特許 7586352 原子吸光分光光度計

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】原子吸光分光光度計

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/31 20060101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

G01N21/31 610B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024005015

(22)【出願日】2024-01-17

(62)【分割の表示】P 2022527440の分割

【原出願日】2020-05-29

(65)【公開番号】P2024041942

(43)【公開日】2024-03-27

【審査請求日】2024-02-15

(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】100149962

【弁理士】

【氏名又は名称】阿久津 好二

(74)【代理人】

【識別番号】100170988

【弁理士】

【氏名又は名称】妹尾 明展

(74)【代理人】

【識別番号】100189566

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 雅之

(74)【代理人】

【識別番号】100102037

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 裕之

(72)【発明者】

【氏名】小林 央祐

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１５３５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６０６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１３０２５４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－２１／６１

Ｇ０１Ｊ ３／００－ ４／０４

Ｇ０１Ｊ ７／００－ ９／０４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向および短手方向を有するバーナーヘッドと、
前記バーナーヘッドの上部に形成され、前記長手方向に延在する火口スロット部とを備え、
前記火口スロット部は、上方から見て、前記短手方向における前記火口スロット部の幅が、前記長手方向における前記火口スロット部の両端部より中央部の方が大きくなるように、前記短手方向において互いに隙間をあけて対向する１対の湾曲面部を有し、
前記長手方向における前記火口スロット部の中央部の幅は、前記長手方向における前記火口スロット部の両端部の各々の幅の１２０％以上である、原子吸光分光光度計。

【請求項2】

前記１対の湾曲面部の各々の表面粗さ(Ｒａ)は、０．１μｍ以下である、請求項１に記載の原子吸光分光光度計。

【請求項3】

前記バーナーヘッドは、互いに着脱可能に組み付けられた１対のバーナーチップを含み、
前記火口スロット部は、前記１対のバーナーチップによって構成されている、請求項１または請求項２に記載の原子吸光分光光度計。

【請求項4】

前記バーナーヘッドに、前記１対の湾曲面部を冷却するための水冷部が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の原子吸光分光光度計。

【請求項5】

前記短手方向における前記火口スロット部の幅は、前記長手方向における前記火口スロット部の両端部から中央部に向かうにしたがって大きい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の原子吸光分光光度計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原子吸光分光光度計に関する。

【背景技術】

【0002】

原子吸光分光光度計の構成を開示した先行文献として、特開平１１－１５３５４０号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された原子吸光分光光度計においては、スリット幅が一定であるバーナーヘッドを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１５３５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

糖分または塩分を高濃度に含む試料を測定する場合、バーナーヘッドの火口スロット部の内部で析出物が発生することがある。この析出物によって火口スロット部の一部が閉塞した場合、火口スロット部上に発生するフレームが不均一になって測定結果の信頼性が低下する。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、火口スロット部の内部での析出物の発生を抑制することにより、糖分または塩分を高濃度に含む試料の測定結果の信頼性を確保することができる、原子吸光分光光度計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】

【0006】

本発明に基づく原子吸光分光光度計は、バーナーヘッドと、火口スロット部とを備える。バーナーヘッドは、長手方向および短手方向を有する。火口スロット部は、バーナーヘッドの上部に形成され、上記長手方向に延在する。火口スロット部は、上方から見て、上記短手方向における火口スロット部の幅が、上記長手方向における火口スロット部の両端部より中央部の方が大きくなるように、上記短手方向において互いに隙間をあけて対向する１対の湾曲面部を有している。上記長手方向における火口スロット部の中央部の幅は、長手方向における前記火口スロット部の両端部の各々の幅の１２０％以上である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、火口スロット部の内部での析出物の発生を抑制することにより、糖分または塩分を高濃度に含む試料の測定結果の信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る原子吸光分光光度計の構成を示す斜視図である。

【図2】図１の原子吸光分光光度計が備えるバーナーヘッドをＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。

【図3】図１の原子吸光分光光度計を矢印ＩＩＩ方向から見た平面図である。

【図4】実施の形態１に係る原子吸光分光光度計が備えるバーナーチップの構造を示す斜視図である。

【図5】実施例および比較例の各々の火口スロット部の中央部と両端部の幅を示すグラフである。

【図6】実施の形態２に係る原子吸光分光光度計が備える１対のバーナーチップおよび水冷部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、各実施の形態に係る原子吸光分光光度計について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。図面においては、実際の寸法の比率に従って図示しておらず、構造の理解を容易にするために、比率を変更して図示している箇所がある。図面におけるＸ方向は後述するバーナーヘッドの長手方向、Ｙ方向はバーナーヘッドの短手方向である。

【0010】

(実施の形態１)
図１は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計の構成を示す斜視図である。図２は、図１の原子吸光分光光度計が備えるバーナーヘッドをＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図１の原子吸光分光光度計を矢印ＩＩＩ方向から見た平面図である。図４は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計が備えるバーナーチップの構造を示す斜視図である。なお、本実施の形態においては、後述する実施の形態２における水冷部を配置することが可能な形状を有するバーナーチップを備えるバーナーヘッドについて説明する。

【0011】

図１～図３に示すように、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１は、バーナーヘッド１００と、火口スロット部１１０とを備える。図１に示すように、本実施の形態においては、原子吸光分光光度計１は、保持筒１０と、燃料ガス導入部２０と、助燃ガス導入部３０と、試料導入部４０とをさらに備える。

【0012】

図１および図２に示すように、バーナーヘッド１００の下部に、保持筒１０が接続されている。試料導入部４０から導入され、燃料ガス導入部２０から導入される燃料ガスと助燃ガス導入部３０から導入される助燃ガスとが保持筒１０の内部において混合されることにより霧化された試料は、バーナーヘッド１００へ導入される。

【0013】

図１～図３に示すように、バーナーヘッド１００は、長手方向(Ｘ方向)および短手方向(Ｙ方向)を有する。バーナーヘッド１００は、１対のバーナーチップ１２０と、基台１３０とを含んでいる。

【0014】

バーナーヘッド１００の上部に、火口スロット部１１０が形成されている。火口スロット部１１０は、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)に延在している。火口スロット部１１０は、１対のバーナーチップ１２０によって構成されている。

【0015】

図１～図４に示すように、１対のバーナーチップ１２０の各々は、後述する実施の形態２における水冷部を配置可能なように、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)から見て、階段状の外形を有している。ただし、水冷部が配置されない場合は、１対のバーナーチップ１２０の各々は、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)から見て、矩形など任意の形状を有していてよい。

【0016】

図４に示すように、１対のバーナーチップ１２０の各々は、互いに対向する内側面に、湾曲面部１２１と平面部１２４とを含んでいる。バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)において、両端部に平面部１２４が位置しており、平面部１２４同士の間に湾曲面部１２１が位置している。湾曲面部１２１は、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)において、平面部１２４に対して凹んでいる。

【0017】

図４に示すように、湾曲面部１２１は、バーナーチップ１２０の上部に位置している。バーナーチップ１２０において、湾曲面部１２１の下方には、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)において湾曲面部１２１よりも平面部１２４から離間した凹部１２５が形成されている。

【0018】

図４に示すように、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における湾曲面部１２１の両端部１２２が位置する部分のバーナーチップ１２０の厚みの寸法ｔ１は、湾曲面部１２１の中央部１２３が位置する部分のバーナーチップ１２０の厚みの寸法ｔ２より大きい。湾曲面部１２１は、上方から見て、円弧形状を有している。なお、１対のバーナーチップ１２０の厚みの寸法ｔ１同士が互いに異なっていてもよいし、厚みの寸法ｔ２同士が互いに異なっていてもよい。

【0019】

１対のバーナーチップ１２０の各々の湾曲面部１２１の表面粗さ(Ｒａ)は、０．１μｍ以下である。湾曲面部１２１は、たとえば、バフ研磨されている。１対のバーナーチップ１２０の各々は、ステンレス鋼またはチタンにより構成されている。

【0020】

図１～図３に示すように、１対のバーナーチップ１２０は、互いに着脱可能に組み付けられている。バーナーチップ１２０同士は、たとえば、ボルト締結などの公知の接続方法により互いに接続されている。

【0021】

湾曲面部１２１同士が対向するように１対のバーナーチップ１２０が組み付けられることによって、火口スロット部１１０が形成されている。その結果、図３に示すように、火口スロット部１１０は、上方から見て、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)における火口スロット部１１０の幅が、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の両端部１１２より中央部１１３の方が大きくなるように、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)において互いに隙間をあけて対向する１対の湾曲面部１２１を有している。

【0022】

火口スロット部１１０の幅は、両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１より中央部１１３の幅の寸法ｗ２の方が大きい。本実施の形態においては、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の中央部１１３の幅の寸法ｗ２は、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１の１２０％以上である。

【0023】

火口スロット部１１０における逆火の発生を抑制する観点から、中央部１１３の幅の寸法ｗ２は、両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１の１２０％以上１５０％以下であることが好ましい。たとえば、両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１は０．５ｍｍであり、中央部１１３の幅の寸法ｗ２は０．６ｍｍである。バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の長さは、たとえば、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

【0024】

なお、火口スロット部１１０は、１対のバーナーチップ１２０によって構成される場合に限られず、ブロック状の１つのバーナーチップに開口を設けることにより形成されていてもよい。

【0025】

図２に示すように、１対のバーナーチップ１２０は、互いに組み付けられた状態において、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)から見て、火口スロット部１１０側が細い先細形状を有している。互いに組み付けられたバーナーチップ１２０同士の間には、火口スロット部１１０と連通した空間１２６が形成されている。

【0026】

図１および図２に示すように、１対のバーナーチップ１２０の各々は、基台１３０に支持されている。基台１３０は、直方体状の外形を有している。図２に示すように、基台１３０は、保持筒１０と接続され、内部に試料を通流可能な空間１３１を有する。１対のバーナーチップ１２０の各々と基台１３０とは、たとえば、ボルト締結などの公知の接続方法により互いに接続されている。

【0027】

バーナーヘッド１００内の試料は、基台１３０の内部の空間１３１を通過して、バーナーチップ１２０同士の間の空間１２６へ導入され、火口スロット部１１０から放出される。

【0028】

図１に示すように、火口スロット部１１０から放出された試料は、火口スロット部１１０上においてフレーム５０により励起される。なお、フレーム５０としては、たとえば、アセチレン－空気フレーム、または、一酸化二窒素－空気フレームなどが用いられる。フレーム中をバーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)に通過した光の吸光度を分光光度計で検出することにより、試料成分が分析される。

【0029】

ここで、火口スロット部の形状と、火口スロット部の一部における閉塞の発生との関係を検証した実験例について説明する。本実験例においては、実施の形態１と同様の火口スロット部１１０を備える実施例に係る原子吸光分光光度計と、火口スロット部の幅が略均一である比較例に係る原子吸光分光光度計とにおいて、糖分または塩分を高濃度に含む試料を測定し、火口スロット部の一部において閉塞が発生するか検証した。

【0030】

図５は、実施例および比較例の各々の火口スロット部の中央部と両端部の幅を示すグラフである。図５においては、縦軸に、火口スロット部の幅(ｍｍ)、横軸に、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部の位置を示している。

【0031】

図５に示すように、実施例に係る原子吸光分光光度計においては、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の中央部１１３の幅の寸法ｗ２が両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１の１２０％以上である。比較例に係る原子吸光分光光度計においては、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部の中央部の幅の寸法および両端部の各々の幅の寸法は、実施例の火口スロット部１１０の両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１と略同一である。

【0032】

比較例に係る原子吸光分光光度計においては、火口スロット部の内部で析出物が発生し、この析出物によって火口スロット部の一部が閉塞した。実施例に係る原子吸光分光光度計においては、火口スロット部の内部で析出物が発生せず、析出物が火口スロット部１１０の一部を閉塞することはなかった。

【0033】

上記の実験例によって、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の中央部１１３の幅の寸法ｗ２が両端部１１２の各々の幅の寸法ｗ１より大きいことにより、火口スロット部１１０の内部での析出物の発生を抑制できることが確認できた。

【0034】

実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１においては、火口スロット部１１０は、上方から見て、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)における火口スロット部１１０の幅が、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の両端部１１２より中央部１１３の方が大きくなるように、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)において互いに隙間をあけて対向する１対の湾曲面部１２１を有している。これにより、火口スロット部１１０の内部での析出物の発生を抑制することができ、火口スロット部１１０上に発生するフレームの均一性を維持して、糖分または塩分を高濃度に含む試料の測定結果の信頼性を確保することができる。また、高濃度の試料を希釈せずに測定することができるため、測定感度の低下を抑制することができる。さらに、析出物を除去するための清掃頻度を低減することができる。

【0035】

実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１においては、バーナーヘッド１００の長手方向(Ｘ方向)における火口スロット部１１０の中央部１２３の幅の寸法ｗ２は、両端部１２２の各々の幅の寸法ｗ１の１２０％以上である。これにより、火口スロット部１１０の内部での析出物の発生を安定して抑制することができる。

【0036】

実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１においては、１対の湾曲面部１２１の各々の表面粗さ(Ｒａ)が０．１μｍ以下であることにより、火口スロット部１１０上に発生するフレーム５０のゆらぎが抑制され、測定結果の信頼性を確保することができる。

【0037】

実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１においては、火口スロット部１１０を構成する１対のバーナーチップ１２０が互いに着脱可能に組み付けられていることによって、１対のバーナーチップ１２０を分解して清掃し、再度組み付けることができる。

【0038】

(実施の形態２)
以下、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計について説明する。実施の形態２に係る原子吸光分光光度計は、バーナーヘッドの構成のみ実施の形態１に係る原子吸光分光光度計と異なるため、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１と同様である構成については説明を繰り返さない。

【0039】

図６は、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計が備える１対のバーナーチップおよび水冷部を示す断面図である。図６に示すように、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計が備えるバーナーヘッドは、１対の湾曲面部１２１を冷却するための水冷部２４０をさらに含んでいる。

【0040】

水冷部２４０は、１対のバーナーチップ１２０の各々において、バーナーヘッド１００の短手方向(Ｙ方向)において火口スロット部１１０と並ぶように配置されている。水冷部２４０は、１対のバーナーチップ１２０の先細形状を挟むように設けられている。

【0041】

水冷部２４０は、図示しない循環流路によって冷却水６０が通流する管路２５０を含む。１対のバーナーチップ１２０においては、管路２５０を介して冷却水６０と熱交換することにより、１対の湾曲面部１２１が冷却される。

【0042】

実施の形態２に係る原子吸光分光光度計においては、バーナーヘッドに１対の湾曲面部１２１を冷却するための水冷部２４０が設けられていることにより、１対の湾曲面部１２１が高温になることを抑制して、火口スロット部１１０の内部での析出物の発生を抑制することができる。

【0043】

(態様)
上述した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。

【0044】

(第１項)
一態様に係る原子吸光分光光度計は、
長手方向および短手方向を有するバーナーヘッドと、
前記バーナーヘッドの上部に形成され、前記長手方向に延在する火口スロット部とを備え、
前記火口スロット部は、上方から見て、前記短手方向における前記火口スロット部の幅が、前記長手方向における前記火口スロット部の両端部より中央部の方が大きくなるように、前記短手方向において互いに隙間をあけて対向する１対の湾曲面部を有している。

【0045】

第１項に記載の原子吸光分光光度計によれば、火口スロット部の内部での析出物の発生を抑制することにより、糖分または塩分を高濃度に含む試料の測定結果の信頼性を確保することができる。

【0046】

(第２項)
第１項に記載の原子吸光分光光度計において、
前記長手方向における前記火口スロット部の中央部の幅は、前記長手方向における前記火口スロット部の両端部の各々の幅の１２０％以上である。

【0047】

第２項に記載の原子吸光分光光度計によれば、火口スロット部の内部での析出物の発生を安定して抑制することができる。

【0048】

(第３項)
第１項または第２項に記載の原子吸光分光光度計において、
前記１対の湾曲面部の各々の表面粗さ(Ｒａ)は、０．１μｍ以下である。

【0049】

第３項に記載の原子吸光分光光度計によれば、火口スロット部上に発生するフレームのゆらぎを抑制し、測定結果の信頼性を確保することができる。

【0050】

(第４項)
第１項から第３項のいずれか１項に記載の原子吸光分光光度計において、
前記バーナーヘッドは、互いに着脱可能に組み付けられた１対のバーナーチップを含み、
前記火口スロット部は、前記１対のバーナーチップによって構成されている。

【0051】

第４項に記載の原子吸光分光光度計によれば、１対のバーナーチップを分解して清掃し、再度組み付けることができる。

【0052】

(第５項)
第１項から第４項のいずれか１項に記載の原子吸光分光光度計において、
前記バーナーヘッドに、前記１対の湾曲面部を冷却するための水冷部が設けられている。

【0053】

第５項に記載の原子吸光分光光度計によれば、１対の湾曲面部が高温になることを抑制して、火口スロット部の内部での析出物の発生を抑制することができる。

【0054】

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ 原子吸光分光光度計、１０ 保持筒、２０ 燃料ガス導入部、３０ 助燃ガス導入部、４０ 試料導入部、５０ フレーム、６０ 冷却水、１００ バーナーヘッド、１１０ 火口スロット部、１１２，１２２ 両端部、１１３，１２３ 中央部、１２０ バーナーチップ、１２１ 湾曲面部、１２４ 平面部、１２５ 凹部、１２６，１３１ 空間、１３０ 基台、２４０ 水冷部、２５０ 管路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】