特許 7316605 試料処理装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-20

(45)【発行日】2023-07-28

(54)【発明の名称】試料処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20230721BHJP

【ＦＩ】

G01N1/22 V

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019116921

(22)【出願日】2019-06-25

(65)【公開番号】P2021004728

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(73)【特許権者】

【識別番号】502228247

【氏名又は名称】株式会社アールデック

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲辻▼ 佳子

(72)【発明者】

【氏名】中山 健二

【審査官】佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５７－２０５０４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－０６２３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０８７５５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－０３０８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２２５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０７１０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－０２１７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１３８９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５３６０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００－ １／４４

２５／００－２５／７２

３１／００－３１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料容器に封入された試料を処理するための試料処理装置であって、
有底筒状で前記試料容器を収容する有底筒状容器と、前記有底筒状容器の開口を覆う開閉可能な容器蓋と、を有し、前記試料容器を収容可能であると共に開閉可能なチャンバーと、
不活性ガスを前記チャンバー内へ導入する不活性ガス導入部と、
空気を前記チャンバー内へ導入する空気導入部と、
前記チャンバー内のガスを排出するガス排出部と、
前記チャンバーに収容されている前記試料容器を破砕する破砕装置と、
前記チャンバー内の温度を検出する温度センサと、
前記チャンバー内の圧力を検出する圧力センサと、
前記チャンバー内のガスをサンプリングするガスサンプリング部と、
前記チャンバーの前記容器蓋を開けた状態で、前記有底筒状容器を傾倒させる傾倒機構と、
を備える試料処理装置。

【請求項2】

試料容器に封入された試料を処理するための試料処理装置であって、
有底筒状で前記試料容器を収容する有底筒状容器と、前記有底筒状容器の開口を覆う開閉可能な容器蓋と、を有し、前記試料容器を収容可能であると共に開閉可能なチャンバーと、
不活性ガスを前記チャンバー内へ導入する不活性ガス導入部と、
空気を前記チャンバー内へ導入する空気導入部と、
前記チャンバー内のガスを排出するガス排出部と、
前記チャンバーに収容されている前記試料容器を破砕する破砕装置と、
前記チャンバー内の温度を検出する温度センサと、
前記チャンバー内の圧力を検出する圧力センサと、
前記チャンバー内のガスをサンプリングするガスサンプリング部と、
を備え、
前記有底筒状容器は、有底筒状の外側容器と、有底筒状で前記外側容器の内側に取り外し可能に配置される内側容器と、を有する
試料処理装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の試料処理装置であって、
前記チャンバーを加熱する加熱装置
を備える試料処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料処理装置に関し、詳しくは、試料容器に封入された試料を処理するための試料処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の試料処理装置としては、チャンバー（焼却炉）と、ガス導入部（燃焼用空気供給手段）と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。チャンバーは、開閉可能で試料が封入された試料容器が収容される。ガス導入部は、チャンバー内に燃焼用の空気を導入する。このチャンバーでは、チャンバーに連通するサイクロン集塵機を備えている。そして、試料が封入された試料容器をチャンバーに収容し、チャンバー内に燃焼用空気を導入しながら試料容器内の試料を燃焼させる。このとき、燃焼時に発生する塵埃をサイクロン集塵機で捕集する。これにより、燃焼時に発生する塵埃が大気へ放出されることを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－１２３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の試料処理装置では、未知の成分を含む試料を処理する場合には、安全な処理ができない場合がある。例えば、試料に空気との接触や衝撃で爆発的に燃焼する成分が含まれているときには、処理中に試料が爆発的に燃焼して、安全に処理できないことがある。また、処理中に人や環境に有害な成分を含む物質が発生することもある。この場合、処理後に試料処理装置を開けると、人や環境に有害な成分を含む物質が大気へ放出されてしまう。

【0005】

本発明の試料処理装置は、未知の成分を含む試料をより安全に処理することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の試料処理装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明の試料処理装置は、
試料容器に封入された試料を処理するための試料処理装置であって、
前記試料容器を収容可能であると共に開閉可能なチャンバーと、
不活性ガスを前記チャンバー内へ導入する不活性ガス導入部と、
空気を前記チャンバー内へ導入する空気導入部と、
前記チャンバー内のガスを排出するガス排出部と、
前記チャンバー内に収容されている前記試料容器を破砕する破砕装置と、
前記チャンバー内の温度を検出する温度センサと、
前記チャンバー内の圧力を検出する圧力センサと、
前記チャンバー内のガスをサンプリングするガスサンプリング部と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

この本発明の試料処理装置では、試料容器をチャンバーに収容した状態で、不活性ガス導入部によりチャンバー内に不活性ガスを導入した状態で、破砕装置により試料容器を破砕する。これにより、試料容器を粉砕して開封する際に、試料が爆発的に燃焼することを抑制することができ、チャンバー内に不活性ガスを導入しない場合に比して、試料容器をより安全に開封することができる。そして、ガス排出部でチャンバー内のガスを排出しながら空気導入部により空気を導入して、チャンバー内の不活性ガスを空気と置換させる。これにより、試料を爆発的な燃焼よりも制御可能な酸化反応で試料を処理することができ、試料に未知の成分が含まれる場合であっても、より安全に試料を処理できる。そして、温度センサにより検出されたチャンバー内の温度や圧力センサにより検出されたチャンバー内の圧力がチャンバーを開けて差し支えない温度や圧力の範囲内であることを確認したり、ガスサンプリング部でチャンバー内のガスをサンプリングし、サンプリングしたガスが大気へ放出しても差し支えない成分のみを含むことを確認した上で、チャンバーを開放する。これにより、チャンバーをより安全に開放することができる。この結果、未知の成分を含む試料をより安全に処理することができる。「破砕装置」としては、試料容器を上または下から潰して破砕する装置や試料容器に孔を穿つ装置、棒材の先端に羽根状の部材を取り付けて羽根状の部材を回転させながら試料容器に接触させて試料容器を破砕する装置などを含んでいてもよい。

【0009】

こうした本発明の試料処理装置であって、前記チャンバーを加熱する加熱装置を備えていてもよい。こうすれば、チャンバーを加熱しながらチャンバー内の不活性ガスを空気と置換させることによって、あるいは、チャンバー内の不活性ガスを空気と置換させた後チャンバーを加熱することによって、試料の酸化を促進させることができる。

【0010】

また、本発明の試料処理装置において、前記チャンバーは、有底筒状で前記試料容器を収容する有底筒状容器と、前記有底筒状容器の開口を覆う開閉可能な容器蓋と、を有し、前記容器蓋を開けた状態で、前記有底筒状容器を傾倒させる傾倒機構を備えていてもよい。こうすれば、有底筒状容器を傾倒させることにより、有底筒状容器内に残された試料の酸化物や試料容器の破砕物を回収することができる。

【0011】

さらに、本発明の試料処理装置において、前記チャンバーは、有底筒状で前記試料容器を収容する有底筒状容器と、前記有底筒状容器の開口を覆う開閉可能な容器蓋と、を有し、前記有底筒状容器は、有底筒状の外側容器と、有底筒状で前記外側容器の内側に取り外し可能に配置される内側容器と、を有していてもよい。こうすれば、内側容器を外側容器から取り外すことにより、破砕した試料容器を回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施例としての試料処理装置２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】試料処理装置２０の外観および一部の断面の概略を示す部分断面図である。

【図3】試料処理装置２０を図２における上から観た様子の概略を示す平面図である。

【図4】容器蓋２２２を図２における上から観た様子の概略を示す平面図である。

【図5】ヒータ３２の温度とチャンバー内温度Ｔｃとチャンバー内圧力Ｐｃの時間変化の一例を示す説明図である。

【図6】チャンバー２２の有底筒状容器２２０が傾倒する様子の一例を示す説明図である。

【図7】変形例の試料処理装置２０Ｂの構成を説明するための説明図である。

【図8】変形例の試料処理装置２０Ｃの構成を説明するための説明図である。

【図9】変形例の試料処理装置２０Ｄの構成を説明するための説明図である。

【図10】変形例の試料処理装置２０Ｅの構成を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0014】

図１は、本発明の一実施例としての試料処理装置２０の構成の概略を示す構成図である。図１中、太線矢印は、ガスの流れる方向の一例を示している。図２は、試料処理装置２０の外観および一部の断面の概略を示す部分断面図である。図３は、試料処理装置２０を図２における上から観た様子の概略を示す平面図である。図３中、二点鎖線は、チャンバー２２の有底筒状容器２２０が傾倒している様子の一例を示している。図４は、容器蓋２２２を図２における上から観た様子の概略を示す平面図である。

【0015】

試料処理装置２０は、試料容器１０に封入された試料Ｓを処理するために用いられ、チャンバー２２と、ガス導入管２４と、ガス排出管２６，２７と、破砕装置２８と、傾倒機構３０と、ヒータ３２と、温度センサ３４と、圧力センサ３６と、ガスサンプリング管３８と、を備える。試料処理装置２０は、台座部５００と台座部５００の上に取り付けられた囲い部５０２とを有する架台５０に取り付けられている。

【0016】

チャンバー２２は、密閉した状態で内部に大気より高い圧力（例えば、１．２ＭＰａなど）で気体（ガス）や液体を貯留することが可能な圧力容器として形成されている。チャンバー２２は、有底筒状の有底筒状容器２２０と、有底筒状容器２２０の開口を覆う開閉可能な容器蓋２２２と、を備える。有底筒状容器２２０は、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により形成されており、締結具としての複数のボルト２２４とシール部材としてのＯリング２２６とにより容器蓋２２２に固定される環状のフランジ部２２０ａを備える。容器蓋２２２は、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により形成されている。有底筒状容器２２０、容器蓋２２２は、チャンバー２２が圧力容器となるようにチャンバー２２の容積やチャンバー２２内の圧力に応じた肉厚に形成されている。

【0017】

ガス導入管２４は、容器蓋２２２を貫通する貫通孔に挿入されている。ガス導入管２４は、不活性ガスと空気とを切り替えて供給するガス供給装置（図示せず）に接続されている。試料容器１０に封入された試料Ｓが制御できない酸化反応により爆発現象を発生させることを妨げるという観点から、不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガス、クリプトンガスなどを挙げることができる。ガス導入管２４には、手動で開閉可能なバルブ２４０が取り付けられている。作業者が手動でバルブ２４０を開弁させると、不活性ガスや空気がガス導入管２４からチャンバー２２内へ導入される。なお、バルブ２４０は、実施例では、手動で開閉しているが、図示しない制御装置からの電子信号や図示しない油圧装置からの油圧により開弁するよう構成してもよい。

【0018】

ガス排出管２６は、容器蓋２２２を貫通する貫通孔に挿入されている。ガス排出管２６は、図示しない排ガス洗浄装置（スクラバー）に接続されている。ガス排出管２６には、手動で開閉可能なバルブ２６０が取り付けられている。作業者が手動でバルブ２６０を開弁させると、チャンバー２２内のガスが排ガス洗浄装置へ排出される。排ガス洗浄装置は、ガス排出管２６を介してチャンバー２２内から排出されるガス（排ガス）に中和処理など各種処理を施して排ガスを大気に放出しても差し支えない状態にしてから、大気に放出する。なお、バルブ２６０は、実施例では、手動で開閉しているが、図示しない制御装置からの電子信号や図示しない油圧装置からの油圧により開弁するよう構成してもよい。

【0019】

ガス排出管２７は、容器蓋２２２を貫通する貫通孔に挿入されている。ガス排出管２７は、図示しない排ガス洗浄装置（スクラバー）に接続されている。ガス排出管２７には、バルブ２７０が取り付けられている。バルブ２７０は、チャンバー２２内の圧力がチャンバー２２の設計圧力以下であるときには閉弁し、チャンバー２２内の圧力がチャンバー２２の設計圧力を超えたときには開弁する安全弁として構成されている。こうしたバルブ２７０を設けることにより、チャンバー２２内の圧力が過度に上昇することを抑制し、チャンバー２２の保護を図っている。

【0020】

破砕装置２８は、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により円筒状に形成され下端が架台５０の囲い部５０２の上部に取り付けられた第１円筒部材２８０と、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により円柱状に形成され第１円筒部材２８０内を摺動可能な第１支持部材２８２と、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により円筒状に形成され下端がチャンバー２２の容器蓋２２２の上端面に取り付けられた第２円筒部材２８４と、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により形成され第１支持部材２８２の下端にボルト２８５により締結され容器蓋２２２，第２円筒部材２８４を摺動可能に貫通する第２支持部材２８６と、第２支持部材２８６の下端に固定されステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）等の金属により外径が有底筒状容器２２０の内径より若干小さい円板状に形成された円板部材２８８と、第１支持部材２８２を鉛直方向または鉛直方向から若干ずれた方向（以下、「略鉛直方向」という）へ移動させる駆動機構２９０と、を備える。破砕装置２８では、チャンバー２２の容器蓋２２２を閉じてチャンバー２２を密閉した状態で駆動機構２９０により第１支持部材２８２を略鉛直下方向へ移動させると、第２支持部材２８６が下向きに移動し、円板部材２８８がチャンバー２２内で下向きに移動する。有底筒状容器２２０の底面に試料容器１０が載置されているときには、円板部材２８８で試料容器１０を上から潰して破砕することができる。チャンバー２２の容器蓋２２２を閉じてチャンバー２２を密閉した状態で駆動機構２９０により第１支持部材２８２を略鉛直上方向へ移動させると、第２支持部材２８６，円板部材２８８が略鉛直上方向へ移動し、円板部材２８８の上端面が容器蓋２２２の下端面に当接する。更に、駆動機構２９０により第１支持部材２８２を略鉛直上方向へ移動させると、円板部材２８８が容器蓋２２２を持ち上げて、チャンバー２２の容器蓋２２２を開いた状態とする。

【0021】

傾倒機構３０は、操作レバー３０２の回転に伴って回転する回転部材３０４と、回転部材３０４に取り付けられた２つの固定部材３０６と、チャンバー２２の有底筒状容器２２０の外底面に取り付けられた２つの固定部材３０８と、２つの固定部材３０６，３０８を締結する２つのボルト３１０と、を備える。駆動機構２９０により円板部材２８８を略鉛直上方向へ移動させて円板部材２８８で容器蓋２２２を持ち上げてチャンバー２２を開けた状態で、操作レバー３０２を図２において紙面における手前方向へ回動させると、回転部材３０４と共に２つの固定部材３０６と２つの固定部材３０８とが回転し、有底筒状容器２２０が図２における紙面手前側へ傾倒する。

【0022】

ヒータ（加熱装置）３２は、チャンバー２２の有底筒状容器２２０の外側面に取り付けており、チャンバー２２を加熱する。

【0023】

温度センサ３４は、チャンバー２２の容器蓋２２２に取り付けられており、チャンバー２２内の温度（チャンバー内温度）Ｔｃを検出する。圧力センサ３６は、チャンバー２２の容器蓋２２２に取り付けられており、チャンバー２２内の圧力（チャンバー内圧力）Ｐｃを検出する。

【0024】

ガスサンプリング管３８は、容器蓋２２２を貫通している。ガスサンプリング管３８は、ガスの成分を分析する図示しない成分分析装置に連結されている。チャンバー２２内のガスは、ガスサンプリング管３８からサンプリングされて、成分分析装置でどのような成分を含んでいるかが分析される。なお、成分分析装置は、図示しない排ガス洗浄装置（スクラバー）に接続されており、成分が分析された後のガスは、排ガス洗浄装置により有害ガスの規定基準値以下まで無害化される。

【0025】

次に、こうして構成された実施例の試料処理装置２０を用いて試料容器１０に封入されている試料Ｓを処理する際の動作について説明する。

【0026】

最初に、駆動機構２９０で円板部材２８８を略鉛直上方向へ移動させて、円板部材２８８で容器蓋２２２を持ち上げて、チャンバー２２を開いた状態とする。そして、試料容器１０をチャンバー２２の有底筒状容器２２０の内底部に載置する。

【0027】

試料容器１０を有底筒状容器２２０の内底部に載置すると、駆動機構２９０で円板部材２８８を、容器蓋２２２の下端面と有底筒状容器２２０のフランジ部２２０ａの上端面とが当接するまで略鉛直下方向へ移動させる。容器蓋２２２の下端面と有底筒状容器２２０のフランジ部２２０ａの上端面とが当接したら、駆動機構２９０を停止してボルト２２４により容器蓋２２２を有底筒状容器２２０のフランジ部２２０ａに固定し、チャンバー２２を密閉する。

【0028】

次に、ガス供給装置と排ガス洗浄装置とを作動させると共にバルブ２４０，２６０を開弁させ、ガス排出管２６からチャンバー２２内のガスを排出しながらガス導入管２４よりチャンバー２２内に不活性ガスを導入して、チャンバー２２内の空気を不活性ガスに置換する。チャンバー２２内の空気を不活性ガスに置換したら、バルブ２４０，２６０を閉弁させると共に駆動機構２９０で円板部材２８８を更に略鉛直下方向へ移動させて、試料容器１０を上から潰して破砕して開封する。チャンバー２２内の空気を不活性ガスに置換してから試料容器１０を開封することにより、試料容器１０の試料Ｓが爆発的に燃焼することを抑制することができ、チャンバー内に不活性ガスを導入しない場合に比して、試料容器１０をより安全に開封することができる。

【0029】

試料容器１０を破砕したら、バルブ２６０を開弁させてガス排出管２６でチャンバー２２内のガスを排出しながらバルブ２４０を開弁させて、ガス導入管２４で密閉されているチャンバー２２内に空気を少しずつ導入し、チャンバー２２内の不活性ガスを空気で置換していく。このとき、ヒータ３２を作動させて、チャンバー２２を加熱してチャンバー２２内を昇温させる。図５は、ヒータ３２の温度とチャンバー内温度Ｔｃとチャンバー内圧力Ｐｃの時間変化の一例を示す説明図である。図中、実線はヒータ３２の温度の時間変化の一例を示している。破線はチャンバー内温度Ｔｃの時間変化の一例を示している。一点鎖線はチャンバー内圧力Ｐｃの時間変化の一例を示している。ヒータ３２の温度が上昇するとチャンバー内温度Ｔｃが上昇する。チャンバー２２は圧力容器として構成されているから、ヒータ３２の温度が上昇するとチャンバー内の圧力が抜けることなくチャンバー内圧力Ｐｃが上昇する。

【0030】

このように、チャンバー２２内の空気を不活性ガスに置換した上で試料容器１０を破砕し、その後、チャンバー２２内の不活性ガスを徐々に空気と置換することにより、試料Ｓが空気に触れると爆発的に燃焼する成分を含む場合でも、試料Ｓの爆発的な燃焼を抑制して、試料Ｓを酸化させることができる。したがって、試料Ｓが未知の成分を含み、その未知の成分が空気に触れると爆発的に燃焼する場合であっても、試料Ｓが爆発的に燃焼することを抑制できる。また、チャンバー２２内の不活性ガスを徐々に空気と置換する際にヒータ３２を作動させるから、試料Ｓの酸化を促進できる。さらに、ガス排出管２６から排出したガスは、排ガス洗浄装置での中和処理などにより、大気に放出しても差し支えない状態にした上で大気に放出される。これにより、試料Ｓが未知な成分を含んでいるときでも、試料Ｓを安全に酸化させて処理することができる。

【0031】

続いて、ヒータ３２を停止して、温度センサ３４により検出されたチャンバー内温度Ｔｃがチャンバー２２の容器蓋２２２を開けて差し支えない程度に低い温度であることや、圧力センサ３６により検出されたチャンバー内圧力Ｐｃが容器蓋２２２を開けて差し支えない程度に低い圧力となっていること、ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスが大気に放出しても差し支えない成分のみを含むことを確認したときには、バルブ２４０，２６０を閉弁させると共に駆動機構２９０で円板部材２８８を上方へ移動させて、円板部材２８８で容器蓋２２２を持ち上げて開ける。これにより、チャンバー内温度Ｔｃやチャンバー内圧力Ｐｃ、チャンバー２２内のガス成分を確認せずに容器蓋２２２を開放するものに比して、より安全に容器蓋２２２を開放することができる。なお、「ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスが大気に放出しても差し支えない成分のみを含むこと」には、ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスに含まれる環境に対して有害な成分が環境基準値以下であること、および、ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスを大気に放出しても引火・発火の可能性が低いこと、および、ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスが作業者がばく露しても差し支えない成分のみを含むこと（ガスサンプリング管３８からサンプリングされるガスに含まれる人体に毒性があるガスの成分が毒性基準値以下であること）、の３つのうちの少なくとも１つが含まれる。

【0032】

こうして容器蓋２２２を開けた後は、試料処理装置２０の近くに回収容器８０を配置した状態で、操作レバー３０２を図２において紙面手前側に回転させて、回転部材３０４、２つの固定部材３０６，２つの固定部材３０８を回転させて、有底筒状容器２２０を傾倒させる。図６は、チャンバー２２の有底筒状容器２２０が傾倒する様子の一例を示す説明図である。図中、二点鎖線は、有底筒状容器２２０の動きの一例を示している。回収容器８０は、有底筒状容器２２０を傾倒させたときに有底筒状容器２２０に残留している試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０が破砕された破砕物Ｓ２を回収可能な位置に配置されている。これにより、試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収することができる。

【0033】

以上説明した実施例の試料処理装置２０によれば、試料容器１０をチャンバー２２に収容した状態で、ガス導入管２４からチャンバー２２内に不活性ガスを導入し、破砕装置２８により試料容器１０を破砕し、ガス排出管２６からチャンバー２２内のガスを排出しながらガス導入管２４から空気を導入して、チャンバー２２内の不活性ガスを空気と置換させ、温度センサ３４により検出されたチャンバー内温度Ｔｃや圧力センサ３６により検出されたチャンバー内圧力Ｐｃがチャンバー２２を開けて差し支えない温度や圧力の範囲内であることを確認し、ガスサンプリング管３８からチャンバー２２内のガスをサンプリングしてサンプリングしたガスが大気へ放出しても差し支えない成分のみを含むことを確認した上で、チャンバー２２を開けることにより、未知の成分を含む試料Ｓをより安全に処理することができる。

【0034】

また、チャンバー２２内の不活性ガスを空気と置換させる際にヒータ３２によりチャンバー２２を加熱するから、試料Ｓの酸化を促進させることができる。

【0035】

さらに、容器蓋２２２を開けた状態で、傾倒機構３０で有底筒状容器２２０を傾倒させることにより、有底筒状容器２２０に残留する試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収することができる。

【0036】

実施例の試料処理装置２０では、容器蓋２２２を開けた状態で、傾倒機構３０で有底筒状容器２２０を傾倒させることにより、有底筒状容器２２０に残留する試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収している。しかしながら、図７の変形例の試料処理装置２０Ｂに例示するように、有底筒状容器２２０を外側容器として、有底筒状容器２２０の内側に取り外し可能に配置される内側容器２３０を配置して、試料容器１０を破砕するときには内側容器２３０の底部に試料容器１０を載置して容器蓋２２２を閉めた状態とし、試料容器１０を破砕した後は、容器蓋２２２を開けて内側容器２３０を取り出することにより内側容器２３０に残留する試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収してもよい。こうすれば、有底筒状容器２２０を傾倒させて試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収する場合に比して、より安全に試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収することができる。特に、試料容器１０が比較的大きいときには、有底筒状容器２２０を傾倒させるものに比して、より安全に試料Ｓの酸化物Ｓ１や試料容器１０の破砕物Ｓ２を回収することができる

【0037】

実施例の試料処理装置２０では、破砕装置２８は、第２支持部材２８６の下端に円板状に形成された円板部材２８８を備え、円板部材２８８で試料容器１０を上から潰して破砕している。しかしながら、図８の変形例の試料処理装置２０Ｃに例示するように、破砕装置２８の第２支持部材２８６の下端に円板部材２８８を設けることに代えて第２支持部材２８６の下端を鋭利となるように形成し、第２支持部材２８６を駆動機構２９０で下方に移動させて試料容器１０の孔を穿ってもよい。また、図９の変形例の試料処理装置２０Ｄに例示するように、破砕装置２８の第２支持部材２８６の下端に円板部材２８８を設けることに代えて第２支持部材２８６の下端に複数の羽状の羽根部材２９２を設け、駆動機構２９０で第２支持部材２８６を回転させながら下降させ、回転する羽根部材２９２を試料容器１０に接触させて試料容器１０を破砕してもよい。

【0038】

実施例の試料処理装置２０では、有底筒状容器２２０の側面にヒータ３２を備えているが、図１０の変形例の試料処理装置２０Ｅに例示するように、有底筒状容器２２０の底面にヒータ３２を備えていてもよいし、チャンバー２２の内部にヒータ３２を備えていてもよいし、ヒータ３２を備えていなくてもよい。

【0039】

実施例の試料処理装置２０では、チャンバー２２において、容器蓋２２２が略鉛直方向へ移動可能に構成されている。しかしながら、容器蓋２２２が架台５０に固定され、有底筒状容器２２０が略鉛直方向へ移動可能に構成されていてもよい。

【0040】

実施例の試料処理装置２０では、容器蓋２２２を略鉛直上下方向へ移動させることにより、チャンバー２２を開閉している。しかしながら、チャンバー２２は、試料容器１０を収容可能で開閉可能であれば如何なる形状をしていてもよく、例えば、容器蓋２２２を固定して有底筒状容器２２０を略鉛直上下方向へ移動させることによりチャンバー２２を開閉してもよい。また、チャンバー２２を内部が中空の円筒状として、側面に開閉可能な扉を形成し、この扉を開閉することでチャンバー２２を開閉してもよい。

【0041】

実施例の試料処理装置２０では、チャンバー２２を全体として円筒状に形成しているが、チャンバー２２を球状や直方体状に形成してもよい。

【0042】

実施例の試料処理装置２０では、１つのガス導入管２４を備え、ガス導入管２４は、不活性ガスと空気とを切り替えてチャンバー２２内に導入している。しかしながら、不活性ガスをチャンバー２２内に導入する不活性ガス導入部と、空気をチャンバー２２内に導入する空気導入部と、を個別に備えていてもよい。

【0043】

実施例の試料処理装置２０では、ガス排出管２６，２７を設けているが、少なくとも１つのガス排出管２６を設けていればよく、３つ以上のガス排出管２６を設けていてもよい。

【0044】

実施例の試料処理装置２０では、ガス排出管２６，２７のそれぞれが排ガス洗浄装置に接続されている。しかしながら、ガス排出管２６，２７のそれぞれが排ガス洗浄装置に接続されていない場合には、試料処理装置２０全体をハウジングで囲み、ハウジング全体を排ガス洗浄装置に接続し、ハウジング内の気圧がハウジング外の気圧より低くなるようにハウジング内の気圧を調整すればよい。

【0045】

実施例の試料処理装置２０では、チャンバー２２内の不活性ガスを空気と置換させる際にヒータ３２によりチャンバー２２を加熱している。しかしながら、チャンバー２２内の不活性ガスを空気と置換させた後にチャンバー２２を加熱してもよい。

【0046】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、チャンバー２２が「チャンバー」に相当し、ガス導入管２４が「不活性ガス導入部」に相当し、ガス導入管２４が「空気導入部」に相当し、ガス排出管２６が「ガス排出部」に相当し、破砕装置２８が「破砕装置」に相当し、温度センサ３４が「温度センサ」に相当し、圧力センサ３６が「圧力センサ」に相当し、ガスサンプリング管３８が「ガスサンプリング部」に相当する。

【0047】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0048】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、試料処理装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０ 試料容器、２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 試料処理装置、２２ チャンバー、２４ ガス導入管、２６ ガス排出管、２８ 破砕装置、３０ 傾倒機構、３２ ヒータ、３４ 温度センサ、３６ 圧力センサ、３８ ガスサンプリング管、５０ 架台、８０ 回収容器、２２０ 有底筒状容器、２２０ａ フランジ部、２２２ 容器蓋、２２４，２８５，３１０ ボルト、２２６ Ｏリング、２３０ 内側容器、２４０，２６０，２７０ バルブ、２８０ 第１円筒部材、２８２ 第１支持部材、２８４ 第２円筒部材、２８６ 第２支持部材、２８８ 円板部材、２９０ 駆動機構、２９２ 羽根部材、３０２ 操作レバー、３０４ 回転部材、３０６，３０８ 固定部材、５００ 台座部、５０２ 囲い部、Ｓ 試料、Ｓ１ 酸化物、Ｓ２ 破砕物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】