JPS6222050A - 水分測定装置 - Google Patents

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） 本発明は圧縮機、熱交換器等の密閉形容器内部に残留す
る水分を、品質管理上のための抜取り検査で測定する場
合などに使用する水分測定装置の構造に関する。

（従来の技術） この種の水分測定装置としては、カールフィッシャー法
によるもの、コールドトラップ法によるものがあり、例
えば工業計測技術大系１０．湿度・水分測定、昭和４０
年７月３）日、日刊工業新聞社初版発行、２５頁に前者
の内容が開示され・また、冷凍空調技術第２４巻・第２
８０号１３頁に後者の内容が開示されてなるように公知
であるが・カールフィッシャー法による測定装置は第７
図に示す如く、被検査用ワーク（３）の内部を通過し水
分を含んでいる窒業ガスを溶剤の入った捕集びん（Ｂ）
の中でバブリングさせ、次いで一定の割合で水と反応す
るカールフィッシャー試薬（ＫＦ）を滴定して、その量
から水分量を求めるようにしたものである。

一方、コールドトラップ法による測定装置は第８図に示
す如く、被検査用ワーク（司の気体出口側に接続させて
一７０℃前後の低温に冷却させたコールドトラップ【Ｔ
］ヲ設け、前記ワーク（ト）の内部を通過し水分を含ん
だ窒素ガスをコールドトラップ（Ｔ）に流通させて水分
を凝結せしめることにより、前記トラップ［Ｔ）に溜っ
た水分量を実測定もしくは目盛測定するようにしたもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の両装置のうちで前者は、窒業ガスの流量が０．３
〜０．５Ｌ／ｈＬ程度の範囲内に制限されるため、ワー
ク（５）が大形になる程、測定に長い時間を要するのと
、水分量が１００　Ｊ’　　位までの測定には適するが
、それ以上の量になると測定が難がしいのとの理由によ
って測定対象が制約され、例えばｌＯ馬力用冷凍機以上
の大形に用いられる熱交換器の場合は測定が困難であっ
た。また、カールフィッシャー試薬（ＫＦ）は腐蝕性が
強いため、装置の主要部分はガラスを使用しており、破
損し易いので取扱いに慎重を期さねばならないのも厄介
なことであった。

一方、後者については、カールフィッシャー法と同様に
窒素ガスの流量が制限されるので、矢張り測定に時間が
か＼る欠点があり、例えば大形圧縮機に適用した場合、
約５時間の測定時間を消費し非能率的である。

さらにこの装置は低温冷却装置が必要であるので装置全
体が大形化し、かつ高コストにつながるのも問題であっ
た。

このように従来の各装置が殊に大形ワークを対象とした
際に種々の不都合がある実状に対処して　　　ｊ本発明
は成されたものであって、水分を捕集する助剤として安
価な水分吸着剤を用いて、しかも気体の大流量下での水
分吸着を確実に行わしめ、さらに直示天びんによる直接
秤量を可能ならしめることにより、簡易構造でありなが
ら確実かつ迅速゛な水分測定の実現を果させようとする
ことを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕 しかして本発明はその実施例を示す図面によっても明ら
かな通り、架台＋２）に固定した直示天σんＦｉ＋、気
体出入口を有する筒内に水分吸着剤＋５）を封入せしめ
て、前記直示天びんｆｉ＋の床下秤量フック１３＋に吊
り金具＋６）を介し吊架した水分吸着器（４）、この水
分吸着器］４）との無接触状態を保持して前記架台（２
）に固定した外筐（７）から水分測定装置を構成したも
のである。

本発明はさらに前記外筐（７）を水分吸着器（４）の頂
板に比し小径の孔（１４）を有して該孔Ｈに水分吸着器
＋４＋の吊り金具（６）との連結部分を遊挿通した天板
（８］と、前記水分吸着器（４）の周りを気密的に囲繞
して前記天板（８］に固着した筒部（９）とにより形成
せしめて、前記天板１８）と水分吸着器＋４）の前記頂
板との何れか一方における互いに面接触し得る個所に、
前記孔０４）の周りを気密封止し得るシール材１３）を
取着せしめる一方、外筐（７）の筒部（９）には、サン
プルガス導入部上１又は導出部（１２）を下端部に、サ
ンプルガス導出部１１２）又は導入部ｆｌｌ＋を上部に
夫々浮設せしめると共に、前記下端部に穿設した前記サ
ンプルガス導入部ｆｉｌ＋又は導出部（１２）に挿入す
るサンプルガス流通管１１５）を嵌合させるスリーブ（
ｌＯ）を筒内に内蔵せしめていて、前記スリーブ（１０
）を筒部（９）の内壁に対し気密を保持した筒軸方向の
摺動可能、かつ、その上端口縁が水分吸着器（４）の底
部周縁に接当可能な如く設けてなることを特徴とする。

（作用゛） 本発明は試料ガスのサンプリング時には、サンプルガス
流通管α５）を外筐（７）の筒部（９）内に限度一杯ま
で上方に向は押し込ませることにより、スリーブ（ｌＯ
）を介して水分吸着器（４）を押し上げると、その頂板
が外筐（７）の天板（８］に対しシール材（１３）を介
して圧接することから、水分吸着器（４）を内蔵する前
記筒部（９）は、大気とは連絡が断たれた密封容器を形
成し、従って試料ガスは全量が水分吸着器＋４）内の水
分吸着剤（５１層を通過して、その間に水分が吸着に水
分吸着器（４）で捕集される。

なお、この状態では水分吸着器＋４）と直示天びんＩｌ
＋とは連結が離れているので、直示天びんＨｌは普通の
天ぴんとして使用可能である。

上述のサンプリングが終了すると、サンプルガス流通管
α目を下方に引き出してスリーブ（ｌＯ）を下方のスト
ッパ当接位置まで降動させると、水分吸着器１４）は外
筐＋７）に接触することなく吊り下った状態となるので
、直示天びん１１１の上皿には水分を吸着した水分吸着
器（４）の重量が直接加わった状態を呈する。

従って、水分吸着器（４）の直接秤量が容易に行なえ、
吸着前に秤量した値との差を求めて水分量を簡単に算出
できる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図乃至第６図によって以下詳述す
る。

第３図及び第４図において、＋１１は汎用の直示天びん
であって、４本の支柱（２−Ａ）・・・、それ等支柱（
２Ａ）・・・の上端部間及び下端部間に夫々亘らせて横
架した上板（２−Ｂ）及び下板（２−０）及び下板（２
−Ｃ）を有する架台（２）上に搭載固定させていて、秤
量用上皿を支持する皿受け（図示せず）からは床下秤量
フック１３）が垂設され、前記上板（２−Ｂ）を遊貫挿
して垂下している口 前記架台＋２）は上板（２−Ｂ）から垂設した４本のボ
１）（２−Ｄ）・・・によって水平に支持されてなる中
間板（２−Ｋ）を有していて、この中間板（２−Ｅ　）
に対して、外筐（７）を前記フック１３）とは同軸とな
した配置で垂下させて固定せしめている０ 上記外筐（７）は第１図及び第２図に詳細示してなる通
り、前記中間板（２−ｇ）に嵌合固着した天板（８〕と
、上半筒（９Ｂ）の突合わせ結合になる筒部（９）とか
ら形成され、天板（８）に対してボルト□□□による締
　　「付Ｃすを行うことにより、上半筒（９−Ａ）を気
密固着し、また上半筒（９−ａ）と下半筒（９−Ｂ）と
を気密結合することによって、気密一体構造の筐体を構
成している。

この外筐（７）は、下半筒（９−Ｂ）・の下端開口をサ
ンプルガス導入部＋！１）となし、また、上半筒（９−
Ａ）の上部筒壁に穿設した孔をサンプルガス導出部σ２
となしており、さらに前記天板１８２の中心部には、後
述する水分吸着器（４）の頂板に比し小径となした孔（
１４）を穿設せしめている。

上述の構造を有する外筐【７）の内部には、水分吸着器
１４＋とスリーブ１］０）とを内蔵せしめており、水分
吸着器（４）は有頂底筒体を成して、頂板を、前記床下
秤量フック１３）に引っ掛けて吊り下げた棒状の吊り金
具（６）に連結させる連結部分が上方に向は突設されて
なる蓋状に形成し、これにコツプ状をなす筒本体部を嵌
合固着せしめて一体構造の容器となしており、底壁及び
周壁土部には、金網が張られた空気流通口を設けている
◎ 上記水分吸着器【４）は、頂板を筒本体部から脱して筒
本体部内に水分吸着剤（５）を封入した後に一体に組付
けて、第１図々示のように吊り金具（６）を介して前記
床下秤量フック（３）に吊架せしめるが、この吊架状態
では外筐（７）には捉触しな（、かつ外筐（７）によっ
て気密的に囲繞された状態となって外筐（７）内に内蔵
されることとなる。

なお、水分吸着剤＋ｆｉ＋としては、合成ゼオライトと
通称されるモレキュラーシーブス（ｍｏｌｅａｕｌａｒ
ｓｉｅｖｅ８　）　　などが好適なものとして挙げられ
る。

例えばモレキュラーシーブス３Ａのペレットの場合、加
熱することにより結晶水が脱離して多孔性吸着剤となり
、この細孔は数＾の均一径をもっていて分子ふるい効果
を生じ、可逆的に容易に吸湿して結晶水を復元する性質
を有するものであり、重量換算で２０％の平衡吸着量を
もち相当量の水を吸着することが知られている。

一方、前記スリーブ１１０＋は段付筒体に形成していて
、上半筒（９−Ａ）、下半筒（９−Ｂ）を組付けるに先
立って、筒内部に介挿せしめるものであって、上半筒（
９−Ａ）及び下半筒（９、）に夫々摺接して気密を保持
した筒軸方向の移動可能に設けられており、その上端口
縁は水分吸着器（４）における筒本体部の底部周縁に接
当可能な適宜口径を有している。

上記スリーブ（ｌＯ）は下端開口部をサンプルガス流通
管αω例えばサンプルガス導入管αωの管端が気密的に
嵌合される接続口に形成していて、例えば螺合などによ
って確実に接続し得る如く、下端開口部の内壁に雌ねじ
を刻設するなどの加工を施すことは好適な手段である。

なお、このスリーブ＋１０１が外筐（７）から抜脱しな
いように、水分吸着器（４）から離れた下降限度位置に
おいて接当し得るストッパ壁を前記外筐（７）に設けて
おくものである。

しかして第１図及び第２図において１３）はシール材例
えば０リングであって、水分吸着器（４）の頂！上面側
に刻設したリング溝内に介挿せしめており、水分吸着器
１４）が押し上げられて前記頂板が外筐（７）の天板（
８）に面接触する際に、前記孔■の周りの面接触個所を
気密封止し得るよう形成している。

なお、このシール材１３は前記頂板に取着する他に、外
筐（７）の天板（８］の下面側に取着せしめるようにし
ても勿論差支えないものである。

以上述べた構造になる水分測定装置によって水分を含有
するサンプルガスが圧送されてくるサンプルガス導入管
０５）の管端をサンプルガス導入部Ｆｌｌ＋に挿入して
、前記スリーブ（１０）の下端開口部に嵌着せしめる一
方、サンプルガス導出部α２にサンプルガス導出管α０
を接続せしめる。

試料ガスのサンプリングを行う場合には、サンフルガス
導入管α５）を押し込み、スリーブｎｏ＋　ヲ介して水
分吸着器（４）を押し上げると、シール材Ｑ３）が水分
吸着器（４）の頂板と前記外筐（７）の天！　＋８）と
によって圧縮されるので、水分吸着器（４）の周囲の外
筐（７］内空間は外気に対し完全にしゃ断される。

この状態は第２図に断面示される通りである。

かくして試料ガスは全量が水分吸着器１４）内の水分吸
着剤１５１層を通過するので、水分は水分吸着剤１５）
に全量吸着される。

なお、このサンプリング状態では前記フック＋３）と前
記吊り金具（６）とは接触することなく自由状態　　　
）とすることができるので、この状態で秤量用上皿を使
用すれば、直示天びんｆｉ＋を全く普通の天びんとして
使用可能である。

水分の吸着が完了して水分吸着器＋４）の重量を測定す
る場合には、サンプルガス導入管［＋５）を引き下げて
スリーブ（１０）を下刃の限度位置まで追従降動させる
と、水分吸着器（４）は外筐（７）及びスリーブ＋Ｉ０
）とは接触しなくて吊り金具【６）によって吊架された
自由状態となり（第１図参照）、直示天びんＨｌによる
直接測定が可能である。

なお、水分吸着剤（５）を入れ替える場合はボルト四を
ゆるめて外筐（７）の筒部（９）を天板（８］から離脱
すると、水分吸着器１４）は露出するので、これを取外
して水分吸着剤（６）を容易に入れ替えることができる
口 次に前記水分測定装置を用いた水分測定システムの概要
を第５図及び第６図に示しているが、まず第５図々示例
は気体ポンプαηで被検査用ワーク（初の内部ガスを循
環させる方法であって、サンプルガス導出管α０を通る
水分吸着後のガスは除湿されているので、カールフィッ
シャー法のように、他の乾燥ガスを必要としない利点が
ある。

気体ポンプαηはタイヤフラム型等でサンプルガスが汚
染されない機種を選定するものであり、前記ワーク（Ｗ
ｌを加熱する装置及びフィルタα９）は常に必要な構造
ではなく被測定物の種類に応じて選択する。

なお、サンプルガス導入管α５）を流れるサンプルガス
の温度が室温よりも高くなると水分吸着器１４）内の水
分吸着剤（５）が昇温して吸着能力が低下するので、放
熱装置α＆を必要に応じて導入ライン側に設けるもので
ある。

一方、第６図々示例は直空誘引方式であって、ワーク（
Ｗ）内部でガスの循環が困難なものに適用するシステム
である。

真空ポンプ蜘で排気される流速が必要以上ある場合に、
水分吸着器（４）で水分が吸着されずに排出されるおそ
れがあるので、流量調整弁（２３）等で排気速度を調整
するようにしている。

また、逆Ｋを防止するためにサージタンク２Ｌ１１真空
スイツチ外で作動する電磁弁１２ｚ等を設けて制御する
構造を有せしめている。

なお、加熱装置、放熱装置α＆及びフィルタａ９につい
ては第５図々示例と同様に必要に応じて選定するもので
ある。

（発明の効果） 本発明は水分を測定するのに、水分吸着器（４）内の水
分吸着剤（５１層中に水分を含有するガスを流通させて
吸着により水分を捕集するようにしているので、水分吸
着剤（５１０種類、量を選定することにより、ガス流量
が可成り多いものでも簡単にしかも迅速に測定すること
が可能であり、測定時間の短縮が果されて、抜取り検査
などの効率を高めて生産性の向上が期される。

さらに、本発明は吸着による水分捕集と、捕集後の水分
測定との切換えを、外筐（７）内に設けたスリーブ（１
０１の昇降操作だけで行えば良く取扱いは至って簡単で
あり、しかも水分測定が直示天びん（１）による直接測
定であるので容易かつ的確に測定できる。

また、直示天びん（１）、水分吸着器【４）及び外筐（
７）を要素とする簡単な構造であるので測定に要する装
ｆｉ！コストは低廉におさまり、汎用装置として頗る好
適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例の要部構造を重量
測定時及び試料サンプリング時で夫々示す断面図、第３
図及び第４図は本発明測定装置の１例に係る左側面図及
び正面図、第５図及び第６図は本発明の１実施例に係る
各水分測定システムの概要図、第７図及び第８図は従来
の水分測定システムの２例の概要図である。 Ｈｌ・・・直示天びん、（２）・・・架台。 （３）・・・床下秤量フック、］４）・・・水分吸着器
。 ＋５１・・・水分吸着剤、（６）・・・吊り金具。 ］７）・・・外筐、　　１８＋、、、天板。 （９）・・・筒部１　　　ｔｌｏｌ・・・スリーブ。 ＋１１１・・・サンプルガス導入部。 １２）・・・サンプルガス導出部。 。３）−０−、−ヤ材、　　Ｑ４）−０．孔、　　　　
　　　　　　　　　ＦＣ＋５１・・・サンプルガス流通
管う 第１図 第２図 第３図 ２−Ｃ 第４図 −Ｃ 第７　図 ｊ、、気　　！１′８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、架台（２）に固定した直示天びん（１）、気体出入
   口を有する筒内に水分吸着剤（５）を封入せしめて、前
   記直示天びん（１）の床下秤量フック（３）に吊り金具
   （６）を介し吊架した水分吸着器（４）、この水分吸着
   器（４）の頂板に比し小径の孔（１４）を有して該孔（
   １４）に水分吸着器（４）の吊り金具（６）との連結部
   分を遊挿通した天板（８）と、前記水分吸着器（４）の
   周りを気密的に囲繞して前記天板（８）に固着した筒部
   （９）とにより形成され、水分吸着器（４）との無接触
   状態を保持して前記架台（２）に固定した外筐（７）か
   らなり、前記水分吸着器（４）の頂板と前記外筐（７）
   の天板（８）との何れか一方における互いに面接触し得
   る個所に、前記孔（１４）の周りを気密封止し得るシー
   ル材（１３）を取着せしめる一方、前記外筐（７）の筒
   部（９）には、サンプルガス導入部（１１）と導出部（
   １２）の一方を下端部に、他方を上部に夫々穿設せしめ
   ると共に、前記下端部に穿設したサンプルガス導出入部
   に挿入するサンプルガス流通管（１５）を嵌合させるス
   リーブ（１０）を筒内に内蔵せしめていて、前記スリー
   ブ（１０）を筒部（９）の内壁に対し気密を保持した筒
   軸方向の摺動可能、かつ、その上端口縁が水分吸着器（
   ４）の底部周縁に接当可能な如く設けてなることを特徴
   とする水分測定装置。