説明

背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システム

【課題】 できるだけ簡易な構造で、メンテナンスが容易で低コスト化が図れる液体のサンプリング計測システムを提供する。
【解決手段】 主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、前記副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、当該サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有しており、前記背圧弁は、主ラインが通液中である運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、前記背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際は、「閉」の状態となっており、前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、処理水の水質等を定期的に行うことができるサンプリング測定機構部を副ラインに備える液体のサンプリング計測システムに関し、特に、複雑な自動制御のバルブを用いることなく、簡易な弁機構を用いて測定機構を簡略化させると共に被測定流体の廃棄量を減らすことを可能にした液体のサンプリング計測システムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ボイラー用の媒体として使用されるボイラー用水は、伝熱管や管路の腐食を抑制するために、ボイラー用の給水タンクに貯留されるに至るまでに、予め、アルカリ処理、リン酸塩処理、揮発性物質処理等の薬剤処理がなされる。
【0003】
例えば、pH調整剤としてNaOHが使用され、さらに、NaOHにスラッジコントロール剤としてリン酸塩を添加したもの等が使用される。また、NaOHを使用した場合、高温、高圧、高濃度雰囲気となるとアルカリ腐食を発生させることになるため、リン酸塩処理、揮発性物質処理を適用することも行われる。
【0004】
また、最近のボイラー装置におけるボイラー用水に対しては、最初に溶存酸素のほとんどを機械的に除き、次いで残りを化学的に脱除することが行われる。機械的な脱溶存酸素処理としては、例えば、脱気体ヒータ等を用いた処理を例示することができ、化学的な脱溶存酸素処理としては、例えば、ヒドラジンや亜硫酸ナトリウム等の脱酸素剤を用いた処理が行われる。
【0005】
いずれにしても、上水や工業用水等の原水は、例えば、給水用のタンクに貯留されるに至るまでに、所望の水質を維持しているか否かの検査を行なう必要がある。すなわち、サンプリング(オフライン)計測を行なう必要があり、当該サンプリング操作を行なうに際しては、通常、被測定流体の非通水時の損失(ブロー)を防ぐために自動弁を用いることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−236532号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、自動弁を用いたサンプリングシステムは、機器コストが高く、さらに制御そのものが複雑になるのでトータルコストが極めて高くなってしまうという不都合がある。
【0008】
このような実状のもとに、本発明は創案されたものであって、その目的は、簡易な構造で、低コスト化が図れ、メンテナンスが容易である液体のサンプリング計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、本出願に係る発明者らが鋭意研究を行った結果、いわゆる高価な自動制御機構を用いることなく、運転時と運転停止時の管内圧力差を利用し、背圧弁を測定計の上流側に配置して用いることによって、所望の目的が達成できることを見出し、本願発明に想到したものである。
【0010】
すなわち、本発明の液体のサンプリング計測システムは、主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、前記副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、当該サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有しており、前記背圧弁は、主ラインが通液中である運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、前記背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際は、「閉」の状態となっており、前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成される。
【0011】
また、本発明の液体のサンプリング計測システムの好ましい態様として、前記背圧弁は、主ラインが通液中であり、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、前記背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成される。
【0012】
また、本発明の液体のサンプリング計測システムの好ましい態様として、供給される原液に対して液質調整をするための液処理ユニットと、当該処理がされた処理液を貯留させるための処理液貯留タンクと、これらの液処理ユニットと処理液貯留タンクとを連結する主ラインと、主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、前記副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、当該サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有し、前記背圧弁は、液処理ユニットから処理液貯留タンクへと処理液が送液され、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液が通過できるようになっており、前記背圧弁は、液処理ユニットから処理液貯留タンクへと処理液の送液が停止される運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成される。
【0013】
また、本発明の液体のサンプリング計測システムの好ましい態様として、前記測定計は、pH測定計からなるように構成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明のサンプリング測定機構部を備える液体のサンプリング計測システムは、主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有し、背圧弁は、主ラインが通液中であり、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成されているので、いわゆる高価な自動制御を用いることなく、できるだけ簡易な構造、かつ低コストでメンテナンスも容易となるという、極めて優れた効果が発現する。
【0015】
なお、背圧弁を測定計の上流側に設置し、背圧弁の上流側の圧力の変動に応答して開閉を期待し、自動弁のごとく使用することは、従来には存在しない極めて独創的な技術的思想である。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、サンプリング測定機構部を備える液体のサンプリング計測システムの一例として、ボイラー用水の処理を示す概略のプロセスフローを示す図面である。
【図2】図2は、サンプリング測定機構部に組み込まれる背圧弁の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明のサンプリング測定機構部を備える液体のサンプリング計測システムの好適な一例として、ボイラー用水の処理を取り挙げて説明するが、特に、この実施態様に限定されるものではない。さらに、本発明において、サンプリングされる被測定液は、水のみに限定されるわけではなく、各種液体に適用可能とされる。
【0018】
図1は、サンプリング測定機構部を備える液体のサンプリング計測システムの一例として、ボイラー用水の処理を示す概略のプロセスフローの図面である。図2は、サンプリング測定機構部に組み込まれる背圧弁の概略構成を示す断面図である。
【0019】
図1に示されるように、ボイラー用水の処理を行うプロセスフローの上流側から、原水貯水槽10(原液貯水槽10)、水処理ユニット20(液処理ユニット20)、処理水貯留タンク60(処理液貯留タンク60)が配置されており、これらの装置を経てボイラーへと処理水(処理液)が送られる。
【0020】
原水貯水槽10には、上水あるいは工業用水等の処理対象水が貯留されている。
例えば、薬剤処理や軟水化処理が施される水処理ユニット20よって所定の処理がなされた処理水は、処理水貯留タンク60に送水され貯留される。
【0021】
図1に示されるように水処理ユニット20と処理水貯留タンク60とは主ライン100によって連結されており、この主ライン100の途中から副ライン110が、主ライン100と連通している状態で分岐されている。「連通している状態で分岐されている」とは、主ライン100が通水状態になると、分岐した副ライン110にも水が流れようとする作用が働くことを意味する。
【0022】
なお、分岐に際して主ラインか副ラインかの区別は、管中を流動する流体量の大小で判断される。つまり、(主ラインの流体量Qm)>(副ラインの流体量Qs)で判断される。
【0023】
主ライン100から分岐する副ライン110には、サンプリング測定機構部30が形成されている。サンプリング測定機構部30は、図1に示されるように、背圧弁40と、測定計50とを下流側に向けて順次、備えて構成されている。すなわち、背圧弁40が測定計50の上流側に配置された構成をとっている。測定計50は、被測定液体のpH、硬度、濁度、溶存酸素、電気伝導度、各種の溶存イオン量等の各種物性を測定するものであり、特に、限定されるものではない。
【0024】
図1に示されるプロセスにおいて、背圧弁40は、主ライン100が通水中であり、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となっている。すなわち、背圧弁40は、水処理ユニット20から処理水貯留タンク60へと処理水が背圧弁の作動設定圧力以上で送水されている運転中は「開」の状態となり、背圧弁40に対して下流側に配置されている測定計50を処理水が通過できるようになっている。
【0025】
これとは反対に、背圧弁40は、主ライン100が通水されていない運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっている。すなわち、背圧弁40は、水処理ユニット20から処理水貯留タンク60へと処理水の送水が停止、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっている。
【0026】
測定計50による処理水の水質測定は、上流側に設置されている背圧弁40が「開」の状態である運転中に実施される。なお、運転開始直後の水質測定していない状態で処理水貯留タンク60への送水は、例えば、ボイラー用であるので問題はないといえる。
【0027】
本発明において、背圧弁40が開状態となる作動設定圧力をPbとし、水処理ユニット20から処理水貯留タンク60へと処理水が送水されている運転中における主ライン100の管内圧をP1とし、水処理ユニット20から処理水貯留タンク60への処理水の送水が停止されている運転停止中における主ライン100の管内圧をP0とした場合、P0<Pb≦P1の条件を満たすように作動設定圧力Pbが設定される。
【0028】
背圧弁40は、上流側の流体圧力が設定した圧力よりも大きな圧力となると、バルブを通して当該圧力を下流側に逃がす機構を備えている。
【0029】
図2は、背圧弁40の一例を示す簡易的な断面構造図である。図2に示されるように、背圧弁40は、圧力調整のためのダイアフラム43と、ダイアフラム43の上に乗せられたスプリング42と、このスプリング42による押圧力を調整するハンドル41と、ダイアフラム43に連動する弁体セット44,45とを有し構成されている。そして、本発明における背圧弁40は、上流側圧力の変化に応答して弁の開閉を行い、あたかも自動弁のごとく作用を発揮する。
【0030】
水処理ユニット20から処理水貯留タンク60へと処理水が背圧弁の作動設定圧力以上で送水されている運転中において、背圧弁40は「開」となるため副ライン110は通水状態となり、測定計50による処理水の水質等の測定が行われた後、副ラインの末端から測定検査済みの処理水が図示のごとく廃棄される(ライン120を参照のこと)。
【0031】
図1に示されるごとく、本実施の形態としては処理水貯留タンク60に貯留される処理水がボイラー用処理水として用いられる場合が例示されている。処理水貯留タンク60に貯留された処理水は、直接あるいは数工程を経てボイラーに送水される。
【0032】
なお、本発明では、サンプリング測定機構部における測定対象水をボイラー用処理水として説明したが、その他のプロセスにも応用し得ることは勿論のことであり、特に限定されるものではない。
【0033】
以上、説明してきたように、本発明の液体のサンプリング計測システムは、主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有し、背圧弁が測定計の上流側に配置された構成をとっており、背圧弁は、主ラインが通液中であり、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質等の測定がなされるように構成されているので、いわゆる高価な自動制御を用いることなく、できるだけ簡易な構造、かつ低コストでメンテナンスも容易となるという、極めて優れた効果が発現する。
【符号の説明】
【0034】
10…原水貯水槽
20…水処理ユニット
30…サンプリング測定機構部
40…背圧弁
50…測定計
60…処理水貯留タンク
100…主ライン
110…副ライン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、
前記副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、
当該サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有しており、
前記背圧弁は、主ラインが通液中である運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、
前記背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際は、「閉」の状態となっており、
前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成されることを特徴とする背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システム。
【請求項2】
前記背圧弁は、主ラインが通液中であり、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液である測定液が通過できるようになっており、
前記背圧弁は、主ラインが通液されていない運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、
前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成されてなる請求項1に記載の背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システム。
【請求項3】
請求項1または請求項2における背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システムにおいて、
供給される原液に対して液質調整をするための液処理ユニットと、当該処理がされた処理液を貯留させるための処理液貯留タンクと、これらの液処理ユニットと処理液貯留タンクとを連結する主ラインと、主ラインから分岐され、主ラインと連通している副ラインとを有し、
前記副ラインには、サンプリング測定機構部が形成されており、
当該サンプリング測定機構部は、背圧弁と、測定計とを下流側に向けて順次有し、
前記背圧弁は、液処理ユニットから処理液貯留タンクへと処理液が送液され、背圧弁の作動設定圧力以上となる運転中は「開」の状態となり、下流側に配置されている測定計を処理液が通過できるようになっており、
前記背圧弁は、液処理ユニットから処理液貯留タンクへと処理液の送液が停止される運転中止の際、あるいは背圧弁の作動設定圧力未満での運転中は、「閉」の状態となっており、
前記背圧弁が「開」の状態である運転中に、下流側に設置されている測定計にて液質測定がなされるように構成されてなる、背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システム。
【請求項4】
前記測定計は、pH測定計である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のサンプリング計測システム。

【図1】
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【図2】
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