JPH0643126A - 熱量計における内外槽に対する給排水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱量計に対する給排水の方法を考慮することに
より熱量計を大型化することなく、連続する発熱量測定
の測定時間を短縮する。 【構成】発熱量測定終了後引続きなされる発熱量測定に
先立って、少なくとも内槽水の実質的に全てを排出した
後、外槽１４へ設定温度より低い所定温度の水を所定量
供給して外槽水を設定温度と略同温度にするとともに同
外槽水の一部を内槽１２へ供給することにより、内外槽
水の排出および供給時間の短縮、内外槽水の設定温度へ
の調整時間の短縮を図り、測定時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱量計における内外槽に
対する給排水方法に関し、特に、所定温度に設定された
内槽水および熱量計ボンブを収容する内槽と、所定温度
に設定された外槽水を収容する外槽と、前記外槽水を前
記内槽水の温度上昇に追従して温度調整する温度調整手
段を備え、前記熱量計ボンブ内での試料の燃焼熱を前記
設定温度の内槽水に吸収して同内槽水の昇温値に基づき
前記試料の発熱量を測定する熱量計における内外槽に対
する給排水方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記した形式の熱量計は周知のもので、
その一例が例えば特開平４−１５５４９号公報に示され
ている。当該形式の熱量計においては、試料の発熱量の
測定後内槽水および外槽水は当然のことながら設定温度
より高くなっているため、次の発熱量の測定に際しては
一旦内外槽水の全てを排出し、その後に内外槽に新たに
水を供給して設定温度に調整する手段が採られているの
が一般である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種形式
の熱量計においては、測定場所への運搬、測定場所での
設置面積、熱量計の取扱い等を考慮すると、出来る限り
小型であることが有利であって一般にも要請されている
ところである。また、この種形式の熱量計においては試
料の発熱量の測定が繰り返しなされることから、発熱量
の測定終了後次の測定の準備期間をできるかぎり短縮し
て発熱量の測定時間を短縮することが要請されている。

【０００４】しかしながら、当該熱量計においは上記し
たごとく、試料の発熱量の測定後に温度上昇した内槽水
および外槽水の全てを一旦排出し、その後に内外槽に新
たに水を供給して設定温度に調整する手段が採られてい
るため、内外槽水の排出および供給、新たに供給された
内外槽水の設定温度への調整等の時間を併せると相当の
時間を必要とし、この点で測定時間の短縮の要請に答え
ることができない。

【０００５】このような要請に対処すべく、内外槽水の
供給パイプ、排出パイプ、給排バルブ等を大径にして内
外槽水の排出時間および供給時間の短縮を図る手段が考
えられるが、これらの給排水手段に起因して熱量計が大
型化し、かつ測定精度が低下するという問題が発生す
る。また、予め設定温度に調整された大量の恒温水を新
たに内外槽へ供給して内外槽水の設定温度への調整時間
の短縮を図る手段も考えられるが、恒温水の貯蔵タンク
が大型化するためにこれに起因して熱量計が大型化し、
熱量計の小型化の要請に逆行するという問題が新たに発
生する。

【０００６】従って、本発明の目的は、試料の発熱量の
測定後次の測定に先立ってなされる内外槽水の給排出手
段を改良することにより、熱量計を大型化することなく
発熱量の測定時間を短縮することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定温度に設
定された内槽水および熱量計ボンブを収容する内槽と、
所定温度に設定された外槽水を収容する外槽と、前記外
槽水を前記内槽水の温度上昇に追従して温度調整する温
度調整手段を備え、前記熱量計ボンブ内での試料の燃焼
熱を前記内槽水に吸収して同内槽水の昇温値に基づき前
記試料の発熱量を測定する熱量計における内外槽に対す
る給排水方法であり、発熱量測定終了後引続きなされる
発熱量測定に先立って、少なくとも前記内槽水の実質的
に全てを排出した後、前記外槽へ前記設定温度より低い
所定温度の水を所定量供給して前記外槽水を設定温度と
略同温度にするとともに、同外槽水の一部を前記内槽へ
供給することを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明は上記した熱量計における内
外槽に対する給排水方法であり、発熱量測定終了後引続
きなされる発熱量測定に先立って前記内槽水の実質的に
全てを排出するとともに前記外槽水の一部を排出した
後、前記外槽へ前記設定温度より低い所定温度の水を所
定量供給して前記外槽水を設定温度と略同温度にすると
ともに、同外槽水の一部を前記内槽へ供給することを特
徴とするものである。

【０００９】

【発明の作用・効果】上記した本発明の給排水方法にお
いては、設定温度より高い外槽水を全てまたは大量に残
存させた状態の外槽内へ設定温度より低い水を供給する
ことにより略設定温度の外槽水に調整し、その後同外槽
水の一部を内槽に供給して内槽水とするものである。こ
のため、内外槽水の全てを一旦排出してその後新たに内
外槽水の全てを供給する手段に比較して、内外槽水の排
出および供給時間が著しく短縮されるとともに、内外槽
水の設定温度への調整時間も著しく短縮され、発熱量の
測定時間を大幅に短縮することができる。

【００１０】また、本発明の給排水方法においては、発
熱量の測定時間が大幅に短縮されることから、測定時間
の短縮の要請に対処すべく、内外槽水の供給パイプ、排
出パイプ、給排バルブ等を大径にして内外槽水の排出時
間および供給時間の短縮を図る手段を採用する必要がな
く、かつ予め設定温度に調整された大量の恒温水を新た
に内外槽へ供給して内外槽水の設定温度への調整時間の
短縮を図る手段を採用する必要もないため、当該熱量計
の大型化を抑制することができ、熱量計の小型化の要請
に答えることができる。

【００１１】本発明の給排水方法を適用する熱量計にお
いては、内外槽水の全量Ｌ、排出量（供給量）ΔＬ、測
定後の内外槽水の上昇温度と設定温度との温度差Δｔ
1、供給すべき水の温度と設定温度との温度差Δｔ2との
関係は下記の数１式および数２式の通りとなる。

【００１２】

【数１】(Ｌ−ΔＬ)×Δｔ1＝ΔＬ×Δｔ2

【００１３】

【数２】Δｔ2＝(１／ΔＬ)×(Ｌ−ΔＬ)×Δｔ1 従って、上記各式においてはＬおよびΔＬは一定であ
り、またΔｔ1は燃焼用試料が同一種のもので発熱量に
大きな差がないため略一定であるため、設定温度との温
度差Δｔ2低い温度の供給水を準備すればよい。なお、
発熱量の大きく異なる種類の燃焼用試料の発熱量を測定
する場合には、その都度Δｔ1の変化に対応して排水量
を変更する手段を採ることも可能である。また、設定温
度との温度差Δｔ2低い温度の供給水が相当の低温であ
る場合にはΔＬを所定量増大して供給水の温度を高くす
る手段を採ることも可能である。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明の給排方法を採用する熱量計が
概略的に示されている。当該熱量計は熱量計本体１０
と、水の給排手段２０と、温度制御手段３０を備えてい
る。熱量計本体１０は熱量計ボンブ１１、ボンブ１１を
収容する内槽１２、内槽１２を収容する中間槽１３、中
間槽１３を収容する外槽１４を備えている。当該熱量計
本体１０において発熱量の測定時、ボンブ１１を収容す
る内槽１２には室温に設定された水（内槽水）が収容さ
れ、内槽１２と中間槽１３間は空気層とされ、かつ中間
槽１３と外槽１４間には室温に設定された水（外槽水）
が収容されて密封される。

【００１５】給排手段２０は湯槽２１、冷水槽２２およ
び排水槽２３を備えるとともに、これらの各槽２１〜２
３および熱量計本体１０を連結する多数の管路、各管路
に配設された多数のバルブ２４ａ，２４ｂ…および多数
のポンプ２５ａ，２５ｂ…を備えている。かかる給排手
段２０においては、後述するように熱量計本体１０の内
槽１２および外槽１４へ水を供給するとともに、これら
各内外槽１２，１４内の水（内槽水、外槽水）を排出す
る。

【００１６】温度制御手段３０は内槽水の温度を設定す
る第１温度設定手段３１、外槽水の温度を設定する第２
温度設定手段３２および外槽水の温度を調整する温度調
整手段３３を備えている。第１温度設定手段３１は内槽
１２内に設置された温度センサ３１ａに接続された公知
の装置であり、測定開始時および測定中における内槽水
の温度を測定してその検出信号を発熱量測定手段に出力
し、これにより発熱量が測定される。また、第２温度設
定手段３２は外槽１４内に設置された温度センサ３２ａ
に接続された公知の装置であり、測定開始時における外
槽水の温度を測定してその検出信号を所定の電磁バルブ
に出力し、同バルブを制御して外槽水を設定温度である
室温に調整する。

【００１７】温度調整手段３３は各温度センサ３１ａ，
３２ａに接続された公知の装置であり、測定中における
内槽水と外槽水の温度を測定してその検出信号を所定の
電磁パルブに出力し、同バルブを制御して外槽水の温度
を内槽水の温度上昇に追従させるものである。

【００１８】このように構成された熱量計による試料の
発熱量測定について説明すると、熱量計を初めて使用す
る場合、または発熱量の測定を一旦中断した後に再開す
る場合には、先づバルブ２４ａを開いて湯槽２１へ水を
所定量供給して図示しない加熱器で加熱して室温より高
い一定温度の温水とする。次に、バルブ２４ｂを開いて
冷水槽２２に所定量の水を供給して図示しない冷却器で
冷却して室温より低い一定温度の冷水とする。なお、使
用により温水、冷水が漸次減少した場合にはその都度補
給して常に一定温度で一定量の温水、冷水を各槽２１，
２２に貯溜しておく。これにより、測定の前準備が終了
する。

【００１９】次に、測定準備にはいるが、測定準備は下
記の手順（１）〜（４）に基づいて行う。 （１）ボンブ１１内に所定量の試料を収容して高圧酸素
を注入して同ボンブ１１を熱量計本体１０を構成する内
槽１２内に収容し、内槽１２，中間槽１３および外槽１
４を密閉する。 （２）バルブ２４ｃを開いて給水源からの水を外槽１４
内に供給する。この供給水が設定温度である室温より低
い場合には、第２温度設定手段３２の作用によりバルブ
２４ｄ，２４ｅの開閉動作を制御して湯槽２１内の湯水
を補給し、さらにはバルブ２４ｆの開閉動作およびポン
プ２５ａの駆動を制御して外槽水を設定温度である室温
に調整する。 （３）外槽水の温度が室温に調整されて安定した場合に
は、バルブ２４ｇを開くとともにポンプ２５ｂを駆動さ
せて外槽水の一部を内槽１２内に供給して、内槽水を一
定量とする。 （４）この間第１温度設定手段３１、第２温度設定手段
３２および温度調整手段３３の作動によりバルブ２４
ｄ，２４ｅ，２４ｆの開閉動作およびポンプ２５ａの駆
動が制御されて内槽水と外槽水が同一温度に正確に調整
される。

【００２０】測定準備終了後熱量計本体１０を構成する
ボンブ１１内で試料を燃焼させてこの燃焼熱を内槽水に
吸収させ、温度センサ３１ａにて内槽水の温度が検出さ
れて図示しない発熱量測定手段に検出信号が出力されて
発熱量が測定される。この間、温度調整手段３３の作用
により外槽水が内槽水の温度上昇に追従して昇温され、
発熱量の測定精度を向上させる。これにより、第１回目
の測定が終了する。

【００２１】次に第２回目の測定の準備に入るが、先づ
バルブ２４ｈを開くとともにポンプ２５ｃを駆動させて
内槽１２内の内槽水の実質的に全てを排出するととも
に、バルブ２４ｉを開いて外槽１４内の外槽水の一部
（一定量）を排出する。以上の手順からなる内外槽水の
排出方法は、本発明の給排水方法の一部を構成するもの
である。その後、内槽１２、中間槽１３および外槽１４
の蓋を開けてボンブ１１を取り出し、ボンブ１１内のガ
ス抜きを行ってボンブ１１の本体からキャップを取り外
す。

【００２２】次いで、ボンブ１１内に所定量の試料を収
容して高圧酸素を注入して同ボンブ１１を熱量計本体１
０を構成する内槽１２内に収容し、内槽１２，中間槽１
３および外槽１４を密閉し、その後外槽１４内および内
槽１２内へ給水する。この場合、バルブ２４ｆを開くと
ともにポンプ２５ａを駆動させて冷水槽２２内の冷水を
外槽１４内に供給し、この間第２温度設定手段３２の作
用により両バルブ２４ｄ，２４ｅの開閉制御がなされて
必要により湯槽２１からの湯水が外槽１４内に供給さ
れ、外槽水が設定された室温に調整される。外槽水が室
温に調整されて安定した後、バルブ２４ｇが開かれると
ともにポンプ２５ｂが駆動されて所定量の外槽水が内槽
１２内に供給され、温度調整手段３３の作用により内外
槽水の温度が同一温度に正確に調整される。これによ
り、第２回目の測定の準備が完了する。以上の内外槽水
の給水手段は本発明の給排水方法の他の一部を構成する
ものである。

【００２３】このように、本発明の給排水方法において
は、第２回目以降の測定の準備過程における内外槽に対
する給排水方法であって、外槽１４内では設定温度であ
る室温より高い外槽水を大量に残存させた状態で室温よ
り低い冷水を供給することにより略室温の外槽水に調整
し、その後同外槽水の一部を内槽１２内に供給して内槽
水とするものである。このため、内外槽水の全てを一旦
排出してその後新たに内外槽水の全てを供給する手段に
比較して、内外槽に対する水の排出量および供給量が少
なくて給排出時間が著しく短縮されるとともに、内外槽
水の室温への調整時間も著しく短縮され、発熱量の測定
時間を大幅に短縮することができる。

【００２４】また、本発明の給排水方法においては、発
熱量の測定時間が大幅に短縮されることから、測定時間
の短縮の要請に対処すべく、内外槽水の供給パイプ、排
出パイプ、給排バルフ等を大径にして内外槽水の排出時
間および供給時間の短縮を図る手段を採用する必要がな
く、かつ予め設定温度に調整された恒温水を新たに内外
槽へ供給して内外槽水の設定温度への調整時間の短縮を
図る手段を採用する必要もないため、当該熱量計の大型
化を抑制することができ、熱量計の小型化の要請に答え
ることができる。

【００２５】なお、当該熱量計においては、以下の方法
で発熱量を正確に測定することができる。すなわち、温
度センサ３１ａにて検出された信号に基づいてその温度
上昇に応じた発熱量を表示させる表示器の値をＧとす
る。それほど正確性を要求されない場合にはこのＧの値
を発熱量とすればよいが、実際には各要因（室温、装置
の熱容量、水温等）により誤差が含まれる。この誤差を
なくするためには、Ｇの値を次の式に基づいて補正する
（補正後の正確値Ｈ）。予め熱量のわかっている標準試
料を使用して同試料の熱量の正確値Ｈと実測値Ｇとの関
係式（Ｈ＝ａ・Ｇ＋ｂ）を求める。この場合、標準試料
の重量を変化させて（Ｈ値が変化）その時のＧ値を求め
る。これを数回繰り返し、Ｈ値とＧ値との上記関係式を
求める。かかる関係式に測定用試料の実測値Ｇを代入し
てＨ値を算出すれば、このＨ値が補正された熱量の正確
値となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給排水方法を採用する熱量計の概略構
成図である。

【符号の説明】

１０…熱量計本体、１１…ボンブ、１２…内槽、１３…
中間槽、１４…外槽、２０…給排手段、２１…湯槽、２
２…冷水槽、２４ａ，２４ｂ〜…バルブ、２５ａ，２５
ｂ〜…ポンプ、３０…温度制御手段、３１，３２…温度
設定手段、３３…温度調整手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木本 博 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 清家 捷二 名古屋市緑区太子２丁目167番地の１ (72)発明者 石田 順彦 名古屋市緑区旭出２丁目611番地１ (72)発明者 曽田 孝則 愛知県岡崎市康生町347番地８

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定温度に設定された内槽水および熱量計
   ボンブを収容する内槽と、所定温度に設定された外槽水
   を収容する外槽と、前記外槽水を前記内槽水の温度上昇
   に追従して温度調整する温度調整手段を備え、前記熱量
   計ボンブ内での試料の燃焼熱を前記内槽水に吸収して同
   内槽水の昇温値に基づき前記試料の発熱量を測定する熱
   量計における内外槽に対する給排水方法であり、発熱量
   測定終了後引続きなされる発熱量測定に先立って、少な
   くとも前記内槽水の実質的に全てを排出した後、前記外
   槽へ前記設定温度より低い所定温度の水を所定量供給し
   て前記外槽水を設定温度と略同温度にするとともに、同
   外槽水の一部を前記内槽へ供給することを特徴とする熱
   量計における内外槽に対する給排水方法。
2. 【請求項２】発熱量測定終了後引続きなされる発熱量測
   定に先立って前記内槽水の実質的に全てを排出するとと
   もに前記外槽水の一部を排出した後、前記外槽へ前記設
   定温度より低い所定温度の水を所定量供給して前記外槽
   水を設定温度と略同温度にするとともに、同外槽水の一
   部を前記内槽へ供給することを特徴とする請求項１に記
   載の熱量計における内外槽に対する給排水方法。