JP6985068B2 - Fluid mixer and test equipment - Google Patents

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Description

本発明は、流体混合装置及び試験装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid mixing device and a test device.

特定の化学成分を含有する気体を、該化学成分を除去する除去装置を通過させた後、化学成分残留量を計測することにより、該除去装置の除去性能を試験する試験装置がある。例えば、特許文献1には、除去装置に相当する触媒を充填することができる反応容器と、該反応容器の内部に反応ガスを供給する手段と、該反応ガスが前記複数の触媒に接触することにより生成される複数の各々の触媒に対応する生成ガスを個別に吸引することによって分取する分取装置と、前記生成ガスの吸引量を制御することが可能な吸引装置と、前記生成ガスの種類及び濃度に応じた信号を検出する分析器と、前記分取装置と前記分析器と前記吸引装置とが流路切換装置を介して連結されていることを特徴とする触媒性能評価装置が開示されている。 There is a test device for testing the removal performance of the removal device by passing a gas containing a specific chemical component through a removal device for removing the chemical component and then measuring the residual amount of the chemical component. For example, Patent Document 1 describes a reaction vessel that can be filled with a catalyst corresponding to a removal device, a means for supplying a reaction gas to the inside of the reaction vessel, and the reaction gas coming into contact with the plurality of catalysts. A preparative device that separates by sucking the produced gas corresponding to each of the plurality of catalysts produced by the catalyst, a suction device that can control the suction amount of the produced gas, and the produced gas. Disclosed is a catalyst performance evaluation device characterized in that an analyzer that detects a signal according to a type and concentration, and the preparative device, the analyzer, and the suction device are connected via a flow path switching device. Has been done.

特開2002−168738号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-168738

このような評価装置において、化学成分を含有する気体を作成するために、第1流体に対して液体状態の第2流体を混合させることが考えられる。このような場合、一般的にはバブリング法またはパーミエータ法が用いられる。しかしながら、バブリング法は、第2流体の濃度を安定させるまでに長時間を要する。また、パーミエータ法は、装置の設置コストが高く、設置することが容易ではない。 In such an evaluation device, in order to create a gas containing a chemical component, it is conceivable to mix the second fluid in a liquid state with the first fluid. In such cases, the bubbling method or the permeator method is generally used. However, the bubbling method requires a long time to stabilize the concentration of the second fluid. In addition, the permeator method has a high installation cost of the device and is not easy to install.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、気体状態の流体に対して液体状態の流体を混合する際に、液体の供給を容易とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to facilitate the supply of a liquid when a fluid in a liquid state is mixed with a fluid in a gaseous state.

上記目的を達成するために、本発明では、流体混合装置に係る第1の手段として、気体状態の第1流体の流路中に供給口が配置され、上記供給口に対して液体状態の第2流体を圧送するシリンジポンプを備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first means relating to the fluid mixing device, a supply port is arranged in the flow path of the first fluid in a gaseous state, and the first means in a liquid state with respect to the supply port. 2 Adopt a means of providing a syringe pump for pumping fluid.

本発明では、流体混合装置に係る第2の手段として、上記第1の手段において、上記シリンジポンプは、上記供給口を有する針状の細管と、上記細管が接続される筒体と、上記筒体に貯留された上記第2流体を上記細管に移動可能とするプッシャと、上記プッシャを移動させるアクチュエータとを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a second means relating to the fluid mixing device, in the first means, the syringe pump has a needle-shaped thin tube having the supply port, a tubular body to which the thin tube is connected, and the cylinder. A means of including a pusher that allows the second fluid stored in the body to move to the thin tube and an actuator that moves the pusher is adopted.

本発明では、流体混合装置に係る第3の手段として、上記第2の手段において、上記細管の開口端は、上記流路の中心に配置される、という手段を採用する。 In the present invention, as the third means relating to the fluid mixing device, in the second means, the means that the open end of the thin tube is arranged at the center of the flow path is adopted.

本発明では、流体混合装置に係る第4の手段として、上記第2または第3の手段において、上記細管は、開口端が、第1流体の流れ方向下流側に向かうに連れて、上記細管の根元側から離間するように第1流体の流れ方向に対して傾斜している、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth means relating to the fluid mixing device, in the second or third means, the thin tube is formed of the thin tube as the opening end toward the downstream side in the flow direction of the first fluid. A means of being inclined with respect to the flow direction of the first fluid so as to be separated from the root side is adopted.

本発明では、流体混合装置に係る第5の手段として、上記第2〜4のいずれかの手段において、上記細管に接触して設けられると共に、上記流路と上記筒体との間に設けられる放熱板を備える、という手段を採用する。 In the present invention, as the fifth means relating to the fluid mixing device, it is provided in contact with the thin tube in any of the above 2 to 4 and is provided between the flow path and the cylinder. A means of providing a heat dissipation plate is adopted.

本発明では、流体混合装置に係る第6の手段として、上記第1〜5のいずれかの手段において、上記供給口を含む領域を加熱するヒータを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as the sixth means relating to the fluid mixing device, the means of any one of the above 1 to 5 is provided with a heater for heating the region including the supply port.

本発明では、試験装置に係る第1の手段として、第1流体と第2流体とが混合された検査流体を供給する請求項1〜6のいずれか一項に記載された流体混合装置と、上記流体混合装置から供給されて試験対象を通過した検査流体の成分を計測するクロマトグラフ装置とを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as the first means according to the test apparatus, the fluid mixing apparatus according to any one of claims 1 to 6 for supplying an inspection fluid in which a first fluid and a second fluid are mixed, and the fluid mixing apparatus. A means of providing a chromatograph device for measuring the components of the inspection fluid supplied from the fluid mixing device and passing through the test object is adopted.

本発明の流体混合装置によれば、シリンジポンプにより液体状態の第2流体を第1流体に吐出して、混合する。シリンジポンプは、入手が容易であり、かつ液体の流量調節が容易である。このため、第1流体に液体状態の第2流体を混合する際に、バブリング法を用いる場合よりも容易に短時間で濃度調整を行うことが可能である。また、本実施形態における流体混合装置は、パーミエータ装置を設ける必要がなく、容易に気体と液体とを混合させることができる。したがって、本発明は、気体状態の流体に対して液体状態の流体を混合する際に、液体の供給を容易とすることができる。 According to the fluid mixing device of the present invention, the second fluid in a liquid state is discharged to the first fluid by a syringe pump and mixed. The syringe pump is easily available and the flow rate of the liquid can be easily adjusted. Therefore, when the second fluid in a liquid state is mixed with the first fluid, the concentration can be adjusted more easily and in a shorter time than when the bubbling method is used. Further, the fluid mixing device in the present embodiment does not need to be provided with a permeator device, and can easily mix a gas and a liquid. Therefore, the present invention can facilitate the supply of a liquid when mixing a fluid in a liquid state with a fluid in a gaseous state.

本発明の一実施形態における触媒性能試験装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the catalyst performance test apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における流体混合装置の詳細構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the detailed structure of the fluid mixing apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における流体混合装置の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of the fluid mixing apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における触媒性能試験装置における測定結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measurement result in the catalyst performance test apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における流体混合装置の変形例を示す一部拡大図である。It is a partially enlarged view which shows the modification of the fluid mixing apparatus in one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係る微粉炭バーナの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of the pulverized coal burner according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable.

図1に示すように、本実施形態における触媒性能試験装置1(評価装置)は、気体供給部2と、気体加熱部3と、流体混合装置4と、ガスクロマトグラフ部5とを備えている。 As shown in FIG. 1, the catalyst performance test device 1 (evaluation device) in the present embodiment includes a gas supply unit 2, a gas heating unit 3, a fluid mixing unit 4, and a gas chromatograph unit 5.

気体供給部2は、窒素ガスを供給する窒素ガスボンベ2aと、酸素ガスを供給する酸素ガスボンベ2bと、気体加熱部3へと流れる窒素ガスの流量を調節する窒素マスフロコントローラ2cと、気体加熱部3へと流れる酸素ガスの流量を調節する酸素マスフロコントローラ2dと、ガスクロマトグラフ部5へと流れるガスクロマトグラフ装置キャリアガス用マスフロコントローラ2eとを備えている。また、窒素ガスボンベ2a及び酸素ガスボンベ2bには、不図示の減圧弁が接続されており、窒素ガス及び酸素ガスが減圧された状態で窒素マスフロコントローラ2c及び酸素マスフロコントローラ2dへと供給される。また、窒素ガスボンベ2aの窒素ガスの一部は、ガスクロマトグラフ部5へと直接供給される。窒素ガスボンベ2aと酸素ガスボンベ2bとは、窒素マスフロコントローラ2c及び酸素マスフロコントローラ2dを介して、配管により接続されている。気体供給部2は、気体加熱部3へと酸素及び窒素のキャリアガス(第1流体)を供給すると共に、ガスクロマトグラフ部5へと窒素を供給している。 The gas supply unit 2 includes a nitrogen gas cylinder 2a for supplying nitrogen gas, an oxygen gas cylinder 2b for supplying oxygen gas, a nitrogen mass flow controller 2c for adjusting the flow rate of nitrogen gas flowing to the gas heating unit 3, and a gas heating unit. It includes an oxygen mass flow controller 2d that adjusts the flow rate of oxygen gas flowing to 3 and a gas chromatograph device carrier gas mass flow controller 2e that flows to the gas chromatograph unit 5. Further, a pressure reducing valve (not shown) is connected to the nitrogen gas cylinder 2a and the oxygen gas cylinder 2b, and the nitrogen gas and the oxygen gas are supplied to the nitrogen mass flow controller 2c and the oxygen mass flow controller 2d in a reduced pressure state. .. Further, a part of the nitrogen gas in the nitrogen gas cylinder 2a is directly supplied to the gas chromatograph unit 5. The nitrogen gas cylinder 2a and the oxygen gas cylinder 2b are connected by a pipe via a nitrogen mass flow controller 2c and an oxygen mass flow controller 2d. The gas supply unit 2 supplies oxygen and nitrogen carrier gas (first fluid) to the gas heating unit 3 and supplies nitrogen to the gas chromatograph unit 5.

気体加熱部3は、管状の加熱炉であり、管部材と、管部材の外周に設けられたヒータとを備えている。また、気体加熱部3は、管部材と接続された不図示の配管により、流体混合装置4と接続されている。気体加熱部3は、気体供給部2から供給されたキャリアガスをヒータにより加熱する装置である。 The gas heating unit 3 is a tubular heating furnace, and includes a pipe member and a heater provided on the outer periphery of the pipe member. Further, the gas heating unit 3 is connected to the fluid mixing device 4 by a pipe (not shown) connected to the pipe member. The gas heating unit 3 is a device that heats the carrier gas supplied from the gas supply unit 2 by a heater.

流体混合装置4は、図1及び図2に示すように、シリンジポンプ4aと、接続部材4bと、セプタム4cと、気体混合部4dと、放熱板4eとを備えている。シリンジポンプ4aは、筒体4a1と、プランジャ4a2と、細管4a3と、アクチュエータ4a4とを備えている。筒体4a1は、有底円筒状とされ、底部に開口が形成されている。プランジャ4a2は、筒体4a1に一部が挿入されると共に、筒体4a1の軸方向に沿って移動可能とされる長尺状部材である。プランジャ4a2は、アクチュエータ4a4に接続されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid mixing device 4 includes a syringe pump 4a, a connecting member 4b, a septum 4c, a gas mixing unit 4d, and a heat radiating plate 4e. The syringe pump 4a includes a tubular body 4a1, a plunger 4a2, a thin tube 4a3, and an actuator 4a4. The tubular body 4a1 has a bottomed cylindrical shape and has an opening at the bottom. The plunger 4a2 is a long member that is partially inserted into the tubular body 4a1 and is movable along the axial direction of the tubular body 4a1. The plunger 4a2 is connected to the actuator 4a4.

細管4a3は、供給口Pを有し、中空の針状部材であり、筒体4a1の開口に接続されることにより、筒体4a1の内部と連通する。細管4a3は、供給口Pが形成されると共に筒体4a1と接続された根元と反対側の端部(開口端)が、根元側から徐々に離間するように傾斜している。そして、細管4a3は、接続部材4bの側面に接続されており、供給口Pが接続部材4b内の気体流路Rの中心に配置される。また、細管4a3は、図3に示すように、接続部材4b内の気体流路Rにおけるキャリアガスの流動方向下流側に向かうに連れて、根元側から徐々に離間するように、開口端が流動方向に対して傾斜した状態となるように配置される。アクチュエータ4a4は、プランジャ4a2を筒体4a1の軸方向において移動させる駆動装置である。 The thin tube 4a3 has a supply port P, is a hollow needle-shaped member, and communicates with the inside of the tubular body 4a1 by being connected to the opening of the tubular body 4a1. The thin tube 4a3 is inclined so that the supply port P is formed and the end (opening end) on the side opposite to the root connected to the tubular body 4a1 is gradually separated from the root side. The thin tube 4a3 is connected to the side surface of the connecting member 4b, and the supply port P is arranged at the center of the gas flow path R in the connecting member 4b. Further, as shown in FIG. 3, the end of the thin tube 4a3 flows so as to gradually separate from the root side toward the downstream side in the flow direction of the carrier gas in the gas flow path R in the connecting member 4b. It is arranged so as to be inclined with respect to the direction. The actuator 4a4 is a drive device for moving the plunger 4a2 in the axial direction of the tubular body 4a1.

このようなシリンジポンプ4aは、アクチュエータ4a4によりプランジャ4a2が筒体4a1の底面に向けて押し込まれることにより、筒体4a1の内部に貯留された液体状態の有機化合物(第2流体)を、筒体4a1から細管4a3を介して圧送する装置である。 In such a syringe pump 4a, the plunger 4a2 is pushed toward the bottom surface of the cylinder 4a1 by the actuator 4a4, so that the liquid organic compound (second fluid) stored inside the cylinder 4a1 is discharged into the cylinder. It is a device for pumping from 4a1 through a thin tube 4a3.

接続部材4bは、第1管部4b1と、第1管部4b1に直交するように第1管部4b1の側周面に接続される第2管部4b2とを有するT字状の管状部材である。接続部材4bは、第1管部4b1の両端が気体配管に連通しており、内部に気体流路Rが形成されている。また、接続部材4bの第2管部4b2には、細管4a3の開口端が挿し込まれ、セプタム4cにより封止されている。セプタム4cは、略円柱状とされ、第2管部4b2を封止すると共に、中央において細管4a3が貫通している。 The connecting member 4b is a T-shaped tubular member having a first pipe portion 4b1 and a second pipe portion 4b2 connected to the side peripheral surface of the first pipe portion 4b1 so as to be orthogonal to the first pipe portion 4b1. be. In the connecting member 4b, both ends of the first pipe portion 4b1 communicate with the gas pipe, and a gas flow path R is formed inside. Further, the open end of the thin tube 4a3 is inserted into the second tube portion 4b2 of the connecting member 4b and sealed by the septum 4c. The septum 4c has a substantially columnar shape, seals the second tube portion 4b2, and has a thin tube 4a3 penetrating in the center.

気体混合部4dは、接続部材4bよりも下流側に設けられた気体配管よりも流路径の大きい管状部材である。検査流体は、気体混合部4dを通過することにより流速が上がり、含有する有機化合物が完全に気化した状態となり、さらに、キャリアガスと有機化合物とが良く混合される。放熱板4eは、細管4a3に貫通されると共に、筒体4a1とセプタム4cとの間に設けられる板状の部材であり、キャリアガスの熱が筒体4a1に貯留される液体状態の有機化合物に伝わることを防いでいる。 The gas mixing portion 4d is a tubular member having a larger flow path diameter than the gas pipe provided on the downstream side of the connecting member 4b. When the inspection fluid passes through the gas mixing section 4d, the flow velocity increases, the contained organic compound is completely vaporized, and the carrier gas and the organic compound are well mixed. The heat radiating plate 4e is a plate-shaped member that is penetrated through the thin tube 4a3 and is provided between the tubular body 4a1 and the septum 4c, and is a liquid organic compound in which the heat of the carrier gas is stored in the tubular body 4a1. It prevents it from being transmitted.

ガスクロマトグラフ部5は、気体供給部2及び流体混合装置4と接続された六方バルブ5aと、六方バルブ5aに接続される検量管5bと、ガスクロマトグラフ装置5cとを備えている。六方バルブ5aは、触媒Xを通過した検査流体と、窒素ガスボンベ2aから供給される窒素ガスとをガスクロマトグラフ装置5cへと供給するバルブである。検量管5bは、六方バルブ5aの対向する2つの接続部に両端が接続された管状部材である。検量管5bは、流体を内部に貯留することにより、六方バルブ5aの内容量を拡大させる。 The gas chromatograph unit 5 includes a hexagonal valve 5a connected to the gas supply unit 2 and the fluid mixing device 4, a calibration tube 5b connected to the hexagonal valve 5a, and a gas chromatograph device 5c. The hexagonal valve 5a is a valve that supplies the inspection fluid that has passed through the catalyst X and the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas cylinder 2a to the gas chromatograph device 5c. The calibration tube 5b is a tubular member having both ends connected to two opposing connecting portions of the hexagonal valve 5a. The calibration tube 5b expands the internal capacity of the hexagonal valve 5a by storing the fluid inside.

ガスクロマトグラフ装置5cは、恒温槽5c1と、カラム5c2と、検出器5c3とを備えている。恒温槽5c1は、不図示のヒータを有し、温度が一定に保持された箱体である。カラム5c2は、細長な配管に充填剤が充填された部材であり、恒温槽5c1に収容されている。サンプルガスは、カラム5c2の充填剤の間を通過することにより、含有する物質ごとに分離される。検出器5c3は、カラム5c2の下流側に接続され、物質ごとに分離されたサンプルガスの各物質の濃度を検出する装置である。また、検出器5c3から吐出されたサンプルガスは、排気として処理される。 The gas chromatograph device 5c includes a constant temperature bath 5c1, a column 5c2, and a detector 5c3. The constant temperature bath 5c1 is a box body having a heater (not shown) and whose temperature is kept constant. The column 5c2 is a member in which an elongated pipe is filled with a filler, and is housed in a constant temperature bath 5c1. The sample gas is separated by the contained substance by passing between the fillers of the column 5c2. The detector 5c3 is a device connected to the downstream side of the column 5c2 and detects the concentration of each substance in the sample gas separated for each substance. Further, the sample gas discharged from the detector 5c3 is treated as exhaust gas.

このような触媒性能試験装置1は、キャリアガスに有機化合物を混合させて気化させた検査流体に、有機化合物を除去する効果を有する触媒X(試験対象物)を通過させ、ガスクロマトグラフ装置5cにより、検査流体中の有機化合物成分の残存量を計測する装置である。なお、触媒Xは、気体混合部4dと六方バルブ5aとの間に設けられる。 In such a catalyst performance test apparatus 1, the catalyst X (test object) having an effect of removing the organic compound is passed through the inspection fluid vaporized by mixing the organic compound with the carrier gas, and the gas chromatograph apparatus 5c is used. , A device for measuring the residual amount of organic compound components in the inspection fluid. The catalyst X is provided between the gas mixing unit 4d and the hexagonal valve 5a.

このような本実施形態における触媒性能試験装置1の動作を、図1を参照して説明する。
まず、窒素ガスボンベ2a及び酸素ガスボンベ2bから供給された窒素ガス及び酸素ガスは、窒素マスフロコントローラ2c及び酸素マスフロコントローラ2dを通過後に合流してキャリアガスとなり、気体加熱部3へと供給される。キャリアガスは、気体加熱部3を通過することにより、例えば100℃〜200℃程度に加熱され、流体混合装置4へと供給される。
The operation of the catalyst performance test apparatus 1 in this embodiment will be described with reference to FIG.
First, the nitrogen gas and the oxygen gas supplied from the nitrogen gas cylinder 2a and the oxygen gas cylinder 2b pass through the nitrogen mass flow controller 2c and the oxygen mass flow controller 2d and then merge to form a carrier gas, which is supplied to the gas heating unit 3. .. The carrier gas is heated to, for example, about 100 ° C. to 200 ° C. by passing through the gas heating unit 3, and is supplied to the fluid mixing device 4.

流体混合装置4において、接続部材4b内の気体流路Rを流れるキャリアガスは、気体流路Rの中心に配置される細管4a3から吐出される液滴状の有機化合物と接触する。流体混合装置4においては、アクチュエータ4a4が駆動してプランジャ4a2により筒体4a1内の有機化合物を押し込み、細管4a3へと有機化合物が押し出されることにより、細管4a3の先端に有機化合物の液滴が形成される。細管4a3の先端に形成された有機化合物の液滴は、気体流路Rを流れるキャリアガスと接触し、細管4a3から離れ、キャリアガスにより気体流路Rの下流方向へと押し流される。同時に、気体流路R中の有機化合物の液滴は、加熱されたキャリアガスと接触することにより徐々に気化し、気体混合部4dにおいて気体状態となり、さらにキャリアガスと十分に混合され、検査流体となる。 In the fluid mixing device 4, the carrier gas flowing through the gas flow path R in the connecting member 4b comes into contact with the droplet-shaped organic compound discharged from the thin tube 4a3 arranged at the center of the gas flow path R. In the fluid mixing device 4, the actuator 4a4 is driven to push the organic compound in the tubular body 4a1 by the plunger 4a2, and the organic compound is pushed out into the thin tube 4a3 to form droplets of the organic compound at the tip of the thin tube 4a3. Will be done. The droplets of the organic compound formed at the tip of the thin tube 4a3 come into contact with the carrier gas flowing through the gas flow path R, separate from the thin tube 4a3, and are swept downstream of the gas flow path R by the carrier gas. At the same time, the droplets of the organic compound in the gas flow path R are gradually vaporized by coming into contact with the heated carrier gas, become a gas state in the gas mixing section 4d, and are sufficiently mixed with the carrier gas to be sufficiently mixed with the carrier gas to be inspected. It becomes.

そして、検査流体は、触媒Xを通過し、六方バルブ5aへと供給され、検量管5bを通過して排気される。次に、六方バルブ5aが回転されることにより、窒素ガスボンベ2aから供給される窒素が、検量管5bを通過して六方バルブ5aを介してガスクロマトグラフ装置5cのカラム5c2に供給される。検量管5bには、検査流体が残存しているため、窒素ガスにより押し出された検査流体が、カラム5c2へと供給される。 Then, the inspection fluid passes through the catalyst X, is supplied to the hexagonal valve 5a, passes through the calibration tube 5b, and is exhausted. Next, as the hexagonal valve 5a is rotated, the nitrogen supplied from the nitrogen gas cylinder 2a passes through the calibration tube 5b and is supplied to the column 5c2 of the gas chromatograph device 5c via the hexagonal valve 5a. Since the inspection fluid remains in the calibration tube 5b, the inspection fluid extruded by the nitrogen gas is supplied to the column 5c2.

また、窒素ガスボンベ2aから供給される窒素ガスの一部がガスクロマトグラフ装置5cの恒温槽5c1に供給され、恒温槽5c1には、窒素ガスが充満した状態となる。さらに、不図示のヒータにより、恒温槽5c1は、所定の温度に保持される。一方、カラム5c2に供給された検査流体は、充填剤を通過することにより、徐々に成分ごとに分離された状態となり、カラム5c2の下流に設けられた検出器5c3を通過することで、成分ごとの濃度が計測される。そして、検出器5c3を通過した検査流体は、排出される。 Further, a part of the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas cylinder 2a is supplied to the constant temperature bath 5c1 of the gas chromatograph device 5c, and the constant temperature tank 5c1 is filled with the nitrogen gas. Further, the constant temperature bath 5c1 is held at a predetermined temperature by a heater (not shown). On the other hand, the inspection fluid supplied to the column 5c2 gradually becomes separated for each component by passing through the filler, and passes through the detector 5c3 provided downstream of the column 5c2 for each component. Concentration is measured. Then, the inspection fluid that has passed through the detector 5c3 is discharged.

このような触媒性能試験装置1における触媒Xの評価試験を行うことにより、例えば、図4に示すような検出結果を得ることができる。縦軸はカラム5c2出口における検査流体中の有機化合物のピーク面積を示し、横軸は時間を示している。有機化合物の触媒Xにおける吸着特性の違いにより、有機化合物ごとに検出にかかる時間が異なっている。このような検出結果を評価することで、触媒Xの特性や性能を評価することができる。 By performing the evaluation test of the catalyst X in such a catalyst performance test apparatus 1, for example, the detection result as shown in FIG. 4 can be obtained. The vertical axis shows the peak area of the organic compound in the inspection fluid at the outlet of the column 5c2, and the horizontal axis shows the time. The time required for detection differs for each organic compound due to the difference in the adsorption characteristics of the organic compound in the catalyst X. By evaluating such a detection result, the characteristics and performance of the catalyst X can be evaluated.

このような本実施形態における流体混合装置4によれば、シリンジポンプ4aにより液体状態の有機化合物をキャリアガスに吐出し、混合する。シリンジポンプ4aは、流量の調節が容易である。このため、キャリアガスに液体を混合する際に、バブリング法を用いる場合よりも容易に短時間で有機化合物の濃度を調節することが可能である。また、本実施形態における流体混合装置4は、パーミエータ装置を設ける必要がなく、比較的安価かつ容易に気体と液体とを混合させることができる。 According to the fluid mixing device 4 in the present embodiment as described above, the organic compound in a liquid state is discharged to the carrier gas by the syringe pump 4a and mixed. The flow rate of the syringe pump 4a can be easily adjusted. Therefore, when the liquid is mixed with the carrier gas, the concentration of the organic compound can be adjusted more easily and in a shorter time than when the bubbling method is used. Further, the fluid mixing device 4 in the present embodiment does not need to be provided with a permeator device, and can mix gas and liquid relatively inexpensively and easily.

また、本実施形態における流体混合装置4によれば、針状の細管4a3により有機化合物をキャリアガスに供給することができる。したがって、気体流路R中に有機化合物の液滴を供給することができ、効率的にキャリアガスと有機化合物とを接触させることができる。 Further, according to the fluid mixing device 4 in the present embodiment, the organic compound can be supplied to the carrier gas by the needle-shaped thin tube 4a3. Therefore, the droplets of the organic compound can be supplied into the gas flow path R, and the carrier gas and the organic compound can be efficiently brought into contact with each other.

さらに、本実施形態における流体混合装置4によれば、細管4a3の先端が気体流路Rの中心に配置されている。したがって、細管4a3から吐出される有機化合物の液滴は、より多くのキャリアガスと接触し、気化しやすくなる。 Further, according to the fluid mixing device 4 in the present embodiment, the tip of the thin tube 4a3 is arranged at the center of the gas flow path R. Therefore, the droplets of the organic compound discharged from the thin tube 4a3 come into contact with more carrier gas and are easily vaporized.

また、本実施形態における流体混合装置4によれば、細管4a3は、接続部材4b内の気体流路Rにおけるキャリアガスの流動方向下流側に向かうに連れて、根元側から徐々に離間するように、開口端が流動方向に対して傾斜した状態となるように配置される。これにより、細管4a3の供給口Pの面積が広がると共に、キャリアガスの流れ方向に向かうように有機化合物の液滴が形成されるため、有機化合物がよりキャリアガスと接触し、気化しやすくなる。 Further, according to the fluid mixing device 4 in the present embodiment, the thin tube 4a3 is gradually separated from the root side toward the downstream side in the flow direction of the carrier gas in the gas flow path R in the connecting member 4b. , The open end is arranged so as to be inclined with respect to the flow direction. As a result, the area of the supply port P of the thin tube 4a3 is expanded, and droplets of the organic compound are formed in the direction of the flow of the carrier gas, so that the organic compound comes into contact with the carrier gas more easily and is easily vaporized.

また、本実施形態における流体混合装置4によれば、放熱板4eを設けることにより、筒体4a1に貯留された液体状態の有機化合物がキャリアガスの熱により気化することを防止している。これにより、シリンジポンプ4aは、正確な液量で有機化合物をキャリアガスに供給することができる。 Further, according to the fluid mixing device 4 in the present embodiment, the heat radiating plate 4e is provided to prevent the liquid organic compound stored in the cylinder 4a1 from being vaporized by the heat of the carrier gas. As a result, the syringe pump 4a can supply the organic compound to the carrier gas with an accurate liquid amount.

また、本実施形態における触媒性能試験装置1によれば、上述した流体混合装置4を備えている。このため、触媒性能試験装置1において、短時間かつ安定的に液体状態の有機化合物をキャリアガスに混合させ、さらに気化させることができる。したがって、触媒性能試験装置1は、容易に液体状態のサンプルをキャリアガスに混合させて試験を実施することができる。 Further, according to the catalyst performance test device 1 in the present embodiment, the above-mentioned fluid mixing device 4 is provided. Therefore, in the catalyst performance test apparatus 1, the organic compound in a liquid state can be stably mixed with the carrier gas in a short time and stably and further vaporized. Therefore, the catalyst performance test apparatus 1 can easily perform the test by mixing the sample in the liquid state with the carrier gas.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above embodiment. The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiment are examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.

上記実施形態においては、シリンジポンプ4aの細管4a3は、開口端が平滑とされているが、本発明はこれに限定されない。細管4a3の開口端は、図5に示すように、例えば、複数個所において規則的に突起が形成されることにより、山型と谷型とが繰り返された形状または波形であるものとしてもよい。この場合、上記実施形態における細管4a3の開口端形状と比較して、より細管4a3の開口端の表面積が増加するため、有機加工物の液滴も表面積が増加し、よりキャリアガスと接触しやすくなる。 In the above embodiment, the thin tube 4a3 of the syringe pump 4a has a smooth opening end, but the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 5, the open end of the thin tube 4a3 may have a shape or a corrugation in which a mountain shape and a valley shape are repeated, for example, by regularly forming protrusions at a plurality of places. In this case, since the surface area of the open end of the thin tube 4a3 is increased as compared with the shape of the open end of the thin tube 4a3 in the above embodiment, the surface area of the droplet of the organic processed material is also increased, and it is easier to come into contact with the carrier gas. Become.

また、接続部材4bの外周を帯状に形成されたリボンヒータで覆うことにより、気体流路Rを外側から加熱する構成とすることも可能である。気体流路Rを加熱することにより、キャリアガスの温度を上昇させ、接触した有機化合物を気化させやすくすることができる。 Further, by covering the outer periphery of the connecting member 4b with a ribbon heater formed in a band shape, the gas flow path R can be heated from the outside. By heating the gas flow path R, the temperature of the carrier gas can be raised and the contacted organic compound can be easily vaporized.

また、上記実施形態においては、シリンジポンプ4aの細管4a3は、開口端が気体流路Rの流れ方向に対して斜めに形成されているものとしたが、本発明はこれに限定されない。シリンジポンプ4aの細管4a3は、細管4a3の軸方向に対して開口端が平行となるように形成され、開口端が気体流路Rの流れ方向に平行となるように配置されるものとしてもよい。この場合、細管4a3の開口端における有機化合物が、キャリアガスにより筒体4a1に押し戻す方向にかかる力が小さくなる。
さらに、シリンジポンプ4aの細管4a3は、細管4a3の軸方向に対して開口端が平行となるように形成され、さらに、上述の山型と谷型とが繰り返された形状または波形であるものとしてもよい。
Further, in the above embodiment, the thin tube 4a3 of the syringe pump 4a is formed so that the opening end is formed obliquely with respect to the flow direction of the gas flow path R, but the present invention is not limited to this. The thin tube 4a3 of the syringe pump 4a may be formed so that the opening end is parallel to the axial direction of the thin tube 4a3, and the opening end may be arranged so as to be parallel to the flow direction of the gas flow path R. .. In this case, the force applied to the organic compound at the open end of the thin tube 4a3 in the direction of pushing back to the cylinder 4a1 by the carrier gas becomes small.
Further, the thin tube 4a3 of the syringe pump 4a is formed so that the opening end is parallel to the axial direction of the thin tube 4a3, and further, it is assumed that the above-mentioned chevron shape and valley shape are repeated in a shape or waveform. May be good.

1 触媒性能試験装置
2 気体供給部
2a 窒素ガスボンベ
2b 酸素ガスボンベ
2c 窒素マスフロコントローラ
2d 酸素マスフロコントローラ
2e ガスクロマトグラフ装置キャリアガス用マスフロコントローラ
3 気体加熱部
4 流体混合装置
4a シリンジポンプ
4a1 筒体
4a2 プランジャ
4a3 細管
4a4 アクチュエータ
4b 接続部材
4b1 第1管部
4b2 第2管部
4c セプタム
4d 気体混合部
4e 放熱板
5 ガスクロマトグラフ部
5a 六方バルブ
5b 検量管
5c ガスクロマトグラフ装置
5c1 恒温槽
5c2 カラム
5c3 検出器
1 Catalyst performance test equipment 2 Gas supply unit 2a Nitrogen gas cylinder 2b Oxygen gas cylinder 2c Nitrogen mass flow controller 2d Oxygen mass flow controller 2e Gas chromatograph device Carrier gas mass flow controller 3 Gas heating unit 4 Fluid mixing device 4a Syringe pump 4a1 Cylindrical body 4a2 Plunger 4a3 Thin tube 4a4 Actuator 4b Connection member 4b1 First tube part 4b2 Second tube part 4c Septum 4d Gas mixing part 4e Heat dissipation plate 5 Gas chromatograph part 5a Hexagonal valve 5b Calibration tube 5c Gas chromatograph device 5c1 Constant temperature bath 5c2 Column 5c3 Detector

Claims (6)

気体状態の第1流体の流路中に供給口が配置され、前記供給口に対して液体状態の第2流体を圧送するシリンジポンプを備え
前記シリンジポンプは、
前記供給口を有する針状の細管と、
前記細管が接続される筒体と、
前記筒体に貯留された前記第2流体を前記細管に移動可能とするプランジャと、
前記プランジャを移動させるアクチュエータとを備え、
前記細管は、開口端が、第1流体の流れ方向下流側に向かうに連れて、前記細管の根元側から離間するように第1流体の流れ方向に対して傾斜していることを特徴とする流体混合装置。
A supply port is arranged in the flow path of the first fluid in a gaseous state, and a syringe pump for pumping the second fluid in a liquid state to the supply port is provided .
The syringe pump is
A needle-shaped thin tube having the supply port and
The cylinder to which the thin tube is connected and
A plunger that allows the second fluid stored in the cylinder to move to the thin tube, and a plunger.
It is equipped with an actuator that moves the plunger.
The thin tube is characterized in that the opening end is inclined with respect to the flow direction of the first fluid so as to be separated from the root side of the thin tube toward the downstream side in the flow direction of the first fluid. Fluid mixer.
前記細管に接触して設けられると共に、前記流路と前記筒体との間に設けられる放熱板を備えることを特徴とする請求項1記載の流体混合装置。 The fluid mixing apparatus according to claim 1 , further comprising a heat radiating plate provided in contact with the thin tube and between the flow path and the cylinder. 気体状態の第1流体の流路中に供給口が配置され、前記供給口に対して液体状態の第2流体を圧送するシリンジポンプを備え、
前記シリンジポンプは、
前記供給口を有する針状の細管と、
前記細管が接続される筒体と、
前記筒体に貯留された前記第2流体を前記細管に移動可能とするプランジャと、
前記プランジャを移動させるアクチュエータとを備え、
前記細管に接触して設けられると共に、前記流路と前記筒体との間に設けられる放熱板を備えることを特徴とする流体混合装置。
A supply port is arranged in the flow path of the first fluid in a gaseous state, and a syringe pump for pumping the second fluid in a liquid state to the supply port is provided.
The syringe pump is
A needle-shaped thin tube having the supply port and
The cylinder to which the thin tube is connected and
A plunger that allows the second fluid stored in the cylinder to move to the thin tube, and a plunger.
It is equipped with an actuator that moves the plunger.
A fluid mixing device provided in contact with the thin tube and provided with a heat radiating plate provided between the flow path and the cylinder.
前記細管の開口端は、前記流路の中心に配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体混合装置。 The fluid mixing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the open end of the thin tube is arranged at the center of the flow path. 前記供給口を含む領域を加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の流体混合装置。 The fluid mixing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heater for heating a region including the supply port. 第1流体と第2流体とが混合された検査流体を供給する請求項1〜5のいずれか一項に記載された流体混合装置と、前記流体混合装置から供給されて試験対象を通過した検査流体の成分を計測するガスクロマトグラフ装置とを備えることを特徴とする試験装置。The fluid mixing apparatus according to any one of claims 1 to 5 for supplying an inspection fluid in which a first fluid and a second fluid are mixed, and an inspection supplied from the fluid mixing apparatus and passing through a test object. A test device including a gas chromatograph device for measuring the components of a fluid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05281216A (en) * 1992-03-30 1993-10-29 Shimadzu Corp Sample gasification chamber
JPH09236590A (en) * 1996-02-28 1997-09-09 Shimadzu Corp Automatic sample injecting device for gas chromatograph
JPH09304368A (en) * 1996-05-17 1997-11-28 Shimadzu Corp Syringe injector
FR2835443B1 (en) * 2002-02-01 2004-03-05 Commissariat Energie Atomique METHOD AND DEVICE FOR MIXING GAS
JP2006326530A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Hiroshima Univ Nanoporous titanium oxide membrane and method for treating volatile organic compound using the same
JP2010261795A (en) * 2009-05-06 2010-11-18 Daido Steel Co Ltd Sample-use dust collecting apparatus
JP2012161727A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Nano Cube Japan Co Ltd Microreactor, catalytic reaction using the same and method for using the microreactor

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