JPS63265165A - ガス混合物の成分を定量分析する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明はガス混合物とくに有機試料のガス秋燃焼生成物
を含む混合物を定量的に分析する装置および方法に関す
る。

従来の技術： 系は試料を燃焼し、ガス生成物を分析する方法によって
有機試ｎｔ分析するため使用される。

たとえば米国特許第３．２５２．７５９最明ａ書（Ｓｉ
ｍｏｎ　）にはガス林燃焼生成物をあらかじめ排気した
閉鎖容器へ抜取る系が開示される。次にガス混合物は一
連の検知器を介して第２の真空容器へ排出され、この検
知器により混合物中の水および２酸化炭素のような燃焼
生成物の成分の量が順次に測定さｎる。各検知器は１組
の熱伝導度測定装置からなる計測定する成分は組をなす
第１および第２装置の間でガス混合物から除去され、測
定値の差を較正して成分の量が求められる。

米国特許第３，６９８．８６９号明細書（Ｃｏｎｄｏｎ
）によれば大気圧以上で作業することによって前２系の
真空要求に伴う問題が避けられる。燃焼生成物は混合さ
れ、不活性キャリヤガスの圧力下に容器へ押込まれる。

容器から導出されるガス導管内の圧力スイッチにより燃
焼系と容器の間の弁が閉鎖さｎる。ガス混合物は次に容
器からコイル導管の形の“遅れ容積”へ送られる。

容器および“遅れ容積”内の両方の時間により順次ガス
は完全に混合する。“遅れ容積”内の混合物は次に容器
から遮断され、“遅れ容積”から一連の検知器を介して
キャリヤガス源による一定圧力下に押出され、大気へ排
出される。

検知器は前記Ｓｉｍｏｎの峙許明細書に開示されるタイ
プのものであり、大気へ通ずる。Ｃｏｎｄｏｎの脣許明
細書による系は実用上効果的なことが実証されたけれど
、なお作業速度の上昇、精度および作業の簡単化に対す
る要求が多い。

改良法がＡｍｅｒｉｃａｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、　
ｉ　９７　（５年１月、１３〜２６ページにＶｌａｓｔ
ｉｍｉｇ　ＲｅｚｌおよびＪｉｔｋａ　ＵｈｄｅＯｖａ
による＠ＦｒｏｎｔａＪ　Ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ
ａｐｈ７　ａｓ　ａｎ　ＡｎａＡ’ｙｔｉｃａｌＴｏｏ
ｌ　”に教示される。ガス吸着材料を含むコイル導管と
して形成したクロマトグラフィーカラムが”遅れ容積”
管と置替えられ、１つだけの検知器がカラムから出る流
れを受取る。ガス成分は順次に吸着される。検知器信号
がら表示される成分の吸清段の高さが定量分析のため（
再び較正により）使用される。この文献にはカラムを通
る一定圧の流れを含む系内の技術が記載さ詐、この流れ
は背面からの一定圧のもとに保持される容易に動くピス
トンを含む稀釈室により達成される。この系はガス導管
および弁系が極めて複雑である。

分析のため系へ固体材料の試料全導入することに関して
作業効率を改善し九い要求がある。

最小の時間およびガスの死容積をもって試料を炉へ装入
し、周囲雰囲気からシールする九めの簡単で有効な系を
有する装置を得ることが望まれる。

米国判許第４．０５５，２５９号明細書（８１ｂｒａｖ
ａ）には被検式ＩＳＩをソースから燃焼皇へ水平に運ぶ
試料輸送装置が開示される。試料は初めモータ駆動の回
転マガジンに収容される。試料はマガジンからモータ駆
動の回転輸送板の孔へ落下する。板は通路を介して試料
輸送部材上へ落下する。ため半回転さｎる。試料輸送部
材は炉へ拡がる導管へ水平に乗る。試料輸送部材はモー
タ駆動テープにより炉へ運ばれる。燃焼の固体残渣を第
２回転板および第２通路を介して装置７５為ら抜取り、
落下させるため、逆の手順が使用される。種々の孔のシ
ールは試料板が乗る０−リングにより達成される。

垂直に整列し九炉への試料導入は米国特許第４，５２５
．５２８号明細書（Ｂｒｅｄｅｗｅｇ）に開示さｎる。

１セツトのジョーが試料ヲ掴むため水平に配置され、試
料は次に炉の入口の上部へ動がされ、ジョーによって解
放される。

前記輸送装置は種々の程度に有効作業にしうるけれど、
モータまたは連結ギヤ（またはシリ−）のり雌性および
滑りシールの非信頼性が欠点である。

発明が解決しようとする課題： それゆえ本発明の課題はガス混合物を分析するための改
善された方法および装置を得ることでおる。

もう１つの課題は作業速度、精度、作業の簡単化の点で
改善された新規ガス分析装置を得ることでちる。

さらにもう１つの課題はガス状燃焼生成物を分析するこ
とによる有機試料全分析するための改善された系を得る
ことである。

もう１つの課題は周囲雰囲゛気に対する信頼しうるシー
ルを有する試験装置へ試料全迅速に輸送するための新規
系である。

課題を達成するための手段： 前記課題は本発明により基本成分および少なくとも１つ
の付加的成分のガス混合物の所定量を捕集する計量装置
、このガス混合物をあらかじめ選択した圧力まで計量装
置へ圧入するよりに接続し九圧縮流体装置、流体流れに
おいて容器に通ずる入口端部および出口端部を有する管
状カラム、流体流れにおいて管状カラムの出口端部に通
ずる試料室、混合物の一部を計量装置から順次に管状カ
ラムおよび試ｉｓＩ室を通して所定時間の間、初゛め計
量装置内にあらかじめ選択した圧力下にある混合物によ
って排出する排出装置、所定時間の間混合物から所定】
の付加的成分を抽出するため管状カラム内にある抽出装
置および所定時間の間試料室のガス混合物中の付加的成
分の】を検出するため試料室と連通する成分検知装置か
らなるガス混合物の成分を定】分析する装置によって達
成される。

この装置はさらにガス混合物の少なくとも１つを燃焼生
成物とするため多数の被検試料のそれぞれを順次に燃焼
する燃焼装置を有し、この燃焼装置は炉、多数の被検試
料を保持するマガジン、マガジンから炉へ互いに続く試
料を−遂次輸送するため炉へ接続した輸送装置、試料ヲ
炉へ輸送し虎後、次の輸送まで周囲雰囲気から炉を一時
的にシールするための輸送装置七一体の炉のシール装置
、および炉へ酸素を導入する装置を含む。輸送装置は落
下部、ピストン端部、落下部からピストン端部へ水平に
拡がるボデー室、試料を受取りうるようにボデー室がら
上向きにボデーを通って拡がるボデー開口、およびボデ
ー室でボデー開口から垂直にずれた点からボデーを通っ
て下向きに拡がる落下部の落下ポートを有するボデーか
らなる。ピストン部材は第１位置および第２位置を有す
るよりにボデー室に滑動可能に配置される。試料を案内
する案内装置はピストン部材が第１位置にある際にボデ
ー開口から試料を受取り、ピストンが第２位置にあると
き落下ポートと垂直に整列するようにピストン部材と協
力する。保留装置は試料を案内装置に一時的に保留する
。放出装置は試料を案内装置から落下ポートを介して放
出する。

さらに装置はガス状混合物の所定量をほぼ一定の温度で
均質化するためのガス混合系を備え、この系は正味容積
を有するシール可能の容器、多数のガスを容器内の所定
圧力まで上昇する圧力下に容器へ導入するためのガス導
入製置、ガスを攪拌するため容器中に回転可能に支持し
たインペラ装置、およびインペラを高速で回転する回転
装置からなり、その際インペラ装置は多数の羽根からな
り、そのそれぞれは羽根の全熱容量および羽根材料の熱
伝導度がインペラ回転と協力してガスを高速に攪拌しな
がら１０秒内に１気圧の速度でガスを導入する間１℃以
内の温度を維持するような質量を有する材料で形成され
る。

実姫例： 第１図は試料を燃焼し、燃焼生成物のがス混合物の成分
を定量分析する本発明の装置のブロック図である。精度
および速度のため系の主要部は８２℃に保持される断熱
したオープン（図示せず）内に収容される。装置は被検
試料を炉へ装入するため燃焼炉１４の上に配置した試料
装入装置１２を含む。試料はスズ箔等の中にくるんだペ
レットの形または他の適当な形を有する。一般的有機試
料のため炉は約９５０　℃に保持される。

酸素は酸素源１６から導管３３、開いた弁１３およびガ
ス導管３２を介して圧力下に炉１４へ導入される。点火
は炉温で起こる。燃焼生成物は炉の下部の触媒上へ送ら
れ、そこから導管３４を介してチッ素酸化物の還元およ
びすべての過剰酸素除去のため、銅を含む６５０℃の還
元炉１８へ入る。この段階で燃焼生成物は一般に水、２
威化炭素およびチッ素からなる。

次に酸素弁Ｂを閉鎖してガス状燃焼生成物はガス源１９
から導管３１、開いた弁Ａ、導管３２、導管３５弁りお
よび導管３６を介してヘリウムまたはアルゴンのような
不活性がスの圧力下にこれと部分的に混合しながら閉鎖
した試料容器２０へ押込まれる。完全混合が行われ、容
器内はあらかじめ選択した大気圧より約１気圧高い圧力
に達する。

試料容器２０上の圧力変換器２２はあらかじめ選択した
圧力に達した時点を検知し、電気信号を発し、この信号
は制御器２３および電気導線５０．５０’（ガス導管と
区別するため破線で示す。）を介してキャリヤ弁Ａおよ
び大口弁りを閉鎖する。容器内でキャリヤガスと燃焼生
成物をさらに混合する短時間の後、弁Ｇが開かル、混合
物はその上昇した圧力によって導管３８を介して管状カ
ラム２４へ圧入される。明瞭にするため第１図には大き
く示したけれど、管状カラムは有利に管をコイルにした
長さである。カラム内の吸着材料２６はガス混合物中の
個々の燃焼生成物の通過速度を選択的に決定する。

時間変数がス組成物は次に導管４０を介して検知器３０
を含む試料室２８へ送られ、検知器は組成に依存するガ
ス混合物の物理的性質を測定する。有利に検知器は熱伝
導度を測定するサーミスタである。混合物は続いて導管
４２を弁して大気へ放出される。

第２図は一連の過程および第１図に示す弁の対応する位
置を示す。制限器３１を介して不活性キャリヤガスを供
給する弁Ｃがスタンバイの間、ガス導管４４は開通し、
ヘリウムはカラム２４および試料容器２０をパージする
ため使用される。選択的に弁り、ＥおよびＦ゛もパージ
ングおよび次の過程のため開かれる。このパージングは
後述の分析を除くすべての引続く過程の間維持される。

試料を試料装入装置１２へ装入する間、弁Ｈは炉１４お
よび１８を排気するため浦かれる。装入の後、種々の弁
は全系をヘリウムでパージするため第２図に示すように
セットされる。たとえば容器２０は弁Ｆから導管４６を
介してヘリウムを受取り、導管３６および弁Ｅを介して
排出する。次に成葉が弁Ｂおよび排出弁Ｈｙ画方開いて
炉１４へ導入され、弁ＡおよびＤが閉鎖している間にヘ
リウムは系の残部のパージを続ける。

燃焼するため試料を炉へ落下させ、そこで試料は前記米
国特許第４．５２５，３２８号明細書に記載のタイプの
多孔性カップ（図示されず）に保持される。酸素弁Ｂは
開いた弁りおよびＥを介して炉１４および１８をパージ
する間遮断され、カラム２４および試料室２８のパージ
ングは弁Ｃを介して統げられる。燃焼生成物は弁Ａが開
かれ、排気弁Ｅが閉鎖された際キャリヤがスによって試
料容器２０へ送られる。最終過程（分析）のため、容器
２０からカラム２４への接続弁Ｇを除いてすべての弁は
閉鎖される。パージングはここで停止され、容器２０内
の圧力はガスをカラム２４および試料室２８を介して分
析時期の間高反に再現可能の速度で押出す。

第６図は分析時間の間検知器からの予測される信号圧力
の形を示す。初め時期Ｐで信号は純キャリヤがスの性物
を反映する。Ｑはもつとも易動性の成分（たとえばチッ
素）とキャリヤがスの混合物を示す。Ｒはこの混合物と
次に易動性の成分（たとえばＣ０２）との混合物を示す
。

Ｓはカラムを通過するすべての成分の混合物（たとえば
キャリヤガスならびにＮ２　、　ｃｏ２およびａ２ｏ　
）を示す。

カラム２４はステンレス鋼の管のコイルとして形成され
る。その長さは１０〜１００ｃ！ｒＬ、とくに６０〜９
０ｃＩＩしたとえば６０ｃｒｒＬである。内径は１〜４
１１＋１とくに１−５〜２−５１ｍたとえば２ｎである
。カラム内の吸着材料２６はたとえばＷａｔｅｒｓ　Ａ
ｓ５ｏｃｉａｔｅｓによって市販される８０〜１００メ
ツシの”ｆｏｒａｐａｋ”のような多孔性ポリマーであ
る。

混合物のための全系の容積は分析の迅速性を達成し、か
つ測定精度を最大にするため、最小であることが電装で
ある。このように本発明によれば吸着剤２６を含むただ
１つの管状カラム２４が、これまで使用された多数の要
素すなわち１１１１１々のがス成分を順次に除去および
検知するため試料計量器、２つの別個の試料トラップお
よび多数の検知器セルに置替えられる。精度および速度
もこれまで必要であった別１固の２分間ベースライン測
定に代えて分析期の間にベースライン測定が行われる事
実によって達成される。

利点としては０ｏｔｏＬｏｎのマルチセル仕様およびＲ
ｅｚｌの複雑性に対してただ１つの検知器セルによって
得られる経済性およびガス回路の′簡単性が挙げられる
。カラムはキャリヤガスによるパージングによって再生
されるけれど、吸着トラップは周期的に男児てんしなけ
ればならない。

速度および精度の他の改善は本発明による後述の他の要
素の使用によって達成される。

系へ最小容積を供給する迅速作業試料装入装置１２が第
４図に示される。細長いボデー５２はピストン端部５４
を有し、ボデー室はほぼ中央室５６および室５６からピ
ストン端部５４へほぼ水平に拡がる円筒形キャビティ５
８、中央室５６近くの円筒形キャビティ５８からボデー
を上向きに貫通するボデー開口６０、および室５６から
下向きにボデーを貫通する落下ポート６２からなる。ボ
デー開口６０はブロック１３２のポート１３４を下向き
に通過する上からの試料６４を受けることができる。

ピストン部材６６は室５６に近い内側位置およびこの室
から遠い外側位置を有するよりに円筒形キャビティ５８
に滑動可能に配置される。

第４図は外側位置のピストンを示す。案内部材６Ｂは室
５６へ突出するようにピストン部材６６の内側端部７０
に固定される。案内部材６８は垂直の案内孔７１を有し
、この孔は交互にピストン６６が外側位置にあるとき試
料６４を受けるためボデー開口６０と垂直に整列しく図
示のように）、またはピストン６６が内側位装置にある
とき落下ポート６２と整列する。

水平に滑動する試料保留ドア１２は案内部材６Ｂの下に
隣接し、試料６４を保持するための壁部７４および保留
ドアを垂直に貫通して拡がる壁部に隣接するドア孔７６
を有する。第４Ａ図に示すように保留ドアはＴ形断面を
有し、案内部材６８の下面のトラックＴ８内に滑動可能
に支持される。壁部７４（第４図）はドア孔１６とピス
トン６６の間に配置される。保留ドアＴ２は交互に試料
保持位置（第４図に示す位置）または試料落下位置（図
示されず）に配置され、それぞれの位置は案内部材６８
に対して壁部１４が保持位置のため案内孔１１と垂直に
整列し、落下位置のためドア孔Ｔ６が案内孔Ｔ１と垂直
に整列するような位置である。

圧縮ばね８４はピストン６６内の第１の孔８６からドア
Ｔ２内の第２の孔８８へ拡がるように配置される。ばね
８４は通常保′ＩＩＩＰアＴ２がこのばねにより第４図
に示す保留位置に維持されるように、位置ぎめピン８０
に対し面８２をピストン６６から離れる方向に押す。

ドア作動器９０はピストン６６が前進位置にある際に保
留ドア７２を落下位置へ滑らせるため使用され、それに
よって試料６４はＰア孔１６を介し、そこから落下ポー
ト６２を介して放出される。俊退可能の作動ロッド９２
は円筒形キャビティ５８とほぼ平行にこれから離れる方
向に室５６から拡がるがデー５２内の孔９４を弛く貫通
して拡がり、ロッド９２の軸線９６の延長は保留ドアＴ
２と交わる。このようにロッド９２はドアをばね８４に
対抗して落下位置へ引戻すための保留ドア７２に対して
押され、ドア孔７６を案内孔Ｔ１と落下ポート６２の間
に整列させることができ、その際試料６４は装入装置か
ら落下する。

ピストン６６および作動ロッド９２はそれぞれ手または
ソレノイド、モータ等によって動かしうるけれど、公知
または所望タイプのニューマチック直線作動器がこれら
機能のそれぞれのため望ましい。この実施例ではピスト
ン作動器９８はスペーサブラケット１００によってボデ
ー５２に支持され、ロッド作動器１０２は支持カラー１
０４によってボデーに固定される（固定スクリューは図
示せず）。

試料燃焼炉１４はボデー５２の落下ポートの下に０−リ
ング１０３でシールされ、炉上のフランジ１０１を通る
スクリュー１０５によって最小の内容積が得られる。

支持カラー１０４は孔９４と同心であり、ボデー５２と
作動器１０２の間でＱ−リングシール１０６によってシ
ールされる。０−リング１０８は作動器フランジ１１０
をロッド９２に対してシールし、ロッドはシール内で滑
ることができ、それゆえ可動ロッドとボデーの間は有効
にシールされる。猿状空所１１２がカラー１０４とロッ
ド９２の間に形成される。

ピストンが前進位置にある際ピストンを肩する室をシー
ルする手段が設けられる。ピストン６６の内側端部１０
はピストンおよび円筒形キャビティ５８の共通軸に対し
垂直の周縁環状面１１４を有する。円筒形キャビティは
第１の表面１１４に面してこの面と平行に整列する第２
環状面１１６によって室と仕切られる。環状面１１４（
または第２猿状面）の譲状溝１２０内の０−リングシー
ル１１８はピストン６６が前進位置にある献呈５６とキ
ャビティ５８の間をシールする。

ガス入口孔１２２は酸素および所要の場合ヘリウム（ま
たはアルイン）をピストン６６が内側位置にある際ガス
導管３２（第１図）、環状′空所１１２および孔９４を
介して室へ導入するため備えられ、この時点で室５６は
炉１４０入口である落下ポート６２を除いて周囲雰囲気
に対して完全にシールされる。

装入マガジン１３０はざデー開口６０へ逐次試料を装入
するためざデー５２の上に固定される。第５図の平面図
および第４図に示す装入マガジンはボデー上部に滑動可
能に支持した装入部材１３２を有する。装入部材は垂直
の装入孔１３４を有し、この孔は装入部材１３２が前進
位置（破線で示す）にあるとき上から次の試料を受取る
。部材１３２が通常位置にあるとき装入孔１３４はボデ
ー開口６０と１戚上におり、この開口から次の試料が落
下する。

一部を平面図で第６図に示すディスク形マガジン１３６
は装入部材１３２の上に軸１３７を中心にして配置され
る。マガジンは多数の等間隔に離れて貫通する垂直４が
ジン孔１３８を有し、この孔はマガジンディスクの周縁
１４０の近くに弧状に配置される。（まだ試料を供給さ
れていない）６孔は多数の試料１４２の少なくとも１つ
を保持する。マガジンは逐次装入位置を有し、そのそれ
ぞれへ動くことができる。

再び第４図に戻ってマガジン１３６の外径と比較しうる
外径を有するリング形支持板１４４はボデー５２に対し
て固定され、多数の試料１４２をそれぞれのマガジン孔
１３８内に保持するため試料マガジン１３６と装入部材
１３２の間に智接配置される（板およびマガジンのため
の支持手段は示されず、常用設計による。）。

板の孔１４６は支持板１４４を貫通して垂直に拡がり、
マガジンが装入位置にあるとき、試料を瞬接マガジン孔
１３８′から送るようにマガジンに対して配置される。

板の孔１４６は装入部材１３２がその前進位置１３３に
あるとき、垂直に孔１３４の上に位置する。部材１３２
が後退すると、孔１４６から受取った試料は開口６゜を
介して落下する。

ボデー５２は円筒形キャビティ５８から上向きにボデー
を貫通して拡がる細長いピン孔１４８を有する。ピン１
５０はピストン６６へねじこまれ、ピン孔１４８を貫通
して半径方向上向きに拡がる。ざデー５２上部の装入部
材１３２はその中にピン孔１５２を有し、これによって
部材１３２にピン１５０によって作用することができる
。第５図はマガジンまたは板なしの装入装置の平面図を
示す。部材１３２内のスロット１５２は装入部材を案内
するためボデー５２の上部へねじこんだ保持スクリュー
１５６と協力作用する。

続いて第４図により駆動爪１５４は装入部材１３２の上
部にスクリュー１５６（第５図でも）により固定される
。ラチェットの歯１５８はマガジン１３６の下側の周縁
１４０（第６図）近く、板１４４から半径方向内側に弧
状に等間隔に配置され、駆動爪と噛合う。ピストン６６
が外側位置から内側位置へ作動する際、ピン１５０は自
由運動の後、駆動爪１５４がマガジン１３６を次の装入
位置へ動かすように装入部材を滑らせ、新しい試料を板
の孔１４６および孔１３４を介してボデー５２の上部に
滞留するように保持する′。ピストン６６がその外側位
置へ戻ると、ピン１５０は装入部材１３２を戻すので、
試料はＡ人孔１３４＞よびボデー開口６０を介して落下
する。そこで新試料は先の試料６４が炉１４へ落下する
間に装置へ装入される。

多数の試料を収容するためマガジンはピストン６６の外
側位置と内側位置の間のストロークＴより小さい互いに
続くマがジン孔１３８の間したがってラチェットの各歯
１５８の間のぎツチＳを有する。ピン１５０の直径はＰ
である。

ピン孔１５２は円筒形キャビティ５８と平行の方向に８
＋０＝Ｔ＋Ｐであるような長さ０を有するスロットであ
る。ピストンが外側位置から内側位置へ作動する際、ピ
ンはピン孔内で少し自由運動した後、装入部材をピッチ
Ｓに等しい距離だけ滑らせる。たとえばピンの直径は９
．５２１１ＩＬ、装入部材内のピン孔の長さは２２」、
ピストンのストロークは２５１１冨、マガジンの孔のピ
ッチは１１１ｍ、ラチェットの歯のピッチは８　ｍｍで
ある。

本発明のもう１つの実施例によれば第７図に示す独特の
ガス混合容器２０はガスを容器へ上昇する圧力のもとに
導入する間、ほぼ一定温度でガスを均質化するため使用
される。この例ではシール可能の容器１６０はカバー１
６４を含むケーシング１６２を有する。ガス接萩口１６
６はガス状燃焼生成物をキャリヤガスの圧力下に導管３
６から受取る。容器１６０内の圧力が所定圧力まで上昇
する間およびその後の短時間、容器内に支持したインペ
ラ１６８がガスを攪拌する。インペラは有利にボールベ
アリング装置１７４内で回転するシャフト１７２にピン
１７１で支持した２つ以上の羽根１７０を備える。各羽
根はとくに効果的に迅速にガスを混合するため、容器内
のガスの運動に軸方向成分を与えるように捩れたＳ形を
有する。

本発明（よれば各羽根１７０は容器１６０内のガス混合
物を圧縮の間一定温度に有効に保持するために十分な大
きさの熱容量および熱伝導度を有する比較的筒い質量の
材料から形成される。その目的はガスが入る圧縮過程の
間がスの温度が上昇する傾向に対抗することである。

１０秒以内に１気圧の速度で圧縮するのが望ましく、ガ
ス導入の間ガスの容積を混合完了と同時に、温度平衡を
待つことなくカラムに送りうるように・温竺を０・５℃
以内に維持するのがきわめて有利である。このようにし
て分析のサイクル時間がさらに短縮される。

羽根の全熱容量（すなわち比熱Ｘ全質量）は所定圧力の
容器内のガスの全熱容量の少なくとも６０倍なければな
らない。調伏材料の熱伝導度は純銅の１．０に対して少
なくともＱ、５　ｃａｌ　／Ｓ、’Ｑなければならない
。銅は汚染を少なくするためとくに金メッキされる。た
とえば正味容＆　３００　ＣＯの混合容器（インペラお
よび付属成分を含む。）には全質量５５ｇの銅羽根が望
ましい。

ＦＴＦＥ被覆したバーマグネット１１６がケーシング１
６２の下端壁１７８に近い容器１６０内側のシャフト１
７２に垂直に支持される。上向きの磁極１８２を有する
馬てい形マグネツ）１８０がインペラ軸線１８６と同心
の垂直シャフト１８４に固定され、端壁１７８に近い容
器より下に配置される。モータ１８８はシャフト１８４
を駆動し、外側マグネット１８０は磁気的に内側マグネ
ット１７６と結合してこれを回転し、それによって羽根
１１０は高速とくに１０００〜６０００ｒｐｍたとえば
１５００　ｒｐｍで回転する。

ガス接続要素は弁Ｄ（および場合により第１図′に示す
弁ＥおよびＧ）および弁と容器の間に接続した導管３６
ならびに同様弁Ｆおよび第２ガス接続口１９０のだめの
導管４６を含む。導管３６．４６は導入したがスの完全
混合を保証するため非常に小さい容積たとえばインペラ
１６８を含む容器１６０の容積の０．２５より小さい容
積しか占めず、たとえばそれぞれ長さ３０ｃｒｎ、内径
１に！翼であることが重要である。

容器ケーシングの上部はカバー１６４からなり、このカ
バーは７ランゾ１９２にスクリュー１９４で保持され、
０−リングシール１９６によってフランジに対してシー
ルされる。カバーはガス導管接読口１６６および１９０
を有する。

カバー１６４の孔１９８はヨーク２０２で孔の上に支持
した差圧変換器２００のために設けられる。変換器はＫ
ａｖｌｉｃｏ　（！ｏｒｐ、、　Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ
。

Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａによって市販されるＭｏｄｅｌ　
ｐ　６１２のような常用タイプのものである。ヨークは
スクリュー２０３でカバーへ固定され、スクリュー２０
３１４カバー上のエラストマー面シール２０６に対して
変換器を圧着する。名目上大気圧にある緩衝容器２０８
は周囲圧力の短時間変動によって撹乱されない制御圧力
を得るため、導管２１０を介して変換器に接続される。

排気弁２１２により緩衝圧力をリセットすることができ
る。変換器２００が容器ケーシングの孔１９８に密接し
ていることによりさらに混合過程のための外部容積が小
さくなる。

変換器２００は供給ガスからの圧力が所定圧力たとえば
周囲圧力より約１気圧、一般には約０．５〜１．６気圧
高い圧力に達した時点を検知するようにセットされる。

第１図により導線５０゜５０’および制御器２３を介す
る電気信号により容器圧力が所定圧力に達した際、キャ
リヤガス人口弁ＡおよびＤが遮断される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置のゾロツク図、第２図は第１図に
示す弁の開閉のグラフィック表示、第６図は第１図に示
す検知器からの出力信号のグラフ、第４図は本発明によ
る試料装入装置の新面図、第４Ａ図は第４図４ａ−４Ａ
線所面図、第５図は第４図装置の平面図、・第６図は第
４図装置のマガジンの一部平面図、第７図は本発明によ
るガス混合容器の縦断面図である。 １２・・・試料装入装置　１４・・・燃焼炉　１６・・
・酸素源　１８・・・還元炉　１９・・・不活性ガス源
２０・・・試料容器　２２・・・圧力変換器　２３・・
・制御器　２４・・・管状カラム　２６・・・吸着材料
２８・・・試料室　３０・・・検知器　５２・・・ボデ
ー５４・・・ピストン端部　５６・・・中央室　５８・
・・円筒形キャビティ　６０・・・ボデー開口　６２・
・・落下ポート　６４・・・試料　６６・・・ピストン
部材ＴＯ・・・ピストン内側端部　１１・・・案内孔　
１２試料保留ｒア　Ｔ４・・・壁部　７６・・・ドア孔
８４・・・ばね　９０・・・ドア作動器　９２・・・作
動ロッド　９８・・・ピストン作動器　１０２・・・ロ
ッド作動器　１３０・・・装入マガジン　１３２・・・
装入部材　１３４・・・装入孔　１３６・・・マガジン
１３８・・・マガジン孔　１４４・・・支持板　１４６
・・・板孔　１４８・・・ピン孔　１５０・・・ピン　
１５２・・・ピン孔　１６０・・・容器　１６２・・・
ケーシング１６４・・・カバー　１６６・・・ガス接続
口　１６Ｂ・・・インペラ　１１０・・・羽根　１１６
・・・バーマグネット１７８・・・下端壁　１８０・・
・マグネット２００・・・差圧変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス混合物の成分を定量分析する装置において、 基本成分および少なくとも１つの付加的成 分のガス混合物の所定量を捕集する計量装置；ガス混合
   物を所定圧力まで計量装置へ圧入 するように接続した圧縮流体装置； 流体の流れで容器装置と接続する入口端部、および出口
   端部を有する管状カラム、 流体の流れにおいて管状カラムの出口端部 と接続する試料室； 計量装置からの混合物の一部を初め計量装 置内で所定圧力下にあつた混合物によつて所定時間の間
   管状カラムおよび試料室を遂次通して排出する排出装置
   ； 所定時間の間に混合物から所定量の付加的 成分を抽出するための管状カラム内の抽出装置； 所定時間の間試料室内のガス混合物中の付 加的成分の量を検知するため試料室に通ずる成分検知装
   置 からなるガス混合物の成分を定量分析する装置。 ２、抽出装置が所定時間の間ガス混合物中の多数の付加
   的成分のそれぞれの所定量を遂次抽出する装置を含み、
   成分検知装置が所定時間の間ガス混合物中の各付加的成
   分の量を検知する装置を含む請求項１記載の装置。 ３、ガス混合物の少なくとも１つの成分の燃焼生成物を
   つくるため、多数の被検試料のそれぞれを遂次燃焼する
   燃焼装置を有し、この燃焼装置が炉、多数の被検試料を
   保持するマガジン、互いに続く試料をマガジンから炉へ
   遂次輸送するため炉に接続した輸送装置、試料を炉へ輸
   送した後、次の輸送まで炉を周囲雰囲気から一時的にシ
   ールするため輸送装置と一体の炉シール装置；および酸
   素を炉内へ導入する装置からなる請求項１記載の装置。 ４、輸送装置が 落下部、ピストン端部、落下部からピスト ン端部へ水平に拡がるボデー室、試料を受取るためボデ
   ー室からボデーを貫通して上向きに拡がるボデー開口、
   およびボデー開口から垂直にずれたボデー室内の１点か
   らボデーを下向きに貫通する落下部の落下ポートを有す
   るボデー； ボデー室内に第１および第２の位置を有す るように滑動可能に配置したピストン部材；ピストン部
   材が第１位置にあるときボデー 開口から試料を受取り、ピストンが第２位置にあるとき
   落下ポートと垂直に１線上にあるように、ピストン部材
   と協動する試料案内装置； 試料を案内装置に一時的に保留する保留装 置；および 試料を案内装置から落下ポートを介して放 出する放出装置 からなる請求項３記載の装置。 ５、炉シール装置が ピストン部材がボデー室内の所定位置にあ るときピストン部材とボデー室の少なくとも一部の間を
   シールするピストンシール装置を有する請求項４記載の
   装置。 ６、ガス混合物の所定量をほぼ一定の温度で均質化する
   ガス混合系を有し、この系が 正味容積を有するシール可能の容器、所定 圧力まで上昇する容器内の圧力で多数のガスを容器へ導
   入するガス導入装置、ガスを攪拌するため容器内に回転
   可能に支持したインペラ装置およびインペラを高速で回
   転する回転装置からなり、その際インペラ装置が、羽根
   の全熱容量および羽根材料の熱伝導度がガスを１０秒当
   り１気圧の速度で導入する間１℃以内の温度を維持し、
   同時にガスが高速に撹拌されるようにインペラの回転と
   協力作用するような質量を有する材料からそれぞれを形
   成した多数の羽根からなる請求項１記載の装置。 ７、羽根の全熱容量が所定圧力で容器内のガスの全熱容
   量の少なくとも３０倍であり、熱伝導度が純銅の１．０
   に対して少なくとも０．５ｃａｌ／ｓ．℃である請求項
   ６記載の装置。 ８、容器が端壁を有し、インペラ装置がさらに羽根を固
   定する軸方向シャフトを備え、回転装置が端壁に近くシ
   ャフトに支持した内側マグネットからなり、さらに系が
   内側マグネットを回転することによつて羽根を回転する
   ように磁気的に結合した、端壁近くの容器外側に配置し
   た回転マグネット装置を有する請求項６記載の装置。 ９、ガス導入装置が弁および弁と容器の間に接続した導
   管からなり、この導管がインペラ装置を含む容器の容積
   の１％より小さい容積を有する請求項６記載の装置。 １０、容器内の圧力を感知するセンサを有し、容器がケ
   ーシングからなり、センサがこのケーシングの近くに配
   置され、ガス導入装置が多数のガスを受取りうる弁から
   なり、この弁が容器へガスを導入する開放位置を有し、
   容器圧力が所定圧力に達した際遮断されるようにセンサ
   に対して応答する請求項６記載の装置。 １１、落下部、ピストン端部、落下部からピストン端部
   へ水平に拡がるボデー室、試料を受取るようにボデー室
   から上向きにボデーを貫通して拡がるボデー開口および
   ボデー開口から垂直にずれたボデー室内の１点からボデ
   ーを貫通して下向きに拡がる落下部の落下ポートを有す
   るボデー； ボデー室内に第１位置および第２位置を有 するように滑動可能に配置したピストン部材；ピストン
   部材が第１位置にあるときボデー 開口から試料を受取り、ピストンが第２位置にあるとき
   落下ポートと垂直に１線上にあるようにピストン部材と
   協力作用する試料案内装置；および 案内装置内に試料を一時的に保留する保留 装置および試料を案内装置から落下ポートを介して放出
   する放出装置 からなることを特徴とする材料の試料を輸送する装置。 １２、ピストン部材がボデー室内のあらかじめ選択した
   位置にあるとき、ピストン部材とボデー室の少なくとも
   一部の間を一時的にシールするピストンシール装置を有
   する請求項 １１記載の装置。 １６、ピストン端部、中央室、この室からピストン端部
   へ水平に拡がる円筒形キャビティ、中央室に近い円筒形
   キャビティからボデーを上向きに貫通して拡がる試料を
   受取りうるボデー開口、中央室から下向きにボデーを貫
   通する落下ポートを有する細長いボデー； 中央室に近い内側位置および中央室から遠 い外側位置を有するよりに円筒形キャビティ内に滑動可
   能に配置したピストン部材； ピストン部材を外側位置と内側位置の間で 動かすピストン作動装置； ピストン部材が外側位置にあるとき試料を 受取るようにボデー開口と垂直に１線になり、ピストン
   部材が内側位置にあるとき落下ポートと垂直に１線にな
   る垂直の案内孔を有し、中央室へ突出するようにピスト
   ン部材へ固定した案内部材； 壁部、壁部に隣接して保留ドアを垂直に貫 通して拡がるドア孔を有し、さらに試料保留位置および
   試料落下位置を有し、この位置のそれぞれが案内部材に
   対し、壁部が保留位置の際案内孔と垂直に１線になり、
   ドア孔が落下位置の際案内孔と落下ポートの間に垂直に
   １線にある、案内部材の下側に隣接配置した水平に滑動
   する保留ドア； ピストン部材が内側位置へ動かされるまで、保留ドアを
   案内部材に対して保留位置に保持するドア配置装置；お
   よび ピストン部材が内側位置にある間に保留ド アを落下位置にスライドし、それによつて試料を案内孔
   から落下ポートを介して放出するドア作動装置 を有することを特徴とする材料の試料を輸送する装置。 １４、中央室が下壁と案内部材の間に滑動可能に支持さ
   れる保留ドアを有する下壁によつて仕切られ、ボデーが
   保留ドアと交わる延長軸線をもつて中央室へ拡がる孔を
   有し； ドア配置装置が案内部材上の配置肩、保留 ドア上の相手肩、相手肩を配置肩に対し孔の方向に押付
   け、保留ドアを保留位置に保持するばね装置からなり； ドア作動装置が保留ドアに通ずるように孔 を貫通して拡がり、保留ドアをばね装置に対抗して落下
   位置へ後退させ、それによつてドア孔を案内孔と落下ポ
   ートの間に整列させる後退可能の作動ロッドからなる請
   求項１３記載の装置。 １５、落下ポートと連絡しながらボデーとシール下に接
   続する試料受取容器； ピストンが内側位置にあるとき円筒形キャ ビティと中央室の間をシールするピストンシール装置； 作動ロッドとボデーの間をシールする滑り シール装置；および 中央室へガスを導入するガス導入装置 を有する請求項１３項記載の装置。 １６、ピストン部材および円筒形キャビティが共通軸線
   を有し、ピストン部材がこの共通軸にほぼ垂直の第１周
   縁環状面を有する内側端部を有し、円筒形キャビティが
   第１面に平行に面して１平面になる第２周縁面によつて
   中央室に対して仕切られ、ピストンシール装置が第１お
   よび第２周縁面の間のｏ−リングシールからなる請求項
   １５記載の装置。 １７、相続く試料をボデー開口へ装入するため、ボデー
   に支持した試料装入装置を有する請求項１３記載の装置
   。 １８、試料装入装置が 試料を落すためボデー開口と１線に整列し うる試料を受取るための垂直の装入孔を有するボデー上
   部に滑動可能に支持した装入部材；それぞれ多数の試料
   の少なくとも１つを保 持するために適する等間隔の貫通する多数の垂直マガジ
   ン孔を有し、この孔が遂次装入位置を有し、遂次装入位
   置のそれぞれへ動くことがでる、装入部材上に配置した
   板状マガジン； もつとも近いマガジン孔から試料をマガジ ンとともに装入位置へ送るため、マガジンに対し挿入し
   たマガジン支持板を垂直に貫通する板孔を有し、この板
   孔がボデー開口の上に垂直に配向している、それぞれの
   マガジン孔中に多数の試料を保留するため試料マガジン
   と装入部材の間に配置した固定的マガジン支持板； ピストン部材の外側位置から内側位置への 作動に応答してマガジンを遂次装入位置へ動かす第１装
   置；および 装入孔が選択的にボデー開口と１線になり、それによつ
   て遂次試料が案内孔および保留ドアの壁部上に配置され
   るように、装入部材をピストン部材の作動に応答してス
   ライドさせる第２装置からなる請求項１７記載の装置。 １９、ボデーが円筒形キャビティから上向きに貫通する
   ピン孔を有し、試料装入器が ピストンからピン孔を通つて半径方向上向 きに拡がるようにピストンに固定したピン；ピンに作用
   する板孔および試料を受取り試 料を落下するためボデー開口と１線になりうる装入孔を
   有するボデー上部に滑動可能に支持した装入部材； 装入部材の上部に固定した駆動爪； それぞれ多数の試料の少なくとも１つを保 持するために適する多数の等間隔マガジン孔を有する、
   装入部材の上に配置した遂次装入位置へ動くことができ
   る板状マガジン； 試料をもつとも近いマガジン孔から装入位 置のマガジンとともに装入位置へ送るため、マガジンに
   対して挿入したマガジン支持板を貫通する板孔を有し、
   板孔がボデー開口の上に垂直に配向している、それぞれ
   のマガジン孔へ多数の試料を保留するため試料マガジン
   と装入部材の間に配置した固定的マガジン支持板； 駆動爪と噛合うマガジン内に等間隔に配置 した多数のラチエツトの歯 を有し、その際ピストン部材を外側位置から内側位置へ
   作動する際、ピンが装入部材をスライドし、駆動爪がマ
   ガジンを次の装入位置へ動かし、同時に装入孔がボデー
   開口と１線になり、それによつて遂次試料がボデー開口
   を通つて案内孔へ、かつ保留ドアの壁部の上へ配置され
   る 請求項１７記載の装置。 ２０、ピストン部材が外側位置と内側位置の間にストロ
   ークＴを有し、マガジンが遂次マガジン孔のそれぞれの
   間にストロークＴより小さいピッチＳを有し、ピンの直
   径がＰであり、ピン孔の円筒形キャビティと平行の寸法
   がＯであり、その際Ｓ＋Ｏ＝Ｔ＋Ｄであり、それゆえピ
   ストン部材を外側位置から内側位置へ作動する際、ピン
   はピン孔内で一部自由運動し、次に装入部材をピッチに
   等しいスライド距離にわたつてスライドさせる請求項１
   ９記載の装置。 ２１、マガジンが周縁およびマガジンが回転する軸線を
   有するデイスク形であり、マガジン孔が周縁の近くに弧
   状に離れて配置され、ラチエツト歯が周縁の近くに弧状
   に離れて配置される請求項１９記載の装置。 ２２、ほぼ一定温度で多数のガスを均質化するガス混合
   系において、シール可能の正味容積を有する容器、容器
   内の所定圧力まで上昇する圧力で多数のガスを容器へ導
   入するガス導入装置、ガスを撹拌するため容器内に回転
   可能に支持したインペラ装置、およびインペラを高速に
   回転する回転装置からなり、インペラ装置が多数の羽根
   からなり、各羽根が羽根の全熱容量および羽根材料の熱
   伝導度がガスを高速で攪拌しながら１０秒当り１気圧の
   速度でガスを導入する間１℃以内の温度を維持するよう
   に羽根の回転と協力作用する質量を有する材料からなる
   ことを特徴とするガス混合系。 ２３、羽根の全熱容量が所定圧力で容器内のガスの全熱
   容量の少くとも３０倍であり、熱伝導度が純銅の１．０
   に対し少なくとも０．５ｃａｌ／ｓ℃である請求項２２
   記載のガス混合系。 ２４、容器が端壁を有し、インペラ装置がさらに羽根を
   固定する軸方向シャフトを有し、回転装置が端壁近くの
   シャフトに支持した内側マグネットを有し、系がさらに
   内側マグネット、それによつて羽根を回転するため内側
   マグネットと磁気的に結合した、端壁近くの容器外側に
   配置した回転マグネット装置を有する請求項２２記載の
   ガス混合系。 ２５、ガス導入装置が弁および弁と容器の間に接続した
   導管からなり、この導管がインペラ装置を含む容器容積
   の１％より小さい容積を有する請求項２２記載のガス混
   合系。 ２６、容器内の圧力を感知するセンサを有し、その際容
   器はケーシングからなり、センサはケーシングに近く配
   置され、ガス導入装置が多数のガスを受取りうる弁を有
   し、この弁がガスを容器へ導入する開放位置を有し、か
   つ容器圧力が所定圧力に達した際遮断されるようにセン
   サに応答する請求項２２記載のガス混合系。 ２７、多数のガスをほぼ一定の温度で均質化するガス混
   合系において、 端壁を含むケーシングからなるシール可能 の円筒形容器； 所定圧力まで上昇する圧力で多数のガスを 容器へ導入するガス導入装置； 容器内の圧力を感知するためケーシングの 近くに配置したセンサ； ガスを撹拌するため容器内に回転可能に支 持したインペラ装置 を有し、インペラ装置が多数の羽根、羽根 を固定する軸方向シャフトおよび端壁の近くのシャフト
   に支持した内側マグネットからなり、各羽根が容器内の
   ガス運動に軸方向成分を与えるためシャフトに対し斜め
   に配置され、羽根の全熱容量が所定圧力で容器内のガス
   の熱容量の少なくとも５０倍であるような質量および純
   銅の１．０に対し少なくとも０．５の熱伝導度を有し、 回転マグネット装置が端壁近くの容器外側 に配置され、かつ内側マグネットを回転して羽根を高速
   に回転するため内側マグネットと磁気的に結合し、 ガス導入装置が弁および弁と容器の間に接 続した導管からなり、導管がインペラ装置を含む容器の
   容積の１％より小さい容積を有し、弁が多数のガスを受
   取ることができ、ガスを容器へ導入する開放位置を有し
   、かつ容器圧力が所定圧力に達した際遮断されるように
   センサに応答する ことを特徴とするガス混合系。