JPWO2020110408A1 - ガスクロマトグラフシステム - Google Patents

Abstract

ガスクロマトグラフシステム１０は、ガスクロマトグラフ１と検出器２とを備えている。検出器２は、酸化還元部１４を備えている。酸化還元部１４は、酸化部１４６と、還元部１４７とを備えている。還元部１４７は、酸化部１４６よりも下流側に設けられている。還元部１４７は、酸化部１４６に対して鉛直方向上方以外の位置に配置されている。そのため、酸化部１４６の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、還元部１４７がその高温の空気にさらされることを抑制できる。

Description

本発明は、カラムと、カラムにおいて分離された試料成分を検出する検出器とを備えたガスクロマトグラフシステムに関するものである。

クロマトグラフィー分離と組み合わせて試料中のヘテロ原子である硫黄の含有量を定量するために、高い化合物選択性を実現する化学発光を応用した検出器が利用されている。例えば、硫黄化合物の化学発光を利用した検出器として、硫黄化学発光検出器（ＳＣＤ：Sulfur Chemiluminescence Detector）が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

ＳＣＤを用いた分析では、例えば、含硫黄化合物の酸化及び還元により生じる硫黄化合物と、オゾンとの反応により、二酸化硫黄の励起種ＳＯ_２ ^＊の化学発光が生じ、その化学発光が光増倍管などからなる検出部で検出される。

以下に、ＳＣＤを用いた分析の反応例を示す。
＜酸化還元部における反応＞
含硫黄化合物＋Ｏ_２（酸化剤）→ＳＯ_２＋ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ＋・・・
ＳＯ_２＋Ｈ_２（還元剤）→ＳＯ＋Ｈ_２Ｏ
＜反応セルにおける反応＞
ＳＯ＋Ｏ_３→ＳＯ_２ ^＊＋Ｏ_２
ＳＯ_２ ^＊→ＳＯ_２＋ｈν

クロマトグラフィー分離後の試料ガスは、酸化還元部において酸化及び還元された後、反応セルへと導かれ、反応セル内で生じたＳＯ_２ ^＊の化学発光がＳＣＤにより検出される。

特開２０１５−５９８７６号公報

上記した酸化還元部は、例えば、ガスクロマトグラフに設けられている。酸化還元部は、長尺状の反応管を備えている。反応管は、カラムの一端に連続しており、鉛直上方に延びている。反応管には、酸化剤及び還元剤が導入される。また、反応管は、加熱機構により加熱される。

分析の際には、カラムを通過した試料ガスは、反応管に流入し、反応管内において酸化及び還元された後、反応セルへと導かれる。このとき、反応管内における下方側（上流側）で試料ガスが酸化され、反応管内における上方側（下流側）で試料ガスが還元される。

ここで、酸化還元部において、酸化に適した温度と還元に適した温度とが異なっている。具体的には、酸化に適した温度は、還元に適した温度よりも高い。例えば、酸化に適した温度は、１０００℃程度であり、還元に適した温度は、８５０℃程度である。

しかしながら、反応管が鉛直方向に延びているため、空気の対流の影響を受けて、試料ガスを酸化及び還元する際に適切な温度に保つことが難しいという不具合が生じていた。具体的には、試料ガスを還元する部分（反応管内の上方側の部分）が、空気の対流の影響により高温にさらされて、温度が高くなりすぎるという不具合が生じていた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、試料成分を適切な温度で酸化還元反応させることができるガスクロマトグラフシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るガスクロマトグラフシステムは、試料成分が導入されるカラムと、前記カラムにおいて分離された試料成分を検出する検出器とを備えたガスクロマトグラフシステムである。前記検出器は、流路と、酸化還元部とを備える。前記流路には、前記カラムにおいて分離された試料成分が通過する。前記酸化還元部は、前記流路を通過する試料成分を酸化させる酸化部、及び、前記流路における前記酸化部よりも下流側に設けられ、前記酸化部で酸化された試料成分を還元させる還元部を含む。前記還元部は、前記酸化部に対して鉛直上方以外の位置に配置されている。

酸化還元反応を行うガスクロマトグラフシステムにおいては、一般的に、酸化に適した温度は、還元に適した温度よりも高い。そのため、一般的に、試料成分の酸化を行う部分は、試料成分の還元を行う部分よりも高い温度に保たれる。

上記した本発明の構成によれば、試料成分を還元させるための還元部は、試料成分を酸化させるための酸化部よりも下流側に設けられている。さらに、還元部は、酸化部に対して鉛直上方以外の位置に配置されている。
そのため、酸化部の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、その高温の空気に還元部がさらされることを抑制できる。
その結果、還元部の温度が必要以上に高くなることを抑制できる。
すなわち、本発明のガスクロマトグラフ用検出器によれば、試料成分を適切な温度で酸化還元反応させることができる。

（２）また、前記還元部は、前記酸化部に対して略水平方向に並べて配置されていてもよい。

このような構成によれば、試料成分が通過する流路が略水平方向に延びるように形成される。
そのため、ユーザは、流路に対するメンテナンスを略水平方向から行うことができる。
その結果、ガスクロマトグラフ用検出器を用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。

（３）また、前記ガスクロマトグラフシステムは、流路部材をさらに備えてもよい。前記流路部材は、前記流路を構成する管状に形成されている。前記流路部材は、前記酸化部と前記還元部とが並ぶ方向に沿ってスライドさせることにより着脱可能である。

このような構成によれば、流路部材を着脱させる際のユーザの作業性を向上できる。

（４）また、前記ガスクロマトグラフシステムは、本体をさらに備えてもよい。前記本体には、前記カラムが収容される。前記流路は、前記本体の側面から外方に向かって延びていてもよい。

このような構成によれば、ユーザは、本体の側面に対向する状態で、流路のメンテナンスを行うことができる。
そのため、ガスクロマトグラフシステムを用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。

（５）また、前記カラムは、試料を導入する導入口と、分離された試料成分を排出する排出口とを備えてもよい。前記流路は、前記カラムの前記排出口にその一端が接続されていてもよい。前記検出器は、測定部と、加熱部と、保持部とをさらに備えてもよい。前記測定部は、前記酸化還元部で酸化及び還元された試料成分を測定する。前記加熱部は、前記酸化部における前記流路内の試料成分を加熱し、前記還元部における前記流路内の試料成分を前記酸化部における試料成分よりも低い温度で加熱する。前記保持部は、前記酸化還元部を前記流路の中心軸が鉛直以外の方向となる姿勢で保持する。

このような構成によれば、加熱部は、酸化部における試料成分を還元部における試料成分よりも高い温度で加熱する。そして、酸化還元部は、中心軸が鉛直以外の方向となる姿勢で保持される。
そのため、酸化部の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、その高温の空気に還元部がさらされることを抑制できる。
その結果、還元部の温度が必要以上に高くなることを抑制できる。

（６）また、前記ガスクロマトグラフシステムは、流路部材をさらに備えてもよい。前記流路部材は、前記流路を構成する管状である。前記流路部材は、前記酸化部と前記還元部とが並ぶ方向に沿って前記流路の下流方向にスライドさせることにより着脱可能である。。前記保持部は、水平方向を０度とした場合に、前記還元部が前記酸化部に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるように前記酸化還元部を保持してもよい。

このような構成によれば、ユーザは、メンテナンスの際に流路部材をスライドして着脱させることができる。
また、従来の構成では、反応管が鉛直方向に延びているため、流路部材をスライドして引き抜く過程で手が滑るなどして、流路部材が自重により酸化還元部内に落下する可能性がある。また、流路部材を着脱する際は、流路部材が折れてしまわないように流路の方向と平行にスライドさせる必要がある。従来の構成では、反応管が鉛直方向に延びており下流側が上方に位置するため、作業位置が高く、着脱作業は困難である。

上記した構成であれば、流路部材が酸化還元部内に落下する危険性を低下させることができ、かつ、流路部材を着脱してメンテナンスを行う際のユーザの作業性を向上できる。
また、流路部材は、例えば、反応管にＯリング等で保持するよって固定できる。酸化部に対する還元部の位置が０度に近づくにつれて、流路部材が自重によって酸化還元部の奥に落下する危険性は低下し、最低でも４５度以内であれば、流路部材にかかる鉛直下方の自重よりもＯリングによる保持力の方が大きくなると考えられる。
そのため、上記した構成のように、保持部により還元部が酸化部に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるように酸化還元部を保持することによって、流路部材が酸化還元部内に落下する危険性を一層低下させることができる。

（７）また、前記流路部材の内部が前記還元部であり、前記流路部材の内部の表面には還元反応を示す触媒が設けられていてもよい。

このような構成によれば、還元部を簡易に構成できる。

（８）また、前記ガスクロマトグラフシステムは、本体をさらに備えてもよい。前記本体には、前記カラムが収容される。前記酸化還元部は、前記本体の側面に配置されていてもよい。前記流路は、前記本体の側面から外方に向かって延びていてもよい。

このような構成によれば、ユーザは、本体の側面に対向する状態で、流路のメンテナンスを行うことができる。そのため、ガスクロマトグラフシステムを用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。また、酸化還元部が本体の直上に配置されないため、酸化還元部が、対流により本体内の温度の影響を受けることを防止できる。

本発明によれば、試料成分を還元させるための還元部は、試料成分を酸化させるための酸化部よりも下流側に設けられている。さらに、還元部は、酸化部に対して鉛直上方以外の位置に配置されている。そのため、酸化部の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、その高温の空気に還元部がさらされることを抑制できる。その結果、還元部の温度が必要以上に高くなることを抑制できる。すなわち、本発明のガスクロマトグラフ用検出器によれば、試料成分を適切な温度で酸化還元反応させることができる。

本発明の第１実施形態に係るガスクロマトグラフを用いたガスクロマトグラフシステムの構成例を示した概略図である。 図１のガスクロマトグラフシステムの内部構成を模式的に示した正面図である。 図１のガスクロマトグラフシステムの内部構成を模式的に示した平面図である。 図１のガスクロマトグラフシステムの酸化還元部の周囲の構成を詳細に示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガスクロマトグラフを用いたガスクロマトグラフシステムの構成例を示した概略図である。 本発明の第３実施形態に係るガスクロマトグラフを用いたガスクロマトグラフシステムの構成例を示した概略図である。

１．ガスクロマトグラフシステムの構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るガスクロマトグラフ１を用いたガスクロマトグラフシステム１０の構成例を示した概略図である。
ガスクロマトグラフシステム１０は、ガスクロマトグラフ１と、当該ガスクロマトグラフ１により分離された試料成分を検出する検出器２とを備えている。
ガスクロマトグラフ１は、カラム１１、カラムオーブン１２及び試料導入部１３などを備えている。

カラム１１は、例えば、キャピラリカラムからなる。カラム１１は、ヒータ及びファンなど（いずれも図示せず）とともにカラムオーブン１２内に収容されている。

カラムオーブン１２は、箱状に形成されている。カラムオーブン１２は、カラム１１を加熱するためのものであり、分析時にはヒータ及びファン（図示せず）を適宜駆動させる。カラムオーブン１２が、本体の一例を構成している。

試料導入部１３は、カラムオーブン１２の上面１２１に設けられている。試料導入部１３は、内部に試料気化室を備えており、この試料気化室内で気化された試料（試料ガス）がキャリアガスとともにカラム１１内に導入される。

検出器２は、例えば、ＳＣＤである。検出器２は、酸化還元部１４、反応セル２１、オゾナイザー２２、フィルタ２３、光検出器２４、ポンプ２５及びスクラバ２６などを備えている。検出器２が、ガスクロマトグラフ用検出器の一例を構成している。

酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の周面（側面１２２）に設けられている。酸化還元部１４は、試料成分を酸化還元反応させるためのものである。酸化還元部１４には、カラム１１の一端（先端）が接続されている。なお、酸化還元部１４の詳細な構成については、後述する。

反応セル２１には、第１移送管３１及び第２移送管３２のそれぞれが接続されている。反応セル２１は、第１移送管３１を介して酸化還元部１４に接続されている。また、反応セル２１には、オゾナイザー２２からオゾンが供給される。

オゾナイザー２２では、酸素から無声放電によりオゾンが生成される。オゾナイザー２２と光検出器２４とは、間隔を隔てて配置されている。また、反応セル２１と光検出器２４との間にフィルタ２３が配置されている。
光検出器２４は、例えば、光増倍管からなる。反応セル２１、オゾナイザー２２、フィルタ２３及び光検出器２４が測定部３０を構成している。測定部３０は、酸化還元部１４で酸化及び還元された試料成分を測定する。
ポンプ２５及びスクラバ２６は、第２移送管３２に介在されている。

ガスクロマトグラフシステム１０を用いて試料を分析する際には、まず、分析対象となる試料がガスクロマトグラフ１の試料導入部１３に注入される。試料は、試料気化室において気化される。また、試料導入部１３の試料気化室には、キャリアガスが供給される。

試料気化室内で気化された試料は、キャリアガスとともにカラム１１内に導入される。試料に含まれる各試料成分は、カラム１１内を通過する過程で分離されて、酸化還元部１４に順次導入される。

酸化還元部１４では、試料成分の酸化還元反応が行われる。酸化還元部１４から第１移送管３１を介して反応セル２１内に導かれた試料成分（試料ガス）は、オゾナイザー２２から供給されるオゾンと反応セル２１内で混合される。

このとき、酸化還元部１４から反応セル２１への試料ガスの導入は、第２移送管３２を介して反応セル２１に接続されたポンプ２５の作用により行われる。すなわち、ポンプ２５の吸引動作により、酸化還元部１４から反応セル２１内に試料ガスが導かれ、反応セル２１内においてオゾンと反応した後の試料ガスは、ポンプ２５を介して排出される。反応セル２１とポンプ２５との間には、スクラバ２６が介装されており、反応セル２１からの試料ガスは、スクラバ２６によりオゾンが除去された上で排出される。

反応セル２１内では、励起された二酸化硫黄が生じ、化学発光が観察される。反応セル２１内で生じた化学発光は、フィルタ２３を介して、光検出器２４により検出される。これにより、二酸化硫黄の発光量に応じた検出信号が光検出器２４から出力され、その検出信号に基づいて試料ガス中の硫黄含有量を定量することができる。

２．検出器の構成
酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の側面１２２に設けられている。酸化還元部１４は、本体部１４１と、第１反応管１４２と、第２反応管１４８と、加熱部１４３とを備えている。本体部１４１は、長尺な筒状に形成されており、カラムオーブン１２の側面１２２から略水平方向に延びている。

なお、カラムオーブン１２の側面１２２とは、カラムオーブン１２の周面であって、ユーザと対向する面（前面）と隣接（連続）する面である。

第１反応管１４２は、管状に形成されおり、本体部１４１内に配置されている。第１反応管１４２は、カラムオーブン１２の側面１２２から略水平方向（外方）に延びている。第１反応管１４２は、本体部１４１に対して略水平方向に沿うようにしてスライド移動可能（着脱可能）である。カラム１１の一端（先端）には、第２反応管１４８が接続されている。第１反応管１４２は、第１移送管３１に接続されている。第１反応管１４２は、例えば、セラミックス製のチューブである。第２反応管１４８における上流側の部分（カラム１１側の部分）には、第１流入管１４４が接続されている。また、第１反応管１４２における下流側の部分（反応セル２１側の部分）には、第２流入管１４５が接続されている。第１反応管１４２が、流路部材の一例を構成している。また、第１反応管１４２及び第２反応管１４８内の空間が流路１４０の一例を構成している。

第１流入管１４４には、図示しない供給部から酸化剤が供給される。酸化剤は、例えば、Ｏ_２である。ただし、酸化剤はＯ_２以外のものであってもよい。第２反応管１４８内における第１流入管１４４との接続部分、及び、その近傍が酸化部１４６である。

第２流入管１４５には、図示しない供給部から還元剤が供給される。供給剤は、例えば、Ｈ_２である。ただし、還元剤はＨ_２に限られるものではない。第１反応管１４２の内部が還元部１４７である。

すなわち、酸化還元部１４では、還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置されている。また、還元部１４７は、流路１４０において、酸化部１４６よりも下流側（試料ガスの流入方向における下流側）に設けられている。

加熱部１４３は、第１反応管１４２及び第２反応管１４８を覆うようにして本体部１４１内に配置されている。加熱部１４３は、例えば、ヒータ（図示せず）を備えている。加熱部１４３は、酸化部１４６及び還元部１４７を加熱する。具体的には、加熱部１４３は、酸化部１４６が還元部１４７よりも高温となるように、酸化部１４６及び還元部１４７のそれぞれを加熱する。

３．酸化還元部における試料の酸化還元反応
上記したように、ガスクロマトグラフ１のカラム１１を通過した試料ガスは、酸化還元部１４に導入される。このとき、カラム１１を通過した試料ガスは、流路１４０に導入される。

流路１４０に流入した試料ガスは、まず、酸化部１４６において、第１流入管１４４から流入される酸化剤と混合されるとともに加熱部１４３により加熱される。このとき、具体的には、酸化部１４６の温度は、１０００℃程度となる。このようにして、酸化部１４６において、試料ガスが酸化される。

また、酸化された試料ガスは、さらに、流路１４０内を略水平方向に移動して、還元部１４７に到達する。そして、試料ガスは、還元部１４７において、第２流入管１４５から流入される還元剤と混合されるとともに加熱部１４３により加熱される。このとき、具体的には、還元部１４７の温度は、８５０℃程度となる。このようにして、還元部１４７において、試料ガスが還元される。

このようにして、酸化還元部１４において、試料ガス（試料成分）の酸化還元反応が行われる。その後、試料ガス（試料成分）は、第１移送管３１を介して反応セル２１へと導かれる。

例えば、試料ガス中の試料成分の一例である含硫黄化合物は、酸化剤としてのＯ_２を用いて酸化還元部１４内で酸化されることにより、ＳＯ_２が生成される。そして、生成されたＳＯ_２は、還元剤としてのＨ_２を用いて酸化還元部１４内で還元されることにより、ＳＯが生成される。このようにして生成されるＳＯは、オゾンとの反応により化学発光が可能な硫黄化合物である。

酸化還元部１４で試料成分の酸化還元反応が行われる際には、第２反応管１４８の周囲は、加熱部１４３により加熱されて高温となる。そして、第２反応管１４８の周囲で高温となった空気が対流により上昇する。一方、第１反応管１４２内の還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に間隔を隔てて配置されている。そのため、還元部１４７が酸化部１４６の周囲で高温となった空気にさらされることが抑制される。

また、第１反応管１４２は消耗品であり、経時劣化又は汚染によって活性が変化した場合には、試料成分の感度低下として症状が現れるため、第１反応管１４２の交換が必要となる。この場合、ユーザは、ガスクロマトグラフ１の側面１２２側に立った状態で、第１反応管１４２を本体部１４１に対して略水平方向にスライド移動させることで、第１反応管１４２を酸化還元部１４から引き抜く（離脱させる）。そして、ユーザは、新しい第１反応管１４２を本体部１４１に挿入するようにスライド移動させることで、第１反応管１４２を酸化還元部１４に装着させる。

４．検出器の詳細構成
図２は、ガスクロマトグラフシステム１０の内部構成を模式的に示した正面図である。図３は、ガスクロマトグラフシステム１０の内部構成を模式的に示した平面図である。図４は、ガスクロマトグラフシステム１０の酸化還元部１４の周囲の構成を詳細に示した断面図である。

図２及び図３に示すように、ガスクロマトグラフシステム１０において、流路１４０は、カラムオーブン１２の側面から外方に向かって延びており、酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の側面に配置されている。ガスクロマトグラフ１０では、カラム１１の排出口１１２には、流路１４０の一端が接続されている。

ガスクロマトグラフ１では、試料導入部１３においてキャリアガスの流れに試料が導入され、該試料を含むキャリアガスが、カラムオーブン１２に収容されたカラム１１の導入口１１１に導入される。試料は、カラム１１を通過する過程で成分毎に分離され、分離された各試料成分を含むガス（以下「試料ガス」とよぶ）が順次カラム１１の排出口１１２から溶出する。

検出器２において本体部１４１は、検出器２の筐体４１の上部前側に収容されており、反応セル２１及びその他の構成要素（図２及び図３では省略）は、筐体４１内部の残りの空間（例えば本体部１４１の下方や後方）に収容されている。なお、検出器２の筐体４１のうち、本体部１４１が収容されている空間の上面は開閉可能な扉４２となっている。

図４に示すように、本体部１４１には、第１反応管１４２と、第２反応管１４８と、第１流入管１４４と、不活性ガス導入管１５０と、加熱部１４３と、これらを収容するハウジング１５１とを備えている。以下では図４に示された各管路の図中の左側に位置する端部を各管路の「左端」とよび、図中右側に位置する端部を各管路の「右端」とよぶ。

第２反応管１４８は、第１流入管１４４の内部に、第１流入管１４４と同軸に配置されており、不活性ガス導入管１５０は、その左端が第２反応管１４８の右端に挿入されている。また、第１反応管１４２は、その右端が第２反応管１４８の左端に挿入されている。なお、第２反応管１４８、第１反応管１４２、第１流入管１４４、及び不活性ガス導入管１５０は、いずれもアルミナなどのセラミックで構成されるセラミックチューブである。

第１流入管１４４及び第２反応管１４８の右端には、コネクタ１５２が取り付けられ、不活性ガス導入管１５０はこのコネクタ１５２に挿通されている。なお、第１流入管１４４及び第２反応管１４８の右端の開口部はコネクタ１５２によって閉鎖されているが、コネクタ１５２の左端面には溝が切られており、当該溝を介して第１流入管１４４と第２反応管１４８の間で気体の流通が可能となっている。不活性ガス導入管１５０の右端は、本体部１４１のハウジング１５１から突出しており、ガスクロマトグラフ１と検出器２との境界に配置されたインターフェース１５３の内部に設けられた配管１５４の左端に接続されている。配管１５４の右端は、第１ジョイント１５５に取り付けられている。第１ジョイント１５５には、不活性ガス導入管１５０に不活性ガス（ここでは窒素）を供給するための不活性ガス流路１５６が接続されている。

第１反応管１４２、第１流入管１４４及び第２反応管１４８の左端は、本体部１４１のハウジング１５１から突出し、更に検出器２の筐体４１の左側壁４１１に設けられた開口４１１ａから外部に突出している。筐体４１の外部において、第１流入管１４４の左端には、第２ジョイント１５７が取り付けられており、この第２ジョイント１５７には、第１流入管１４４に酸化剤（ここでは酸素）を供給するための酸化剤流路１５８が接続されている。第２反応管１４８は、この第２ジョイント１５７に挿通されており、その左端には第３ジョイント１５９が取り付けられている。この第３ジョイント１５９には、第２反応管１４８に還元剤（ここでは水素）を供給するための第２流入管１４５が接続されている。第１反応管１４２は、この第３ジョイント１５９に挿通されており、その左端は反応セル２１に至る第１移送管３１に接続されている。第１移送管３１は可撓性のチューブで構成されており、筐体４１の外部で折り返された後、再び筐体４１の内部に進入し、筐体４１内の反応セル２１に接続されている。

第１反応管１４２の内部の表面には、還元反応を示す触媒が設けられている。第１反応管１４２の内部（管状に形成された流路）が還元部１４７を構成している。第１反応管１４２と第３ジョイント１５９との間には、Ｏリング１６１が設けられている。第１反応管１４２は、Ｏリング１６１を介して第２反応管１４８に保持されている。第１反応管１４２は、酸化部１４６と還元部１４７とが並ぶ方向に沿って流路１４０の下流方向にスライドさせることにより検出器２に着脱できる。

検出器２には、本体部１４１（酸化還元部１４）を保持するための保持部１４９が設けられている。保持部１４９は、筐体４１内において一定位置に固定されており、本体部１４１の下端部を保持している。これにより、本体部１４１（酸化還元部１４）は、一定の姿勢が保たれる。

保持部１４９は、水平方向を０度とした場合に、還元部１４７が酸化部１４６に対して０度以上、４５度以内の上方の位置に配置されるように本体部１４１（酸化還元部１４）を保持する。

具体的には、この実施形態では、保持部１４９は、水平方向を０度とした場合に、還元部１４７が酸化部１４６に対して０度以上、５度以内の上方の位置に配置されるように本体部１４１（酸化還元部１４）を保持している。この状態において、還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置されている。すなわち、還元部１４７が酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置される状態には、水平方向を０度とした場合に、還元部１４７が酸化部１４６に対して０度以上、５度以内の上方の位置に配置される状態が含まれる。

なお、保持部１４９は、酸化還元部１４を流路の中心軸Ｌが鉛直以外の方向となる姿勢で保持する構成であればよい。すなわち、還元部１４７は、酸化部１４６に対して鉛直上方以外の位置に配置される構成であればよい。

加熱部１４３は、酸化部１４６おける流路１４０内の試料成分を加熱し、還元部１４７における流路１４０内の試料成分を酸化部１４６における試料成分よりも低い温度で加熱する。
不活性ガス流路１５６に供給された窒素は、第１ジョイント１５５、及び配管１５４を経て不活性ガス導入管１５０の右端（後端）に流入し、不活性ガス導入管１５０の内部を右端（後端）から左端（前端）に向かって進行する。

酸化剤流路１５８を介して供給される酸素は、第２ジョイント１５７を介して第１流入管１４４の左端に流入し、第１流入管１４４の内壁と第２反応管１４８の外壁との間の空間を右方に向かって進行する。第１流入管１４４の右端に達した酸素は、コネクタ１５２の左端面に形成された溝（上述）から第２反応管１４８の内部に流入し、第２反応管１４８内を左方に向かって進行する。なお、本実施形態では、酸化剤として酸素を使用するものとするが、酸化剤として空気を使用することもできる。

第２流入管１４５を介して供給された水素は、第３ジョイント１５９を経て第２反応管１４８の左端に流入し、第２反応管１４８の内壁と第１反応管１４２の外壁との間の空間を右方に向かって進行する。第１反応管１４２の右端付近まで到達した水素は、そこから第１反応管１４２の中に引き込まれ、第１反応管１４２の内部を左方に向かって進行する。

ガスクロマトグラフ１のカラム１１の排出口１１２から本体部１４１の内部に導入された試料ガスは、第２反応管１４８の右端にて酸素と混合され、第２反応管１４８の内部を左に向かって進行しつつ、高温で酸化分解される。このとき、試料成分が硫黄化合物である場合には、二酸化硫黄が生成される。酸化分解された試料成分を含むガスは、第２反応管１４８の左端付近から導入される水素と共に第１反応管１４２に引き込まれる。前記酸化分解された試料成分に二酸化硫黄が含まれる場合は、ここで二酸化硫黄が水素と反応して一酸化硫黄に還元される。第１反応管１４２を通過したガスは、第１移送管３１を通じて反応セル２１に導入される。

第１移送管３１から反応セル２１に送られたガスは、図１に示すように、反応セル２１内でオゾンと混合される。このとき、一酸化硫黄とオゾンの反応によって生じる化学発光がフィルタ２３を介して光電子増倍管等から成る光検出器２４で検出される。光検出器２４からの検出信号は制御部（図示せず）にて当該検出信号に基づいて試料ガス中の硫黄化合物の濃度が求められる。このようにして、測定部３０において、酸化還元部１４で酸化及び還元された試料成分が測定される。

このような分析を行っている間は、カラムオーブン１２の温度の変化が激しく、例えば３０分の間で−３０〜４８０℃の間を遷移することもある。この場合、第２反応管１４８と加熱部１４３との間の領域２００において対流が生じるが、この領域２００の上方に還元部１４７が配置されていないため、還元部１４７が必要以上に高温になることが抑制される。

また、ユーザは、メンテナンスを行う際には、第１反応管１４２をスライド移動させることで、第１反応管１４２を酸化還元部１４から引き抜く（離脱させる）。還元部１４７は、酸化部１４６に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるため、第１反応管１４２が自重により酸化還元部１４内に落下する危険性を低減でき、メンテナンスを行う際のユーザの作業性を向上できる。この実施形態では、還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置されているめ、メンテナンスを行う際のユーザの作業性を一層向上できる。

なお、本実施形態における水平方向とは、重力方向に直行する平面に含まれる方向を指す。また、本実施形態において、酸化部１４６と還元部１４７との位置関係を特定する角度は、酸化部１４６と還元部１４７との間の流路１４０の中心軸と重力方向に直行する平面とが成す角である。

５．作用効果
（１）本実施形態によれば、図１に示すように、ガスクロマトグラフシステム１０は、ガスクロマトグラフ１と検出器２とを備えている。検出器２は、酸化還元部１４を備えている。酸化還元部１４は、酸化部１４６と、還元部１４７とを備えている。還元部１４７は、酸化部１４６よりも下流側に設けられている。さらに、還元部１４７は、酸化部１４６に対して鉛直上方以外の位置に配置されている。
そのため、酸化部１４６の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、還元部１４７がその高温の空気にさらされることを抑制できる。
その結果、還元部１４７の温度が必要以上に高くなることを抑制できる。
すなわち、酸化還元部１４によれば、試料成分を適切な温度で酸化還元反応させることができる。

（２）また、本実施形態によれば、図１に示すように、酸化還元部１４において、還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置されている。
すなわち、酸化還元部１４では、試料成分が通過する流路１４０（第１反応管１４２内の流路１４０）が略水平方向に延びるように形成されている。
そのため、ユーザは、流路に対するメンテナンスを略水平方向から行うことができる。
その結果、酸化還元部１４を用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。
また、ガスクロマトグラフ１における流路の設計の自由度を向上させることができる。

（３）また、本実施形態によれば、図１に示すように、酸化還元部１４は、第１反応管１４２を備えている。第１反応管１４２は、酸化部１４６と還元部１４７とが並ぶ方向（略水平方向）に沿ってスライドさせることにより本体部１４１に対して着脱可能である。
そのため、第１反応管１４２を本体部１４１に対して着脱させる際のユーザの作業性を向上できる。

（４）また、本実施形態によれば、図１に示すように、ガスクロマトグラフ１において、第１反応管１４２は、カラムオーブン１２の側面１２２から外方に向かって延びている。
そのため、ユーザは、カラムオーブン１２の側面１２２に対向する状態で、第１反応管１４２（第１反応管１４２の流路１４０）のメンテナンスを行うことができる。
その結果、ガスクロマトグラフ１を用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。

（５）また、本実施形態によれば、ガスクロマトグラフシステム１０において、加熱部１４３は、酸化部１４６における流路１４０内の試料成分を加熱し、還元部１４７における流路１４０内の試料成分を酸化部１４６における試料成分よりも低い温度で加熱する。保持部１４９は、酸化還元部１４を流路１４０の中心軸Ｌが鉛直以外の方向となる姿勢で保持する。

そのため、酸化部１４６の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、その高温の空気に還元部１４７がさらされることを抑制できる。
その結果、還元部１４７の温度が必要以上に高くなることを抑制できる。

（６）また、本実施形態によれば、ガスクロマトグラフシステム１０において、第１反応管１４２は、酸化部１４６と還元部１４７とが並ぶ方向に沿って流路１４０の下流方向にスライドさせることにより着脱可能である。保持部１４９は、水平方向を０度とした場合に、還元部１４７が酸化部１４６に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるように酸化還元部１４を保持する。

そのため、ユーザは、メンテナンスの際に第１反応管１４２をスライドして着脱させることができる。
また、第１反応管１４２が鉛直方向に延びる構成である場合には、第１反応管１４２をスライドして引き抜く過程で手が滑るなどして、第１反応管１４２が自重により酸化還元部１４内に落下する可能性がある。また、第１反応管１４２を着脱する際は、第１反応管１４２が折れてしまわないように流路の方向と平行にスライドさせる必要があるため、第１反応管１４２が鉛直方向に延びる構成である場合には、第１反応管１４２の下流側が上方に位置するため、作業位置が高く、着脱作業は困難である。

本実施形態の構成であれば、第１反応管１４２が酸化還元部１４内に落下する危険性を低下させることができ、かつ、第１反応管１４２を着脱してメンテナンスを行う際のユーザの作業性を向上できる。

また、酸化部１４６に対する還元部１４７の位置が０度に近づくにつれて、第１反応管１４２が自重によって酸化還元部１４の奥に落下する危険性は低下し、最低でも４５度以内であれば、第１反応管１４２にかかる鉛直下方の自重よりもＯリング１６１による保持力の方が大きくなると考えられる。

そのため、保持部１４９により還元部１４７が酸化部１４６に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるように酸化還元部１４を保持することによって、第１反応管１４２が酸化還元部１４内に落下する危険性を一層低下させることができる。

（７）また、本実施形態によれば、第１反応管１４２の内部が還元部１４７として構成されている。また、第１反応管１４２の内部の表面には還元反応を示す触媒が設けられている。

そのため、還元部１４７を簡易に構成できる。

（８）また、本実施形態によれば、図２及び図３に示すように、ガスクロマトグラフシステム１０において、酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の側面に配置されている。また、流路１４０は、カラムオーブン１２の側面から外方に向かって延びている。

そのため、ユーザは、カラムオーブン１２の側面に対向する状態で、流路１４０のメンテナンスを行うことができ、ガスクロマトグラフシステム１０を用いる際におけるユーザの作業性を向上できる。また、酸化還元部１４がカラムオーブン１２の直上に配置されないため、カラムオーブン１２が、対流によりカラムオーブン１２内の温度の影響を受けることを防止できる。

測定中のカラムオーブン１２の温度は変化が激しく、例えば３０分の間で−３０〜４８０℃の間を遷移することもある。そのため、カラムオーブン１２の側面ではなく直上に酸化還元部１４が設けられているような場合は、酸化還元部１４の周囲温度が極端に変化する結果、加熱部１４３による酸化還元部１４内の温度を正確に制御することは困難である。
本実施形態の構成であれば、酸化還元部１４がカラムオーブン１２の直上に配置されないため、測定中にカラムオーブン１２と酸化還元部１４の間で対流が起こることを防止できる。

６．第２実施形態
以下では、図５及び図６を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を用いることにより説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るガスクロマトグラフ１を用いたガスクロマトグラフシステム１０の構成例を示した概略図である。
上記した第１実施形態では、酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の側面１２２に設けられている。

対して、第２実施形態では、酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の上面１２１に設けられている。具体的には、酸化還元部１４は、流路１４０が略水平方向に延びる状態を保つようにして、カラムオーブン１２の上面１２１に載置されている。この状態で、還元部１４７は、酸化部１４６に対して略水平方向に並べて配置されている。
このように酸化還元部１４を配置すれば、ガスクロマトグラフ１の側面１２２側にスペースを確保することができる。

７．第３実施形態
図６は、本発明の第３実施形態に係るガスクロマトグラフ１を用いたガスクロマトグラフシステム１０の構成例を示した概略図である。
上記した第１実施形態では、酸化還元部１４は、流路１４０が略水平方向に延びる状態を保つようにして設けられている。

対して、第３実施形態では、酸化還元部１４は、流路１４０が鉛直方向に延びる状態を保つようにして設けられている。具体的には、酸化還元部１４は、流路１４０が鉛直方向に延びる状態を保つようにして、カラムオーブン１２の側面１２２に設けられている。酸化還元部１４は、カラムオーブン１２の側面１２２に沿うように配置されている。
この状態で、還元部１４７は、酸化部１４６の下方側に配置されている。
そのため、酸化部１４６の周囲で高温となった空気が対流により上方に移動した場合に、その高温の空気に還元部１４７がさらされることを一層抑制できる。
その結果、還元部１４７を適切な温度に保つことができる。

８．変形例
上記した実施形態では、還元部１４７は、酸化部１４６に対して水平方向に間隔を隔てた位置や、酸化部１４６に対して下方側に配置されるとして説明した。しかし、還元部１４７は、酸化部１４６に対して鉛直上方以外の位置に配置されていればよく、その配置は、上記したものに限られない。例えば、還元部１４７は、酸化部１４６に対して斜めの位置（酸化部１４６に対して、鉛直方向に間隔を隔てており、かつ、水平方向に間隔を隔てた位置）に配置されていてもよい。

１ ガスクロマトグラフ
２ 検出器
１０ ガスクロマトグラフシステム
１１ カラム
１２ カラムオーブン
１４ 酸化還元部
３０ 測定部
１１１ 導入口
１１２ 排出口
１２２ 側面
１４０ 流路
１４２ 第１反応管
１４３ 加熱部
１４６ 酸化部
１４７ 還元部
１４８ 第２反応管
１４９ 保持部
１６１ Ｏリング
Ｌ 中心軸

Claims (8)

1. 試料成分が導入されるカラムと、
   前記カラムにおいて分離された試料成分を検出する検出器とを備えたガスクロマトグラフシステムであって、
   前記検出器は、
   前記カラムにおいて分離された試料成分が通過する流路と、
   前記流路内の試料成分を酸化させる酸化部、及び、前記流路における前記酸化部よりも下流側に設けられ、前記酸化部で酸化された試料成分を還元させる還元部を含む酸化還元部とを備え、
   前記還元部は、前記酸化部に対して鉛直上方以外の位置に配置されていることを特徴とするガスクロマトグラフシステム。
2. 前記還元部は、前記酸化部に対して略水平方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフシステム。
3. 前記流路を構成する管状の流路部材をさらに備え、
   前記流路部材は、前記酸化部と前記還元部とが並ぶ方向に沿ってスライドさせることにより着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフシステム。
4. 前記カラムが収容された本体をさらに備え、
   前記流路は、前記本体の側面から外方に向かって延びていることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフシステム。
5. 前記カラムは、試料を導入する導入口と、分離された試料成分を排出する排出口とを備え、
   前記流路は、前記カラムの前記排出口にその一端が接続されており、
   前記検出器は、
   前記酸化還元部で酸化及び還元された試料成分を測定する測定部と、
   前記酸化部における前記流路内の試料成分を加熱し、前記還元部における前記流路内の試料成分を前記酸化部における試料成分よりも低い温度で加熱する加熱部と、
   前記酸化還元部を前記流路の中心軸が鉛直以外の方向となる姿勢で保持する保持部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフシステム。
6. 前記流路を構成する管状の流路部材をさらに備え、
   前記流路部材は、前記酸化部と前記還元部とが並ぶ方向に沿って前記流路の下流方向にスライドさせることにより着脱可能であり、
   前記保持部は、水平方向を０度とした場合に、前記還元部が前記酸化部に対して０度以上４５度以内の上方の位置に配置されるように前記酸化還元部を保持することを特徴とする請求項５に記載のガスクロマトグラフシステム。
7. 前記流路部材の内部が前記還元部であり、前記流路部材の内部の表面には還元反応を示す触媒が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のガスクロマトグラフシステム。
8. 前記カラムが収容された本体をさらに備え、
   前記酸化還元部は、前記本体の側面に配置されており、
   前記流路は、前記本体の側面から外方に向かって延びていることを特徴とする請求項５に記載のガスクロマトグラフシステム。

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