JP2020041990A - 熱伝導度検出器およびそれを備えるガスクロマトグラフ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスクロマトグラフのランニングコストを低減可能な熱伝導度検出器およびそれを備えるガスクロマトグラフを提供する。【解決手段】流路の上流部がセルブロック７８に収容される。試料ガスの熱伝導度を検出するためのフィラメントＦが上流部に収容される。流路を通して試料ガスが下流部の排気管路７７に導かれる。排気管路７７を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路が保温部により保温される。あるいは、排気管路７７のうち、下流端を含む少なくとも一部分は、流路の他の部分に対して着脱可能に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器およびそれを備えるガスクロマトグラフに関する。

ガスクロマトグラフにおいては、試料の分析を行うために例えば熱伝導度検出器が用いられる。特許文献１に記載された熱伝導度検出器は、フィラメントが配置された一のキャビティを備える。フィラメントが一定温度に加熱された状態で、当該キャビティ内に試料ガスおよび基準ガスが交互に導入される。

このとき、導入されたガスの熱伝導に応じてフィラメントの熱が奪われ、フィラメントの抵抗値が変化する。そこで、キャビティ内を試料ガスが流れた場合のフィラメントの抵抗値が、キャビティ内を基準ガスが流れたときのフィラメントの抵抗値からどれだけ変化したかを測定することにより、試料ガスの熱伝導度が測定される。キャビティ内を通過した試料ガスおよび基準ガスは、当該キャビティに接続された配管を通して熱伝導度検出器の外部に排出される。

米国特許第７１８５５２７号明細書

上記のように、熱伝導度検出器には、フィラメントが配置された流路内に導入された試料ガスを熱伝導度検出器の外部に排出するための配管（以下、排気管と呼ぶ。）が設けられる。

ガスクロマトグラフにおいては、熱伝導度検出器の流路に詰まりが生じた場合に、当該熱伝導度検出器を新たな熱伝導度検出器に取り換える必要がある。しかしながら、熱伝導度検出器は高価である。そのため、ガスクロマトグラフのランニングコストを低減することは難しい。

本発明の目的は、ガスクロマトグラフのランニングコストを低減可能な熱伝導度検出器およびそれを備えるガスクロマトグラフを提供することである。

上記のように、ガスクロマトグラフにおいては、熱伝導度検出器の流路に詰まりが生じることが従来から知られていた。しかしながら、その流路の詰まりは、熱伝導度検出器の交換時期を示す現象として認識されており、流路の詰まりを防止するための構成は考えられてこなかった。

本発明者は、流路の詰まりの原因を特定するために、種々の実験および考察を繰り返した結果、流路の詰まりは流路の下流部に多発することに注目した。流路の下流部はケーシングの外部にあり、試料ガスの温度よりも低い大気中に晒される。そのため、排気管の詰まりの発生は、気化された高温の試料ガスが、排気管内で冷却され、凝縮または凝固することに起因すると考えられる。

そこで、本発明者は、排気管の詰まりによる熱伝導度検出器の交換という技術常識から発想を転換し、流路の詰まりを防止することにより熱伝導度検出器を継続して利用することをその課題とともに検討し、以下に示す発明を案出した。

（１）第１の発明に係る熱伝導度検出器は、ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器であって、熱伝導度検出器は、第１の部分と第１の部分の下流の第２の部分とを有し、第１および第２の部分を通して試料ガスを第２の部分の排出口に導く流路と、第１の部分を収容するケーシングと、第１の部分に収容され、試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体と、第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路を保温する保温部とを備える。

この熱伝導度検出器においては、流路の第１の部分がケーシングに収容される。そのため、流路の第１の部分の下流の第２の部分はケーシングの外部にある。試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体が第１の部分に収容される。流路の第１および第２の部分を通して試料ガスが第２の部分の排出口に導かれる。第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路が保温部により保温される。

この構成によれば、高温の試料ガスが流路の下流部で冷却されて凝縮または凝固することが防止される。したがって、流路の詰まりが防止され、ガスクロマトグラフにおける熱伝導度検出器の交換が不要となる。その結果、ガスクロマトグラフのランニングコストを低減することができる。

（２）保温部は、ケーシングに取り付けられる第１の保温部と、第２の部分に取り付けられる第２の保温部とを含んでもよい。この場合、流路が全体的に保温される。これにより、流路の詰まりをより容易に防止することができる。

（３）保温部は、第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないようにケーシングに取り付けられてもよい。この場合、第２の部分に保温部を取り付けることなく流路の詰まりを防止することができる。

（４）ケーシング外にある第２の部分の長さは、第２の部分から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しない長さに設定されてもよい。この場合、第２の部分に保温部を取り付けることなく流路の詰まりをより容易に防止することができる。

（５）保温部は、試料ガスとケーシングの外部との間を断熱する断熱材を含んでもよい。この場合、第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路を容易に保温することができる。

（６）保温部は、試料ガスの温度を調整する温調部を含んでもよい。この場合、第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路を容易に保温することができる。

次に、本発明者は、流路の詰まりは流路の下流部に多発することに注目し、以下に示す発明を案出した。

（７）第２の発明に係る熱伝導度検出器は、ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器であって、熱伝導度検出器は、第１の部分と第１の部分の下流の第２の部分とを有し、第１および第２の部分を通して試料ガスを第２の部分の排出口に導く流路と、第１の部分を収容するケーシングと、第１の部分に収容され、試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体とを備え、第２の部分のうち、下流端を含む少なくとも一部分は、流路の他の部分に対して着脱可能に設けられる。

この熱伝導度検出器においては、流路の第１の部分がケーシングに収容される。そのため、流路の第１の部分の下流の第２の部分はケーシングの外部にある。試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体が第１の部分に収容される。流路の第１および第２の部分を通して試料ガスが第２の部分の排出口に導かれる。流路の第２の部分のうち、下流端を含む少なくとも一部分は、流路の他の部分に対して着脱可能に設けられる。

この構成によれば、流路の下流部に詰まりが発生した場合でも、流路の第２の部分のうち、下流端を含む少なくとも一部分を交換することにより、熱伝導度検出器を継続して使用することが可能になる。そのため、熱伝導度検出器の全体の交換が不要となる。これにより、ガスクロマトグラフのランニングコストを低減することができる。また、ガスクロマトグラフのダウンタイムを短縮することができる。

（８）第３の発明に係るガスクロマトグラフは、試料を気化させることにより試料ガスを生成する試料気化部と、試料気化部により生成された試料ガスの成分を分離するカラムと、第１または第２の発明に係る熱伝導度検出器とを備え、熱伝導度検出器は、カラムにより分離された各成分の試料ガスの熱伝導度を検出する。

このガスクロマトグラフにおいては、試料気化部により試料が気化されることにより試料ガスさ生成される。試料気化部により生成された試料ガスの成分がカラムにより分離される。カラムにより分離された各成分の試料ガスの熱伝導度が上記の熱伝導度検出器により検出される。

熱伝導度検出器においては、流路の詰まりが防止されるので、ガスクロマトグラフにおける熱伝導度検出器の交換が不要となる。あるいは、流路の下流部に詰まりが発生した場合でも、流路の第２の部分のうち、下流端を含む少なくとも一部分を交換することにより、熱伝導度検出器を継続して使用することが可能になる。これにより、ガスクロマトグラフのランニングコストを低減することができる。

本発明によれば、ガスクロマトグラフのランニングコストが低減される。

第１の実施の形態に係るガスクロマトグラフの構成を示すブロック図である。 熱伝導度検出器の第１の変形例を示す模式図である。 熱伝導度検出器の第２の変形例を示す模式図である。 ガスクロマトグラフの第１の変形例の構成を示すブロック図である。 ガスクロマトグラフの第２の変形例の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係るガスクロマトグラフの構成を示すブロック図である。 排気管の第１の変形例を示す模式図である。 排気管の第２の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る熱伝導度検出器およびそれを備えるガスクロマトグラフについて図面を参照しつつ説明する。

［１］第１の実施の形態
（１）ガスクロマトグラフの構成の概略および基本動作
図１は、第１の実施の形態に係るガスクロマトグラフの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係るガスクロマトグラフ１００は、主として、ガスタンク１０、流量調整部２０、試料気化部３０、カラム４０、流量調整部５０、切換弁６０、熱伝導度検出器７０および制御部８０を備える。

ガスタンク１０には、後述する試料ガスをカラム４０および熱伝導度検出器７０へ導くためのキャリアガスが貯蔵されている。キャリアガスとしては、例えばヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。

ガスタンク１０は、キャリアガスを分岐管路を介して２つの流量調整部２０，５０に供給する。一方の流量調整部２０は、制御部８０の制御に基づいて所定流量のキャリアガスを試料気化部３０に供給する。

試料気化部３０は、インジェクタおよび気化室を含む。試料気化部３０の気化室には、インジェクタを介して試料が注入される。気化室の内部雰囲気は、試料が気化する状態に維持されている。それにより、気化室に注入された試料は、その内部で気化される。試料気化部３０は、気化された試料を流量調整部２０から供給されるキャリアガスと混合しつつカラム４０に供給する。以下の説明では、試料気化部３０において気化された試料の成分を含むガスを試料ガスと総称する。

カラム４０は、図示しないカラムオーブン内に収容されている。カラム４０においては、試料気化部３０から供給された試料ガスの各成分が分離される。カラム４０は、成分ごとに分離された試料ガスを熱伝導度検出器７０の後述する試料導入管路７６に供給する。

他方の流量調整部５０は、制御部８０の制御に基づいて所定流量のキャリアガスを切換弁６０に供給する。切換弁６０は、例えば三方電磁弁であり、流量調整部５０に接続されるとともに、熱伝導度検出器７０の後述する２つのキャリア導入管路７５ａ，７５ｂに接続されている。流量調整部５０は、制御部８０の制御に基づいて流量調整部５０から供給されるキャリアガスをキャリア導入管路７５ａ，７５ｂのいずれか一方に供給する。

なお、流量調整部５０を通過するキャリアガスを２つのキャリア導入管路７５ａ，７５ｂのいずれか一方に供給するための構成としては、切換弁６０に代えて複数の制御弁と分岐管路とを含む切替機構が用いられてもよい。例えば、主管路を流量調整部５０に接続し、２本の副管路をそれぞれキャリア導入管路７５ａ，７５ｂに接続する。また、２本の副管路に２つの制御弁をそれぞれ設ける。この場合、２つの制御弁の開閉状態を制御することにより、流量調整部５０から供給されるキャリアガスを熱伝導度検出器７０の２つのキャリア導入管路７５ａ，７５ｂのいずれか一方に選択的に供給することができる。

本実施の形態に係る熱伝導度検出器７０は、それぞれ直線状に延びる第１の管路７１、第２の管路７２、第３の管路７３および第４の管路７４、キャリア導入管路７５ａ，７５ｂ、試料導入管路７６および排気管路７７を含む。第１の管路７１、第２の管路７２、第３の管路７３および第４の管路７４、キャリア導入管路７５ａ，７５ｂ、試料導入管路７６および排気管路７７が流路の例である。第１の管路７１および排気管路７７がそれぞれ流路の第１および第２の部分の例である。

これらの複数の管路は例えば金属製の配管により形成される。また、熱伝導度検出器７０の複数の管路のうち、第１〜第４の管路７１〜７４は、加熱装置７０Ｈとともにセルブロック７８内に収容されている。セルブロック７８がケーシングの例である。セルブロック７８は、金属製の複数の板状部材を加工および接合することにより作製される。

第１の管路７１および第２の管路７２は、互いに対向しかつ平行に延びるように形成されている。第３の管路７３は第１の管路７１の一端と第２の管路７２の一端とをつなぐように形成され、第４の管路７４は第１の管路７１の他端と第２の管路７２の他端とをつなぐように形成されている。第１の管路７１の内部にはフィラメントＦが収容されている。一方、第２の管路７２の内部にフィラメントＦは収容されていない。フィラメントＦが発熱体の例である。

第３の管路７３には、第１のガス導入部７３ａ、第２のガス導入部７３ｂおよび第３のガス導入部７３ｃが、この順で並ぶように設けられている。第１〜第３のガス導入部７３ａ〜７３ｃのうち、第１のガス導入部７３ａは第１の管路７１に最も近く、第３のガス導入部７３ｃは第３の管路７３に最も近い。

キャリア導入管路７５ａは、第１のガス導入部７３ａからセルブロック７８の外部まで延びるように形成されている。試料導入管路７６は、第２のガス導入部７３ｂからセルブロック７８の外部まで延びるように形成されている。キャリア導入管路７５ｂは、第３のガス導入部７３ｃからセルブロック７８の外部まで延びるように形成されている。

第４の管路７４には、ガス導出部７４ａが設けられている。排気管路７７は、ガス導出部７４ａからセルブロック７８の外部まで延びるように形成されている。ガス導出部７４ａには、貫通孔が形成されている。それにより、第４の管路７４の内部空間と排気管路７７の内部空間とが連通する。排気管路７７は、セルブロック７８の外部に排出口７７ｅを有する。

加熱装置７０Ｈは、制御部８０により制御され、セルブロック７８内の空間を試料気化部３０の気化室内の温度またはカラム４０を収容するカラムオーブン内の温度と同程度の温度に維持する。加熱装置７０Ｈとして、例えばカートリッジヒータが用いられる。セルブロック７８の周囲は、断熱材７９により覆われる。断熱材７９は、例えばグラスウールであってもよいし、他の部材であってもよい。

制御部８０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリまたはマイクロコンピュータにより構成され、上記のようにガスクロマトグラフ１００の各構成要素の動作を制御する。また、本例の制御部８０は、フィラメントＦを駆動する駆動回路およびフィラメントＦの抵抗の変化を検出するための検出回路をさらに含む。

上記の切換弁６０は、所定周期（例えば１００ｍｓｅｃ程度）でキャリアガスを一方のキャリア導入管路７５ａへ供給する第１の状態と、キャリアガスを他方のキャリア導入管路７５ｂへ供給する第２の状態とに切り替えられる。

この場合、熱伝導度検出器７０の第３の管路７３内部においては、切換弁６０が第１の状態にあるときに第２のガス導入部７３ｂよりも第１のガス導入部７３ａ側の空間の圧力が高くなる。それにより、試料導入管路７６に供給される試料ガスは、第１のガス導入部７３ａから導入されるキャリアガスの一部とともに第２の管路７２を流れる。また、第１のガス導入部７３ａから導入されるキャリアガスの残りは基準ガスとして第１の管路７１を流れる。

一方、熱伝導度検出器７０の第３の管路７３内部においては、切換弁６０が第２の状態にあるときに第２のガス導入部７３ｂよりも第３のガス導入部７３ｃ側の空間の圧力が高くなる。それにより、試料導入管路７６に供給される試料ガスは、第３のガス導入部７３ｃから導入されるキャリアガスの一部とともに第１の管路７１を流れる。また、第３のガス導入部７３ｃから導入されるキャリアガスの残りは第２の管路７２を流れる。

これにより、制御部８０においては、基準ガスがフィラメントＦの周囲を通過するときと試料ガスがフィラメントＦの周囲を通過するときとの間のフィラメントＦの抵抗値の変化に基づいて、試料ガスの熱伝導度が測定される。

（２）保温部
上記のように、熱伝導度検出器７０においては、加熱装置７０Ｈによりセルブロック７８内の空間が試料の気化温度と同程度の温度に維持される。これに対して、セルブロック７８の内部から外部に引き出される排気管路７７の大部分は常温（例えば、２５℃程度）の大気中に晒される。そのため、排気管路７７を通過する試料ガスは、排気管路７７の下流端において冷却され、凝縮または凝固する。それにより、試料ガスが多数回分析されると、凝縮または凝固した試料が排気管路７７の下流端に溜まり、排気管路７７に詰まりが生じる。試料の液化温度が高い場合、または試料の濃度が高い場合には、この問題はより顕著になる。

そこで、本実施の形態においては、セルブロック７８から引き出された排気管路７７の部分には、排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下することを防止するための保温部として断熱材１が取り付けられる。断熱材１は、断熱材７９と同一の部材により形成されてもよいし、他の部材により形成されてもよい。図１の構成においては、断熱材１，７９により保温部が構成され、断熱材７９および断熱材１がそれぞれ第１および第２の保温部の例である。

図１の例においては、断熱材１がセルブロック７８から引き出された排気管路７７の外周面の全面を覆うように取り付けられるが、本発明はこれに限定されない。図２は、熱伝導度検出器７０の第１の変形例を示す模式図である。図２（ａ）に示すように、断熱材１は、排気管路７７の下流部分の外周面を覆うように断熱材１が取り付けられてもよい。あるいは、図２（ｂ）に示すように、断熱材１は、排気管路７７の下流部分を除く部分の外周面を覆うように断熱材１が取り付けられてもよい。

このように、断熱材１は、セルブロック７８から引き出された排気管路７７の外周面の一部のみを覆うように取り付けられてもよい。また、セルブロック７８に取り付けられた断熱材７９が保温部として動作し、排気管路７７から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しないようにセルブロック７８からの排気管路７７の突出長さが短く設定されている場合には、熱伝導度検出器７０は断熱材１を含まなくてもよい。

図１および図２の例においては、保温部は断熱材１または断熱材７９であるが、本発明はこれに限定されない。図３は、熱伝導度検出器７０の第２の変形例を示す模式図である。図３に示すように、熱伝導度検出器７０は、断熱材１に代えて温調部２を含む。

温調部２は、例えば電熱ヒータであるが、ペルチェ素子または加熱用熱媒体等の他の部材であってもよい。温調部２は、ブロック状の取付部材３により排気管路７７に取り付けられ、排気管路７７から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しないように熱を生成する。温調部２により生成される熱量は、図１の制御部８０により制御されてもよい。

取付部材３は、例えばアルミニウムまたは銅等の高い熱伝導率を有する部材により形成され、温調部２を保持するとともに、温調部２により生成された熱を排気管路７７に伝達する。取付部材３は、セルブロック７８から引き出された排気管路７７の外周面の全面を覆ってもよいし、排気管路７７の外周面の一部のみを覆ってもよい。また、温調部２が排気管路７７に直接取り付け可能である場合には、熱伝導度検出器７０は取付部材３を含まなくてもよい。図３の構成においては、断熱材７９および温調部２により保温部が構成され、断熱材７９および温調部２がそれぞれ第１および第２の保温部の例である。

さらに、断熱材７９に代えて温調部２と同様の温調部がセルブロック７８に取り付けられてもよい。ここで、セルブロック７８に取り付けられた温調部が保温部として動作し、排気管路７７から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しないようにセルブロック７８からの排気管路７７の突出長さが短く設定されている場合には、排気管路７７に温調部２が取り付けられなくてもよい。

（３）ガスクロマトグラフの第１の変形例
図４は、ガスクロマトグラフ１００の第１の変形例の構成を示すブロック図である。第１の変形例に係るガスクロマトグラフ１００について、図１のガスクロマトグラフ１００と異なる点を説明する。

図４に示すように、第１の変形例に係るガスクロマトグラフ１００においては、熱伝導度検出器７０は、基本的に２つのキャリア導入管路７５ａ，７５ｂ、試料導入管路７６、２つのフィラメントＦ１，Ｆ２およびセルブロック７８により構成される。

キャリア導入管路７５ａ，７５ｂは、セルブロック７８を貫通するように設けられている。各キャリア導入管路７５ａ，７５ｂの両端は、セルブロック７８の外部に引き出されている。キャリア導入管路７５ａは、その両端部のうちの一方の端部に排出口７５ｄを有する。キャリア導入管路７５ｂは、その両端部のうちの一方の端部に排出口７５ｅを有する。

セルブロック７８の内側かつ一方のキャリア導入管路７５ａの内部にはフィラメントＦ１が収容され、セルブロック７８の内側かつ他方のキャリア導入管路７５ｂの内部にはフィラメントＦ２が収容されている。

２つのキャリア導入管路７５ａ，７５ｂには、分岐管路を介して流量調整部５０が接続されている。これにより、熱伝導度検出器７０においては、流量調整部５０からキャリア導入管路７５ａ，７５ｂにキャリアガスが供給される。

キャリア導入管路７５ｂにおけるフィラメントＦ２よりも上流側の位置にガス導入部７５ｃが設けられている。試料導入管路７６は、ガス導入部７５ｃからセルブロック７８の外部まで延びるように形成されている。ガス導入部７５ｃには、貫通孔が形成されている。それにより、キャリア導入管路７５ｂの内部空間と試料導入管路７６の内部空間とが連通する。

このガスクロマトグラフ１００においては、流量調整部５０からキャリア導入管路７５ａ，７５ｂにそれぞれキャリアガスが供給される状態で、カラム４０から試料導入管路７６に試料ガスが供給される。それにより、キャリア導入管路７５ａにおいては、キャリアガスが基準ガスとしてフィラメントＦ１の周囲を通過する。一方、キャリア導入管路７５ｂにおいては、試料導入管路７６から供給される試料ガスがキャリアガスとともにフィラメントＦ２の周囲を通過する。

これにより、制御部８０においては、基準ガスがフィラメントＦ１の周囲を通過するときのフィラメントＦ１の抵抗値と試料ガスがフィラメントＦ２の周囲を通過するときのフィラメントＦ２の抵抗値とに基づいて、試料ガスの熱伝導度が測定される。

本例では、セルブロック７８から引き出されたキャリア導入管路７５ｂの下流端が排気管路７７となる。キャリア導入管路７５ｂおよび試料導入管路７６が流路の例である。排気管路７７を除くキャリア導入管路７５ｂの部分が流路の第１の部分の例であり、排気管路７７が流路の第２の部分の例である。フィラメントＦ２が発熱体の例である。

本例においても、排気管路７７がセルブロック７８の外部に引き出されているので、排気管路７７に試料ガスに起因する詰まりが生じる可能性がある。そこで、本例では、排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下することを防止するための保温部が排気管路７７に取り付けられる。図４の構成においては、断熱材１，７９により保温部が構成され、断熱材７９および断熱材１がそれぞれ第１および第２の保温部の例である。

断熱材１は、図２（ａ），（ｂ）の例のように、排気管路７７における外周面の一部のみを覆うように取り付けられてもよい。セルブロック７８に取り付けられた断熱材７９が保温部として動作し、排気管路７７から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しないように排気管路７７が十分に短く形成されている場合には、熱伝導度検出器７０は断熱材１を含まなくてもよい。あるいは、排気管路７７には、断熱材１または断熱材１，７９に代えて、図３の温調部２が保温部として取り付けられてもよい。後述するガスクロマトグラフ１００の第２の変形例においても同様である。

なお、本例では、セルブロック７８から引き出されたキャリア導入管路７５ａの下流端も排気管として機能する。しかしながら、キャリア導入管路７５ａには試料ガスは供給されず、キャリア導入管路７５ａの内部には、試料ガスに起因する詰まりが発生しない。したがって、キャリア導入管路７５ａに対応する排気管には保温部が取り付けられない。

（４）ガスクロマトグラフの第２の変形例
図５は、ガスクロマトグラフ１００の第２の変形例の構成を示すブロック図である。第２の変形例に係るガスクロマトグラフ１００について、図１のガスクロマトグラフ１００と異なる点を説明する。

図５に示すように、第２の変形例に係るガスクロマトグラフ１００においては、熱伝導度検出器７０は、基本的に試料導入管路７６、キャリア導入管路９１、ガス流通管９２、２つのフィラメントＦ１，Ｆ２およびセルブロック７８により構成される。

キャリア導入管路９１は上流端９１ｕおよび下流端９１ｄを有し、ガス流通管９２は上流端９２ｕおよび下流端９２ｄを有する。キャリア導入管路９１は、その下流端９２ｄに排出口９２ｅを有する。

キャリア導入管路９１は、上流端９１ｕがセルブロック７８の外部に引き出された状態で、他の部分がセルブロック７８の内部に収容されている。また、ガス流通管９２は、下流端９２ｄがセルブロック７８の外部に引き出された状態で、他の部分がセルブロック７８の内部に収容されている。ガス流通管９２の上流端９２ｕには、キャリア導入管路９１の下流端９１ｄが接続されるとともに試料導入管路７６の一端が接続されている。試料導入管路７６の他端はセルブロック７８の外部に引き出されている。キャリア導入管路９１の内部にはフィラメントＦ１が収容され、ガス流通管９２の内部にはフィラメントＦ２が収容されている。キャリア導入管路９１の上流端９１ｕには、流量調整部５０からキャリアガスが供給される。

このガスクロマトグラフ１００においては、流量調整部５０からキャリア導入管路９１にキャリアガスが供給される状態で、カラム４０から試料導入管路７６に試料ガスが供給される。それにより、キャリア導入管路９１においては、キャリアガスが基準ガスとしてフィラメントＦ１の周囲を通過する。一方、ガス流通管９２においては、試料導入管路７６から供給される試料ガスがキャリア導入管路９１から供給されるキャリアガスとともにフィラメントＦ２の周囲を通過する。

これにより、制御部８０においては、基準ガスがフィラメントＦ１の周囲を通過するときのフィラメントＦ１の抵抗値と試料ガスがフィラメントＦ２の周囲を通過するときのフィラメントＦ２の抵抗値とに基づいて、試料ガスの熱伝導度が測定される。

本例では、セルブロック７８から引き出されたガス流通管９２の下流端９２ｄが排気管路７７となる。試料導入管路７６およびキャリア導入管路９１が流路の例である。排気管路７７を除くキャリア導入管路９１の部分が流路の第１の部分の例であり、排気管路７７が流路の第２の部分の例である。フィラメントＦ１，Ｆ２が発熱体の例である。

本例においても、排気管路７７がセルブロック７８の外部に引き出されているので、排気管路７７に試料ガスに起因する詰まりが生じる可能性がある。そこで、本例では、排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下することを防止するための保温部が排気管路７７に取り付けられる。図５の構成においては、断熱材１，７９により保温部が構成され、断熱材７９および断熱材１がそれぞれ第１および第２の保温部の例である。

（５）効果
本実施の形態に係る熱伝導度検出器７０においては、流路の上流部がセルブロック７８に収容され、流路の下流部の排気管路７７はセルブロック７８の外部にある。試料ガスの熱伝導度を検出するためのフィラメントＦ，Ｆ１，Ｆ２が、流路の上流部に収容される。流路を通して試料ガスが排気管路７７に導かれる。排気管路７７を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように流路が断熱材１、温調部２または断熱材７９等の保温部により保温される。

この構成によれば、高温の試料ガスが排気管路７７で冷却されて凝縮または凝固することが防止される。したがって、流路の詰まりが防止され、ガスクロマトグラフ１００における熱伝導度検出器７０の交換が不要となる。その結果、ガスクロマトグラフ１００のランニングコストを低減することができる。

［２］第２の実施の形態
（１）ガスクロマトグラフの構成の概略
第２の実施の形態に係るガスクロマトグラフについて、第１の実施の形態に係るガスクロマトグラフ１００と異なる点を説明する。図６は、第２の実施の形態に係るガスクロマトグラフの構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施の形態における熱伝導度検出器７０は、断熱材１を含まない。また、熱伝導度検出器７０の排気管路７７は、固定部７７ａおよび着脱部７７ｂを含む。

なお、本実施の形態に係るガスクロマトグラフ１００は、熱伝導度検出器７０が断熱材１を含まない点、および排気管路７７が固定部７７ａおよび着脱部７７ｂを含む点を除き、図４または図５のガスクロマトグラフ１００と同様の構成を有してもよい。

固定部７７ａの一端は、ガス導出部７４ａに接続される。本例では、固定部７７ａは、ガス導出部７４ａに対して固定され、着脱不可能である。固定部７７ａの他端は、セルブロック７８の外部に引き出される。本例では、固定部７７ａの他端は断熱材７９から外方に突出しない。着脱部７７ｂは、固定部７７ａに対して着脱可能に固定部７７ａの他端に接続される。熱伝導度検出器７０において熱伝導度が測定された試料ガスは、固定部７７ａおよび着脱部７７ｂを順次通して熱伝導度検出器７０の外部に排出される。

（２）排気管の変形例
図６の例においては、固定部７７ａの他端は断熱材７９から外方に突出しないが、本発明はこれに限定されない。図７は、排気管路７７の第１の変形例を示す模式図である。図７に示すように、固定部７７ａの他端は断熱材７９から外方にわずかに突出してもよい。ここで、断熱材７９から突出する固定部７７ａの部分の長さは、固定部７７ａから排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しない長さに制限される。この場合、固定部７７ａを通過した試料ガスは、液化することなく着脱部７７ｂに導かれ、着脱部７７ｂを通過した後に熱伝導度検出器７０の外部に排出される。

図６および図７の例においては、排気管路７７は固定部７７ａを含むが、本発明はこれに限定されない。図８は、排気管路７７の第２の変形例を示す模式図である。図８に示すように、排気管路７７は、固定部７７ａを含まず、着脱部７７ｂのみを含む。着脱部７７ｂは、ガス導出部７４ａに着脱可能に接続される。熱伝導度検出器７０において熱伝導度が測定された試料ガスは、着脱部７７ｂを通して熱伝導度検出器７０の外部に排出される。

（３）効果
本実施の形態に係る熱伝導度検出器７０においては、流路の上流部がセルブロック７８に収容され、流路の下流部の排気管路７７はセルブロック７８の外部にある。試料ガスの熱伝導度を検出するためのフィラメントＦ，Ｆ１，Ｆ２が、流路の上流部に収容される。流路を通して試料ガスが排気管路７７に導かれる。排気管路７７のうち、下流端を含む少なくとも一部分は着脱部７７ｂを含み、固定部７７ａまたは第４の管路７４等の流路の他の部分に対して着脱可能に設けられる。

この構成によれば、排気管路７７の下流部に詰まりが発生した場合でも、排気管路７７のうち、下流端を含む少なくとも着脱部７７ｂを交換することにより、熱伝導度検出器７０を継続して使用することが可能になる。そのため、熱伝導度検出器７０の全体の交換が不要となる。これにより、ガスクロマトグラフ１００のランニングコストを低減することができる。また、ガスクロマトグラフ１００のダウンタイムを短縮することができる。

１，７９…断熱材，２…温調部，３…取付部材，１０…ガスタンク，２０，５０…流量調整部，３０…試料気化部，４０…カラム，６０…切換弁，７０…熱伝導度検出器，７０Ｈ…加熱装置，７１…第１の管路，７２…第２の管路，７３…第３の管路，７３ａ…第１のガス導入部，７３ｂ…第２のガス導入部，７３ｃ…第３のガス導入部，７４…第４の管路，７４ａ…ガス導出部，７５ａ，７５ｂ，９１…キャリア導入管路，７５ｃ…ガス導入部，７５ｄ，７５ｅ，７７ｅ，９２ｅ…排出口，７６…試料導入管路，７７…排気管路，７７ａ…固定部，７７ｂ…着脱部，７８…セルブロック，８０…制御部，９１ｄ，９２ｄ…下流端，９１ｕ，９２ｕ…上流端，９２…ガス流通管，１００…ガスクロマトグラフ，Ｆ，Ｆ１，Ｆ２…フィラメント

Claims (8)

1. ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器であって、
   第１の部分と前記第１の部分の下流の第２の部分とを有し、前記第１および第２の部分を通して試料ガスを前記第２の部分の排出口に導く流路と、
   前記第１の部分を収容するケーシングと、
   前記第１の部分に収容され、試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体と、
   前記第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように前記流路を保温する保温部とを備える、熱伝導度検出器。
2. 前記保温部は、
   前記ケーシングに取り付けられる第１の保温部と、
   前記第２の部分に取り付けられる第２の保温部とを含む、請求項１記載の熱伝導度検出器。
3. 前記保温部は、前記第２の部分を通過する試料ガスの温度が当該試料ガスの液化温度以下に低下しないように前記ケーシングに取り付けられる、請求項１記載の熱伝導度検出器。
4. 前記ケーシング外にある前記第２の部分の長さは、前記第２の部分から排出される試料ガスの温度が液化温度以下に低下しない長さに設定される、請求項３記載の熱伝導度検出器。
5. 前記保温部は、試料ガスと前記ケーシングの外部との間を断熱する断熱材を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導度検出器。
6. 前記保温部は、試料ガスの温度を調整する温調部を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導度検出器。
7. ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器であって、
   第１の部分と前記第１の部分の下流の第２の部分とを有し、前記第１および第２の部分を通して試料ガスを前記第２の部分の排出口に導く流路と、
   前記第１の部分を収容するケーシングと、
   前記第１の部分に収容され、試料ガスの熱伝導度を検出するための発熱体とを備え、
   前記第２の部分のうち、下流端を含む少なくとも一部分は、前記流路の他の部分に対して着脱可能に設けられた、熱伝導度検出器。
8. 試料を気化させることにより試料ガスを生成する試料気化部と、
   前記試料気化部により生成された試料ガスの成分を分離するカラムと、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱伝導度検出器とを備え、
   前記熱伝導度検出器は、前記カラムにより分離された各成分の試料ガスの熱伝導度を検出する、ガスクロマトグラフ。

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