JP2010133811A - 断熱型カロリーメータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】真空容器22と、冷凍機により冷却される断熱容器フランジ28と、断熱容器フランジ28上に着脱可能に設けられた断熱容器29と、断熱容器29内で断熱容器フランジ28上に支持台35を介して設けられた上蓋付きアウターシールド30と、アウターシールド30内に設けられた上蓋付きインナーシールド31と、インナーシールド31内に設けられる試料セル32とを備え、インナーシールド31と試料セル32は、温度差が零となるように、それぞれに取り付けられた熱電対43及びヒータ44により制御される。
【選択図】図2
Description
(1)インナーシールド開口部は上方向きになるので、作業をする場合、見上げる姿勢よりも見下ろす方が非常に楽で安定する。上向き開口の場合、室内照明は容易にインナーシールド内部まで照らしてくれる。このため、リード線の状況、試料セルの位置、向きが常に正しいことを容易に確認できるようになる。
本件発明に係る断熱型カロリーメータの原理についてまず説明する。物質の熱容量Cの測定は、既知の熱量ΔQを加えたときの温度上昇ΔTを測定すれば、次式から熱容量Cを求めることができる。そして、この熱容量を質量で除すれば物質の比熱を決定することができる。
C=ΔQ/ΔT(J/K)
以上の構成からなる本発明に係る断熱型カロリーメータ20の実施例における作用を説明する。
図3によって、比較例である断熱型カロリーメータ50を説明する。架台足51にトッププレート52が支持されており、トッププレート52に真空容器フランジ53が取り付けられている。
以上が比較例の構成であるが、本件発明に係る断熱型カロリーメータ20の技術的特徴、効果等について、本発明の実施例をこの比較例の断熱型カロリーメータ50と比較すると、より明確となるので、以下において、本発明の実施例の技術的特徴、効果等を、この比較例と比較して説明する。
本発明の断熱型カロリーメータ20の測定、メインテナンス等においては、例えば、試料セル32の取り付け、取り外しの作業、熱電対のリード線の状況、試料セル32の位置、向きの確認の作業等、いろいろな作業が行われる。
本発明に係る断熱型カロリーメータ20によれば、断熱型カロリーメータ20全体を支えるためには、真空容器フランジ21に直接、支持足49を取り付ければよく、後記する比較例に必要な架台のように装置から張り出させる必要はないので、実験室スペースを余分に占拠することもなく、装置へのアクセス、作業スペースも支持足49によって遮られることはない。
本発明に係る断熱型カロリーメータ20によれば、真空容器22、断熱容器フランジ28、輻射シールド33はすべてそれぞれの下部に配置される真空容器フランジ21などに載せられた後、固定される。このため、真空容器22の下端のフランジを留めているボルト・ナットを外しても装置から真空容器22などが落下することはない。
1 断熱型カロリーメータ
2 断熱容器
3 インナーシールド
4 アウターシールド
5 冷凍機低温端
6 断熱容器フランジ
7 真空容器
8 試料セル
9 試料セル付設の温度計
10 試料セル付設のヒータ
11 試料セルとインナーシールドに取り付けられる熱電対
12 インナーシールド外面付設のヒータ
13 インナーシールド上蓋
14 インナーシールド上蓋とインナーシールドに取り付けられる熱電対
15 インナーシールド上蓋付設のヒータ
16 アウターシールド付設のヒータ
17 アウターシールドとインナーシールドに取り付けられる熱電対
18 ガス管
19 真空吸引管
(図2)
20 断熱型カロリーメータ
21 真空容器フランジ
22 真空容器
23 真空容器のフランジ
24 冷凍機低温端
25 ペルチェ素子冷凍機
26 水冷ヒートシンク
27 架台
28 断熱容器フランジ
29 断熱容器
30 アウターシールド
31 インナーシールド
33 輻射シールド
34 断熱容器下端のフランジ
35 支持台
36 アウターシールド上蓋
37 インナーシールド吊持用糸
38 インナーシールド上蓋
39 試料セル懸架用の糸
40 ガス管
41 試料セル付設の温度計
42 試料セル付設のヒータ
43 試料セルとインナーシールドに取り付けられた熱電対
44 インナーシールド付設のヒータ
45 インナーシールド上蓋とインナーシールドに取り付けられた熱電対
46 インナーシールド上蓋付設のヒータ
48 アウターシールドとインナーシールドに取り付けられた熱電対
(図3、図4)
50 断熱型カロリーメータ
51 架台足
52 トッププレート
53 真空容器フランジ
54 真空容器
55 真空容器のフランジ
56 2段式の冷凍機
57 冷凍機の中間段
58 輻射シールド取付用フランジ
59 輻射シールド
60 輻射シールドのフランジ
61 冷凍機低温端
62 断熱容器フランジ
63 断熱容器
64 アウターシールド
65 アウターシールド上蓋
66 糸
67 インナーシールド
68 インナーシールド下蓋
69 ワイヤー
70 試料セル
71 インナーシールド上部
72 懸架用の糸
73 インナーシールド上部中央に開けた穴
Claims (6)
- 真空容器と、該真空容器内に設けられ冷凍機低温端により冷却される断熱容器フランジと、該断熱容器フランジ上に着脱可能に設けられた断熱容器と、該断熱容器内で前記断熱容器フランジ上に支持台を介して設けられた上蓋付きアウターシールドと、該アウターシールド内に設けられた上蓋付きインナーシールドと、該インナーシールド内に設けられる試料セルとを備えた断熱型カロリーメータであって、
前記インナーシールドは、前記アウターシールドの上部に糸で吊持されており、該アウターシールドの上蓋を開いてアクセス可能であり、
前記試料セルは、被測定対象である試料を収容するものであり、前記インナーシールド内にその上蓋を開いて装入され、糸でインナーシールドの上部に吊持可能であり、
前記インナーシールドと試料セルは、温度差が零となるように、それぞれに取り付けられた熱電対及びヒータにより制御される構成であることを特徴とする断熱型カロリーメータ。 - 真空容器と、該真空容器内に設けられ冷凍機低温端により冷却される断熱容器フランジと、該断熱容器フランジ上に着脱可能に設けられた断熱容器と、該断熱容器内で前記断熱容器フランジ上に支持台を介して設けられた上蓋付きアウターシールドと、該アウターシールド内に設けられた上蓋付きインナーシールドと、該インナーシールド内に設けられる試料セルとを備えた断熱型カロリーメータであって、
前記インナーシールドは、前記アウターシールドの上部に糸で吊持されており、該アウターシールドの上蓋を開いてアクセス可能であり、
前記試料セルは、被測定対象である試料を収容するものであり、前記インナーシールド内にその上蓋を開いて装入され、糸でインナーシールドの上部に吊持可能であり、
前記アウターシールド、インナーシールド、インナーシールド上蓋及び試料セルには、それぞれ第1のヒータ、第2のヒータ、第3のヒータ及び第4のヒータが設けられており、
前記アウターシールドとインナーシールドに、第1の熱電対の一端と他端がそれぞれ取り付けられており、該第1の熱電対によりアウターシールドとインナーシールドとの温度差を検知し、アウターシールドが常に一定温度だけインナーシールドよりも低い温度になるように、第1のヒータが制御され
前記インナーシールドと試料セルに、第2の熱電対の一端と他端がそれぞれ取り付けられており、該第2の熱電対によりインナーシールドと試料セルの温度差を検知し、該温度差が零となるように、前記第2のヒータが制御される構成であることを特徴とする断熱型カロリーメータ。 - 前記断熱容器は、アウターシールドより低い温度にされることを特徴とする請求項1又は2記載の断熱型カロリーメータ。
- 前記真空容器内であって、前記断熱容器を覆うように、断熱容器の温度と室温の間の温度に冷やされる輻射シールドが着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項1、2又は3記載の断熱型カロリーメータ。
- 前記断熱容器フランジは、前記冷凍機の上に設けられていることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の断熱型カロリーメータ。
- 前記インナーシールド上蓋と前記インナーシールドのそれぞれの内面の間に第3の熱電対を設けて、インナーシールド上蓋とインナーシールドの温度差がゼロになるよう前記第3のヒータを制御し、インナーシールド上蓋とインナーシールドの等温制御を行ことにより、試料セルを包む内面が試料セルと等しい温度となるようにしたことを特徴とする請求項2記載の断熱型カロリーメータ。
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