JP2002168852A - ホウ素蒸留装置 - Google Patents

ホウ素蒸留装置

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JP2002168852A JP2000367897A JP2000367897A JP2002168852A JP 2002168852 A JP2002168852 A JP 2002168852A JP 2000367897 A JP2000367897 A JP 2000367897A JP 2000367897 A JP2000367897 A JP 2000367897A JP 2002168852 A JP2002168852 A JP 2002168852A
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】JIS G−1227で規定する鉄鋼材料中
ホウ素の湿式分析法において、試料溶液を蒸留する過程
を自動的に行うホウ素蒸留装置を提供する。 【解決手段】試料溶液が入れられる蒸留フラスコ4に試
薬注入管7、接続管8及び温度センサを取付けたキャッ
プ6を取付け、試薬注入管7にアルゴンガスを通して試
料溶液のバブリングを行ったのち、分注器13を試薬注
入管7に接続し、規定量のメタノールを試料溶液中に規
定時間内に均等に添加する。接続管8は冷却管19に接
続され、メタノールを添加した試料溶液の加熱によって
蒸留されるガスを冷却し、受器21の水酸化ナトリウム
溶液中に留出する。受器21の液面が設定レベルに達
し、これをレベルセンサー32が検出すると、電磁弁2
6が閉じると共に、受器21を載せるターンテーブル2
9が降下かつ一定角度回動して受器21を冷却管下より
外す。その後上記管にメタノールを供給して洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、JIS G−12
27で規定する鉄鋼材料中ホウ素Bの湿式分析法におい
て、試料溶液を蒸留してホウ素の蒸留分離を行う際に用
いるホウ素蒸留装置に関する。
【0002】
【従来技術】JIS G−1227で規定する鉄鋼材料
中ホウ素Bの湿式分析法は、鉄鋼材料の粉末試料を秤量
してフラスコに入れ、塩酸や硝酸、更にはリン酸と硫酸
の混酸を加えて加熱溶解したのち室温まで放冷する試料
溶液の調整過程と、試料溶液を入れたフラスコを加熱
し、ホウ素を蒸留分離して別のフラスコに留出する蒸留
過程と、留出液を蒸発乾固する過程と、呈色過程と、ホ
ウ素の含有量を測定する測定過程とよりなり、このう
ち、蒸留過程では先ず、試料溶液を入れた図3に示すフ
ラスコ41に磁気掻き混ぜ機の四フッ化エチレン樹脂
(PTFE)で被覆した回転子42を入れ、ついでキャ
リヤーガス送入口43を備えた試薬注入管44と蒸留管
45を有するキャップ46を取付けて図示するようなホ
ウ素蒸留装置の組み付けを行う。図中、47はキャリヤ
ーガス送入口43に設けられるコックであり、46は試
薬注入管44の注入口に設けられるコックである。また
49は冷却管で、10℃以下の冷水が通されるようにな
っている。
【0003】JIS G−1227の規定に則って行わ
れるホウ素を蒸留分離して留出する蒸留過程では、先ず
コック47を開いて送入口43より不活性ガスのアルゴ
ンArガスを試薬注入管44を経てフラスコ41に50ml
/minの割合で供給する。
【0004】ここでアルゴンガスを供給するのは、後述
の冷却管49より留出する留出液がフラスコ41内に逆
流しないようにするためである。アルゴンガスの供給に
前後して冷却管49に冷却水を通し、かつビーカ51に
水酸化ナトリウム溶液(8g/l)を5ml入れ、冷却管49
の流出口49aがビーカ51の水酸化ナトリウム溶液中
に浸かるようにしてセットする。
【0005】その後、160〜170℃に予め加熱して
おいたホットプレート(図示しない)をフラスコ41に
下方より当てがい、回転子42を400rpm で回転させ
ながらフラスコ41を加熱する。そしてコック48を開
き、メチルアルコール(以下、「メタノール」という)
50mlを試薬注入管44より10ml/minの割合で少しず
つフラスコ41内の試料溶液中に添加する。
【0006】フラスコ41の加熱によりメタノールを加
えられた試料溶液は蒸留され、冷却管49より排出され
るが、冷却管49を通る間に冷却され、ビーカ51の水
酸化ナトリウム溶液中に留出する。ビーカ51には35
mlの箇所に目盛が付してあり、 留出液が30ml留出して
35mlの目盛に達した時点(加熱開始から15〜20粉
程度)でホットプレートをフラスコ41より離し、加熱
を停止する。
【0007】以上のようにして蒸留処理が行われ、処理
終了後はキャップ46を取外し、フラスコ41内の残留
溶液を排出したのち、試薬注入管44、冷却管49及び
フラスコ41内をメタノールで洗浄し、かつ試薬注入管
下端部の冷却管流出口49aを外部よりメタノールで洗
浄する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の蒸留処理では、
次のような問題があった。 (1)蒸留処理中は、コック48を開けてメタノール50m
lを5分間で均等に添加する必要があるが、コック48
の開度は一定でも開けた当初はメタノール容器52内に
溜まるメタノール量が多いため、メタノールの添加量が
比較的多く、メタノール容器52内のメタノールの残量
が少なくなると、添加量も少なくなるため、メタノール
の添加量が均等になるようにするには、メタノール添加
中、コック操作をせねばならないが、こうしたコック操
作は容易でないこと、 (2)蒸留温度は165±5℃で行うことが定められてい
るため、液温を測定してホットプレートによる加熱を制
御せねばならず、液温の監視が必要で、加熱の制御も面
倒であり、またビーカ51に溜まる留出液の監視も必要
となって、付きっ切りの作業となること、 (3)蒸留終了後は、キャップを外してメタノールによる
洗浄が行われるが、この洗浄は手作業によって行われ面
倒であること、 (4)一検体の処理を終了し、洗浄を終えたのち、次の検
体の処理を行うときには、洗浄したフラスコ41に試料
溶液を入れてキャップ46を取付け、蒸留装置を組付け
るか、或いは予め試料溶液を入れて用意しておいたフラ
スコにキャップ46を取付けて蒸留装置を組み付ける
が、いずれの場合でも一つの検体を処理して洗浄後、次
の検体を処理するまでに時間がかゝり作業能率が悪いこ
と、などである。
【0009】本発明の第1の目的は、試料溶液中に一定
量のメタノールを均等に添加することができるようなホ
ウ素蒸留装置を提供しようとすうものであり、第2の目
的は、試料溶液の温度の監視と制御及び留出液の液面レ
ベルの監視が自動的に行えるようなホウ素蒸留装置を提
供しようとするものである。更に第3の目的は、蒸留処
理後のから洗浄を自動的に行うことができるホウ素蒸留
装置を提供しようとするものであり、第4の目的は、蒸
留から洗浄までの過程が自動的に行えるホウ素蒸留装置
を提供しようとするものである。また第5の目的は、複
数の検体の処理が連続的に行えて作業能率が向上するホ
ウ素蒸留装置を提供しようとするものである。
【0010】
【課題の解決手段】請求項1に係わる発明は、第1の目
的を達成するホウ素蒸留装置、すなわちJIS G−1
227で規定する鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法にお
いて、鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた
試料溶液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられ
るホウ素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる
第1の容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2
の容器と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌
手段と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によ
って加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上
記第2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷
却管と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の
容器内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管及
び上記冷却管との接続管を備えたキャップと、ピストン
を備えたシリンダーよりなり、ピストンの進退によりメ
タノールを吸引或いは上記試薬注入管に吐出する第1の
分注器を設けたことを特徴とする。
【0011】シリンダーのピストンは、シリンダーに供
給されるエアや作動油等の圧力流体を流量調整弁で絞る
ことにより所要の速度、しかも定速度で移動させること
が可能である。ピストンを定速で移動させるにはこのほ
か、ピストンロッドを例えばピニオンラック機構などの
機械的手段により作動させることによっても行うことが
できる。
【0012】本発明によると、ピストンを定速で移動さ
せることによってシリンダー内に吸引したメタノールを
第1の容器に設定時間内で均等に注入することができ
る。なお、本発明で用いる試料溶液を攪拌する攪拌手段
としては、前述した回転子よりなる磁気掻き混ぜ機、不
活性ガスによるバブリング、攪拌羽根など機械的手段に
よる攪拌を例示することができる。また第1の容器を加
熱する加熱手段としては、前述のホットプレート、ガス
バーナ等を例示することができる。
【0013】請求項2に係わる発明は、第2の目的を達
成するホウ素蒸留装置、すなわちJIS G−1227
で規定する鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法において、
鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた試料溶
液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられるホウ
素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる第1の
容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2の容器
と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌手段
と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によって
加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上記第
2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷却管
と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の容器
内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管、冷却
管との接続管及び上記試料溶液の液温を検出する温度セ
ンサーを備えたキャップと、第2の容器の溶液の液面レ
ベルを検出するレベルセンサーと、第1の容器より冷却
管に至る蒸留経路に設けられる電磁弁と、上記温度セン
サーにより検出された温度が設定温度となるように上記
加熱手段を制御し、かつレベルセンサーにより検出され
た溶液のレベルが設定レベルに達したとき、上記蒸留経
路に設けられる電磁弁を制御して蒸留経路を閉じるシー
ケンサーを設けたことを特徴とする。
【0014】本発明によると、試料溶液がJIS G−
1227において規定する設定温度に維持され、第2の
容器に溜まる留出液が設定レベル(量)に達した段階で
留出液の留出が自動的に停止する。
【0015】請求項3に係わる発明は、第3の目的を達
成するホウ素蒸留装置、すなわちJIS G−1227
で規定する鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法において、
鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた試料溶
液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられるホウ
素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる第1の
容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2の容器
と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌手段
と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によって
加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上記第
2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷却管
と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の容器
内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管及び上
記冷却管との接続管を備えたキャップと、上記第1の容
器より冷却管に至る蒸留経路に接続される第1のライン
と、該第1のラインにメタノールを供給するポンプと、
上記第1のラインより分岐して電磁弁を備え、第1のラ
インに不活性ガスを供給する第2のラインと、冷却管下
端の流出口の外部を洗浄するため流出口外部にメタノー
ルを吹付けるノズルと、該ノズルにメタノールを供給す
る第2の分注器と、上記ポンプと第2のラインの電磁弁
を制御するシーケンサーを設けたことを特徴とする。
【0016】本発明によると、蒸留処理後、試薬注入管
と冷却管の相方にポンプの駆動により供給されるメタノ
ールを通し、かつ第2の分注器により試薬注入管の流出
口外部にメタノールを吹付けることにより、上記両管の
管内と、第2の容器の留出液に浸かる流出口外部が洗浄
され、ついで第2のラインの電磁弁を開いて両管に不活
性ガスを通すことにより管内に残る残液が吐出され、か
ゝる一連の動作がシーケンサーの制御により自動的に行
われる。なお、第1の容器内には、試薬注入管を洗浄し
たメタノールが溜まるが、使用済みの第1の容器はキャ
ップを取り外したのち別途洗浄される。
【0017】請求項4に係わる発明は、第4の目的を達
成するホウ素蒸留装置に関するもので、請求項1に係わ
る発明において、上記キャップに取付けられ、第1の容
器内の試料溶液の液温を検出する温度センサーと、第2
の容器の溶液の液面レベルを検出するレベルセンサー
と、第1の容器より冷却管に至る蒸留経路に設けられる
電磁弁と、上記第1の容器より冷却管に至る蒸留経路に
接続される第1のラインと、該第1のラインにメタノー
ルを供給するポンプと、第1のラインより分岐して電磁
弁を備え、第1のラインに不活性ガスを供給する第2の
ラインと、冷却管下端の流出口の外部を洗浄するため流
出口外部にメタノールを吹付けるノズルと、該ノズルに
メタノールを供給する第2の分注器と、上記攪拌手段、
第1及び第2の分注器、加熱手段、各電磁弁、ポンプを
制御するシーケンサーを設け、該シーケンサーが攪拌手
段、加熱手段、第1の分注器、蒸留経路中の電磁弁を制
御して第1の容器内の試料溶液の攪拌と、試料溶液への
メタノールの定流量の供給と、加熱された試料溶液の設
定温度への維持を行って蒸留処理を行い、第2の容器の
溶液の液面レベルが設定レベルに達すると、蒸留経路の
電磁弁を閉じ、その後、ポンプ、第2の分注器、第2の
ラインの電磁弁を制御して試薬注入管及び冷却管下部の
流出口外部にメタノールを供給して上記両管の管内及び
流出口外部を洗浄し、ついで上記両管に不活性ガスを供
給して管内に残留する残液を吐出させる洗浄処理を行う
ことを特徴とする。
【0018】本発明によると、JIS G−1227で
規定する鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法における蒸留
過程とラインの洗浄を自動化することができる。
【0019】請求項5に係わる発明は、第5の目的を達
成するホウ素蒸留装置に関するもので、請求項4に係わ
る発明において、試薬注入管、接続管及び温度センサー
を備えたキャップを取付けた第1の容器を複数設置し、
これら第1の容器の各試薬注入管をそれぞれ電磁弁を備
えた第3のラインを介して一つの分注器に接続すると共
に、各接続管をそれぞれ電磁弁を備えた蒸留経路を介し
て一つの冷却管に接続する一方、第2の容器と洗浄液を
受ける廃液容器を載せる昇降かつ回転又はスライド可能
な台と、該台の昇降機構と、台を一定角度回動させる
か、又は一定量スライドさせる切換機構を設け、上記シ
ーケンサーが更に上記第3のラインに設けられる電磁
弁、台の昇降機構、切換機構を制御し、一つの第1の容
器において蒸留と洗浄が行われると、該容器に接続され
る第1、第2及び第3のラインと蒸留経路に設けられる
電磁弁が閉じられると共に、次の第1の容器に接続され
る第1、第2及び第3のラインと蒸留経路に設けられる
電磁弁が開き、かつ台の昇降と回動又はスライドが行わ
れて容器の切換えが行われることを特徴とする。
【0020】本発明によると、一つの第1の容器の検体
で蒸留過程と管の洗浄が行われると、シーケンサーが第
1、第2及び第3のラインと蒸留経路に設けられる電磁
弁と、台の昇降及び切換機構を制御し、次の容器の検体
で同様の処理が行われ、これにより、各検体の蒸留過程
と管の洗浄を連続して次々と行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】ベース1上には、加熱手段である
ホットプレート2をそれぞれ備えた三台の脚付き台3が
設置され、各台3上にはそれぞれ第1の容器である蒸留
フラスコ4が置かれている。
【0022】蒸留フラスコ4はそれぞれ着脱可能に取着
されるキャップ6を有し、各キャップ6には試薬注入管
7と、接続管8と、試料溶液の温度を検出する温度セン
サ(図示しない)が取付けられている。そして試薬注入
管7は、下端が蒸留フラスコ4に入れられる試料溶液
(図示しない)に浸けられる一方、第3のラインを構成
する電磁弁11を備えたライン9a、ライン9b、電磁
三方切換弁12、ライン9cを介してピストンを備えた
シリンダーよりなる第1の分注管13に接続され、該分
注器13のピストン14は、分注器13の上下端に設け
たポートにエアや作動油等の圧力流体を供給することに
よって進退し、後退(図1においては上昇)時にライン
9c、電磁三方切換弁12、ライン9dを介してメタノ
ールタンク15よりメタノールを吸引し、前進(図1に
おいては降下)時に吸引したメタノールを押出してライ
ン9c、三方切換弁12、ライン9b、電磁弁11、ラ
イン9a及び試薬注入管7を経て蒸留フラスコ4内に供
給されるようになっている。
【0023】ライン9aにはまた、これより分岐するラ
イン9eに電磁弁16が設けられ、該電磁弁16を開け
ることによって不活性ガスであるアルゴンガスが電磁弁
16、ライン9e、ライン9a及び試薬注入管7を経て
蒸留フラスコ内の試料溶液中に吹き出し、攪拌手段であ
るバブリングを行って試料溶液を攪拌するようになって
いる。
【0024】接続管8は、蒸留経路を構成し、電磁弁1
8を備えたライン9fとライン9gを介して冷却管19
に接続され、冷却管19はジャケット状をなして10℃
以下の冷水が通され、蒸留フラスコ4から出る蒸留ガス
を冷却して下端の流出口19aより第2の容器である受
器21に留出するようになっており、受器21には水酸
化ナトリウム溶液が規定量入れられている。接続管8に
はまた、ガスパージする際にガスを放出するライン9h
が分岐して接続され、該ライン9hには電磁弁40が設
けられている。
【0025】第1のラインを構成し、ライン9gより分
岐するライン9iには、電磁弁23とポンプ24が設け
られ、該ポンプ24が上記メタノールタンク15よりラ
イン9jを介してメタノールを吸引し、ライン9i、ラ
イン9g、ライン9f及び接続管8を介して蒸留フラス
コ4に供給すると共に、電磁弁26を介して冷却管19
に供給し、上記各ライン9i、9g、9f、接続管8及
び冷却管19を洗浄するようになっており、冷却管19
を洗浄したメタノールは流出口19aより廃液容器(図
示しない)に排出される。
【0026】ライン9iにはまた、電磁弁28を有する
第2のラインであるライン9kが分岐して接続され、不
活性ガスのアルゴンガスがライン9k、電磁弁28を経
てライン9iに通され、上述するように、メタノールが
通されたラインや接続管8、冷却管19等に残る残液を
吐出させるようにしてある。
【0027】複数の受器21と廃液受器がターンテーブ
ル29上に周方向に交互に並べて置かれ、ターンテーブ
ル29が一定角度回動することにより冷却管19の流出
口19a下に受器19又は廃液容器が位置し、受器や容
器の切換えが行えるようになっている。そして処理を開
始する際、ターンテーブル29の回転開始位置が冷却管
19の流出口19a下にあるとき、ターンテーブル29
の回転開始位置に受器21が有るか否かを検出するセン
サー(図示しない)が設けられている。
【0028】ターンテーブル29はまた昇降機構により
昇降可能で、上昇位置で冷却管19の流出口19aが受
器21内の水酸化ナトリウム溶液に浸けられ、切換機構
であるパルスモータ(図示しない)により一定角度ずつ
回動するようになっており、ターンテーブル29を回動
するときには、ターンテーブル29は降下し、受器21
と冷却管下端部の流出口19aがぶつからないようにし
てある。
【0029】冷却管19の流出口19aに取着のサポー
ト31には、受器21内の溶液レベルを検出するレベル
センサ32と、留出口19aの外部をメタノールで洗浄
するためのノズル33が取付けられ、ノズル33に接続
されるライン9lは電磁三方切換弁35を介してライン
9mに接続され、第2の分注器36がライン9mに接続
されている。
【0030】第2の分注器36はシリンダーより構成さ
れ、ピストン37が上昇すると、ライン9m及びライン
9nを介してメタノールタンク15よりメタノールを吸
引し、ピストンの降下により吸引したメタノールをライ
ン9mに押出し、ライン9lを介してノズル33より吹
出し、流出口19a外側を洗浄するようになっている。
【0031】図2において、39は各電磁弁11、1
2、16、18、23、26、28、35、40、4
1、分注器13、36、ポンプ24、ターンテーブル2
9の昇降機構及びパルスモータ等をシーケンス制御する
シーケンサーで、タイマーを有し、かつターンテーブル
上の回転開始位置における受器21の有無を検出するセ
ンサー(図示しない)からの検出信号により処理を続行
するか否かを決定する機能、すなわち容器21を検出し
ないときには処理を停止する機能、電磁弁28、18、
26及び40を開にしてアルゴンガスでラインや管内の
パージを行う機能、分注器13を制御してメタノールタ
ンク15よりメタノールを吸引したのち、電磁弁12を
切換え、処理しようとする検体が入った蒸留フラスコ4
の電磁弁11を開にした状態で吸引したメタノールを吐
出し、試薬注入管7よりフラスコ内の試料溶液中に添加
する機能、温度センサ(図示しない)が検出した試料溶
液の液温が設定温度(165±5℃)に維持されるよう
にホットプレート2の温度制御を行う機能、レベルセン
サ32で検出した受器21内の留出液の液面レベルが設
定値(35ml)に達すると、電磁弁26を閉じ、ターン
テーブル29の昇降機構及びパルスモータを制御してタ
ーンテーブルを降下させたのち一定角度回動させる機
能、電磁弁23、18、26を開にしてポンプ24を駆
動し、メタノールタンク15より吸い上げたメタノール
を第1のラインのライン9i及びライン9g、9f、試
薬注入管7、冷却管19に供給して洗浄し、設定時間洗
浄後、ポンプ24の駆動を停止して電磁弁23を閉じる
と共に、電磁弁28を開いてアルゴンガスを通し、上記
ライン9i、9g、9f及び試薬注入管7、冷却管19
内に残る残液を吐出する機能等を行うようになってい
る。
【0032】本装置は以上のように構成され、蒸留フラ
スコ4に入れられた検体である試料溶液の蒸留処理は次
のようにして行われる。先ずベース1上の各台3上にそ
れぞ前述の調整過程を終えた規定量の試料溶液が入った
蒸留フラスコ4を置き、各蒸留フラスコ4に試薬注入管
7と接続管8と図示しない温度センサを取付けたキャッ
プ6を取付ける。そして水酸化ナトリウム溶液を規定量
の5ml入れた受器21と図示しない廃液容器をターンテ
ーブル29上に円周方向に交互に置いて図1に示すよう
にセットする。
【0033】次にシーケンサー39の処理開始スケッチ
を押す。すると、先ず電磁弁28、18、26及び40
を開き、ライン9i、9g、9f、接続管8及び冷却管
19にアルゴンガスを吹き込んでパージする。蒸留フラ
スコ4内に吹き込まれたアルゴンガスは、ライン9hの
開放された電磁弁40を通って大気中に放出される。
【0034】次にターンテーブルが回動して回転開始位
置を冷却管19の流出口19a下に位置させ、センサー
が回転開始位置上の容器21の有無を検出する。容器有
を検出しないと、以後の処理が停止され、容器有が検出
されると、以下の処理が続行される。
【0035】すなわち、冷却管19に10℃以下の冷水
を通し、かつホットプレート2の加熱を開始すると共
に、ターンテーブル29を上昇させて冷却管下部の流出
口19aを容器21内の水酸化ナトリウム溶液に浸け
る。そして電磁弁16を開いてアルゴンガスを試薬注入
管7より蒸留フラスコ内の試料溶液中に吹き出しバブリ
ングする。
【0036】設定時間バブリング後、電磁弁28を閉
じ、ついで分注器13がメタノールタンク15よりメタ
ノールを規定量の50ml吸引し、ついで三方切換弁12
を切換え、かつ処理しようとする検体が入った蒸留フラ
スコ4の電磁弁11を開いて、分注器13よりメタノー
ルを10ml/minの割合で試薬注入管7より試料溶液中に
添加する。かゝるメタノールの分注処理を5分間行った
のち、電磁弁16を開いて試薬注入管7をガスパージす
る。
【0037】設定時間ガスパージを行ったのち、ライン
9hの電磁弁を閉じ、かつホットプレート2を上昇させ
て蒸留フラスコ4に当て、加熱を開始する。ホットプレ
ート2は、このときまでに160〜170℃に加熱され
ている。
【0038】加熱開始後、設定時間が経過すると、電磁
弁16を開いて再度バブリングが行われ、バブリングと
加熱が並行して蒸留が行われる。このバブリングは加熱
開始と同時に行うようにしてもよい。
【0039】蒸留されたガスは、ライン9f、電磁弁1
8、ライン9g、電磁弁26を通って冷却管19に送ら
れ、ここで冷却されて容器21内の水酸化ナトリウム溶
液中に留出する。
【0040】この間、レベルセンサー32が容器21内
の液面レベルを検出し、液面レベルが流出量30mlとな
る設定レベルに達すると(加熱開始後25〜30分程
度)、その検出信号により電磁弁26が閉じると共に、
ホットプレート2が降下して蒸留フラスコ4の加熱を停
止し、かつターンテーブル29が降下かつ一定角度回動
して冷却管流出口19a下の受器21を廃液容器に切換
える。
【0041】レベルセンサー32からの検出信号により
また、電磁弁23が開くと共に、ポンプ24が駆動さ
れ、メタノールタンク15よりメタノールを吸い込んで
ライン9i、9g、9f及び接続管8を通って蒸留フラ
スコ4に上方より供給し、上記ライン9i、9g、9f
及び接続管8の洗浄を行う。洗浄が設定時間行われる
と、ポンプ24が停止すると共に電磁弁23が閉じ、か
つ電磁弁16及び28が開いて、上記ライン9i、9
g、9f、接続管8及びライン9e、9a、試薬注入管
7にアルゴンガスが供給されて各ラインや管内に残留す
る残液を吐出する。
【0042】アルゴンガスの供給が設定時間行われる
と、電磁弁28、18が閉じ、かつ電磁弁23、26が
開くと共に、ポンプ24が駆動されてメタノールタンク
15よりメタノールを吸い込んで、ライン9i、9gを
経て冷却管19に供給し、流出口19aまでを洗浄して
洗浄液を廃液容器に滴下する。これと同時に三方切換弁
35が切換えられて分注器36がメタノールタンク15
よりメタノールを一定量吸い込み、吐出して切換えられ
た切換弁35、ライン9lを経てノズル33より流出口
外側にメタノールを吹付け洗浄する。この洗浄は、複数
回繰り返して行われ、洗浄後は切換弁35、41の切換
操作を行ってエアを吸引吐出する空打ちを複数回繰り返
し、ライン9lに残る残液を吐出する。
【0043】以上のようにして洗浄処理が行われ、洗浄
処理後、ターンテーブル29が一定角度回動して上昇
し、新しい別の容器21内の水酸化ナトリウム溶液中に
冷却管下部の流出口19aを浸ける。そして別の蒸留フ
ラスコ4に対して上述の蒸留処理と、洗浄処理が同様に
して行われる。
【0044】なお、蒸留及び洗浄処理後、蒸留フラスコ
4はキャップ6を取外して台3上より取り去り、別途洗
浄する。使用済みの蒸留フラスコ4を取り去った後の台
3上には、新たな検体を入れた蒸留フラスコ4が置か
れ、キャップ6を取付けてセットする。以上のようにし
て各蒸留フラスコ4の蒸留及び洗浄処理が次々と連続し
て行われる。
【0045】
【発明の効果】請求項1に係わる発明によると、JIS
G−1227で規定する蒸留処理過程において、メタ
ノールを試料溶液中に設定時間内で均等に添加する作業
を自動化することができる。
【0046】請求項2に係わる発明によると、蒸留フラ
スコ中の試料溶液がJIS G−1227で規定する蒸
留処理過程において、試料溶液を設定温度に維持し、か
つ第2の容器に溜まる留出液が設定レベルに達したとき
留出を停止する作業が自動化され、付きっ切りの作業を
不要にすることができる。
【0047】請求項3に係わる発明によると、蒸留処理
後のラインの洗浄を自動的に行うことができる。請求項
4に係わる発明によると、JIS G−1227で規定
する蒸留処理のほか、管の洗浄処理を自動的に行うこと
ができる。
【0048】請求項5に係わる発明によると、各検体に
おける上述の蒸留処理と洗浄を次々と連続して自動的に
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ホウ素蒸留装置の全体構成を示す図。
【図2】ブロック図。
【図3】従来のホウ素蒸留装置を示す図。
【符号の説明】
1・・ベース 2・・ホットプレート 3・・脚付き台 4・・蒸留フラスコ 6・・キャップ 7・・試薬注入管 8・・接続管 9a、9b、9c、9d、9f、9g、9h、9i、9
j、9k、9l、9m、9n・・ライン 11、16、18、23、26、28、40・・電磁弁 13、36・・分注器 14、37・・ピストン 15・・メタノールタンク 19・・冷却管 21・・受器 24・・ポンプ 29・・ターンテーブル 32・・レベルセンサ 33・・ノズル 39・・シーケンサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 1/28 G01N 31/00 Y 4D076 1/36 B08B 9/06 4G068 31/00 G01N 1/28 X K Y (72)発明者 堀田 陽一 広島県呉市昭和町11−1 日新製鋼株式会 社呉製鉄所内 (72)発明者 山田 博茂 広島県大竹市南栄3丁目4番13号 株式会 社旭製作所内 Fターム(参考) 2G042 AA01 BA20 BB15 CA03 CB06 EA05 FA02 FB02 GA01 2G052 AA12 AD32 AD46 EB03 FB02 FB10 FD09 HC22 2G055 CA28 EA02 EA04 3B116 AA12 AB53 BB21 BB62 CC03 3B201 AA12 AB53 BB21 BB62 BB95 CC12 4D076 AA16 AA22 BB21 BC01 CD42 DA12 DA22 EA02Y EA03Y EA08X EA12X EA15X EA47 EA49 HA14 JA05 4G068 AA02 AB11 AC20 AD24 AE02 AF02 AF29 AF37

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法におい
    て、鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた試
    料溶液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられる
    ホウ素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる第
    1の容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2の
    容器と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌手
    段と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によっ
    て加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上記
    第2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷却
    管と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の容
    器内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管及び
    上記冷却管との接続管を備えたキャップと、ピストンを
    備えたシリンダーよりなり、ピストンの進退によりメタ
    ノールを吸引或いは上記試薬注入管に吐出する第1の分
    注器を設けたことを特徴とするホウ素蒸留装置。
  2. 【請求項2】鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法におい
    て、鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた試
    料溶液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられる
    ホウ素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる第
    1の容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2の
    容器と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌手
    段と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によっ
    て加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上記
    第2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷却
    管と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の容
    器内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管、冷
    却管との接続管及び上記試料溶液の液温を検出する温度
    センサーを備えたキャップと、第2の容器の溶液の液面
    レベルを検出するレベルセンサーと、第1の容器より冷
    却管に至る蒸留経路に設けられる電磁弁と、上記温度セ
    ンサーにより検出された温度が設定温度となるように上
    記加熱手段を制御し、かつレベルセンサーにより検出さ
    れた溶液のレベルが設定レベルに達したとき、上記蒸留
    経路に設けられる電磁弁を制御して蒸留経路を閉じるシ
    ーケンサーを設けたことを特徴とするホウ素蒸留装置。
  3. 【請求項3】鉄鋼材料中のホウ素の湿式分析法におい
    て、鉄鋼材料の粉末を酸と共に加熱溶解して得られた試
    料溶液を蒸留してホウ素を蒸留分離するのに用いられる
    ホウ素蒸留装置であって、上記試料溶液が入れられる第
    1の容器と、水酸化ナトリウム溶液が入れられる第2の
    容器と、上記第1の容器内の試料溶液を攪拌する攪拌手
    段と、上記第1の容器の加熱手段と、該加熱手段によっ
    て加熱され、蒸留される試料溶液のガスを冷却し、上記
    第2の容器の水酸化ナトリウム溶液中に留出させる冷却
    管と、上記第1の容器に着脱可能に取着され、第1の容
    器内の試料溶液にメタノールを添加する試薬注入管及び
    上記冷却管との接続管を備えたキャップと、上記第1の
    容器より冷却管に至る蒸留経路に接続される第1のライ
    ンと、該第1のラインにメタノールを供給するポンプ
    と、上記第1のラインより分岐して電磁弁を備え、第1
    のラインに不活性ガスを供給する第2のラインと、冷却
    管下端の流出口の外部を洗浄するため流出口外部にメタ
    ノールを吹付けるノズルと、該ノズルにメタノールを供
    給する第2の分注器と、上記ポンプと第2のラインの電
    磁弁を制御するシーケンサーを設けたことを特徴とする
    ホウ素蒸留装置。
  4. 【請求項4】上記キャップに取付けられ、第1の容器内
    の試料溶液の液温を検出する温度センサーと、第2の容
    器の溶液の液面レベルを検出するレベルセンサーと、第
    1の容器より冷却管に至る蒸留経路に設けられる電磁弁
    と、上記第1の容器より冷却管に至る蒸留経路に接続さ
    れる第1のラインと、該第1のラインにメタノールを供
    給するポンプと、第1のラインより分岐して電磁弁を備
    え、第1のラインに不活性ガスを供給する第2のライン
    と、冷却管下端の流出口の外部を洗浄するため流出口外
    部にメタノールを吹付けるノズルと、該ノズルにメタノ
    ールを供給する第2の分注器と、上記攪拌手段、第1及
    び第2の分注器、加熱手段、各電磁弁、ポンプを制御す
    るシーケンサーを設け、該シーケンサーが攪拌手段、加
    熱手段、第1の分注器、蒸留経路中の電磁弁を制御して
    第1の容器内の試料溶液の攪拌と、試料溶液へのメタノ
    ールの定流量の供給と、加熱された試料溶液の設定温度
    への維持を行って蒸留処理を行い、第2の容器の溶液の
    液面レベルが設定レベルに達すると、蒸留経路の電磁弁
    を閉じ、その後、ポンプ、第2の分注器、第2のライン
    の電磁弁を制御して試薬注入管及び冷却管下部の流出口
    外部にメタノールを供給して上記両管の管内及び流出口
    外部を洗浄し、ついで上記両管に不活性ガスを供給して
    管内に残留する残液を吐出させる洗浄処理を行うことを
    特徴とする請求項1記載のホウ素蒸留装置。
  5. 【請求項5】試薬注入管、接続管及び温度センサーを備
    えたキャップを取付けた第1の容器を複数設置し、これ
    ら第1の容器の各試薬注入管をそれぞれ電磁弁を備えた
    第3のラインを介して一つの分注器に接続すると共に、
    各接続管をそれぞれ電磁弁を備えた蒸留経路を介して一
    つの冷却管に接続する一方、第2の容器と洗浄液を受け
    る廃液容器を載せる昇降かつ回転又はスライド可能な台
    と、該台の昇降機構と、台を一定角度回動させるか、又
    は一定量スライドさせる切換機構を設け、上記シーケン
    サーが更に上記第3のラインに設けられる電磁弁、台の
    昇降機構、切換機構を制御し、一つの第1の容器におい
    て蒸留と洗浄が行われると、該容器に接続される第1、
    第2及び第3のラインと蒸留経路に設けられる電磁弁が
    閉じられると共に、次の第1の容器に接続される第1、
    第2及び第3のラインと蒸留経路に設けられる電磁弁が
    開き、かつ台の昇降と回動又はスライドが行われて容器
    の切換えが行われることを特徴とする請求項4記載のホ
    ウ素蒸留装置。
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