JP2007040731A - 土壌試料の試験溶液自動作製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】土壌試料を試験容器へ秤量した後は、振とう機での振とうが終了するまで、人手をかけずに行える土壌試料の試験溶液自動作製装置を提供すること。
【解決手段】土壌試料の入った試験容器５は、ベルトコンベア１で搬送中に、バキュームパッド９により、キャップをはずされ、水用定量自動添加機８あるいは塩酸用定量自動添加機１０による溶媒添加後、再びキャップされ、ベルトコンベア２を介して、振とう用ベルトコンベア３の６列のベルト上に次々と搬送される。振とう用ベルトコンベア３は、試験容器５と共に振とう機１５にセットされる。振とう後、試験容器５は、ベルトコンベア４に排出され、第２集積台１６に集積される。振とう機１５の稼動中にベルトコンベア２に搬送されてきた試験容器５は、一時的に第１集積台１１にストックされ、振とう後の試験容器５が排出された後、振とう用ベルトコンベア３に搬送され、振とう機１５にセットされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、土壌汚染調査を行うに際し、採取してから所定の工程を経て調製された土壌試料に、溶媒を混合し振とうすることによって、分析用の試験溶液を自動的に作製する装置に関する。

土壌汚染対策法に基づいて土壌調査を行うに際しては、例えば、調査対象地を所定の面積で複数の区画に分割しておき、１区画ごとに、５地点で深度の異なる２箇所から、即ち合計１０箇所から土壌を採取し、それらを、風乾，異物除去，混合などの所定の工程で処理することにより、その区画の土壌試料として調製することになっている。そのようにして調製された土壌試料は、その後、試験容器に所定量入れられ、そこに、溶媒を混合し、振とうすることによって分析用の試験溶液が作製されるが、その試験溶液には、溶出試験溶液と含有試験溶液の２種類があり、夫々の作成方法が、次にように定められている。

先ず、溶出試験溶液の場合は、試料（単位ｇ）と水（水素イオン濃度指数が5.8以上6.3以下）とを重量体積比１０％の割合で混合し、かつ、その混合液が５００ｍｌ以上となるようにした試験溶液を、常温（おおむね２０℃）常圧（おおむね１気圧）で振とう機（あらかじめ振とう回数を毎分約２００回に、振とう幅を４cm以上５cm以下に調整したもの）を用いて、６時間連続して振とうすると定められている。また、含有試験溶液の場合は、試料６ｇ以上を量り採り、試料（単位ｇ）と溶媒（純水に塩酸を加え塩酸が1mol／lとなるようにしたもの）（単位ml）とを重量体積比３％の割合で混合した試験溶液を室温（おおむね２０℃）常圧(おおむね１気圧)で振とう機（あらかじめ振とう回数を毎分約２００回に、振とう幅を４cm以上５cm以下に調整したもの）を用いて、２時間連続して振とうすると定められている。

そこで、調製後の試料から分析用の試験溶液を作製するためには、調製された沢山の試料を各々の試験容器へ秤量すること、それからそれらの試験容器内へ水あるいは酸を必要量添加すること、その後それらの試験容器を振とう機にセットすること、試験容器内の溶液を振とう機で振とうすることなどが必要になるが、従来は、振とう機で振とうすること以外は、工程間における試験容器の運搬も含めて、その殆どの作業を人手によって行っていた。

ところで、振とう機には、通常、数１０本の試験容器がセットされる。そして、上記したように、試料に水を添加したものの場合には、振とう機で６時間の振とうを要することになっている。ところが、従来は、上記のように、試験容器への試料の秤量から振とう機への試験容器のセット修了までを、すべて人手によって行っていたため、その間の作業が極めて非効率的であるという問題点があった。また、そのため、数１０本の試験容器を振とう機にセットし終わるまでには、かなりの時間がかかってしまい、それだけ、振とう機の稼動開始時間が遅くなってしまうことから、試料に水を添加したものの場合には、作業者の正規の就業時間が終わった後に、その日の１回目の振とうが終了するということもあった。そのため、正規の就業時間中には、次に振とう機にセットする試験容器の準備が整っていたとしても、それらの試験容器を振とう機にセットすることができないし、それを可能にするためには、作業者の残業が必要になってしまうという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、調製後の土壌試料から分析用の試験溶液を作製するに際し、最初に土壌試料を試験容器へ秤量した後は、振とう機での振とうが終了するまで、人手をかけずに行えるようにした土壌試料の試験溶液自動作製装置を提供することである。また、振とうが終了したときには、自動的に、待機中の次の試験容器を振とう機にセットし、試験容器内の試験溶液の振とうも行えるようにした土壌試料の試験溶液自動作製装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明における土壌試料の試験溶液自動作製装置は、土壌試料を所定量入れた試験容器を１列にして搬送する投入充填用ベルトコンベアと、搬送されてきた試験容器のキャップを投入充填用ベルトコンベア上で所定時間だけはずすキャップ着脱機と、キャップ着脱機がキャップをはずしている間に試験容器内に所定量の溶媒を添加する溶媒用定量自動添加機と、並行状態に配置された複数列のベルトを有しておりキャップ着脱機によってキャップを締めた試験容器が搬送されてくるとその搬送方向とは直交する方向へ移動して次々と各ベルト上に所定本数ずつの試験容器を載置しそれらの試験容器と共に上記直交方向へ移動して振とう機上にセットされ振とう終了後は振とう機上から上記とは逆方向に復帰移動する振とう用ベルトコンベアと、を備えているようにする。

その場合、前記振とう用ベルトコンベアの後段に排出用ベルトコンベアが配置されていて、前記振とう用ベルトコンベアから搬送されてくる振とう後の試験容器を引き継いで搬送するようにしてもよいし、そのようにした場合には、前記投入充填用ベルトコンベアと前記振とう用ベルトコンベアとの間に集積導入用ベルトコンベアが配置されていて、該集積導入用ベルトコンベアは、前記投入充填用ベルトコンベアから搬送されてきた試験容器を引き継いで前記振とう用ベルトコンベアに搬送すると共に、前記振とう用ベルトコンベアが前記振とう機上に移動されているときには、該集積導入用ベルトコンベア上の試験容器が、所定本数ごとに該集積導入用ベルトコンベアの側方に配置された集積台に集積され、前記振とう用ベルトコンベアが復帰移動して、前記振とう後の試験容器が前記排出用ベルトコンベアに搬送されると、該集積台上の試験容器が順に該集積導入用ベルトコンベアに戻され、前記振とう用ベルトコンベアに搬送されていくようにすると、好適な装置が得られる。更に、その場合、前記排出用ベルトコンベアに搬送されてきた前記振とう後の試験容器が、前記排出用ベルトコンベア上から所定本数ごとに、前記排出用ベルトコンベアの側方に配置されている第２の集積台に集積されるようにすることも可能である。

また、前記溶媒用定量自動添加機は、水用定量自動添加機又は塩酸用定量自動添加機であるようにしてもよい。しかし、前記溶媒用定量自動添加機が二つ備えられていて、一方が水用定量自動添加機であり、他方が塩酸用定量自動添加機であるようにすると、一層好適な装置になる。

本発明は、調製後の土壌試料から分析用の試験溶液を作製するに際し、最初に土壌試料を試験容器へ秤量した後は、振とう機での振とうが終了するまで、全く人手をかけずに行えるようにしたため、分析用の試験溶液を、効率的に作製することが可能になり、特に、振とう機による振とうが終了したとき、自動的に、待機中の次の試験容器を振とう機にセットし、それらの試験溶液の振とうも行えるようすることによって、作業者が付いていなくても大量の本数の試験溶液を作製することも可能になるという特徴がある。

本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。尚、本発明の土壌試料の試験溶液自動作製装置は、最初に、所定量の土壌試料を試験容器に入れ、それをベルトコンベアに載せるまでは作業者が行い、その後における溶媒の添加や振とう機へのセットは、作業者が付いていなくても自動的に行われるようにしたものであるが、実施例は、既に振とう機に試験容器がセットされていて、試験溶液が振とう中のときには、次の試験容器を待機させておき、前の振とうが終了すると、待機中の試験容器を振とう機に自動的にセットし、それらの試験溶液の振とうも行えるように構成したものである。

最初に図示された本実施例の構成を説明するが、図１は、本実施例の装置の設置ラインを上方から見た概要説明図であり、図２は、図１を下方から見た図、即ち設置ラインを側方から見た概要説明図である。先ず、図１において、右から左にかけて、投入充填用ベルトコンベア１，集積導入用ベルトコンベア２，振とう用ベルトコンベア３，集積導入用ベルトコンベア４が配置されており、試験容器５は、全体として右から左へ搬送されて行くようになっている。また、これらのベルトコンベアのうち、振とう用ベルトコンベア３だけは、並設された６本のベルトを有しているが、実際には、２本を一組とした三つのブロックから構成されており、各ブロックごとに、図の上下方向へ移動させることが可能になっている。そして、それらの各ベルトは、二つの集積導入用ベルトコンベア２，４の間において、試験容器５を左方へ移動させ得るようになっている。

図１の一番右端には、秤量用作業台６が置かれており、その上には、装置全体の作動をコントロールするための制御盤７が設置されている。また、秤量用作業台５の左側には、一つの台の上に、右から左へ順に、水用定量自動添加器８，キャップはずしバキュームパッド９，塩酸用定量自動添加器１０が設置されており、それらを詳細に図示していないとはいえ、それらの設置形態は、図２と併せて見ることによって理解し易くしてある。また、図１においては、集積導入用ベルトコンベア２の上側、即ち試験容器５の搬送方向の右側に第１集積台１１が設置され、下側、即ち試験容器５の搬送方向の左側に集積用プッシャーシリンジ１２が設置されているが、その第１集積台１１には、集積ストック用コンベア１３と集積戻し用プッシャーシリンジ１４が付設されている。

図１において、振とう用ベルトコンベア３の上側、即ち試験容器５の搬送方向の右側に振とう機１５が設置されているが、図２から分かるように、振とう用ベルトコンベア３は、振とう機１５より高い位置に設置されていて、振とう用ベルトコンベア３全体が、振とう機１５の上方まで移動できるようになっている。そして、振とう用ベルトコンベア３全体が振とう機１５の上方まで移動したとき、試験容器５が振とう機１５にセットされたことになる。また、図１において、集積導入用ベルトコンベア４の上側、即ち試験容器５の搬送方向の右側には第２集積台１６が設置され、下側、即ち試験容器５の搬送方向の左側には集積用プッシャーシリンジ１７が設置されている。

次に、この装置によって、１２０本の試験容器５内で分析用の試験溶液が作製される場合を説明する。先ず、土壌試料を試験容器５へ秤量し、秤量済みの試験容器５を投入充填用ベルトコンベア１に載せるが、これだけは、作業者が、秤量用作業台６のところで行う。そして、投入充填用ベルトコンベア１に次々と載せられた試験容器５は、左方へ１列に搬送されてゆくが、所定の位置にくると、投入充填用ベルトコンベア１上において、キャップはずしバキュームパッド９によってキャップをはずされ、水用定量自動添加機８あるいは塩酸用定量自動添加機１０により、指定された濃度に調製されている水あるいは塩酸を５００ｍｌ添加した後、キャップはずしバキュームパッド９によって再びキャップされ、集積導入用ベルトコンベア２に搬送される。

集積導入用ベルトコンベア２には、このようにして、５本の試験容器５が載せ得るようになっているが、最初の５本の試験容器５が載せられたときには、振とう機１５は未だ稼動しておらず、振とう用ベルトコンベア３は図１に示された初期位置にあるので、試験容器５は、そのまま、まっすぐ搬送され、振とう用ベルトコンベア３の１列目のベルトに１０本まで載置される。それが終わると、振とう用ベルトコンベア３は、ベルト１列分だけ振とう機１５側へ移動されるので、今度は、２列目のベルトに次々と１０本の試験容器５が搬送されていく。そして、それが終わると、上記の構成説明でも述べたように、振とう用ベルトコンベア３は三つのブロックに構成されているため、１列目のベルトと２列目のベルトを有している第１ブロックだけは、振とう機１５の一番奥のセット位置まで移動させられる。

しかしながら、残りの二つのブロックは、上記と同様に、ベルト１列分だけ振とう機１５側へ移動されるので、その後は３列目のベルトに１０本の試験容器５が搬送されていく。同様にして、４列目のベルトに試験容器５が１０本載置されると、第２ブロックは、第１ブロックの隣のセット位置まで移動させられるが、第３ブロックは、ベルト１列分だけ振とう機１５側へ移動されるだけであり、その後は５列目のベルトに試験容器５が搬送されていく。同様にして、６列目のベルトにも１０本の試験容器５が載置されて、第３ブロックがセット位置へ移動されると、最初の６０本の試験容器５が、振とう機１５にセットされたことになり、振とう機１５は稼動する。

振とう機１５にセットされた試験容器５の試験溶液は、水を添加したもので６時間、塩酸を添加したもので２時間、振とうされる。ところが、この振とうが行われている間にも、水あるいは塩酸の添加された試験容器５が、次々と集積導入用ベルトコンベア２に搬送されてくる。そのため、それらについては、集積導入用ベルトコンベア２に載せられた５本の試験容器５を１セットとして、集積用プッシャーシリンジ１２と集積ストック用コンベア１３によって、第１集積台１１に送り込み、合計６０本の試験容器５をストックする。しかしながら、作業者は、それより前に、最後の試験容器５を投入充填用ベルトコンベア１に載せ終わっているので、その時点からは、他の作業を行うことが可能になっており、正規の就業時間が終了すれば、帰宅することも可能となっている。

その後、所定の振とう時間が終了すると、振とう用ベルトコンベア３は、先ほどとは全く逆の作動をし、６本のベルトは、６列目のベルトから順に、二つの集積導入用ベルトコンベア２，４の間で停止させられ、各々の１０本の試験容器５を左方へ搬送する。そして、集積導入用コンベア４に載せられた試験容器５は、５本を１セットとし、６０本すべてが、集積用プッシャーシリンジ１７によって、第２集積台１６にストックされる。このとき、振とう用ベルトコンベア３は、既に、図１に示された初期位置に復帰していることになるので、第１集積台１１にストックされていた試験容器５は、集積戻し用プッシャーシリンジ１４によって、１セットごとに集積導入用ベルトコンベア２に戻され、順に振とう用ベルトコンベア３へ搬送されていく。そして、その後は、上記の場合と同様にして、振とう機１５にセットされ、所定時間の振とうが終了すると、合計１２０本の分析用の試験溶液が作製されたことになる。

尚、上記の説明は、１２０本の試験溶液を作製する場合であって、作業者の正規の就業時間中に、２回目の６０本分の秤量は済んでいるが、それらの試験容器５が未だ振とう機１５にセットされていない場合を前提にして説明した。しかしながら、正規の就業時間が終了する前に、２回目の振とうが開始されている場合もある。特に、塩酸を添加したものの場合には振とう時間が２時間であるから、その可能性は大きい。そのため、そのような場合や、作業者が残業できる場合には、第２集積台１６にストックされた試験溶液作製済みの試験容器５を取り除き、３回目の６０本の試験容器５の秤量を終わらせてから帰宅するようにすれば、１日に合計１８０本の試験溶液の作製が可能になる。要するに、本実施例の装置で試験溶液を作製する場合は、その日の最後に振とう機１５にセットする試験容器５を、投入充填用ベルトコンベア１に載せ終わりさえすれば、いつでも、装置から離れることができるということである。その場合、最後に振とう機１５にセットする試験容器５の本数は、６０本とは限らず、それより少なくてもよいことは言うまでもない。

また、本実施例の場合には、水用定量自動添加機８と塩酸用定量自動添加機１０の両方を設置しているが、溶出試験溶液専用の装置とする場合には、水用定量自動添加機８の方だけを設置すればよいし、含有試験溶液専用の装置とする場合には、塩酸用定量自動添加機１０の方だけを設置すればよい。また、本実施例のように、水用定量自動添加機８と塩酸用定量自動添加機１０の両方を設置した場合には、制御盤７の設定により、その日によって、いずれか一方を使用するようにしてもよいし、例えば最初の６０本に水を添加し、次の２０本に塩酸を添加するというようにすることも可能である。

また、本実施例の場合には、第１集積台１１と第２集積台１６を設置することによって、その日の最後に振とう機１５にセットする試験容器５を、投入充填用ベルトコンベア１に載せ終わりさえすれば、１日に、振とう機１５を自動的に複数回稼動させ得るようになっているが、本発明の装置は、そのような構成に限定されない。第１集積台１１と第２集積台１６を備えておらず、振とう機１５を自動的には複数回稼動させることのできない装置であっても、本発明の装置である。また、本実施例のように、第１集積台１１と第２集積台１６を設置する場合であっても、試験容器５の集積数を同じにする必要はなく、例えば、第２集積台１６の集積数を第１集積台１１の２倍にしておき、それらの全てを集積させてから装置が停止するようにしておけば、翌日の試験容器５の取り出し作業が容易になる。

更に、本実施例において、集積導入用ベルトコンベア４は、振とう用ベルトコンベア３から振とう後の試験容器５を排出し易くする役目もしているし、振とう後の試験容器５を第２集積台１６へ集積させるために、１セットを５本に規制する役目もしている。しかしながら、第２集積台１６を設けず、後者の役目をさせない場合もある。従って、そのような観点から、特許請求の範囲では、振とう用ベルトコンベアの後段に配置されるベルトコンベアを排出用ベルトコンベアといっている。

実施例の概要構成説明図である。 図１を下方から見た図である。

符号の説明

１ 投入充填用ベルトコンベア
２，４ 集積導入用ベルトコンベア
３ 振とう用ベルトコンベア
５ 試験容器
６ 秤量用作業台
７ 制御盤
８ 水用定量自動添加機
９ キャップはずしバキュームパッド
１０ 塩酸用定量自動添加機
１１ 第１集積台
１２，１７ 集積用プッシャーシリンジ
１３ 集積ストック用コンベア
１４ 集積戻し用プッシャーシリンジ
１５ 振とう機
１６ 第２集積台

Claims (6)

1. 土壌試料を所定量入れた試験容器を１列にして搬送する投入充填用ベルトコンベアと、搬送されてきた試験容器のキャップを投入充填用ベルトコンベア上で所定時間だけはずすキャップ着脱機と、キャップ着脱機がキャップをはずしている間に試験容器内に所定量の溶媒を添加する溶媒用定量自動添加機と、並行状態に配置された複数列のベルトを有しておりキャップ着脱機によってキャップを締めた試験容器が搬送されてくるとその搬送方向とは直交する方向へ移動して次々と各ベルト上に所定本数ずつの試験容器を載置しそれらの試験容器と共に上記直交方向へ移動して振とう機上にセットされ振とう終了後は振とう機上から上記とは逆方向に復帰移動する振とう用ベルトコンベアと、を備えていることを特徴とする土壌試料の試験溶液自動作製装置。
2. 前記振とう用ベルトコンベアの後段に排出用ベルトコンベアが配置されていて、前記振とう用ベルトコンベアから搬送されてくる振とう後の試験容器を引き継いで搬送するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の土壌試料の試験溶液自動作製装置。
3. 前記投入充填用ベルトコンベアと前記振とう用ベルトコンベアとの間に集積導入用ベルトコンベアが配置されていて、該集積導入用ベルトコンベアは、前記投入充填用ベルトコンベアから搬送されてきた試験容器を引き継いで前記振とう用ベルトコンベアに搬送すると共に、前記振とう用ベルトコンベアが前記振とう機上に移動されているときには、該集積導入用ベルトコンベア上の試験容器が、所定本数ごとに該集積導入用ベルトコンベアの側方に配置された集積台に集積され、前記振とう用ベルトコンベアが復帰移動して、前記振とう後の試験容器が前記排出用ベルトコンベアに搬送されると、該集積台上の試験容器が順に該集積導入用ベルトコンベアに戻され、前記振とう用ベルトコンベアに搬送されていくようにしたことを特徴とする請求項２に記載の土壌試料の試験溶液自動作製装置。
4. 前記排出用ベルトコンベアに搬送されてきた前記振とう後の試験容器が、前記排出用ベルトコンベア上から所定本数ごとに、前記排出用ベルトコンベアの側方に配置されている第２の集積台に集積されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の土壌試料の試験溶液自動作製装置。
5. 前記溶媒用定量自動添加機が、水用定量自動添加機又は塩酸用定量自動添加機であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の土壌試料の試験溶液自動作製装置。
6. 前記溶媒用定量自動添加機が二つ備えられていて、一方が水用定量自動添加機であり、他方が塩酸用定量自動添加機であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の土壌試料の試験溶液自動作製装置。