JP2005308534A

JP2005308534A - 残留塩素測定装置

Info

Publication number: JP2005308534A
Application number: JP2004125549A
Authority: JP
Inventors: Muneyasu Kurita; 宗保栗田; Shinobu Saito; 忍齋藤
Original assignee: Iwaki Co Ltd
Current assignee: Iwaki Co Ltd
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP4153459B2

Abstract

【課題】電極の良好な洗浄が可能な残留塩素測定装置を提供する。
【解決手段】内部に残留塩素を測定するための測定室１３を形成する測定槽１と、この測定槽１に装着された電極ユニット２と、測定槽１の内部に収容された電極ユニット２の洗浄用のビーズ３とを備える。測定室１３は、測定流体の導入方向に対して直交し且つ水平方向に延びる軸を中心とした環状に形成され、導入口１４は、環状の測定室の下側に接線方向に測定流体を導入する。排出口１６は、導入口よりも大きな断面を有し測定室１３の上部に設けられる。電極ユニット２は、同心円状に平面配列された複数の電極を含む検出面２ａを有し、検出面２ａが測定流体の導入口１４から排出口１６のほぼ中間位置の測定室の外周面に接するように装着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、残留塩素濃度をポーラログラフィーによって検出する残留塩素測定装置に関する。

生活用水、プール水、２４時間風呂水等では、それらの滅菌のために塩素が注入される。塩素注入量は、検水に含まれる遊離残留塩素濃度を測定することにより管理されている。遊離残留塩素濃度を測定する無試薬測定方法としては、主としてポーラログラフ法が使用されている。ポーラログラフ法は、検水に浸漬した２つの電極（対電極と作用電極）の間に電圧を印加したときに２電極間に流れる酸化・還元電流を測定することにより、特定の化学種のイオン濃度を測定する方法である。また、対電極及び作用電極の他に参照電極を使用した３電極型も知られている。３電極型では、絶対電位の不明な作用電極の電位を特定するため、参照電極に基準電位を与えるようにしている。この３電極法によれば、電導度変化に強いという利点がある。ポーラログラフ法では、電極と接触する検水の流量が変化すると酸化・還元電流値も変化するため、電極を流量一定の検水に浸漬するためのフローセルと呼ばれる測定槽を使用する。

また、作用電極の表面は、還元反応によって汚れるため、測定槽にセラミックビーズを収納し、作用電極をモータにより回転せることにより、セラミックビーズに電極表面を擦り付けて電極表面を洗浄することがなされている。また、特許文献１では、一対の電極が端部のみを環状のビーズ貯留部に臨ませ、環状のビーズ貯留部に還流を生起させて、ビーズを遠心力で電極表面に衝突させることにより電極表面を洗浄することが開示されている。これによれば、電極の汚染を効果的に防止することができ、電極を回転させるモータを使用しないことによる構成の簡単化を図ることができる。
特開２００２−２５０７１１（段落００１９〜００２１、図１及び図２）

しかし、上述した特許文献１に開示された残留塩素計では、円筒状のビーズ貯留槽に導入された検水と共に移動するビーズは、ビーズ貯留槽に沿った回転運動となるが、これだけではなお、効果的な洗浄が行えないというのが現状であった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、電極の良好な洗浄が可能な残留塩素測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る残留塩素測定装置は、測定流体を導入する導入口、この導入口に連接する測定室及びこの測定室につながり前記測定流体を排出する排出口を備えた測定槽と、前記測定槽に装着されて前記導入口から前記測定室に導入された測定流体と電極が接触して前記測定流体に含まれる遊離残留塩素の濃度に基づく酸化・還元電流を出力する電極ユニットと、前記測定槽に収容されて前記電極ユニットの電極を洗浄するビーズと備えた残留塩素測定装置において、前記測定槽の測定室は、前記測定流体の導入方向に対して直交し且つ水平方向に延びる軸を中心とした環状に形成され、前記導入口は、前記環状の測定室の下側に接線方向に前記測定流体を導入するように接続され、前記排出口は、前記測定室の上部に設けられ、前記電極ユニットは、平面的に同心円状に配列された作用電極、参照電極及び対電極を含む検出面を有する本体部を備え、前記本体部の検出面が前記測定流体の導入口から排出口までの前記測定室における前記測定流体の流路のほぼ中間位置で前記環状の測定室の外周面に接するように前記測定槽に装着され、前記測定槽は、前記導入口の断面積が前記排出口の断面積よりも小さく設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、測定室が、測定流体の導入方向に対して直交し且つ水平方向に延びる軸を中心とした環状に形成され、導入口は、環状の測定室の下側に接線方向に測定流体を導入するように接続され、排出口は、測定室の上部に設けられ、電極ユニットは、検出面が測定流体の導入口から排出口までの流路のほぼ中間位置で環状の測定室の外周面に接するように装着され、且つ導入口の断面積が排出口の断面積よりも小さく設定されているので、測定室に収容されたビーズは、導入口からの速い流速の測定流体によって環状の測定室の外周に沿って巻き上げられ、電極ユニットの検出面に摺接する。また、排出口の断面積は導入口の断面積よりも大きいので、測定室に導入された測定流体の流速は徐々に低下していく。このため、検出面に摺接したビーズは、排出口までに到達せずに自重によって環状の測定室の内周に沿って落下する。ビーズは、このような巻き上げと落下とを繰り返して比較的短い距離を往復し、単位面積当たりのビーズの数を増加させることができる。これにより、更に均一で効率の良い電極洗浄が可能になる。また、ビーズは重力に抗して測定流体の流れに乗る形で電極ユニットの検出面に到達するので、測定流体の流速とビーズの重量とのバランスによって、検出面に当たる衝撃は軽減され、電極の寿命を延ばすことができる。

以下、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る残留塩素測定のフローセルの構成を示す図、図２は、図１における測定槽本体のＡ−Ａ’断面図である。
このフローセルは、例えば滅菌すべき対象水等の測定流体のメインの循環経路から分岐し再び循環経路に合流する検査流路に挿入され、内部に残留塩素を測定するための測定室１ａを形成する測定槽１と、この測定槽１に装着された電極ユニット２と、測定槽１の内部に収容された電極ユニット２の洗浄用のビーズ３とを備えて構成されている。

測定槽１は、測定槽本体１１に中心軸が水平に延びる円柱状孔部１１ａが、図２に図１のＡ−Ａ’断面（但し、測定槽本体１１の部分のみ）で示すように、一方の面から掘り込んだ形で形成され、この円柱状孔部１１ａは、その中心部に円柱部１２ａが同軸配置されるように円柱固定ねじ１２によって液密に密閉されている。この円柱状孔部１１ａと円柱部１２ａとで環状の測定室１３が形成されている。この環状の測定室１３の下側に測定室１３の外周に接する接線方向で測定流体を導入する導入口１４が形成されている。導入口１４は、測定流体の導入管１５と連通している。また、測定室１３の上部で導入口１４から１８０°を超えた位置には排出口１６が設けられ、この排出口１６は、上方に延びる排出経路１７及びこの排出経路１７から水平に延びる排出経路１８を介して排出管１９に連通している。排出口１７の断面積は、導入口１４の断面積よりも大きく、例えば導入口１４及び排出口１７が円形断面である場合、排出口１７の直径が導入口１４の直径の２倍以上に設定されている。

測定室１３の導入口１４から排出口１６に至る測定流体の流路の中間位置、すなわち環状の測定室１３の導入口とは反対側の外周面には、電極ユニット２の先端の検出面２ａが接している。電極ユニット２は、図３に示すように、例えば３電極式のもので円形の検出面２ａの中心から順に作用電極２１、参照電極２２及び対電極２３の順で平面的に同心配置されている。これらの電極２１〜２３は、検出面２ａでのみ露出するように封止材によって一体に封止されている。これら電極２１〜２３と封止材とで円柱状の本体部２４を形成している。そして、この本体部２４の基端側に固定用のつば部２５及び電線が接続される接続部２６がそれぞれ形成されている。

次に、このように構成された残留塩素測定装置の動作を説明する。
図４は、本装置における測定室１３の部分を拡大して示す図、図５は、図４のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図中点線矢印は、測定流体の流れの方向を示し、実線矢印は、ビーズ３の動きを示している。
検査流路を流れる測定流体は、導入管１５からこのフローセルに導入され、導入口１４を介して測定槽１の測定室１３の下端部に外周の接線方向に導かれる。測定室１３内に導かれた測定流体は、図中点線矢印で示すように、環状の測定室１３の外側の円筒状壁部に沿って反時計回りに上部に移動し、一部は排出口１６を介して上方に排出され、残りは測定室１３の測定流体の導入部側に戻る。

測定室１３内に収容されたビーズ３は、測定流体の流れに乗って、実線矢印で示すように、環状の測定室１３の外側の壁部に沿って反時計回りに移動し、その過程で電極ユニット２の検出面２ａと摺接する。検出面２ａに摺接したビーズは、測定流体の流速と自重とのバランスによって排出口１６側に移動するか自然落下するかが決まる。排出口１６の直径は、導入口１４の直径の２倍以上に設定されているので、測定流体の流速は、導入口１４付近では最大であるが、排出口１近傍では大きく低下する。このため、ビーズ３は、排出口１６に至ることなく自重で落下する。落下するビーズ３は、環状の測定室１３の内周側の壁部に沿って落下する。また、図５に示すように、導入口１４が測定室１３の幅方向の中央に設けられている場合には、中央部での流速は、両端での流速よりも高いので、図示のように、ビーズ３は、内側から外側への軌道に沿って循環する。

このように、本装置によれば、ビーズ３が測定室１３内を一周することは無く、ビーズ３の移動距離は、測定室１３の約１／４周と極めて短いから、少ない量でも単位空間に占めるビーズの数は多くなる。このため、検出面２ａへの当接も確実で広い範囲にわたってビーズを検出面２ａに均一に接触させることができ、洗浄効果が極めて高い。
また、本装置によれば、ビーズ３を重力に逆らって上方に垂直に噴流させるようにしているので、ビーズ３による電極ユニット２の検出面２ａへの強い衝撃を緩和し、電極の寿命を長くすることが可能になる。

なお、導入口１４から測定室１３に導入される測定流体の流速を更に増加させると、ビーズ３を測定室１３内で一周させることができる。従って、測定室１３に導入される測定流体の流速をコントロールすることにより、ビーズ３を測定室１３の１／４周分を循環させる態様と、測定室１３の一周を循環させる態様とを選択することができる。この場合、電極ユニット２の汚れが激しい場合には、ビーズ３を一周させて、ビーズ３の検出面２ａへの衝撃力を高めて洗浄能力を増加させ、その他の状態では、ビーズ３を１／４周だけ循環させることより、電極の寿命低下を防止することが可能である。そして、この場合でも、排出口１６及び排出経路１７，１８の直径が導入口１４の直径の２倍以上に設定され、排出経路１７は上方に延びるように形成されているので、ビーズ３が排出経路１７側に排出されることも殆どない。

本発明の一実施形態に係る残留塩素測定装置の構成を示す図である。同装置に用いられる測定槽本体の図１におけるＡ−Ａ’断面図である。同装置における電極ユニットを示す図で、同図（ａ）は外観斜視図、同図（ｂ）は先端部分を示す正面図である。同装置における測定室の部分を拡大して示す図である。図４におけるＢ−Ｂ’断面図である。

符号の説明

１…測定槽、２…電極ユニット、３…ビーズ、１１…測定槽本体、１２…円柱固定ねじ、１３…測定室、１４…導入口、１５…導入管、１６…排出口、１７，１８…排出経路、１９…排出管。

Claims

測定流体を導入する導入口、この導入口に連接する測定室及びこの測定室につながり前記測定流体を排出する排出口を備えた測定槽と、
前記測定槽に装着されて前記導入口から前記測定室に導入された測定流体と電極が接触して前記測定流体に含まれる遊離残留塩素の濃度に基づく酸化・還元電流を出力する電極ユニットと、
前記測定槽に収容されて前記電極ユニットの電極を洗浄するビーズと
を備えた残留塩素測定装置において、
前記測定槽の測定室は、前記測定流体の導入方向に対して直交し且つ水平方向に延びる軸を中心とした環状に形成され、
前記導入口は、前記環状の測定室の下側に接線方向に前記測定流体を導入するように接続され、
前記排出口は、前記測定室の上部に設けられ、
前記電極ユニットは、平面的に同心円状に配列された作用電極、参照電極及び対電極を含む検出面を有する本体部を備え、前記本体部の検出面が前記測定流体の導入口から排出口までの前記測定室における前記測定流体の流路のほぼ中間位置で前記環状の測定室の外周面に接するように前記測定槽に装着され、
前記測定槽は、前記導入口の断面積が前記排出口の断面積よりも小さく設定されていることを特徴とする残留塩素測定装置。
前記導入口及び排出口の断面が円形である場合、前記排出口の直径は、前記導入口の直径の２倍以上であることを特徴とする請求項１記載の残留塩素測定装置。