JP4788954B2 - 溶解装置 - Google Patents

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本発明は、溶解装置に関し、特に、難溶解性の試料の分散・溶解を簡易に、かつ確実に行うことができるようにした溶解装置に関するものである。
ＩＭＯ（International Maritime Organization）では、船舶の機関室のビルジ油水に対する汚染防止の改正ガイドライン及び仕様書（決議ＭＥＰＣ１０７（４９）（２００３年７月１８日））を採択し、２００５年１月１日以降搭載されたすべての装置が合理的かつ実行可能な限り、上記改正ガイドライン及び仕様書に適合することとなった。このビルジ油水は、国際規格ＩＳＯ９３７７−２：２０００”water quality Determination of hydrocarbon oil index Part 2: Method using solvent extraction and gaschromatography”に沿って分析し、油分濃度の同定をすることとなっている。そして、この国際規格ＩＳＯ９３７７−２：２０００には、試料採取方法及びそれに続く溶媒抽出とガスクロマトグラフによる水中の炭化水素指標の測定について定めており、本件出願人の場合、この方法を上記改正ガイドライン及び仕様書に記載の油分含有量要件の測定に使用している。
ところで、この油分含有量要件の測定に際して、既知量の試料油を溶媒（ｎ−ヘキサン）に溶解し検量線を求める作業が必要となるが、試料油の中でも、特にＣ重油は溶媒であるｎ−ヘキサンに容易に溶解しないため、超音波細胞膜破砕機に長時間かけることによって溶解させるようにしていたが、これによっても、十分な成果を得ることができなかった。
本発明は、上記難溶解性の試料の分散・溶解に関する問題点に鑑み、難溶解性の試料の分散・溶解を短時間で簡易かつ確実に行うことができるようにした溶解装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の溶解装置は、試料容器を装着するようにした遠心分離機に、前記試料容器内の試料に遠心分離機による遠心力と共に超音波を作用させるための超音波発信器を配設した溶解装置であって、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の試料容器装着部の外壁に超音波発信器の超音波発信子を配設するとともに、試料容器を装着した試料容器装着部の試料容器との空間に超音波伝導液を充填するようにし、超音波発信子が発する超音波を、試料容器装着部に充填した超音波伝導液を介して、試料容器装着部に装着した試料容器内の試料に作用するようにしたことを特徴とする。
この場合において、超音波発信器の超音波発信器用アンプを、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の点対称の位置に配設することができる。
本発明の溶解装置は、試料容器を装着するようにした遠心分離機に、前記試料容器内の試料に遠心分離機による遠心力と共に超音波を作用させるための超音波発信器を配設するようにしているので、遠心分離機による遠心力によって高比重の非溶解性の物質が集まる試料容器の管壁の外側から超音波発信器による超音波を作用させることによって、超音波の減衰が大きいｎ−ヘキサンのような溶媒であっても、効果的に分散・溶解を行うことができ、難溶解性の試料の分散・溶解を短時間で簡易かつ確実に行うことができる。
そして、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の試料容器装着部の外壁に超音波発信器の超音波発信子を配設するとともに、試料容器を装着した試料容器装着部の試料容器との空間に超音波伝導液を充填するようにし、超音波発信子が発する超音波を、試料容器装着部に充填した超音波伝導液を介して、試料容器装着部に装着した試料容器内の試料に作用するようにすることにより、試料容器内の試料に超音波を減衰することなく効果的に作用させることができる。
また、超音波発信器の超音波発信器用アンプを、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の点対称の位置に配設することにより、遠心分離機の回転体のバランスが良好となって回転が安定し、高速回転が可能となる。
以下、本発明の溶解装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図２に、本発明の溶解装置の一実施例を示す。
この溶解装置は、遠心分離機１と超音波発信器２とを組み合わせて構成されており、試料容器５を装着するようにした遠心分離機１に、試料容器５内の試料に遠心分離機１による遠心力と共に超音波を作用させるための超音波発信器２を配設するようにしている。
遠心分離機１は、モータ１２によって高速回転するターンテーブル或いはボールからなる回転体１１を備え、この回転体１１の外周部に、試料容器５を装着する試料容器装着部３を備えるようにする。
試料容器５を装着する試料容器装着部３に近接して超音波発信器２の超音波発信子２２を配設するとともに、超音波発信子２２が発する超音波を、試料容器装着部３に充填した超音波伝導液４を介して、試料容器装着部３に装着した試料容器５内の試料に作用するようにする。
この場合、超音波発信子２２は、試料容器５を装着する試料容器装着部３の外壁に密着するように取り付け、超音波発信子２２による振動を試料容器装着部３に直接伝達するようにする。
また、遠心分離機１の回転体１１が高速回転した場合に、試料容器装着部３内に充填した超音波伝導液４が溢れ出ないようにするために、試料容器装着部３に試料容器５をやや傾斜しては装着するようにする。
そして、この超音波伝導液４には、例えば、水を好適に用いることができる。
これにより、試料容器５内の試料に超音波を減衰することなく効果的に作用させることができる。
超音波発信器２は、超音波発信器用アンプ２１と超音波発信子２２とからなり、超音波発信器用アンプ２１を、遠心分離機１の回転体１１に装着する場合には、試料容器５を装着する遠心分離機１の回転体１１の点対称の位置、具体的には、本実施例のように、超音波発信器用アンプ２１が２個の場合には１８０°の位相差を設けて、３個の場合には１２０°の位相差を設けて、４個の場合には９０°の位相差を設けて、配設するようにすることができる。
なお、超音波発信器用アンプ２１には、遠心分離機１の回転軸１３に配設したロータリーコネクタ給電部２３より給電線２４を介して必要な電力を供給するようにする。
これにより、遠心分離機１の回転体１１のバランスが良好となって回転が安定し、高速回転が可能となる。
次に、この溶解装置の作用について説明する。
試料容器５内に、例えば、試料として、Ｃ重油及び溶媒としてのｎ−ヘキサンを入れ、この試料容器５を試料容器装着部３に装着する。このとき、試料容器装着部３には適量の超音波伝導液４を充填しておくようにする。
次に、遠心分離機１のモータ１２によって回転体１１を高速回転させながら、超音波発信器用アンプ２１に、遠心分離機１の回転軸１３に配設したロータリーコネクタ給電部２３より給電線２４を介して必要な電力を供給することによって、超音波発信子２２に超音波を発生させ、この超音波を、試料容器装着部３、超音波伝導液４及び試料容器５を介して、試料容器５内の試料に伝達するようにする。
これにより、遠心分離機１による遠心力によって高比重の非溶解性の物質が集まる試料容器５の管壁の外側から超音波発信器２の超音波発信子２２による超音波を作用させることによって、超音波が遠心力によって試験管の管壁に集められている高比重の非溶解性の物質に集中的に作用して溶媒に溶け出す結果、超音波の減衰が大きいｎ−ヘキサンのような溶媒であっても、効果的に分散・溶解を行うことができ、Ｃ重油のような難溶解性の試料の分散・溶解を短時間で簡易かつ確実に行うことができる。
図３に、本発明の溶解装置によりＣ重油を含む油分混合廃液を溶媒としてのｎ−ヘキサンによって溶解処理した試料を分析した結果（ガスクロマトグラフィ）を、また、図４に、従来の超音波溶解装置により溶解処理した同じ試料を分析した結果（ガスクロマトグラフィ）を、それぞれ示す。
図３と図４とを比較すると、特に丸印を付した部分に波形の相違が見られるが、これからも明らかなように、本発明の溶解装置を用いることによって、Ｃ重油等の難溶解性の試料の分散・溶解を確実に行うことができること、さらには、従来の超音波溶解装置により溶解処理する場合と比べ、誤差の少ない分析結果を得られることを確認できた。
以上、本発明の溶解装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の溶解装置は、難溶解性の試料の分散・溶解を短時間で簡易かつ確実に行うことができることから、Ｃ重油等の油分混合廃液の溶解分析の用途に好適に用いることができる。
本発明の溶解装置の一実施例を示す平面図である。 同正面断面図である。 本発明の溶解装置によって溶解処理した試料の分析結果（ガスクロマトグラフィ）である。 従来の超音波溶解装置によって溶解処理した試料の分析結果（ガスクロマトグラフィ）である。
１ 遠心分離機
１１ 回転体
１２ モータ
１３ 回転軸
２ 超音波発信器子
２１ 超音波発信器用アンプ
２２ 超音波発信子
２３ ロータリーコネクタ給電部
２４ 給電線
３ 試料容器装着部
４ 超音波伝導液
５ 試料容器

Claims (2)

  1. 試料容器を装着するようにした遠心分離機に、前記試料容器内の試料に遠心分離機による遠心力と共に超音波を作用させるための超音波発信器を配設した溶解装置であって、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の試料容器装着部の外壁に超音波発信器の超音波発信子を配設するとともに、試料容器を装着した試料容器装着部の試料容器との空間に超音波伝導液を充填するようにし、超音波発信子が発する超音波を、試料容器装着部に充填した超音波伝導液を介して、試料容器装着部に装着した試料容器内の試料に作用するようにしたことを特徴とする溶解装置。
  2. 超音波発信器の超音波発信器用アンプを、試料容器を装着する遠心分離機の回転体の点対称の位置に配設したことを特徴とする請求項１記載の溶解装置。
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