JPWO2020121539A1 - 成分分析システムおよび成分検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施の形態に係る成分分析システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る成分分析システム1は、試料中の硫黄成分(硫黄化合物)を分析可能に構成され、ガスクロマトグラフ2および成分検出装置3を備える。
上記のように、本実施の形態に係る成分検出装置3においては、酸化還元炉20の上流端21Uと反応セル30の第1の導入部31とが、100cm以下の長さを有する移送管TL0を介して接続されるかまたは直接接続される。
本実施の形態では、酸化還元炉20の上流端21Uと反応セル30の第1の導入部31との間のガス流路の長さを短くするために、酸化還元炉20および反応セル30が一の検出装置ケーシング3C内に収容されている。
図6は酸化還元炉20および反応セル30の第1の配置例を説明するための模式的斜視図である。図6および後述する図7〜図14においては、検出装置ケーシング3Cが一点鎖線で示されるとともに、酸化還元炉20および反応セル30が実線で示される。また、成分検出装置3における前方DF、後方DB、右方DR、左方DL、上方DUおよび下方DDを示す3つの矢印が示される。
図7は酸化還元炉20および反応セル30の第2の配置例を説明するための模式的斜視図である。第2の配置例は、酸化還元炉20が上下方向に延びるように設けられる点が第1の配置例と異なる。具体的には、酸化還元炉20は、反応セル30の前方DFの位置で、上流端21Uが下方DDを向き、下流端21Lが上方DUを向くように上下方向に延びる。本例においても、酸化還元炉20および反応セル30が並ぶ方向に対して、酸化還元炉20の長手方向は交差している。反応セル30は、第1の導入部31が上方DUを向く。この配置によれば、下流端21Lの向く方向と第1の導入部31の向く方向とが一致するので、移送管TL0の長さをより短くすることができる。
図8は酸化還元炉20および反応セル30の第3の配置例を説明するための模式的斜視図である。図8に示すように、第3の配置例は、酸化還元炉20および反応セル30が検出装置ケーシング3C内で上下方向に並ぶ点が第1の配置例と異なる。本例においても、酸化還元炉20および反応セル30が並ぶ方向に対して、酸化還元炉20の長手方向は交差している。具体的には、図8の例では、酸化還元炉20が反応セル30の上方に位置する。この場合、酸化還元炉20において発生する熱が光検出器40(図1)に及ぼす影響をより低減することができる。この点を除いて、図8に示される第3の配置例によれば、第1の配置例と同様の効果を得ることができる。
図9は酸化還元炉20および反応セル30の第4の配置例を説明するための模式的斜視図である。第4の配置例は、酸化還元炉20および反応セル30が検出装置ケーシング3C内で左右方向に並ぶ点が第2の配置例と異なる。本例においても、酸化還元炉20および反応セル30が並ぶ方向に対して、酸化還元炉20の長手方向は交差している。具体的には、酸化還元炉20が反応セル30の右方DRに位置する。本例においても、第2の配置例と同様の効果を得ることができる。
図10は酸化還元炉20および反応セル30の第5の配置例を説明するための模式的斜視図である。第5の配置例は、酸化還元炉20が左右方向に延びるように設けられる点が第4の配置例と異なる。本例では、酸化還元炉20および反応セル30が並ぶ方向と酸化還元炉20の長手方向とが平行であり一致している。さらに、本例では、反応セル30は、第1の導入部31が酸化還元炉20の下流端21Lに対向するように配置される。この構成によれば、移送管TL0の長さをより短くすることができる。なお、酸化還元炉20および反応セル30の位置が入れ替えられてもよい。
図11は酸化還元炉20および反応セル30の第6の配置例を説明するための模式的斜視図である。第6の配置例は、酸化還元炉20が上下方向に延びるように設けられる点が第3の配置例と異なる。本例では、酸化還元炉20および反応セル30が並ぶ方向と酸化還元炉20の長手方向とが平行であり一致している。さらに、本例では、反応セル30は、酸化還元炉20に対して上下方向に並ぶようにかつ第1の導入部31が酸化還元炉20の下流端21Lに対向するように配置される。この構成によれば、移送管TL0の長さをより短くすることができる。なお、酸化還元炉20および反応セル30の位置が入れ替えられてもよい。
図12は酸化還元炉20および反応セル30の第7の配置例を説明するための模式的斜視図である。第7の配置例は、酸化還元炉20の下流端21Lと反応セル30の第1の導入部31とが直接接続される点が第5の配置例と異なる。この構成によれば、酸化還元炉20において生成される一酸化硫黄が変質することなく反応セル30に導入される。なお、酸化還元炉20および反応セル30の位置が入れ替えられてもよい。
図13は酸化還元炉20および反応セル30の第8の配置例を説明するための模式的斜視図である。第8の配置例は、酸化還元炉20の下流端21Lと反応セル30の第1の導入部31とが直接接続される点が第6の配置例と異なる。この構成によれば、酸化還元炉20において生成される一酸化硫黄が変質することなく反応セル30に導入される。なお、酸化還元炉20および反応セル30の位置が入れ替えられてもよい。
上記の第1〜4の配置例において、反応セル30の第1の導入部31は、酸化還元炉20の下流端21Lが向く方向とは異なる方向に向くように設けられてもよい。この場合、第1の導入部31は、酸化還元炉20を向くように設けられることが好ましい。図14は第3の配置例において第1の導入部31が酸化還元炉20を向くように設けられた状態を示す模式的斜視図である。
(a)本実施の形態に係る成分検出装置3においては、酸化還元炉20および反応セル30が一の検出装置ケーシング3Cに収容されるので、酸化還元炉20と反応セル30との間の距離を短くすることができる。それにより、酸化還元炉20の下流端21Lと反応セル30の第1の導入部31とを、互いに接続することまたは比較的短い長さを有する移送管TL0を介して接続することが可能である。この場合、酸化還元炉20において還元された一酸化硫黄の大部分が反応セル30に到達するまでの間に変質しないように、一酸化硫黄の移送時間を低減することができる。したがって、反応セル30において、硫黄成分の検出に要する化学反応を安定して発生させることが可能になる。その結果、分離カラム12により分離された硫黄成分を高い精度で検出することが可能になる。
(a)上記実施の形態では、酸化還元炉20から反応セル30に至るガス流路を短くするために、酸化還元炉20と反応セル30とが一の検出装置ケーシング3C内に収容されるが、実施の形態はこれに限定されない。酸化還元炉20から反応セル30に至るガス流路の長さが100cm以下となるのであれば、酸化還元炉20と反応セル30とは、互いに異なるケーシングに収容されてもよい。この場合においても、酸化還元炉20から反応セル30に至るガス流路の長さが100cm以下であることにより、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、流路形成部材21により形成されるガス流路が第1の流路の例であり、反応セル30の第1の導入部31が反応セルの導入部の例であり、検出装置ケーシング3Cが保持部材の例であり、流路形成部材21の下流端21Lが第1の流路の下流端の例であり、移送管TL0により形成されるガス流路が第2の流路の例である。
上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
分離カラムを有するガスクロマトグラフと、
成分検出装置とを備え、
前記成分検出装置は、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器と、
前記酸化還元炉および前記反応セルを保持する保持部材とを含み、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、直接接続されるかまたは第2の流路を介して接続されていてよい。
前記化学反応は、前記分離カラムにより分離された試料成分に硫黄が含まれる場合に、前記酸化還元炉により還元された硫黄成分をオゾンで励起する化学反応であってもよい。
前記酸化還元炉は、前記第1の流路が上流端から前記下流端にかけて第1の方向に延びるように形成され、
前記反応セルは、前記酸化還元炉に対して前記第1の方向に交差する第2の方向に並ぶように配置され、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続されてもよい。
前記反応セルは、前記導入部が前記第1の方向に向くように配置されてもよい。
前記酸化還元炉および前記反応セルは、前記第1の流路の前記下流端と前記反応セルの前記導入部とが前記第1の方向に直交する共通の面内に位置するように配置されてもよい。
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続され、
前記第2の流路は、前記保持部材の外部において前記第1の流路の前記下流端および前記反応セルの前記導入部に着脱可能に設けられてもよい。
前記酸化還元炉は、前記第1の流路が上流端から下流端にかけて一方向に延びるように形成され、
前記反応セルは、前記酸化還元炉に対して前記一方向に並ぶようにかつ前記導入部が前記第1の流路の前記下流端に対向するように配置されてもよい。
前記第1の流路の前記下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続され、
前記第2の流路の長さは、100cm以下であってもよい。
分離カラムを有するガスクロマトグラフとともに用いられる成分検出装置であって、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器と、
前記酸化還元炉および前記反応セルを保持する保持部材とを備え、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、直接接続されるかまたは第2の流路を介して接続されていてよい。
分離カラムを有するガスクロマトグラフと、
成分検出装置とを備え、
前記成分検出装置は、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器とを含み、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、互いに接続されるかまたは100cm以下の長さを有する第2の流路を介して接続されていてよい。
分離カラムを有するガスクロマトグラフとともに用いられる成分検出装置であって、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器とを備え、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、互いに接続されるかまたは100cm以下の長さを有する第2の流路を介して接続されていてよい。
Claims (11)
- 分離カラムを有するガスクロマトグラフと、
成分検出装置とを備え、
前記成分検出装置は、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器と、
前記酸化還元炉および前記反応セルを保持する保持部材とを含み、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、直接接続されるかまたは第2の流路を介して接続される、成分分析システム。 - 前記化学反応は、前記分離カラムにより分離された試料成分に硫黄が含まれる場合に、前記酸化還元炉により還元された硫黄成分をオゾンで励起する化学反応である、請求項1記載の成分分析システム。
- 前記酸化還元炉は、前記第1の流路が上流端から前記下流端にかけて第1の方向に延びるように形成され、
前記反応セルは、前記酸化還元炉に対して前記第1の方向に交差する第2の方向に並ぶように配置され、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続される、請求項1または2記載の成分分析システム。 - 前記反応セルは、前記導入部が前記第1の方向に向くように配置される、請求項3記載の成分分析システム。
- 前記酸化還元炉および前記反応セルは、前記第1の流路の前記下流端と前記反応セルの前記導入部とが前記第1の方向に直交する共通の面内に位置するように配置される、請求項4記載の成分分析システム。
- 前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続され、
前記第2の流路は、前記保持部材の外部において前記第1の流路の前記下流端および前記反応セルの前記導入部に着脱可能に設けられた、請求項1または2記載の成分分析システム。 - 前記酸化還元炉は、前記第1の流路が上流端から前記下流端にかけて一方向に延びるように形成され、
前記反応セルは、前記酸化還元炉に対して前記一方向に並ぶようにかつ前記導入部が前記第1の流路の前記下流端に対向するように配置される、請求項1または2記載の成分分析システム。 - 前記第1の流路の前記下流端と前記反応セルの前記導入部とは、前記第2の流路を介して接続され、
前記第2の流路の長さは、100cm以下である、請求項1または2記載の成分分析システム。 - 分離カラムを有するガスクロマトグラフとともに用いられる成分検出装置であって、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器と、
前記酸化還元炉および前記反応セルを保持する保持部材とを備え、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、直接接続されるかまたは第2の流路を介して接続される、成分検出装置。 - 分離カラムを有するガスクロマトグラフと、
成分検出装置とを備え、
前記成分検出装置は、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器とを含み、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、互いに接続されるかまたは100cm以下の長さを有する第2の流路を介して接続される、成分分析システム。 - 分離カラムを有するガスクロマトグラフとともに用いられる成分検出装置であって、
前記分離カラムにより分離された試料成分を含むガスが流れる第1の流路を有し、前記第1の流路を流れるガス中の試料成分を酸化および還元させる酸化還元炉と、
前記還元された試料成分を含むガスの導入部を有し、前記導入部から導入される試料成分について発光を伴う化学反応を発生させる反応セルと、
前記反応セルにおいて発生される光を検出する光検出器とを備え、
前記第1の流路の下流端と前記反応セルの前記導入部とは、互いに接続されるかまたは100cm以下の長さを有する第2の流路を介して接続される、成分検出装置。
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