JP3899072B2 - フロー観測用容器 - Google Patents

Description

本発明は、観測用試料である溶液を容器内に注入し、これを流通させながら、流通試料に光を通過させてその流通状態を観測するためのフロー観測用容器に関する。

流体が流れている様子や、二つの流体が混合する様子を観測することは、新しいプロセスを構築する際には極めて重要な要素である。 そして、これを観測するためには、流路を可視化することが必要不可欠である。（例えば特許文献１に記載されている微小内容観測容器参照） 然し乍、高温高圧条件の場合、強度的な問題から透明な流通管の製作は非常に困難とされた。
特願２００２−３１３５８０号

従来、発明者は、円筒のサファイア容器をくり抜いて流通管とし、その上下部分の密封を、歪を最小に抑えたＴＴＳシール機構等で挟み込むことによって、高温高圧化での目視観測を可能とする流通観測容器を提供していた。

更に、一般的な高温高圧流体の観測容器としては、図１1 に示すように、本体の一部で構成される試料室Ａ、窓支え部Ｂ、シールＣ、窓板Ｄ、窓用押さえ金具Ｅとで構成したものがある。

前記円筒のサファイア容器をくり抜いて流通管とした流通観測容器の場合、このような流通観測容器であると、大型で高価な円筒型サファイア容器を使用する必要があった。 また、試料溶液の二液混合は直線方向からの混合のみで、汎用的なＴ字混合には使用できないというような利用上の制約が生じることを余儀なくされた。

更に、図１１に示す従来容器の場合は、試料室Ａと窓Ｄとの間に空間ａが出来るため、試料室Ａの中に滞在している試料の観測は出来ても、管状の中を流れる試料の流通状態の正確なる観測は、当該空間ａの存在に基づく例えば渦流発生等に基づき不可能とされた。
本発明は上記のような問題点を解決した新規のフロー観測用容器の提供を図ったものである。

本発明は、容器本体(１)に設けた試料導入管部側と試料排出管部側とを連通させるための側面開放の流通用溝(６)を備えた透明資材製流路形成盤(５)を、当該本体(１)に形成した試料流路部(Ｍ)内に填め込み、当該流路形成盤(５)の表裏両面に透明資材製板(７)を挟 着させることによって流通用溝(６)の開放面を気密に閉鎖すると共に、本体(１)に螺合し た覗き窓用押さえ金具(１０)の螺合端部を、当該螺合端部と当該透明資材製板(７)の間に シール部材(８，９)を介在させて、当該透明資材製板(７)に対して圧接させることにより 、当該透明資材製板(７)を気密に保持固定し、更に、当該覗き窓用押さえ金具(１０)の反対側面は採光可能とするように構成したことを特徴とするフロー観測用容器に係る。

そして、本発明は下記するような形態の観測用容器するような実施の態様を採るものである。
１．透明資材製流路形成盤５に形成する流通用溝を、直線状の流通用溝Ｐとすることにより、直線流路のセットアップ形式の観測用容器とする。
２．透明資材製流路形成盤５に形成する流通用溝を、直角なカギ状の流通用溝Ｑとすることにより、カーブ流路のセットアップ形式の観測用容器とする。
３．透明資材製流路形成盤５に形成する流通用溝を、Ｔ字状の流通用溝Ｒとすることにより、Ｔ字混合のセットアップ形式の観測用容器とする。
４．透明資材製流路形成盤５に形成する流通用溝を、Ｙ字状の流通用溝Ｓとすることにより、Ｙ字混合のセットアップ形式の観測用容器とする。
また本発明は、覗き窓用押さえ金具１０を透明資材製流路形成盤５の表裏両面に対称的に形成するように構成するか、或いは、あるいは一方だけは採光用面としての役割にとどめるように構成して実施することが出来る。
更に本発明は、流路形成盤５と透明資材製板７とをサファイア製とするような実施の態様を採ることにより、高温高圧雰囲気中での使用に耐え得るようにすることが出来る。

本発明は、流通用溝を備えた透明資材製流路形成盤５を本体１内に挟み込むように構成することにより、当該流通用溝の中を流れる流体試料の観測が可能とされる。 そして、本発明のこのような構成の採用は、当該流通用溝の形成形態を変えることにより、直線流路のセットアップ形式の容器、カーブ流路のセットアップ形式の容器、更には、Ｔ字混合のセットアップ形式の容器、Ｙ字混合のセットアップ形式の容器等、様々な流路の観測を行うための容器の提供が果たされる。
そして、流路形成盤５と透明資材製板７とをサファイア製とすることにより、高温高圧条件での観測に耐え得るものとされる。
さらに、覗き窓用押さえ金具(１０)の螺合端部と当該透明資材製板(７)の間にシール部 材(８，９)を介在させることによって、すなわち、シール部材(８，９)は流通用溝５内で はなくその外側に介在させることによつて、例えばこれを流通用溝５内に設けた場合に生 じる流通状態の阻害性、すなわち、流路形成盤５に設けた流通用溝５内を流れる試料の流 通状態の正確なる観測の阻害性（例えば図１１に示すような従来に於いて生じた空所の存 在）を解消し、正確なる観測結果を得ることができる。

図１乃至図４は本発明に係るフロー観測用容器の一実施例を表したものである。 同図において、１は容器本体であって、当該本体１には、互いに対応する試料導入管部２と試料排出管部３とが設けられている。 ２ａは当該試料導入管部２を固定するためのジョイント金具、３ａは当該試料排出管部３を固定するためのジョイント金具である。

上記した両管部２，３は、容器本体１の内部に形成した後述する流路形成盤５を収装するための試料流路部Ｍを隔てて、その導入管部側から排出管部側に流通できるような形態で連通させてある。
４は容器本体１の側面側から試料を導入できるようにするための第２試料導入管部、４ａはこれを固定するためのジョイント金具である。
すなわち、図１乃至図４に示す実施例にあっては、「Ｔ字混合のセットアップ型」、すなわち、図８に示すように上方及び側方の二箇所に試料導入管を設け、これから流路部内に試料を流入させた後に排出管から排出するような流路を備えた型式の観測用容器を実施例として表してある。 然し乍、本発明はこのような型式に限定されるものではなく、後述するような図６、図７、図９に示すような実施形態も、本発明の技術範囲に包含するものである。

５はサファイアやダイアモンド等のように高温高圧に強い透明資材で製した流路形成盤であって、上記した円形を呈する試料流路部Ｍ内にしっくりと嵌合させるためのものである。 すなわち、当該当該流路形成盤５には導入管部から排出管部側に流通できるような形態で流通用溝６を形成してある。 図示の実施例は前記したように「Ｔ字混合のセットアップ型」の実施例を表したため、当該流通用溝は、垂直溝部６ａと水平溝部６ｂとを備えたものとしてあるが、これは本発明における絶対的要件ではない。

図２において、７，７は上記した流路形成盤５の表裏に挟着した透明資材製板であって、これの挟着に基づき、流路形成盤５に設けられている流通用溝６が気密通路とされるように構成してある。 なお、当該透明資材製板７，７は流路形成盤５と同様に、サファイアやダイアモンド等、高温高圧に強い材料とすることが好ましい。 すなわち、サファイア製とすることにより、高温高圧条件での観測に耐え得るものとされるからである。

１０は覗き窓用押さえ金具であって、その先端に設けたリング部10aをシール部材８，９を介して透明資材製板７に圧接させることによって、流路形成盤５に設けられている流通用溝６の側面開放面に対する密閉化が図られるように構成してある。 10bは覗き窓用押さえ金具１０の先端開口部分に張設した石英等製の透視用透明板である。

図２に示す実施例にあっては、上記した覗き窓用押さえ金具１０が形成された反対側の面は、採光用透明板１１を取り付けることによって、流路形成盤５の反対側面に対する支持を図るように構成してある。
然し乍、これは採光目的に絞った構成であり、例えば下記する図５に示すように、当該採光用透明板１１側にも覗き窓用押さえ金具を対称的に形成するように構成してもよい。
換言すれば、流路の透視観察が出来るように採光目的が達成されるものであれば、上記の何れの形態であっても可とする。

図５は本発明の基本形態を表した説明用略図である。 すなわち、本発明は、試料流路部内に填め込まれかつ溝を備えた透明資材製流路形成盤５の表裏両面を、透明資材製板７，７で重合挟持する共に、これの周縁寄りに所要のシール部材８，９を介在させた状態で、覗き窓用押さえ金具１０を本体１に対して螺合嵌入させることによって、当該重合挟持状態にある流路形成盤５と透明資材製板７，７との気密状態での固定化を図るように構成してある。

図６乃至図９は本発明による各種セットアップ形式の実施例を表した説明用略図(窓を正面とした図面)であって、下記のような形態をとるものである。
すなわち、図６は直線流路のセットアップ形式の実施例であって、この場合は試料導入管部から排出管部側に直線状に流れる流体を観測するように設定したものである。
図７はカーブ流路のセットアップ形式の実施例であって、この場合は試料導入管部から排出管部側にカーブ状に流れる流体を観測するように設定したものである。
図８はＴ字混合の流路のセットアップ形式の実施例であって、この場合は二つの試料導入管部と一つの排出管部をＴ字状に配設しこれに流れる混合部分の流体を観測するように設定したものである。
図９はＹ字混合の流路のセットアップ形式の実施例であって、この場合は二つの試料導入管部と一つの排出管部をＹ字状に配設しこれに流れる混合部分の流体を観測するように設定したものである。
図１０は窓押さえ１０を片面にのみ用いた場合の実施例である。 すなわち、本発明は、溝を備えた透明資材製流路形成盤５の表裏両面側を透明資材製板７，７で重合挟持する構成をもつものであり、その実施形態として、本図に示すように窓押さえを片側にのみ設ける場合と、図５に示すように両側に設ける場合が想定される。

上記した各実施例は、透明資材製流路形成盤５に設ける流通用溝の形態を下記のように設定することにより実施される。
すなわち、図６に示すような直線流路のセットアップ形式の場合は直線状の流通用溝Ｐとし、また、図７に示すようなカーブ流路のセットアップ形式の場合は直角なカギ状の流通用溝Ｑとし、また、図８に示すようなＴ字混合のセットアップ形式の場合はＴ字状の流通用溝Ｒとし、更に、図９に示すようなＹ字混合のセットアップ形式の場合はＹ字状の流通用溝Ｓとすることにより、夫々の実施が図られる。 なお、上記実施例中、混合形式のものはこれに応じた形態の試料導入管部を設けることが必要である。

本発明に係るフロー観測用容器の正面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。 本発明における要部部品である流路形成盤５の正面図である。 図３におけるＹ−Ｙ線断面図である。 本発明の要部を表した説明用概略図である。 本発明に係る容器を直線流路用とした場合の実施例の窓押さえ金具部分側を表した説明用正面図である。 本発明に係る容器をカーブ流路用とした場合の実施例の窓押さえ金具部分側を表した説明用正面図である。 本発明に係る容器をＴ字カーブ流路用とした場合の実施例の窓押さえ金具部分側を表した説明用正面図である。 本発明に係る容器をＹ字カーブ流路用とした場合の実施例の窓押さえ金具部分側を表した説明用正面図である。 窓押さえを片側にのみ設けるようにした場合の本発明の実施例を表した説明用概略図である。 従来の観測用容器を表した説明用断面図である。

符号の説明

１ 容器本体
２ 試料導入管部
2a ジョイント金具
３ 試料排出管部
3a ジョイント金具
４ 第２試料導入管部
4a ジョイント金具
Ｍ 試料流路部
５ 流路形成盤
６ 流通用溝
6a 垂直溝部
6b 水平溝部

Claims (7)

1. 容器本体(１)に設けた試料導入管部側と試料排出管部側とを連通させるための側面開放の流通用溝(６)を備えた透明資材製流路形成盤(５)を、当該本体(１)に形成した試料流路部(Ｍ)内に填め込み、当該流路形成盤(５)の表裏両面に透明資材製板(７)を挟着させること によって流通用溝(６)の開放面を気密に閉鎖すると共に、本体(１)に螺合した覗き窓用押 さえ金具(１０)の螺合端部を、当該螺合端部と当該透明資材製板(７)の間にシール部材( ８，９)を介在させて、当該透明資材製板(７)に対して圧接させることにより、当該透明 資材製板(７)を気密に保持固定し、更に、当該覗き窓用押さえ金具(１０)の反対側面は採光可能とするように構成したことを特徴とするフロー観測用容器。
2. 透明資材製流路形成盤(５)の表面側と裏面側の両方に、覗き窓用押さえ金具(１０)を対称的に形成するように構成した請求項１に記載のフロー観測用容器。
3. 流路形成盤(５)と透明資材製板(７)とをサファイア製としてなる請求項１または請求項２に記載のフロー観測用容器。
4. 透明資材製流路形成盤(５)に形成する流通用溝を、直線状の流通用溝(Ｐ)とすることにより、直線流路のセットアップ形式の容器とするように構成した請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフロー観測用容器。
5. 透明資材製流路形成盤(５)に形成する流通用溝を、直角なカギ状の流通用溝(Ｑ)とすることにより、カーブ流路のセットアップ形式の容器とするように構成した請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフロー観測用容器。
6. 透明資材製流路形成盤(５)に形成する流通用溝を、Ｔ字状の流通用溝(Ｒ)とすることにより、Ｔ字混合のセットアップ形式の容器とするように構成した請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフロー観測用容器。
7. 透明資材製流路形成盤(５)に形成する流通用溝を、Ｙ字状の流通用溝(Ｓ)とすることにより、Ｙ字混合のセットアップ形式の容器とするように構成した請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフロー観測用容器。

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