JPH0744989Y2 - カロリメータの燃焼筒蓋の自動開閉装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はカロリメータの燃焼筒蓋の自動開閉装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第10図はカロリメータの一例を示し、該カロリメータ
は、外槽１、中間槽２、内槽３によりなる水槽68と、前
記内槽３内に出し入れ可能な燃焼筒４とを有し、前記各
槽1,2,3は、それぞれ水密になっていて、また、その上
面には着脱自在な蓋47,46,45が設けられており、燃焼筒
４と内槽３との間に形成される空間69及び、中間槽２と
外槽１との間に形成される空間71に水を注入し、更に内
槽３と中間槽２との間の空間70は断熱のための空気層と
し、カロリ測定を行うべき試料を入れた燃焼筒４を内槽
３内へ挿入して該燃焼筒４内の試料を燃焼させて空間69
に注入した水の温度変化を計測し、その計測値に基づい
て試料のカロリを測定記録するようになっている。

前記外槽１及び内槽３は、外槽給水管16及び内槽給水管
17を介して温水槽15と連通し、各槽15,3,1内には水温調
整を行うためのヒータ21,22,23及び水温検出を行うため
の温度検出センサ24,25,26が設けられている。

更に、前記空間71,69には、該空間71,69内へ注入した水
を攪拌するための攪拌器18,19が設けられており、該攪
拌器18,19は水槽68の外部に設けた攪拌モータ20によっ
て回転するようになっている。

前記燃焼筒４は第11図に示す如く、上部が開口した燃焼
筒本体５と、該燃焼筒本体５の上端部に螺合可能な燃焼
筒蓋６とから構成され、該燃焼筒蓋６には、電極棒8,9
及び燃焼筒４内に酸素ガスを充填するための酸素供給管
10が貫通するように設けられている。

一方の電極棒９の下端部は水平に曲げられ、カロリ測定
を行うべき試料を入れるカップ11を支持する支持腕にな
っており、また電極棒8,9には点火線７（ニクロム線等
の電熱線）の端部が巻き付けて結線されている。

なお、第11図中、13は燃焼筒本体５の開口縁部上面に設
けたＯリング、14は酸素供給管10に設けられた酸素供給
弁を示す。

試料のカロリ測定を行うときには、第11図に示すように
試料を入れたカップ11を支持腕12に載置し点火線７の中
間部をカップ11内の試料に接触させる。

次いで、燃焼筒蓋６を燃焼筒本体５に螺合して、燃焼筒
蓋６下面をＯリング13に圧着させ、酸素供給管10を介し
て燃焼筒４内に所定の圧力の酸素ガスを充填し、酸素供
給弁14を閉塞して酸素ガスが外部へ流出しないようにし
てから燃焼筒４を前記内槽３内に挿入する。

燃焼筒４を内槽３内に挿入したならば、第10図に示すよ
うに前記各電極棒8,9の燃焼筒４外部側端部に、電源装
置（図示せず）から前記各槽1,2,3上部の蓋47,46,45を
貫通して延びる電流供給用ケーブル（図示せず）を接続
し、各槽3,2,1上部の蓋45,46,47を閉止する。

次いで温水槽15から、外槽給水管16及び内槽給水管17を
介して空間71及び空間69に温水を供給する。

このとき、空間70には温水を供給しないでおき、空間70
を、その内部に存在する空気によって空間71に供給した
温水と空間69に供給した温水との間で、熱エネルギーの
授受が行われにくくするエアギャップとして使用させ
る。

また、攪拌器18,19を回転させて、各空間71,69内におけ
る水温分布が均一になるようにするとともに、温度検出
センサ25,26及びヒータ22,23によって空間71,69内の水
温が大気温よりもやや高い所定の温度になるようにす
る。

空間71及び空間69に供給した温水が、共に所定の温度と
なったならば、電極棒8,9に電流を供給し、点火線７を
赤熱させて点火することにより燃焼筒４内の試料を燃焼
させる。

試料が燃焼すると、燃焼時に発生する熱が燃焼筒４を介
して空間69内の温水に伝達され、水温が上昇する。

このとき、空間69内の水温上昇にあわせて空間71内の水
温調節を行い、空間69内の温水に伝達された試料燃焼時
の熱エネルギーが外部に逃げないようにし、空間69内部
の水温を検出するとともに、その検出値に基づいて演算
装置（図示せず）により試料のカロリを算出記録する。

試料のカロリを算出したならば、空間69内及び空間71内
の温水を排出し、各槽1,2,3上部の蓋47,46,45を開放し
て燃焼筒４を取り出し、更に燃焼筒蓋６を燃焼筒本体５
からはずして清掃を行い、次なる試料のカロリ測定に備
える。

［考案が解決しようとする課題］ 従来のカロリメータにおいては、上述した作業手順のう
ち、燃焼筒４を内槽３内部に挿入し、各槽3,2,1上部の
蓋45,46,47を閉止した後の作業、すなわち、空間71及び
空間69への温水の供給及び水温調整、点火線７による試
料の着火、試料燃焼後の空間71内の水温調整、空間69内
の水温検出及びその検出値に基づくカロリの算出記録、
空間71及び空間69内からの温水の排出、を一貫して自動
的に行い得るものがある。

しかし、燃焼筒本体５と燃焼筒蓋６との着脱、及び燃焼
筒４を内槽３内へ出し入れする作業は、作業者の手作業
によって行われており、近年これを自動化して試料のカ
ロリ測定における省力化を更に図りたいという要望があ
るが、燃焼筒本体５と燃焼筒蓋６との着脱及び燃焼筒４
を内槽３内へ出し入れする作業を自動的に行い得るもの
はなかった。

本考案は上記課題に応えるべくなされたものであり、燃
焼筒本体と燃焼筒蓋を着脱する作業と、燃焼筒本体を内
槽内に出し入れする作業を自動化することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 本考案は着脱自在な燃焼筒蓋を上部に有した燃焼筒本体
を水槽内に上部から出し入れするようにしたカロリメー
タにおいて、周方向にひねることにより嵌着離脱が可能
なはめまわし連結機構を介して燃焼筒蓋を上部に取付け
てなる燃焼筒本体と、該燃焼筒本体を周方向に回動しな
いように拘束して支持する固定装置と、前記燃焼筒蓋に
連結され、該蓋を昇降させる昇降装置と、前記燃焼筒蓋
に連結され、該蓋を周方向にひねるひねり駆動装置とを
備えたものである。

［作用］ 燃焼筒蓋を燃焼筒本体に嵌着もしくは離脱させるときに
は、燃焼筒本体を固定装置によって、周方向に回動しな
いように拘束支持しておき、昇降装置により燃焼筒蓋を
下降させてひねり駆動装置により周方向にひねることに
より嵌着し、又燃焼筒蓋をひねってから上昇させること
により燃焼筒本体から離脱させる。

燃焼筒本体を内槽内へ出し入れするときには、燃焼筒蓋
が燃焼筒本体に嵌着した状態にしておき、燃焼筒蓋を昇
降装置によって昇降させることにより燃焼筒本体の出し
入れを行う。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図から第４図は本考案の一実施例であり、図中第10
図及び第11図と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。

上部が開口した外槽１、中間槽２、内槽３を同軸に配設
した水槽68の上方に、後述する燃焼筒本体27を周方向に
回動しないように拘束支持するクランプ装置39を設け
る。

クランプ装置39は、前記水槽68の上方近傍に設けられ、
移動装置（図示せず）により水平方向に移動可能な基部
40と該基部40から内槽３上方に向って水平に延び、且つ
横方向に近接離反し得るように支持された一対の把持腕
41,42とから構成されている。

上端部が開口した燃焼筒本体27の上端部よりやや下方
に、内周面に沿って延びる環状のストッパ28を形成し、
該ストッパ28に、内縁部から燃焼筒本体27の外方に向っ
て延びる切り欠き部29を、周方向に複数箇所、等間隔に
形成する。

前記燃焼筒本体27の上端面、及び、ストッパ28の上面に
は、Ｏリング30,31が、燃焼筒本体27と同軸に位置する
ように設けられている。

燃焼筒蓋32は、前記燃焼筒本体27上端面に当接可能な蓋
頂部33と、該蓋頂部33の下面に形成され、燃焼筒本体27
内周面に内接可能且つ前記ストッパ28上面に当接可能な
蓋大径内接部34と、該蓋大径内接部34の下面に形成さ
れ、ストッパ28の非切り欠き部内周面35に内接可能な蓋
小径内接部36と、該蓋小径内接部36の下面に形成され、
周方向縁部に突起部37を前記切り欠き部29と同数、同間
隔に有し、且つ突起部37間の周方向縁部が前記非切り欠
き部内周面35に内接可能な蓋嵌着部38とを有し、該蓋嵌
着部38と前記燃焼筒本体27のストッパ28とで、燃焼筒本
体27に燃焼筒蓋32を当接させた後、該燃焼筒蓋32を周方
向にひねることにより嵌着し得る、カメラのレンズ着脱
機構と同様なはめまわし連結機構を構成している。

前記蓋大径内接部34及び蓋小径内接部36の厚さ寸法は、
燃焼筒蓋32が燃焼筒本体27に嵌着した際に、前記蓋頂部
33下面周縁部及び蓋大径内接部34下面周縁部によってＯ
リング30,31が圧縮され得るように、Ｏリング30,31の圧
縮代を見越して設定される。

また、燃焼筒蓋32には、電極棒8,9及び酸素供給管10が
貫通するように設けられている。

前記水槽68の直上に、垂直方向下方に向って延びるピス
トンロッド44を有する昇降用流体圧シリンダ43を、水槽
68と同軸に配設する。

ピストンロッド44の下端部に、前記燃焼筒蓋32を同軸に
固着し、またピストンロッド44の中間部に、各槽3,2,1
上部に当接可能且つ水密性を保持し得る内槽蓋45、中間
槽蓋46、外槽蓋47を同軸に固着する。

ピストンロッド44は昇降用流体シリンダ43本体部分に対
して、周方向に回動しないように拘束されており、また
昇降用流体圧シリンダ43の上端は、該昇降用流体圧シリ
ンダ43の上方に設けた上部フレーム53の下面に、回動ブ
ロック49を介して吊り下げ支持されている。

前記各槽蓋45,46,47の上下方向の間隔は、各槽3,2,1上
端面間の距離に対応するように設定されている。

前記昇降用流体圧シリンダ43の上方に、ひねり駆動装置
48を設ける。

ひねり駆動装置48は、前記回動ブロック49に水平方向に
突設した回動腕50と、該回動腕50の先端にピストンロッ
ド51がピン連結されたひねり駆動用流体圧シリンダ52と
を有しており、該シリンダ52の伸縮作動により昇降用流
体圧シリンダ43を介して燃焼筒蓋32をひねり作動できる
ようにしている。

以下、本考案の作動を説明する。

今、第１図に示す如く、燃焼筒本体27はクランプ装置39
の把持腕41,42により、各槽3,2,1と同軸に位置し、且つ
周方向に回動しないように支持されている。

また、昇降用流体圧シリンダ43のピストンロッド44は上
昇した状態になっていて、燃焼筒蓋32及び各槽蓋45,46,
47は、燃焼筒本体27の直上に位置している。

更に、ひねり駆動用流体圧シリンダ52のピストンロッド
51は前進した状態になっていて、燃焼筒蓋32の蓋嵌着部
38に形成した突起部37が、燃焼筒本体27のストッパ28に
形成した切り欠き部29に対応するようになっている。

試料のカロリ測定に際し、燃焼筒蓋32を燃焼筒本体27に
嵌着するときには、試料を入れたカップ11を、支持腕12
に載置し、点火線７の端部を電極棒8,9に結線するとと
もに、中間部をカップ11内の試料に接触させる。

次いで、昇降用流体圧シリンダ43を駆動してピストンロ
ッド44を下降させ、蓋頂部33下面周縁部を、Ｏリング30
を介して燃焼筒本体27の上端面に、また蓋大径内接部34
下面周縁部を、Ｏリング31を介してストッパ28上面に当
接させるとともに、昇降用流体圧シリンダ43の圧下力に
より前記Ｏリング30,31を圧縮変形させ、蓋嵌着部38の
突起部37上縁を、ストッパ28下縁よりもやや下方に位置
させる。

上述した如き位置まで燃焼筒蓋32を下降させたならば、
ひねり駆動用流体圧シリンダ52を、ピストンロッド51が
後退するように駆動して、回動腕50、回動ブロック49、
昇降用流体圧シリンダ43を介して前記燃焼筒蓋32を回動
させ、蓋嵌着部38の各突起部37を、ストッパ28の各切り
欠き部29間下方に位置させる。

更に、前記流体圧シリンダ43への流体圧の付与を停止す
ると、Ｏリング30,31の弾性によって燃焼筒蓋32が全体
的にもち上げられて突起部37上面がストッパ28下面に当
接し、燃焼筒蓋32が燃焼筒本体27に嵌着する（第２、第
３、第４図参照）。

燃焼筒蓋32が燃焼筒本体27に嵌着したらば、前記支持腕
40,41による燃焼筒本体27の把持固定を解除し、基部40
水平方向に移動させてクランプ装置39が各槽3,2,1の上
方に位置しないようにする。

クランプ装置39を移動させた後、前記昇降用流体圧シリ
ンダ43を駆動してピストンロッド44を更に下降させる
と、燃焼筒本体27及び燃焼筒蓋32は内槽３に挿入され、
各槽3,2,1上面に各槽蓋45,46,47が当接する。

試料のカロリ測定後、燃焼筒蓋32を燃焼筒本体27より離
脱させるときには、前述した燃焼筒蓋32の嵌着時と逆の
手順で作業を行う。

すなわち、昇降用流体圧シリンダ43を駆動してピストン
ロッド44を上昇させ、各槽蓋47,46,45とともに燃焼筒本
体27及び燃焼筒蓋32を所定の高さまで引き上げた後、ク
ランプ装置39によって燃焼筒本体27を、周方向に回動し
ないように把持固定する。

次いで、昇降用流体圧シリンダ43を駆動して、その圧下
力により、Ｏリング30,31を圧縮変形させるとともに、
ひねり駆動用流体圧シリンダ52をピストンロッド51が前
進するように駆動し、燃焼筒蓋32を嵌着時とは逆方向に
回動させて突起部37を切り欠き部29に対応させることに
より燃焼筒蓋32と燃焼筒本体27との嵌着を解除する。

更に前記ピストンロッド44を上昇させて各槽蓋47,46,45
及び燃焼筒蓋32を上昇させ、該燃焼筒蓋32を燃焼筒本体
27より離脱させる。

上述した如く、本考案においては、燃焼筒本体27に燃焼
筒蓋32を着脱する作業を自動化することができる。

第５図から第７図は、燃焼筒本体27を周方向に回動しな
いように拘束する手段の他の実施例であり、燃焼筒本体
27の上端部よりやや下方に、外周面に沿って延びる環状
の被支持部54を設け、燃焼筒本体27の下端面に、平面形
状が正方形の被拘束部55を設ける。

水槽（図示せず）の上方近傍に、移動装置（図示せず）
により水平方向に移動可能な移動腕56を設け、該移動腕
56に、燃焼筒本体27を支持し且つ周方向に回動しないよ
うに拘束する支持固定具57を固着する。

支持固定具57は、前記燃焼筒本体27に水平方向より外嵌
可能な切り欠き部58を有し且つ上面が前記被支持部54の
下面と当接可能な支持部59と、前記被拘束部55に水平方
向より外嵌可能な切り欠き部60を有する拘束部61と、該
拘束部61及び支持部59と一体的に形成され、前記移動腕
56に固着された中間部62から構成されている。

燃焼筒本体27を周方向に回動しないように拘束するとき
には、移動腕56により支持固定具57を移動させて、支持
部59を燃焼筒本体27に外嵌且つ被支持部54下面に当接さ
せて、燃焼筒本体27を支持するとともに、拘束部61を被
拘束部55に外嵌させて、燃焼筒本体27が周方向に回動し
ないようにする。

このような状態において、ピストンロッド44を回動させ
れば燃焼筒本体27と燃焼筒蓋32とを嵌着離脱させること
ができる。

第８図及び第９図は、燃焼筒本体27を周方向に回動しな
いように拘束する手段の更に他の実施例であり、燃焼筒
本体27の下端面に、垂直に延びる丸棒状で下端が先細り
形状の被拘束部63を３箇以上等間隔に設け、該被拘束部
63下端面が内槽３の内底部66上面に当接するように前記
燃焼筒本体27を内槽３内へ挿入し、内底部66上面に垂直
に延びる前記被拘束部63と同数のアングル状の拘束部64
を、アングル谷面67が被拘束部63にそれぞれ当接し、且
つアングル頂部65が内槽３内周面と対峙するように固着
する。

上述の構成においては、各被拘束部63がそれぞれ拘束部
64に当接することにより、燃焼筒本体27は周方向に回動
しないように拘束され、またこのとき、内底部66との接
触面が小さくなるようにしているので、熱の伝導を抑え
て正確な計測を行うことができる。

よって、ピストンロッド44を回動させれば、燃焼筒本体
27と燃焼筒蓋32とを嵌着離脱させることができる。

なお、本考案のカロリメータの燃焼筒蓋の自動開閉装置
は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、燃焼
筒本体を周方向に回動しないように拘束する手段、燃焼
筒蓋を昇降させる手段、燃焼筒蓋を周方向にひねる手段
に実施例以外の手段を用いるようにすること、昇降用シ
リンダとひねり駆動装置の位置関係を上下逆に配置する
ように構成すること、燃焼筒本体と燃焼筒蓋の嵌着部の
形状を変更することなど本考案の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案のカロリメータの燃焼筒蓋の
自動開閉装置によれば、燃焼筒蓋と燃焼筒本体を嵌着も
しくは離脱させる作業及び燃焼筒本体をカロリメータの
内槽内に出し入れする作業を自動的に行うので、作業者
の手を煩わせることがなくなって、試料のカロリ測定に
おける省力化を更に図ることができる優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の一部破断斜視図、第２図は
燃焼筒本体及び燃焼筒蓋の詳細を示す一部破断正面図、
第３図は第２図のIII-III矢視図、第４図は第２図のIV-
IV矢視図、第５図は燃焼筒本体を周方向に回動しないよ
うに拘束する手段の他の実施例を示す図、第６図は第５
図のVI-VI矢視図、第７図は第５図のVII-VII矢視図、第
８図は燃焼筒本体を周方向に回動しないように拘束する
手段の更に他の実施例を示す図、第９図は第８図のIX-I
X矢視図、第10図はカロリメータの概要を示す図、第11
図は従来の燃焼筒本体及び燃焼筒蓋の詳細を示す断面図
である。 図中、27は燃焼筒本体、28はストッパ、29は切り欠き
部、32は燃焼筒蓋、38は蓋嵌着部、39はクランプ装置
（固定装置）、43は昇降用流体圧シリンダ（昇降装
置）、48はひねり駆動装置、57は支持固定具（固定装
置）、64は拘束部（固定装置）、68は水槽を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】着脱自在な燃焼筒蓋を上部に有した燃焼筒
   本体を水槽内に上部から出し入れするようにしたカロリ
   メータにおいて、周方向にひねることにより嵌着離脱が
   可能なはめまわし連結機構を介して燃焼筒蓋を上部に取
   付けてなる燃焼筒本体と、該燃焼筒本体を周方向に回動
   しないように拘束して支持する固定装置と、前記燃焼筒
   蓋に連結され、該蓋を昇降させる昇降装置と、前記燃焼
   筒蓋に連結され、該蓋を周方向にひねるひねり駆動装置
   とを備えたことを特徴とするカロリメータの燃焼筒蓋の
   自動開閉装置。