JPS6042414B2 - 熱量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内筒と外槽を備え、内筒に設けられたポン
プ内で発生した試料の熱焼熱により内筒水温を上昇させ
るとともに、この内筒水温の上昇に応じて外槽水温を追
随上昇させるようにした断熱。

熱量計の改良に関するものである。 実公昭２８一１５
９５号公報によれば、熱量測定時間本体の上部に加温水
槽を設置し、その加温水を適当な間隔に穿孔した加温水
注入用導管で熱量計外槽中に注加するようにした断熱熱
量計は知られている。 しカルながら、この断熱熱量計
は、加温水を注加する場合、内筒と外槽に挿入設置した
温度計の表示を見ながら、外槽水温が内筒水温と一致す
るように、手動により加温水を注加するようにしたもの
であることから、その注加操作に熱線した人員を要する
という問題があつた。

本発明はこのような問題を解決するためにその外槽水
の温度調節を自動化するとともに、測定精度を高めるた
めになされたもので、内筒と外槽とからなり、内筒に装
入したポンプ内で試料を燃焼させてその発熱量を内筒水
温の上昇温度として検出するとともに、内筒水の温度上
昇に追随して外槽水温を上昇させるようにした熱量計に
おいて、あらかじめ複数の時間間隔に分割された熱量測
定時間の各分割時間に相応して異つた流量の加温水を外
槽水に注加し得るようにしたことを特徴とする熱量計が
提供される。 本発明を図面により説明すると、第１図
において、１は外槽、２は内筒を示し、これらには外槽
水６及び内筒水７がそれぞれ装入されている。

また、外槽及び内筒にはそれぞれ攪拌器４及び５が配設
されており、さらに内筒にはポンプ３が装入されている
。１３、１４及び１５は温度検出器であり、１３は内筒
水温度検出器であり、ライン１６を介し内筒水温度測定
装置１９に接続する。

２０は測定水温を熱量として換算表示する記録計である
。

また、１４は内筒水温度検出器及び１５は外槽水温度検
出器であり、これらはライン１７及び１８を介し一対と
なつて自動温度調節装置２１に接続し、両者の水温検出
器に検出された温度に差異が生じた時に電気信号を発生
する。前記した温度検出器には、温度を電気信号に変換
し得る抵抗温度計、たとえば白金抵抗温度計やサーミス
ターなどが適用される。１１及び１「は加温水注水管で
あり、それぞれ電磁弁１２及び１２″を有し、これらの
注水管は加温水９を装入した加温水槽８に連結し、加温
水９がそれらの加温水により外槽水に注加されるように
なつている。

この場合、これらの加温水注水管からの加温水吐出流量
は異つており、加温水注水管１１の吐出流量は加温水注
水管１「のそれよりも大きくなつている。電磁弁１２及
び１２″はライン２４及び２４″を介してタイマー装置
２２は電気的に接続し、またタイマー装置２２は電気的
に自動温度調節装置２１に接続する。本発明において、
タイマー装置２２は、自動温度調節装置２１と電磁弁１
２，１２″との間に介在し、測定開始から測定終了まて
の測定時間において、その測定開始からある一定の時間
までは、自動温度調節装置２１からの信号を吐出流量の
大きな注水管１１を作動さすべくその電磁弁１２に接続
させるように作動し、その一定時間経過後には、吐出流
量の小さな注水管１「を作動さすべくその電磁弁１２″
に接続させるように作動する。本発明において、前記し
た注水管１１，１１″、加温水槽８、自動温度調節装置
２１及びタイマー装置２２は加温水注加機構を構成し、
本発明の熱量計はこの加温水注加機構の付設により、そ
の測定精度は著しく高められ、かつ、測定操作のうち外
槽水温調節機能の完全自動化が達成される。

第２図に本発明て用いる注水管部分の斜視図を示す。

この図において、１１及び１「は注水管てあり、これら
はそれぞれ電磁弁１２，１２″を介して連結管２５，２
５″に連結し、そしてこれらの連結管は加温水槽からの
連結管１０に各連結する。注水管１１，１「の先端は封
止され、その先端部の管壁には対向位置のほぼ水平方向
に２つの注水口２６，２６及び２６″，２６″が開口さ
れ、これらの開口には注水管１１，１Ｖが各連結されて
おり、そして、これらの先端部はブロック２７により固
定されている。注水管１１に開口された注水口は大きく
。一方注水管１「に開口された注水口はそれより小さい
。したがつて、これらの注水管から外槽内へ送られる加
温水吐出流量は注水管１１の方が注水管１「よりも大き
くなつている。２８は外槽壁である。

本発明におては、熱量測定に際し、内筒水温の上昇に応
じて、外槽水温を追随上昇させるために外槽水に追加す
る加温水槽からの注加水は、タイマー装置２２と、それ
によつて制御されて吐出流量の異なつた注水管１１，１
「の作用により、あらかじめ分割された測定時間の各分
割時間に応じて、あるいは測定時間の経過に応じて、適
当流量で注加されることから、精度の高められた外槽水
の温度調節を行うことができる。

なお、前記内筒水温度測定装置１９及び自動温度調節装
置２１はいずれも公知であり、ブリッジ回路を開いて構
成することができる。

また、タイマー回路も特定時間の経過によつて電気回路
を開閉するものであればよく、市販のタイマーが適用さ
れる。次に、本発明におけるこのような特徴をさらに詳
細に説明する。

第３図は測定に際しての内筒水温度の上昇状況を示す温
度／時間曲線グラフである。

このグラフ”から理解されるように、内筒水温度の上昇
速度は、測定開始時間ａまての間は速く、時間ａからＣ
まではや）遅くなり、時間ｃ以後は非常のゆるやかにな
る。すなわち、測定時間を、前記した時間０−ａ（第１
分割時間区分）、ａ−ｃ（第２分．割区分）及びｃ以後
（第３分割時間区分））の３区分に分割すると、第１分
割時間区分、第２分割時間区分及び第３分割時間区分に
おける内筒水温上昇速度はそれぞれ大、中、小となる。
本発明においては、これらの分割時間区分に応Ｉじて、
外槽水に注加する加温水の注加流量を制御し、その注加
流量を、第１分割時間区分では大、第２分割時間区分で
は中、及び第３分割時間区分では小にする。

また、測定時間をＯ−ｂとｂ以後の２つの時間区分に分
割し、それに応じた流量の加温水を注加することによつ
ても、高められた精度の測定結果を得ることができる。

さらに、場合によつては、時間分割区分を４区分とする
こともできる。本発明者の研究によれば、発熱量の自動
測定に際し、同一流量の加温水を注加する場合には、得
られる測定精度には限界があることが判明した。すなわ
ち、注加水流量がＯ−ｂの時間区分の速い温度上昇速度
に適合するような大きいものである場合には、温度上昇
速度がゆるやかであるｂ以後の時間区分においては、注
加水量がどうしても過剰になり、外槽水温が内筒水温よ
りも０．１〜０．２゜Ｃ程度高くなり、この温度差が測
定結果を悪くする。注加水流量がｂ以後の時間区分に適
合するような小さいものである場合には、温度上昇速度
が速い０〜ｂ時間区分においては、注加水量がどうして
も過少となつて外槽水温の上昇が内筒水温に追随できず
、外槽水温が内筒水温よりも０．２〜０．３程度低くな
つてしまう。本発明では、前記から明らかなようにタイ
マー装置により、分割時間区分における注加水流量がそ
の時間区分に応じた適当なものに選択されているため、
外槽水温を内筒水温の上昇に正確に追随上昇させること
ができる。

本発明の場合、両者の温度差は±０．１℃以下に抑える
ことができる。また、本発明の研究によれば、試料の種
類が異なつていても、その発熱量測定における内筒水温
の上昇状況は大略同一であり、第３図に示したような曲
線を示す。したがつて、タイマー装置における分割時間
及び注水管の開口寸法は、一度標準物質を用いた実験に
より適当範囲に設定しておけば、試料の種類が異つても
特に変更する必要はなく、その熱量計の固有値とするこ
とができる。次に、本発明の熱量計の使用法を第１図に
従つて説明すると、試料をポンプ３内に入れて内筒に装
入する。この場合、内筒水温と外槽水温とはあらかじめ
同一に保持し、また攪拌器４及び５を作動させておく、
次いでポンプ内に充顛された試料を電気着火し、（その
電気回路は図示されていない）、試料の燃焼を開始させ
ると同時に、タイマー装置２２のタイマースイッチをオ
ンにし、タイマーを作動させる。このようにして装置系
を作動させると、最初、タイマー装置は吐出流量の小さ
な注水管１「の電磁弁１２″に接続するライン２４″と
はオフの状態になり、吐出流量の大きな注水管１１の電
磁弁１２に接続するライン２４とはオンの状態になつて
いるため、自動温度調節装置２１からの電気信号はこの
注水管１１の電磁弁に送られる。

したがつて、加温水の注加による内筒水温の上昇に対す
る外槽水温の追随上昇は、この注水管１１を介して行わ
れる。一定時間（測定開始後２〜３分間）経過後には、
今度はタイマー装置２２の作用により、自動温度調節装
置２１からの信号は吐出流量の小さな注水管１「の電磁
弁１２″に送られ、外槽水に対する加温水の注加はこの
注水管１「によつて行われる。

このような測定時間の時間経過に関係した加温水の注加
流量の制御により、内筒水温の上昇に対して外槽水温を
正確に追随上昇させ、高められた精度の測定結果を得る
ことができる。測定時間（約１吟程度）が終了しら、同
一タイマー装置あるいは別のタイマー装置により、全体
の装置系の動作を停止する。そして、この測定間の内筒
水の温度上昇は、内筒水温測定装置１９を介して記録計
２０に発熱量として換算表示記録される。本発明におけ
る熱量計は種々の変更が可能であり、たとえば、より高
い精度の測定結果を得るために注水管を３個用い、これ
を前記した原理に基づいて作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置系のブロック線図、第２図は注水
管の一例についての斜視図及び第３図は内筒水の温度上
昇状況を示す温度／時間曲線である。 １・・・・・・外槽、２・・・・・・内筒、３・・・・
・・ポンプ、８・・・・・・加温水槽、１１，１「・・
・・・・注水管、１２，１２″・・・・電磁弁、１３，
１４，１５・・・・・・水温検出器、１９・・・・・・
内筒水温温度測定装置、２０・・・・・・記・録計、２
１・・・・・自動温度調節装置、２２・・・・・タイマ
ー装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内筒と外槽ちからなり、内筒に装入した熱焼ポンプ
   内でで試料を燃焼させてその発熱量を内筒水温の上昇温
   度として検出するとともに、内筒水の温度上昇に追随し
   て外槽水温を上昇させるようにした熱量計において、あ
   らかじめ複数の時間間隔に分割された熱量測定時間の各
   分割時間に相応して異つた流量の加温水を外槽水に注加
   し得るようにしたことを特徴とする熱量計。 ２ 外槽壁を挿通して設けられた吐出流量の異つた複数
   の電磁弁付注水管と、該注水管に連結し、その上方に位
   置する加温水槽と、内筒水と外槽水の温度差を検出し、
   この温度差の検出に応じて前記各注水管の電磁弁に電気
   信号を送る自動温度調節装置と、あらかじめ複数の時間
   間隔に分割された熱量測定時間の各分割時間に応じて前
   記注水管の中の特定の注水管の電磁弁に自動温度調節装
   置から電気信号を接続するタイマー装置とから構成され
   る加温水注加機構を用いて外槽水の温度調節を自動的に
   行う特許請求の範囲第１項の熱量計。