(57)【要約】      （修正有）【課題】簡略な構造で構成要素の冷却を行い温度上昇を防止した加熱乾燥式赤外線水分計を提供する。【解決手段】本加熱乾燥式赤外線水分計は、ヒータ１３の熱により発生する空気の対流を利用し、風防台７に設けた外部に通じる吸気口７ａから荷重計２、電源２１、制御基板２２の冷却用の外部空気を流入させ、下部風防６の底穴、下部風防６とランプカバー５との間、ランプカバー５の鍔部の通過穴５ｃ、ヒータベース１０内、ヒータベース１０の上板１０ａに設けた抜穴１５を経てヒータカバー１２に設けた排気穴１７に至る空気流路により温度上昇を防止する構造とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分計本体の試料皿上に配置され、熱源により加熱されて、乾燥される試料の水分測定を行う加熱乾燥式赤外線水分計において、
前記熱源の熱により発生する空気の対流を利用し、冷却用の外部空気を水分計本体に流入させて、水分計本体内の構成要素を冷却し、換気する空気流路を有していることを特徴とする加熱乾燥式赤外線水分計。
【請求項２】
水分計本体に、試料皿上の試料の重さを測定する荷重計、電源、制御基板を備え、試料皿を囲むようにランプカバー、下部風防、風防台を順に間隔を有しつつ配置し、試料皿の上方に熱源であるヒータを保持するヒータベース、このヒータベースを覆うヒータカバーを備え、ヒータにより加熱されて、乾燥される試料皿上の試料の重さを荷重計により測定して前記試料の水分測定を行う加熱乾燥式赤外線水分計において、
前記熱源であるヒータの熱により発生する空気の対流を利用し、前記風防台に設けた外部に通じる吸気口から前記荷重計、電源、制御基板の冷却用の外部空気を流入させて、下部風防の底穴、下部風防とランプカバーとの間、ランプカバーの鍔部の通過穴、ヒータベース内、ヒータベースの上板に設けた抜穴を経て、ヒータカバーに設けた外部に通じる排気穴に至る空気流路を有していることを特徴とする加熱乾燥式赤外線水分計。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば穀類等の水分測定を行う加熱乾燥式赤外線水分計に関するものである。
【従来の技術】
従来の加熱乾燥式赤外線水分計の一例を図９を参照して説明する。
一例として図９に示す従来の加熱乾燥式赤外線水分計は、箱型状の筺体３８の内部に荷重計３５を配置し、この荷重計３５の計量柱３５ａの上端に、皿受３４、試料載置用の試料皿３１を設置している。
また、筺体３８の上部には計量柱３５ａを囲むように反射板３６、下部風防３２ｂが固定され、更に、下部風防３２ｂの上部には開閉式のランプカバー３２ａが試料皿３１を囲むように配置されている。このランプカバー３２ａの内部には赤外線ランプ３３、サーミスタを用いた温度センサ３７が配置されている。そして、赤外線ランプ３３により試料皿３１上の試料に赤外線を照射して加熱し、試料の含有水分を蒸発させ、試料の重量を荷重計３５により測定して、所定の演算を行って、試料の含有水分を分析するようになっている。また、温度センサ３７により試料温度を検出し赤外線ランプ３３の点灯制御を行うようになっている（特許文献１）。
【特許文献１】
特開平８−４３２８７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９に示すような形態の従来の加熱乾燥式赤外線水分計において、筺体３８の上部には試料を加熱、乾燥させるための赤外線ランプ３３を具備し、また、筺体３８の下部には試料質量を測定するための荷重計３５、赤外線ランプ３３や荷重計３５を制御する図示しない制御演算部、電力を供給する図示しない電源部等を夫々配置している。したがって、前記筺体３８の下部の構成部品、すなわち、荷重計３５、制御演算部等を高温下の環境におくことは、荷重計３５の温度ドリフトを増大させたり、制御演算部の誤動作を招く原因ともなっていて望ましくない。
そのため、従来においては、赤外線ランプ３３からの熱を遮断するために、赤外線ランプ３３と筺体３８との間に断熱材や空気層を設けたり、また、筺体３８の上面には赤外線ランプ３３からの熱を反射させて筺体３８内を断熱するための反射板３６を配置する等の工夫がなされている。
しかしながら、これらの工夫だけでは冷却効果は充分ではなく、上述した不具合を解消するには至っていない。
また、同様な考え方として、筺体３８内又は赤外線ランプ３３の近傍に排熱用の冷却ファンを配置することも考えられるが、この場合には、冷却ファン及びその電源の配置スペースの確保が必要となったりして構造が複雑となり、また、装置コスト増を招くいう問題を包含している。
本発明は、上述した従来の実情に鑑み開発されたものであり、冷却ファン等を用いない簡略な構造で水分計本体の構成要素の空気冷却を行うことができ、構成要素の温度上昇を防止して試料の水分測定の正確性を期することができる加熱乾燥式赤外線水分計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】
前記課題を解決するために、請求項１記載に係る発明の加熱乾燥式赤外線水分計は、水分計本体の試料皿上に配置され、熱源により加熱され、乾燥されるの試料の水分測定を行う加熱乾燥式赤外線水分計において、熱源の熱により発生する空気の対流を利用し、冷却用の外部空気を水分計本体に流入させ、水分計本体の構成要素を冷却し、換気する空気流路を有していることを特徴とするものである。
本発明によれば、対流を利用して冷却用の外部空気を水分計本体に流入させて、水分計本体の構成要素を冷却し、換気する空気流路を備えているので、冷却ファン等を用いない簡略な構造で構成要素の空気冷却を行い温度上昇を防止できることから、試料の水分測定の正確性を期することが可能となる。
請求項２記載に係る発明の加熱乾燥式赤外線水分計は、水分計本体に、試料皿上の試料の重さを測定する荷重計、電源、制御基板を備え、試料皿を囲むようにランプカバー、下部風防、風防台を順に間隔を有しつつ配置し、試料皿の上方に熱源であるヒータを保持するヒータベース、このヒータベースを覆うヒータカバーを備え、ヒータにより加熱され、乾燥される試料皿上の試料の重さを荷重計により測定して前記試料の水分測定を行う加熱乾燥式赤外線水分計において、前記ヒータの熱により発生する空気の対流を利用し、前記風防台に設けた外部に通じる吸気口から前記荷重計、電源、制御基板の冷却用の外部空気を流入させ、下部風防の底穴、下部風防とランプカバーとの間、ランプカバーの鍔部の通過穴、ヒータベース内、ヒータベースの上板に設けた抜穴を経てヒータカバーに設けた外部に通じる排気穴に至る空気流路を有していることことを特徴とするものである。
本発明によれば、ヒータの熱により発生する空気の対流を利用し、風防台に設けた吸気口から荷重計、電源、制御基板の冷却用の外部空気を流入させて、下部風防の底穴、下部風防とランプカバーとの間、ランプカバーの鍔部の通過穴、ヒータベース内、ヒータベースの上板に設けた抜穴を経てヒータカバーに設けた外部に通じる排気穴に至る空気流路を備えているので、冷却ファン等を用いず、穴や空間を利用した簡略な構造で荷重計、電源、制御基板のような構成要素の空気冷却を行い温度上昇を防止できることから、試料の水分測定の正確性を期することが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施の形態に係る加熱乾燥式赤外線水分計を示すものであり、箱型状の水分計本体１の内部に試料の重量を測定する荷重計２を配置し、また、水分計本体１の平坦段部を有する上板１ａから上方に突出する配置の計量柱２ａの上端に、皿状の皿受３、試料載置用の皿状の試料皿４を夫々設置している。
前記水分計本体１の上板１ａに上方に突出する状態に設けた段付きの上側筒部１ｂには、計量柱２ａの上端に配置される皿受３、試料皿４を囲む配置で図４、図５に示す皿状のランプカバー５の中心孔部５ｂが嵌着され、更に、ランプカバー５に対して皿状で底部に底穴６ｂを中心部に有する図６、図７に示す下部風防６を下側から取り付け、下部風防６の更に外側には上部が開口し、壁面に吸気穴７ａを有する有底筒状の風防台７を配置している。
更に、ランプカバー５の外周部に設けた平坦な鍔部５ａの外周縁を前記風防台７の内周上部に取り付けている。
これにより、前記水分計本体１における荷重計２の収容スペースは上板１ａにより区画され、また、風防台７の上面外周側は、前記ランプカバー５の鍔部５ａにより区画されるようになっている。荷重計２の収容スペースには、電源２１、制御基板２２が配置されている。
更に、前記試料皿４、ランプカバー５の上方には、開閉式のヒータベース１０及びヒータカバー１２を開閉可能に配置している。
前記ランプカバー５は、図４、図５に示すように、全体として円形皿状で、外周部に鍔部５ａを、中心部に中心孔部５ｂを有するとともに、鍔部５ａの中心寄りには円形配置に空気流路の一部を形成する多数の長穴状の通過穴５ｃが穿設されている。また、鍔部５ａの通過穴５ｃよりも外周側には、抜孔５ｄが２個、４個のネジ挿通孔５ｅが設けられている。
前記下部風防６は、図６、図７に示すように、全体として円形皿状で、中心部に空気流路の一部を形成する円形の底孔６ｂを有するとともに、外周部に設けた平坦な鍔部６ａには、前記ランプカバー５の鍔部５ａに設けた取付孔５ｄに対応する配置の２個の抜孔６ｄ及び４個のネジ孔６ｅが設けられている。
上述した皿受３、試料皿４、ランプカバー５、下部風防６、風防台７において、ランプカバー５の垂直壁面及び底面は皿受３及び試料皿４に対して間隔を隔てて配置されているとともに、下部風防６の垂直壁面及び底面はランプカバー５に対して間隔を隔てて配置されていて、更に、下部風防６の垂直壁面及び底面と、前記風防台７の内周面及び上板１ａの上面との間には空間が形成されている。
この結果、前記風防台７に設けた外部に通じる吸気口７ａから下部風防６の底穴６ｂ、下部風防６とランプカバー５との間と、ランプカバー５の鍔部５ａの通過穴５ｃとを経る空気流路が形成されるようになっている。
前記皿受３及び試料皿４の上部には、開閉式のヒータベース１０及びヒータカバー１２を配置している。ヒータベース１０は、下側が開口し、外周部に円筒状の側壁部１０ａを有し、上端側に円形の平板部１０ｂを有する形状となっている。
ヒータベース１０の上端隅部の装着孔１０ｃには、試料皿４の斜め上方となる配置で温度検出手段である赤外線（波長５乃至８μｍ）検出機能を有する放射温度計１９を装着配置している。
また、ヒータベース１０の内部には、試料加熱用の赤外線を発する熱源である一対のヒータ１３、１３を各ヒータ保持板１４、１４を介して試料皿４の上面に対して平行配置に取り付けている。
ヒータベース１０の平板部１０ｂ、各ヒータ保持板１４、１４には、図８に示すように、長穴状の抜穴１５、１６が設けられ、更に、ヒータカバー１２には多数の外部に通じる排気穴１７を設けている。
図８において、符号１８はヒータベース１０に取り付けた開閉用アームであり、開閉用アーム１８の端部は水分計本体１上の一端側に設けた軸支部１ｂにより回動可能に軸支され、これにより、ヒータベース１０及びヒータカバー１２は、前記皿受３、試料皿４、ランプカバー５の上方領域を塞ぎ、又は解放するようになっている。
上述したヒータベース１０、ヒータカバー１２の構成により、ヒータベース１０内、ヒータベース１０の平板部１０ｂに設けた抜穴１５、ヒータ保持板１４に設けた抜穴１６を経てヒータカバー１２に設けた外部に通じる排気穴１７に至る空気流路を形成している。
なお、図２中、符号２０は水分計本体１に設けた各種操作、各種データの表示を行う液晶ディスプレイを用いた操作表示盤である。
上述した本実施の形態に係る加熱乾燥式赤外線水分計において、前記一対のヒータ１３、１３により試料皿４上の試料を加熱して含有水分を蒸発させ、荷重計２により検出する試料の重量変化値を前記制御基板２２に搭載している図示しない増幅回路、Ａ／Ｄ変換器、データ処理部等によりデータ処理し、所定の演算を行って含有水分値を求め、求めた含有水分値を前記操作表示部盤２０に表示する。
このような加熱乾燥式赤外線水分計の動作において、一対のヒータ１３、１３により熱せられた試料皿４周辺の空気は軽くなり、対流現象が生じて前記抜穴１５、排気穴１７より外部に排出される。これにより、前記風防台７に設けた外部に通じる吸気口７ａから下部風防６の底穴６ｂ、下部風防６とランプカバー５との間と、ランプカバー５の鍔部５ａの通過穴５ｃとを経て試料皿４周辺に至る空気流路が形成され、室温の空気（冷気）が水分計本体１の上部、更にはヒータベース１０の内部に供給される。
すなわち、室温の空気の流れは、図３に示す矢印ｃ−ｂ−ａの如くとなる。矢印ｃの空気は通常は室温であり、ヒータ１３により暖められた水分計本体１の上部表面は、この室温の空気の流入により冷却される効果がある。また、一対のヒータ１３、１３の温度が高いほど室温の空気との温度差が大きくなるため、空気流入量は多くなり、更なる冷却効果が期待できる。
このようにして、一対のヒータ１３、１３の熱により発生する空気の対流を利用することにより、強制的に水分計本体１に室温の空気を供給し冷却することができる。すなわち、冷却ファン等を用いない簡略な構造でありながら、前記荷重計２、電源２１、制御基板２２の温度上昇を防ぎ、温度ドリフトや誤動作を無くすことが可能となって試料の水分測定の正確性を期することができる。
室温２５℃の条件下で、その冷却効果を確認するために水分計本体１の荷重計２の近辺に温度センサを配置し、加熱乾燥実験を行なったところ（加熱制御温度：１５０℃）、本実施の形態に係る加熱乾燥式赤外線水分計においては３０℃以下になることが確認された。一方、図９に示す従来例の場合においては荷重計近辺の温度は４５℃近辺まで上昇し、この結果、本実施の形態の構成により著しい冷却効果が有ることが判明した。
【発明の効果】
本発明によれば、冷却ファン等を用いない簡略な構造で構成要素の空気冷却を行い温度上昇を防止できるので、試料の水分測定の正確性を期することができる加熱乾燥式赤外線水分計を提供することができる。
また、本発明によれば、冷却ファン等を用いず、穴や空間を利用した簡略な構造で荷重計、電源、制御基板のような構成要素の空気冷却を行い温度上昇を防止でき、試料の水分測定の正確性を期することができる加熱乾燥式赤外線水分計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の加熱乾燥式赤外線水分計の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】本実施の形態の加熱乾燥式赤外線水分計の全体構成を示す概略平面図である。
【図３】本実施の形態の加熱乾燥式赤外線水分計の断面図である。
【図４】本実施の形態のランプカバーの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本実施の形態の下部風防の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本実施の形態のヒータベースの平面図である。
【図９】従来の加熱乾燥式赤外線水分計の概略構成図である。
【符号の説明】
１    水分計本体
１ａ  上板
２    荷重計
３    皿受
４    試料皿
５    ランプカバー
５ａ  鍔部
５ｃ  通過穴
６    下部風防
６ａ  鍔部
６ｂ  底穴
７    風防台
７ａ  吸気口
１０    ヒータベース
１２    ヒータカバー
１３    ヒータ
１５    抜穴
１７    排気穴
２０    操作表示部盤
２１    電源
２２    制御基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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