JP3016769U

JP3016769U - 多相流体物インライン分析装置

Info

Publication number: JP3016769U
Application number: JP1995003071U
Authority: JP
Inventors: マルク・メルリ; ジャスティン・ラヴェルニェ; ジェラール・ラマルク; ジェラール・ミュス
Original assignee: コミツサリアタレネルジーアトミーク
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2001-04-10
Also published as: FR2718528A1; FR2718528B1

Abstract

(57)【要約】【目的】複数相からなる多相流体物用のインライン分
析装置を提供する。【構成】分析室と、該分析室に分析される流体の一部
を導く第一の開口部と、分析された流体が前記分析室か
ら排出されるようにする第二の開口部と、第二の入り口
を有する第二室とを備え、流体が測定室に流入する前に
該流体の残余から流体の一相を分離させるように、本装
置が設置される場所の鉛直方向に対して傾斜した管状部
分を有し、分離される上記相は残余の流体より低い密度
を有し、上記二つの室の各々の入り口は並設されて、第
二室の入り口が低密度相が存在する傾斜した管の一部に
臨ませられ、分析室の入り口が分析される部分の流体が
位置する管の一部に臨ませられ、分析室を低密度相が通
過することがない構成としたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多相流体物のインライン分析の分野に係り、特に前記分析を行うための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

放射性物質（ウラニウム、プルトニウム）の使用、調製あるいは処理のための設備において、これらの物質に近接した環境を流れている流体を監視することが必要であり、前記物質が微量にまたはある濃度を越えて存在することにより、系の一部に漏れが存在することが示され、実際にその封鎖が確実になされなければならない。

【０００３】このような物質は、まず最初にサンプルを取り、次いでグローブボックス内で前記サンプルを扱う必要がある蛍光Ｘ線分析(X-fluorescence)法によって視認することができる。しかしながら、どのようにサンプルを取るにしても、一方ではそのサンプルが適切に代表するものであるかという問題に至り、他方ではサンプルの調査時間の問題に至ってしまう。この時間が、サンプリング操作が行われる設備の検査機構の操作を遅らせてしまう。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、上記課題を取り除くことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、分析室と、分析される流体の一部を前記分析室に導くための第一開口部と、分析された流体を前記分析室から排出するための第二開口部とを備えた、少なくとも二相から成る流体の一部をインライン分析するための装置において、流体が測定室に流れ込む前に、残りの流体より低密度である流体の一相を前記残りの流体から分離する手段を備えたことを特徴とするインライン分析装置を提案する。

【０００６】しかして、この装置は、例えば前記分析によって視認される不純物を取り込んだ第一の相と、不純物を含有する相と混合され、測定室に入ると不純物の測定を妨害するような第二の、低密度相とを含有する流体のインライン分析を行うことを可能にする。この装置によって、第二の相が存在するという問題が克服される。

【０００７】また、この装置は、入り口を備えた第二室と、分離された相をこの第二室に向け、残りの流体を測定室に向ける手段とを有することもできる。

【０００８】前記分析室に流体が流入する前に、流体の残余部分と流体のある相とを分離させる手段は、装置が設置される場所の鉛直方向に対して傾斜した管の一部分を具備することができる。

【０００９】低密度の分離された相を第二室に向けかつ流体の残余を測定室に向ける手段は、第二室の入り口を低密度の相が存在する傾斜した管の一部分に臨ませ、かつ分析室の入り口を分析される一部の流体が位置する管の一部分に臨ませるようにして、二つの室のそれぞれの入り口を並列に並べることによって構成するのが好ましい。

【００１０】分析室の出口はその入り口よりも狭いと好都合である。

【００１１】第二室は広がった導管状で、その入り口は出口よりも狭くなっている。このため、前記導管の二端間に真空を形成し、入り口の圧を出口の圧より大きくすることができる。

【００１２】上記二つの室は、例えばステンレス鋼から一つの部材として構成することができる。

【００１３】分析室における流体の循環を促進するために、分析手段に対向しまたは接触して位置させられている分析室は台形の断面を有しており、台形の小さい方の底が分析手段側に配され、分析室の出口が台形の大きい方の底側に配されている。これは、分析室が頭部が切除されたコーン状の内壁を有する場合に特にしかりである。

【００１４】原子核の手法による分析を行うため、分析室が窓を有していてもよい。蛍光域における分析用には、Ｂ₄Ｃの窓を選択することができる。

【００１５】

【実施例】

本考案の特徴および利点を、以下の記載を参照することによってさらに明確にする。

【００１６】本考案に係る分析装置が図１に示されている。この装置は、分析室２と、この分析室２に流体を導くための開口４と、分析の後にこの分析室２から流体を排出するための開口６とを備えている。前記分析室２は、後記される分析手段の前またはこれと接触するように配置されている。矢印３は、流体の流れる方向を示している。

【００１７】この装置は、二以上の相を有する流体の分析を目的としたもので、一つの相は、測定によって視認される不純物を含有するものである。もう一方の低密度相が流体中に存在するが、測定時に不純物を含有する相と混合されると、前記不純物の測定を妨げてしまう。

【００１８】複数の相を有する例としては、液体が不純物を含有する、気液混合物がある。正しい測定を確実に行うために、測定の際に、例えば液体中に気泡が存在する問題、あるいはより一般的には、前記流体の残余より低い密度の相が存在する問題を克服することが適切である。

【００１９】この目的のため、本考案に係る装置は、流体が測定室２に流入する前に、これら二相の分離をもたらす手段を備えている。また、図１に示すように、この装置は、入り口１０を備えた第二室も備えている。

【００２０】分離を行う手段は、図１に示す形態、すなわちこの装置が設置される場所の鉛直線（ＶＶ'）に対して傾斜した導管つまり管１２の形態をとることができる。傾斜を設けることにより、流体が底から上方に循環する際に、気泡１４（すなわち、第二の、低密度相）が傾斜領域の上方部へと上昇し、前記流体が測定室２に流入する直前でそこに閉じこめられる。

【００２１】傾斜角度、すなわち管つまりパイプ１２の方向と装置が設置される位置の鉛直線との間の角度αは、流体の性質および流体中に存在する異なる相の割合の関数として、専門家によって選択される。しかしながら、一般的な条件下では、前記角度は、３０゜〜６０゜の範囲から選択される。気液混合物の場合には、装置はα ＝５５゜で製作される。

【００２２】分析室２および第二室８の入り口４および１０は、管の断面に面して位置され（該断面は図１において、軸ＶＶ'に直交する平面に含まれている）、入り口４が分析される流体から分離された流体の第二相を集めないような寸法とされ配置されている。

【００２３】一般的な条件としては、入り口４および１０がそれぞれＤ₁およびＤ₂に等しい直径を備えた円形の断面を有すると仮定すると、例えば、Ｄ₁／Ｄ₂が２／３に等しいか、あるいは２／３にほぼ等しく、二つの入り口のそれぞれの中心がＤ₂を越える距離で隔てられるように、Ｄ₁およびＤ₂を選択することが可能である。

【００２４】分析室の入り口４は、出口６より狭いことが好ましい。しかして、真空が分析室の両端間で作られ、入り口圧は出口圧より大きくなる。

【００２５】例えば、内径Ｄがおおよそ１６ｍｍに等しい円形断面を有する導管つまり管１２を用いて、角度αをほぼ５５゜とし、入り口４が８ｍｍの直径Ｄ₁の円形断面であり、また入り口１０が円形断面で１２ｍｍの直径Ｄ₂を有し、それぞれの入り口の中心が約１４ｍｍ隔てられたものとできる。

【００２６】気相が閉じこめられる管１２の領域に入り口４の近傍に臨ませることにより、測定室２に隣接するが隔離されている第二室８は、測定室中では望ましくない前記第二の流体相を集める。またこれは不純物を含有する流体の相の一部、より一般的には測定に係る流体の一部を集めるものである。しかしながら、このことによって測定が妨害されることはなく、要は、除かれるべき相が分析室２に少しも流れ込まないことである。

【００２７】この第二室は、広がっていてその入り口１０が出口１６より狭くなっている導管つまり水路のような形状であると好都合である。しかして、水路の両端に真空が形成され、入り口の圧が出口の圧より大きくなる。

【００２８】分析室２の出口と第二室の出口１６とは、単一の排出パイプ１８に臨ませられており、そのため、異なる相が再び混合された流体が、採取された循環系へと戻ることができる。

【００２９】縦断面において、前部（I）と後部（II）（図１参照）とを有する分析室２は、その前部Iに図１で断面で示した形状、すなわち台形（ＡＢＣＤ）の形状を有することができ、その小さい方の底（ＡＤ）が測定手段側に位置し、測定室の出口６は大きい方の底（ＢＣ）の近傍に配されている。しかして、測定室を通過する流体が良好に循環させられ適切に空にされる。これは、特に、分析室２の内壁が、頭部が切除されたコーン状を有する場合にしかりである。前記コーンの頂点 βの角度（図１参照）は、３０〜６０゜の間の値、例えば４０゜とされる。

【００３０】分析室２は、例えば放射線（特にアルファ線）、光学（オプトロード(optrode )）または物理化学センサーを所定の位置に配置することを許容する支持部１７を備えている。

【００３１】前述の装置は、視認または測定しようとする流体の物性に合わせて、専門家が選択する様々な分析手段と組み合わせて使用することができる。さらに、使用する測定手段にセルを適合させる必要がある。

【００３２】しかして、蛍光によって分析する場合には、例えば、アクチニド（ウラニウム、プルトニウム、ネプツニウム、アメリシウム）等の元素または一般に重元素の存在を、これらの物質によって放射されたラインＬを検出することによって視認することが望まれるような蛍光Ｘ線分析において、支持部１７は、励起放射線および蛍光放射線に対して可能な限り透明であるような窓２０を備えている必要がある。

【００３３】前記装置、特に分析室２は、図１に示すように、励起放射線の放射手段２２（Ｘ線放射の場合はＸ線管）と蛍光放射検出手段２４（例えば蛍光Ｘ線放射検出の場合はシンチレーター）とに面するように配される。

【００３４】しかしながら、二つの室と、流体の一相を分離する手段とを有する本装置は、蛍光Ｘ線の分野への適用に限られるものではない。しかして、視認される流体の性質が電気化学的な性質、例えば電気化学的ポテンシャル、コンダクタンス、電気容量等である場合には、窓は不要である。しかしながら、図２に示すように、測定に必要な電極２６，２８が測定室に挿入されている。図２において、参照番号２，４，６，８，１０，１２，１６，１８は、図１と同じ意味を示すものである。また電極は、例えば、所望のポテンシャルにそれらを上げるための手段（図２には図示せず）、および図２には示されていないが、二つの電極間を流れる電流を測定する手段にも接続されている。

【００３５】この変形例としては、電極の一方がｐＨセンサーであって、例えばガラス膜を有しており、前記電極が対照電極と結びついて二つの電極間のポテンシャルの差を測定するものがある。

【００３６】全ての場合において、前記測定手段が、データの処理および／または記録手段に接続されていてもよい。

【００３７】分析室２および導管８によって構成される組立体は、内部の圧縮（流体の圧）と測定される媒体中に存在するあらゆる酸または有機化学物質との両方に耐性がある材料で形成された、箱またはケーシングに単一品として構成されていてもよい。ステンレス鋼は、必要な耐性を満たすものである。管つまり導管１２は、これと同じ材料で形成することができる。

【００３８】これと同様の制限が、蛍光分析による分析が行われる際に、媒体の分析手段２２，２４に面して設置される必要がある窓２０に関して適用され、該窓は励起放射線および蛍光放射線に対して透明である必要がある。さらに、前記組立体の設置は明らかに液密でなくてはならない。

【００３９】蛍光Ｘ線測定の場合、炭化ホウ素の窓は、Ｘ線および蛍光Ｘ線ラインに対して良好に透明であることはもちろん、必要とされる物理的かつ化学的な耐性を備えている。炭化ホウ素の窓とステンレス鋼の本体との間のシールは、図面には示されていないが金ジョイントを用いて確保することができる。

【００４０】また、分析室２および窓２０は、十分に強い測定信号が確実に検出されるような寸法とされなければならない。

【００４１】しかして、蛍光Ｘ線の検出（例えばウラニウムまたはプルトニウムの蛍光ラインＬの検出）の場合、最小２５ｍｍの測定室深さが必要で、窓は約０．５ｍｍ以下の厚さを有する必要があるが、これは数バーレルの内部圧に耐えるのに十分とされるものである。

【００４２】その流体がセルを連続に流れる場合には、一定の流体のレベルが測定室に確保される。

【００４３】傾斜した管１２と結びついたセルの二つの入り口４，１０の機構により、前述したように測定室に存在する気泡の問題が克服される。

【００４４】また、特に前記手段がＸ線放射装置と分析された流体から放出された蛍光Ｘ線を検出する検出器とによって構成されている場合に、管の傾斜によって、測定セルに向けて測定セルの外側に配された測定手段を移動することができる。

【００４５】以下は本考案の特定の適用例である。

【００４６】蛍光Ｘ線分析：核燃料サイクルの溶液中のアクチニドを検出するためのラインＬの分析、採鉱の分野における重金属の検出、化学分析、酸性度、電気容量、伝導率および温度探知等。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る装置の縦断面図である。

【図２】電気化学測定に使用される本考案に係る装置の
縦断面図である。

【符号の説明】

２…分析室（測定室）、４…入り口（第一の開口部）、
６…出口（第二の開口部）、８…第二室、１０…入り口
（第二の入り口）、１２…管（導管、パイプ）、２０…
窓、２２…放射手段（分析手段）、２４…蛍光放射検出
手段（分析手段）、２６，２８…電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者ジェラール・ラマルクフランス・07700・ブール−サン−アンデオル・レ・シェネ・ブランク・39 (72)考案者ジェラール・ミュスフランス・84000・アヴィニョン・ルート・ドゥ・モントファヴェ・163

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】分析室と、該分析室に分析される流体の
一部を導く第一の開口部と、分析された流体が前記分析
室から排出されるようにする第二の開口部と、第二の入
り口を有する第二室とを備え、流体が測定室に流入する
前に該流体の残余から流体の一相を分離させるように、
本装置が設置される場所の鉛直方向に対して傾斜した管
状部分を有し、分離される上記相は残余の流体より低い
密度を有し、上記二つの室の各々の入り口は並設され
て、第二室の入り口が低密度相が存在する傾斜した管の
一部に臨ませられ、分析室の入り口が分析される部分の
流体が位置する管の一部に臨ませられ、分析室を低密度
相が通過することがない構成としたことを特徴とする、
少なくとも二相から成る流体の一部のインライン分析装
置。
【請求項２】分析室の入り口が、その出口より狭いこ
とを特徴とする請求項１記載のインライン分析装置。
【請求項３】二つの室が、一つの部材からなることを
特徴とする請求項１または２記載のインライン分析装
置。
【請求項４】前記部材がステンレス鋼からなることを
特徴とする請求項３記載のインライン分析装置。
【請求項５】分析室が、分析手段に面するかまたは接
触するように配されているとともに、台形部を備え、該
台形部の小さい方の底が前記分析手段側に位置し、分析
室の出口が台形部の大きい方の底側に位置していること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
インライン分析装置。
【請求項６】分析室が、頭部が切除されたコーン状の
内壁を備えていることを特徴とする請求項５記載のイン
ライン分析装置。
【請求項７】分析室が、一部の流体が光学的手段によ
って分析されるように、窓を備えていることを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインライン
分析装置。
【請求項８】前記窓が、Ｘ線域で透明であることを特
徴とする請求項７記載のインライン分析装置。
【請求項９】前記窓が、炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）からな
ることを特徴とする請求項８記載のインライン分析装
置。
【請求項１０】前記分析室の内部に、電極が挿入され
ていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１
項に記載のインライン分析装置。
【請求項１１】前記分析室が、アルファ放射線のセン
サー等の物理化学的、光学的なセンサーを所定の位置に
配置する支持部を有することを特徴とする請求項１ない
し６のいずれか１項に記載のインライン分析装置。