(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂塔の上部に通常用意される樹脂交換用の作業口から、任意の高さ位置の樹脂を採取することが可能な治具を提供する。【解決手段】容器内に収容された充填物の任意の部位において試料を採取することができるサンプラー１であって、回転軸の尖端部４を有する回転軸３と、回転軸の尖端部４を起点として、回転軸３の外周面のうち少なくとも一部の領域に形成された螺旋羽根５と、回転軸３を覆い、回転軸３と一体に回転可能な外筒７とを備えており、回転軸の尖端部４と外筒７との間に螺旋羽根５の少なくとも一部が露出しているサンプラー１である。【選択図】図１
2014092464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に収容された充填物の任意の部位において試料を採取することができるサンプラーであって、
尖端部を有する回転軸と、
該尖端部を起点として、前記回転軸の外周面のうち少なくとも一部の領域に形成された螺旋羽根と、
前記回転軸を覆い、前記回転軸と一体に回転可能な外筒とを備えており、
前記回転軸の前記尖端部と前記外筒との間に前記螺旋羽根の少なくとも一部が露出しているサンプラー。
【請求項２】
前記回転軸、前記螺旋羽根および前記外筒の内壁の少なくともいずれか１つには、前記試料との間に摩擦を生じさせる表面性状が施されている請求項１に記載のサンプラー。
【請求項３】
前記回転軸の前記尖端部と反対側の端部に、前記回転軸の軸長を延長するための構造を備えた請求項１または請求項２に記載のサンプラー。
【請求項４】
前記回転軸の前記尖端部と反対側の端部に、前記回転軸を回転駆動する駆動用部材と連結するための連結部材を備えた請求項１〜３に記載のサンプラー。
【請求項５】
前記回転軸の外周面に採取深さまたは尖端部の到達深さを示す深度目盛を備えた請求項１〜４に記載のサンプラー。
【請求項６】
前記外筒は、前記尖端部の側の開口端が鋭利な形状を有する請求項１〜５に記載のサンプラー。
【請求項７】
前記容器内に収容された充填物が、樹脂塔内に収容されたイオン交換樹脂である請求項１〜６に記載のサンプラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に収容された充填物の任意の部位において試料を採取することができるサンプラー、特にイオン交換樹脂の樹脂塔の任意の部位における試料の採取に適したサンプラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不純物濃度の極めて少ない純水を製造する純水製造装置には、水中のイオンを取り除くため、１種または２種以上の異なるイオン交換樹脂粒（粒径０．３〜１．２ｍｍ程度）を充填した単床式、混床式等のイオン交換樹脂塔が広く使用されている。
【０００３】
イオン交換樹脂塔のイオン交換能力は、被処理水を脱イオン処理することで経時的に失われていくので、適宜、樹脂粒のイオン交換性能等の評価が必要になる。これまで、樹脂粒の性能評価をするために、樹脂塔内の樹脂粒を引き抜くためのサンプリング管や、サンプリングを実施するためのサンプリング孔をあらかじめ樹脂塔に設けることにより、サンプリングを実施している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サンプリング管やサンプリング孔をあらかじめ樹脂塔に設けておくことは、樹脂塔内のサンプリング位置を固定することとなる。実際のイオン交換は、通水量に応じて異なるため、正確にイオン交換の進行度合いを確認するには、多くのサンプリング管や孔を用意する必要があった。しかし、多くのサンプリング管や孔を設けることは、制作費用を割高にするだけでなく、樹脂塔内の流れを安定化させる上でも望ましくない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑み、樹脂塔等、試料を収容する容器の上部に通常用意される、樹脂交換用の作業口から、任意の高さ位置の樹脂を採取することが可能なサンプラーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、容器内に収容された充填物の任意の部位において試料を採取することができるサンプラーであって、尖端部を有する回転軸と、該尖端部を起点として、前記回転軸の外周面のうち少なくとも一部の領域に形成された螺旋羽根と、前記回転軸と一体に回転可能な外筒とを備えており、前記外筒と前記回転軸の前記尖端部との間に前記螺旋羽根の少なくとも一部が露出しているサンプラーを提供する（発明１）。
【０００７】
上記発明（発明１）によれば、試料を、尖端部を起点とする螺旋羽根の露出部分から螺旋羽根と外筒の内壁とによって囲まれる空間に順次取り込むことができ、この状態でサンプラーを引き抜くことで、該空間に保持した試料を取り出すことができる。また、容器の設置現場で、該容器が組み込まれた装置の稼働を長時間止めることなく、あるいは装置の稼働中に、容器の充填物の任意の部位における試料を採取することができる。さらに、一旦サンプラーを引き抜いてしまえば容器内の被処理流体の流れを乱すことがないという長所がある。
【０００８】
上記発明１において、回転軸、螺旋羽根および外筒の内壁の少なくともいずれか１つには、前記試料との間に摩擦を生じさせる表面性状が施されていることが好ましい（発明２）。上記発明（発明２）によれば、サンプラーを回転したときに回転方向に滑りがなくなり、試料を、螺旋羽根の露出部分を通して螺旋羽根と外筒の内壁とによって囲まれる空間に確実に取り込み、外筒の尖端部と反対側に送り出すことができる。
【０００９】
上記発明１、２において、さらに、前記回転軸の前記尖端部と反対側の端部に、前記回転軸の軸長を延長するための構造を備えていることが好ましい（発明３）。上記発明（発明３）によれば、サンプルを採取すべき塔の高さや深さに応じて回転軸の軸長をフレキシブルに変えることができる。
【００１０】
上記発明１〜３において、さらに、前記回転軸の前記尖端部と反対側の端部に、前記回転軸を回転駆動する駆動用部材と連結するための連結部材を備えていることが好ましい（発明４）。上記発明（発明４）によれば、駆動用部材の回転駆動力が確実にサンプラーに伝わり、効率がよい試料採取が可能になる。
【００１１】
上記発明１〜４において、前記回転軸の外周面に採取深さまたは尖端部の到達深さを示す深度目盛を備えていることが好ましい（発明５）。上記発明（発明５）によれば、所望の深度の試料を採取できる。
【００１２】
上記発明１〜５において、前記外筒は、前記尖端部の側の開口端が鋭利な形状を有することが好ましい（発明６）。上記発明（発明６）によれば、外筒自体が、回転軸の回転に伴って充填物内を円滑に進入することが可能になり、尖端部の試料内への進入と協働しながら試料の採取作業を円滑に進行させることができる。
【００１３】
上記発明１〜６において、前記容器内に収容された充填物が、樹脂塔内に収容されたイオン交換樹脂であることが好ましい（発明７）。上記発明（発明７）によれば、サンプラーを引き抜いてしまえば充填物にほとんど損傷を与えることなく、装置稼働時に樹脂塔内の被処理水の流れを乱すことがない用途であることから、発明１〜６のサンプラーの構成が特に優位になるといえる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のサンプラーによれば、充填物が容器内に収容された状態のまま、充填物の任意の部位における試料を採取することができる。また一旦サンプラーを引き抜いてしまえば容器内の被処理流体の流れを乱すことがないという長所がある。さらには、容器の設置現場で、該容器が組み込まれた装置の稼働を長時間止めることなく、試料の採取が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るサンプラーの平面図である。
【図２】図１のサンプラーの回転軸方向に沿った断面図である。
【図３】図１のサンプラーにおける他端部の一例を示す、回転軸方向に沿った部分的な断面図である。
【図４】図１のサンプラーにおける他端部の一例を示す平面図である。
【図５】駆動用部材との連結を可能にする連結部材の一例を示す平面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係るサンプラーの平面図である。
【図７】図６のサンプラーの回転軸方向に沿った断面図である。
【図８】回転軸の軸長を延長する延長部材の一例を示す平面図である。
【図９】回転軸の軸長を延長する延長部材の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るサンプラー１を示す平面図である。図１において、サンプラー１は、一端に円錐形状の尖端部４を有する円柱形状の回転軸３と、該回転軸３に形成された螺旋羽根５と、回転軸３を覆い、該回転軸３と一体に回転可能な外筒７とを備える。外筒７は、螺旋羽根５の一部の領域を覆っており、回転軸３と棒材２２を介して固定されている。さらに回転軸の尖端部４と前記外筒７との間には螺旋羽根５が露出している。回転軸３の尖端部４とは反対側の他端部６は、サンプラー１を回転駆動する駆動用部材２と連結している。
【００１７】
サンプラー１を駆動用部材２によって回転すると、試料は、尖端部４から充填物に侵入し、回転軸３の尖端部４を起点とする螺旋羽根５から取り込まれる。サンプラーが充填物に進入するにつれ、順次取り込まれる試料が以前に取り込まれた試料を押し、押された試料は、螺旋羽根５の傾斜に沿って開口部１７側から外筒７に覆われた部分を経由し開口部１５側へと押しやられる。
【００１８】
回転軸３は、外周表面に深度目盛１３が付されている。サンプラー１の回転作業中に、尖端部４または外筒７が充填物のどの程度の深さまで到達しているかを確認することができ都合がよい。深度目盛１３の起点は、本実施形態においては、外筒７の開口部１５付近に設けているが、これは、所望の深度の試料を採取できる点で好ましい。
【００１９】
回転軸３は、上記円柱形の他に、円筒形、角筒形または角柱形等どのような形状や断面形状を有するものを採用することができる。尖端部４は、上記円錐形状の他にも三角錐、四角錐等を採用することができる。
【００２０】
他端部６と駆動用部材２とを連結するために、本実施形態では、図２および図３に示すように、他端部６を有底円筒状とし、該円筒の内側壁にねじ切り８（ねじ溝、雌ねじ）を設けている。これにより、駆動用部材２の連結部１２に設けた雄ねじ構造１４と嵌合するようになっている。
【００２１】
他端部６と駆動用部材２との連結方法としては他にも、図４に示すように、他端部６を本体部分よりやや径が小さい円筒状または円柱状の接続部として、該接続部の外周面に雄ねじ構造１０を設け、駆動用部材２の連結部に設けたねじ切りと嵌合するようにしてもよいし、上述したねじ構造の他に、一方に設けられたかぎ爪と、他方に設けられた、該かぎ爪が係合する凹部との組み合わせ等、連結対象となる部材に設けられた凸凹と嵌合し、一体化することができる一対の凸凹構造を採用することができる。
【００２２】
他端部６と駆動用部材２とは、図５に示すように、雄ねじ１４を有する連結部材１１を介して接続してもよい。連結部材１１により、使用者は、ハンドル、ドリル等の回転工具等の回転駆動力が確実にサンプラーに伝わり、効率がよい試料採取が可能になる。
【００２３】
螺旋羽根５は、本実施形態では、上記尖端部４を起点として回転軸３の外周面の一部の領域に形成されている。螺旋羽根５は、尖端部４から進入してきた試料を各採取深度における評価測定に必要な充分な量だけ取り込むことができる幅（間隔）を有するように形成されている。螺旋羽根５の間隔は、螺旋羽根５の回転軸３に対する傾斜角度によって変えることができる。
【００２４】
螺旋羽根５の起点は、本実施形態では、尖端部４におけるテーパー形状部分と棒状部分との境界付近にあるが、テーパー形状部分の外周面上の一点であってもよい。螺旋羽根５は、尖端部４を起点として形成されていれば、回転軸３の外周面の全面に形成されていてもよいし、断続的に、即ち、途中で途切れて、間隔をおいて再び螺旋羽根５が形成されていてもよい。
【００２５】
外筒７は、本実施形態では、連続した１つの螺旋羽根５に対して、１カ所設けているが、間隔をあけて２カ所以上に設けてもよいし、断続的に形成された螺旋羽根５の各々に対して２カ所以上設けてもよい。
【００２６】
外筒７は、開口部１７側の開口端を鋭利にすることができる。開口端を鋭利にすることにより、外筒７自体が、回転軸３の回転に伴って充填物内を円滑に進入することが可能になり、回転軸３の尖端部４の充填物内への進入と協働しながら試料の採取作業を円滑に進めることができる。
【００２７】
外筒７は、本実施形態では、回転軸３と棒材２２を介して固定されているが、螺旋羽根５と固定されていてもよい。外筒７の形成方法としては、例えば、回転軸３を外筒７の中を通して外筒の２つの開口部１５，１７から見えている羽根の外周縁１９と外筒の内壁２０とをスポット溶接する方法、予め円筒を軸方向に沿って半分に割っておいて、羽根の外周縁１９と半円筒の内周面とをスポット溶接したのち、残りの半円筒を組み合わせて回転軸３を覆う円筒にしたうえで継ぎ目を溶接する方法、予め円筒を軸方向に沿って半分に割っておいて、半円筒の内周面と回転軸３の外周面とを棒材等を介して溶接連結する方法等を採用することができる。
【００２８】
上述した回転軸３の表面、螺旋羽根５の表面および外筒７の内壁２０の少なくともいずれか１つは、回転方向の滑りをなくすための構造を有していることが望ましい。かかる構造としては、試料を、螺旋羽根５の露出部分を通して螺旋羽根５と外筒の内壁２０とによって囲まれる空間に確実に取り込み、重力に逆らって開口部１５の側に送り出すことができる構造であれば特に限定されず、例えば、前記回転軸３、前記螺旋羽根５または前記外筒７の内壁２０の表面に試料との間に摩擦を生じさせる程度に設けられた凹凸や突起等を採用することができる。上記回転軸３の表面、螺旋羽根５の表面または外筒７の内壁２０のいずれか１つには回転方向の滑りをなくすためのコーティングを施してもよい。
【００２９】
図６および図７は、本発明の第二の実施形態に係るサンプラー５０の平面図および断面図を示している。第二の実施形態に係るサンプラー５０の第一の実施形態に係るサンプラー１との相違点は、回転軸３と連結部材１１との間に回転軸の軸長を延長する延長部材９が１本設けられている点にある。これにより、目的とするサンプリング位置が、回転軸３を用いて到達可能な深さを超える場合にも対応可能となる。
【００３０】
図８には、それぞれ上記回転軸の軸長を延長する延長部材９の一例を示している。延長部材９の一端には、回転軸のねじ切り８に対応する雄ねじ構造１６が設けられている。一方、延長部材９の他端は、円筒状になっており、内壁（図示せず）にねじ切り８と実質的に同寸法のねじ切りが施されている。これにより、第一の実施形態で使用していた駆動用部材２や連結部材１１を有効利用しつつ、適宜回転軸３に継ぎ足して使用することができる。
【００３１】
回転軸の軸長を延長する部材９の外周面には、本実施形態では、連続的な１つの螺旋羽根５が設けられ、該螺旋羽根５を覆うように１つの外筒７が設けられている。これにより、回転軸３を覆う外筒７を含めると、異なる深度の２カ所での試料の同時採取が可能となっている。なお、本実施形態では、１つの螺旋羽根５を覆って１つの外筒７が設けられているが、間隔を置いて２つ以上の外筒７を設けてもよい。
【００３２】
回転軸の軸長を延長する部材９は、外周面に螺旋羽根５が断続して２つ以上設けられていてもよい。これにより、比較的浅い２カ所以上の深度での試料採取が可能になる。また単に軸長を延長したい場合は、図９に示すように、螺旋羽根を設けないもの１８を採用することもできる。回転軸の軸長を延長する延長部材９は、回転軸３への連結の順序を自由に変えて、同一または異なる種類の２本以上を継ぎ足して使用することも許容される。
【００３３】
本発明のサンプラー１の使用方法について説明する。サンプラー１を回転しながら充填物内を進入し、外筒７または尖端部４が所望の位置に到達したことを確認したら、そのまま引き抜く。これにより、引き抜き時に外筒７に保持された試料を採取することができる。引き抜き時は、進入方向への回転を維持しながら引き抜くと引き抜き時の抵抗を小さくすることができる。
【００３４】
本発明のサンプラー１は、樹脂塔を備えた装置における樹脂サンプリングに好適に採用することができ、サンプル可能な開口を上部に有するイオン交換樹脂装置における樹脂サンプリングに特に好適に採用することができる。イオン交換樹脂装置としては、固定型イオン交換装置、移動型（ボンベ型）イオン交換樹脂装置、カートリッジ型イオン交換樹脂装置の別を問わず、または、単床式、複床式、混床式の別を問わず採用することができる。本発明のサンプラーはまた、樹脂に限らず、粉体または粒状体のサンプリングに特に好適に使用でき、隣接する粒子の一部分が融着または粘着しているものからのサンプリングに使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のサンプラーは、サンプル可能な開口を上部に有する、イオン交換樹脂の樹脂塔の任意の部位における樹脂試料のサンプリングに好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…サンプラー
２…駆動用部材（ハンドル）
３…回転軸
４…回転軸の尖端部
５…螺旋羽根
６…回転軸の他端部
７…外筒
８…ねじ切り
９、１８…軸長を延長する部材
１０、１４、１６…雄ねじ構造
１１…連結部材
１２…駆動用部材の連結部
１３…深度目盛
１５、１７…外筒の開口端
１９…螺旋羽根の外周縁
２０…外筒の内壁
２２…棒材
【図１】
2014092464.tif 000003
【図２】
2014092464.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014092464.tif 000006
【図５】
2014092464.tif 000007
【図６】
2014092464.tif 000008
【図７】
2014092464.tif 000009
【図８】
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【図９】
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