JP2008145164A - Structure of reaction part for trihalomethanes analyzer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of reaction part for a trihalomethanes analyzer, capable of restraining heat from being transferred from a reaction part side to a separation/dissolution part side, so as to prevent performance from getting worse caused by overheating in a separation/dissolution part constitutive member, and capable of reducing an analyzer cost by making the structure of a reaction part and a separation/dissolution part, simple and compact. <P>SOLUTION: The structure includes the reaction part 36 for heating a trihalomethanes dissolved carrier solution from the separation/dissolution part 38 for separating tri-halo-methane gas from a water sample and for dissolved it into a carrier liquid, and for bringing the trihalomethanes into reaction with a nicotinamide, and the reaction part 36 includes a tube 31 having a flare-shaped terminal, a plane 30 with a groove formed with the groove 30s capable of embedding continuously the tube 31, and having a hole 30t drilled to draw out a flare-shaped portion of the tube 31 to an outside, and a reaction part presser bar 32 having a flat part brought into close contact with a flat face of the plane 30 with the groove. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶液中の低融点有機塩素化合物のトリハロメタン分析装置に使用される、トリハロメタンガス反応部構造に関する。   The present invention relates to a trihalomethane gas reaction unit structure used in a trihalomethane analyzer for low melting point organic chlorine compounds in a solution.

トリハロメタンは、水中の有機化合物と疫学的安全性を確保するために使う塩素に起因して生成されるものである。水中のトリハロメタンは、揮発性であって、気体として微孔性の膜を透過できる性質を有している。この透過したトリハロメタンは、キャリア液に溶解することにより、水中の懸濁物、イオン及び種々の干渉物から分離することが可能となっている。   Trihalomethane is produced due to organic compounds in water and chlorine used to ensure epidemiological safety. Trihalomethane in water is volatile and has the property of being able to permeate a microporous membrane as a gas. This permeated trihalomethane can be separated from suspensions in water, ions and various interferences by dissolving in the carrier liquid.

上記トリハロメタンを自動分析するトリハロメタン分析装置としては、本件出願人の出願に係る特許文献1(特開平4−223266号公報)、特許文献2(特開平2−145961号公報)等の技術が提供されている。
図5は、かかるトリハロメタン分析装置の基本構成を示す系統図である。
このトリハロメタン分析装置では、送液ポンプ3等のキャリア液送液部と、送液ポンプ7等の試料送液部と、分離・溶解部38等のトリハロメタンガス分離・溶解部と、反応部9と、検出部10とを有している。
As the trihalomethane analyzer for automatically analyzing the trihalomethane, there are provided techniques such as Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4-223266) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-145961) related to the applicant's application. ing.
FIG. 5 is a system diagram showing the basic configuration of such a trihalomethane analyzer.
In this trihalomethane analyzer, a carrier liquid feeding part such as a liquid feeding pump 3, a sample liquid feeding part such as a liquid feeding pump 7, a trihalomethane gas separation / dissolution part such as a separation / dissolution part 38, and a reaction part 9 , And a detection unit 10.

送液ポンプ3は、ニコチン酸アミド電磁弁1を介して導入されるニコチン酸アミド溶液と、水酸化ナトリウム電磁弁2を介して導入される水酸化ナトリウム溶液とを混合したキャリア液12を分離・溶解部38に供給するように構成されている。
送液ポンプ7は、サンプル水電磁弁5を介して導入されるトリハロメタンを含むサンプル水4に、酸性還元剤溶液電磁弁6を介して導入される酸性還元剤溶液(硫酸ヒドラジン溶液)を混合させて分離・溶解部38に供給するように構成されている。この分離・溶解部38に関連して、当該分離・溶解部38内のガスチャンバ23中にエアを供給するエアポンプ11が設けられている。
分離・溶解部38では、ヒータ13,14によって70℃程度に加熱されたサンプル水4から内部のガス分離膜24を介してトリハロメタンガスが分離されることになる。分離されガス化されたトリハロメタンガスは、キャリア液12が流れるガス溶解膜25と接することにより、キャリア液12に溶解されて反応部9に搬送されることになる。
The liquid feed pump 3 separates a carrier liquid 12 in which a nicotinamide solution introduced through the nicotinamide solenoid valve 1 and a sodium hydroxide solution introduced through the sodium hydroxide solenoid valve 2 are mixed. It is configured to be supplied to the melting unit 38.
The liquid feed pump 7 mixes an acidic reducing agent solution (hydrazine sulfate solution) introduced through the acidic reducing agent solution electromagnetic valve 6 with the sample water 4 containing trihalomethane introduced through the sample water electromagnetic valve 5. The separation / dissolution unit 38 is supplied. In relation to the separation / dissolution unit 38, an air pump 11 that supplies air into the gas chamber 23 in the separation / dissolution unit 38 is provided.
In the separation / dissolution part 38, the trihalomethane gas is separated from the sample water 4 heated to about 70 ° C. by the heaters 13 and 14 through the internal gas separation membrane 24. The separated and gasified trihalomethane gas comes into contact with the gas dissolution film 25 through which the carrier liquid 12 flows, so that it is dissolved in the carrier liquid 12 and conveyed to the reaction unit 9.

反応部9では、ヒータ16によって90℃程度に保持されており、キャリア液12を流す過程でヒータ16にて90℃程度まで加温し、当該キャリア液12中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させている。
検出部10は、反応部9における反応生成物の蛍光強度を測定し、そのフォトマルセンサ信号を図示しない分析手段に伝送している。
以上の分析処理が行われた排水は、配管51を通り、分離・溶解部38から排水管52を通って排出されるサンプル水4の排水と共通配管53で合流し、外部に排出されることになる。
The reaction unit 9 is maintained at about 90 ° C. by the heater 16, and is heated to about 90 ° C. by the heater 16 in the course of flowing the carrier liquid 12, and the trihalomethane in the carrier liquid 12 is reacted with nicotinamide. ing.
The detection unit 10 measures the fluorescence intensity of the reaction product in the reaction unit 9 and transmits the photomal sensor signal to an analysis unit (not shown).
The waste water subjected to the above analysis process passes through the pipe 51, joins the drainage of the sample water 4 discharged from the separation / dissolution part 38 through the drain pipe 52, and is discharged to the outside. become.

図6は、上記反応部9及び分離・溶解部の接続構造を示す展開図である。
図6において、38はサンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させる分離・溶解部、9はキャリア液12中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部である。
かかる分離・溶解部38と反応部9とは、サンプル水流路押え板27とキャリア液流路押え板29とにより挟み込むようにして、キャリア液流路板28、ガス溶解膜25、ガスチャンバ板23、ガス分離膜24、サンプル水流路板26が、それぞれに空けた貫通孔を介してねじ止め固定されている。
上記ガス分離膜24及びガス溶解膜25は、例えば、孔径0.1μm以下の微細な孔を有している。
また、上記分離・溶解部38の両脇に配置されているヒータ13及びヒータ14は、サンプル水4及びキャリア液12をそれぞれ加熱するためのものである。
FIG. 6 is a development view showing the connection structure of the reaction section 9 and the separation / dissolution section.
In FIG. 6, reference numeral 38 denotes a separation / dissolution part that separates trihalomethane gas from sample water and dissolves it in the carrier liquid, and 9 denotes a reaction part that reacts trihalomethane in the carrier liquid 12 with nicotinamide.
The separation / dissolution part 38 and the reaction part 9 are sandwiched between the sample water flow path pressing plate 27 and the carrier liquid flow path pressing plate 29 so as to be sandwiched between the carrier liquid flow path plate 28, the gas dissolution film 25, and the gas chamber plate 23. The gas separation membrane 24 and the sample water flow path plate 26 are screwed and fixed through through holes formed in each of them.
The gas separation membrane 24 and the gas dissolution membrane 25 have fine pores having a pore diameter of 0.1 μm or less, for example.
The heater 13 and the heater 14 arranged on both sides of the separation / dissolution part 38 are for heating the sample water 4 and the carrier liquid 12, respectively.

次に、上記分離・溶解部38の詳細について説明する。
図6において、サンプル水4は、サンプル水入口20Aから注入され、サンプル水流路板26の溝とガス分離膜24とで構成された流路に流入し、サンプル水出口20Bから排出されるようになっている。この際、サンプル水4は、ガス分離膜24と接触しながら流れている。サンプル水4中にトリハロメタンが含有されていると、ヒータ13で加熱されてガス化し、ガス分離膜24を通して、水蒸気とともにガスチャンバ23の流路に到達するようになっている。
前記ガスチャンバ23の流路に溜まったトリハロメタンガスは、ガス溶解膜25と接触する。一方、キャリア液12は、キャリア液流路28とガス溶解膜25によって構成された流路内を、図中キャリア液入口22Aから入りキャリア液出口22Bから排出するようにガス溶解膜25と接触しながら流れている。この状態で、前記トリハロメタンガス30はガス溶解膜25を介してキャリア液に溶け込む。
Next, the details of the separation / dissolution part 38 will be described.
In FIG. 6, the sample water 4 is injected from the sample water inlet 20A, flows into the flow path constituted by the groove of the sample water flow path plate 26 and the gas separation membrane 24, and is discharged from the sample water outlet 20B. It has become. At this time, the sample water 4 flows while in contact with the gas separation membrane 24. When the sample water 4 contains trihalomethane, it is heated and gasified by the heater 13 and reaches the flow path of the gas chamber 23 together with water vapor through the gas separation membrane 24.
The trihalomethane gas accumulated in the flow path of the gas chamber 23 contacts the gas dissolution film 25. On the other hand, the carrier liquid 12 comes into contact with the gas dissolution film 25 so as to enter the carrier liquid flow path 28 and the gas dissolution film 25 through the carrier liquid inlet 22A and discharge from the carrier liquid outlet 22B in the figure. It is flowing. In this state, the trihalomethane gas 30 is dissolved in the carrier liquid through the gas dissolution film 25.

次に、上記装置における水蒸気の排出手段について説明する。
上述したように、サンプル水4はヒータ13で加熱されてガス化し、ガス分離膜24を通して、水蒸気とともにガスチャンバ板23の流路に到達する。ガスチャンバ板23内におけるトリハロメタンガスの飽和時間と、トリハロメタンガスの溶解に要する時間は、少なくとも30分以上は掛かる。
その間にトリハロメタンガスと共に大量の水蒸気が蒸発して、ガスチャンバ板23の流路とその両側に配置されたガス溶解膜25及びガス分離膜24の表面に付着して結露する。
この結露水の排出手段として、ガスチャンバ板23は、図6に示すように垂直に設置され、その流路は階段状に傾斜した形状となっている。このように構成したことにより、結露水は、ガスチャンバ23内を下方に流れて、図6に示す3つの空気出口21Bを通して外部に排出されることになる。
Next, the water vapor discharging means in the above apparatus will be described.
As described above, the sample water 4 is heated and gasified by the heater 13 and reaches the flow path of the gas chamber plate 23 together with the water vapor through the gas separation membrane 24. The saturation time of the trihalomethane gas in the gas chamber plate 23 and the time required for dissolution of the trihalomethane gas take at least 30 minutes.
In the meantime, a large amount of water vapor evaporates with the trihalomethane gas, and adheres to the flow path of the gas chamber plate 23 and the surfaces of the gas dissolution membrane 25 and the gas separation membrane 24 disposed on both sides thereof.
As a means for discharging the condensed water, the gas chamber plate 23 is installed vertically as shown in FIG. 6, and the flow path has a stepwise inclined shape. With this configuration, the dew condensation water flows downward in the gas chamber 23 and is discharged to the outside through the three air outlets 21B shown in FIG.

図7は、上記反応部9の従来の接続構造を示す分解斜視図である。
図7において、分離・溶解部38と反応部9とは、継手37及び接続チューブ18によって接続されている。また、トリハロメタンガス溶解キャリア液加熱、反応用のチューブ31は、反応部流路板30と反応部押え板32との間に挟持されて配置されている。
このようにして、分離・溶解部38でキャリア液12にトリハロメタンガスを溶解させた後、継手37及び接続チューブ18により分離・溶解部38と反応部9とが接続されており、分離・溶解部38から接続チューブ18を通して搬送されたトリハロメタンガス溶解キャリア液は、反応部9においてヒータ16により90℃程度に加熱された後、キャリア液出口22Bから検出部10(図5参照)に送られて蛍光検出されることになる。
特開平4−223266号公報 特開平2−145961号公報
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a conventional connection structure of the reaction unit 9.
In FIG. 7, the separation / dissolution part 38 and the reaction part 9 are connected by a joint 37 and a connection tube 18. Further, the tube 31 for heating and reacting the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid is sandwiched and disposed between the reaction part flow path plate 30 and the reaction part presser plate 32.
In this way, after the trihalomethane gas is dissolved in the carrier liquid 12 by the separation / dissolution part 38, the separation / dissolution part 38 and the reaction part 9 are connected by the joint 37 and the connecting tube 18. The trihalomethane gas-dissolved carrier liquid transported from 38 through the connection tube 18 is heated to about 90 ° C. by the heater 16 in the reaction section 9, and then sent from the carrier liquid outlet 22B to the detection section 10 (see FIG. 5) for fluorescence. Will be detected.
JP-A-4-223266 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-145961

図6及び図7に示される先行技術にあっては、次のような解決すべき課題を有している。
すなわち、図6及び図7に示されるトリハロメタン分析装置においては、分離・溶解部38と反応部9とが別個の部品で構成されている。この理由は、反応部9の内部構造に基因している。
すなわち、図7に示されるように、反応部9は、分離・溶解部38でトリハロメタンガスを溶解させたキャリア液12を蛍光物質に変えるために、90℃程度の温度で反応させることにしている。
このため、反応用のチューブ31を反応部流路板30と反応部押え板32とで挟持する構造にして、ヒータ16との距離を近くして反応効率を向上させている。
The prior art shown in FIGS. 6 and 7 has the following problems to be solved.
That is, in the trihalomethane analyzer shown in FIGS. 6 and 7, the separation / dissolution unit 38 and the reaction unit 9 are configured as separate parts. This reason is based on the internal structure of the reaction part 9.
That is, as shown in FIG. 7, the reaction unit 9 is caused to react at a temperature of about 90 ° C. in order to change the carrier liquid 12 in which the trihalomethane gas is dissolved in the separation / dissolution unit 38 into a fluorescent substance. .
For this reason, the reaction tube 31 is sandwiched between the reaction part flow path plate 30 and the reaction part presser plate 32 so that the reaction efficiency is improved by reducing the distance from the heater 16.

ところが、反応部流路板30と反応部押え板32とで挟まれた内部にチューブ31を内蔵することで、これらチューブ31と分離・溶解部38との接続には、分離・溶解部38との接続チューブ18及び継手37を使用する必要がある。
然るに、反応部9側の継手部分は90℃程度の高温となっている。このため、反応部9側からの伝熱によって継手37及びチューブ31が軟化して、継手信頼性が低下することになる。
また、図6及び図7に示されるトリハロメタン分析装置においては、分離・溶解部38の加熱温度が70℃程度、反応部9の温度が90℃程度となっている。このような反応部9は、流路が一つであるために幅を薄くすることができ、ヒータ16からの距離が短く熱伝導が良好なことから、片面からの加熱でチューブ31内のキャリア液12を所定温度の90℃程度に加熱制御が可能である。
一方、分離・溶解部38は、ガスチャンバ板23を挟んでサンプル流路板26とキャリア液流路板28の2つの流路に各々サンプル水4とキャリア液12が流れている。各々の温度が同じ70℃となるように制御するためには、片面からの加熱だけでは、熱の流れが一方向となり、温度を均一に保つことは困難である。
そのため、図6及び図7に示されるトリハロメタン分析装置においては、分離・溶解部38の両側にヒータ13とヒータ14とを設置する必要があり、これにより装置コストが増大することになる。
また、分離・溶解部38と反応部9との2部品に分かれているために、全体の装置に占める容積が大きくなっている。
However, by incorporating the tube 31 inside the reaction part flow path plate 30 and the reaction part holding plate 32, the separation / dissolution part 38 and the connection between the tube 31 and the separation / dissolution part 38 are connected to each other. The connection tube 18 and the joint 37 must be used.
However, the joint part on the reaction part 9 side has a high temperature of about 90 ° C. For this reason, the joint 37 and the tube 31 are softened by the heat transfer from the reaction part 9 side, and the joint reliability is lowered.
Further, in the trihalomethane analyzer shown in FIGS. 6 and 7, the heating temperature of the separation / dissolution part 38 is about 70 ° C., and the temperature of the reaction part 9 is about 90 ° C. Since such a reaction section 9 has a single flow path, the width can be reduced, and since the distance from the heater 16 is short and the heat conduction is good, the carrier in the tube 31 can be heated by heating from one side. The liquid 12 can be controlled to be heated to a predetermined temperature of about 90 ° C.
On the other hand, in the separation / dissolution part 38, the sample water 4 and the carrier liquid 12 flow through two flow paths of the sample flow path plate 26 and the carrier liquid flow path plate 28 with the gas chamber plate 23 interposed therebetween. In order to control each temperature to be the same 70 ° C., it is difficult to keep the temperature uniform with only one side of the heat flow in one direction.
Therefore, in the trihalomethane analyzer shown in FIGS. 6 and 7, it is necessary to install the heater 13 and the heater 14 on both sides of the separation / dissolution part 38, thereby increasing the cost of the apparatus.
Further, since the separation / dissolution part 38 and the reaction part 9 are divided into two parts, the volume of the entire apparatus is large.

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、反応部側から分離・溶解部側への伝熱を抑制して分離・溶解部構成部材の過熱による性能低下を防止するとともに、反応部及び分離・溶解部の構造を簡素化及び小型化することにより、装置コストを低減させることが可能なトリハロメタン分析装置の反応部構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to suppress heat transfer from the reaction part side to the separation / dissolution part side and to reduce performance due to overheating of the separation / dissolution part constituent member. It is another object of the present invention to provide a reaction part structure of a trihalomethane analyzer that can reduce the cost of the apparatus by preventing and reducing the structure of the reaction part and the separation / dissolution part.

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、サンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させる分離・溶解部と、該分離・溶解部からのトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部とを備えたトリハロメタン分析装置において、前記反応部は、末端がフレア形状を有し、前記トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動するチューブと、該チューブが連続的に埋め込み可能な溝が形成されているとともに、前記チューブのフレア形状部分を外側に導出可能な孔が穿設された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦面と密着可能な平坦部を有する平坦カバーとを備えている。
本発明において、好ましくは、前記チューブは、PTFEやPFAなど四フッ化エチレン化合物を材料として形成されている。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention comprises a separation / dissolution part that separates trihalomethane gas from sample water and dissolves it in a carrier liquid, and heats a trihalomethane gas-dissolved carrier liquid from the separation / dissolution part. And a reaction section for reacting trihalomethane with nicotinic acid amide, wherein the reaction section has a flare at the end, and the tube in which the trihalomethane gas-dissolved carrier fluid flows is continuous with the tube. A grooved flat plate in which a groove that can be embedded is formed and a hole through which the flare-shaped portion of the tube can be led to the outside is formed, and a flat surface that can be in close contact with the flat surface of the grooved flat plate And a flat cover having a portion.
In the present invention, preferably, the tube is made of a tetrafluoroethylene compound such as PTFE or PFA.

また、本発明は、サンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させる分離・溶解部と、該分離・溶解部からのトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部とを備えたトリハロメタン分析装置において、前記反応部は、前記トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動する溝が形成された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦部と溶着可能な平坦面を有する平板とを溶着し、該溶着部によって前記溝内を流動する前記トリハロメタンガス溶解キャリア液の液体シールを行うように構成されている。
本発明において、好ましくは、前記溝付きの平板は、PTFEやPFAなど四フッ化エチレン化合物を材料として形成されている。
The present invention also provides a separation / dissolution part for separating the trihalomethane gas from the sample water and dissolving it in the carrier liquid, and heating the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid from the separation / dissolution part to react the trihalomethane with nicotinamide. In the trihalomethane analyzer equipped with a reaction section, the reaction section includes a grooved flat plate in which a groove through which the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flows, and a flat surface that can be welded to the flat portion of the grooved flat plate. And a liquid seal of the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flowing in the groove by the welded portion.
In the present invention, preferably, the grooved flat plate is formed using a tetrafluoroethylene compound such as PTFE or PFA as a material.

上述の如く、本発明に係るトリハロメタン分析装置の反応部構造によれば、反応部を、末端がフレア形状を有し、トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動するチューブと、このチューブが連続的に埋め込み可能な溝が形成されるとともに、チューブのフレア形状部分を外側に導出可能な孔が穿設された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦面と密着可能な平坦部を有する平坦カバーとを組み合わせて構成し、あるいは、反応部を、トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動する溝が形成された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦部と溶着可能な平坦面を有する平板とを溶着し、該溶着部によってトリハロメタンガス溶解キャリア液の液体シールを行うように構成したので、分離・溶解部と反応部とを直接接続でき、既述のような継手や接続部配管が不要になり、さらには既述のような分離・溶解部と反応部との接続用継手部付近が90℃程度の高温であることによって当該継手部が軟化するという問題を解消でき、トリハロメタン分析装置の信頼性を各段に向上させることができる。
また、分離・溶解部と反応部とを直接接続して一体化することで、機械構造としての剛性が向上し、振動や耐衝撃性の向上も図ることができる。
As described above, according to the reaction part structure of the trihalomethane analyzer according to the present invention, the reaction part has a flared end and a tube through which the trihalomethane gas-dissolved carrier fluid flows, and this tube can be continuously embedded. And a flat cover having a flat portion that can be brought into close contact with the flat surface of the grooved flat plate, and a flat plate having a groove formed with a hole through which a flare-shaped portion of the tube can be led out. Or the reaction part is a grooved flat plate in which a groove through which the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flows is formed, and a flat plate having a flat surface that can be welded to the flat part of the grooved flat plate. Since it is configured to perform the liquid seal of the trihalomethane gas dissolution carrier liquid by welding, the separation / dissolution part and the reaction part can be directly connected, and the joint as described above It eliminates the need for piping at the connection, and can solve the problem of softening of the joint due to the high temperature of about 90 ° C near the joint for connection between the separation / dissolution part and the reaction part as described above. The reliability of the trihalomethane analyzer can be improved in each stage.
Further, by directly connecting and integrating the separation / dissolution part and the reaction part, the rigidity as the mechanical structure is improved, and the vibration and impact resistance can be improved.

また、本発明の構成により、既述したような継手及び関連配管が不要となったことで反応部及び分離・溶解部の容積を大幅に減少でき(30%以上)、当該トリハロメタン分析装置を小型化できる。
さらに、分離・溶解部と反応部とを直接接続して一体化することで、分離・溶解部及び反応部を2つのヒータで両側から加熱して加熱の効率を保持しつつ、分離・溶解部と反応部との間に設置していたヒータを不要とすることが可能となり、ヒータ加熱のための消費電力を低減できるとともに(30%程度低減)、部品点数も削減できる。
以上により、トリハロメタン分析装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
In addition, the configuration of the present invention eliminates the need for the joints and related piping as described above, thereby greatly reducing the volume of the reaction part and the separation / dissolution part (30% or more), and reducing the size of the trihalomethane analyzer. Can be
Furthermore, the separation / dissolution part and the reaction part are directly connected and integrated, so that the separation / dissolution part and the reaction part are heated from both sides by two heaters to maintain the heating efficiency, while the separation / dissolution part is maintained. It is possible to eliminate the heater installed between the reactor and the reaction section, and it is possible to reduce the power consumption for heating the heater (about 30% reduction) and the number of parts.
As described above, the trihalomethane analyzer can be reduced in size and cost.

以下に、本発明に係るトリハロメタン分析装置の反応部構造について、その実施形態を詳細に説明する。   Below, the embodiment is described in detail about the reaction part structure of the trihalomethane analyzer concerning the present invention.

[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係るトリハロメタン分析装置の反応部及び分離・溶解部の接続構造を示す分解斜視図である。
図1において、38はトリハロメタンガスをサンプル水4(図5参照)から分離させてキャリア液12に溶解させる部分である分離・溶解部、36はキャリア液12中のトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部であり、後述するように、出口フランジ付き反応部として構成されている。
上記分離・溶解部38は、キャリア液流路押え板29とサンプル水流路押え板27とにより挟み込むようにして、垂直となるように配置されたキャリア液流路板28、ガス溶解膜25、ガスチャンバ板23、ガス分離膜24、サンプル水流路板26が、それぞれに空けた貫通孔を介して、この順序でねじ止め固定されている。
ガス分離膜24及びガス溶解膜25は、共に例えば、孔径0.1μm以下の微細な孔を有している。
また、分離・溶解部38に近接して配置されているヒータ13は、サンプル水4及びキャリア液12をそれぞれ加熱するものであり、出口フランジ付き反応部36に近接して配置されているヒータ16は反応部36のトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱するものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a connection structure of a reaction unit and a separation / dissolution unit of a trihalomethane analyzer according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 38 denotes a separation / dissolution part which is a part for separating the trihalomethane gas from the sample water 4 (see FIG. 5) and dissolving it in the carrier liquid 12, and 36 is a reaction of the trihalomethane in the carrier liquid 12 with nicotinamide. It is a reaction part and is comprised as a reaction part with an exit flange so that it may mention later.
The separation / dissolution part 38 is sandwiched between the carrier liquid channel pressing plate 29 and the sample water channel pressing plate 27 so as to be vertically arranged, the carrier liquid channel plate 28, the gas dissolving film 25, the gas The chamber plate 23, the gas separation membrane 24, and the sample water flow path plate 26 are screwed and fixed in this order via through holes formed in each of them.
Both the gas separation membrane 24 and the gas dissolution membrane 25 have fine pores having a pore diameter of 0.1 μm or less, for example.
In addition, the heater 13 disposed in the vicinity of the separation / dissolution unit 38 heats the sample water 4 and the carrier liquid 12 respectively, and the heater 16 disposed in the vicinity of the reaction unit 36 with the outlet flange. Is for heating the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid in the reaction section 36.

上記サンプル水4は、サンプル水入口20Aから注入し、サンプル水流路板26とガス分離膜24とで構成された流路に流入し、サンプル水出口20Bから排出されるようになっている。この際において、サンプル水4は、サンプル水流路板26のガス分離膜24側の面に形成された凹溝状のサンプル水通路26sを、ガス分離膜24と接触しながら所定流量流れている、そのため、サンプル水通路26sは、上下方向にわたって階段のような傾斜したジグザグ状(蛇行状)とすることにより、流路の長さが長くなるように形成されており、サンプル水入口20Aはサンプル水通路26sの下部に配設されているとともに、サンプル水出口20Bはサンプル水通路26sの上部に配設されている。
このようなサンプル水4中にトリハロメタンが含有されていると、ヒータ13で例えばトリハロメタンの沸点62.5℃以上に加熱されることによりガス化し、このトリハロメタンガスは、ガス分離膜24を通して、ガスチャンバ板23のトリハロメタンガス流路23sに到達するようになっている。
上記ガスチャンバ板23には、溝状のトリハロメタンガス流路23sが当該ガスチャンバ板23を貫通し、上下方向にわたって階段のような傾斜したジグザグ状(蛇行状)に形成されている。このようなガスチャンバ板23のトリハロメタンガス流路23sとサンプル水流路板26のサンプル水通路26sとは、ガス分離膜24を挟んで互いに対向するように配置されている。したがって、このトリハロメタンガス流路23sに溜まったトリハロメタンガスは、ガス溶解膜25と接触し、かつガス分離膜24とも接触しながら流動することなる。
一方、キャリア液12(図5参照)は、キャリア液入口22Aから入り、キャリア液流路板28のガス溶解膜25側の面に上下方向にわたって階段のような傾斜したジグザグ状(蛇行状)に形成された凹溝状のキャリア液流路28sをガス溶解膜25と接触しながら流れて、キャリア液出口22Bから排出されるようになっている。かかるキャリア液12の流動時に、上記トリハロメタンガスはガス溶解膜25を介してキャリア液12に溶け込むことになる。
The sample water 4 is injected from the sample water inlet 20A, flows into the flow path constituted by the sample water flow path plate 26 and the gas separation membrane 24, and is discharged from the sample water outlet 20B. At this time, the sample water 4 flows through a groove-shaped sample water passage 26s formed on the surface of the sample water flow path plate 26 on the gas separation membrane 24 side while being in contact with the gas separation membrane 24. For this reason, the sample water passage 26s is formed in a zigzag shape (meandering shape) inclined like a staircase in the vertical direction so that the length of the flow path is increased, and the sample water inlet 20A is provided with the sample water inlet 20A. The sample water outlet 20B is disposed at the upper part of the sample water passage 26s while being disposed at the lower part of the passage 26s.
When trihalomethane is contained in such sample water 4, it is gasified by being heated to, for example, a boiling point of 62.5 ° C. or higher of the trihalomethane by the heater 13, and this trihalomethane gas passes through the gas separation membrane 24 and passes through the gas chamber. The plate 23 reaches the trihalomethane gas flow path 23s.
In the gas chamber plate 23, a groove-like trihalomethane gas flow path 23s penetrates the gas chamber plate 23 and is formed in a zigzag shape (meandering shape) inclined like a staircase in the vertical direction. The trihalomethane gas passage 23s of the gas chamber plate 23 and the sample water passage 26s of the sample water passage plate 26 are arranged so as to face each other with the gas separation membrane 24 interposed therebetween. Therefore, the trihalomethane gas accumulated in the trihalomethane gas flow path 23 s flows while being in contact with the gas dissolution membrane 25 and also in contact with the gas separation membrane 24.
On the other hand, the carrier liquid 12 (see FIG. 5) enters from the carrier liquid inlet 22A and has a zigzag shape (meandering shape) inclined like a staircase in the vertical direction on the surface of the carrier liquid flow path plate 28 on the gas dissolution film 25 side. It flows through the formed groove-shaped carrier liquid flow path 28s in contact with the gas dissolution film 25 and is discharged from the carrier liquid outlet 22B. When the carrier liquid 12 flows, the trihalomethane gas is dissolved into the carrier liquid 12 through the gas dissolution film 25.

図2はこの第1実施形態における反応部の接続構造を示し、(A)は出口フランジ付き反応部の分解斜視図、(B)は(A)におけるA部拡大図、(C)は出口フランジ付き反応部の組立斜視図、(D)は(C)におけるB部拡大図である。
図2に示す出口フランジ付き反応部36において、トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動する加熱及び反応用のチューブ31は、水平方向に延在しながら端部で屈曲して上下に渡る蛇行状に形成され、反応部流路板30と反応部押え板32との間に挟持されて、反応部流路板30の溝30sに連続的に埋め込み可能に構成されている。そのため、反応部流路板30は、溝付きの平板として構成されており、溝30sは、チューブ31と対応する蛇行状に形成されている。また、反応部押え板32は、溝付きの平板としての反応部流路板30の平坦面と密着可能な平坦部を有する平坦カバーとして構成されている。
チューブ31は、屈曲性を有し、かつ後述するフレア加工が容易なPTFEPFAなど四フッ化エチレン化合物を材料として用いることにより形成されている。
2 shows the connection structure of the reaction part in the first embodiment, (A) is an exploded perspective view of the reaction part with the outlet flange, (B) is an enlarged view of part A in (A), and (C) is the outlet flange. An assembled perspective view of the attached reaction part, (D) is an enlarged view of part B in (C).
In the reaction part 36 with the outlet flange shown in FIG. 2, the heating and reaction tube 31 through which the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flows is formed in a meandering shape that extends in the horizontal direction and bends at the end and extends up and down. The reaction part channel plate 30 and the reaction part pressing plate 32 are sandwiched between the reaction part channel plate 30 and the groove 30s of the reaction part channel plate 30 so as to be continuously embedded. Therefore, the reaction part flow path plate 30 is configured as a flat plate with a groove, and the groove 30 s is formed in a meandering shape corresponding to the tube 31. Moreover, the reaction part pressing plate 32 is comprised as a flat cover which has a flat part which can be closely_contact | adhered with the flat surface of the reaction part flow-path board 30 as a flat plate with a groove | channel.
The tube 31 is formed by using, as a material, a tetrafluoroethylene compound such as PTFEPFA that has flexibility and is easily flared as described later.

上記チューブ31の上部に位置する末端部は、反応部流路板30へ向かって延び、反応部流路板30への接続部となっており、その先端部分には、外方へ広がるフレア加工が施されている。かかるチューブ31の末端部のフレア加工により、図2(B)に示すように、チューブ31の末端部はフレア形状のフランジ部31aとなるように形成されている。
一方、反応部流路板30において、チューブ31の埋め込み部の終端つまりフランジ部31aの挿通位置には孔30tが穿設され、この孔30tを通してチューブ31のフランジ部31aが分離・溶解部38側に導出可能となっている。なお、チューブ31の下部に位置する末端部は、反応部押え板32を貫通して延在している。
The end part located in the upper part of the tube 31 extends toward the reaction part flow path plate 30 and serves as a connection part to the reaction part flow path plate 30. Is given. By flaring the end portion of the tube 31, as shown in FIG. 2B, the end portion of the tube 31 is formed to be a flare-shaped flange portion 31a.
On the other hand, in the reaction part flow path plate 30, a hole 30t is formed at the end of the embedded part of the tube 31, that is, the insertion position of the flange part 31a, through which the flange part 31a of the tube 31 is separated from the separation / dissolution part 38 side. Can be derived. In addition, the terminal part located in the lower part of the tube 31 extends through the reaction part pressing plate 32.

このようにチューブ31の末端部のフレア加工によって当該末端部がフレア形状のフランジ部31aとなっているので、図2(C)、(D)のB部に示す通り、出口フランジ付き反応部36と分離・溶解部38のキャリア液流路押え板29とは、その入口部分が前記フランジ部31aで接することができ、出口フランジ付き反応部36と分離・溶解部38のキャリア液流路押え板29同士をねじ接続することで、キャリア液の流れを完全にシールすることができる。
かかる構成により、これら分離・溶解部38と反応部(出口フランジ付き反応部)36とが一体化され、図6及び図7に示すような、分離・溶解部38と反応部(出口フランジ付き反応部)36とを接続させるための配管や継手が不要となる。
Thus, the flare processing of the end portion of the tube 31 forms the flare-shaped flange portion 31a. Therefore, as shown in the B portion of FIGS. 2 (C) and 2 (D), the reaction portion 36 with the outlet flange. And the carrier liquid flow path pressing plate 29 of the separation / dissolution part 38 can be in contact with the flange part 31a at the inlet part, and the reaction part 36 with the outlet flange and the carrier liquid flow path pressing plate of the separation / dissolution part 38. By connecting the screws 29 together, the flow of the carrier liquid can be completely sealed.
With this configuration, the separation / dissolution part 38 and the reaction part (reaction part with outlet flange) 36 are integrated, and the separation / dissolution part 38 and the reaction part (reaction with outlet flange) as shown in FIGS. Part) and a pipe and a joint for connecting to 36 become unnecessary.

なお、本発明の第1実施形態における、分離・溶解部38から反応部36に至る一連のキャリア液の流れについては、キャリア液入口22Aから注入されたキャリア液は、キャリア液流路板28のキャリア液流路28sに入り、当該キャリア液流路板28でトリハロメタンガスを溶解してトリハロメタンガス溶解キャリア液となる。
そして、このトリハロメタンガス溶解キャリア液は、キャリア液流路押え板29を経由して、出口フランジ付き反応部36に入り、該反応部36の内部でヒータ16により90℃程度に加熱されて、キャリア液出口22Bから排出され、検出部10(図5参照)に送られて蛍光検出されることになる。
In the first embodiment of the present invention, the carrier liquid flow from the separation / dissolution part 38 to the reaction part 36 is the carrier liquid injected from the carrier liquid inlet 22A. The carrier liquid passage 28s is entered, and the carrier liquid passage plate 28 dissolves the trihalomethane gas to form a trihalomethane gas-dissolved carrier liquid.
Then, this trihalomethane gas-dissolved carrier liquid enters the reaction section 36 with an outlet flange via the carrier liquid flow path holding plate 29, and is heated to about 90 ° C. by the heater 16 inside the reaction section 36. The liquid is discharged from the liquid outlet 22B and sent to the detection unit 10 (see FIG. 5) to detect fluorescence.

[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係るトリハロメタン分析装置の反応部及び分離・溶解部の接続構造を示す分解斜視図である。図4は、本発明の第2実施形態における反応部の接続構造を示す分解斜視図である。
この第2実施形態においては、図4に示すように、溶着反応部35が、溶着可能な反応部押え板34と溶着可能な反応部流路板33とを互いに平坦面同士で熱溶着することによって構成されている。
そして、反応部流路板33には、分離・溶解部38からのトリハロメタンガス溶解キャリア液が流動する反応流路である蛇行形状の溝33aが形成されており、当該反応部流路板33は溝付きの平板として構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the connection structure of the reaction unit and separation / dissolution unit of the trihalomethane analyzer according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the connection structure of the reaction part in the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the welding reaction part 35 thermally welds the weldable reaction part pressing plate 34 and the weldable reaction part flow path plate 33 to each other on flat surfaces. It is constituted by.
And the meandering groove | channel 33a which is a reaction channel through which the trihalomethane gas melt | dissolution carrier liquid from the separation / dissolution part 38 flows is formed in the reaction part flow path plate 33, It is configured as a flat plate with grooves.

すなわち、上記溶着反応部35は、かかる該溝33a付きの平板からなる反応部流路板33の平坦部と、上記反応部押え板34の平坦面とを溶着して、該溶着部によって溝33a内を流動するトリハロメタンガス溶解キャリア液の液体シールを行うように構成されている。
そして、反応部流路板33は、溶着性の良好なPTFEやPFAなど四フッ化エチレン化合物を材料として用いることにより形成されている。
上記熱溶着は、反応部押え板34及び反応部流路板33の素材の融点である320℃以上に加熱して行われている。かかる溶着により、溶着反応部35の入口及び出口は孔の空いた形状になっている。
That is, the welding reaction part 35 welds the flat part of the reaction part flow path plate 33 made of a flat plate with the groove 33a and the flat surface of the reaction part pressing plate 34, and the groove 33a is welded by the welding part. It is configured to perform liquid sealing of the trihalomethane gas-dissolving carrier liquid that flows inside.
And the reaction part flow-path board 33 is formed by using tetrafluoroethylene compounds, such as PTFE and PFA with favorable weldability, as a material.
The heat welding is performed by heating to 320 ° C. or higher, which is the melting point of the material of the reaction part presser plate 34 and the reaction part flow path plate 33. By such welding, the inlet and outlet of the welding reaction part 35 are formed with holes.

これにより、溶着反応部35と、分離・溶解部38のキャリア液流路押え板29及びキャリア液流路板28とは、お互いを孔同士で接することができ、キャリア液流路押え板29とキャリア液流路板28同士をねじ接続することで、キャリア液の流れを完全にシールすることができる。
以上により、分離・溶解部38と溶着反応部35とが一体化され、図6及び図7に示されるような両者を接続させるための配管や継手が不要となる。
Thereby, the welding reaction part 35, the carrier liquid flow path pressing plate 29 and the carrier liquid flow path plate 28 of the separation / dissolution part 38 can come into contact with each other through the holes, and the carrier liquid flow path pressing plate 29 and A carrier liquid flow can be completely sealed by screw-connecting the carrier liquid flow path plates 28 to each other.
As described above, the separation / dissolution part 38 and the welding reaction part 35 are integrated, and piping and joints for connecting the two as shown in FIGS. 6 and 7 are not necessary.

なお、本発明の第2実施形態における、分離・溶解部38から反応部35に至る一連のキャリア液の流れについては、上記第1実施形態と同様、キャリア液入口22Aから注入されたキャリア液は、キャリア液流路板28のキャリア液流路28sに入り、当該キャリア液流路板28でトリハロメタンガスを溶解してトリハロメタンガス溶解キャリア液となる。
そして、このトリハロメタンガス溶解キャリア液は、キャリア液流路押え板29を経由して溶着反応部35に入り、該溶着反応部35の内部でヒータ16により90℃程度に加熱されて、キャリア液出口22Bから排出され、検出部10(図5参照)に送られて蛍光検出されることになる。
As for the series of carrier liquid flows from the separation / dissolution part 38 to the reaction part 35 in the second embodiment of the present invention, the carrier liquid injected from the carrier liquid inlet 22A is the same as in the first embodiment. Then, the carrier liquid flow path plate 28 enters the carrier liquid flow path 28s, and the carrier liquid flow path plate 28 dissolves the trihalomethane gas to form a trihalomethane gas-dissolved carrier liquid.
Then, this trihalomethane gas-dissolved carrier liquid enters the welding reaction section 35 via the carrier liquid flow path holding plate 29, and is heated to about 90 ° C. by the heater 16 inside the welding reaction section 35, and the carrier liquid outlet It is discharged from 22B and sent to the detection unit 10 (see FIG. 5) to detect fluorescence.

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。   While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.

本発明の第1実施形態に係るトリハロメタン分析装置の反応部及び分離・溶解部の接続構造を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a connection structure of a reaction unit and a separation / dissolution unit of the trihalomethane analyzer according to the first embodiment of the present invention. 上記第1実施形態における反応部の接続構造を示し、(A)は反応部の分解斜視図、(B)は(A)におけるA部拡大図、(C)は反応部の組立斜視図、(D)は(C)におけるB部拡大図である。The reaction part connection structure in the said 1st Embodiment is shown, (A) is a disassembled perspective view of a reaction part, (B) is the A section enlarged view in (A), (C) is an assembly perspective view of a reaction part, D) is an enlarged view of a portion B in (C). 本発明の第2実施形態に係るトリハロメタン分析装置の反応部及び分離・溶解部の接続構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the connection structure of the reaction part and separation / dissolution part of the trihalomethane analyzer which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 上記第2実施形態における反応部の接続構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the connection structure of the reaction part in the said 2nd Embodiment. トリハロメタン分析装置の基本構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the basic composition of a trihalomethane analyzer. 先行技術に係る反応部及び分離・溶解部の接続構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the connection structure of the reaction part and separation / dissolution part which concern on a prior art. 従来技術に係る反応部の接続構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the connection structure of the reaction part which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

4 サンプル水
9 反応部
10 検出部
12 キャリア液
13,16 ヒータ
23 ガスチャンバ
25 ガス溶解膜
29 キャリア液流路押え板
30 反応部流路板
30s 溝
30t 孔
31 チューブ
31a フランジ部(フレア形状の末端)
32 反応部押え板(平坦カバー)
33 反応部流路板
33a 溝
34 反応部押え板
35 溶着反応部
36 出口フランジ付き反応部
38 分離・溶解部
4 Sample water 9 Reaction section 10 Detection section 12 Carrier liquid 13, 16 Heater 23 Gas chamber 25 Gas dissolution film 29 Carrier liquid flow path holding plate 30 Reaction section flow path plate 30s Groove 30t Hole 31 Tube 31a Flange (flare-shaped end) )
32 Reactor holding plate (flat cover)
33 reaction part flow path plate 33a groove 34 reaction part holding plate 35 welding reaction part 36 reaction part with outlet flange 38 separation / dissolution part

Claims (4)

サンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させる分離・溶解部と、該分離・溶解部からのトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部とを備えたトリハロメタン分析装置において、
前記反応部は、末端がフレア形状を有し、前記トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動するチューブと、該チューブが連続的に埋め込み可能な溝が形成されているとともに、前記チューブのフレア形状部分を外側に導出可能な孔が穿設された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦面と密着可能な平坦部を有する平坦カバーとを備えたことを特徴とするトリハロメタン分析装置の反応部構造。
A separation / dissolution part for separating the trihalomethane gas from the sample water and dissolving it in the carrier liquid, and a reaction part for heating the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid from the separation / dissolution part to react the trihalomethane with nicotinamide. In the trihalomethane analyzer,
The reaction part has a flare-shaped end, a tube through which the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flows, a groove in which the tube can be continuously embedded, and a flare-shaped part of the tube outside. A reaction part structure of a trihalomethane analyzer comprising: a flat plate with a groove in which a hole that can be led out is provided; and a flat cover having a flat portion that can be in close contact with the flat surface of the flat plate with the groove .
前記チューブは、四フッ化エチレン化合物を材料として形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトリハロメタン分析装置の反応部構造。   The reaction section structure of a trihalomethane analyzer according to claim 1, wherein the tube is formed using a tetrafluoroethylene compound as a material. サンプル水からトリハロメタンガスを分離させてキャリア液に溶解させる分離・溶解部と、該分離・溶解部からのトリハロメタンガス溶解キャリア液を加熱してトリハロメタンをニコチン酸アミドと反応させる反応部とを備えたトリハロメタン分析装置において、
前記反応部は、前記トリハロメタンガス溶解キャリア液が流動する溝が形成された溝付きの平板と、該溝付きの平板の平坦部と溶着可能な平坦面を有する平板とを溶着し、該溶着部によって前記溝内を流動する前記トリハロメタンガス溶解キャリア液の液体シールを行うように構成されたことを特徴とするトリハロメタン分析装置の反応部構造。
A separation / dissolution part for separating the trihalomethane gas from the sample water and dissolving it in the carrier liquid, and a reaction part for heating the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid from the separation / dissolution part to react the trihalomethane with nicotinamide. In the trihalomethane analyzer,
The reaction section welds a grooved flat plate in which a groove through which the trihalomethane gas-dissolved carrier liquid flows is formed, and a flat plate of the grooved flat plate and a flat plate having a flat surface that can be welded. The reaction part structure of the trihalomethane analyzer characterized by performing the liquid sealing of the said trihalomethane gas melt | dissolution carrier liquid which flows in the said groove | channel by.
前記溝付きの平板は、四フッ化エチレン化合物を材料として形成されていることを特徴とする請求項3に記載のトリハロメタン分析装置の反応部構造。   The reaction part structure of a trihalomethane analyzer according to claim 3, wherein the grooved flat plate is formed using a tetrafluoroethylene compound as a material.
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