特許 7605305 試料気化ユニット及びガスクロマトグラフ

(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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】試料気化ユニット及びガスクロマトグラフ

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/12 20060101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

G01N30/12 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023525169

(86)(22)【出願日】2021-05-31

(86)【国際出願番号】 JP2021020686

(87)【国際公開番号】W WO2022254523

(87)【国際公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-10-17

(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】古賀 聖規

(72)【発明者】

【氏名】奥村 健一

(72)【発明者】

【氏名】中間 勇二

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０４８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１８０８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－４３２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５８０８１７８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３０／００－ ３０／９６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カラム内にキャリアガスを供給しながら、シリンジの針から注入される試料を気化させるための試料気化ユニットであって、
前記カラムが内部に挿入される配管と、
前記配管の外周に沿って設けられる伝熱部材と、
前記伝熱部材の外周に沿って設けられるヒータとを備え、
前記伝熱部材は、前記配管の外周面における周方向の複数箇所で、前記カラムが延びる軸線方向に沿って前記配管と線接触し、
前記伝熱部材は、当該伝熱部材の切断部分である少なくとも１つのスリットを有しており、前記スリットの幅が小さくなる方向に押圧された状態で、前記配管に対して固定される、試料気化ユニット。

【請求項2】

前記伝熱部材は、前記スリットにより少なくとも第１伝熱部及び第２伝熱部に分離されており、前記第１伝熱部と前記第２伝熱部との間の前記スリットの幅が小さくなる方向に押圧された状態で、前記配管に対して固定される、請求項１に記載の試料気化ユニット。

【請求項3】

前記伝熱部材は、１つの前記スリットを有する断面Ｃ字状に形成されている、請求項１に記載の試料気化ユニット。

【請求項4】

前記伝熱部材の外周に巻回された前記ヒータからの押圧力により、前記伝熱部材が前記配管に対して固定される、請求項１～３のいずれか一項に記載の試料気化ユニット。

【請求項5】

前記スリットは、前記軸線方向に沿って真っ直ぐ延びている、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料気化ユニット。

【請求項6】

前記スリットは、前記軸線方向に対して交差する方向に屈曲又は湾曲するように延びている、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料気化ユニット。

【請求項7】

前記スリットは、前記軸線方向に対して交差する方向に真っ直ぐ延びている、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料気化ユニット。

【請求項8】

前記試料気化ユニットは、前記カラム内にキャリアガスを供給しながら、前記カラムの先端部に挿入される前記シリンジの針から試料を注入し、前記カラム内で試料を気化させる、請求項１～７のいずれか一項に記載の試料気化ユニット。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の試料気化ユニットと、
前記試料気化ユニットに取り付けられるカラムと、
前記カラム内で分離された試料中の成分を検出する検出器とを備える、ガスクロマトグラフ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カラム内にキャリアガスを供給しながら、シリンジの針から注入される試料を気化させるための試料気化ユニット、及び、これを備えたガスクロマトグラフに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えばガスクロマトグラフなどの分析装置には、試料中の成分を分離するためのカラムと、当該カラム内に試料を導入するための試料導入部とが備えられている。カラムには、試料導入部を介してキャリアガスが導入される。試料導入部では、カラムに導入される前のキャリアガスに試料が注入される。キャリアガス中の試料は、試料導入部で加熱されることにより気化された後、カラムに導入される（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－３１４７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

昇温分析などに用いられる試料導入部の中には、カラムの先端部にシリンジの針を挿入し、カラム内に試料を直接注入するような構成を有しているものがある。この種の試料導入部では、外径が極めて小さく細長いカラムを、外側から効率よく加熱する必要がある。しかしながら、従来、この種の試料導入部においてカラム及びカラム内の試料を効率よく加熱するための構成として、有効な技術は提案されていない。そのため、カラムを高速で加熱することが困難であり、その結果、加熱されるカラムの温度分布が不均一になる場合があった。また、試料を効率よく加熱することができるような技術的思想は、カラム内に試料を直接注入するような構成に限らず、試料導入部の内部で試料を気化させてからカラム内に導入するような構成においても同様に望まれている。

【0005】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、試料を効率よく加熱することができる試料気化ユニット及びガスクロマトグラフ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】

本発明の第１の態様は、カラム内にキャリアガスを供給しながら、シリンジの針から注入される試料を気化させるための試料気化ユニットであって、配管と、伝熱部材と、ヒータとを備える。前記配管は、前記カラムが内部に挿入される。前記伝熱部材は、前記配管の外周に沿って設けられる。前記ヒータは、前記伝熱部材の外周に沿って設けられる。前記伝熱部材は、前記配管の外周面における周方向の複数箇所で、前記カラムが延びる軸線方向に沿って前記配管と線接触する。

【0007】

本発明の第２の態様は、前記試料気化ユニットと、カラムと、検出器とを備える、ガスクロマトグラフである。前記カラムは、前記試料気化ユニットに取り付けられる。前記検出器は、前記カラム内で分離された試料中の成分を検出する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、試料を効率よく加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のガスクロマトグラフの一例を示す概略図である。

【図2】第１実施形態の試料気化ユニットの一例を示す斜視図である。

【図3】第１実施形態の試料気化ユニットの一例を示す断面図である。

【図4】第１実施形態の試料気化ユニットの一例におけるカラムの下流側周辺を示す断面図である。

【図5】第１実施形態の試料気化ユニットの一例におけるカラムの上流側周辺を示す断面図である。

【図6】第１実施形態のスリットの一例を示す概略側面図である。

【図7】第１実施形態のスリットの他の例を示す概略側面図である。

【図8】第１実施形態のスリットのさらに他の例を示す概略側面図である。

【図9】第２実施形態の伝熱部材の一例を軸線方向から見た場合の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

１．ガスクロマトグラフの全体構成
図１は、第１実施形態のガスクロマトグラフ１０の一例を示す概略図である。ガスクロマトグラフ１０は、キャリアガスとともに試料をカラム１２内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム１２以外に、カラムオーブン１４、試料気化ユニット１６及び検出器１８等を備えている。このガスクロマトグラフ１０では、昇温分析を行うことができる。

【0011】

カラム１２は、たとえば、キャピラリカラムからなる。カラム１２は、ヒータ及びファンなど（図示は省略）とともにカラムオーブン１４内に収容されている。カラムオーブン１４は、カラム１２を加熱するためのものであり、分析時にはヒータ及びファン（図示は省略）を適宜駆動させる。

【0012】

試料気化ユニット１６は、カラム１２内にキャリアガス及び試料を供給するためのものであり、その内部にカラム１２が貫通して延びるように取り付けられている。カラム１２の上流には、キャリガスともに液体試料が供給され、カラム１２内で液体試料が気化される。

【0013】

また、試料気化ユニット１６には、ガス供給流路２２及びパージ流路２４が連通している。ガス供給流路２２は、試料気化ユニット１６にキャリアガスを供給するための流路である。キャリアガスとしては、ヘリウムガス又はアルゴンガスなどの不活性ガスを例示することができる。

【0014】

パージ流路２４は、カラム１２内にキャリアガス及び試料を供給する際に、キャリアガスの一部を外部に排出することで、後述するセプタム３８（図３参照）などから生じる所望しない成分を外部に排出するための流路である。

【0015】

検出器１８は、例えば、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）により構成される。検出器１８は、カラム１２から導入されるキャリアガスに含まれる試料中の各成分を順次検出する。ただし、検出器１８は、ＦＩＤに限られるものではなく、他の任意の検出器を用いることができる。

【0016】

このようなガスクロマトグラフ１０において、分析処理が実施される際、ガス供給流路２２からキャリアガスが試料気化ユニット１６に供給される。また、分析対象となる試料がカラム１２内に供給されると、カラム１２の上流で試料が気化される。試料中の各成分は、カラム１２内を通過する過程で分離される。検出器１８では、カラム１２から導入されるキャリアガスに含まれる試料中の各成分が順次検出され、その検出器１８における検出結果に基づいて、クロマトグラムが生成される。

【0017】

２．試料気化ユニットの構成
図２は、第１実施形態の試料気化ユニット１６の一例を示す斜視図である。図３は、第１実施形態の試料気化ユニット１６の一例を示す断面図である。図４は、第１実施形態の試料気化ユニット１６の一例におけるカラム１２の下流側周辺を示す断面図である。図５は、第１実施形態の試料気化ユニット１６の一例におけるカラム１２の上流側周辺を示す断面図である。なお、図３では、カラム１２を一点鎖線で表す。また、図５では、シリンジの針５０を二点鎖線で表す。

【0018】

試料気化ユニット１６は、配管３０、保持部３２、筒部３４、インサート３６、セプタム３８、セプタムキャップ４０、伝熱部材４２及びヒータ４４等を備えている。

【0019】

配管３０は、たとえば、ステンレス鋼により形成された長尺な円筒状の部材であり、配管３０の内部をカラム１２が貫通している。なお、配管３０の内径は、カラム１２の外径よりも大きいため、配管３０の内周面とカラム１２の外周面との間には隙間がある。配管３０は、たとえば、外径２ｍｍ、内径１ｍｍ程度とされ、カラム１２については、たとえば、外径０．７ｍｍ、内径０．５ｍｍ程度とされる。すなわち、配管３０の内周面とカラム１２の外周面との間には、０．３ｍｍ程度の隙間が形成されている。ただし、カラム１２及び配管３０の寸法は、上記値に限定されるものではなく、カラム１２の外径に応じて、配管３０の内径を任意に設定することができる。たとえば、カラム１２の外径が０．５～１．０ｍｍの場合、配管３０の内径は０．７～１．５ｍｍであってもよい。配管３０の厚みは、たとえば、０．３～０．７ｍｍであってもよい。配管３０の長さは、たとえば、５～１０ｃｍであり、具体的には６ｃｍ程度である。

【0020】

保持部３２は、円筒状に形成され、配管３０の下端部を保持する。なお、配管３０の下端部は、試料気化ユニット１６内でのカラム１２の下流側に対応する端部を指す。

【0021】

図３及び図４に示す例では、保持部３２の内周面は、少なくとも配管３０の外径と同等の内径を有する第１領域と、配管３０の内径と同等の内径を有する第２領域とを含む。すなわち、保持部３２の内径は、第１領域から第２領域へと段階的に変化している。図３及び図４に示すように、配管３０の下端部が保持部３２の第１領域に挿入された状態で保持されている場合、保持部３２の第２領域と配管３０の内部空間が連通する。

【0022】

筒部３４は、保持部３２と同様に円筒状に形成され、配管３０の上端部を保持する。なお、配管３０の上端部は、試料気化ユニット１６内でのカラム１２の上流側に対応する端部を指す。

【0023】

図３及び図５に示す例では、筒部３４の内周面は、少なくとも配管３０の外径と同等の内径を有する第１領域と、配管３０の内径と同等の内径を有する第２領域とを含む。すなわち、筒部３４の内径は、第１領域から第２領域へと段階的に変化している。図３及び図５に示すように、配管３０の上端部が筒部３４の第１領域に挿入された状態で保持されている場合、筒部３４の第２領域と配管３０の内部空間が連通する。

【0024】

また、筒部３４の内部空間（第１領域及び第２領域よりも上側の空間）は、カラム１２の上流側の端部が挿入される空間（挿入空間）を含み、挿入空間には、インサート３６が配置されている。インサート３６は、内周面に内径が他の部分よりも小さいくびれを有する円筒状に形成され、そのインサート３６のくびれ部分の内径は、カラム１２の外径よりも小さい。すなわち、カラム１２の上流側の端部は、インサート３６を貫通せず、インサート３６のくびれ部分付近まで延びる。

【0025】

インサート３６によれば、カラム１２の中心軸及びそのカラム１２に試料を注入するためのシリンジの針５０の中心軸を、カラム１２が延びる方向である軸線方向において略同一に配置することができる。

【0026】

セプタム３８は、インサート３６と対向する位置で、筒部３４の挿入空間を封止するように筒部３４に取り付けられる。セプタムキャップ４０は、セプタム３８を覆うように、筒部３４に取り付けられている。

【0027】

また、セプタムキャップ４０は、内面にねじ山が形成された円筒状のナットにより構成されている。したがって、セプタムキャップ４０が締め付けられると、セプタム３８は、セプタムキャップ４０及び筒部３４に保持される。シリンジの針５０の先端部は、セプタム３８を貫通して筒部３４の挿入空間に挿入され、インサート３６を貫通してカラム１２の先端部に挿入される。これにより、シリンジの針５０の先端部からカラム１２内に試料を注入することができる。

【0028】

ガス供給流路２２は、試料気化ユニット１６内で配管３０内に連通する。具体的には、ガス供給流路２２は、配管３０の内周面とカラム１２の外周面との間の隙間に連通する。図３及び図４に示す例では、ガス供給流路２２は、保持部３２の内部空間を介して、配管３０内に連通する。

【0029】

パージ流路２４は、筒部３４の挿入空間と連通する。図３及び図５に示す例では、パージ流路２４は、試料気化ユニット１６外で軸線方向と直交する方向に沿って筒部３４の挿入空間と連通する。

【0030】

伝熱部材４２は、配管３０の外周に沿って設けられ、配管３０を覆っている。伝熱部材４２は、たとえば、外径５ｍｍ、内径２ｍｍ程度とされる。ただし、伝熱部材４２の寸法は、上記値に限定されるものではなく、配管３０の外径に応じて、伝熱部材４２の内径を任意に設定することができる。たとえば、配管３０の外径が１．５～３．０ｍｍの場合、伝熱部材４２の内径も配管３０の外径に対応するように１．５～３．０ｍｍであってもよい。伝熱部材４２の厚みは、たとえば、１．０～２．０ｍｍであってもよい。また、後述するが、伝熱部材４２は、配管３０の外周面における周方向の複数箇所で、軸線方向に沿って配管３０と線接触する。

【0031】

第１実施形態では、伝熱部材４２として金属を用いる。また、伝熱部材４２としては、高い熱伝導性を有し、かつ、柔らかい（加工が容易である）金属を用いるのが好ましい。したがって、伝熱部材４２としては、たとえば、アルミニウム、銅及び真鍮等を用いるのが好ましい。なお、伝熱部材４２は、伝熱性を有する部材であれば特に限定されない。

【0032】

ヒータ４４は、伝熱部材４２の外周に沿って設けられている。第１実施形態では、ヒータ４４として、シースヒータのような、曲げ加工が容易な棒状のヒータ（曲げヒータ）を用いる。図３～５に示す例では、ヒータ４４が伝熱部材４２だけでなく、保持部３２の一部及び筒部３４の一部の外周にも巻回されている。なお、ヒータ４４として、他の汎用のヒータが用いられてもよい。

【0033】

このような試料気化ユニット１６では、ガス供給流路２２、保持部３２の内部空間、配管３０の内部空間、筒部３４の内部空間等が一体となっている。したがって、ガス供給流路２２から試料気化ユニット１６内に供給されるキャリアガスは、配管３０の内周面とカラム１２の外周面との間の隙間を通って上方に流れ、カラム１２の上端部からカラム１２内に流入する。この状態で、図５に示すように、セプタム３８を貫通するシリンジの針５０をカラム１２内に挿入し、針５０の先端からカラム１２内に試料を注入することにより、キャリアガスとともに試料をカラム１２内に供給することができる。このとき、セプタム３８などから生じる所望しない成分は、キャリアガスとともにパージ流路２４に排出される。また、第１実施形態では、カラム１２が、配管３０及び伝熱部材４２を介してヒータ４４によって加熱されるため、配管３０を貫通するカラム１２内では、試料が加熱されて気化される。すなわち、カラム１２における配管３０内に挿入されている部分の内部が、液体試料を気化させるための試料気化領域２０を構成している。

【0034】

さらに、第１実施形態では、伝熱部材４２が配管３０の外周面における周方向の複数箇所で、軸線方向に沿って配管３０と線接触するため、伝熱部材４２と配管３０との接触箇所を多くすることができる。したがって、第１実施形態の試料気化ユニット１６によれば、配管３０、伝熱部材４２及びヒータ４４で、カラム１２及びカラム１２内の試料を効率よく加熱することができる。

【0035】

３．伝熱部材の構成
伝熱部材４２は、少なくとも１つのスリット４５を有する。スリット４５は、伝熱部材４２の軸線方向の一端部から他端部まで連続的に延びる切断部分であって、スリット４５を介して伝熱部材４２が部分的に分断される。また、伝熱部材４２は、スリット４５の幅が小さくなる方向に押圧された状態で、配管３０に対して固定される。ここで、スリット４５の幅が小さくなる方向とは、スリット４５に対して交差する方向であればよく、スリット４５に対して直交方向に限られるものではない。

【0036】

図６は、第１実施形態のスリット４５の一例を示す概略側面図である。スリット４５は、図６に示すように、軸線方向に沿って真っ直ぐ延びていてもよい。この場合、スリット４５により分断された伝熱部材４２の各端面４５１、４５２が、互いに間隔を空けて軸線方向に対して平行に延びる。したがって、軸線方向に対して交差する方向に向かって伝熱部材４２に力を加えれば、各端面４５１、４５２が互いに近づき、スリット４５の幅（各端面４５１、４５２の間の距離）が小さくなる方向に伝熱部材４２が押圧される。

【0037】

図７は、第１実施形態のスリット４５の他の例を示す概略側面図である。スリット４５は、図７に示すように、軸線方向に対して交差する方向に屈曲又は湾曲しつつ延びてもよい。すなわち、スリット４５により分断された伝熱部材４２の各端面４５１、４５２が、屈曲又は湾曲した面により構成されていてもよい。各端面４５１、４５２は、軸線方向の一端部から他端部まで連続的に屈曲又は湾曲していてもよいし、軸線方向の一部分のみにおいて屈曲又は湾曲していてもよい。この図７の例では、各端面４５１、４５２が屈曲した面で構成されることにより、複数の屈曲部（凸部及び凹部）を有しているが、各屈曲部を湾曲形状とすれば、各端面４５１、４５２を複数の湾曲部（凸部及び凹部）を有する面で構成することができる。

【0038】

図７において、伝熱部材４２の各端面４５１、４５２は、互いに間隔を空けて対向する。したがって、軸線方向に対して交差する方向に向かって伝熱部材４２に力を加えれば、各端面４５１、４５２が互いに近づき、スリット４５の幅（各端面４５１、４５２の間の距離）が小さくなる方向に伝熱部材４２が押圧される。この場合、一方の端面４５１に形成された複数の凸部が、他方の端面４５２に形成された複数の凹部に入り込み、他方の端面４５２に形成された複数の凸部が、一方の端面４５１に形成された複数の凹部に入り込む。

【0039】

図８は、第１実施形態のスリット４５のさらに他の例を示す概略側面図である。スリット４５は、図８に示すように、軸線方向に対して交差する方向に真っ直ぐ延びていてもよい。すなわち、伝熱部材４２を側面視で見た場合に、図６のようにスリット４５が軸線方向に真っ直ぐ延びるのではなく、軸線方向に対して交差する方向に斜めに真っ直ぐ延びていてもよい。この場合、軸線方向に対するスリット４５の傾斜角度は、特に限定されるものではない。すなわち、スリット４５の軸線方向の一端部から他端部までの間に、スリット４５が伝熱部材４２の外周を１周以上するような大きい傾斜角度でスリット４５が傾斜していてもよいし、１周未満に収まるような小さい傾斜角度でスリット４５が傾斜していてもよい。たとえば、スリット４５の軸線方向の一端部から他端部までの間に、スリット４５が伝熱部材４２の外周を１周以上する場合、その伝熱部材４２は、螺旋状のスリット４５を有することになる。

【0040】

このように、軸線方向に対して交差する方向に斜めにスリット４５を形成した場合、軸線方向及びスリットに対して交差する方向に向かって伝熱部材４２に力を加えたときに、各端面４５１、４５２を互いに当接させ、各端面４５１、４５２同士を摺接させながら伝熱部材４２を配管３０に固定することも可能である。この場合、各端面４５１、４５２の間のスリット４５が埋まり、配管３０の外周面の全体に沿って伝熱部材４２が設けられる。したがって、カラム１２及びカラム１２内の試料を効率よく加熱することができる。

【0041】

伝熱部材４２が上述したようなスリット４５を１つだけ有する場合、軸線方向から見た場合の伝熱部材４２の断面は、Ｃ字状に形成される。なお、これらは、あくまでスリット４５の一例であり、他の種々の形状でスリット４５を形成することが可能である。

【0042】

また、伝熱部材４２がスリット４５を２つ以上有する場合、その伝熱部材４２は、スリット４５の数と同じ数に分離されることになる。図９は、第２実施形態の伝熱部材４２の一例を軸線方向から見た場合の断面図である。図９に示す例では、伝熱部材４２は、２つのスリット４５を有し、各スリット４５は、図６に示す例のように軸線方向に沿って真っ直ぐ延びる。ただし、複数のスリット４５の形状は、特に限定されるものではなく、たとえば、図７又は図８に示すような形状であってもよい。なお、図９では、カラム１２の図示は省略する。

【0043】

図９に示す伝熱部材４２は、２つのスリット４５を有するため、その伝熱部材４２は、第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂに分離されている。スリット４５は、周方向に等間隔で形成されていてもよいし、異なる間隔で形成されていてもよい。図９に示す例では、２つのスリット４５が周方向に等間隔で形成されることにより、同一形状からなる断面半円弧状の第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂに分離されている。この場合、２つのスリット４５は、配管３０を挟んで対称配置される。図９に示す例では、伝熱部材４２は、第１伝熱部４２ａと第２伝熱部４２ｂとの間の２つのスリット４５の幅がそれぞれ小さくなる方向に押圧された状態で、配管３０に対して固定される。

【0044】

伝熱部材４２（図９に示す例では第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂ）は、内周面の曲率半径が、配管３０の外周面の曲率半径と一致していることが好ましい。しかしながら、配管３０は非常に細いため、伝熱部材４２の内周面の曲率半径と配管３０の外周面の曲率半径とを一致させることは困難である。そのため、図９に示すように、通常、伝熱部材４２は、配管３０の外周面における周方向の複数箇所で、軸線方向に沿って配管３０と線接触する。

【0045】

図９に示す例では、伝熱部材４２（第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂ）の内周面の曲率半径が配管３０の外周面の曲率半径よりも小さい。この場合、第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂが、それぞれ配管３０の外周面における周方向の少なくとも２箇所で、軸線方向に沿って配管３０と線接触する。一方、伝熱部材４２（第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂ）の内周面の曲率半径が配管３０の外周面の曲率半径よりも大きい場合には、第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂが、それぞれ配管３０の外周面における周方向の１箇所で、軸線方向に沿って配管３０と線接触する場合がある。この場合でも、第１伝熱部４２ａ及び第２伝熱部４２ｂが、それぞれ１箇所で配管３０の外周面に線接触するため、伝熱部材４２全体では２箇所で配管３０の外周面に線接触する。スリット４５の数が多いほど、伝熱部材４２の内周面と配管３０の外周面との接触箇所は多くなる。なお、スリット４５が１つだけ設けられた構成であっても、スリット４５が設けられていない場合よりも、伝熱部材４２の内周面と配管３０の外周面との接触箇所は多くなる。

【0046】

また、カラム１２及びカラム１２内の試料を加熱する際の効率の低下を抑制するために、スリット４５の幅は小さいことが好ましい。たとえば、伝熱部材４２が複数のスリット４５を有し、各スリット４５の幅が小さくなるように設定されているのであれば、カラム１２及びカラム１２内の試料を加熱する際の効率の低下を抑制しつつ、伝熱部材４２の内周面と配管３０の外周面との接触箇所を多くすることができる。

【0047】

また、第１実施形態では、伝熱部材４２の外周に巻回されたヒータ４４からの押圧力を用いて、その伝熱部材４２を配管３０に対して固定する。すなわち、ヒータ４４は、伝熱部材４２の外周面に対して締め付けられるようにして取り付けられる。この場合、ヒータ４４が、発熱源としての役割だけでなく、伝熱部材４２を押圧して固定する役割を担うため、別途、伝熱部材４２を押圧しつつ配管３０に固定するための部材を設ける必要がない。第１実施形態では、伝熱部材４２の外周に巻回されたヒータ４４の互いに隣接する部分に間隔が設けられていないが、間隔を設けることにより軸線方向に沿って温度分布を形成してもよい。

【0048】

なお、ヒータとは別の耐熱性を有する固定部材を用いて、伝熱部材４２が配管３０に対して固定されてもよい。たとえば、紐状の固定部材を伝熱部材４２の周囲に巻回することで、伝熱部材４２を配管３０に対して固定してもよい。この場合、固定部材は、伝熱部材４２の軸線方向の少なくとも両端部に巻回されることが好ましく、軸線方向の中央部にも巻回されていればより好ましい。また、伝熱部材４２の外周面には、固定部材が入り込むための溝が形成されていてもよい。

【0049】

伝熱部材４２及び配管３０が線接触する位置は、伝熱部材４２のスリット４５の数、スリット４５の形状及び配管３０への伝熱部材４２の固定方法等の様々な要素に起因して、変化する場合がある。つまり、伝熱部材４２及び配管３０は、幅を有する線で接触する場合がある。この場合、線接触には、面接触が含まれていてもよい。

【0050】

４．変形例
以上の実施形態では、カラム１２の先端部に挿入されるシリンジの針５０から試料を注入し、カラム１２内で試料を気化させるような構成について説明した。しかし、本発明は、カラム１２内に試料を直接注入するような構成に限らず、配管３０の内部で試料を気化させてからカラム１２内に導入するような構成にも適用することができる。すなわち、カラム１２は、配管３０の内部を貫通するような構成に限らず、カラム１２の先端部のみが配管３０の内部に挿入された構成であってもよい。この場合、配管３０の内部に形成される試料気化領域２０で試料が気化された後、気化された試料がキャリアガスとともにカラム１２内に導入される。配管３０は、試料気化ユニット１６に対して着脱可能なインサートとして構成されてもよい。

【0051】

５．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。

【0052】

（第１項）一態様に係る試料気化ユニットは、
カラム内にキャリアガスを供給しながら、シリンジの針から注入される試料を気化させるための試料気化ユニットであって、
前記カラムが内部に挿入される配管と、
前記配管の外周に沿って設けられる伝熱部材と、
前記伝熱部材の外周に沿って設けられるヒータとを備え、
前記伝熱部材は、前記配管の外周面における周方向の複数箇所で、前記カラムが延びる軸線方向に沿って前記配管と線接触してもよい。

【0053】

第１項に記載の試料気化ユニットによれば、伝熱部材が配管の外周面における周方向の複数箇所で、軸線方向に沿って配管と線接触するため、伝熱部材と配管との接触箇所を多くすることができる。したがって、配管、伝熱部材及びヒータで、試料を効率よく加熱することができる。

【0054】

（第２項）第１項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記伝熱部材は、少なくとも１つのスリットを有しており、前記スリットの幅が小さくなる方向に押圧された状態で、前記配管に対して固定されてもよい。

【0055】

第２項に記載の試料気化ユニットによれば、少なくとも１つのスリットを形成することにより、スリットが形成されていない場合よりも、伝熱部材の内周面と配管の外周面との接触箇所を多くすることができる。

【0056】

（第３項）第２項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記伝熱部材は、前記スリットにより少なくとも第１伝熱部及び第２伝熱部に分離されており、前記第１伝熱部と前記第２伝熱部との間の前記スリットの幅が小さくなる方向に押圧された状態で、前記配管に対して固定されてもよい。

【0057】

第３項に記載の試料気化ユニットによれば、分離された第１伝熱部及び第２伝熱部が、それぞれ少なくとも１箇所で配管の外周面に線接触するため、伝熱部材全体で少なくとも２箇所で配管の外周面に線接触させることができる。したがって、伝熱部材の内周面と配管の外周面との接触箇所をより多くすることができる。

【0058】

（第４項）第２項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記伝熱部材は、１つの前記スリットを有する断面Ｃ字状に形成されてもよい。

【0059】

第４項に記載の試料気化ユニットによれば、スリットを形成することにより伝熱部材の内周面と配管の外周面との接触箇所を多くすることができ、かつ、伝熱部材を１つの部材として扱うことができるため、組立作業が容易である。

【0060】

（第５項）第２項～第４項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記伝熱部材の外周に巻回された前記ヒータからの押圧力により、前記伝熱部材が前記配管に対して固定されてもよい。

【0061】

第５項に記載の試料気化ユニットによれば、ヒータが、伝熱部材を押圧して固定する役割を担うため、別途、伝熱部材を押圧しつつ配管に固定するための部材を設ける必要がない。

【0062】

（第６項）第２項～第５項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記スリットは、前記軸線方向に沿って真っ直ぐ延びていてもよい。

【0063】

第６項に記載の試料気化ユニットによれば、軸線方向に沿って真っ直ぐ延びる簡単な形状のスリットを形成するだけで、伝熱部材の内周面と配管の外周面との接触箇所を多くすることができる。

【0064】

（第７項）第２項～第５項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記スリットは、前記軸線方向に対して交差する方向に屈曲又は湾曲するように延びていてもよい。

【0065】

第７項に記載の試料気化ユニットによれば、スリットにより分断された伝熱部材の各端面に複数の凸部及び凹部が形成される。したがって、一方の端面に形成された複数の凸部が、他方の端面に形成された複数の凹部に入り込み、他方の端面に形成された複数の凸部が、一方の端面に形成された複数の凹部に入り込むように構成にすることができる。これにより、軸線方向に沿って各端面がずれるのを防止することができる。

【0066】

（第８項）第２項～第５項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記スリットは、前記軸線方向に対して交差する方向に真っ直ぐ延びていてもよい。

【0067】

第８項に記載の試料気化ユニットによれば、スリットにより分断された伝熱部材の各端面を互いに当接させ、各端面同士を摺接させながら伝熱部材を配管に固定することが可能である。

【0068】

（第９項）第１項～第８項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットにおいて、
前記試料気化ユニットは、前記カラム内にキャリアガスを供給しながら、前記カラムの先端部に挿入される前記シリンジの針から試料を注入し、前記カラム内で試料を気化させてもよい。

【0069】

第９項に記載の試料気化ユニットによれば、配管、伝熱部材及びヒータで、カラム及びカラム内の試料を効率よく加熱することができる。

【0070】

（第１０項）一態様に係るガスクロマトグラフは、
第１項～第９項のいずれか一項に記載の試料気化ユニットと、
前記試料気化ユニットに取り付けられるカラムと、
前記カラム内で分離された試料中の成分を検出する検出器とを備えてもよい。

【0071】

第１０項に記載のガスクロマトグラフによれば、試料を効率よく加熱して分析を行うことができる。

【符号の説明】

【0072】

１０ ガスクロマトグラフ
１２ カラム
１６ 試料気化ユニット
１８ 検出器
３０ 配管
４２ 伝熱部材
４２ａ 第１伝熱部
４２ｂ 第２伝熱部
４４ ヒータ
４５ スリット
５０ 針

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】