(57)【要約】本発明は、人が、塩水の試料採取に頼らずに、遠方から天日塩作業場の塩水濃度を測定することを可能にする新規のデバイスに関する。このデバイスは−従来の実験室タイプのボーメ比重計に対する改良品と見なすことができるが−塩田に直接配置することができる。このデバイスは、塩水の所望濃度が近づいてくるまで沈んだままであり、したがって見えない。その後徐々に浮かび上がり、遠方から見えるようになる。デバイスの頂端部に連結された棒の適切なマーキングから、塩水が未だ所望濃度を達成していないか、所望濃度範囲を達成したか、又は所望濃度範囲を超過したかを知ることができる。このデバイスは、腐食に対して耐久性があり、天日塩の作業場に広がる極端な気象条件に対抗することができる。遠方からの塩水濃度管理は、濃度測定のための頻繁な塩水の試料採取の必要を解消する助けとなり、これによって塩生産の最適な工程の遵守がし易くなる。この方法論は、カーナライト及びカイナイトなどの他の海洋性化学物質の生産にも広げることができる。
2006511795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩水濃度推定用デバイスであって、（ａ）半球状本体手段と、（ｂ）前記半球状本体の頂部に連結されて塩水濃度の可視表示を提供する棒と、（ｃ）本体手段の底部に取り付けられた重量調整用のおもり手段と、（ｄ）前記棒及び前記おもり手段を前記本体手段に連結し、前記デバイスの重量を微調整するため必要であれば追加の補償用おもりを挿入することを可能にする中空の連結手段と、を備えてなることを特徴とする塩水濃度推定用デバイス。
【請求項２】
前記半球状本体手段が半球状ＦＲＰ本体を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項３】
前記おもり手段がＦＲＰで被覆されたディスクを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項４】
前記連結手段が、前記棒及びおもり手段の前記本体手段への連結を可能にするネジ切りされた両端部及びそれぞれのナットを備えた中空の軸受筒を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項５】
該塩水濃度推定用デバイスの構成に使用される材料が、腐食及び大きな温度変化に対して高い耐久性を得るために繊維強化プラスチック及びステンレス鋼であることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項６】
該塩水濃度推定用デバイスの容積が、２．５００〜３．５００リットルの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項７】
該塩水濃度推定用デバイスが、異なる塩水の濃度範囲別に目盛り付けされていることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項８】
前記濃度範囲別の目盛り付けが、１６〜１７°Ｂｅ’、２４．５°〜２５．５°Ｂｅ’、及び２８．５〜２９．５°Ｂｅ’の中から選択されていることを特徴とする請求項７に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項９】
前記本体手段に取り付けられた前記おもり手段は、０．５００〜１．５００キログラムの範囲の重量を有し、該塩水濃度推定用デバイスの容積及び最高感度が模索される塩水濃度範囲に対応して取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項１０】
所望の濃度が未だ達成されていないか、それが達成されたか、又はそれが超過されたかを指示するために、前記本体手段の頂部に取り付けられた前記棒に、複数のマーキングが様々な高さに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項１１】
前記マーキングが異なる色を含んでなることを特徴とする請求項１０に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項１２】
前記本体手段の頂部に取り付けられた前記棒に、暗い照明下でも見えるようにする可視促進手段が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【請求項１３】
前記可視促進手段が蛍光ペイント又は蛍光テープを含んでなることを特徴とする請求項１２に記載の塩水濃度推定用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩水濃度推定用デバイスに関する。より詳しくは、本発明は、天日塩作業場の塩水濃度を遠方から推定するデバイスに関する。
【０００２】
本発明は、塩技術の分野で、天日塩作業場の塩類及び海洋性化学物質の生産者が、塩田の塩水濃度を遠方から感知することを可能にするデバイスであって、適切に改変してその感度を高めて、天日塩及び他の海洋性化学物質の生産に有益な塩水濃度の範囲を選択することができるデバイスの設計及び製作に関する。
【背景技術】
【０００３】
Dale W.Kaufmann氏編集の「Sodium chloride, The Production and Properties of Salt and Brine」によると、塩田に投入し、そこから排出する際の塩水の濃度は、天日塩の品質及び産出量に大きな影響を与える。塩水の所望濃度が達成される前に結晶化促進剤が投入される場合、塩は、より大きな量の石膏で汚染される可能性がある。他方、塩の結晶化後の塩水の排出が遅れる場合、塩の硫酸マグネシウム不純物の含有量はより高くなる。塩水の結晶化装置への投入が、投入するのに最適な塩水濃度の範囲を超えて遅れる場合、また排出するのに最適な濃度の範囲よりも前に排出される場合、塩の産出量が悪影響を受ける。塩の純度は、塩素アルカリの製造及びソーダ灰の製造などの多くの工業用途で極めて重要である。工業塩の価格は、その純度に強く結びついている。塩水濃度を測定する最も一般的な工業的方法には、比重計／ボーメ比重計の使用がある。現在利用可能なデバイスの主な欠点は、それらが、塩水試料が、例えばビーカ内で利用可能になる時に作動する実験室タイプの道具であることである。このために、その都度凝縮装置／結晶化装置のところまで行き、塩水試料を収集し、濃度を測定しなければならない。天日塩の作業場は特質上面積が大きく、塩水の試料採取は厄介な工程である。その結果、塩水濃度の頻繁な監察が難しくなり、不充分な試料採取のために、生産される塩の量のばらつきがより大きくなる可能性がある。したがって、この問題を緩和するデバイスが望まれる。多くの発展途上国では、実際の現場作業者は読み書きができず、厳重な工程管理の価値を理解していない場合があることに留意すれば、このことはなおさら重要である
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塩水濃度測定の他の方法は、比重瓶を使用することである。これは塩水濃度の正確な推定を可能にするが、上述と同じ欠点、すなわち物理的に塩水の試料採取をする必要があることを被る。
【０００５】
天日塩作業場の塩水濃度を測定するための現在利用可能なデバイス及び方法の欠点を克服して所望の仕様の塩を生産するために、塩田自体に配置することができ、塩生産者が遠方から塩水濃度の表示を得ることを可能にする改良版ボーメ比重計の開発が期待される。
【０００６】
本発明の主な目的は、浮力の原理に基づいて、遠方から媒介物によって塩水濃度を推定するコスト効率の良いデバイスであって、
塩水濃度を、±０．５０°Ｂｅ’の最小精度で遠方から監察することを可能にし、これによって、濃度測定のために塩水を物理的に試料採取する必要のないデバイスを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、様々な範囲の濃度に容易に適用することが可能な塩水濃度推定用デバイスを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、腐食及び風化作用に対して耐久性のある、耐久性塩水濃度推定用デバイスを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、正確で、塩の付着を受けず、その測定値が精密である塩水濃度の推定用デバイスを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、夜などの最小限の照明しかない時でも容易に見ることのできる媒体による塩水濃度推定用デバイスを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、濃度監察の動作を簡略化することによって、塩生産中の工程管理遵守を向上させることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、天日塩作業場で生産された塩及び海洋性化学物質の品質のばらつきを縮小することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、本発明は、塩水濃度推定用デバイスであって、（ａ）半球状本体手段と、（ｂ）半球状本体の頂部に連結されて塩水濃度の可視表示を提供する棒と、（ｃ）本体手段の底部に取り付けられた重量調整用おもり手段と、（ｄ）棒及びおもり手段を本体手段に連結し、デバイスの重量を微調整するため必要であれば追加の補償用おもりを挿入することを可能にする中空の連結手段と、を備えるデバイスを提供する。
【００１４】
本発明の一実施形態では、半球状本体手段は半球状ＦＲＰ本体を備えてなる。
【００１５】
本発明の一実施形態では、おもり手段はＦＲＰ被覆ディスクを備えてなる。
【００１６】
本発明の他の実施形態では、連結手段は、棒及びおもり手段の本体手段への連結を可能にするネジ切りされた両端部とそれぞれのナットとを備えた中空の軸受筒を含んでなる。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、塩水濃度推定用デバイスの構成に使用される材料は、腐食及び大きな温度変化に対して高い耐久性を得るために、繊維強化プラスチック及びステンレス鋼が用いられている。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、塩水濃度推定用デバイスの容積は、２，５００〜３，５００リットルの範囲である。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、塩水濃度推定用デバイスは様々な塩水濃度範囲、以下に限定されるものではないがより詳しくは、１６〜１７°Ｂｅ’、２４．５°〜２５．５°Ｂｅ’、又は、２８．５〜２９．５°Ｂｅ’に目盛り付けされる。
【００２０】
本発明の他の実施形態では、ＦＲＰ本体に取り付けられたステンレス鋼のおもりディスクは、０．５００〜１．５００キログラムの範囲の重量を有し、塩水濃度推定用デバイスの容積及び最高感度が模索される塩水濃度範囲に応じて取り付けられる。
【００２１】
本発明の他の実施形態では、所望の濃度が未だ達成されていないか、それが達成されたか、又はそれが超過されたかを指示するために、本体の頂部に取り付けられたステンレス鋼の棒に、複数のマーキングが様々な高さに設けられる。
【００２２】
本発明の他の実施形態では、マーキングは様々な色を含んでなる。
【００２３】
本発明の他の実施形態では、周囲の照明が暗い時に、見易くするために、本体の頂部に取り付けられたステンレス鋼の棒に、任意選択で蛍光塗料を塗装し又は蛍光テープを巻くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、浮力の原理に基づいた新規のデバイスであって、より簡単な工程管理を目的として遠方から天日塩の作業場における塩水濃度を監察し、ひいてはそれが工程管理の厳重な遵守を行ない易くし、生産される塩の品質のばらつき縮小につながるデバイスを提供する。本発明の新規性は、（ｉ）塩水濃度を遠方から監察することを可能にするように、塩田に直接配置することのできるデバイスの必要性を認識したこと、（ｉｉ）適切なデバイスを製作することによって要望を実践したことにある。本デバイスは、−従来のボーメ比重計と同様に−浮力の原理によって作動するが、塩水の試料採取の必要を解消する現場用ユニットであるという利点を有する。塩水濃度を遠方から監察するこのようなデバイスが、その明白な有用性にも関わらず、これまでなかったという事実は、本発明の非自明性の証拠である。
【００２５】
＜デバイスの作動原理（浮力）＞
物体が流体に浮かび、静止している場合、それは垂直面で平衡状態になる。したがって上向きの力の総量は、下向きの力の総量と等しくなければならない。このことは、その物体が液体に浸漬していても、気体に浸漬していても当てはまる。物体にかかる下向きの力は重力によるもの、上向きの力は、物体が浮かんでいる流体から受ける上向きの合成圧力によるものである。この上向きの合成圧力は浮力として知られている。
【００２６】
図１で示すように、０−０線は流体の表面を示す。高さＨ、断面積ａの導管の極小な垂直要素を検討されたい。Ｐを要素の上端部にかかる流体圧力とする。すると、要素の下方端部にかかる圧力はＰ＋ρＨとなり、追加の値ρＨは、密度（濃度）ρの流体の追加の深さによる。
【００２７】
要素にかかる流体の下向きの力の総量＝Ｐ・ａ                              （１）
【００２８】
要素にかかる流体の上向きの推進力の総量＝（Ｐ＋ρＨ）ａ                  （２）
【００２９】
要素にかかる流体の上向きの合成推進力の総量＝（２）−（１）＝ρ・Ｈ・ａ  （３）
【００３０】
しかしＨ・ａ＝要素の体積                                                （４）
【００３１】
したがって、上向きの合成推進力＝ρ×要素の体積＝要素によって押しのけられた流体の重量となる。物体全体を類似の垂直要素から成るものと想定する場合、流体の上向きの合成推進力の総量は、物体によって押しのけられた流体の重量と等しくなる。
【００３２】
＜濃度測定＞
濃度ρの流体内に入れられた一定の体積Ｖ、重量Ｗの物体は、Ｗ＞Ｖρの場合沈み、Ｗ＜Ｖρの場合浮く。したがって、押しのけられた流体の体積及び流体の濃度を知ることによって、流体で浮き又は沈むように物体の重量を調節することができる。
【００３３】
このデバイスは、３０〜４０ｃｍの範囲の直径を有する中空の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）本体と、ＦＲＰ材料で被覆された高密度金属からなる底部おもりと、３色ラベルの付いたディスクの頂部のステンレス鋼の棒であって、裸眼で見ることができ、双眼鏡でより容易に見ることができ、照明条件の悪いところで容易に見ることができるように任意選択で蛍光テープが巻かれる棒と、を含むことが好ましい。このようなデバイスが、塩水を含む凝縮用の池に配置される。デバイスは、所望の塩水濃度（密度）を達成すると目盛り付けされたレベルまで浮かび上がり、したがってそれを遠方から監察することができ、これによって天日塩作業場の塩水管理に関する意思決定がし易くなる。
【００３４】
デバイスを構成する材料は、任意の濃度の任意の塩水に適合し、塩水の腐食特性と、一般的に準乾燥地帯に設営される天日塩作業場における大きな温度変化と、に対して耐久性をもつ材料である。デバイスの構成に使用される材料は、繊維強化プラスチック及びステンレス鋼である。デバイスの構造は、デバイスの精度を損ねかねない塩の蓄積を最小限度に抑えるように作られている。
【００３５】
図３に表す様々な部品は以下の通りである：
【００３６】
Ａ−塩水の濃度（最適濃度範囲より小さい、最適濃度範囲、及び最適濃度範囲より大きい）を区別する３つの異なった色のマーキングの付いたステンレス鋼の棒。この棒には、照明条件の悪いところで容易に見ることができるように、任意選択により、蛍光塗料で被覆し又は蛍光テープを巻くことができる。
【００３７】
Ｂ−繊維強化プラスチックから作られた半球状本体。
【００３８】
Ｃ−棒（Ａ）及びおもりディスク（Ｅ）を支持し、作り付けネジ山を備えたステンレス鋼軸受筒、すなわち微調整用の小さなおもりを置くための構成物。
【００３９】
Ｄ−本体（Ｂ）の頂部で棒（Ａ）と、底部でディスク（Ｅ）と、を固定するステンレス鋼のナット。
【００４０】
Ｅ−重量調整用のＦＲＰ被覆のされたステンレス鋼のディスク。
【００４１】
本体（Ｂ）の底部に配置されるステンレス鋼のおもり（Ｅ）は、０．５００〜１．５００キログラムの範囲である。おもりは、最高感度が模索されるデバイスの容積−２．５００〜３．５０００リットルの範囲−、及び塩水濃度範囲に応じて固定される。
【００４２】
このデバイスは、塩水の様々な濃度範囲、例えば１６〜１７°Ｂｅ’、２４．５°〜２５．５°Ｂｅ’、及び２８．５〜２９．５°Ｂｅ’に目盛り付けされる。頂部ステンレス鋼棒Ａには３つの異なった色がマーキングされるが、中間に位置する色の現れは、塩水の所望の濃度範囲が達成されたことを示す。棒Ａのマーキングの視覚性を向上するために、双眼鏡を使用することもできる。棒Ａには、夜間など周囲の照明が少ない時には、見易くするために蛍光テープを巻き付けることができる。
【００４３】
デバイスの構成要素は好ましくは以下の通りである：（ｉ）棒の異なった部分が異なった色の塗料で被覆され、或いは任意選択によって蛍光塗料で被覆され、又は蛍光テープ（Ａ）が巻き付けられるステンレス鋼棒、（ｉｉ）ＦＲＰ本体（Ｂ）、（ｉｉｉ）ステンレス鋼軸受筒（Ｃ）、（ｉｖ）棒（Ａ）及びおもりディスク（Ｅ）を本体（Ｂ）に固定するステンレス鋼のナット、（ｖ）重量調整用のＦＲＰ被覆付きステンレス鋼のディスク（Ｅ）。
【００４４】
（ｉ）ステンレス鋼棒（Ａ）：この棒はS.S.316/S.S.416で形成され、頂部と底部でネジ切りされる。棒は、フロートの頂部に、フロート本体に埋め込まれたネジ切りされた軸受筒内に固定される。棒の長さは約１０−１５ｃｍである。デバイスが目盛り付けされた典型的な濃度範囲の中で、それが高度濃度の塩水に浮いている時、棒は遠方より見え、低濃度の塩水に沈んでいる時には見えない。棒の様々な色部分は、濃度測定のより高い精度を可能にするが、中間に位置する色は、最適な濃度範囲を表す。棒を蛍光塗料で被覆し、又はそれに蛍光テープを巻き付けて、暗所でも見えるようにすることができる。
【００４５】
（ｉｉ）半球状本体（Ｂ）：フロート本体は、平坦な底部を備えた中空の半球状本体で、明色のＦＲＰで形成され、所望の濃度に近づいてくると見え始め、デバイスを塩田から取り出すことが必要となった場合に容易に識別することができる。このＦＲＰは、両側にネジ山が設けられた中空のＳ．Ｓ．ブッシュに鋳込まれる。
【００４６】
（ｉｉｉ）ステンレス鋼中空軸受筒（Ｃ）：この中空軸受筒はS.S.316から作られ、両端部がネジ切りされる。軸受筒のネジ切り部は、棒（Ａ）を頂部に、おもりディスク（Ｅ）を半球状本体（Ｂ）の底部に固定するのに使用される。金属球の形態をした小さなおもりを、デバイス重量を微調整するために軸受筒内に挿入することができる。
【００４７】
（ｉｖ）ステンレス鋼ナット（Ｄ）：ナットは、棒（Ａ）及びおもりディスク（Ｅ）をデバイスに固定する助けとなる。
【００４８】
（ｖ）重量調整用ディスク（Ｅ）：ディスクはS.S.316から作られ、ＦＲＰ被覆がされ、その重量はデバイスの容積及び塩水の濃度範囲に基づいて決定される。
【００４９】
従来技術は、本発明のデバイスに関するどのような報告も含んでおらず、本発明は、ボーメ比重計の改良版で、塩水濃度が遠方から、暗所でも監察される助けとなる。このユニットは簡単で、頑丈で、コスト効率がよく、非専門家によってさえ濃度を監察することができる。以下の実施例は例示的なもので、デバイスの機能と、本発明のデバイスを使用して塩田で塩水濃度を監察することに関わるステップと、を提供する。しかし、これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものとして考えるべきものではない。
［実施例１］
【００５０】
繊維強化プラスチックで形成された平坦な底部を備える容積２．７０リットルの半球状本体が製作され、棒（Ａ）、ＦＲＰ本体（Ｂ）、軸受筒（Ｃ）、及びナット（Ｄ）を含むデバイスの重量は、２．２３ｋｇであった。ディスク（Ｅ）をフロート本体に取り付けることによって、１．０４２ｋｇの追加重量を加えて微調整用の追加重量とを併せた総重量を３．２８ｋｇにした。デバイスは、それを塩水内でテストすることによって、２４．５Ｂｅ’から２５．５°Ｂｅ’の濃度範囲で目盛り付けした。計算に基づいて予想した通り、デバイスは２４．５°Ｂｅ’で完全に沈み、２５．５°Ｂｅ’で浮くことが観察された。デバイスは完全な均衡を示しつつ直立状態のままである。
［実施例２］
【００５１】
繊維強化プラスチックで形成された平坦な底部を備える容積２．７０リットルの半球状本体が製作され、棒（Ａ）、ＦＲＰ本体（Ｂ）、軸受筒（Ｃ）、及びナット（Ｄ）を含むデバイスの重量は、２．２３０ｋｇであった。ディスク（Ｅ）を追加重量の微調整としてフロート本体に取り付けることによって、０．８２ｋｇの追加重量を加えて総重量を３．０８ｋｇにした。デバイスは、それを塩水内でテストすることによって、１６°Ｂｅ’から１７°Ｂｅ’の濃度範囲で目盛り付けした。計算に基づいて予想した通り、デバイスは１６°Ｂｅ’で完全に沈み、１７°Ｂｅ’で浮くことが観察された。デバイスは完全な均衡を示しつつ直立状態のままである。
［実施例３］
【００５２】
繊維強化プラスチックで形成された平坦な底部を備える容積２．７０リットルの半球状本体が製作され、棒（Ａ）、ＦＲＰ本体（Ｂ）、軸受筒（Ｃ）、及びナット（Ｄ）を含むデバイスの重量は、２．２３ｋｇであった。ディスク（Ｅ）を重量の微調整としてフロート本体に取り付けることによって、１．１４ｋｇの追加重量を加えて総重量を３．３７５ｋｇにした。デバイスは、それを塩水内でテストすることによって、２８°Ｂｅ’から２９°Ｂｅ’の濃度範囲で目盛り付けした。計算に基づいて予想した通り、デバイスは２８°Ｂｅ’で完全に沈み、２９°Ｂｅ’で浮くことが観察された。デバイスは完全な均衡を示しつつ直立状態のままである。
［実施例４］
【００５３】
海水から工業グレードの天日塩を生産するインドの主な生産者に属する様々な塩田に、実施例１の数個のデバイスを設置した。２５．６°Ｂｅ’の結晶促進剤を一貫して充填することによって、仕様外製品（Ｃａ不純物塩＞０．２０％を仕様外と見なした）の割合が大幅に減少し、生産された塩は、０．１６〜０．１８％範囲のカルシウム不純物を通常有した。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のデバイスが作動する周知の浮力原理を示す図である。
【図２】全体として本発明の組み立てられたデバイスを示す図である。
【図３】デバイスを構成する様々な部品を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ  棒
Ｂ  半球状本体
Ｃ  軸受筒
Ｄ  ナット
Ｅ  ディスク
【図１】
2006511795.tif 000003
【図２】
2006511795.tif 000004
【図３】
2006511795.tif 000005
【国際調査報告】
2006511795.tif 000006
2006511795.tif 000007