JP2001113184A - 試験管加熱用金属ブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱効率を向上させるとともに、過加熱を防止
する。 【解決手段】 溶液の入った試験管を加熱操作する際
に、加熱手段で発生した熱を試験管に伝える試験管加熱
用金属ブロックであって、ブロック上面には、試験管を
立てた状態で保持すると共に加熱するための保持加熱用
深孔が単数又は複数穿設され、かつ、ブッロク側面に
は、各保持加熱用深孔に挿入保持された試験管内の溶液
を視認観察するための視認スリットが、単数又は複数設
けられている。各視認スリットは、各保持加熱用深孔の
側壁を切り欠いて又は切り抜いて設けられる。また、視
認スリットを、開閉自在とするためのスリット付きのシ
ャッタープレートを付加してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶液の入った試
験管を加熱操作する際に、加熱手段で発生した熱を試験
管に伝えるための試験管加熱用金属ブロックに係り、特
に、ＳＩＥＰ式金属ブロックに適用して好適な試験管加
熱用金属ブロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】物質の検出や化学的組成を決定する化学
分析の分野において、溶液を加熱して濃縮させる操作
や、溶液中の溶媒を蒸発させて溶質を析出乾固させる蒸
発乾固と呼ばれる操作や、窒素を吹きかけることによっ
て溶液を濃縮する操作等が行われている。試験管に入れ
られた溶液を加熱する手段として、従来からＳＩＥＰ式
アルミブロック等と呼ばれる熱伝導性のよい試験管加熱
用金属ブロックが使用されている。このようなアルミブ
ロックは、溶液の加熱や溶媒の蒸発に使用されるだけで
なく、溶液の温度を一定に保つためにも用いられてい
る。すなわち、化学物質等の測定の前段階に、窒素を吹
きかけて溶液を濃縮させる操作がある。このとき、蒸発
による気化熱が溶液の温度を低下させるので、熱を補わ
なければならない。このようなときにも、溶液の温度を
一定に保つため、アルミブロックは使用されている。

【０００３】従来のアルミブロックの一例を図７に示
す。このアルミブロック１は、アルミニウム（アルミニ
ウム合金を含む）で略直方体に形成されている。アルミ
ブロック１の上面２には、試験管４を立てた状態で保持
すると共に加熱するための保持加熱用深孔３、３…が設
けられている。保持加熱用深孔３、３…の直径は、試験
管４の直径と略同じに形成され、深さは試験管４、４…
が倒れない程度に形成されている。また、保持加熱用深
孔３、３…の間には、温度センサを取り付ける温度セン
サ深孔５が形成されている。

【０００４】このアルミブロック１を使用して蒸発乾固
を行う際には、操作者は、溶液を入れた試験管４、４…
を保持加熱用深孔３、３…に差し込む。そして、温度セ
ンサで温度を確認しながら、アルミブロック１をホット
プレート等の加熱手段によって加熱する。加熱されたア
ルミブロック１によって、試験管４、４…内の溶液には
熱が伝えられる。溶液は、加熱され続けると濃厚となり
表面に皮かくを形成するようになる。操作者は、試験管
４、４…をアルミブロック１から取り外して、試験管
４、４…内の状態を確認し、必要であれば溶液をガラス
棒でかき混ぜて、析出物を一様に湿らせて熱分解しない
ように乾固する。このようにして、固体成分（析出物）
を抽出する。また、このアルミブロック１を使用して溶
液を濃縮する際には、操作者は、試験管４、４…を保持
加熱用深孔３、３…に差し込み、アルミブロック１を加
熱する。そして、試験管４、４…内部を確認する際に
は、アルミブロック１から試験管４、４…を取り外して
内部の状態を確認する。液体をさらに濃縮するときには
試験管４、４…を再度アルミブロック１に立て、また、
液体が所望の濃度となっているときには、そのまま試験
管４、４…をアルミブロック１から取り外す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアルミブロック１を使用した場合、試験管４内の溶
液の液体成分（溶媒）がどの程度蒸発したかを確認する
際には、試験管４をアルミブロック１から取り外して目
視しなければならなかった。すなわち、試験管４の下部
は保持加熱用深孔３に差し込まれているので、また、溶
液は加熱されていくと液面が下がっていくので、試験管
４をアルミブロック１に立てたままでは溶液の状態を目
視することができない。

【０００６】蒸発乾固を行う場合には、測定精度を向上
させるため、溶液中の溶媒をギリギリまで蒸発させると
同時に、析出物の焦げ付きを防止しなければならない。
また、ダイオキシン等の測定の場合には、溶媒を完全に
蒸発させると揮散して損失してしまい測定精度が低下し
てしまうので、溶媒を完全に蒸発させてはならない。測
定精度を向上させるため、操作者は、細心の注意を払っ
てしばしば試験管４をアルミブロック１から取り外し
て、溶液の状態を確認しなければならない。溶液の状態
を確認するタイミングは、加熱時間や加熱温度を目処に
して経験やカンに頼らなければならなかった。

【０００７】このため、試験管４をアルミブロック１か
ら取り外している間に溶液の温度が下がってしまい熱効
率が悪くなる、という問題があった。また、熟練者でな
ければ、蒸発の進行を適当なタイミングで確認すること
ができず、たびたび試験管４をアルミブロック１から取
り外すこととなり、溶液の温度はさらに低下しまう、と
いう問題があった。さらに、蒸発が進行しているにもか
かわらず、試験管４を取り外して確認するタイミングを
逃しまい、析出物を加熱し過ぎてしまう、という問題が
あった。

【０００８】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、溶液を入れた試験管を試験管加熱用金属ブロッ
クに立てたままでも、試験管内の溶液の状態を視認でき
る試験管加熱用金属ブロックを提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、溶液の入った試験管を加熱
操作する際に、加熱手段で発生した熱を試験管に伝える
試験管加熱用金属ブロックに係り、ブロック上面には、
試験管を立てた状態で保持すると共に加熱するための保
持加熱用深孔が単数又は複数穿設され、かつ、ブッロク
側面には、前記各保持加熱用深孔に挿入保持された前記
試験管内の溶液を視認観察するための視認スリットが、
単数又は複数設けられていることを特徴としている。

【００１０】なお、請求項１の記載において、試験管と
は、ビーカー、フラスコ、その他の分析用器等を含む広
い概念である。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の試験管加熱用金属ブロックに係り、前記各視認スリ
ットは、前記各保持加熱用深孔の側壁を切り欠いて又は
切り抜いて設けられていることを特徴としている。ま
た、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の試験
管加熱用ブロックに係り、前記各視認スリットを、開閉
自在とするためのスリット付きのシャッタープレートが
付加されていることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ＜第１実施例＞図１は、この発明の一実施例である試験
管加熱用金属ブロック（以下、単にアルミブロックとい
う）の構成を示す斜視図、図２は、同アルミブロックの
平面図及び側面図、図３は、同アルミブロックの使用状
態を示す斜視図、また、図４は、同アルミブロックに挿
入された試験管内の溶液の状態変化を示す側面図であ
る。

【００１３】この例のアルミブロック１０は、SＩＥＰ
式アルミブロックに係り、図１及び図２に示すように、
アルミニウム又はアルミニウム合金で、例えば直方体に
成形されている。アルミブロック１０の上面１２には、
試験管を立てた状態で保持すると共に加熱するための直
径の異なる保持加熱用深孔１４、１４…、１６、１６…
が複数設けられている。

【００１４】アルミブロック１０の側面１８には、保持
加熱用深孔１４、１４…の側壁が切り欠かれ、視認スリ
ット２０、２０…が形成されている。この視認スリット
２０の長さは、保持加熱用深孔１４の深さと略同じであ
り、保持加熱用深孔１４に試験管が差し込まれた際に、
試験管の下部の様子をアルミブロック１０の外部から見
ることが出来る構造となっている。同様に、反対側の側
面２２には、保持加熱用深孔１６、１６…の側壁が切り
欠かれ、視認スリット２４、２４…が形成されている。

【００１５】保持加熱用深孔１４、１４…と第２保持加
熱用深孔１６、１６…の間には、温度センサを取り付け
る温度センサ孔２６が形成されている。温度センサ孔２
６は、温度センサを保持するように形成されいる。この
温度センサ口２６から差し込まれた温度センサによって
アルミブロック１０の温度が監視される。

【００１６】次に、図３及び図４を参照して、この例の
アルミブロック１０の動作について説明する。まず、操
作者は、試験管２８、２８に被分析物質である溶液を入
れる。図２に示すように、試験管２８、２８は、保持加
熱用深孔１４、１４…に適しているので、操作者は、試
験管２８、２８を保持加熱用深孔１４、１４に差し込
む。

【００１７】また、操作者は、別の試験管３０、３０…
に溶液を入れる。この試験管３０、３０…は、保持加熱
用深孔１６に適しているので、操作者は、試験管３０、
３０…を保持加熱用深孔１６に差し込む。次に、操作者
は、アルミブロック１０の温度を検知する温度センサ３
２を温度センサ孔２６に取り付ける。この温度センサ３
２として、例えば、ペルチエ素子や熱電対素子を利用し
たものが使用される。この温度センサ３２は、ケーブル
３４を介して表示装置３６に接続される。この表示装置
３６は、アルミブロック１０の温度を表示するもので、
電子ディスプレイ等が使用される。

【００１８】そして、操作者は、アルミブロック１０を
ホットプレート３８に搭載し、ホットプレート３８の熱
源を入れる。ホットプレート３８は、熱源の熱を金属板
または磁性板に伝え、その熱によって物体を加熱する間
接加熱器の一種である。このように試験管２８、２８
…、３０、３０…が立てられたアルミブロック１０がホ
ットプレート３８に搭載され、ホットプレート３８の熱
源が入れられると、ホットプレート３８からアルミブロ
ック１０に熱が伝わる。アルミブロック１０に伝わった
熱は、試験管２８、２８…、３０、３０…内の溶液を加
熱する。

【００１９】図４（Ａ）に示すように、加熱前は試験管
２８、２８、２８内の溶液の液面４０、４０…は、アル
ミブロック１０の上面１２より上である。加熱が進むに
したがって、同図（B）に示すように、液面４０、４０
…は低下し、上面１２より低くなる。このとき、操作者
は、第１視認スリット２０、２０、２０から試験管２
８、２８、２８内の溶液の状態を目視し、溶液の変化に
に応じて、ホットプレート３８の温度を調整したり、溶
液をかき混ぜたりする。さらに、加熱し続けると、同図
（C）に示すように、溶媒が蒸発し、固形成分が乾固す
る。操作者は、スリット２０、２０…から試験管内部の
状態を覗いて固形成分４２、４２…が乾固したことを確
認すると、それ以上加熱し過ぎないように試験管２８、
２８…をアルミブロック１０から取りはずす。同様に、
操作者は、保持加熱用深孔１６に差し込んだ試験管３
０、３０…内の溶液の状態を視認スリット２４、２４…
から覗いて確認する。

【００２０】このように、この例の構成によれば、溶液
を入れた試験管２８、３０をアルミブロック１０に挿入
したままでも、試験管２８、３０内部の状態をスリット
２０、２４から視認することができる。したがって、蒸
発が進み溶液の液面がアルミブロック１０の上面１２よ
り低くなっても、試験管２８、３０をアルミブロック１
０から取り外す必要がない。このため、試験管２８、３
０内の溶液の温度が低下することがない。これにより、
熱効率を向上させることができる。また、試験管２８、
３０内部の確認タイミングを逃し、溶液を加熱しすぎて
固体物質を焦がしてしまうこと（熱分解）を防止するこ
とが出来る。

【００２１】＜第２実施例＞図５は、この発明の第２実
施例であるアルミブロック（試験管加熱用金属ブロッ
ク）の構成を示す斜視図である。この例のアルミブロッ
ク５０は、図５に示すように、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金で直方体に形成されている。第１実施例のア
ルミブロック１０と同様に、上面５２には、直径の異な
る保持加熱用深孔５４、５４…、５６、５６…が複数設
けられている。

【００２２】アルミブロック５０の側面５８には、保持
加熱用深孔５４、５４…に対応して長方形の窓６０、６
０…が切り抜かれている。この窓６０は、試験管５８を
保持加熱用深孔５４に差し込んだ際に、試験管５８の底
部がアルミブロック５０の側壁５８側からから見ること
が出来る構造となっている。同様に、図示していない
が、反対側の側面にも、保持加熱用深孔５６、５６…に
差し込まれた試験管の底部を目視するための窓が設けら
れている。また、第１実施例と同様に、保持加熱用深孔
５４、５４…と保持加熱用深孔５６、５６…の間には、
温度センサを取り付ける温度センサ孔６６が設けられて
いる。

【００２３】次に、このアルミブロック５０の動作を説
明する。操作者が、このように構成されたアルミブロッ
ク５０を使用する際には、第１実施例と同様に、溶液を
入れた試験管５８を保持加熱用深孔５４に差し込み、ア
ルミブロック５０をホットプレートに搭載する。そし
て、ホットプレートからの熱で試験管５８内の溶液を加
熱し、溶液を濃縮したり蒸発乾固を行う。

【００２４】この例の構成によれば、溶液を入れた試験
管５８をアルミブロック５０に差し込まれたままでも、
試験管５８内の状態を窓６０から目視することができ
る。したがって、確認の度に試験管５８をアルミブロッ
ク５０から取り外す必要がないので、試験管５８内の溶
液の温度が低下することがない。これにより、熱効率を
向上させることができる。また、溶液を加熱しすぎて固
体物質を焦がしてしまうことを防止することが出来る。
更に、試験管内部を視認するための窓６０が第１実施例
のスリット２０、２４よりも小さいので、熱の損失がよ
り少なくなる。これにより、さらに熱効率を向上させる
ことができる。

【００２５】＜第３実施例＞図６は、この発明の第３実
施例であるアルミブロック７０の構成を示す斜視図であ
る。第１実施例のアルミブロック１０において、視認ス
リット２０、２０…、２４、２４…が設けられているた
め、これらのスリットから熱が放射してしまう。このた
め、この例では、熱効率を向上させるためのシャッター
プレートを設けた。従って、第１実施例と同じ構造、同
じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

【００２６】この例のアルミブロック７０は、図６に示
すように、アルミニウム又はアルミニウム合金で直方体
に成形されている。このアルミブロック７０には、同じ
材質で形成されたシャッタープレート７１、７３が付加
されている。アルミブロック７０の側面には、視認スリ
ット２０、２０…下方に溝７４が形成されている。シャ
ッタープレート７１には、視認スリット２０、２０…と
同じ間隔で、スリット７６、７６…が形成され、これら
のスリット７６、７６…の下方には、側壁に設けられた
溝７４に係合する突部７８が形成されている。シャッタ
ープレート７１は、突部７８が溝７４を摺動することに
よって、アルミブロック７０の長手方向に移動自在に取
り付けられる。他方のシャッタープレート７３にも、こ
のシャッタープレート７１と同様に、スリット８０、８
０…及び突部８２が形成されている。なお、これらのシ
ャッタープレート７１、７３は、視認スリット２０、２
０…、２４、２４…から放射される熱を遮るものであれ
ば、材質や形状は問わない。

【００２７】次に、このアルミブロック７０の動作を説
明する。操作者は、保持加熱用深孔１４に差し込まれた
試験管を加熱する際には、視認スリット２０とスリット
７６が重ならないように位置決し、視認スリット２０を
閉じる。これに対し、試験管の底部を確認するときに
は、視認スリット２０とスリット７６を重ね合わせ、視
認スリット２０を開けて試験管の内部を目視する。ま
た、操作者は、保持加熱用深孔１６に差し込まれた試験
管を加熱するときには、視認スリット２４とスリット８
０が重ならないように位置決めし、試験管の底部を確認
するときには、スリット２４とスリット８０を重ね合わ
せて試験管の内部を目視する。

【００２８】このように、この例の構成によれば、溶液
を入れた試験管を加熱する際には、シャッタープレート
７１、７３で熱の放射を防止することができ、また、試
験管内の溶液の状態を確認する際に、視認スリット２
０、２０…、２４、２４…を開けて、試験管内の溶液の
状態を目視することができる。したがって、試験管内の
溶液の状態を確認するときのみ、視認スリット２０、２
０…、２４、２４…が開けられ、試験管内の溶液を加熱
する間は、これらの視認スリット２０、２０…、２４、
２４…は、シャッタープレート７１、７３によってふさ
がれているので、より熱効率が向上する。

【００２９】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。なお、上記実
施例では、試験管加熱用金属ブロックをアルミニウム
（又はアルミニウム合金）で成形したが、これに限ら
ず、例えば、銅、ステンレスでも良く、それ以外他の金
属を用いても良い。また、上記実施例では、ＳＩＥＰ式
アルミブロックにつて説明したが、これに限らず、試験
管を加熱するものであればどのような金属ブロックでも
よい。

【００３０】また、試験管加熱用金属ブロックの形状
は、直方体に限らず、例えば、円柱、正六面体でもよ
く、それ以外の形状でもよい。さらに、保持加熱用孔の
数は必要に応じて増減してもよく、視認スリットやシャ
ッタープレートに設けられるスリットの長さや形状は任
意に変更してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の試験管
加熱用金属ブロックによれば、試験管をこの試験管加熱
用金属ブロックに挿入したままでも試験管内部の状態を
確認することができる。これにより、熱効率を向上させ
ることができるとともに、試験管内部の過加熱を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である試験管加熱用金属
ブロックの構成を示す斜視図である。

【図２】同試験管加熱用金属ブロックの構成を示す平面
図及び側面図である。

【図３】同試験管加熱用金属ブロックの使用状態を示す
斜視図である。

【図４】同試験管加熱用金属ブロックに差し込まれた試
験管内の溶液の状態変化を示す側面図である。

【図５】この発明の第２実施例である試験管加熱用金属
ブロックの構成を示す斜視図である。

【図６】この発明の第３実施例である試験管加熱用金属
ブロックの構成を示す斜視図である。

【図７】従来の試験管加熱用金属ブロックの構成を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１０ アルミブロック（試験管加熱用金属ブロッ
ク） １４、１６ 保持加熱用深孔 ２０、２４ 視認スリット ２８、３０ 試験管 ３８ ホットプレート ３２ 温度センサ ７１、７３ シャッタープレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶液の入った試験管を加熱操作する際
   に、加熱手段で発生した熱を試験管に伝える試験管加熱
   用金属ブロックであって、 ブロック上面には、試験管を立てた状態で保持すると共
   に加熱するための保持加熱用深孔が単数又は複数穿設さ
   れ、かつ、 ブッロク側面には、前記各保持加熱用深孔に挿入保持さ
   れた前記試験管内の溶液を視認観察するための視認スリ
   ットが、単数又は複数設けられていることを特徴とする
   試験管加熱用金属ブロック。
2. 【請求項２】 前記各視認スリットは、前記各保持加熱
   用深孔の側壁を切り欠いて又は切り抜いて設けられてい
   ることを特徴とする請求項1記載の試験管加熱用金属ブ
   ロック。
3. 【請求項３】 前記各視認スリットを、開閉自在とする
   ためのスリット付きのシャッタープレートが付加されて
   いることを特徴とする請求項1又は2記載の試験管加熱用
   金属ブロック。