(57)【要約】  【課題】  ＩＣＰ分析装置の消費電力、容積、重量、騒音を低減する。  【解決手段】  ＩＣＰ発生部１とガス冷却器６Ｎの中間に予備冷却配管２１を設け、予備冷却配管２１の混合キャリヤガスＧに接する面を水冷しガス冷却器６Ｎへの負荷を軽減し、冷却能力を低減し小型化する。また従来必要であったガス冷却器６Ｎの前段の大気混合を排除することにより、排気ファン１０Ｎの排出風量を低減し小型化する。これらの発明によりＩＣＰ分析装置の消費電力、容積、重量、騒音を低減することが可能になる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを冷却して排気する排ガス冷却装置において、排ガスをガス冷却器に導く配管に予備冷却器を取り付けた予備冷却配管を設け、予備冷却配管内面の排ガスに接する面を冷却し、ガス冷却器への負荷を軽減することを特徴とする排ガス冷却装置。
【請求項２】
予備冷却配管はその入口から出口が見通せない形状に曲折されていることを特徴とする請求項１記載の排ガス冷却装置。
【請求項３】
予備冷却配管がエルボであることを特徴とする請求項１記載の排ガス冷却装置。
【請求項４】
排ガスがＩＣＰ分析装置におけるＩＣＰ発生部から排出されたガスであることを特徴とする請求項１記載の排ガス冷却装置。
【請求項５】
水冷に代えて冷媒冷却をすることを特徴とする請求項１記載の排ガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ、誘導結合プラズマ）を利用して放射性物質や有毒物質の発光分光分析を行うＩＣＰ分析装置における排ガスを冷却して排気する機器として好適に利用できる排ガス冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、霧状の試料溶液を混合したキャリヤガスを高周波コイル内の放電管に導き、放電管内にフレーム状のプラズマを発生させ、プラズマ中に励起された試料原子の発光を分析するＩＣＰ分析が放射性物質や有毒物質の試料に対して行われている（たとえば特許文献１参照。）。
【０００３】
以下、図２によって従来のＩＣＰ分析装置の構成と作動を説明する。Ｇは混合キャリヤガスで、アルゴンなどのキャリヤガス中にネブライザ（図示せず）によって霧化された試料を浮遊させたものである。１はＩＣＰ発生部で、発光室２、高周波コイル３から構成される。４は中間流路で、発光室２を通過した混合キャリヤガスＧは、中間流路４を介してガス冷却器６に導かれる。５は中間流路４の一部に設けられた大気導入管で、高温の混合キャリヤガスＧに大気を混合し、低温にする。７は熱交換コイルで、ガス冷却器６に内設されている。８は循環装置で、水冷配管９を介して熱交換コイル７に冷却水を供給する。１０は排気ファンで、混合キャリヤガスＧおよび混合大気を遮蔽ボックス１２の外方に排出する。放射性物質試料や有毒物質試料に対処するため、ＩＣＰ発生部１、中間流路４、ガス冷却器６、排気ファン１０は遮蔽ボックス１２内に配設され、管理されていない通路で排ガスが外方に漏洩しない構造になっている。
【０００４】
高周波コイル３には高周波電源（図示せず）から高周波電力が供給される。発光室２内に導入された混合キャリヤガスＧは誘導結合によって高周波電力を吸収して励起され、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を発生し、発光する。この発光は分光分析器（図示せず）により、試料に含有されている元素特有のスペクトル線に分光されたうえで、各スペクトル線の有無と強度が検出され、これによって試料に含有されている各元素の定性、定量分析が行われる。
【０００５】
発光後の混合キャリヤガスＧは発光室２から中間流路４、ガス冷却器６を経由して、排気ファン１０に向けて吸引される。発光後の混合キャリヤガスＧは非常に高温であるため直接ガス冷却器６に導入することができないので、大気導入管５から常温の大気が導入され、高温の混合キャリヤガスＧの温度を中間温度に下げる。熱交換コイル７は冷却水で冷却され中間温度の混合大気および混合キャリヤガスＧと熱交換し冷却する。冷却された排ガスは排気ファン１０を通過し、排気ダクト１１から外方に排出された後、ＨＥＰＡフィルタなどを有する処理設備（図示せず）により、放射性成分、腐食成分、有毒成分が除去される。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３１３８８５号公報（第１−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＩＣＰ分析装置の構造および作動は以上のとおりであるが、この構造ではガス冷却器６の冷却能力および排気ファン１０の排出風量が増大し、したがってＩＣＰ分析装置の消費電力、容積、重量、騒音が増大する。すなわち、ガス冷却器６には発光室２からの高温の混合キャリヤガスＧを直接導入することができないため、ガス冷却器６への導入に先立って大気導入管５から常温の大気を大量に取り入れることによって、混合キャリヤガスＧの温度を中間温度に低下させた後にガス冷却器６に導入するが、この場合、大気混合によってガスの温度は下がるが元の高温の混合キャリヤガスＧの熱エネルギが除去または減少されたわけではなく、温度低下は常温の大気による希薄化、拡散、流量増加の効果のみによって行われている。混合キャリヤガスＧの熱エネルギを低下させるのはあくまでガス冷却器６の効果である。
【０００８】
したがって、仮に高温の混合キャリヤガスＧをそのままガス冷却器６に導入できたとして大気混合の場合と比較すると、大気混合をしてもガス冷却器６の冷却能力を低減することはできないばかりか、実際には大気で温度が下がっている影響で熱交換コイル７との熱交換効率が低下するので、仮に高温の混合キャリヤガスＧをそのままガス冷却器６に導入した場合よりも大きな熱交換能力が要求される。また大気混合の場合には排気ファン１０は混合大気を含む大流量の排ガスを排出させる必要がある。したがってガス冷却器６、排気ファン１０とも大容量のものが必要であり、ＩＣＰ分析装置の消費電力、容積、重量、騒音が増大する。本発明はこのような問題点を解決する手段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】
本発明が提供する排ガス冷却装置は上記のような課題に対して効果的な装置で、高温のガスを冷却するためのガス冷却装置において、ガス発生部とガス冷却器の中間に予備冷却配管を設け、予備冷却配管内面の排ガスに接する面を水冷しガス冷却器への負荷を軽減する。特に予備冷却配管をエルボ形にすることによってガスの冷却が効果的に行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、従来ガス冷却器の前段に設けられていた大気混合によるガス低温化が軽減されガス冷却器および排気ファンの小型化、軽量化、省電力化が可能になり、ＩＣＰ分析装置が小型化され、消費電力、騒音が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ＩＣＰ発生部とガス冷却器の中間に予備冷却配管を設け、予備冷却配管内面の混合キャリヤガスに接する面を水冷し、ガス冷却器への負荷を軽減する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明をＩＣＰ分析装置に実施した場合の構造図である。Ｇは混合キャリヤガスで、アルゴンなどのキャリヤガス中にネブライザ（図示せず）によって霧化された試料を浮遊させたものである。１はＩＣＰ発生部で、発光室２、高周波コイル３から構成される。２１は予備冷却配管で、入口と出口の見通しを防止し、配管壁と混合キャリヤガスＧの衝突頻度を増し冷却効果を高めるため、エルボ形状（肘型形状）となっている。すなわち、エルボ形であり、内部を流れるガスは乱流に近くなり内面に接するガス量も多くなって冷却が増長されることになる。この予備冷却配管２１の配管壁の外側は予備冷却器２２と固着されている。
【００１３】
６Ｎはガス冷却器で、予備冷却配管２１の後段に配設される。７Ｎは熱交換コイルでガス冷却器６Ｎに内設されている。８Ｎは循環装置で、水冷配管９Ｎを経由して予備冷却器２２および熱交換コイル７Ｎに冷却水を循環供給する。１０Ｎは排気ファンで、混合キャリヤガスＧすなわち排ガスを外方に排出する。放射性物質試料や有毒物質試料に対処するため、遮蔽ボックス１２の内方には、ＩＣＰ発生部１、予備冷却配管２１、予備冷却器２２、ガス冷却器６Ｎ、排気ファン１０Ｎが配設され、管理されていない通路で排ガスが外方に漏洩しない構造になっている。
【００１４】
高周波コイル３に高周波電源（図示せず）から高周波電力が供給されると、発光室２内に導入された混合キャリヤガスＧは誘導結合によって高周波電力を吸収して励起され、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を発生し、発光する。発光後の混合キャリヤガスＧは発光室２から、予備冷却配管２１、ガス冷却器６Ｎを経由して排気ファン１０Ｎに向けて吸引される。熱交換コイル７Ｎは排ガスと熱交換し排ガスを冷却する。冷却された排ガスは排気ファン１０Ｎを通過し、外方に排出される。
【００１５】
本発明の特徴は以上詳述したとおりであるが、上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。特に本発明の排ガス冷却装置を適用する各機器について、図示例はＩＣＰ分析装置を挙げたが、分析機器に限定されず、燃焼機器や実験機、その他気体燃焼に関係する各種機器にも適用可能である。もちろん分析機器の場合でも、ＩＣＰ分析装置以外に、燃焼による気体成分を測定する吸光分光分析機器などにも適用可能である。
【００１６】
さらに、たとえば冷却についての媒体は水のみに限定されず他の冷媒を使用することもできる。予備冷却配管２１の形状はエルボ形が効果的であり、スペースを小さくできる利点を有するが、これに限定されることはなく、また配管壁の全面を予備冷却器２２で囲繞しても良い。予備冷却配管２１、予備冷却器２２、ガス冷却器６Ｎを一体構造とすることも可能である。排気ファン１０Ｎは遮蔽ボックス１２の外方に設置することもでき、また排ガスを一度遮蔽ボックス１２の内方に放出した後、改めて遮蔽ボックス１２の専用排気ファン（図示せず）で排気する構造としても良い。さらに、放射性の試料を取り扱うためＩＣＰ分析装置を放射線遮蔽壁で遮蔽した場合、試料の性質上遮蔽ボックス１２設置の必要の無い場合にも本発明が適用できることはいうまでもない。なお、本発明が特許請求の範囲において特定する「排ガス」とはＩＣＰ発生部１から排出されるガス、具体的には混合キャリアガスＧや混合大気あるいは他の気体など予備冷却器２２に導かれるすべての気体を指している。本発明はこれらをすべて包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明をＩＣＰ分析装置に適用した実施例の構成図である。
【図２】従来のＩＣＰ分析装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ＩＣＰ発生部
２  発光室
３  高周波コイル
４  中間流路
５  大気導入管
６、６Ｎ  ガス冷却器
７、７Ｎ  熱交換コイル
８、８Ｎ  循環装置
９、９Ｎ  水冷配管
１０、１０Ｎ  排気ファン
１１  排気ダクト
１２  遮蔽ボックス
２１  予備冷却配管
２２  予備冷却器
Ｇ  混合キャリヤガス
【図１】
2005205296.tif 000003
【図２】
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