JPH059646Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ガス分析装置のバブルクラツシヤに
関し、詳しくはガラス気泡中のガスを分析する際
に用いられ、ガラスの試料片を割ることにより内
部の気泡中のガスを分析装置に導入させるための
バブルクラツシヤに関するものである。

従来の技術 ガラス製品には、原材料を加熱溶融する際に生
じたガスが微小泡として残留することがあり、こ
のような泡が残留した製品は不良品とされる。そ
のため上記残留泡の問題を解決するため泡内のガ
スを分析して組成並びに全体量を知り、泡の発生
原因を推察して対策を立てている。

上記の分析では、一般に、ガラス製品から泡を
含んだガラス片を摘出して試料片とし、バブルク
ラツシヤと称されるガス取出装置によつて試料片
を破断して泡内部のガスを取出し、このガスを分
析装置に導入させて行つており、上記分析装置と
しては、泡内のガスをキヤリアガスと共に導入し
て各ガス成分の移動速度差によつて分析を行うガ
スクロマトグラフや、上記ガスを真空中に導入し
てイオン化し、このイオンを電気的に検出するこ
とによつて分析を行う質量分析計等が用いられ
る。

上記バブルクラツシヤとしては、例えば第８
図，第９図，並びに、第１０図に示す如きものが
現在利用されている。

上記第８図に示すものは、本体１下部に試料テ
ーブル２を下方から螺合装着し、本体１上部から
円錐形状の先端部を有する押圧ピン３を螺装し、
上記本体１と押圧ピン３の側面との間にパージガ
スを供給すると共に、上記押圧ピン３と試料テー
ブル２との間にキヤリアガスを供給した状態下
で、上記押圧ピン３を更にねじ込んで、押圧ピン
３の先端と上記試料テーブル２の上面に固着した
円錐状凹部を有する受皿２ａとの間で、上記試料
片Ｓを圧壊して気泡内のガスを上記キヤリアガス
と共に分析装置〔ガスクロマトグラフ〕に導入さ
せるものである。

第９図のものは、試料テーブル５上に泡ｂが下
面近傍に位置するように摘出した試料片Ｓを載置
し、この試料片Ｓをクランパ６によつて上記試料
テーブル５上に気密に圧接させ、上記泡ｂを上記
試料テーブル５の中心部を貫通するニードル７に
よつて下方から突き破り、泡ｂ内のガスを、ガス
供給口８から供給されたキヤリアガスと共にガス
導入口９から分析装置〔ガスクロマトグラフ〕に
向けて流動させるようにしたものである。

第１０図に示すものは、上部器体１０と下部器
体１１とをネジ止めして構成される密閉容器１２
内に、上記試料片Ｓを収容し、試料片Ｓを上部器
体１０に配設された操作ネジ１３により、プラン
ジヤ１４、薄銅板１５、シーリングカツプ１６を
介して下部器体１１側に配設したニードルポイン
ト１７に向けて押圧することにより上記試料片Ｓ
を割り、泡内のガスを下部器体１１に設けたガス
導出口１８から真空吸引により分析装置に導入さ
せるものである。

更に、図示しないが、上記の平板状試料片の代
わりに、ガラス泡を引きのばしてキヤピラリー状
に形成した試料片をキヤリアガス導入経路中に配
されたフレキシブルチユーブ内に挿入し、フレキ
シブルチユーブ内で上記試料片を折ることによ
り、上記泡内のガスを分析装置〔ガスクロマトグ
ラフ〕に導入させるようにしたものが特開昭58−
41350号公報に開示されている。

考案が解決しようとする問題点 ところで、上記のバブルクラツシヤにおいては
次のような問題があつた。

先ず第１に、上記第８図乃至第１０図に示すバ
ブルクラツシヤは全て作業者の人手によつて作動
させるものであり、試料片Ｓ中の泡ｂの破れたこ
とは、人の手指の微妙な感覚や小さな音によつて
検知しており、そのためバブルクラツシヤによる
泡ｂの破砕作業には常に人が付き添つていなけれ
ばならず、また熟練を要していた。

また、泡をキヤピラリー状に引き延ばした試料
片を用いるものは、上記泡を含むガラス片を切り
取つた後、キヤピラリー状に引き延ばす必要があ
り、作業工数が多く、しかも、シヤピラリー状に
引き延ばす作業に熟練を要し、一般的でないとい
う問題を有する。

第２に、上記バブルクラツシヤによつて試料片
Ｓの泡ｂを破砕する場合、上記の破砕音やその感
覚を見逃して、更に試料片Ｓを加圧すると上記試
料片Ｓが粉々に粉砕されることがあり、この場
合、新しく形成された破断面に、上記泡内のガス
が吸着されてしまい、このガラス面へのガスの吸
着は、各ガス成分ごとに吸着度が異なるため、各
ガス成分の量並びに組成が実際とは異なつて分析
されてしまうという問題がある。

問題点を解決するための手段 本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、ガラス泡を含んだ試料片を、気密の試料室内
でニードルの押圧によつて割ることにより、上記
泡内のガスを取出して、上記試料室から管路を介
してガス分析装置に導入させるバブルクラツシヤ
であつて、中心部に気密を保つた状態で昇降可能
にニードルを保持したニードルホルダと、上記ニ
ードルホルダの下方に位置して、上面に上記試料
片の受台を有し、上記ニードルホルダとの圧接に
より上記ニードルホルダ下面との間に気密の試料
室が形成される試料テーブルと、上記ニードルホ
ルダあるいは試料テーブルを、試料テーブルある
いはニードルホルダに向けて移動させ、両者を所
定力で圧接させるための第１昇降装置と、上記ニ
ードルを試料室内の試料片に向けてインチング降
下させる第２昇降装置と、上記試料テーブルに配
設され、ニードルの押圧によつて上記試料片が割
れた際の音を検出する振動センサと、上記第１昇
降装置により試料テーブルとニードルホルダとを
圧接させた後、第２昇降装置を、振動センサから
の信号が入力されるまで作動させる制御装置とで
構成したガス分析装置のバブルクラツシヤであ
る。

作 用 本考案に係るガス分析装置のバブルクラツシヤ
は、試料テーブルに泡を包んだガラスの試料片を
載置し、制御装置により第１昇降装置を作動させ
て上記試料テーブルとニードルホルダとを圧接さ
せ、上記試料テーブルとニードルホルダとの圧接
により上記試料片が収容される気密の試料室が形
成されたことを検出すると、上記制御装置は、ニ
ードルを第２昇降装置により上記試料片に向けて
インチング降下させ、上記ニードルが、上記試料
片を割つた瞬時の音を振動センサによつて検出す
ることにより、上記制御装置は上記ニードルの降
下動作を停止させ、上記試料片の泡内のガスを管
路より分析装置に導入させるものである。

実施例 第１図乃至第７図は、本考案に係るガス分析装
置のバブルクラツシヤの一実施例を示すもので、
本実施例においてはバブルクラツシヤＢを接続す
る分析装置Ａを試料ガスがキヤリアガスと共に導
入されるガスクロマトグラフとしてある。

図面において、２０はバブルクラツシヤＢのフ
レーム、３０は試料テーブル、４０は上記試料テ
ーブル３０と嵌合して密閉容器を形成するニード
ルホルダ、５０は上記ニードルホルダ４０に支持
されるニードル、６０は振動センサ、D₁は上記
試料テーブル３０用の昇降装置、D₂は上記ニー
ドル５０用の昇降装置、Ｃは上記昇降装置D₁，
D₂の制御装置を示す。

上記フレーム２０の略中央部分には、上記ニー
ドルホルダ４０の支持フレーム２１が水平に固設
されており、この支持フレーム２１の上方並びに
下方側には、夫々、互いに平行をなす１対の支持
アーム２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂが水平に
フレーム２０に固設されている。上記各対の支持
アーム２２ａ，２２ｂ間、並びに２３ａ，２３ｂ
間の奥側には、夫々、ガイドロツド２４，２５が
垂直に架設固定されている。そして、上記上方側
のガイドロツド２４には、ニードルホルダ４０の
支持ブロツク２６が上記ガイドロツド２４の中心
軸に沿つて上下に摺動自在に配設され、下方側の
ガイドロツド２５には、試料テーブル３０の支持
ブロツク２７が上記ガイドロツド２５の中心軸に
沿つて上下に摺動自在に配設されている。

上記試料テーブル３０は、前記支持ブロツク２
７先端の装着穴２７ａに嵌入されネジ止め固定さ
れており、上記試料テーブル３０の上面には第５
図に示すように略円柱形の凹部３１が形成されて
いる。上記凹部３１の底面には、更に小径の窪み
３２が形成されており、この窪み３２内には試料
受台３３が配置されている。上記試料受台３３
は、第３図に示すように略円板形状をなし、上面
に直交するＶ字状溝３３ａ，３３ａを形成したも
ので、この試料受台３３の径は上記窪み３２より
小径で、厚みは、上記窪み３２の深さより短く設
定されている。そして、上記凹部３１の底面に
は、ニードルホルダ４０との気密を保持するため
に、上記窪み３２の周囲にＯリングO₁が配設さ
れている。

更に、上記試料テーブル３０の下面には、振動
センサ６０が取付けられている。

上記ニードルホルダ４０は、前記支持フレーム
２１先端の装着穴２１ａに嵌入されてネジ止め固
定されており、上記試料テーブル３０に対して
は、同一軸線上となつている。

上記ニードルホルダ４０の下端は、上記試料テ
ーブル３０の凹部３１の径より僅かに小径に形成
され、上記ニードルホルダ４０の下面中央部には
上記試料テーブル３０の窪み３２と共に試料室４
７を構成する窪み４１が形成されており、この窪
み４１の径は上記窪み３２と同径としてある。そ
して、上記ニードルホルダ４０の軸線に沿つて、
上記窪み４１より小径の貫通穴４２が穿設されて
おり、この貫通穴４２にニードル５０が摺動自在
に挿入配置されている。更に、上記ニードルホル
ダ４０の上部両側面には、上記支持フレーム２１
を貫通して配管され、上記貫通穴４２と連通する
パージガス用管路４３ａ，４３ｂが配設され、下
面両側面には、上記ニードルホルダ４０を貫通
し、上記窪み４１の上壁面に開口するキヤリアガ
ス用管路４４ａ，４４ｂが配設されている。そし
て、上記キヤリアガス用管路４４ａ，４４ｂのう
ち、下流側の管路４４ｂは電磁切換弁〔以下単に
切換弁と称す〕Ｖを介してガスクロマログラフＡ
に接続されている。

上記ニードル５０は、前記支持ブロツク２６に
基端部を固定された状態で、上記ニードルホルダ
４０の貫通穴４２に挿入されており、上記ニード
ル５０の先端は図示するように略円錐形状に成形
されている。そして、上記ニードル５０の先端側
並びに中央部には、夫々２個ずつ、計４個の環状
溝５１が形成され、この環状溝５１の夫々にはＯ
リングO₂が嵌挿され、上記貫通穴４２との間を
気密に保つている。

上記試料テーブル３０の昇降装置D₁は、駆動
モータM₁、リードスクリユー７０並びにナツト
７１で構成される。

上記駆動モータM₁は、本実施例ではトルクモ
ータを用いてあり、このトルクモータM₁は、上
記フレーム２０の下端にブラケツト２８を介して
取付けられている。

上記リードスクリユー７０は、上記支持アーム
２３ａ，２３ｂ間の手前側に、ガイドロツド２５
と平行をなすように回転自在に支持されており、
このリードスクリユー７０は、支持ブロツク２７
に配設したナツト７１と螺合させてある。そして
下方側の支持アーム２３ｂから突出するリードス
クリユー７０の下端部をジヨイント７２を介して
トルクモータM₁のモータ軸m₁に連結してある。

上記ニードル５０の昇降装置D₂も上記昇降装
置D₁と同様に駆動モータM₂、リードスクリユー
７３、並びにナツト７４で構成されている。

この昇降装置D₂における駆動モータM₂は本実
施例ではニードル５０のインチング降下動作制御
の便宜のためにステツプモータを用いてあり、こ
のステツプモータM₂は、フレーム２０の上端に
ブラケツト２９を介して取付けられている。

そして、上記リードスクリユー７３は、前述同
様に、上記支持アーム２２ａ，２２ｂ間の手前側
に、ガイドロツド２４と平行をなすように回転自
在に支持されており、このリードスクリユー７３
は、支持ブロツク２６に配設したナツト７４と螺
合させてある。そして上方側の支持アーム２２ａ
から突出するリードスクリユー７３の上端部をジ
ヨイント７５を介してステツプモータM₂のモー
タ軸m₂に連結してある。

上記制御装置Ｃは、バブルクラツシヤＢの動作
スイツチ〔図示せず〕並びに振動センサ６０から
の信号により、上記トルクモータM₁、ステツプ
モータM₂並びに切換弁Ｖの動作を制御するもの
である。

尚、図中参照番号８１〜８４は夫々近接スイツ
チを示し、上記８１並びに８３は、試料テーブル
３０並びにニードル５０の待機位置を設定するた
めの近接スイツチであり、８２並びに８４は、上
記試料テーブル３０並びにニードル１０の移動限
界を設定するための近接スイツチであり、上記各
近接スイツチ８１〜８４は全て制御装置Ｃに接続
されている。

さて、以下に上記構成のバブルクラツシヤＢを
用いたガラス泡のガス分析要領を説明する。尚、
初期状態においては、上記試料テーブル３０は最
下位置で、上記ニードル５０は最上位置で待機状
態にあり、上記パージガス用管路４３ａ，４３ｂ
並びにキヤリアガス用管路４４ａ，４４ｂには未
だガスが供給されておらず、また、切換弁Ｖは大
気に開放されているものとする。更に、試料片Ｓ
は第４図に示すように、泡ｂが略中心部に位置す
るようにガラス製品から採取されたもので、上記
試料テーブル３０の窪み３２内に収容され得る寸
法の略矩形形状をなしており、上記泡ｂを通る軸
線に沿つてこの泡ｂの両側をスリツト状に切欠
き、上記試料片Ｓを割る際の便宜を図ると共に、
割れた際の破断面が小さくなうるようにしてあ
る。

先ず、上記試料片Ｓを、試料テーブル３０の窪
み３２内に収容した試料受台３３上に載置し、動
作スイツチ〔図示せず〕をOn状態に切換えてト
ルクモータM₁を作動させる。すると上記トルク
モータM₁はリードスクリユー７０を回転駆動し
て上記支持ブロツク２７と共に試料テーブル３０
を上昇させる。上記試料テーブル３０の凹部３１
とニードルホルダ４０の下端とが嵌合し、上記凹
部３１の底面とニードルホルダ４０の下端面が当
接状態になるとトルクモータM₁は駆動トルクと
釣り合う反力を受けて停止し、このトルクモータ
M₁の停止により制御装置Ｃは、上記トルクモー
タM₁への電力供給を中止する。この状態では第
６図に示すように上記試料テーブル３０はニード
ルホルダ４０に所定の圧力で押付けられ、上記凹
部３１に配置されたＯリングO₁によつて、上記
凹部３１底面とニードルホルダ４０の下端面との
気密が保たれるため、上記試料テーブル３０の窪
み３２とニードルホルダ４０の窪み４１とによつ
て気密の試料室４７が形成される。

次に、上記パージガス用管路４３ａ並びにキヤ
リアガス用管路４４ａに、キヤリアガス、例えば
Heガスを供給する。即ち、上記パージガス用管
路４３ａからは、ニードルホルダ４０の貫通穴４
２とニードル４０の側面との間にHeガスを流入
させた後、パージガス用管路４３ｂから大気中に
放出するこよにより上記ニードル５０の下降動作
に伴う外気の試料室４７への漏れを防止し、上記
キヤリアガス用管路４４ａからは、上記試料室４
７にHeガスを流入させた後、キヤリアガス用管
路４４ｂから大気中に放出することにより、上記
試料室４７内の残留空気をHeガスと置換する。

上記の状態を所定時間維持した後、上記制御装
置Ｃは、キヤリアガスが管路４４ｂからガスクト
マトグラフＡに向つて流れるように上記切換弁Ｖ
を切換えると共に、ステツプモータM₂に所定時
間、高い周波数のパルス信号を送る。

すると、上記ステツプモータM₂は、所定量高
速回転して、上記リードスクリユー７３を回転さ
せ、上記ニードル５０を支持ブロツク２６と共に
所定位置まで早送りして降下させ、この後はイン
チング動作に移る。上記ステツプモータM₂は、
制御位置Ｃからの低い周波数のパルス信号により
所定の微小角度ずつ回転し、この間欠回転は、リ
ードスクリユー７３並びにナツト７４の螺合関係
により、上記ニードル５０の間欠微動降下動作と
して伝達される。

そして、上記ニードル５０の先端が、試料室４
７内の試料片Ｓに向けて間欠的に微小距離ずつ降
下し、第７図に示すように試料片Ｓを押圧して試
料片Ｓが前述のスリツト溝に沿つて割れると、泡
ｂが破れた瞬間のクラツク音は、振動センサ６０
によつて検出され、上記振動センサ６０からの信
号により制御装置Ｃは、上記ステツプモータM₂
へのパルス信号の発信を中断する。

上記一連の動作により、泡ｂ中のガスは試料室
４７内に取出され、このガスは、前記キヤリアガ
スと共に、管路４４ｂから切換弁Ｖを経てガスク
ロマトグラフＡに導入され、組成及び各成分の絶
対量が分析される。

この後は、制御装置Ｃからの信号により、切換
弁Ｖを大気に開放させ、更に、パルスモータM₂
に所定の高い周波数のパルス信号を入力して逆転
させ、上記ニードル５０を元位置に上昇復帰させ
ると共に、上記トルクモータM₁を逆転させて試
料テーブル３０を元位置にまで下降復帰させる。
尚、上記ニードル５０並びに試料テーブル３０が
元位置に復帰したかどうかは、近接スイツチ８３
並びに８１によつて検出され、この近接スイツチ
８３並びに８１からの信号により制御装置Ｃは、
上記ステツプモータM₂並びにトルクモータM₁の
駆動を中断する。

後は、割れた試料片Ｓを試料受台３３から取出
し、新たな試料片Ｓを試料受台３３に載置し、上
述要領でガス分析を継続して行えばよい。

尚、上記実施例において、支持ブロツク２７上
に、試料テーブル３０を複数個並設すると共に、
送り機構を介して支持ブロツク２７上で各試料テ
ーブル３０をニードルホルダ４０の真下に順次制
御移動させて、複数の試料片Ｓを順次連続してガ
ス分析させるようにしてもよい。

また、上記実施例において、上記平板状の試料
片Ｓの代わりに泡ｂをキヤピラリー状に引き延ば
した試料片を用いる場合は、上記試料受台３３に
形成したＶ字溝３３ａによつて安定して位置決め
保持することができる。

更に、上記実施例のバブルクラツシヤは、ガス
クロマトグラフに対応するものであるが、質料分
析計に対応させる場合は、パージガス用管路４３
ａ，４３ｂが不要となり、キヤリアガス用管路４
４ａ，４４ｂを真空系に接続すればよい。

考案の効果 以上説明したように、本考案に係るガス分析の
バブルクラツシヤによれば、試料テーブルに、ガ
ラス泡を含んだ試料片を入手によつて載置すれ
ば、後は制御装置により、上記試料片を試料テー
ブルとニードルホルダとで形成される気密の試料
室内に収容し、ニードルによつて試料片を割るこ
とができ、しかも上記ニードルは、試料片が割れ
た瞬間の音が振動センサによつて検出された時点
で制御装置により瞬時に停止されるため、試料片
を粉砕することなく割ることができ、従つて、ガ
ス分析の省力化、自動化が可能になると共に、試
料片の破断面による吸着が防止されて正確な分析
が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本考案に係るガス分析装
置のバブルクラツシヤーの一実施例を示すもの
で、第１図は正面図、第２図は一部断面部分を含
む側面図、第３図は試料受台の拡大斜視図、第４
図は試料片の拡大斜視図、第５図乃至第７図は動
作要領を説明するための要部拡大縦断側面図であ
る。第８図乃至第１０図は夫々在来のガス分析装
置のバブルクラツシヤを示す縦断側面図である。 Ｓ……試料片、ｂ……泡、Ａ……ガス分析装
置、Ｂ……バブルクラツシヤ、Ｃ……制御装置、
D₁……試料テーブルの昇降装置〔第１の昇降装
置〕、D₂……ニードルの昇降装置〔第２の昇降装
置〕、３０……試料テーブル、３３……試料受台、
４０……ニードルホルダ、４４ｂ……管路、４７
……試料室、５０……ニードル、６０……振動セ
ンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガラス泡を含んだ試料片を、気密の試料室内で
   ニードルの押圧によつて割ることにより、上記泡
   内のガスを取出して、上記試料室から管路を介し
   てガス分析装置に導入させるバブルクラツシヤで
   あつて、 中心部に気密を保つた状態で昇降可能にニード
   ルを保持したニードルホルダと、 上記ニードルホルダの下方に位置して、上面に
   上記試料片の受台を有し、上記ニードルホルダと
   の圧接により上記ニードルホルダ下面との間に気
   密の試料室が形成される試料テーブルと、 上記ニードルホルダあるいは試料テーブルを、
   試料テーブルあるいはニードルホルダに向けて移
   動させ、両者を所定力で圧接させるための第１昇
   降装置と、 上記ニードルを試料室内の試料片に向けてイン
   チング降下させる第２昇降装置と、 上記試料テーブルに配設され、ニードルの押圧
   によつて上記試料片が割れた際の音を検出する振
   動センサと、 上記第１昇降装置により試料テーブルとニード
   ルホルダとを圧接させた後、第２昇降装置を、振
   動センサからの信号が入力されるまで作動させる
   制御装置とで構成したことを特徴とするガス分析
   装置のバブルクラツシヤ。