JPH04113249A

JPH04113249A - ナトリウムミスト発生装置

Info

Publication number: JPH04113249A
Application number: JP2230687A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kasai; 省三葛西; Tadashi Goto; 忠後藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はＮａを冷却材に使用する高速増殖炉に使用され
るＮａ機器から漏洩したＮａを極微小のうちに検出する
Ｎａイオン化検出器に関するもので、特にＮａイオン化
検出器を校正するために必要なＮａミスト発生装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来の装置は特開昭５７−１２２３３７号公報に記載の
ようにＮａイオン化検出器の上流側にＮａポットを外部
から取付けたヒータを加熱してＮａミストを発生する間
接加熱式Ｎａミスト発生装置を取付けて、検出器の感度
校正をしていた。この方法では、連続的にミストが発生
できる利点があるが、発生に必要な電力が大きく、Ｎａ
ポットの外周が１００〜３００℃に加熱されるため、安
全上からも断熱材でＮａポットやヒータを包む必要があ
る。

また、Ｎａの表面が水酸化Ｎａや、酸化Ｎａで包まれて
いるため、ミストの発生部は上記水酸化物や酸化物の割
れ目からとなり、発生量が不安定であり、ドリフトも多
かった。

なお、ミストの発生量はＮａ温度を変えて行うが温度を
変えてＮａミスト発生量が一定値となるまでの時間も数
１０分〜１時間も必要であった。

第２図は従来装置を示す図である。装置はＮａ１を入れ
たＮａポット２とＮａボットの蓋３があり、Ｎａミスト
が系外に漏れないようにしている。

Ｎａポットの下部にはヒータ４が巻かれ、保温材５で包
み熱効率を上げると共に、火傷をしないようにしている
。Ｎａミスト６をサンプリングする窒素ガスはサンプリ
ングガス入ロアから入り、Ｎａミストと混合しＮａイオ
ン化検呂器に入る。

検出器に入ったＮａミストは白金で作られたフィラメン
ト８に当たり熱的にイオン化し負電位のコレクタ９に捕
集される。１０と１１はそれぞれ、フィラメント電源と
イオン捕集電源である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はミスト発生のために必要な入熱量が多い
点には配慮されておらず、装置が必要となるなどと、Ｎ
ａミスト発生装置が大形になっていた。

本発明はＮａミスト発生装置を小形すること、および短
時間に簡単な方法でＮａミスト発生量をコントロールで
きることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために従来はＮａをヒータで間接的
に加熱し、Ｎａ全体を溶融し、溶融表面からＮａミスト
を発生させていた。Ｎａの溶融液面から発生するミスト
量はＮａ温度、系の圧力に左右される。しかし、溶融表
面には２００〜３００℃で溶けないＮａの水酸化物や酸
化物等の高融点被膜でおおわれているため、実際にＮａ
ミストが発生するのは上記水酸化物や酸化物にＮａＯ熱
膨張で生じた割れ目から発生していた。したがって、発
生量が経済的に不安定であること。発生量の再現性が悪
い等の問題があった。これらの問題を解決するため、Ｎ
ａの加熱を放電アークを直接Ｎａ表面との電極の間で発
生し省電力でＮａミストを発生させるようにしたもので
ある。即ち、放電アークを飛ばす放電電極をＮａ表面近
くに配置し、Ｎａと放電電極間に高電圧を印加し放電を
発生させ、高エネルギーのアークでＮａを直接加熱蒸発
させるものである。アーク温度が非常に高いこと、Ｎａ
と直接放電を発生させるため、ミスの発生効率が高く、
Ｎａの表面に多少水酸化膜や酸化膜があっても問題なく
ミストが発生する。

〔作用〕

第１図は本発明を示すものである。Ｎａｌは小形のＮａ
ポット２に入れてあり、蓋３には絶縁体１２を介して放
電電極１３が取付けである。放電電極の先端は放電しや
すいように鋭くしである。

高圧電源１４の負電位側はＮａボットに接続し、正電位
側は放電スイッチ１５を介して放電電極に接続する。こ
のような構成とすることにより、スイッチを閉とするこ
とにより、放電電極先端とＮａ間に高電圧が印加され放
電が生じ、Ｎａミストが発生する。スイッチが閉の間は
放電が発生するが、スイッチを開とすることによりＮａ
ミストの発生を止めることができる。

尚放電による加熱は入熱面積が小さく局部加熱となるた
め、Ｎａミストが効率的に発生し、Ｎａポット全体が温
度上昇することはない。したがって、Ｎａボットは保温
する必要もなく、小形にできる。

尚、Ｎａミストは導電体であるため、Ｎａミストが絶縁
体に付着して絶縁劣化をしないように、絶縁体にはひた
２ｏを設けると効果的である。

〔実施例〕

放電を連続的に発生させるためには高圧電源の電力容量
の大きなものが必要で、がっ、高価となる。本実施例で
は小容量の高圧電源で十分放電を行なわせることを目的
とする。第３図において、１６は本発明のＮａミスト発
生器、１７はコンデンサ、１８は充電スイッチ、１９は
充電抵抗を示す。また、放電スイッチ１５と充電スイッ
チ１８は連動しており、一方が開の時は他方が閉となる
ようにしである。

最初に充電用スイッチを閉とし、高圧電源でコンデンサ
に充電抵抗を介して充電する。高圧電源の電圧をＥ、コ
ンデンサの容量をＣ１充電抵抗をＲとし、それぞれ、下
記の値とすると高圧電源の電流工は下式の値となる。

Ｅ　：　　ｌ　Ｏ，０００（Ｖ）Ｃ：１Ｘ１０”−６（Ｆ）Ｒ：　　１００ＸＩＯ３（Ω）ｔ：充電スイッチを閉じてからの時間（秒）最大電流は
ｔ＝Ｏで０．１（Ａ）ｔ’あり、ｔ＝１秒では約０．Ｏ
ＩＡ　に小さくなる。

コンデンサの充電電圧ｅは同様に下式で表わされる。

充電スイッチを閉じてｔ＝１秒後にはｅ＝９０５０Ｖに
なり、ｔ＝１０秒後には９９００Ｖになる。

コンデンサの電圧が飽和したところで充放電スイッチを
切替えてやることにより、放電電極とＮａ間に高電圧が
印加され放電が生じＮａミストが発生する。放電終了後
、充放電スイッチを再び充電側に切替えてやることによ
り繰返しＮａミストを発生させることができる。尚、放
電電流■。

は放電時間をｔ、とすると下式で表わされる。

通常放電時間はＩ　Ｘ　１０”−〜Ｉ　Ｘ　１０−３秒
と短かく、■、は１０〜１０００（Ａ）の大きな値とな
り、Ｎａは局部的に大きなエネルギーで加熱溶解される
ことがわかる。■、は上式よりＥ又はＣを変えて簡単に
変えられるため、ミストの発生量は簡単にコントロール
できる。

以上のように、小容量の高圧電源でも、第３図に示す回
路構成により、容易にＮａミストを発生することができ
る。

尚、高圧電源がない場合は圧電素子を用いて高電圧を発
生させることもできる。

また、Ｎａミストの発生が不要の場合は高圧電源のスイ
ッチを閉とすれば簡単にでき、従来の間接加熱方式のよ
うに、サンプリングガス流路をバルブ操作で変更するこ
とも不要である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放電によりＮａを直接高エネルギーの
電流で局部加熱するため（１）Ｎａボットの温度を高温とすることがないため、
小形で安全なＮａミスト発生装置となる。

（２）Ｎａミストの発生量は印加電圧又はコンデンサの
電荷を変えて、１分程度の短時間でコントロールできる
。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す縦断面図、第２図は従来装置の縦
断面図、第３図は実施例を示す回路図を示す。１・・・Ｎａ、２・・・Ｎａボット、３・・・蓋、４・
・ヒータ、５・・・保温材、６・・・Ｎａミスト、７・
・・サンプリングガス入口、８・・・フィラメント、９
・・・コレクタ、１０・・・フィラメント電源、１１・
・・イオン捕集電源、１２・・・絶縁体、１３・・・放
電電極、１４・・・高圧電源、１５・・・放電スイッチ
、１６・・・Ｎａミスト発生器、１７・・・コンデンサ
、１８・・・充電スイッチ、１９・・・第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、ナトリウムを入れ、サンプリングガスの出入口の付
いたＮａポットとＮａポットから絶縁体で絶縁された放
電電極がナトリウムと近接して設けられ、ナトリウムと
放電電極間に高圧電源を接続し、高電圧を印加して放電
をさせてナトリウムミストを発生させることを特徴とす
るナトリウムミスト発生装置。２、請求項第１項において、放電を間歇的にすることを
特徴とするナトリウムミスト発生装置。３、請求項第１項において、高電圧電源が圧電素子を用
いたことを特徴とするナトリウムミスト発生装置。