昇温分析を行う
場合に、カラムオーブンが用いられる。図３に従来から
のガスクロマトグラフ装置に用いられているカラムオー
ブンの概略断面図を示す。このカラムオーブン５０は図
示しない扉により開閉が可能なハウジング５１の中に保
温容器５２が内蔵され、保温容器５２の内部にはヒータ
５３が設けられている。保温容器５２の外壁面にはこれ
と接するように断熱材５４が取り付けられ、保温力を高
めてある。そして、昇温するときはヒータ５３に通電
し、図示しない温度制御機構により所望の温度プログラ
ムによる加熱を行えるようにしている。また、エアバス
式の保温容器の場合には、保温容器５２に図示しない排
気口と吸気口とが設けてあり、保温容器内にあるヒータ
５３により昇温させた空気を保温容器内に設けたファン
により循環させることによって保温容器内を加熱するよ
うにし、冷却するときはヒータを停止して外気を取り込
んで循環させることによって冷却させるようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなカラムオ
ーブンでは、保温容器を囲む断熱材を厚くすることによ
り断熱性を良くすることができ、外気の影響を受けにく
くすることができる。しかしながら、ひとたび昇温する
と断熱性が良いことから冷却に時間がかかってしまうこ
ととなった。また、急速な加熱を行った場合にはオーバ
シュート現象が生じやすく、オーバシュートのおきない
ような制御をすることが困難であった。もしもオーバシ
ュートを起こさないように昇温しようとすれば昇温速度
をゆっくりしなければならず、結局高温状態で安定させ
るためには時間がかかった。

【０００４】一方、断熱材を薄くすると、冷却能力が増
すことから、急速加熱時の制御特性も良くなり、オーバ
シュートも生じにくくなって、制御が安定するまでの時
間は短くなるが、連続して一定温度に維持するような場
合に電力の消費が大きくなるという問題が生じるととも
に、外気の影響を受けやすくなるという問題があった。

【０００５】本発明は以上のような問題を解決し、冷却
速度は早く、安定するまでの時間は短くできるととも
に、連続加熱中の電力消費量は大きくならず、しかもオ
ーバシュートが生じにくく温度制御がやりやすいという
カラムオーブンを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明のカラオーブン装置は、断熱材で囲繞
された保温容器内にカラムを取り付けて昇温するカラム
オーブンにおいて、保温容器外壁面が複数の分割された
断熱材により囲繞され、各断熱材には保温容器外壁面と
の距離を変化させる駆動手段を設けたことを特徴とす
る。以下、このカラムオーブンがどのように作用するか
を説明する。

【０００７】

【作用】本発明のカラムオーブンでは、加熱のときには
断熱材は保温容器外壁面に密着させ、従来装置と同じく
断熱性を良くしておく。一方、冷却時には断熱材は駆動
手段により保温容器から離隔することにより、保温容器
の断熱性を低下させて冷却速度が増すようにする。さら
に、加熱の後半や温調時には保温容器と断熱材との間隔
を最適値にして適度の断熱性を保つことにより最も効率
よい温度調節を行うこともできる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すカラムオーブンの断
面図であり、図２は図１のカラムオーブンの冷却時の状
態を示す断面図である。

【０００９】このカラムオーブン１０は図示しない扉に
より開閉が可能なハウジング１１の中に保温容器１２が
内蔵され、保温容器１２の内部にはヒータ１３が設けら
れている。保温容器１２の外壁側には複数に分割された
断熱材１４ａ〜１４ｄが、保温容器を囲むように取り付
けられている。各断熱材１４ａ〜１４ｄにはワイヤ１５
ａ〜１５ｄが接続されており、このワイヤはプーリ１６
ａ〜１６ｄを介してワイヤ巻取りローラ１７ａ〜１７ｄ
に巻かれている。そして、各巻取りローラ１７ａ〜１７
ｄはローラ制御部１８からの信号により、それぞれの巻
取りローラ１７ａ〜１７ｄに接続されている図示しない
モータが回転されることによってワイヤ１５ａ〜１５ｄ
が巻取られ、断熱材１４ａ〜１４ｄが保温容器１２から
離隔されるようにしてある。一方、断熱材１４ａ〜１４
ｄの外側には支持体１９が設けられており、これと断熱
材１４ａ〜１４ｄとの間には、ワイヤの一部を囲むよう
にしてバネ２０ａ〜２０ｄが取り付けられている。この
バネ２０ａ〜２０ｄは断熱材１４ａ〜１４ｄが離隔した
状態のときに付勢されるようになっている。

【００１０】次に、この装置の動作を説明する。保温容
器１２内にキャピラリカラムを取り付け、試料を導入し
て加熱を開始する。加熱開始時は図１に示すような断熱
材１４ａが保温容器１２に接した状態にしておく。すな
わち、ローラ制御部１８からワイヤ１５ａ〜１５ｄの巻
取りを行わない状態にする信号を送ることにより、各断
熱材１４ａ〜１４ｄがバネ２０ａ〜２０ｄの付勢力によ
り保温容器１２に押し当てられる状態にしておく。これ
により、保温容器１２は断熱材１４ａ〜１４ｄにより密
着した状態で囲まれるので、断熱性が良い状態に置かれ
る。この状態で加熱することにより、放熱によるロスが
少ない状態で加熱が行われる。続いてある程度の加熱を
終えると、保温容器１２と断熱材１４ａ〜１４ｄとの間
の間隔を適切な状態に調整する。すなわち、ローラ制御
部１８から断熱材１４ａ〜１４ｄをわずかに離隔した状
態にするためのワイヤの巻取り信号を送ることにより、
断熱材１４ａ〜１４ｄと保温容器との間にわずかな隙間
を設ける。これにより、適度な放熱が生じて、加熱と冷
却の調整が容易となり、温度制御が最も効率的に行える
ようになる。特に急速に加熱する際にはオーバシュート
を防ぐことができ、迅速に目標値に到達させることがで
きる。また、逆の動作を行うことにより急速冷却の後
に、短時間で目標温度に安定させることも容易になる。

【００１１】なお、高温に保持する場合など断熱性を低
下させずとも十分に制御できる温度制御領域では断熱材
１４ａ〜１４ｄを保温容器１２に密着した状態のままで
使用してもよい。その場合は放熱による電力消費ロスを
低減することができる。

【００１２】加熱を終了し、冷却する場合には、ローラ
制御部１８から断熱材１４ａ〜１４ｄを最大限離隔した
状態にするための信号を送る。これによりワイヤ１５ａ
〜１５ｄが巻取られ、断熱材１４ａ〜１４ｄと保温容器
１２との間隔が広げられ、保温容器の冷却が促進され
る。

【００１３】本実施例では、ワイヤ１５ａ〜１５ｄ、バ
ネ２０ａ〜２０ｄ等による断熱材の駆動手段を用いた
が、これに限るものではない。たとえば、図４に示すよ
うに断熱材に一軸ステージ３０とこれを駆動するステッ
ピングモータ３１とを取り付けて、モータの回転運動を
ラックピニオン機構やウォームギヤ機構により並進運動
に変える技術を利用してステージを前進後退させてもよ
い。

【００１４】さらには、図５に示すように、エアシリン
ダ３２を使用して、エアシリンダ３２に供給する圧力媒
体の供給を制御することにより、断熱材を駆動するよう
にしてもよい。

【００１５】また、本実施例では各断熱材ごとにモータ
などの駆動機構を設けたが、すべての断熱材を１つの駆
動機構により１カ所で駆動できるように駆動力の伝達手
段を設けてもよい。エアシリンダを用いた場合には、圧
力媒体の供給流路を各断熱材に取り付けたエアシリンダ
に接続するだけでよいので、１カ所で制御するほうが制
御が簡単に行える。

【００１６】本実施例では保温容器の形状は球形として
が、保温容器の形状はこれに限るものではなく、たとえ
ば箱形の保温容器としてもよい。この場合、上下左右前
後の各面ごとに断熱材を分割すればよい。また、扉を有
する面などで構造が複雑になる面については断熱材の駆
動を行わず、残りの面についてのみ断熱材の調整を行う
ようにしてもよい。

【００１７】なお、断熱材自身を冷却するために、エア
バス方式においては保温容器と断熱材の間に空気を送り
込むようにすれば、さらに冷却速度は向上する。このよ
うなカラムオーブンでは以下のような構成になる。断熱
材で囲繞された保温容器内にカラムを取り付けるととも
に、保温容器とハウジングの間に設けたファンを駆動す
ることにより保温容器の壁面に設けた吸気口および排気
口を介して保温容器内の空気を循環するようにしたエア
バス式のカラムオーブンにおいて、保温容器外壁面が複
数の分割された断熱材により囲繞され、各断熱材には保
温容器外壁面との距離を変化させる駆動手段を設け、冷
却時にはファンにより断熱剤と保温容器との間の空隙に
空気を送り込むようにしたことを特徴とするカラムオー
ブン。

【００１８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
比較的厚い断熱材を使用してこの断熱材と保温容器との
間隔を調整可能にしたので、加熱、冷却それぞれの動作
に応じて断熱性を調整することができ、その結果、加熱
時には断熱性を良くして、外気の影響を受けにくくし、
加熱を効率的に行うことができ、冷却時には断熱性を低
下して冷却を迅速に行うことができる。また、温度調節
時には適度な断熱性に調節することにより、オーバシュ
ートの生じない適切な制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるカラムオーブンの断面
図。

【図２】図１の装置の冷却時の状態を示す断面図。

【図３】従来からの装置の断面図。

【図４】本発明の他の実施例であるカラムオーブンの要
部断面図。

【図５】本発明の他の実施例であるカラムオーブンの要
部断面図。

【符号の説明】

１０：カラムオーブン １２：保温容器 １３：ヒータ １４ａ〜１４ｄ：断熱材 １５ａ〜１５ｄ：ワイヤ １７ａ〜１７ｄ：ワイヤ巻取りローラ １８：ローラ制御部 １９：支持体 ２０ａ〜２０ｄ：バネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱材で囲繞された保温容器内にカラムを
   取り付けて昇温するカラムオーブンにおいて、保温容器
   外壁面が複数の分割された断熱材により囲繞され、各断
   熱材には保温容器外壁面との距離を変化させる駆動手段
   を設けたことを特徴とするカラムオーブン。