JPH0613486Y2 - 示差走査熱量計加熱炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、熱分析装置の一種である示差走査熱量計の
加熱炉に関する。

〔従来の技術〕

熱分析装置は、単一系或いは多成分系試料を一定速度で
加熱したときに生じる化学的・物理的変化（化学的特性
の変化、重量の変化、長さの変化、エンタルピーの変化
等）に伴う効果を連続的に測定する装置である。特に、
示差走査熱量測定法は分析しようとする物質と熱的に不
活性な参照化合物（通常は酸化アルミニウム）とを同時
に一定速度で加熱し、その温度差を断続的に検出するこ
とにより被分析物質に出入りする熱エネルギー量を測定
する方法である。

従来の示差走査熱量計では加熱炉本体とその支持体が多
数の構造部材によって連結されおり、また、シースヒー
タ使用に際して熱的バランスや放熱が考慮されていな
い。

〔考案が解決しようとする問題点〕 示差走査熱量計においても加熱炉からの熱リークはでき
るだけ小さい方が良い。そのため加熱炉を支持する構造
部材はなるべく少なく且つ断面積が狭いほど伝導による
熱伝達が抑えられるので好ましいし、加熱炉下方に反射
板を設置して輻射による熱伝達をある程度カットしたり
している。

他方、熱分析装置として動作するためには加熱炉内のヒ
ータに給電したり、温度や温度差を検出したり、パージ
ガスを供給したりせねばならず、これらの構成部材が逆
に伝熱経路を形成し、結果的に断熱を悪くする原因とな
っている。従来は加熱炉支持体と上記電気・ガス系統が
別個に設けられ、加熱炉からの熱リークがかなり大きか
った。

ところで加熱用ヒータとしてはシース形式のものが簡便
で重宝であるが、炉芯とシース材料の熱膨脹率の差異に
基づく応力蓄積に起因するベースライン・ドリフト（基
準線の乱れ）を防ぐための配慮やターミナル部の温度上
昇を抑えリーク電流を小さくする手段が講じられていな
かった。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記する問題点を解決するため、シースヒー
タとパージガス導入管と補助支柱とを備え且つ輻射熱反
射板を有する示差走査熱量計加熱炉において、前記シー
スヒータは加熱炉下部近傍で螺旋状に形成し該加熱炉よ
り離れた位置に置いたターミナル部に連結すると共に、
該シースヒータを加熱炉中心軸に対して対称として加熱
炉を支持し、前記パージガス導入管も加熱炉を支持する
構造とし、前記補助支柱は断面積の極めて小さな管とし
て加熱炉を支持し、更に、前記加熱炉下部に、該加熱炉
とは独立して輻射熱反射板を設置してなることを特徴と
する。

〔作用〕

加熱炉を加熱・冷却するとシースヒータは、加熱炉下方
の環状の螺旋部分が膨脹・収縮し、これに伴うシースヒ
ータ・ターミナル部の上下運動によって熱膨脹に基づく
応力蓄積が緩和される。

そしてシースヒータは加熱炉の中心軸に関して対称な位
置にあるので、その上下運動及び熱リークがバランス
し、加熱炉に偏った力がかかることはない。従って、前
記加熱炉の唐突な動きを防止する。

また、輻射熱反射板は加熱炉やシースヒータ等とは独立
して設置してあるから加熱炉からの輻射熱を反射する反
面熱伝導による熱のリークを防止する。

〔実施例〕

以下、この考案の具体的実施例について図面を参照して
説明する。

第１図はこの考案にかかる示差走査熱量計加熱炉の構造
を見やすくするため下方向から見上げた斜視図であり、
第２図は一部断面図を含む正面図である。これらの図
で、１は加熱炉、２はシースヒータ、２Ａはシースヒー
タ・ターミナル部であり途中一つの環状の螺旋を形成さ
せて前記加熱炉に連結されている。３はパージガス導入
管、４は前記加熱炉１を支えるための補助支柱である。

即ち、前記加熱炉１は、シースヒータ２、及びシースヒ
ータ・ターミナル部２Ａとパージガス導入管３と補助支
柱４とで支持される。このように加熱炉１はシースヒー
タ２やシースヒータ・ターミナル部２Ａとパージガス導
入管３とに分散して支持するようにしたので前記補助支
柱４にかかる荷重が小さくなりその断面積を小さくする
ことが出来る。また、パージガス導入管３も元来断面積
は小さいため全体として加熱炉１へ通じる熱伝導要素は
小さくすることが出来る。

５は前記加熱炉１からの輻射熱を反射するための輻射熱
反射板であって二枚を一定の間隔で加熱炉１の下部に設
置する。６は前記輻射熱反射板５を支えるための反射板
支柱である。前記輻射熱反射板５、及び反射板支柱６の
構造は前記加熱炉１、シースヒータ及びシースヒータ・
ターミナル部２Ａ、パージガス導入管３、補助支柱４等
とは構造的に独立して設けてある。

７はＯリングであって、前記シースヒータ・ターミナル
部２Ａが摺動する場合にガス漏れ等が起こらないように
シールするためのものである。８はシースヒータ・ター
ミナル部２Ａを冷却するための水ジャケットである。

而して、加熱炉１を加熱・冷却すると、シースヒータ２
は、第３図に示すように、加熱炉１下方の環状の螺旋部
では放熱が行われると共に膨脹・収縮しこれに伴うシー
スヒータ・ターミナル部２Ａの上下運動によって熱膨脹
に基づく応力蓄積が低減され加熱炉１の唐突な動きが防
止される。また、シースヒータ・ターミナル部２Ａは加
熱炉１の中心軸に関して対称な位置にあるので、その上
下運動及び熱リークがバランスし、加熱炉１に偏った力
がかかることはない。

また、シースヒータ２の環状螺旋部での加熱と水ジャケ
ット８によるシースヒータ・ターミナル部２Ａの冷却に
よりシースヒータ・ターミナル部２Ａ自身の温度があま
り上昇しないのでリーク電流も少なくなる。

この考案の詳細は以上のようであるが、この考案にかか
る示差走査熱量計加熱炉は示差走査熱量計加熱炉一般に
広く適用出来るものである。

〔考案の効果〕

この考案にかかる示差走査熱量計加熱炉は、以上詳述し
たような構成としたので、加熱炉から下方への伝導熱伝
達が必要最小限に食い止められ、加熱炉内の温度分布が
小さくなり、ベースラインが安定する。また、シースヒ
ータ自身が加熱炉（ヒータ＋炉芯）の熱的歪を吸収する
ので、「応力蓄積→解放」による加熱炉の唐突な動きが
防げ、ベースラインの不連続なシフトがなくなる。

更に、シースヒータのターミナル部やその他の伝熱経路
の対称設計により加熱炉の温度分布の対称性が増し、ベ
ースラインドリフトを小さく抑えることが出来るし、シ
ースヒータの加熱炉下部における放熱とターミナル部の
水冷によりヒータからのリーク電流が小さくなり、それ
に基づくベースラインノイズの発生が阻止されると共に
安全対策上も有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる示差走査熱量計加熱炉の下方
向から見上げた斜視図、第２図は一部断面図を含む正面
図、第３図はシースヒータの環状螺旋部分の膨脹・収縮
を示す説明図である。 １……加熱炉、２……シースヒータ ２Ａ……シースヒータ・ターミナル部 ３……パージガス導入管、４……加熱炉補助支柱 ５……輻射熱反射板、６……反射板支柱 ７……Ｏリング、８……水ジャケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シースヒータとパージガス導入管と補助支
   柱とを備え且つ輻射熱反射板を有する示差走査熱量計加
   熱炉において、前記シースヒータは加熱炉下部近傍で螺
   旋状に形成し該加熱炉より離れた位置に置いたターミナ
   ル部に連結すると共に、該シースヒータを加熱炉中心軸
   に対して対称として加熱炉を支持し、前記パージガス導
   入管も加熱炉を支持する構造とし、前記補助支柱は断面
   積の極めて小さな管として加熱炉を支持し、更に、前記
   加熱炉下部に、該加熱炉とは独立して輻射熱反射板を設
   置してなることを特徴とする示差走査熱量計加熱炉。