JPH0623701B2 - 熱量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体及び液体物質の発熱量を測定する熱量計
の改良に関するもので、殊に、内筒水温の上昇を発熱量
として直接記録できるようにした熱量計において、その
測定精度を高めるとともに構造の簡易化を計ったもので
ある。

一般に、固体及び液体物質の発熱量を測定する熱量計
は、完全燃焼させるための圧縮酸素とともに一定量の試
料をボンブ内に封入し、このボンブを規定量の水を入れ
た内筒中に浸し、この内筒を内筒水温と同一温度の水を
入れた外槽内においてボンブの点火線に電流を通じてボ
ンブ内の試料を燃焼させ、その燃焼熱を内筒水に吸収さ
せて、内筒水温の上昇より発熱量を測定するようにした
ものである。そしてこの場合、外槽には外槽水加熱装置
が設けてあり、内筒水の温度上昇に合わせて外槽水温を
上昇させて、内筒水と外槽水の温度差が実質上零になる
ようにして断熱効果をもたせ、発熱量測定の際の周囲温
度の影響を除去し、測定精度を向上せしめるようになっ
ている。このような熱量計における発熱量は次式で表さ
れる。

発熱量(cal)＝｛内筒水量(g)＋装置水当量 (g)｝×内筒水の上昇温度 ところで、このような熱量計においては、発熱量は内筒
水の温度上昇との比例関係で測定されることから、内筒
以外からの温度変動因子が加われば当然装置水当量値の
変化となり、その装置水当量の変化量は即熱量値の測定
誤差として現れる。

ここでいう装置水当量とは装置系における内筒水を含め
た全ての熱量吸収因子を包含するものと定義される。

特許公報昭５９−３４９６６号によれば、内筒内に規定
量の水を秤り取る方法として電磁弁とそれに付随する導
入管及び液面継電器により外槽の水を内筒内へ注入する
方式がとられているが、この場合内筒へ注入されるべき
外槽の水は一度外槽より外の空気層にある電磁弁に導か
れ、再び外槽の中の導入管を通って内筒に入る構造にな
っている。しかし、この方式では外槽から内筒に連結し
ている電磁弁及び導入管の一部が断熱構造体以外の温度
環境にあるため、内筒水の温度上昇を正しく計る方法と
して内筒水と外槽水の温度差を実質上零になるように操
作させて断熱効果をもたせたとしても、その効果にあず
かれない電磁弁などの部分の影響を受け、実際には装置
水当量に変化をきたすことになる。とくに、測定精度を
向上させたい場合には影響は無視できない量となる。通
常この熱量計を用いて測定を行う場合は微細にわたる室
内温度の調整はとりがたく±１〜３℃範囲の固定設定が
普通であり、従って、温度上昇分の測定を通常とする熱
量測定では誤差を生む原因となる。

本発明においては、従来からの熱量計におけるこのよう
な欠点を克服したもので、外槽から内筒への水の導入の
ための電磁弁及び導入管を、内筒水温に対して常時１０
０分の５℃以内に調節されている外槽水中に設置し、断
熱構造体以外の周囲環境からの影響を排除して装置水当
量の変動をおさえる方法をとることにより、測定精度が
格段に向上するとともに構造も極めて簡略化された操作
し易い熱量計を得るものである。

すなわち、本発明によれば、内筒水温の上昇を発熱量と
して直接記録できるようにした熱量計において、内筒内
へ自動的に水を秤量するための電磁弁を外槽水中に設置
した熱量計が提供される。

次に本発明を図面により説明する。

第１図において、１は外槽で、これには外槽水７が装入
されている。また外槽には撹拌器６及び外槽水７の温度
を検出する検出器８がある。外槽１の中には空気層９を
有する中間槽３があり、さらにその中間槽３の中に内筒
２が設けられている。そして内筒２には試料を燃焼する
ためのボンブ４及び撹拌器５が有り測定時にはその内筒
２に水が満たされる。従って、内筒２には水を秤り取る
ための内筒水秤量装置の一部として電気接点１０が設け
られており、その先には液面継電器１６が接続され、さ
らにその出力側には内筒２に水を注入するための電磁弁
１５が中間槽３に固定されており、導入管１９によって
内筒２に連結している。その他内筒２には内筒水の温度
上昇を検出するための検出器１１及び外槽水７の温度を
内筒水温と同じ温度に調節するための温度検出器１１′
が設けられている。１２は中間槽３の蓋である。

内筒水温の検出器１１は熱量測定装置１７を介して記録
計１８に接続する。また内筒２に設けられている検出器
１１′は外槽１に設けられている検出器８とともに外槽
水温調節装置２０に接続され、その出力側として電磁弁
１３に繋がっている。１４は湯槽であり加熱水が満たさ
れている。

本発明の熱量計は前記構成であるが、この熱量計を操作
するには、ボンブ４を内筒２に設置した後、外槽１に外
槽水７を入れる。次に、外槽水温調節装置２０により所
定の温度の水が作られるが、この時あらかじめ設定され
た温度より注入された水の温度が低ければ、自動的に電
磁弁１３が開き加熱水が湯槽１４から注入されて所定の
水温が作られる。

次に、所定の温度に調節された外槽水７は内筒水秤量装
置により内筒２に導入秤量されるが、その順序は、まず
電磁弁１５が開かれ内筒２内に外槽水７が注入され電気
接点１０まで水面が達すると信号が液面継電器１６に送
られ電磁弁１５は閉じる。そして内筒２に規定量の水が
秤り取られたならば、ボンブ４の中の試料を燃焼させそ
の熱を内筒水に吸収させる。その時、熱の放出に伴い内
筒水温は上昇していくが、その熱を外へ逃がさないため
に、内筒水の温度変化を検出器１１′に読み取らせて外
槽水温調節装置２０により外槽１に設けられている検出
器８との温度差を検出させ、実質上内筒水及び外槽水の
温度差が零になるように電磁弁１３を開けて湯槽１４よ
り加熱水を注入する。試料の燃焼が終わりボンブ４から
の熱の放出がなくなったら内筒水温の測定は終了する
が、その時の温度上昇分は検出器１１により熱量測定装
置１７に送られ熱量値に換算されて記録計１８により記
録される。ここで測定操作は終了するが、次回の測定に
備えるために、内筒２内の水を電磁弁１５を開けて外槽
１内へ排出する。

本発明において、内筒水秤量装置とは、電気接点１０及
び液面継電器１６と、それに接続する電磁弁１５で構成
される装置という。第２図にその装置の一部分である電
磁弁１５の詳細を示す。

２は内筒の側壁であり、３は中間槽の側壁を表す。１５
は電磁弁であり２１の防水カバー及び１９の導入管と一
連をなし、その導入管１９は電磁弁１５を介して外槽及
び内筒に連結している。

次に、本発明における装置の構造及び機能を詳細に説明
する。

前記にも述べたごとく、一連の測定操作の中においてこ
の内筒水秤量装置も作動するのであるが、この部分のみ
改めて操作の順を追って説明すると、まず外槽水の温度
が調整された時点で電磁弁１５を開け外槽１の中の水を
落差を利用して内筒２内に注入する。内筒２に設けられ
ている電気接点１０まで水面が達したら液面継電器１６
に信号が送られて電磁弁１５が閉じ内筒水の秤量操作は
終了する。測定が終わり内筒水を排出する場合は電磁弁
１５を開け、同時に外槽１の水も排出しながら外槽１内
へ排出する。

この構造では、従来の熱量計のごとく、内筒の給水及び
排水にそれぞれ別々の電磁弁を用いることなく、また、
電磁弁１５は中間槽３にのみ直接固定されていて導入管
等は外槽に固定しておらず中間槽３とともに外槽中を移
動できることから構造と操作の簡易化が実現できる。

一方、測定精度向上の効果の面では、熱量計が前記原理
の算式より求められることから、従来の熱量計のごと
く、内筒に連結している電磁弁が外槽外の非断熱環境の
空気層に設置されている場合は装置水当量に変化をきた
し求められた発熱量に誤差を含むことになる。しかし、
本発明による熱量計では充分に調節された外槽水中の断
熱構造体の中に電磁弁が設置されているために装置水当
量に変化をきたさず正しい値が記録される。

【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図は内筒
水導入部分の装置の一列についての斜視図である。 １……外槽 ２……内筒 ３……中間槽 ４……ボンブ ５、６……撹拌器 ８、１１、１１′……検出器 １３、１５……電磁弁 １４……湯槽 １６……液面継電器 １７……熱量測定装置 １８……記録計 ２０……外槽水温度調節装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外槽の内側に空気層を有する中間槽を設
   け、該中間槽の内側に内筒を設け、さらに該内筒の内側
   に試料を燃焼するためのポンプを設け、外槽及び内筒に
   規定量の水を収容した状態で、該ポンプ中にて試料を断
   熱的に燃焼させて、内筒水温と外槽水との温度差が零と
   なるように外槽水の温度を制御しつつ、試料の断熱的燃
   焼による発熱量を内筒水温の上昇として直接記録できる
   ようにしたポンプ型熱量計において、外槽水を内筒に供
   給する導入管を、外槽壁を介さずに中間槽壁及び内筒壁
   を介して配設するとともに、内筒への外槽水の供給を制
   御する電磁弁を防水構造として中間槽の外壁に直接固定
   したことを特徴とする熱量計。