JPH10339726A - ガスクロマトグラフ用オーブン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱性能を犠牲にすることなく、冷却能力を
高めたガスクロマトグラフ用オーブンを提供する。 【解決手段】 所定の温度でガスクロマトグラフを行な
うために、内部にガスクロマトグラフのカラムを収容
し、ヒータ及びファン１４によりカラムを加熱する略直
方体形状を有するガスクロマトグラフ用オーブン１０で
あって、上記ファン１４の回転軸２２が後部壁１６の略
中央に設けられており、オーブン１０の内部の空気を外
部に排出するための排気用内部開口３１ａ、３１ｂが、
少なくとも内壁側において、該後部壁１６の四隅のうち
の少なくとも２以上の隅部に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、一定の温
度、又は、所定のプログラムにより変化する温度条件の
下でガスクロマトグラフを行なうために、ガスクロマト
グラフのカラムを収容して、温度調節を行なうガスクロ
マトグラフ用オーブンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスクロマトグラフ用オーブンの
一例として、米国特許第４，１８１，６１３号に記載さ
れたものを図４により説明する。オーブン４０はカラム
４１を収容できる大きさの外函４２の内部に、ヒータ４
３及びファン４４を設けたものである。外函４２の前面
にはカラム４１を装入するための扉４５が設けられ、扉
４５に対向する後部壁４６の外側にはファンモータ４７
が固定される。後部壁４６の内側では、後部壁４６から
やや離れた位置に内部隔壁５０が設けられている。内部
隔壁５０は図４（ｂ）に示すように、後部壁４６（すな
わち、外函４２の断面の内のり）と同じ大きさとなって
おり、オーブン４０の内部に通気用の空間（後部壁４６
と内部隔壁５０とで挟まれた部分空間）５１を確保して
いる。

【０００３】ファン４４は内部隔壁５０よりも扉４５側
に設けられ（従って、ファンモータ４７の軸５２は後部
壁４６及び内部隔壁５０を貫通する）、ヒータ４３はフ
ァン４４の前面（扉４５側）に設けられる。ヒータ４３
の前面には保護カバー５３が設けられている。内部隔壁
５０のファン４４の丁度後ろの部分（ファンモータ４７
の軸５２を中心とした部分）には、ファン４４の直径よ
りもやや小さい穴５４が設けられている。

【０００４】図４（ｂ）に示すように、後部壁４６の上
部の辺には吸気口５５が、コーナーには排気口５６が設
けられ、それぞれ蓋５７、５８が設けられている。これ
らの蓋５７、５８はモータ６０により開度が調節される
ようになっている。

【０００５】このオーブン４０によりカラム４１を加熱
する際は、ヒータ４３に通電し、ファン４４を回転する
ことによって、温度の高い空気を周辺からカラム４１に
供給する。このとき、ヒータ４３の通電量とともに、吸
気口５５及び排気口５６の蓋５７、５８の開度を制御す
ることにより、オーブン４０内部の温度を制御する。一
方、第１回目の加熱又は熱履歴ガスクロマトグラフを終
了し、２回目にそれよりも低温でガスクロマトグラフを
行なう場合には、オーブン４０の内部を冷却する必要が
ある。このときは、吸気口５５及び排気口５６の蓋５
７、５８を全開とし、ファン４４を回転させる。

【０００６】これらの場合、後部壁４６の上部辺に設け
られた吸気口５５から吸入された空気は、オーブン４０
内部の通気用空間５１にまず入り、そこから内部隔壁５
０のファンモータ軸５２の回りに設けられた穴５４を通
ってファン４４のところに達する。オーブン４０内部の
空気は、後部壁４６のコーナーに設けられた排気口５６
から排出される。

【０００７】このオーブン４０では、外函４２の内部に
通気用空間５１を設ける必要があるため、カラム４１を
収容できる空間が狭くなる。逆に、カラム４１を収容で
きる空間を確保すると、外函４２を大きくせざるを得な
くなり、熱容量も大きくなって、加熱・冷却時のレスポ
ンスが悪くなる。

【０００８】本願発明者は、このような問題を解決すべ
く、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、a)一方の壁
（後部壁）６６の内部にファン６４、外部の対応する位
置にそのファン６４を駆動するモータ６７、そして、後
部壁６６を貫通して両者を連結するファン回転軸を有
し、b)後部壁６６の内面側ではファン６４のブレード先
端の回転軌跡の内側で開口し、後部壁６６の内部に設け
られたダクトを介して後部壁６６の外面側のファン回転
軸取付位置を外れた箇所で開口する吸気路７４と、c)後
部壁６６の内面側ではファン６４のブレード先端の回転
軌跡の外側で開口する排気路７１と、を備えるガスクロ
マトグラフ用オーブンを提案した（特願平５−２５４８
８８号、特開平７−８３８９６号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】加熱又は熱履歴ガスク
ロマトグラフを行なった後に、それよりも低温でガスク
ロマトグラフを行なう場合には、上記いずれのオーブン
においても、吸気口及び排気口の蓋を全開し、ファンを
回転させて外部の低温の空気を吸気口から内部に入れる
とともに、内部の高温の空気を排気口から外部に排出す
る。低温（特に室温近辺）では、昇温する場合と比較し
て、温度を下げるには一般的に長い時間がかかる。この
ため、一連の測定を速やかに行ないたい場合には、オー
ブンの冷却速度をできるだけ短くすることが望ましい。
その方法の一つとして、送風能力の大きいファンを用い
る方法もあるが、このようにすると昇温時にオーブンの
ハウジングの隙間（例えば、試料気化室、検出器の取り
付け口やドア、フラップ等の隙間）からの漏れが大きく
なり、昇温速度が低下するという問題点がある。ファン
の能力を大きくするのではなく、吸排気口の面積を大き
くする方法も考えられるが、１個の吸排気口の面積を大
きくしても、後述するような理由により十分な効果が得
られない。

【００１０】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、加熱性
能を犠牲にすることなく、冷却能力を高めたガスクロマ
トグラフ用オーブンを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るガスクロマトグラフ用オーブン
は、所定の温度でガスクロマトグラフを行なうために、
内部にガスクロマトグラフのカラムを収容し、ヒータ及
びファンによりカラムを加熱する略直方体形状を有する
ガスクロマトグラフ用オーブンであって、そのファンの
回転軸が一の壁の略中央に設けられており、オーブンの
内部の空気を外部に排出するための排出口が、少なくと
も内壁側において、該壁の四隅のうちの少なくとも２以
上の隅部に設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】降温速度を高めるには、低温の空
気を大量にオーブン内に導入するとともに、内部の高温
の空気をできる限り速やかに外部に排出しなければなら
ない。従来のオーブンでは、排気口が１個しか設けられ
ていなかったため、十分な排気が行なわれなかった。た
とえその１個の排気口の開口面積を大きくしたとして
も、その開口のうちファンの先端の回転軌跡よりも内側
に入ってしまう部分は、内部と外部との差圧が小さいた
め、面積の増加に比例した排気速度の増加が得られず、
効果は限られたものとなる。それに対し、本発明に係る
オーブンでは、排気口を複数の隅部に設けたため、ファ
ンの回転軌跡の外側にあたる部分の開口面積を大きくと
ることができ、開口面積の増加にほぼ比例した排気速度
が得られ、オーブン内の冷却速度を大きくすることがで
きる。

【００１３】なお、排気口を２個とし、吸気口と共にオ
ーブンの外壁の一辺に沿ってそれらを一列に並べること
により、１本の駆動軸でそれらの吸排気口の扉を全て開
閉することができるようになる。これにより、扉開閉用
モータも１個で済むようになり、機構が簡素化されて装
置の信頼性が上がるとともにコストも低下する。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係るクロマトグラフ用オーブン
では、効率良く排気できる排気口の開口面積を大きくと
ることができるため、従来のものよりも大きな速度でオ
ーブンの冷却を行なうことができる。このため、高温で
の測定後、比較的短時間で低温からの測定を行なうこと
ができ、多数の試料の一連の測定を短時間で行なうこと
ができるようになる。また、昇温時の性能が犠牲になる
こともない。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例であるガスクロマトグラフ
用オーブンを図１及び図３により説明する。本実施例の
オーブンの外観及び基本的構造は図５（ａ）に示した従
来のものと同様である。すなわち、オーブン１０は、カ
ラム１１（図３）を収容することのできる大きさの直方
体形状の外函１２と、その内部に設けられたヒータ１３
及びファン１４から成る。外函１２の前面にはカラム１
１を装入するための扉１５が設けられ、それに対向する
後部壁１６の外側の略中央にはファンモータ１７が固定
される。後部壁１６のすぐ内側にはファン１４が置か
れ、ファンモータ１７とファン１４とは後部壁１６を貫
通する回転軸２２により連結されている。ファン１４の
羽根形状は、前方及び放射方向に送風するように設定さ
れており、図３に示すように、ヒータ１３はファン１４
の外周側に配置され、保護カバー２３はファン１４に近
接して配置される。これにより、本実施例のオーブン１
０は、同じ大きさの空間を内部に確保した場合に、奥行
きの全長を小さくすることができる。

【００１６】外函１２及び扉１５はいずれも、スチール
（ステンレス）製の表板及び裏板の間に断熱材を挟んだ
厚壁で形成されており、外函１２の側面（扉１５と後部
壁１６とを接続する周囲の４面）壁には、表裏とも、開
口は設けられていない。一方、外函１２の後部壁１６
は、次の通りに構成されている。まず、図３（ｂ）に示
すように、裏板（オーブンの内側の板）１６１には、略
中央の回転軸２２を中心としてファン１４の先端の回転
軌跡よりも内側の部分に吸気用の内部開口３０（図１参
照）が、また、１つの辺の両側のコーナー（図１では右
側の上下のコーナー）には排気用の内部開口３１ａ、３
１ｂが設けられている。後部壁１６の表板（オーブン外
側の板）１６２には、上記内部開口３１ａ、３１ｂと同
じ位置に排気用外部開口３２ａ、３２ｂ（図１、図３
（ａ））が、そして、両排気用外部開口３２ａ、３２ｂ
の間に吸気用外部開口３３（図１、図３（ｂ））が設け
られている。排気用の内部開口３１と外部開口３２は同
じ位置にあるためストレートに連結され（図３
（ａ））、その周囲には断熱材１６３が設けられる。し
かし、吸気用の外部開口３３と内部開口３０は内外で位
置が異なるため（図３（ｂ））、両者３３、３０は後部
壁１６内部に設けられた連通路（ダクト）３４を通して
連通される。従って、後部壁１６において断熱材１６３
は、排気用内外開口３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、
及びこの連通路（ダクト）３４を除いた部分に充填され
る。排気用外部開口３２ａ、３２ｂ及び吸気用外部開口
３３にはそれぞれ蓋３６ａ、３６ｂ、３７が設けられ、
これら３枚の蓋３６ａ、３６ｂ、３７は１本の回転軸で
連結されて１個のステッピングモータ３８（図１）によ
り開度が調節可能となっている。従って、蓋３６ａ、３
７、３６ｂは一体としてもよい。

【００１７】このオーブン１０によりカラム１１を加熱
する際は、ヒータ１３に通電し、ファン１４を回転する
ことによって、温度の高い空気を周辺からカラム１１に
供給する。このとき、ヒータ１３の通電量とともに、吸
気用外部開口及び排気用外部開口の蓋３６ａ、３６ｂ、
３７の開度を制御することにより、オーブン１０の内部
の温度を制御する。

【００１８】一方、加熱又は熱履歴ガスクロマトグラフ
を終了した後に、それよりも低温でガスクロマトグラフ
を行なう場合には、オーブン１０の内部を冷却する必要
がある。このときは、吸気及び排気用外部開口の蓋３６
ａ、３６ｂ、３７を全開とし、ファン１４を回転させ
る。ファン１４の羽根形状は上記の通りに設定されてい
るため、ファン１４の後方中心部（ファン１４の先端の
回転軌跡よりも内側）の気圧は低下し、周辺部（ファン
１４の先端の軌跡よりも外側）の気圧が高くなる。これ
により、外部の低温の空気は中心側の吸気通路３３−３
４−３０から吸入され、内部の高温の空気はコーナーに
設けた排気通路３１ａ−３２ａ、３１ｂ−３２ｂから排
出される。

【００１９】上記実施例では排気口を２個としたが、図
２に示すように、後部壁の４隅にそれぞれ排気口３１ａ
〜３１ｄを設けてもよい。また、外壁側の吸気用外部開
口を２個３３ａ、３３ｂとしてもよい。これらにより、
吸排気速度が更に向上し、冷却時間を短くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるガスクロマトグラフ
用オーブンの一部透視を含む斜視図。

【図２】 実施例のオーブンの背面図。

【図３】 図１のオーブンのＡ−Ａ'線断面図（ａ）及
びＢ−Ｂ'線断面図（ｂ）。

【図４】 従来のガスクロマトグラフ用オーブンの上部
断面図（ａ）及び背面図（ｂ）。

【図５】 別の従来のガスクロマトグラフ用オーブンの
一部透視を含む斜視図（ａ）及び背面図（ｂ）。

【符号の説明】

１０…オーブン １２…外函 １３…ヒータ １４…ファン １６…後部壁 １６１…裏板 １６２…表板 １６３…断熱材 １７…ファンモータ ２２…ファンモータ回
転軸 ３０…吸気用内部開口 ３３…吸気用外部開口 ３４…吸気用連通路（ダクト） ３１ａ、３１ｂ…排気用内部開口 ３２ａ、３２ｂ…排気用外部開口 ３６ａ、３６ｂ、３７…蓋 ３８…蓋開閉モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の温度でガスクロマトグラフを行な
   うために、内部にガスクロマトグラフのカラムを収容
   し、ヒータ及びファンによりカラムを加熱する略直方体
   形状を有するガスクロマトグラフ用オーブンであって、 上記ファンの回転軸が一の壁の略中央に設けられてお
   り、オーブンの内部の空気を外部に排出するための排出
   口が、少なくとも内壁側において、該壁の四隅のうちの
   少なくとも２以上の隅部に設けられていることを特徴と
   するガスクロマトグラフ用オーブン。