(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアガスと液体の試料とが導入され、導入された該試料を霧化するネブライザと、霧化された前記試料を受容するパイプ状の仕切りを内部に備え、受容した前記試料が前記仕切りの逆端から前記仕切りの外側を経由して前記ネブライザ側へ戻るよう循環できるようにしたスプレーチャンバと、前記ネブライザの外周面に沿って先端に向けてブレンドガスを流す手段とを備えたネブライザ・スプレーチャンバ組立体において、
前記ネブライザの前記先端を含む先端部分を漸次的に径が減少する尖頭形とし、前記スプレーチャンバ内で、前記ネブライザの前記先端を前記仕切りの入口側の開口に面して対向配置することにより、前記先端部分の傾斜する前記外周面と前記仕切りの入口側の開口端縁との間の空間内でガスが移動可能とされ、これにより、前記外周面に沿って流れる前記ブレンドガスが、前記仕切りの外側を経由して前記仕切りの入口側へ循環して回り込むガスによって乱されることなく、前記外周面を前記先端までガードし、前記試料の前記先端部分への付着が減らされることを特徴とするネブライザ・スプレーチャンバ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導プラズマ質量分析装置に用いられるネブライザ・スプレーチャンバ組立体に関し、更に詳しくは、キャリアガスと液体の試料とを導入し、前記試料を霧化し、先端部より噴霧すると共に、ブレンドガスが先端部に向かって外周面に沿って流れるネブライザを備えたネブライザ・スプレーチャンバ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図４は従来のネブライザ・スプレーチャンバ組立体を説明する図である。
【０００３】
図において、１は、径の異なる３つの円柱からなる本体部１ａと、本体部１ａに連設される円錐台状の先端部１ｂとから構成されるネブライザである。本体部１ａには、液体の試料Ｓが導入される試料導入口１ｃと、キャリアガスＣＧが導入されるキャリアガス導入口１ｄとが形成されている。導入されたキャリアガスＣＧは、キャリアガス流路１ｅを介して先端部１ｂへ案内され、導入された試料Ｓはキャリアガス流路１ｅ内を挿通するキャピラリ１ｆを介して先端部１ｂへ案内されている。そして、先端部１ｂに形成されたオリフィス１ｇで試料Ｓは霧化され、スプレーチャンバ３内に噴霧される。
【０００４】
２は貫通穴２ａが形成されたエンドキャップである。そして、この貫通穴２ａの一方の開口側にネブライザ１が嵌合し、他方の開口側にスプレーチャンバ３の開口側が嵌合することにより、ネブライザ１とスプレーチャンバ３が接続されている。
【０００５】
エンドキャップ２には、ブレンドガスＢＧが導入されるブレンドガス導入口２ｂが形成されている。導入されたブレンドガスＢＧは、貫通穴２ａの内周面に形成され、ネブライザ１の先端部１ｂに向かう流路２ｃを介して、スプレーチャンバ３内に放出されるようになっている。
【０００６】
スプレーチャンバ３の内には、オリフィス１ｇより噴霧された霧化試料Ｓがスプレーチャンバ３内を破線で示すような経路で循環するように案内するパイプ状の仕切り４が配設されている。
【０００７】
スプレーチャンバ３の上部には霧化した試料Ｓが出て行く霧化試料吐出穴３ａが形成され、スプレーチャンバ３の下部には、スプレーチャンバ３内で霧化された試料Ｓのうち粒径の大きな霧が凝縮されて生成された凝縮液を外部へ排出するドレイン穴３ｂが形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成のネブライザ１において、本体部１ａと円錐台状の先端部１ｂとの境界部分は、段差、即ち、急激に傾きが変化してる。よって、エンドキャップ２に形成された流路２ｃを通ってスプレーチャンバ３内に放出されるブレンドガスＢＧ、即ち、ネブライザ１の先端部１ｂに向かってネブライザ１の外周面に沿って流れるブレンドガスＢＧは、この境界部分で乱流となり、先端部１ｂ付近に渦Ｔが発生する。
【０００９】
一方、ネブライザ１への試料Ｓの導入量を多くした場合、スプレーチャンバ３内を循環し、戻ってきた霧化試料Ｓがネブライザ一１の先端部１ｂに当たり、凝縮されて水滴となって先端部１ｂに付着し、成長する。そして、渦Ｔによって、オリフィス１ｇに引き込まれ、リネブライゼーション(再噴霧)が発生し、分析時にスパイクノイズとなる問題点がある。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、ネブライザ先端部でのリネブライゼーションが発生しないネブライザ・スプレーチャンバ組立体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明は、キャリアガスと液体の試料とが導入され、導入された該試料を霧化するネブライザと、霧化された前記試料を受容するパイプ状の仕切りを内部に備え、受容した前記試料が前記仕切りの逆端から前記仕切りの外側を経由して前記ネブライザ側へ戻るよう循環できるようにしたスプレーチャンバと、前記ネブライザの外周面に沿って先端に向けてブレンドガスを流す手段とを備えたネブライザ・スプレーチャンバ組立体において、前記ネブライザの前記先端を含む先端部分を漸次的に径が減少する尖頭形とし、前記スプレーチャンバ内で、前記ネブライザの前記先端を前記仕切りの入口側の開口に面して対向配置することにより、前記先端部分の傾斜する前記外周面と前記仕切りの入口側の開口端縁との間の空間内でガスが移動可能とされ、これにより、前記外周面に沿って流れる前記ブレンドガスが、前記仕切りの外側を経由して前記仕切りの入口側へ循環して回り込むガスによって乱されることなく、前記外周面を前記先端までガードし、前記試料の前記先端部分への付着が減らされることを特徴とするネブライザ・スプレーチャンバ組立体である。
【００１２】
ネブライザの前記先端を含む先端部分を漸次的に径が減少する尖頭形とし、前記スプレーチャンバ内で、前記ネブライザの前記先端を前記仕切りの入口側の開口に面して対向配置することにより、前記先端部分の傾斜する前記外周面と前記仕切りの入口側の開口端縁との間の空間内でガスが移動可能とされ、これにより、前記外周面に沿って流れる前記ブレンドガスが、前記仕切りの外側を経由して前記仕切りの入口側へ循環して回り込むガスによって乱されることなく、ブレンドガスはネブライザの先端まで外周面に沿ってスムーズに流れる。このブレンドガスの流れがガードとなり、スプレーチャンバ内で循環して戻ってきた霧化試料は、ネブライザの先端部に付着しない。
【００１３】
したがって、リネブライゼーションが発生しない。
第２の発明は、前記ネブライザの先端位置が、前記スプレーチャンバの内部に位置することを特徴とする、請求項１に記載のネブライザ・スプレーチャンバ組立体である。
【００１４】
スプレーチャンバ内で循環して戻ってきた霧化試料は、ネブライザ表面には、付着しない。
【００１５】
したがって、リネブライゼーションが発生しない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態例のネブライザ・スプレーチャンバ組立体の断面図、図２は図１に示すネブライザ・スプレーチャンバ組立体が設けられる誘導プラズマ質量分析装置の全体構成図である。
【００１７】
最初に、図２を用いて、本実施の形態例のネブライザ・スプレーチャンバ組立体が設けられる誘導プラズマ質量分析装置の全体構成を説明する。
図において、１１は液体の試料Ｓが貯留される試料タンクである。１３はアルゴン,窒素等のキャリアガスＣＧの流量を制御するガス流量制御部である。
【００１８】
１５はガス流量制御部１３からのキャリアガスＣＧと、試料タンク１１からの液体の試料Ｓとが導入され、試料Ｓを霧化し、噴霧するネブライザである。
１６はネブライザ５にエンドキャップ１７を介して取り付けられ、霧化された試料Ｓのうち、粒径の大きな霧が凝縮された凝縮液を下部に形成されたドレイン穴１６ｂより外部へ排出するスプレーチャンバである。
【００１９】
１８はスプレーチャンバ１６のドレイン穴１６ｂから排出された試料Ｓの凝縮液を貯留するドレインタンクである。
１９はスプレーチャンバ１６で霧化された試料と、ガス流量制御部１３からのキャリアガスＣＧとが導入され、高周波電源２０からの電流が供給されるワークコイル２１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)２２によって、試料Ｓをイオン化するプラズマトーチである。
【００２０】
２３は元素の質量の違いを利用して、イオン化した試料Ｓ中の元素及び各元素濃度を求める質量分析部である。
次に、図２に示すネブライザ１５,エンドキャップ１７,スプレーチャンバ１６の詳細な説明を図１を用いて説明する。
【００２１】
図において、ネブライザ１５は、３つの円柱からなる本体部１５ａと、本体部１５ａに連設され、漸次的に径が減少する尖頭形状の先端部１５ｂとから構成されている。
【００２２】
本体部１５ａには、液体の試料Ｓが導入される試料導入口１５ｃと、ガス流量制御部１３で流量制御されたキャリアガスＣＧが導入されるキャリアガス導入口１５ｄとが形成されている。導入されたキャリアガスＣＧは、キャリアガス流路１５ｅを介して先端部１５ｂへ案内され、導入された試料Ｓはキャリアガス流路１５ｅ内を挿通するキャピラリ１５ｆを介して先端部１５ｂへ案内されている。そして、先端部１５ｂに形成されたオリフィス１５ｇで試料Ｓは霧化され、スプレーチャンバ１６内に噴霧される。
【００２３】
エンドキャップ１７には、貫通穴１７ａが形成されている。この貫通穴１７ａの一方の開口側にネブライザ１５が嵌合し、他方の開口側にスプレーチャンバ１６の開口側が嵌合することにより、ネブライザ１５とスプレーチャンバ１６が接続されている。
【００２４】
エンドキャップ１７には、ガス流量制御部１３で流量制御されたキャリアガス(尚、本明細書では、ネブライザ１５に供給されるキャリアガスと区別するため、ブレンドガスという)ＢＧが導入されるブレンドガス導入口１７ｂが形成されている。導入されたブレンドガスＢＧは、貫通穴１７ａの内周面に形成され、ネブライザ１５の先端部１５ｂに向かう流路１７ｃを介して、スプレーチャンバ１６内に放出されるようになっている。
【００２５】
スプレーチャンバ１６の内には、オリフィス１５ｇより噴霧された霧化試料Ｓがスプレーチャンバ１６内を破線で示すような経路で循環するように案内するパイプ状の仕切り１４が配設されている。
【００２６】
スプレーチャンバ１６の上部には霧化した試料Ｓが出て行く霧化試料吐出穴１６ａが形成されている。
次に、上記構成の動作を説明する。ネブライザ１５には、試料タンク１１からの液体の試料Ｓと、ガス流量制御部１３を介してキャリアガスＣＧとが導入され、オリフィス１５ｇで液体の試料Ｓは霧化され、スプレーチャンバ１６内へ噴霧される。
【００２７】
スプレーチャンバ１６内で、霧化された試料Ｓのうち粒径の大きな霧は凝縮され、ドレイン穴１６ｂを介してドレインタンク１８に貯留される。
スプレーチャンバ１６の霧化試料吐出口１６ａからのキャリアガスＣＧ,ブレンドガスＢＧ,霧化された試料Ｓと、ガス流量制御部１３から流量制御された他のキャリアガスＣＧとが、プラズマトーチ１９へ導入され、高周波電源２０からの電流が供給されるワークコイル２１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)２２によって、試料Ｓはイオン化される。
【００２８】
イオン化された試料Ｓは質量分析部２３で、試料Ｓ中の元素及び各元素の濃度が分析され、試料Ｓの分析が完了する。
上記構成のネブライザ１５によれば、本体部１５ａに連設される先端部１５ｂを漸次的に径が減少する尖頭形状としたことにより、ブレンドガスＢＧはネブライザ１５の先端まで外周面に沿ってスムーズに流れる。このブレンドガスＢＧの流れがガードとなり、スプレーチャンバ１６内で循環して戻ってきた霧化試料Ｓは、ネブライザ１５の先端部１５ｂに付着しない。
【００２９】
したがって、質量分析部２３での分析時に、リネブライゼーションによるスパイクノイズが発生しない。次に、図３を用いて本発明の第２の実施の形態例を説明する。図３は本発明の第２の実施の形態例のネブライザ・スプレーチャンバ組立体の断面図である。尚、図３において、従来例を説明する図１と同一部分には同一符号を付し、同一部分の重複説明を省略する。
【００３０】
ネブライザ２５は、３つの円柱からなる本体部２５ａと、本体部２５ａに連設され、円錐台形の先端部２５ｂとから構成されている。
本体部２５ａには、液体の試料Ｓが導入される試料導入口２５ｃと、キャリアガスＣＧが導入されるキャリアガス導入口２５ｄとが形成されている。導入されたキャリアガスＣＧは、キャリアガス流路２５ｅを介して先端部２５ｂへ案内され、導入された試料Ｓはキャリアガス流路２５ｅ内を挿通するキャピラリ２５ｆを介して先端部２５ｂへ案内されている。そして、先端部２５ｂに形成されたオリフィス２５ｇで試料Ｓは霧化され、スプレーチャンバ内に噴霧される。
【００３１】
そして、エンドキャップ１７には、ネブライザ２５の先端部２５ｂの外周面に対して間隔を持って覆うカバー３０が設けられている。
上記構成によれば、スプレーチャンバ１６内で循環して戻ってきた霧化試料Ｓは、ネブライザ２５の先端部２５ｂの外周面に対して間隔を持って覆うように形成されたカバー３０に付着するので、ネブライザ２５の先端部２５ｂには、付着しない。
【００３２】
したがって、質量分析部での分析時に、リネブライゼーションによるスパイクノイズが発生しない。
尚、上記実施の形態例において、カバー３０は、エンドキャップ１７と別部材としたが、エンドキャップ１７と一体的に形成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように第１の発明によれば、ネブライザの前記先端を含む先端部分を漸次的に径が減少する尖頭形とし、前記スプレーチャンバ内で、前記ネブライザの前記先端を前記仕切りの入口側の開口に面して対向配置することにより、前記先端部分の傾斜する前記外周面と前記仕切りの入口側の開口端縁との間の空間内でガスが移動可能とされ、これにより、前記外周面に沿って流れる前記ブレンドガスが、前記仕切りの外側を経由して前記仕切りの入口側へ循環して回り込むガスによって乱されることなく、ブレンドガスはネブライザの先端まで外周面に沿ってスムーズに流れる。このブレンドガスの流れがガードとなり、スプレーチャンバ内で循環して戻ってきた霧化試料は、ネブライザの先端部に付着しない。
【００３４】
したがって、リネブライゼーションが発生しない。
第２の発明によれば、スプレーチャンバ内で循環して戻ってきた霧化試料は、ネブライザ表面には、付着しない。
【００３５】
したがって、リネブライゼーションが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例のネブライザ・スプレーチャンバ組立体の断面図である。
【図２】図１に示すネブライザ・スプレーチャンバ組立体が設けられる誘導プラズマ質量分析装置の全体構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例のネブライザ・スプレーチャンバ組立体の断面図である。
【図４】従来のネブライザ・スプレーチャンバ組立体を説明する図である。
【符号の説明】
ＣＧ キャリアガス
ＢＧ ブレンドガス
Ｓ 試料
１５ ネブライザ
１５ｂ 先端部
【図１】
0003866361.tif 000002
【図２】
0003866361.tif 000003
【図３】
0003866361.tif 000004
【図４】
0003866361.tif 000005