特許 6063582 分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6063582

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 31/12 20060101AFI20170106BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20170106BHJP

   F27D 17/00 20060101ALI20170106BHJP

   F27B 14/06 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   G01N31/12 A

   G01N1/00 101X

   F27D17/00 104G

   F27D17/00 105A

   F27B14/06

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-545263(P2015-545263)

(86)(22)【出願日】2014年10月29日

(86)【国際出願番号】JP2014078740

(87)【国際公開番号】WO2015064631

(87)【国際公開日】20150507

【審査請求日】2016年7月6日

(31)【優先権主張番号】特願2013-224706(P2013-224706)

(32)【優先日】2013年10月29日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】平田 泰士

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】黒住 拓司

【審査官】 三木 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４７７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００８１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公平０６−０４５８８６（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 実開平０７−０３８９６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−００５６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０９９２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０４−０４４６９６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５８−１６２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２７０７２７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３１／１２

Ｆ２７Ｂ １４／０６

Ｆ２７Ｄ １７／００

Ｇ０１Ｎ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料収容部内で試料を加熱し、それにより生じるガスを分析する分析装置において、
鉛直方向に貫通して形成された貫通孔を有し、当該貫通孔に前記試料収容部内で生じるダストが導入されるダスト導入部と、
前記貫通孔から排出されるダストを収容するダスト収容部と、
一端が前記ダスト導入部に接続されて前記貫通孔に連通し、他端が前記ダスト収容部に接続されるダスト排出路とを具備し、
前記ダスト排出路が、前記一端から前記他端に亘って、鉛直方向に沿って直線状に形成されている分析装置。

【請求項2】

前記ダスト導入部、前記ダスト排出路及び前記ダスト収容部を一体に昇降させる昇降機構を具備していることを特徴とする請求項１記載の分析装置。

【請求項3】

前記ダスト導入部を支持する支持部と、
前記支持部に接続されるシャフト部材を有し、前記支持部を昇降移動させる駆動部とを備え、
前記シャフト部材が、前記ダスト導入部から水平方向に所定距離離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の分析装置。

【請求項4】

前記貫通孔が、回転体形状をなしていることを特徴とする請求項１記載の分析装置。

【請求項5】

前記ダスト排出路に設けられ、前記ダスト排出路の開閉状態を切り替える開閉機構をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の分析装置。

【請求項6】

前記駆動部が、前記シャフト部材が出入りする駆動部本体をさらに有しており、
前記シャフト部材が前記駆動部本体に入っていくことにより、前記ダスト導入部が前記試料収容部に形成された下向きの開口を閉塞する方向に動き、
前記シャフト部材が前記駆動部本体から出ていくことにより、前記ダスト導入部が前記開口を開放する方向に動くことを特徴とする請求項３記載の分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鉄鋼や非鉄金属、セラミックスなどの試料に含まれる炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）等の元素を分析する元素分析装置等の分析装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の元素分析装置は、試料を収容したるつぼを加熱炉内に設置し、るつぼの周囲に設けたコイルに高周波交流電圧を印加して、高周波誘導加熱によりるつぼ内の試料を加熱して燃焼させ、それによって生じたガスから当該試料に含まれる元素を分析するものがある。

【0003】

上述した元素分析装置は、試料の燃焼によりスス等のダストが発生し、このダストに測定ガスが吸着すると測定誤差が生じることから、特許文献１に示すように、ダスト吸引機構を設けるとともに、加熱炉の側周面に形成された貫通孔からダストを吸引して排出するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−２６６７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上述した構成では、加熱炉の側周面に形成された貫通孔からダストを吸引するので、貫通孔の近傍と貫通孔の反対側とで吸引力に差が生じてしまい、例えば貫通孔の反対側に堆積しているダストを吸引しきれずに、その一部が残ってしまい、このダストにガスが付着すると測定誤差が生じるという問題がある。

【0006】

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、加熱炉内で生じたダストを確実に排出し、精度良く分析することをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち本発明に係る分析装置は、試料収容部内で試料を加熱し、それにより生じるガスを分析する分析装置において、鉛直方向に貫通して形成された貫通孔を有し、当該貫通孔に前記試料収容部内で生じるダストが導入されるダスト導入部と、前記貫通孔から排出されるダストを収容するダスト収容部と、一端が前記ダスト導入部に接続されて前記貫通孔に連通し、他端が前記ダスト収容部に接続されるダスト排出路とを具備し、前記ダスト排出路が、前記一端から前記他端に亘って、鉛直方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とするものである。

【0008】

このようなものであれば、貫通孔が鉛直方向に貫通して形成されているので、ダストは貫通孔から鉛直下向きに排出されることになり、この貫通孔が、鉛直上方から視て、試料収容部の中央部に形成されていれば、ダストを確実に排出することができる。
さらに、ダスト排出路が、一端から他端に亘って、鉛直方向に沿って直線状に形成されているので、貫通孔から排出されたダストをダスト排出路内に残留されることなく、排出することができる。
これにより、試料収容部内で生じるダストを確実に排出することができ、ダストにガスが付着することによる測定誤差を生じにくくして、精度良く分析することが可能になる。

【0009】

前記ダスト導入部、前記ダスト排出路及び前記ダスト収容部を一体に昇降させる昇降機構を具備しているものが好ましい。
これならば、ダスト排出路を変形させることなく、当該ダスト排出路を昇降させることができるので、ダスト排出路の曲がりを防ぎ、ダスト詰まりやダスト排出路の劣化を生じにくくすることができる。

【0010】

前記ダスト導入部を支持する支持部と、前記支持部に接続されるシャフト部材を有し、前記支持部を昇降移動させる駆動部とを備え、前記シャフト部材が、前記ダスト導入部から水平方向に所定距離離間して配置されているものが好ましい。
これならば、ダスト収容部をダスト導入部の下方に設けることができ、装置全体をコンパクト化することができる。また、ダスト収容部をダスト導入部の下方に設けることで、ダスト排出路を鉛直方向に沿って直線状に形成しやすい。

【0011】

前記貫通孔が、回転体形状をなしていることが好ましい。
これならば、ダストが貫通孔に詰まりにくくなり、貫通孔からダスト排出路へダストを確実に排出することができる。

【0012】

前記ダスト排出路に設けられ、前記ダスト排出路の開閉状態を切り替える開閉機構をさらに具備するものが好ましい。
これならば、鉛直方向に沿って直線状に形成されたダスト排出路に開閉機構が設けられているので、開閉機構がダスト排出路を閉状態にする際に、ダストを挟むことを防ぐことができ、確実にダスト排出路の開閉状態を切り替えることができる。

【0013】

ここで、ダスト導入部を試料収容部に取り付ける場合を考える。
この場合、例えばシリンダなどを用いて、上述した支持部を上昇させることにより、ダスト導入部を試料収容部に近づけて取り付ける構成が挙げられる。
ところが、この構成では、ダスト導入部が試料収容部に近づくと、シリンダが軸方向に伸びるので、この状態でダスト導入部と試料収容部との軸合わせをしようとすると、シリンダが揺れ動いてしまい、精度良く軸合わせを行うことが難しい。そのうえ、上述したように、シリンダをダスト導入部から所定距離離間して配置させると、軸合わせの際に、シリンダがダスト導入部や試料収容部と偏心した位置で揺れ動いてしまい、さらに困難性が増す。

【0014】

このことから、軸合わせが精度良く行われていない状態で、ダスト導入部を試料収容部に取り付けてしまう恐れがあり、そうすると、これらの間の気密性を確保できず、ガス漏れが生じることがある。

【0015】

その結果、試料から生じたガスが漏れてしまうと、測定精度が低下するという問題が生じる。
また、ガス漏れを検知すべく、例えばリークチェック機構などを設けると、装置全体が大掛かり且つ高価なものになってしまうという問題が生じる。

【0016】

さらに、上述したように、ダスト導入部と試料収容部との軸合わせの際に、シリンダが揺れ動いてしまうと、その揺れが例えばシリンダを構成するアクチュエータ等に伝わって、前記アクチュエータ等に負荷がかかり、装置の寿命を低下させてしまう。

【0017】

そこで、ダスト導入部を試料収容部に気密に取り付けるためには、前記駆動部が、前記シャフト部材が出入りする駆動部本体をさらに有しており、前記シャフト部材が前記駆動部本体に入っていくことにより、前記ダスト導入部が前記試料収容部に形成された下向きの開口を閉塞する方向に動き、前記シャフト部材が前記駆動部本体から出ていくことにより、前記開口を開放する方向に動くことが好ましい。
これならば、シャフト部材が駆動部本体に入っていくことにより、ダスト導入部が試料収容部に形成された下向きの開口を閉塞する方向に動いて、ダスト導入部と試料収容部とが近づくので、これらの軸合わせをする際に、シャフト部材はほとんど揺れ動かず安定しており、軸合わせを精度良く行うことができる。これにより、ダスト導入部を試料収容部に気密に取り付けることが可能となり、ダスト導入部と試料収容部との間からガス漏れが生じることを確実に防ぐことができる。
そのうえ、上述したように、ダスト導入部と試料収容部との軸合わせの際に、シャフト部材がほとんど揺れ動かず安定しているので、軸合わせにおいて駆動部本体にかかる負荷を可及的に低減することができ、装置の寿命が低下することを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0018】

このように構成した本発明によれば、試料収容部内で生じたダストを確実に排出することができ、ダストにガスが付着することによる測定誤差を生じにくくして、精度良く分析することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態の分析装置の構成を模式的に示す全体図。

【図2】同施形態の分析装置の構成を模式的に示す全体図。

【図3】その他の実施形態における分析装置の構成を模式的に示す全体図。

【図4】その他の実施形態における分析装置の構成を模式的に示す全体図。

【図5】その他の実施形態における分析装置の構成を模式的に示す全体図。

【符号の説明】

【0020】

１００・・・元素分析装置
Ｘ ・・・試料
１０ ・・・加熱炉
３０ ・・・ダスト導入部
３１ ・・・導入面
３ａ ・・・貫通孔
４０ ・・・ダスト排出機構
４１ａ・・・ダスト排出路
４１ ・・・ダスト排出路形成部材
４２ ・・・開閉機構
４３ ・・・ダスト収容部
５０ ・・・昇降機構

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に本発明に係る分析装置の一例である元素分析装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

本実施形態に係る元素分析装置１００は、例えば、金属等の試料Ｘを加熱して燃焼させ、それによって生じたガスから当該試料Ｘに含まれる炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）等の元素を分析するものである。

【0023】

具体的にこの元素分析装置１００は、図１及び図２に示すように、試料Ｘが収容されたるつぼＲが設置される試料収容部である加熱炉１０と、試料Ｘを加熱する加熱機構２０と、試料Ｘが加熱されて燃焼することにより生じるガスを分析する図示しないガス分析計と、試料Ｘの燃焼により生じたダストが導入されるダスト導入部３０と、ダストを加熱炉１０内から排出するダスト排出機構４０とを具備するものである。

【0024】

以下、各部について説明する。

【0025】

加熱炉１０は、内部で試料Ｘを燃焼させ、それにより生じるガスを図示しないガス分析計へ導くように構成されており、図１及び図２に示すように、概略筒状をなすとともに、鉛直下向きに形成された開口１１を有するものである。
具体的にこの加熱炉１０は、概略円管形状をなす炉本体１２と、炉本体１２の下方に設けられ、炉本体１２内に連通するとともに鉛直方向に貫通して形成された連通孔１３ａを有するブロック体１３とを具備している。

【0026】

より詳細には、加熱炉１０の開口１１は、本実施形態では、前記連通孔１３ａの下向き開口として形成された円形状をなすものであり、当該開口１１の中心軸と炉本体１２の管軸が一致するように形成されている。

【0027】

上述した加熱炉１０内には、設置台１４によりるつぼＲが収容される。

【0028】

設置台１４は、炉本体１２内で炉本体１２の管軸方向に沿って上下に移動可能に設けられており、本実施形態では、後述する昇降機構５０により、るつぼＲ内の試料Ｘが加熱炉１０内で加熱される加熱位置と、るつぼＲが加熱炉１０の外に位置して設置台１４から着脱される着脱位置との間で昇降移動するように構成されている。

【0029】

るつぼＲは、内部に試料Ｘを収容して前記設置台１４に取り付けられるものであり、本実施形態では、例えば、電導性発熱体を有するセラミック等の磁性体からなるものである。

【0030】

加熱機構２０は、るつぼＲ内に収容された試料Ｘに高周波誘導加熱によって誘導電流を生じさせる誘導電流生成機構であり、具体的には、コイル２１と、このコイル２１に高周波交流電圧を印加する図示しない電源とを具備するものである。本実施形態では、コイル２１は、炉本体１２の外周に沿って設けられており、このコイル２１に高周波交流電圧が印加される際に、コイル２１の内側にるつぼＲが位置するように設置台１４の高さが設定されている。そして、コイル２１に高周波交流電圧が印加されると、るつぼＲに含まれる電導性発熱体が高周波誘導加熱により発熱し、るつぼＲ内の試料Ｘが加熱される。

【0031】

図示しないガス分析計は、当該ガス分析計に導かれたガスを分析して試料Ｘに含まれる各成分の含有量を求めるものであり、本実施形態では、例えば、非分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ法）を用いて分析するものである。具体的にこのガス分析計は、図示しない非分散方赤外線検出器を有しており、ガスに含まれるＣＯ_２、ＣＯ、ＳＯ_２等を検出することで、試料Ｘに含まれる炭素（Ｃ）や硫黄（Ｓ）等の含有量を求めるものである。

【0032】

ダスト導入部３０は、鉛直方向に貫通して形成された貫通孔３ａを有するものであり、設置台１４が加熱位置にある状態で、加熱炉１０に形成された鉛直下向きの開口１１を閉塞して設けられ、試料Ｘの燃焼により生じたダスト前記貫通孔３ａに導入するものである。より詳細には、本実施形態のダスト導入部３０は、当該ダスト導入部３０の上部が、ブロック体１３に形成された連通孔１３ａに、例えばシール部材を介して嵌り込んで配置されている。

【0033】

具体的にこのダスト導入部３０は、図１及び図２に示すように、ブロック体形状をなし、その中心部に、当該ダスト導入部３０を鉛直方向に貫通して、加熱炉１０内に連通する貫通孔３ａが形成されるとともに、ダストをこの貫通孔３ａに導入して排出する導入面３１が形成されている。

【0034】

貫通孔３ａは、回転体形状をなすものであって、その回転軸が、加熱炉１０の管軸、すなわち、開口１１の中心軸に一致するように形成されている。より具体的にこの貫通孔３ａは、ダスト導入部３０の内周面に囲まれた空間であり、本実施形態では、鉛直下向きにいくにつれて径が小さくなる逆切頭円錐形状をなす第１内周面３１１と、第１内周面３１１に連続して形成され、鉛直下向きに直線状に延びた等断面円形状をなす第２内周面３１２とによって囲まれた空間として形成されている。

【0035】

導入面３１は、貫通孔３ａを中心として対称に形成されており、本実施形態では、加熱炉１０の管軸を中心軸にした回転体形状をなす傾斜面であり、少なくとも一部が前記第１内周面３１１により形成されている。具体的にこの導入面３１は、鉛直上方から視て、円環形状に形成されている。
上述の構成により、後述するダスト排出機構４０が作動することで、加熱炉１０から貫通孔３ａに向かって略均一な流れを生じさせて、ダストを貫通孔３ａから排出させることができる。つまり、ダストが発生するダスト発生部（るつぼＲ等）から貫通孔３ａに向かうダストの流れが、鉛直方向に沿った断面において回転対称をなしている。

【0036】

このダスト導入部３０には上述した設置台１４が固定されており、本実施形態では、ダスト導入部３０の内周面に設けられた連結部材６０を介して、ダスト導入部３０と設置台１４とが連結されて一体に昇降移動するように構成されている。

【0037】

この連結部材６０は、平板状をなし、厚み方向に貫通する複数の穴６１が形成されたものである。この複数の穴６１は、連結部材６０の中心を基準に対称に位置するとともに、周方向に沿って各穴６１間の距離が等しくなるように形成されており、加熱炉１０内で生じたダストがこの穴６１を通過して前記導入孔３ａに導入されるように構成されている。

【0038】

上述のように構成されたダスト導入部３０には、当該ダスト導入部３０を鉛直方向に沿って昇降移動させる昇降機構５０が設けられている。

【0039】

この昇降機構５０は、ダスト導入部３０を支持する支持部５１と、この支持部５１に接続されるシャフト部材５２１を有し、支持部５１を鉛直方向に沿って昇降移動させる駆動部５２とを具備するものである。

【0040】

支持部５１は、シャフト部材５２１をダスト導入部３０から水平方向に離間して配置できるように構成したものであり、水平方向に延伸した平板状をなす第１板部材５１１と、下端が第１平板部材５１１に連結して当該第１平板部材５１１から起立した連結板５１３と、連結板５１３の上端から前記第１板部材５１１とは反対に水平方向に延伸する第２板部材５１２とを有している。なお、本実施形態では、第１板部材５１１、第２板部材５１２及び連結板５１３が一体に成形されている。

【0041】

第１板部材５１１は、ダスト導入部３０を支持するものであり、この第１板部材５１１に、例えば図示しない螺子等でダスト導入部３０が固定されている。

【0042】

第２板部材５１２は、前記第１板部材５１１から鉛直方向上側に所定距離離間して位置しており、シャフト部材５２１に支持されている。

【0043】

駆動部５２は、ダスト導入部３０から水平方向にオフセットした位置で、前記支持部５１を鉛直方向に沿って昇降移動させるものである。具体的にこの駆動部５２は、第２板部材５１２を支持するシャフト部材５２１が上下に動くように構成されており、本実施形態ではシリンダを用いたものである。

【0044】

シャフト部材５２１は、鉛直下方から視て、少なくともダスト導入部３０に重ならない距離を保って、ダスト導入部３０から水平方向に離間して配置されており、本実施形態では、このシャフト部材５２１の中心軸が、ダスト導入部３０の中心軸、貫通孔３ａの回転軸及び加熱炉１０の管軸それぞれに対して、水平方向に離間して配置されている。つまり、このシャフト部材５２１は、鉛直下方から視て、加熱炉１０の開口１１、ダスト導入部３０、及び後述するダスト排出路４１ａに重ならない位置に配置されており、これにより、後述するダスト収容部４３を前記開口１１やダスト導入部３０の鉛直下方に配置することができる。

【0045】

このように構成された昇降機構５０は、駆動部５２のシャフト部材５２１が支持部５１を鉛直方向に沿って昇降移動させることにより、支持部５１が支持するダスト導入部３０を鉛直方向に沿って昇降移動させることができる。

【0046】

ここで、上述したように、ダスト導入部３０は、連結部材６０を介して設置台１４と連結しているので、設置台１４はダスト導入部３０とともに昇降移動することになる。

【0047】

したがって、この昇降機構５０は、シャフト部材５２１が上下に動くことにより、ダスト導入部３０を昇降移動させるとともに、設置台１４に設置されたるつぼＲを加熱位置と着脱位置との間で昇降移動させるように構成されている。

【0048】

続いて、ダスト排出機構４０について説明する。

【0049】

ダスト排出機構４０は、加熱炉１０内で生じたダストを当該加熱炉１０から排出するものであり、貫通孔３ａに連通するダスト排出路４１ａが形成されたダスト排出路形成部材４１と、前記ダスト排出路形成部材４１に設けられ、前記ダスト排出路４１ａの開閉状態を切り替える開閉機構４２と、前記ダスト排出路４１ａの下流側に設けられてダスト排出路４１ａから排出されたダストを収容するダスト収容部４３と、前記ダスト収容部４３に接続されてダスト収容部４３内の空気を吸引する吸引機構４４とを具備するものである。

【0050】

ダスト排出路形成部材４１は、ダストを鉛直下向きに排出するものであり、図１に示すように、内部にダストが流れるダスト排出路４１ａが形成された、直管状をなすものである。より具体的にこのダスト排出路形成部材４１は、樹脂等から形成された弾性を有するものであり、本実施形態では、フルランチューブ等のシリコンチューブである。

【0051】

このダスト排出路形成部材４１は、その外径がダスト導入部３０の第２内周面３１２の開口径と等しく、当該ダスト排出路形成部材４１の一端部４１１が第２内周面３１２にガタなく嵌め込まれてダスト排出路４１ａと貫通孔３ａとを連通するように構成されている。また、ダスト排出路形成部材４１の他端部４１２は、後述するダスト収容部４３に接続されている。
なお、本実施形態のダスト排出路形成部材４１は、一端部４１１が第２内周面３１２に嵌め込まれた状態で、ダスト導入部３０の昇降移動に伴って、ダスト導入部３０と一体に昇降移動するように構成されている。

【0052】

ダスト排出路４１ａは、一端がダスト導入部３０に接続されて貫通孔３ａに連通するとともに、他端がダスト収容部４３に接続されて、ダストを貫通孔３ａからダスト収容部４３へ導くものであり、本実施形態では、一端から他端に亘って鉛直方向に沿って直線状に形成されている。

【0053】

上述したダスト排出路形成部材４１には、前記ダスト排出路４１ａを開状態又は閉状態に切り替える開閉機構４２が設けられている。
なお、本実施形態の開閉機構４２は、図示しない制御部により、分析時にダスト排出路４１ａを閉状態にし、ダスト排出時にダスト排出路４１ａを開状態にするように制御されるものである。

【0054】

この開閉機構４２は、本実施形態では、ピンチバルブを使用しており、ダスト排出路形成部材４１であるシリコンチューブを押し潰すことにより、ダスト排出路４１ａを開状態から閉状態に切り替えるように構成されている。なお、開閉機構４２が、ダスト排出路４１ａを閉状態にしている場合、ダスト排出路４１ａの押し潰されている箇所には、ダストが堆積することになる。

【0055】

ダスト収容部４３は、ダスト排出路４１ａの下流側に設けられており、本実施形態では、ダスト導入部３０の貫通孔３ａの鉛直下方に配置された例えば概略直方体形状をなすダストボックスである。
より詳細には、ダスト収容部４３は、ダスト排出路形成部材４１の他端部４１２と着脱可能に構成されており、ダスト排出路形成部材４１の他端部４１２に取り付けられた状態で、ダスト排出路形成部材４１及びダスト導入部３０と一体に昇降移動するように構成されている。
なお、本実施形態では、ダスト収容部４３を支持するとともに、ダスト収容部４３とダスト導入部３０とを一体に昇降移動させる図示しない支持機構が、支持部５１に連結されている。この構成により、ダスト導入部３０及びダスト収容部４３を連結するダスト排出路形成部材４１も一体に昇降移動することになる。
つまり、本実施形態では、ダスト導入部３０、ダスト排出路形成部材４１、開閉機構４２及びダスト収容部４３が、それぞれの相対的な位置関係を保ったまま、昇降移動するように構成されている。

【0056】

上述したダスト収容部４３には、ダスト収容部４３内の空気を吸引する吸引機構４４が設けれており、この吸引機構４４は、ダスト排出時において、開閉機構４２がダスト排出路４１ａを開状態にした後、ダスト収容部４３内から空気を吸引して加熱炉１０内の内圧を下げるように構成されている。そして、吸引機構４４が作動することにより、加熱炉１０内で生じたダストは、貫通孔３ａから鉛直下向きに排出されてダスト排出路４１ａを鉛直下向きに通過し、ダスト収容部４３に導かれることになる。
なお、吸引機構４４は、ダスト収容部４３と一体に昇降移動するものであっても良いし、ダスト収容部４３と一体に昇降移動せず、定位置に設置されたものであっても良い。

【0057】

このように構成された本実施形態に係る元素分析装置１００によれば、ダスト導入部３０が加熱炉１０の管軸を回転軸にした回転体形状をなし、その中心部に形成された貫通孔３ａからダストが鉛直下向きに排出されるので、加熱炉１０内で生じたダストを確実に排出することができる。これにより、ダストにガスが付着することによる測定誤差を生じにくくして、精度良く分析することが可能になる。

【0058】

また、導入面３１が、鉛直上方から視て、円環形状をなすとともに、加熱炉１０の管軸を中心軸にした回転体形状をなす傾斜面であるので、ダストを導入面３１に残留させることなく、確実に排出することができる。

【0059】

さらに、第２内周面３１２及びダスト排出路４１ａが鉛直方向に沿って直線状に形成されているので、ダスト排出時に貫通孔３ａやダスト排出路４１ａの曲がり等によりダストが詰まることを防ぐことができ、より確実にダストを排出することができる。これにより、開閉機構４２が、ダスト排出路形成部材４１を押し潰して閉状態にする際に、ダストが挟まってしまうことを防ぐことができる。

【0060】

加えて、ダスト導入部３０、ダスト排出路形成部材４１、及びダスト収容部４３が一体に昇降移動するように構成されているので、昇降移動に伴い各部材が伸縮することがなく、各部材の昇降移動に伴う劣化を防ぐことができる。また、ダスト排出路４１ａの曲がりによりダストが詰まることを防ぐこともできる。

【0061】

また、シャフト部材５２１の中心軸が、ダスト導入部３０の中心軸、貫通孔３ａの回転軸及び加熱炉１０の管軸から水平方向にオフセットして配置されているので、ダスト収容部４３をダスト導入部３０の下方に設けることができ、ダスト排出路４１ａを鉛直方向に沿って直線状に形成しやすいうえ、元素分析装置１００をコンパクト化することができる。

【0062】

さらに、支持部５１が、第１板部材５１１と、第１板部材５１１からオフセットして配置された第２板部材５１２とを有しているので、装置全体の高さ寸法を大きくすることなく、駆動部５２のシャフト部材５２１が上下に動く距離を長く設定することが可能である。

【0063】

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0064】

例えば、前記実施形態では、吸引機構によりダストが排出されるように構成されていたが、例えば、加熱炉内を加圧することによってダストを鉛直下向きに圧送して排出するように構成しても良い。

【0065】

また、前記実施形態では、ダスト導入部が、１つの貫通孔を有しているが、複数の貫通孔を有しているように構成しても良い。この場合は、複数の前記貫通孔が、加熱炉の管軸に対して対称に配置されているものが好ましい。

【0066】

また、ブロック体に空気流通路を形成して、当該空気流通路からブロック体の連通孔に空気を送入するように構成しても良い。このように構成することで、連結部材に堆積したダストに空気を吹きかけて、当該連結部材に形成された穴から落とすことができる。これにより、加熱炉内で生じたダストをより確実にダスト導入部に導入させることができる。
さらに、この空気流通路から連結部材に堆積したダストを直接吸引して排出するようにしても良い。

【0067】

また、前記実施形態では、ダスト排出路形成部材が、直管状をなすものであったが、蛇腹状をなすものであっても良い。

【0068】

加えて、前記実施形態では、開閉機構にピンチバルブを用いていたが、開閉弁や電磁弁等を用いてダスト排出路の開状態と閉状態とを切り替えるように構成しても良い。

【0069】

また、前記実施形態では、ダスト排出時に、開閉機構がダスト排出路を開状態にした後、吸引機構が作動してダストを排出するようにしていたが、吸引機構を作動させた状態で開閉機構がダスト排出路を閉状態から開状態に切り替えてダストを排出するようにしても良い。

【0070】

また、前記実施形態では、コイルが炉本体の外周に沿って設けられていたが、コイルは、例えば、るつぼの底部や設置台の上面に設けられていても良い。

【0071】

ここで、前記実施形態では、シャフト部材が伸びることにより、ダスト導入部が加熱炉に近づいて取り付けられるように構成されていたが、例えば図３〜図５に示すように、駆動部５２が、シャフト部材５２１が出入りする駆動部本体５２２をさらに有しており、シャフト部材５２１が駆動部本体５２２に入っていくことにより、ダスト導入部３０が加熱炉１０に近づいて取り付けられ、シャフト部材５２１が駆動部本体５２２から出ていくことにより、ダスト導入部３０が加熱炉１０から離脱するように構成されていても良い。

【0072】

具体的に前記駆動部は、例えばエアシリンダであり、シャフト部材５２１のうち駆動部本体５２２から伸び出ている部分の長さが、軸方向に沿って伸縮するように構成されている。

【0073】

より詳細な構成を図３〜図５に例示する。

【0074】

図３に示す分析装置１００は、シャフト部材５２１が加熱炉１０に固定されるとともに、駆動部本体５２２にダスト導入部３０を支持する支持部５１が固定されている。ここでは、前記シャフト部材５２１は、加熱炉１０とシャフト部材５２１との間に介在する中間部材７０を介して加熱炉１０を構成するブロック体１３に固定されており、前記駆動部本体５２２は、ダスト導入部３０から水平方向にオフセットした位置で、前記支持部５１に直接固定されている。なお、シャフト部材５２１が、ブロック体１３に直接固定されていても良いし、駆動部本体５２２が、支持部５１に間接的に固定されていても良い。
この構成により、シャフト部材５２１が駆動部本体５２２に入っていくと、駆動部本体５２２とともにダスト導入部５３が上昇して加熱炉１０に近づくので、ダスト導入部３０と加熱炉１０との軸合わせをする際に、シャフト部材５２１はほとんど揺れ動かずに安定しており、精度良く軸合わせを行うことができる。
また、加熱炉１０の周囲には、例えば分析装置１００を構成する種々の構成部材が配置されているところ、上述した構成によれば、駆動部本体５２２を加熱炉１０の下方に設けることができ、加熱炉１０の下方のデッドスペースを有効に利用することができる。
さらに、駆動部本体５２２を加熱炉１０の下方に設けることにより、駆動部本体５２２やシャフト部材５２１を高周波交流電圧が印加されるコイル２１から遠ざけることができ、駆動部本体５２２やシャフト部材５２１に対する前記コイル２１からの熱影響などを低減することができる。
そのうえ、前記実施形態の分析装置１００は、ブロック体１３と駆動部５２とを例えば共通の枠体に固定させた状態で、昇降機構５０がダスト導入部３０を昇降させるように構成されているが、上述した図３に示す分析装置１００によれば、ブロック体１３を固定する枠体に、駆動部５２を固定する必要はない。これにより、前記枠体のサイズを小さくすることができるうえ、例えばダスト導入部３０と加熱炉１０との軸合わせの際に、駆動部５２の位置を調整しやすくなる。

【0075】

また、図４に示す分析装置１００は、シャフト部材５２１にダスト導入部３０を支持する支持部５１が固定されており、このシャフト部材５２１が、前記支持部５１よりも上方に設けられた駆動部本体５２２に向かって縮むように構成されている。ここでは、前記シャフト部材５２１は、支持部５１に直接固定されており、前記駆動部本体５２２は、加熱炉１０と駆動部保内５２２との間に介在する図示しない中間部材を介して加熱炉１０を構成するブロック体１３に間接的に固定されている。なお、シャフト部材５２１が、支持部５１に間接的に固定されていても良いし、駆動部本体５２２が、ブロック体１３に直接固定されていても良い。
この構成により、シャフト部材５２１が駆動部本体５２２に入っていくと、ダスト導入部５３が上昇して加熱炉１０に近づくので、ダスト導入部３０と加熱炉１０との軸合わせをする際に、シャフト部材５２１はほとんど揺れ動かずに安定しており、精度良く軸合わせを行うことができる。

【0076】

さらに、図５に示す分析装置１００は、支持部５１が下向きに屈曲した形状をなしており、ダスト収容部を支持する第１板部材５１１と、第１板部材５１１より下方に位置する第２板部材５１２とを有し、この第２板部材５１２にシャフト部材５２１が固定されている。ここでは、前記シャフト部材５２１は、第２板部材５１２に直接固定されており、前記駆動部本体５２２は、加熱炉１０と駆動部本体５２２との間に介在する図示しない中間部材を介して加熱炉１０を構成するブロック体１３に間接的に固定されている。なお、シャフト部材５２１が、第２板部材５１２に間接的に固定されていても良いし、駆動部本体５２２が、ブロック体１３に直接固定されていても良い。
この構成により、シャフト部材５２１が駆動部本体５２２に入っていくと、ダスト導入部５３が上昇して加熱炉１０に近づくので、ダスト導入部３０と加熱炉１０との軸合わせをする際に、シャフト部材５２１はほとんど揺れ動かずに安定しており、精度良く軸合わせを行うことができる。
また、第１板部材５１１より下方に位置する第２板部材５１２にシャフト部材５２１を固定しているので、図４に示す分析装置１００と比較して、装置全体を高さ方向に小型化することができる。
さらに、駆動部本体５２２やシャフト部材５２１を高周波交流電圧が印加されるコイル２１から遠ざけることができ、駆動部本体５２２やシャフト部材５２１に対する前記コイル２１からの熱影響などを低減することができる。

【0077】

加えて、図５に示す分析装置１００は、第２板部材５１２にシャフト部材５２１が固定されていたが、第２板部材５１２に駆動部本体５２２が固定されており、シャフト部材５１１が、加熱炉１０とシャフト部材５２１との間に介在する中間部材を介して加熱炉１０を構成するブロック体１３に固定されていても良い。
これならば、図５に示す分析装置１００と同様の作用効果を得ることができるうえ、駆動部５２は、ブロック体１３を固定する枠体に固定されている必要がなく、前記枠体のサイズを小さくすることができ、また、例えばダスト導入部３０と加熱炉１０との軸合わせの際に、駆動部５２の位置を調整しやすくなる。

【0078】

なお、本発明は、試料収容部内で試料を加熱し、それにより生じるガスを分析する分析装置において、鉛直方向に貫通して形成された貫通孔を有し、当該貫通孔に前記試料収容部内で生じるダストが導入されるダスト導入部と、前記ダスト導入部を支持する支持部と、前記支持部を昇降移動させる駆動部とを具備し、前記駆動部が、前記支持部に接続されるとともに、前記ダスト導入部から水平方向に所定距離離間して配置されたシャフト部材と、前記シャフト部材が出入りする駆動部本体とを有し、前記シャフト部材が前記駆動部本体に入っていくことにより、前記ダスト導入部が前記試料収容部に形成された下向きの開口を閉塞する方向に動き、前記シャフト部材が前記駆動部本体から出ていくことにより、前記ダスト導入部が前記開口を開放する方向に動くことを特徴とするものであっても構わない。

【0079】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明によれば、試料収容部内で生じたダストを確実に排出することができ、ダストにガスが付着することによる測定誤差を生じにくくして、精度良く分析することが可能になる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】