JPH052048U - 濃縮分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス中の微量成分を濃縮した後に分析する濃
縮分析装置において、該濃縮分析装置に従来用いられて
いた積算流量計を省略して装置コストを低減するととも
に、試料ガスの無駄も低減できる濃縮分析装置を提供す
る。 【構成】 試料ガス導入管３を介して導入される試料ガ
スを、濃縮管７に供給して被分析成分を濃縮した後、試
料ガス排気管５を介して排気するよう構成した濃縮分析
装置の、前記試料ガス導入管３に二次側保圧弁２１を設
けて試料ガス量を試料ガス源の圧力によらず一定に保持
するとともに、試料ガス排気管５に開閉弁２２と抵抗体
２３とを並列に設け、濃縮時は、試料ガスを前記開閉弁
２２を介して、また濃縮時以外は前記抵抗体２３を介し
て排出するよう構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガス中の微量成分を濃縮して分析する濃縮分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、半導体工場では多量の高純度ガスを消費する。高純度ガスは、一般に 高圧容器に充填されてガス製造工場から供給されるが、高純度ガスは所定の純度 を保証するガスであるから、ガス製造工場では、不純物量が所定濃度以下である ことを確認してから供給する。この場合、通常、ガスクロマトグラフによりガス 分析を行うが、より微量を検出するには濃縮分析法を用いる。

【０００３】 図２は、従来の一般的な濃縮分析装置を示すもので、複数の流路を同時に切換 可能な六方コック１と四方コック２とを備えている。六方コック１の各ポートに は、ニードル弁３ａを有する試料ガス導入管３を介して分析対象となる高純度ガ スを充填した容器（試料ガス源）Ｓと、二次側保圧弁４を介して窒素ガス等のキ ャリヤーガスを充填した容器（キャリヤーガス源）Ｃと、積算流量計Ｍを介して 排気管５と、メインカラム６を介して検出器Ａが図のように接続されている。ま た、四方コック２には、冷却手段７ａと加熱手段７ｂとを有する短管の内部に被 分析成分の吸着に適した吸着剤を充填してなる濃縮管７の両端の管８ａ，８ｂと 、前記六方コック１との連絡管１ａ，１ｂが図のように接続されている。

【０００４】 この濃縮分析装置は、前記両コック１，２を切換えることにより、高純度ガス （試料ガス）中の不純物（被分析成分）を濃縮管７に濃縮した後、脱着させて検 出器Ａで分析するものである。

【０００５】 即ち、まず両コック１，２を図の実線側に切換え、試料ガス源Ｓからの試料ガ スを積算流量計Ｍを介して排気するとともに、キャリヤーガス源Ｃからのキャリ ヤーガスを濃縮管７に流した後、メインカラム６を介して検出器Ａに導入するパ ージ工程を行い、次いで、六方コック１を破線側に切換え、試料ガスを所定の温 度に冷却した濃縮管７に所定量流して被分析成分を濃縮管７内の吸着剤に低温吸 着させた後、積算流量計Ｍを介して排気する濃縮工程を行う。

【０００６】 次に、四方コック２を破線側に切換え、濃縮管７に閉回路を形成して該管７を 加熱し、濃縮管７内に濃縮された被分析成分を脱着するとともに、六方コック１ を実線側に切換えて濃縮管７前後の配管をパージした後、四方コック２を実線側 に切換え、濃縮管７から脱着した濃縮状態の被分析成分をキャリヤーガスに同伴 させてメインカラム６に導入して単成分に分離した後、検出器Ａに導入し、検出 器Ａでの検出値と前記濃縮工程時の試料ガス量とから被分析成分の量を定量する 定量工程を行う。

【０００７】 上記操作により高純度ガスは分析されるが、上記ガス分析では、正確な定量を 行うため、通常、分析値が連続して２回とも同一の値になったときを分析完了と している。このため、同一の試料ガスに対して普通３回、場合によっては６回以 上連続して分析することがある。この場合、前記ガス分析は、１回目が終了した ら引き続き２回目，３回目を連続的に行ってガス分析に要する時間を短縮してい る。この間、試料ガスはガス分析が終了するまでパージ用として流し、大気の侵 入を防止する。即ち、試料ガス源Ｓの試料ガスは、常時、前記ニードル弁３ａを 介して供給された後、積算流量計Ｍを介して排気されている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記従来装置では、試料ガス量を制御するために、試料ガス導入管 ３にニードル弁３ａを設けているが、ニードル弁３ａの１次側圧力（容器内の高 純度ガスの圧力）が試料ガスの供給に伴い低下するため、ニードル弁３ａで試料 ガスの供給量を一定にすることはできず、濃縮工程時の試料ガス量は、高価な積 算流量計Ｍを設けて測定するしか方法がなかった。また、濃縮工程以外のときも 、前記ニードル弁３ａを介して供給された試料ガスが積算流量計Ｍを介して排気 されているため、必要以上に試料ガスが多量に流れ、経済的でなかった。

【０００９】 本考案は、前記に鑑み、試料ガスの消費量を従来より低減するとともに、高価 な積算流量計を用いずに従来と同等のガス分析を行える濃縮分析装置を提供する ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案の濃縮分析装置は、試料ガス導入管を介して 導入される試料ガスを、濃縮管に供給した後、試料ガス排気管を介して排気する 濃縮工程を備えた濃縮分析装置において、前記試料ガス導入管に二次側保圧弁を 設けるとともに、前記試料ガス排気管を二分し、一方に、前記濃縮工程時のみに 開く開閉弁を、他方に所望の通気抵抗を有する抵抗体を設けたことを特徴として いる。

【００１１】 ここで、上記開閉弁とは、全開または全閉の状態で使用される弁で通気抵抗の 少ない弁を意味する。また、抵抗体とは、例えば、内部に適宜な充填剤を充填し た短管、オリフィス等の通気抵抗が一定の固定抵抗体、または、僅かな開度に設 定したニードル弁等の通気抵抗を可変できる可変抵抗体を意味する。

【００１２】

【作 用】

上記構成によれば、試料ガスの供給圧力は、試料ガス源の圧力によらず、二次 側保圧弁により一定に保持される。また、試料ガスの排気は、濃縮工程時には開 閉弁を介して、また、濃縮工程以外の時には、抵抗体を介して排気される。

【００１３】 これによって、濃縮工程時の試料ガスは、試料ガスの供給圧力が一定なので濃 縮管を含む配管系統の流路抵抗に応じた一定流量となり、濃縮工程時に濃縮管に 流通させた試料ガス量を、濃縮工程の時間により算出することができる。即ち、 濃縮量を時間で管理することが可能になる。また、濃縮工程以外の時は、試料ガ スは抵抗体を介して排気されるので、試料ガス量をパージに必要な最小限の流量 とすることができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の実施例装置で、図中前記図２と同一要素のものには同一符号を 付して説明する。

【００１５】 本実施例の濃縮分析装置が前記従来装置と異なるのは、試料ガス導入管３に前 記ニードル弁３ａに代えて二次側保圧弁２１を設けたことと、試料ガス排気管５ を二分し、一方に濃縮工程時に開く開閉弁２２を、他方に所望の通気抵抗を有す る抵抗体２３を設けて前記積算流量計Ｍを省略したことである。これにより、試 料ガス源Ｓからの試料ガスは、二次側保圧弁２１によって、試料ガス源Ｓの圧力 に無関係に一定の圧力で供給される。

【００１６】 操作方法は、前記従来装置と同様とするが、試料ガスは、濃縮工程では前記開 閉弁２２を介して排出され、また、濃縮工程以外のときは開閉弁２２は閉められ るので、抵抗体２３を介して排出される。なお、濃縮工程時の試料ガスは、開閉 弁２２および抵抗体２３の両方から排出可能であるが、開閉弁２２の方が通気抵 抗が少ないので殆ど全量が開閉弁２２を介して排出される。

【００１７】 これにより、濃縮工程時の試料ガスは、前記二次側保圧弁２１により供給圧力 が一定に保持されるので、濃縮管７，前記開閉弁２２を含む配管系の流路抵抗に 応じた一定流量となり、濃縮工程時の濃縮管７への導入量を時間で管理すること が可能になる。例えば、図示しないタイマーによって前記コック１，２および前 記開閉弁２１を作動させれば、全自動で濃縮分析を行うことができる。また、濃 縮工程以外の時、試料ガスは、抵抗体２３を介して排気されるので、濃縮工程以 外の時の試料ガス量をパージに必要な最小限の流量とすることができる。

【００１８】 なお、濃縮工程以外の時に前記開閉弁２２を開けると、試料ガスは濃縮管７を 通らないので通気抵抗が少ない状態で開閉弁２２から排気されるが、このとき試 料ガスの二次側の圧力は、二次側保圧弁２１によって一定に保たれ、しかも二次 側保圧弁２１自体の通気抵抗は前記ニードル弁３ａより小さいので、従来より遥 かに多量の試料ガスが無駄に流れてしまう。

【００１９】

【考案の効果】

上記のように、本考案の濃縮分析装置は、試料ガス導入管に二次側保圧弁を設 けて試料ガスの供給圧力を一定に保持するとともに、試料ガス排気管の一方に濃 縮時のみに開く開閉弁を、他方に抵抗体を設けたので、試料ガスは、濃縮時には 前記開閉弁を介して、非濃縮時には前記抵抗体を介して排出され、濃縮工程時の 濃縮管への導入量を時間で管理することが可能となり、高価な積算流量計を省略 して装置コストの低減を図れるとともに、濃縮工程以外の時の試料ガス量をパー ジに必要な最小限の流量にでき、試料ガスの無駄を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の濃縮分析装置の一実施例を示す系統
図である。

【図２】 従来の濃縮分析装置の一例を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１…六方コック ２…四方コック ３…試料ガス導
入管 ５…試料ガス排気管 ６…メインカラム
７…濃縮管 ２１…二次側保圧弁 ２２…開閉弁
２３…抵抗体 Ｃ…キャリヤーガス源 Ｓ…試料
ガス源

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 試料ガス導入管を介して導入される試料
   ガスを、濃縮管に供給した後、試料ガス排気管を介して
   排気する濃縮工程を備えた濃縮分析装置において、前記
   試料ガス導入管に二次側保圧弁を設けるとともに、前記
   試料ガス排気管を二分し、一方に、前記濃縮工程時のみ
   に開く開閉弁を、他方に所望の通気抵抗を有する抵抗体
   を設けたことを特徴とする濃縮分析装置。