KR100572923B1 - 시료를가열에의해기화시키는가열장치 - Google Patents
시료를가열에의해기화시키는가열장치Info
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Abstract
(과제) 시료를 가열에 의해 기화시켜, 기화된 성분을 정확하게 추출하는 가열장치를 제공한다.
(해결수단) 개구부(1a)가 고무패킹(2a)으로 폐쇄되어 있는 용기(1) 내에 기화되기 쉬운 액체시료(16) 등을 수용시키고, 이것을 가열장치(100)의 가열관(8) 내에 배치하여 기화성분을 추출하도록 되어 있다. 가열관(8)은, 관통구멍붙이 바늘(4)을 가지는 캐리어가스 도입관(12)과, 관통구멍붙이 바늘(5)을 가지는 기화성분 및 캐리어가스 배출관(13)과, 가열수단(11)을 구비한다. 이들 바늘(4, 5)은 가열관(8) 내에 배치된 용기(1)의 고무패킹(2a)을 관통하도록 되어 있다.
Description
본 발명은, 시료를 가열에 의해 기화시키는 가열장치에 관한 것이며, 개구부가 고무패킹으로 폐쇄되어 있는 용기 내에 수용되어 있는 시료를 가열에 의해 기화시켜 캐리어가스와 함께 용기 밖으로 배출시키기 위한 가열장치에 관한 것이다.
본 발명은 측정시료 중의 수분을 가열에 의해 기화시켜 캐리어가스와 함께 운반하고, 이 기화수분만을 포집하여 검지하는 것으로 측정시료중의 수분량을 측정하는 수분계 용으로 사용하는 가열장치로서 적용가능하다.
종래 기술에 있어서 이러한 종류의 가열장치는, 측정시료를 넣는 챔버를 가지는 동시에, 이 챔버 내를 가열하기 위한 가열수단을 구비한 가열챔버와, 이 챔버 내의 측정시료에 캐리어가스를 도입하는 도입관과, 이 챔버로부터 챔버 외부로 기화된 성분 및 캐리어가스를 배출하는 배출관과, 측정시료가 들어가 있는 챔버를 밀폐하는 밀봉수단을 구비하고 있다.
상기한 바와 같이 종래 기술의 가열장치에 있어서, 기화되기 쉬운 액체시료 등을 가열하는 경우에, 가열전에 기화되어 상기된 바와 같이 수분계를 이용하더라도 정확한 측정을 할 수 없다는 불편함이 생겼다.
기화되기 쉬운 액체시료 등을 밀폐용기에 수용하는 것을 생각할 수 있지만, 이와 같이 밀폐용기에 시료를 수용하는 경우에는, 어떻게 캐리어가스를 적용하고 또한 기화된 성분을 추출하면 좋은 것인지, 거듭 문제가 생겼다.
본 발명은 이와 같은 문제를 간단히 해결하여 기화되기 쉬운 액체시료 등으로부터 기화된 성분을 용이하고도 또한 정확하게 추출할 수 있는 가열장치를 제공하는 것이다.
후에 설명하는 본 발명의 실시예에서 사용되고 있는 부호를 참고를 위해 부기하여 기술하면, 본 발명은, 개구부(1a)가 고무패킹(2a)으로 폐쇄되어 있는 용기(1) 내에 수용되어 있는 시료를 가열에 의해 기화시켜, 캐리어가스와 함께 상기 용기(1) 밖으로 배출시키기 위한 가열장치로서,
상기 용기(1)를 수용하는 챔버(8a)를 가지는 동시에, 그 챔버(8a) 내를 가열하기 위한 가열수단(11)을 구비한 가열관(8)과,
상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)에 상기 챔버(8a) 밖으로부터 캐리어가스를 도입하기 위한 도입관(12)과,
상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)로부터 기화된 성분 및 캐리어가스를 상기 챔버(8a) 밖으로 배출하기 위한 배출관(13)을 포함하고,
상기 도입관(12)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2a)을 관통하여 상기 용기(1) 내에 캐리어가스를 도입하기 위한 관통구멍붙이 바늘(4)을 구비하고,
상기 배출관(13)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2a)을 관통하여 상기 용기(1) 내의 기화된 성분 및 캐리어가스를 배출하기 위한 관통구멍붙이 바늘(5)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 고무패킹이 통기성을 가지는 고무패킹(2b)이고, 상기 용기(1)를 수용한 상기 챔버(8a)를 밀폐하기 위한 밀봉수단(9)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은, 개구부(1a)가 통기성을 가지는 고무패킹(2a)으로 폐쇄되어 있는 용기(1) 내에 수용되어 있는 기화되기 쉬운 액체시료 중의 성분을 가열에 의해 기화시켜, 캐리어가스와 함께 상기 용기(1) 밖으로 배출시키기 위한 가열장치로서,
상기 용기(1)를 수용하는 챔버(8a)를 가지는 동시에, 그 챔버(8a) 내를 가열하기 위한 가열수단(11)을 구비한 가열관(8)과,
상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)에 상기 챔버(8a) 밖으로부터 캐리어가스를 도입하기 위한 도입관(12)과,
상기 챔버(8a) 내로부터 기화된 성분 및 캐리어가스를 상기 챔버(8a) 밖으로 배출하기 위한 배출관(13)과,
상기 용기(1)를 수용한 상기 챔버(8a)를 밀폐하기 위한 밀봉수단(9)을 포함하고,
상기 도입관(12)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2b)을 관통하여 상기 용기(1) 내에 캐리어가스를 도입하기 위한 관통구멍붙이 바늘(4)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시의 형태)
우선, 도 1을 참조하여 본 발명이 이용될 수 있는 수분계의 개요를 설명한다. 도 1은 수분계의 유체시스템의 경로 및 기능을 도시하는 블럭도이다. 캐리어가스를 컨트롤하는 컨트롤부(101)는, 캐리어가스의 유량을 조정하는 니들밸브(101a)와, 가열장치(102)로 보내지는 캐리어가스의 유량을 검지하는 플로우센서(101b)를 가진다.
도 1에 도시되어 있는 가열장치는 상기된 바와 같이 종래 기술의 것이고, 캐리어가스를 시료가 수용된 가열관(103) 내로 도입한다. 가열관(103) 내의 시료는 도시되지 않은 가열수단에 의하여 가열건조된다. 가열관(103) 내의 시료로부터 가열에 의해 기화된 성분은 캐리어가스와 함께 필터장치(104)에 도입되어, 여기에서 기화수분 및 가스를 운반하는 캐리어가스로부터 기화수분 이외의 가스가 제거된다. 필터장치(104)로부터 유출한 기화수분을 운반하는 캐리어가스는 수분흡착부(105)로 들어가고, 여기에서 기화수분만이 흡착된다. 전자저울(106)의 계량아암(106a)에는 수분흡착부(105)와 측정시료 계량부(106b)가 구비되어 있어, 측정시료 중의 수분량을 측정하는 동시에, 측정시료 자체의 질량도 측정할 수 있도록 되어 있다.
본 발명은, 상기한 가열관(103)을 함유하는 가열장치를 수정하여 기화되기 쉬운 액체시료 등의 측정에 사용할 수 있도록 한 것으로, 본 발명의 하나의 실시예의 가열장치의 개요가 도 2에 단면도로 도시되어 있다.
도 2는, 시료(16)가 수용된 용기(1)가, 가열장치(100)의 가열관(8)의 챔버(8a) 내에 수용되어 가열되고 있는 상태를 도시하고 있다. 가열관(8)은 직립한 관형상으로서, 아래쪽으로 개구(17)를 가진다. 개구(17)에는 용기(1)를 얹어놓은 시료접시(6)가 부분적으로 끼워맞춤되어 있고, 가열관(8)의 개구(17)의 외주부와 시료접시(6) 사이에는 밀봉수단을 구성하는 실링(9)이 개재되어 있어, 시료접시(6)를 개구(17)에 끼워맞춤시킨 경우에, 가열관(8)의 챔버(8a)가 밀폐되도록 되어 있다. 시료접시(6)는 멈춤쇠(7)를 구비하고 있어, 용기(1)는 멈춤쇠(7)에 의해서 시료접시(6) 상에 확실하게 고정된다.
시료(16)를 수용하는 용기(1)는 상부에 개구부(1a)를 가지며, 이 개구부(1a)에는 고무패킹(2a)이 배치되어 용기(1) 내를 밀봉하고 있다. 고무패킹(2a)은 개구(3a)를 구비한 덮개(3)에 의해서 용기(1)에 고정되어 있다.
가열관(8)의 외주면에는 가열수단인 히터(11)가 증착되어 있고, 이것으로 챔버(8a) 내를 가열하도록 되어 있다. 가열관(8)에는 캐리어가스를 도입하는 도입관(12)이, 도시된 것에서는 2개 구비되어 있다. 도입관(12)의, 챔버(8a) 내에 위치하는 선단부에는, 관통구멍붙이 바늘(4)이 구비되어 있다. 이 바늘(4)은 도입관(12)에 비틀어 넣는 형식의 것이라도, 0링에 의해 끼워맞춤되는 형식이 것이라도 좋다. 이 바늘(4)은 용기(1)의 개구부(1a)를 덮는 고무패킹(2a)을 관통하여 도입관(12)을 통해 보내진 캐리어가스를 용기(1) 내의 시료(16)의 아래쪽으로 도입하여, 시료(16)의 기화를 촉진한다. 또한 액체시료의 경우에는, 액체시료를 버블링시켜, 기화를 촉진한다.
가열관(8)의 상부 중앙에는, 기화된 성분 및 캐리어가스를 챔버(8a) 밖으로 배출하기 위한, 배출로(8b)를 구비한 배출관(13)이 부착되어 있다. 배출로(8b)는 하단에, 챔버(8a)에 연통하는 출입구(10)와, 선단부에 관통구멍붙이 바늘(5)을 구비한 출입구(10a)를 가진다. 이 바늘(5)은 배출관(13)에 대하여 비틀어 넣는 형식의 것이라도, O링에 의해 끼워맞춤되는 형식의 것이라도 좋다. 이 바늘(5)은 용기(l)의 개구부(1a)를 덮는 고무패킹(2a)을 관통하여, 용기(1) 내의 기화된 성분 및 캐리어가스를 배출로(8b)를 통해 챔버(8a) 밖으로 배출한다. 배출관(13)은 필터장치(14)에 연통하고 있어, 여기에서 불필요한 가스가 제거되고, 기화수분을 운반하는 캐리어가스는 통로(15)를 통하여 도 1에서 이미 설명된 바와 같이 수분흡착부에 이른다.
이 가열장치(100)의 작동에 관하여 설명한다. 우선, 기화되기 쉬운 액체시료의 경우 주사기 등을 사용하여 고무패킹(2a) 및 덮개(3)에 의해서 밀폐된 용기(1)에 주입하고, 이것을 시료접시(6) 상에 멈춤쇠(7)에 의해 고정한다. 그리고, 이 시료의 질량이 상기된 바와 같은 전자저울로 계량된 후에, 용기(1)를 얹어놓은 시료접시(6)는 가열관(8)의 개구(17) 하부로 반송된다. 다음에, 도시되지 않은 리프트에 의하여 시료접시(6)는 화살표(A) 방향으로 상승되고, 가열관(8)의 개구(17)의 외주부와 시료접시(6) 사이에 실링(9)이 개재되어 챔버(8a)를 밀폐한다. 화살표(A) 방향으로 시료접시(6)가 상승될 때, 바늘(4) 및 바늘(5)은 용기의 고무패킹(2a)을 관통하여, 바늘(4)의 선단은 액체시료(16)의 액면 아래에 위치되고, 바늘(5)의 선단은 액체시료(16)의 액면 위쪽에 위치된다. 또한, 액체 이외의 시료(16)의 경우, 시료를 용기(1)에 넣고 고무패킹(2a) 및 덮개(3)로 용기를 밀폐하여 이것을 시료접시(6) 상에 멈춤쇠(7)에 의해 고정한다. 그리고, 이 시료의 질량이 상기된 바와 같은 전자저울로 계량된 후에, 용기(1)를 얹어놓은 시료접시(6)는 가열관(8)의 개구(17)의 하부로 반송된다. 다음에, 도시되지 않은 리프트에 의해서 시료접시(6)는 화살표(A) 방향으로 상승되고, 가열관(8)의 개구(17) 외주부와 시료접시(6) 사이에 실링(9)이 개재되어 챔버(8a)를 밀폐한다. 화살표(A) 방향으로 시료접시(6)가 상승될 때, 바늘(4) 및 바늘(5)은 용기의 고무패킹(2a)을 관통하여, 바늘(4)의 선단은 시료(16)의 아래에 위치되고, 바늘(5)의 선단은 시료(16)의 위쪽에 위치된다.
이러한 상태는, 바로 도 2에 도시된 상태이고, 도입관(12)을 통하여 캐리어가스를 도입하는 동시에, 히터(11)를 통전시켜 용기(1) 내의 액체시료(16)를 가열한다. 이렇게 하여, 용기(1) 내에 충만된 기화된 성분 및 캐리어가스는 바늘(5)을 통하여 배출관(13)으로부터 챔버(8a) 밖으로 배출된다. 또한, 챔버(8a) 내에 누설된 기화된 성분 및 캐리어가스는 출입구(10)를 통하여 배출관(13)으로부터 배출되게 된다.
도 2의 것에 있어서는, 용기(1)의 개구부(1a)를 덮는 고무패킹(2a)은 전혀 통기성을 가지지 않은 것으로 설명하였다. 고무패킹(2a)이 통기성을 가지지 않는 것이라면, 바늘(4, 5)과 고무패킹(2a) 사이를 통하여 챔버(8a) 내에 누설되는 기화된 성분 및 캐리어가스는 거의 없다고 인지되는 것이고, 이러한 통기성을 가지지 않는 고무패킹(2a)을 사용한다면, 도 2의 출입구(10)는 구비될 필요가 없고, 또한 실링(9)으로 챔버(8a)를 반드시 밀폐할 필요가 없다. 도 3은 통기성을 가지지 않는 고무패킹(2a)을 용기(1)에 구비한 경우의 실시예의 가열장치(100)를 도시하는 것인데, 여기에서는 출입구(10)는 구비되어 있지 않으며, 도 2의 실링(9)도 단지 시료접시(6)를 가열챔버(8)에 대하여 안정적으로 고정시키기 위한 개재부재(9a)를 구비하는 것만으로 좋고, 이 개재부재(9a)가 챔버(8a)을 밀폐시키는 역할을 하는 것일 필요는 없다. 또, 도 3에 있어서, 도 2에 사용한 것과 동일한 부호는, 도 2의 것과 동일한, 또는 동등한 부분을 나타내고 있으므로, 이들에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같은 구성을 채용하면, 바늘(5)의 선단보다 위쪽에 충만한 기화성분 및 캐리어가스가 여간해서는 용기(1)로부터 배출되지 않아, 배출에 긴 시간을 요하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 용기(1)의 고무패킹을 약간의 통기성을 가지는 고무패킹(2b)으로 하는 것이 가능하다. 도 4는 이러한 구성을 채용한 실시예를 도시하는 가열장치(100)의 단면도이다.
도 4에 있어서의 부호 중, 도 2 및 도 3에서와 동일한 것은, 동일한 또는 동등한 부분을 나타내고 있다. 도 4에 도시된 가열장치에 있어서, 배출관(13)은 관통구멍붙이 바늘을 구비하고 있지 않으며, 그 출입구(10)는 가열관(8)의 챔버(8a)로 직접 개구되어 있다. 용기(l)의 개구부(la)는 약간 통기성이 있는 고무패킹(2b)으로 덮혀 있고, 용기(1) 내에서 기화된 성분 및 캐리어가스는 약간 통기성이 있는 고무패킹(2b)을 통과하여 챔버(8a) 내로 들어가, 출입구(10)를 통하여 챔버(8a) 밖으로 배출된다. 이와 같은 구성이기 때문에, 실링(9)은 개구(17)의 외주부와 시료접시(6) 사이에 개재하여 챔버(8a)을 밀폐하도록 되어 있어야만 하는 것은 물론이다.
도 5에 도시된 실시예의 가열장치(100)는, 도 4에서 설명된 가열장치(100) 보다도 더욱 급속히 기화되는 성분을 배출할 수 있도록 한 것이고, 도 2에서 설명된 가열장치(100)와 거의 동일한 구성이지만, 용기(1)의 고무패킹을 약간 통기성이 있는 고무패킹(2b)으로 하고 있다. 이러한 구성이라면, 기화된 성분 및 캐리어가스는 고무패킹(2b) 및 관통구멍붙이 바늘(5)을 통하여 신속하게 배출관(13)으로부터 배출된다. 도 5의 가열장치(100)에 있어서도, 실링(9)은 챔버(8a)를 밀폐할 수 있는 것이 아니면 안되는 것은 물론이다. 또, 도 5에 있어서의 부호도, 도 2로부터 도 4까지와 동일한 것은, 동일한 또는 동등한 부분을 나타내고 있다.
(실시예)
멈춤쇠(7)는, 기화성분의 배출이 종료된 경우에, 시료접시(6)를 하강시켰을 때에, 바늘(4, 5)의 마찰에 의해서 용기(1)가 하강되지 않을 때의 강제하강용 멈춤쇠의 역할을 다하게 하기 위해서, 상당한 탄성을 가지는 스프링재로 만드는 것이 바람직하다.
캐리어가스로는 예컨대 질소가스 등이 사용될 수 있다.
약간 통기성이 있는 고무패킹(2b)으로는 예컨대 일본 피라공업주식회사제의 상품명「고어텍스」고무 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 가열장치에 의하면, 기화되기 쉬운 액체시료 등으로부터 기화된 성분을 정확히 배출할 수 있다. 본 발명의 가열장치는 간단한 구성으로 이루어지고, 기화된 성분을 신속히 배출할 수 있다. 특히, 외기의 영향을 받지 않는 상태로 기화되기 쉬운 액체시료로부터 기화된 성분을 배출할 수 있으므로, 수분측정에 이용하는 경우에 측정정밀도의 대폭적인 개선을 달성하는 것이 가능해져, 미량인 수분량에 있어서도 높은 정밀도로 수분량 측정이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 가열장치가 이용될 수 있는 수분계의 유체시스템의 경로 및 블럭도,
도 2는 본 발명의 가열장치의 일실시예의 개요를 도시하는 단면도,
도 3은 본 발명의 가열장치의 다른 실시예의 개요를 도시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 가열장치의 또 다른 실시예의 개요를 도시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 가열장치의 또 다른 실시예의 개요를 도시하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 용기 1a: 개구부 2a: 고무패킹
2b: 약간 통기성이 있는 고무패킹 3: 덮개
3a: 개구 4: 관통구멍붙이 바늘
5: 관통구멍붙이 바늘 6: 시료접시
7: 멈춤쇠 8: 가열관 8a: 챔버
8b: 배출로 9: 실링 9a: 개재부재
10: 출입구 10a: 출입구 11: 히터
12: 도입관 13: 배출관 14: 필터장치
15: 통로 16: 액체시료 17: 개구
100: 가열장치 101: 컨트롤부 101a: 니들밸브
101b: 플로우센서 102: 가열장치 103: 가열관
104: 필터장치 105: 수분흡착부 106: 전자저울
106a: 계량아암 106b: 측정시료계량부
Claims (2)
- 개구부(1a)가 통기성을 가지는 고무패킹(2b)으로 폐쇄되어 있는 용기(1) 내에 수용되어 있는 시료를 가열에 의해 기화시켜, 캐리어가스와 함께 상기 용기(1) 밖으로 배출시키기 위한 가열장치로서,상기 용기(1)를 수용하는 챔버(8a)를 가지는 동시에, 그 챔버(8a) 내를 가열하기 위한 가열수단(11)을 구비한 가열관(8)과,상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)에 상기 챔버(8a) 밖으로부터 캐리어가스를 도입하기 위한 도입관(12)과,상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)로부터 기화된 성분 및 캐리어가스를 상기 챔버(8a) 밖으로 배출하기 위한 배출관(13)과,상기 용기(1)를 수용한 상기 챔버(8a)를 밀폐하기 위한 밀봉수단(9)을 포함하고,상기 도입관(12)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2b)을 관통하여 상기 용기(1) 내에 캐리어가스를 도입하기 위한 관통구멍붙이 바늘(4)을 구비하고,상기 배출관(13)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2b)을 관통하여 상기 용기(1) 내의 기화된 성분 및 캐리어가스를 배출하기 위한 관통구멍붙이 바늘(5)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기화되기 쉬운 액체시료를 가열에 의해 기화시키는 가열장치.
- 개구부(1a)가 통기성을 가지는 고무패킹(2b)으로 폐쇄되어 있는 용기(1) 내에 수용되어 있는 시료를 가열에 의해 기화시켜, 캐리어가스와 함께 상기 용기(1) 밖으로 배출시키기 위한 가열장치로서,상기 용기(1)를 수용하는 챔버(8a)를 가지는 동시에, 그 챔버(8a) 내를 가열하기 위한 가열수단(11)을 구비한 가열관(8)과,상기 챔버(8a) 내에 수용된 상기 용기(1)에 상기 챔버(8a) 밖으로부터 캐리어가스를 도입하기 위한 도입관(12)과,상기 챔버(8a) 내로부터 기화된 성분 및 캐리어가스를 상기 챔버(8a) 밖으로 배출하기 위한 배출관(13)과,상기 용기(1)를 수용한 상기 챔버(8a)를 밀폐하기 위한 밀봉수단(9)을 포함하고,상기 도입관(12)은 그 선단부에 상기 용기(1)의 고무패킹(2b)을 관통하여 상기 용기(1) 내에 캐리어가스를 도입하기 위한 관통구멍붙이 바늘(4)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 시료를 가열에 의해 기화시키는 가열장치.
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