特許 7343038 全有機体炭素測定装置及び全有機体炭素測定方法

(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】2023-09-04

(45)【発行日】2023-09-12

(54)【発明の名称】全有機体炭素測定装置及び全有機体炭素測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 31/00 20060101AFI20230905BHJP

   G01N 31/10 20060101ALI20230905BHJP

【ＦＩ】

G01N31/00 D

G01N31/10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022508184

(86)(22)【出願日】2021-03-02

(86)【国際出願番号】 JP2021007834

(87)【国際公開番号】W WO2021187079

(87)【国際公開日】2021-09-23

【審査請求日】2022-07-25

(31)【優先権主張番号】P 2020046718

(32)【優先日】2020-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(72)【発明者】

【氏名】居原田 健志

(72)【発明者】

【氏名】矢幡 雅人

【審査官】三木 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－１９０４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１０５８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－７３０８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭５２－４８０３９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００５－４３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平６－４５８８２（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開平１０－１６０７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５５１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５３２６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３１／００

Ｇ０１Ｎ ３１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸化触媒が配置された空間を有し、該空間内に配置される試料を加熱するための試料加熱部と、
前記試料加熱部にキャリアガスとして水蒸気を含む不活性ガスを導入させるキャリアガス導入部と、
前記試料加熱部において試料中の有機体炭素が水蒸気改質反応することにより発生する二酸化炭素を検出するための検出部とを備える、全有機体炭素測定装置。

【請求項2】

前記キャリアガス導入部は、水蒸気を生成する水蒸気生成部を含み、前記水蒸気生成部で生成される水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させる、請求項１に記載の全有機体炭素測定装置。

【請求項3】

前記キャリアガス導入部は、前記水蒸気生成部と前記試料加熱部とを連通させる配管と、前記配管を加熱するための配管加熱部とを含む、請求項２に記載の全有機体炭素測定装置。

【請求項4】

前記水蒸気生成部は、水を貯留するための貯水部と、前記貯水部内の水を加熱するための水加熱部とを備え、前記貯水部内の水が加熱されることにより生成される水蒸気が、前記貯水部内を通過するキャリアガスに混合される、請求項２に記載の全有機体炭素測定装置。

【請求項5】

酸化触媒が配置された空間を有する試料加熱部に、水蒸気を含む不活性ガスをキャリアガスとして導入させるキャリアガス導入ステップと、
前記試料加熱部において前記空間に配置される試料を加熱し、試料中の有機体炭素を水蒸気改質反応させることにより二酸化炭素を発生させる試料加熱ステップと、
発生する前記二酸化炭素を検出する検出ステップとを含む、全有機体炭素測定方法。

【請求項6】

前記試料加熱ステップでは、試料に含まれる全有機体炭素が水蒸気と反応することに基づいて二酸化炭素が発生する、請求項５に記載の全有機体炭素測定方法。

【請求項7】

前記キャリアガス導入ステップでは、水蒸気生成部において水蒸気を生成し、前記水蒸気生成部で生成される水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させる、請求項５に記載の全有機体炭素測定方法。

【請求項8】

前記キャリアガス導入ステップでは、前記水蒸気生成部と前記試料加熱部とを連通させる配管を加熱しながら、前記配管を介して、水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させる、請求項７に記載の全有機体炭素測定方法。

【請求項9】

前記水蒸気生成部は、水を貯留するための貯水部と、前記貯水部内の水を加熱するための水加熱部とを備え、
前記キャリアガス導入ステップでは、前記貯水部内の水が加熱されることにより生成される水蒸気が、前記貯水部内を通過するキャリアガスに混合される、請求項７に記載の全有機体炭素測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全有機体炭素測定装置及び全有機体炭素測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

試料に含まれるＴＯＣ（Total Organic Carbon：全有機体炭素）を測定するために、全有機体炭素測定装置が用いられている。試料には、全有機体炭素以外にも、ＩＣ（Inorganic Carbon：無機体炭素）が含まれている場合がある。ＴＯＣ及びＩＣは、ＴＣ（Total Carbon：全炭素）と総称される。

【0003】

ＴＯＣを測定する方法の一例としては、ＴＣ及びＩＣをそれぞれ測定し、それらの差分（ＴＣ－ＩＣ）をＴＯＣとして算出する方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。ＴＣは、燃焼管において試料を燃焼させたときに発生する二酸化炭素を検出部で検出することにより測定される。一方、ＩＣは、試料に酸を添加してから通気したときに発生する二酸化炭素を検出部で検出することにより測定される。

【0004】

また、ＴＯＣを測定する別の方法として、試料に酸を添加してから通気することによりＩＣを二酸化炭素に変換して除去し、ＩＣ除去後の試料を燃焼管において燃焼させたときに発生する二酸化炭素を検出部で検出することにより、ＴＯＣを測定する方法も知られている。

【0005】

上記２つの方法のいずれにおいても、燃焼管にはキャリアガスが導入され、キャリアガスと試料の混合物が燃焼管において燃焼される。キャリアガスとしては、高純度空気などが用いられる。キャリアガスは、試料から発生した二酸化炭素を検出部に送る機能だけでなく、燃焼管において試料を燃焼させる際の支燃ガスとしての機能も有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－９３２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の全有機体炭素測定装置では、キャリアガスが支燃ガスとしての機能も有しているため、不活性ガスをキャリアガスとして使用することが困難であった。すなわち、不活性ガスをキャリアガスとして使用した場合、試料から発生した二酸化炭素をキャリアガスにより検出部に送ることはできるが、燃焼管において試料を効率よく燃焼させることが困難である。

【0008】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、キャリアガスとして不活性ガスを使用することができる全有機体炭素測定装置及び全有機体炭素測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様は、試料加熱部と、キャリアガス導入部と、検出部とを備える、全有機体炭素測定装置である。前記試料加熱部は、酸化触媒が配置された空間を有し、該空間内に配置される試料を加熱する。前記キャリアガス導入部は、前記試料加熱部にキャリアガスとして水蒸気を含む不活性ガスを導入させる。前記検出部は、前記試料加熱部において試料中の有機体炭素が水蒸気改質反応することにより発生する二酸化炭素を検出する。

【0010】

本発明の第２の態様は、キャリアガス導入ステップと、試料加熱ステップと、検出ステップとを含む、全有機体炭素測定方法である。前記キャリアガス導入ステップでは、酸化触媒が配置された空間を有する試料加熱部に、水蒸気を含む不活性ガスをキャリアガスとして導入させる。前記試料加熱ステップでは、前記試料加熱部において前記空間に配置される試料を加熱し、試料中の有機体炭素を水蒸気改質反応させることにより二酸化炭素を発生させる。前記検出ステップでは、発生する前記二酸化炭素を検出する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、キャリアガスに含まれる水蒸気の作用により、試料中の全有機体炭素から二酸化炭素を発生させることができるため、キャリアガスとして不活性ガスを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】全有機体炭素測定装置の構成例を示した概略図である。

【図2】加湿器の構成例を示した概略断面図である。

【図3】全有機体炭素を測定する方法について説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１．全有機体炭素測定装置の全体構成
図１は、全有機体炭素測定装置の構成例を示した概略図である。この全有機体炭素測定装置には、シリンジ１、流路切替部２、ＴＯＣ測定部（全有機体炭素測定部）３、ガス源４、フローコントローラ５、加湿器６、制御部７及び表示部８などが備えられている。

【0014】

シリンジ１は、例えば筒体１１及びプランジャ１２を備えている。プランジャ１２は、筒体１１内に挿入されており、筒体１１の内面とプランジャ１２とにより囲まれたシリンジ１の内部空間に液体を吸引することができる。具体的には、筒体１１に対してプランジャ１２を変位させることにより、シリンジ１への液体の吸引動作及びシリンジ１からの液体の吐出動作が行われる。プランジャ１２は、例えばモータなどを含む駆動部（図示せず）の駆動により変位される。

【0015】

シリンジ１は、流路切替部２に対して流体的に接続されている。流路切替部２は、例えば複数のポートを任意に連通させることができるマルチポートバルブを含む。流路切替部２の各ポートには配管２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａが流体的に接続されており、流路切替部２を切り替えることにより、各配管２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａのいずれかをシリンジ１内に連通させることができる。

【0016】

配管２１Ａをシリンジ１に連通させた状態でシリンジ１による吸引動作が行われた場合には、分析対象である試料が貯留された試料貯留部２１Ｂからシリンジ１内に試料が吸引される。また、配管２２Ａをシリンジ１に連通させた状態でシリンジ１による吸引動作が行われた場合には、酸が貯留された酸貯留部２２Ｂからシリンジ１内に酸が吸引される。

【0017】

このように、シリンジ１内には、試料又は酸を選択的に吸引することができる。酸としては、塩酸を例示することができるが、これに限られるものではない。配管２１Ａ及び試料貯留部２１Ｂは、試料を供給するための試料供給部２１を構成している。配管２２Ａ及び酸貯留部２２Ｂは、シリンジ１内に酸を導入することにより試料に酸を添加するための添加部２２を構成している。

【0018】

配管２３Ａは、流路切替部２とＴＯＣ測定部３を流体的に接続している。配管２３Ａをシリンジ１に連通させた状態でシリンジ１による吐出動作が行われた場合には、シリンジ１内の液体が配管２３Ａを介してＴＯＣ測定部３に供給される。配管２４Ａは、ドレンに連通している。また、配管２５Ａは、シリンジ１内のガス抜きのために大気中に連通している。

【0019】

ＴＯＣ測定部３には、試料注入機構３１、反応管３２、電気炉３３、除湿器３４及び検出部３５などが備えられている。配管２３Ａは、ＴＯＣ測定部３における試料注入機構３１に連通している。したがって、シリンジ１による吐出動作により、シリンジ１内の液体を配管２３Ａから試料注入機構３１に供給することができる。

【0020】

試料注入機構３１には、試料供給路としての配管２３Ａ以外に、キャリアガス供給路としての配管４１が流体的に接続されている。配管４１は、ガス源４と試料注入機構３１とを連通させるものであり、ガス源４から供給されるキャリアガスが配管４１を介して試料注入機構３１に導入される。ガス源４から供給されるキャリアガスは、例えば高純度窒素などの不活性ガスである。ただし、キャリアガスは、窒素に限らず、他の不活性ガスであってもよい。

【0021】

配管４１の途中には、フローコントローラ５及び加湿器６が介在している。加湿器６は、水蒸気を生成する水蒸気生成部を構成している。配管４１の途中に加湿器６を介在させ、加湿器６内にキャリアガスを通過させることにより、加湿器６で生成された水蒸気をキャリアガスに混合させることができる。これにより、水蒸気が混合されたキャリアガスを試料注入機構３１に導入させることができる。

【0022】

配管４１の少なくとも一部は、配管加熱部４１Ａにより加熱される。配管加熱部４１Ａは、配管４１における加湿器６と試料注入機構３１との間の少なくとも一部を加熱するものであってもよい。これにより、配管４１内を流れるキャリアガス中の水蒸気を配管加熱部４１Ａで加熱することができる。配管加熱部４１Ａにより加熱される部分の配管４１の温度は、例えば約５０℃に温調される。配管４１は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、当該配管４１に外側から接触又は近接するように配管加熱部４１Ａが設けられる。

【0023】

配管加熱部４１Ａは、例えばシースヒータにより構成することができるが、これに限られるものではない。また、配管加熱部４１Ａを省略することも可能である。すなわち、配管４１内を流れるキャリアガス中の水蒸気は、加熱されなくてもよい。この場合、水蒸気の温度は、０℃以上であればよく、例えば室温と同程度の温度であってもよい。

【0024】

試料注入機構３１には反応管３２が連通しており、シリンジ１から試料注入機構３１に供給される試料は、試料注入機構３１からキャリアガスともに反応管３２内へと注入される。ガス源４、フローコントローラ５、加湿器６、試料注入機構３１、配管４１及び配管加熱部４１Ａは、反応管３２内にキャリアガスを導入させるキャリアガス導入部４０を構成している。

【0025】

反応管３２は、例えば石英ガラス又はセラミックにより形成されており、内部に形成された空間３２１内に酸化触媒３２２が配置されている。酸化触媒としては、例えば白金担持アルミナ触媒が用いられる。反応管３２は、電気炉３３により外部から加熱される。電気炉３３は、約６８０℃の高温で反応管３２を加熱することにより、反応管３２の空間３２１内に配置される試料を加熱する。反応管３２及び電気炉３３は、試料を加熱するための試料加熱部３０を構成している。ただし、試料加熱部３０は、反応管３２及び電気炉３３により構成されるものに限らず、他の部材により構成されていてもよい。

【0026】

試料注入機構３１から反応管３２内に注入された試料は、その試料に含まれる有機物が酸化されることにより、二酸化炭素を生じさせる。試料から発生する二酸化炭素の量は、試料に含まれる有機物の量に応じた量となる。反応管３２内で発生した二酸化炭素は、キャリアガスとともに除湿器３４へと送られ、除湿器３４において除湿された後に検出部３５へと導かれる。

【0027】

検出部３５は、例えばＮＤＩＲ式センサ（非分散形赤外線吸収式センサ）により構成することができるが、これに限られるものではない。検出部３５は、反応管３２内で試料から発生する二酸化炭素を検出する。検出部３５における二酸化炭素の検出信号は、制御部７に入力される。

【0028】

制御部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むプロセッサにより構成されている。制御部７は、検出部３５から入力される二酸化炭素の検出信号に基づいて演算を行うことにより、試料に含まれるＴＯＣを算出する。また、制御部７は、全有機体炭素測定装置に備えられたフローコントローラ５などの各部の動作を制御する。

【0029】

表示部８は、例えば液晶表示器などにより構成されている。表示部８に対する表示は、制御部７により制御される。表示部８には、例えばＴＯＣの測定結果などの各種情報が表示される。

【0030】

フローコントローラ５には、試料注入機構３１に連通する配管４１とは別に、シリンジ１に連通する配管５１が接続されている。フローコントローラ５は、配管４１を介した試料注入機構３１側へのキャリアガスの流量の制御と、配管５１を介したシリンジ１側へのキャリアガスの流量の制御とを、個別に行うことができる２系統式のフローコントローラである。フローコントローラ５は、試料注入機構３１側へのキャリアガスの流量を制御することにより、ガス源４から配管４１を介して試料注入機構３１にキャリアガスを常時供給する（ＴＯＣ測定状態）。また、フローコントローラ５は、シリンジ１側へのキャリアガスの流量を制御することにより、ガス源４から配管５１を介してシリンジ１にキャリアガスを一時的に供給する（ＩＣ除去状態）。

【0031】

試料貯留部２１Ｂからシリンジ１内に試料を吸引した後、酸貯留部２２Ｂからシリンジ１内に酸を添加し、フローコントローラ５をＩＣ除去状態とすれば、シリンジ１内に供給されるキャリアガスによりシリンジ１内の液体（試料と酸の混合液）に対する通気が行われる。これにより、シリンジ１内の試料に含まれるＩＣを二酸化炭素に変換して除去することができる。このとき、シリンジ１内で発生する二酸化炭素は、配管２５Ａを介して大気中に放出される。

【0032】

その後、フローコントローラ５から配管４１を介して試料注入機構３１側へキャリアガスを供給した状態（ＴＯＣ測定状態）で、シリンジ１からＩＣ除去後の試料を試料注入機構３１を介して反応管３２に注入する。このようにしてＩＣ除去後の試料を反応管３２において反応させ、反応管３２内で発生する二酸化炭素を検出部３５で検出することにより、ＴＯＣを測定することができる。

【0033】

２．加湿器の具体的構成
図２は、加湿器６の構成例を示した概略断面図である。加湿器６は、スチーム式であり、水を加熱することにより水蒸気を生成する。この加湿器６には、貯水部６１、ヒータ６２及び保温材６３などが含まれる。

【0034】

貯水部６１は、中空状の部材であり、内部に水（例えば純水）を貯留することができる。貯水部６１は、例えば金属などの熱伝導率が高い材料により形成されていてもよい。貯水部６１の上部には、貯水部６１内に給水を行うための給水口６１１が形成されている。給水口６１１には、キャップ６１２が着脱可能となっている。貯水部６１内の水は、加湿器６の使用とともに減少する。したがって、ユーザは、キャップ６１２を取り外して給水口６１１を開放し、当該給水口６１１から貯水部６１内に水を補給した後、キャップ６１２を給水口６１１に取り付けるという作業を定期的に行うこととなる。

【0035】

ヒータ６２は、貯水部６１を外部から加熱することにより、貯水部６１内の水を加熱するための水加熱部を構成している。これにより、貯水部６１内の水は、例えば約４５℃となるように温調される。ヒータ６２は、例えば貯水部６１の底面を加熱する。ただし、ヒータ６２は、貯水部６１の底面以外の面（例えば側面）を加熱するような構成であってもよい。

【0036】

貯水部６１の側面は保温材６３により囲まれており、貯水部６１内の水の熱が外部に逃げるのを保温材６３により防止することができる。保温材６３の材料は、特に限定されるものではないが、例えば発泡ウレタンなどが用いられる。なお、保温材６３は、省略されてもよい。

【0037】

貯水部６１内には、上部に空間Ｓが形成されるように水が貯留される。したがって、ヒータ６２で貯水部６１内の水を加熱することにより生成された水蒸気は、空間Ｓに充満する。貯水部６１内の空間Ｓには、ガス流入管６１３及びガス流出管６１４が連通している。ガス流入管６１３及びガス流出管６１４がそれぞれ空間Ｓに連通する位置は、特に限定されるものではないが、図２のように、ガス流出管６１４の方がガス流入管６１３よりも上方で空間Ｓに連通していてもよい。

【0038】

ガス流入管６１３及びガス流出管６１４は、配管４１の一部を構成している。すなわち、ガス源４からのキャリアガスは、ガス流入管６１３を介して貯水部６１内の空間Ｓに流入した後、当該空間Ｓを通ってガス流出管６１４から貯水部６１の外部に流出し、試料注入機構３１を介して反応管３２に導入される。

【0039】

キャリアガスには、貯水部６１内の空間Ｓを通過する過程で、空間Ｓに充満している水蒸気が混合される。これにより、反応管３２に導入されるキャリアガスは、水蒸気を含む不活性ガスとなる。スチーム式の加湿器６から発生する水蒸気は不純物を含まないため、貯水部６１内の水に含まれるＴＯＣが反応管３２に導入されることによる検出ノイズの発生を防止することができる。

【0040】

上記のような加湿器６を用いることにより、反応管３２内に導入されるキャリアガスに対して、水蒸気を連続的に安定して混合させることができる。これにより、反応管３２内に導入されるキャリアガス中の水蒸気量を、所定値以上に保つことも可能となる。反応管３２内に導入されるキャリアガスの湿度は、１０～８０ｇ／ｍ^３であってもよい。なお、試料が水である場合、反応管３２内に試料を導入するだけでも水蒸気が発生するが、試料から発生した水蒸気はキャリアガスによって速やかに反応管３２内から流出するため、一般的な酸化反応時間（例えば２～５分程度）にわたって必要な水蒸気量を安定的に確保することは困難である。

【0041】

３．二酸化炭素の発生原理
本実施形態では、試料中の有機体炭素が水蒸気改質反応することにより二酸化炭素が発生する。具体的には、水蒸気を含む不活性ガスがキャリアガスとして反応管３２に導入された場合、酸化触媒を有する反応管３２内では、下記式（１）で示されるような反応が生じる。このとき、反応管３２は、例えば５００～１１００℃に加熱される。下記式（１）において、Ｃ_ｍＨ_ｎが試料に含まれるＴＯＣ（全有機体炭素）である。

【数1】

【0042】

キャリアガスに水蒸気（Ｈ_２Ｏ）が含まれているため、反応管３２内では、試料に含まれるＴＯＣが水蒸気と反応する。この反応は、酸素を必要としない。また、上記式（１）に示す反応に付随して、下記式（２）に示す反応（水性ガスシフト反応）が生じることにより、最終的に二酸化炭素（ＣＯ_２）と水素（Ｈ_２）が得られる。

【数2】

【0043】

上記式（１）において、水蒸気と炭素のｍｏｌ比はスチーム／カーボン比（Ｓ／Ｃ比）と呼ばれており、この値が量論比より小さい場合には反応が完結せず、反応管３２内の酸化触媒上にＴＯＣが残留してしまう。したがって、Ｓ／Ｃ比以上の水蒸気をキャリアガスに含ませれば、試料中のＴＯＣが全て反応することとなる。

【0044】

例えば、キャリアガスの流量を１５０ｍＬ／ｍｉｎとして、５０ｍｇ／ＬのＴＯＣを含む試料が１００μＬだけ反応管３２に導入された場合、反応管３２に導入される炭素量は０．００５ｍｇ、すなわち０．００５／１２ｍｍｏｌである。この炭素量と当量の水蒸気量は、０．００５／１２×１８＝０．００７５ｍｇである。この量の水蒸気が、１５０ｍＬ／ｍｉｎで反応管３２内に導入されるキャリアガス中に常に存在することが必要である。そのためには、キャリアガス中の水蒸気量が、０．００７５／１５０×１０００^３＝５０ｇ／ｍ^３以上であればよい。この水蒸気量は、気温約４０℃における飽和水蒸気量に相当する。

【0045】

なお、上記式（１）及び（２）の反応により発生する水素は数ｐｐｍ程度であり、極微量であるため、爆発の危険性はない。したがって、発生した水素は、そのまま排気されてもよいが、発生した水素に対して特定の処理を行うための処理部を設けてもよい。

【0046】

４．全有機体炭素測定方法の具体例
図３は、全有機体炭素を測定する方法について説明するためのフローチャートである。試料に含まれるＴＯＣを測定する場合には、まず、シリンジ１内に試料が吸引され、その後にシリンジ１内に酸が吸引される（ステップＳ１０１：酸添加ステップ）。シリンジ１内に吸引される試料の量は例えば５００μＬである。一方、シリンジ１内に吸引される酸の量は、試料の量よりも少なく、例えば１０μＬである。

【0047】

その後、シリンジ１内にキャリアガスが供給されることにより、シリンジ１内の液体（試料と酸の混合液）に対して約９０秒間通気が行われる。これにより、シリンジ１内の試料に含まれるＩＣが除去される（ステップＳ１０２：通気ステップ）。

【0048】

このようにしてＩＣが除去された試料は、シリンジ１から反応管３２へと供給される。反応管３２への試料の供給量は、例えば１００μＬである。このとき、ガス源４から加湿器６を介して、水蒸気を含むキャリアガスが反応管３２内に導入される（ステップＳ１０３：キャリアガス導入ステップ）。なお、キャリアガスは、このとき初めて反応管３２内に導入されるのではなく、装置電源を入れたときから切るまでの間は連続的に、反応管３２を介して検出器３５へと供給されている。

【0049】

その結果、反応管３２において試料が加熱され、試料に含まれるＴＯＣが水蒸気と反応することにより、試料から二酸化炭素が発生する（ステップＳ１０４：試料加熱ステップ）。試料から発生する二酸化炭素は、キャリアガスにより検出部３５へと導かれ、検出部３５により検出される（ステップＳ１０５：検出ステップ）。

【0050】

５．変形例
以上の実施形態では、ヒータ６２が貯水部６１を外部から加熱することにより、貯水部６１内の水を間接的に加熱するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば、ヒータ６２が貯水部６１内に設けられることにより、貯水部６１内の水を直接加熱するような構成などであってもよい。

【0051】

加湿器６は、スチーム式に限らず、超音波式などの他の構成であってもよい。採用する方式によっては、加湿器６を小型化し、装置全体を小型化することも可能である。超音波式の加湿器では、超音波を用いて水に振動を与えることにより、水を霧状にして水蒸気を生成する。ただし、水を霧状にしてキャリアガスに混合させるような構成の場合には、水に含まれるＴＯＣが反応管３２に導入されることにより検出ノイズが発生する場合があるため、試料の種類などの条件によっては採用が難しい場合がある。

【0052】

試料は、液体に限らず、固体であってもよい。このような場合であっても、固体試料を加熱して二酸化炭素を発生させる反応管内に、水蒸気を含む不活性ガスをキャリアガスとして導入すればよい。

【0053】

上記実施形態では、試料に酸を添加してから通気することによりＩＣを二酸化炭素に変換して除去し、ＩＣ除去後の試料を反応管３２において反応させたときに発生する二酸化炭素を検出部３５で検出するような構成について説明した。しかし、本発明は、ＴＣ及びＩＣをそれぞれ測定し、それらの差分（ＴＣ－ＩＣ）をＴＯＣとして算出するような構成においても適用可能である。この場合、ＴＣを測定する際に、水蒸気を含むキャリアガスが試料とともに反応管に導入されてもよい。

【0054】

６．態様
上述した複数の例示的な実施形態は、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。

【0055】

（第１項）一態様に係る全有機体炭素測定装置は、
酸化触媒が配置された空間を有し、該空間内に配置される試料を加熱するための試料加熱部と、
前記試料加熱部にキャリアガスとして水蒸気を含む不活性ガスを導入させるキャリアガス導入部と、
前記試料加熱部において試料中の有機体炭素が水蒸気改質反応することにより発生する二酸化炭素を検出するための検出部とを備えていてもよい。

【0056】

第１項に記載の全有機体炭素測定装置によれば、キャリアガスに含まれる水蒸気の作用により、試料中の全有機体炭素から二酸化炭素を発生させることができるため、キャリアガスとして不活性ガスを使用することができる。

【0057】

（第２項）第１項に記載の全有機体炭素測定装置において、
前記キャリアガス導入部は、水蒸気を生成する水蒸気生成部を含み、前記水蒸気生成部で生成される水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させてもよい。

【0058】

第２項に記載の全有機体炭素測定装置によれば、水蒸気生成部において生成される水蒸気をキャリアガスに混合させるだけで、水蒸気を含むキャリアガスを試料加熱部に導入させることができる。

【0059】

（第３項）第２項に記載の全有機体炭素測定装置において、
前記キャリアガス導入部は、前記水蒸気生成部と前記試料加熱部とを連通させる配管と、前記配管を加熱するための配管加熱部とを含んでいてもよい。

【0060】

第３項に記載の全有機体炭素測定装置によれば、水蒸気が混合されたキャリアガスを加熱しながら試料加熱部に導入させることができるため、試料加熱部に導入される前にキャリアガス中の水蒸気が減少するのを防止することができる。

【0061】

（第４項）第２項又は第３項に記載の全有機体炭素測定装置において、
前記水蒸気生成部は、水を貯留するための貯水部と、前記貯水部内の水を加熱するための水加熱部とを備え、前記貯水部内の水が加熱されることにより生成される水蒸気が、前記貯水部内を通過するキャリアガスに混合されてもよい。

【0062】

第４項に記載の全有機体炭素測定装置によれば、貯水部内の水を加熱させるだけの簡単な構成で水蒸気を発生させ、その水蒸気をキャリアガスに混合させて試料加熱部に導入させることができる。

【0063】

（第５項）一態様に係る全有機体炭素測定方法は、
酸化触媒が配置された空間を有する試料加熱部に、水蒸気を含む不活性ガスをキャリアガスとして導入させるキャリアガス導入ステップと、
前記試料加熱部において前記空間に配置される試料を加熱し、試料中の有機体炭素を水蒸気改質反応させることにより二酸化炭素を発生させる試料加熱ステップと、
発生する前記二酸化炭素を検出する検出ステップとを含んでいてもよい。

【0064】

第５項に記載の全有機体炭素測定方法によれば、キャリアガスに含まれる水蒸気の作用により、試料中の全有機体炭素から二酸化炭素を発生させることができるため、キャリアガスとして不活性ガスを使用することができる。

【0065】

（第６項）第５項に記載の全有機体炭素測定方法において、
前記試料加熱ステップでは、試料に含まれる全有機体炭素が水蒸気と反応することに基づいて二酸化炭素が発生してもよい。

【0066】

第６項に記載の全有機体炭素測定方法によれば、試料に含まれる全有機体炭素が水蒸気と反応することに基づいて発生する二酸化炭素を検出することにより、全有機体炭素を測定することができる。

【0067】

（第７項）第５項又は第６項に記載の全有機体炭素測定方法において、
前記キャリアガス導入ステップでは、水蒸気生成部において水蒸気を生成し、前記水蒸気生成部で生成される水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させてもよい。

【0068】

第７項に記載の全有機体炭素測定方法によれば、水蒸気生成部において生成される水蒸気をキャリアガスに混合させるだけで、水蒸気を含むキャリアガスを試料加熱部に導入させることができる。

【0069】

（第８項）第７項に記載の全有機体炭素測定方法において、
前記キャリアガス導入ステップでは、前記水蒸気生成部と前記試料加熱部とを連通させる配管を加熱しながら、前記配管を介して、水蒸気が混合されたキャリアガスを前記試料加熱部に導入させてもよい。

【0070】

第８項に記載の全有機体炭素測定方法によれば、水蒸気が混合されたキャリアガスを加熱しながら試料加熱部に導入させることができるため、試料加熱部に導入される前にキャリアガス中の水蒸気が減少するのを防止することができる。

【0071】

（第９項）第７項又は第８項に記載の全有機体炭素測定方法において、
前記水蒸気生成部は、水を貯留するための貯水部と、前記貯水部内の水を加熱するための水加熱部とを備え、
前記キャリアガス導入ステップでは、前記貯水部内の水が加熱されることにより生成される水蒸気が、前記貯水部内を通過するキャリアガスに混合されてもよい。

【0072】

第９項に記載の全有機体炭素測定方法によれば、貯水部内の水を加熱させるだけの簡単な構成で水蒸気を発生させ、その水蒸気をキャリアガスに混合させて試料加熱部に導入させることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ シリンジ
２ 流路切替部
３ ＴＯＣ測定部
４ ガス源
５ フローコントローラ
６ 加湿器
７ 制御部
８ 表示部
２１ 試料供給部
２２ 添加部
３０ 試料加熱部
３１ 試料注入機構
３２ 反応管
３３ 電気炉
３４ 除湿器
３５ 検出部
４０ キャリアガス導入部
４１ 配管
４１Ａ 配管加熱部
６１ 貯水部
６２ ヒータ
６３ 保温材

【図1】

【図2】

【図3】