JP2018162863A - Ｔ字継手及び水質測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストレート状に連なる第１の配管及び第２の配管中の流れに対する、直交状の第３の配管中の残留水の混入を短時間で終了させることができるＴ字継手を提供する。【解決手段】第１ないし第３配管接続部１１〜１３を有し、第１配管接続部１１と第２配管接続部１２とは一直線状に配置され、第３配管接続部１３は第１配管接続部１１と第２配管接続部１２とを結ぶ方向と直交方向に配置されているＴ字継手１において、該第１配管接続部１１から第２配管接続部１２へ向う流体の少なくとも一部を第３配管接続部１３へ向わせる、流れ方向変更用頭部２３を有した突出体２０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、配管同士を接続するためのＴ字継手と、このＴ字継手を用いて構成した流路を有する水質測定装置とに関する。

３本の配管をＴ字状に接続するためにＴ字継手が用いられている（例えば特許文献１）。このＴ字継手を用いた配管接続部にあっては、第１及び第２の配管はストレート状に一直線状となっており、第３の配管はこれらと直交方向に交わっている。

試料水に希釈水を混合して測定に適する濃度とした後、水質を測定することが行われている（例えば特許文献２）。

特開平８−４２７８３号公報 特開２００２−１０７３５２号公報

Ｔ字継手を用いて３本の配管を接続し、第１の配管から第２の配管へ希釈水を流しながら第３の配管からこの流れに試料水を添加して希釈試料水とし、この希釈試料水を測定部で測定する水質測定装置において、第３の配管への試料水の供給を該第３の配管に設けたバルブの開閉によって継続することがある。このバルブを閉とし、第１の配管から第２の配管へ希釈水のみを流す場合、第３の配管の該バルブよりもＴ字継手側に残留した試料水が長期にわたって少しずつ希釈水流れに混入する。そして、この混入が長期にわたって継続することにより、第２の配管から流出する水の水質が本来の希釈水の水質になるまでに要する時間が長時間となることがある。特に、バルブからＴ字継手までの第３の配管の長さが大きい場合に、上記時間が長くなる。

Ｔ字継手に連なる試料水配管中に有機物濃度の高い排水が長期間滞留した場合、微生物が繁殖して配管内面やバルブ内面に微生物皮膜が形成・成長し、流路が閉塞するおそれがある。

本発明は、ストレート状に連なる第１の配管及び第２の配管中の流れに対する、直交状の第３の配管中の残留水の混入を短時間で終了させることができるＴ字継手を提供することを目的とする。

また、本発明は、このＴ字継手を用いて構成した試料水導入流路を備えた水質測定装置を提供することを目的とする。

本発明のＴ字継手は、第１ないし第３配管接続部を有し、第１配管接続部と第２配管接続部とは一直線状に配置され、第３配管接続部は第１配管接続部と第２配管接続部とを結ぶ方向と直交方向に配置されているＴ字継手において、該第１配管接続部から第２配管接続部へ向う流体の少なくとも一部を第３配管接続部へ向わせる、流れ方向変更部を設けたことを特徴とする。

本発明の一態様では、前記Ｔ字継手は、前記第１〜第３配管接続部を有すると共に、第３配管接続部と反対側に設けられた突出体装着部を有するＴ字継手本体と、該突出体装着部に装着された突出体とを有し、該突出体の先端側がＴ字継手本体内に突出して前記流れ方向変更部を構成している。

本発明の一態様では、前記突出体の先端側は、第１配管接続部側を向いた第１斜面と、第２配管接続部側を向いた第２斜面と、該第１斜面と第２斜面とが交わる先端辺とを有した頭部となっており、該先端辺が第３配管接続部の内孔に対峙している。

本発明の一態様の水質測定装置は、本発明のＴ字継手と、該Ｔ字継手の第１配管接続部に接続された希釈水供給用第１配管と、該Ｔ字継手の第３配管接続部に接続された試料水供給用第３配管と、該Ｔ字継手の第２配管接続部に第２配管を介して接続された水質測定部とを有する。

本発明の一態様の水質測定装置は、本発明のＴ字継手が配管を介して接続された配管設備と、該配管設備から測定対象水が導入される水質測定部とを有する水質測定装置であって、第１のＴ字継手の第１配管接続部に希釈水配管が接続され、第ｋ（ｋは１以上、ｎ−１以下）のＴ字継手の第２配管接続部と第（ｋ＋１）Ｔ字継手の第１配管接続部が接続配管で接続され、各Ｔ字継手の第３配管接続部にそれぞれ試料水配管が接続され、各試料水配管にそれぞれバルブが設けられ、第ｎＴ字継手の第２配管接続部から前記水質測定部に前記測定対象水が導入されることを特徴とする。

本発明の一態様では、水質測定装置は、排水処理設備の水質を測定するための水質測定装置であり、前記第ｎＴ字継手の試料水配管に原水が供給される。

本発明の一態様では、ｎは３以上であり、第１ないし第（ｎ−１）Ｔ字継手に対し、第ｎＴ字継手に近いほど原水に近い水質の試料水が供給される。

本発明のＴ字継手にあっては、第１配管接続部から第２配管接続部に向って流れる第１の流体の少なくとも一部が流れ方向変更部によって流れ方向が変更され、第３配管接続部に向って流れる。このため、第３配管接続部及びそれに連なる第３配管内に残留する第２の流体が第１の流体と速やかに混ざり合い、Ｔ字継手から流出するようになる。

このため、例えば、第１の流体を希釈水とし、第２の流体を試料水とした水質測定装置の流入用配管設備にあっては、第３配管接続部及びそれに連なる第３配管内の残留試料水を速やかに希釈水に置換することができる。また、このため、第３配管接続部及びそれに連なる第３配管内で微生物の皮膜が形成することが防止される。

実施の形態に係るＴ字継手を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 図１のII−II線断面図である。 図２の分解図である。 突出体の斜視図である。 水質測定装置の構成図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１〜４は実施の形態に係るＴ字継手１を示している。

このＴ字継手１は第１〜第３配管接続部１１〜１３を有したＴ字継手本体１０と、該Ｔ字継手本体１０に着脱可能な突出体２０と、突出体２０を保持するためのユニオンナット１５とを有する。

Ｔ字継手本体１０の第１，第２配管接続部１１，１２は、同軸的に一直線状に設けられており、第３配管接続部１３は第１，第２配管接続部１１，１２を結ぶ方向と直交方向に設けられている。第３配管接続部１３と反対側に突出体装着部１４が設けられている。この突出体装着部１４は、第３配管接続部１３の内孔１３ｈと同軸状の円筒状の内孔１４ｈ（図３）を有しており、該内孔１４ｈに突出体２０が挿入される。突出体装着部１４の外周面には、雄螺子１４ａが設けられている。突出体装着部１４の先端面には溝１６が周設され、Ｏリング１７が該溝１６内に配置されている。

突出体２０は、該内孔１４ｈの内径よりもごく僅かに小さい外径を有した円柱状の軸部２１と、該軸部２１の先端にネック部２２を介して連なる頭部２３と、軸部２１の後端から放射方向に張り出す鍔部２４とを有する。

頭部２３は、第１斜面２３ａ及び第２斜面２３ｂと、１対の側端面２３ｃ，２３ｄとを有した略三角柱形状のものである。第１，第２斜面２３ａ，２３ｂが交わる先端辺２３ｅは、第３配管接続部１３の内孔１３ｈに対峙している。また、この先端辺２３ｅは、第１配管接続部１１と第２配管接続部１２とを結ぶ方向と直交方向かつ軸部２１の軸心線と直交方向に延在している。

第１斜面２３ａは、第１配管接続部１１側を向いており、第２斜面２３ｂは第２配管接続部１２側を向いている。第１，第２斜面２３ａ，２３ｂは、軸部２１から離れるほど先端辺２３ｅに近づくように傾斜している。斜面２３ａ，２３ｂ同士の交差角度は５０〜１４０°特に７０〜１１０°程度が好ましい。側端面２３ｃ，２３ｄは互いに平行であり、かつ第１，第２配管接続部１１，１２の軸心線と平行方向に配向している。

ネック部２２は、第１，第２配管接続部１１，１２の軸心線方向に延在した立壁状である。

突出体装着部１４に突出体２０を挿入し、ユニオンナット１５の雌螺子１５ａを雄螺子１４ａに螺合させてユニオンナット１５を締め込むことにより、図１，２の通り、鍔部２４が挟み付けられ、突出体２０がＴ字継手本体１０に装着される。この場合、突出体２０は、先端辺２３ｅが第１，第２配管接続部１１，１２を結ぶ方向と直交方向となるように突出体装着部１４に挿入される。なお、突出体２０の向きを容易に確認できるように、鍔部２４に目印を設けておくのが好ましい。

突出体２０をＴ字継手本体１０に装着した状態において、先端辺２３ｅは第１，第２配管接続部１１，１２を結ぶ直管状流路の軸心位置、又はそれよりも内孔１３ｈ側に位置することが好ましい。

このＴ字継手１は、水などの第１の液体が第１配管接続部１１から第２配管接続部１２に抜けるように流れ、該第１の液体に添加混合される第２の液体が第３配管接続部１３から流入するように配管設備に組み込まれる。第１配管接続部１１には第１配管が接続され、第２配管接続部１２には第２配管が接続され、第３配管接続部１３には第３配管が接続される。

第２の液体を第１の液体に添加しないようにするために、第３配管接続部１３に連なる第３配管のバルブを閉めた場合、該バルブから第３配管接続部１３に到る流路内に第２の液体が残留する。そして、この第２の液体が、第１配管接続部１１から第２配管接続部１２へ流れる第１の液体に対し少しずつ混ざり合うことになり、第１の液体に対し第２の液体が混入した状態が継続する。

本実施の形態にあっては、突出体２０をＴ字継手本体１０内に挿入し、突出体２０の先端辺２３ｅを第３配管接続部１３の内孔１３ｈに近接させている。そのため、第１配管接続部１１から流れてきた第１の液体の一部が、斜面２３ａに当って流れ方向を変えて内孔１３ｈ内に流入し、内孔１３ｈ内に残留していた第２の液体と混ざり合うようになる。この結果、内孔１３ｈ及びそれに連なる第３配管内に残留していた第２の液体が早期に第１の液体と置換されるようになり、第２の液体の第１の液体への混入が早期に終了する。また、第２の液体が有機性排水である場合、内孔１３ｈやそれに連なる第３配管の内面に微生物の皮膜が形成することが防止される。

このＴ字継手１にあっては、ユニオンナット１５を外して突出体２０を取り出し、突出体２０やＴ字継手本体１０内をクリーニングすることができる。

このＴ字継手１は、希釈水と有機物含有試料水とを混合して分析するための分析装置用配管システムに組み込むのに好適である。

このＴ字継手１（１Ａ〜１Ｄ）を用いた水質測定装置について図５を参照して説明する。図５は、複数種類（この実施の形態では４種類）の試料水Ａ〜Ｄを希釈水Ｗで希釈して水質測定部にて水質を測定するように構成した水質測定装置を示している。

希釈水Ｗは、配管３０、バルブ３１、配管３２，３３、Ｔ字継手１Ａ、配管３４、Ｔ字継手１Ｂ、配管３５、Ｔ字継手１Ｃ、配管３６、Ｔ字継手１Ｄ、及び配管３７を介してラインミキサ３８に供給可能とされている。配管３２には流量計３９ａが設けられ、配管３７には流量計３９ｂが設けられている。

試料水Ａを希釈水に添加するためのラインは、配管４０、バルブ４１、配管４２、三方弁４３、三方弁４３の一方の流出口に連なる配管４４を介してＴ字継手１Ａに接続されている。三方弁４３の他方の流出口は、配管４５、バルブ４６、配管４７を介して配管９０に連なっている。

試料水Ｂを希釈水に添加するためのラインは、配管５０、バルブ５１、配管５２、三方弁５３、三方弁５３の一方の流出口に連なる配管５４を介してＴ字継手１Ｂに接続されている。三方弁５３の他方の流出口は、配管５５、バルブ５６、配管５７を介して配管９０に連なっている。

試料水Ｃを希釈水に添加するためのラインは、配管６０、バルブ６１、配管６２、三方弁６３、三方弁６３の一方の流出口に連なる配管６４を介してＴ字継手１Ｃに接続されている。三方弁６３の他方の流出口は、配管６５、バルブ６６、配管６７を介して配管９０に連なっている。

試料水Ｄを希釈水に添加するためのラインは、配管７０、バルブ７１、配管７２、三方弁７３、三方弁７３の一方の流出口に連なる配管７４を介してＴ字継手１Ｄに接続されている。三方弁７３の他方の流出口は、配管７５、バルブ７６、配管７７を介して配管９０に連なっている。

ラインミキサ３８の流出側は、配管８０、三方弁８１、及び三方弁８１の一方の流出口に連なる配管８３を介して測定カラム８４の流入口に連なっている。測定カラム８４には、電気伝導度計、吸光光度計、ｐＨ計、ＯＲＰ計などの１又は２以上よりなる水質センサ８５が設けられている。なお、ここで吸光光度計としては、試料水中の有機汚濁 (有機物) の程度を紫外線の吸光度 (光の吸収の度合い) として測定する有機物モニター（ＵＶ計）を用いることができる。そして、測定カラム８４の流出口には、排水ａを流出させるための配管８６が接続されている。

この配管８６の測定カラム８４近傍には、測定カラム８４内の水を、後述する配管８８より排出させる際に、測定カラム８４内に空気を流入させるための吸気弁８７が接続されている。

三方弁８１の他方の流出口には排水ｂを排出させるための前記配管８８が接続されている。

前記配管９０は、配管９１，９２に分岐しており、それぞれ排水ｃ，ｄを排出させるようになっている。配管９２にはバルブ９３が設けられている。

この水質測定装置では、希釈水Ｗを常時配管３０，３２〜３７、ラインミキサ３８、配管８０，８３、測定カラム８４、配管８６に流しておき、試料水Ａ〜Ｄを順番に希釈水に添加して水質測定する。

試料水Ａ〜Ｄは、この順番に水中の検出成分濃度が高くなることが好ましい。

試料水Ａの水質測定を行う場合には、希釈水Ｗを上記の通り配管３０，３２〜３７、ラインミキサ３８、配管８０，８３、測定カラム８４、配管８６に流通させた状態にて、バルブ４１を開とし、三方弁４３を配管４２，４４を連通させた状態とし、バルブ５１，６１，７１を閉とする。

試料水Ａは、Ｔ字継手１Ａにて希釈水Ｗに添加され、ラインミキサ３８にて混合され、希釈された試料水の水質が測定カラム８４のセンサ８５で測定される。測定排水は配管８６から排出される。

試料水Ｂの水質測定を行う場合には、希釈水Ｗを上記の通り流通させた状態にて、バルブ５１を開とし、三方弁５３を配管５２，５４を連通させた状態とし、バルブ４１，６１，７１を閉とする。

試料水Ｂは、Ｔ字継手１Ｂにて希釈水Ｗに添加され、ラインミキサ３８にて混合され、希釈された試料水の水質が測定カラム８４のセンサ８５で測定される。

試料水Ｃの水質測定を行う場合には、希釈水Ｗを上記の通り流通させた状態にて、バルブ６１を開とし、三方弁６３を配管６２，６４を連通させた状態とし、バルブ４１，５１，７１を閉とする。

試料水Ｃは、Ｔ字継手１Ｃにて希釈水Ｗに添加され、ラインミキサ３８にて混合され、希釈された試料水の水質が測定カラム８４のセンサ８５で測定される。

試料水Ｄの水質測定を行う場合には、希釈水Ｗを上記の通り流通させた状態にて、バルブ７１を開とし、三方弁７３を配管７２，７４を連通させた状態とし、バルブ４１，５１，６１を閉とする。

試料水Ｄは、Ｔ字継手１Ｄにて希釈水Ｗに添加され、ラインミキサ３８にて混合され、希釈された試料水の水質が測定カラム８４のセンサ８５で測定される。

なお、配管３２の流量計３９ａの流量が希釈水流量である。流量計３９ｂの流量と流量計３９ａの流量との差が試料水Ａ，Ｂ，Ｃ又はＤの流量である。そのため、この試料水流量と希釈水流量とから、測定カラム８４に流入する希釈試料水の希釈倍率が求められる。この希釈倍率と、希釈水の水質測定値と、希釈試料水の水質測定値とから、試料水の水質が計算される。

試料水Ａの水質測定が終了した後、所定時間は希釈水Ｗのみを上記の通り配管３０，３２〜３７、ラインミキサ３８、配管８０，８３、測定カラム８４、配管８６に流して、配管３４から測定カラム８４に到る測定流路内の水を希釈水Ｗに置換する。

Ｔ字継手１Ａは、前記図１〜４の構成のものであるため、三方弁４３とＴ字継手１Ａとの間の配管４４内に残留した試料水Ａは、速やかに希釈水Ｗと混ざって配管３４側へ流出し、配管４４内が希釈水Ｗに置換される。そのため、試料水Ａの測定終了後、短時間だけ希釈水Ｗを上記の通り流すだけで残留試料水Ａの混入が無くなり、試料水Ｂの水質測定を開始することができる。試料水Ｂの水質測定後も、希釈水Ｗを短時間だけ上記の通り配管３０，３２〜３７、ラインミキサ３８、配管８０，８３、測定カラム８４、配管８６に流すだけで、試料水Ｃの水質測定を開始することができる。試料水Ｂの水質測定後、及び試料水Ｃの水質測定後も、同様にして、それぞれ短時間で試料水Ｃ、試料水Ｄの水質測定を開始することができる。

得られた試料水の水質測定値は、他の試料水の混入による影響を受けないものであり、測定精度が高い。

図５の水質測定装置は、食品工場排水などの有機性排水処理施設の原水や最終処理水、各処理工程から排出される処理途中水の水質測定に用いるのに好適である。この場合、試料水Ａを最終処理水とし、試料水Ｄを原水とし、試料水Ｂ，Ｃはこの順に原水に近い水質とすることが好ましい。希釈水としては、水道水や、井水、その他の工業用水が好適である。なお、図５では試料水は４種類となっているが、１〜３種類又は５種類以上であってもよい。

１，１Ａ〜１Ｄ Ｔ字継手
１１ 第１配管接続部
１２ 第２配管接続部
１３ 第３配管接続部
１４ 突出体装着部
１５ ユニオンナット
２０ 突出体
２３ 頭部
２３ａ，２３ｂ 斜面
２３ｅ 先端辺
３８ ラインミキサ
８４ 測定カラム
８５ 水質センサ

Claims (7)

1. 第１ないし第３配管接続部を有し、第１配管接続部と第２配管接続部とは一直線状に配置され、第３配管接続部は第１配管接続部と第２配管接続部とを結ぶ方向と直交方向に配置されているＴ字継手において、
   該第１配管接続部から第２配管接続部へ向う流体の少なくとも一部を第３配管接続部へ向わせる、流れ方向変更部を設けたことを特徴とするＴ字継手。
2. 請求項１において、前記Ｔ字継手は、前記第１〜第３配管接続部を有すると共に、第３配管接続部と反対側に設けられた突出体装着部を有するＴ字継手本体と、
   該突出体装着部に装着された突出体と
   を有し、
   該突出体の先端側がＴ字継手本体内に突出して前記流れ方向変更部を構成していることを特徴とするＴ字継手。
3. 請求項２において、前記突出体の先端側は、第１配管接続部側を向いた第１斜面と、第２配管接続部側を向いた第２斜面と、該第１斜面と第２斜面とが交わる先端辺とを有した頭部となっており、
   該先端辺が第３配管接続部の内孔に対峙していることを特徴とするＴ字継手。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＴ字継手と、
   該Ｔ字継手の第１配管接続部に接続された希釈水供給用第１配管と、
   該Ｔ字継手の第３配管接続部に接続された試料水供給用第３配管と、
   該Ｔ字継手の第２配管接続部に第２配管を介して接続された水質測定部と
   を有する水質測定装置。
5. 第１ないし第ｎ（ｎは２以上）の請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＴ字継手が配管を介して接続された配管設備と、
   該配管設備から測定対象水が導入される水質測定部と
   を有する水質測定装置であって、
   第１のＴ字継手の第１配管接続部に希釈水配管が接続され、
   第ｋ（ｋは１以上、ｎ−１以下）のＴ字継手の第２配管接続部と第（ｋ＋１）Ｔ字継手の第１配管接続部が接続配管で接続され、
   各Ｔ字継手の第３配管接続部にそれぞれ試料水配管が接続され、
   各試料水配管にそれぞれバルブが設けられ、
   第ｎＴ字継手の第２配管接続部から前記水質測定部に前記測定対象水が導入されることを特徴とする水質測定装置。
6. 請求項５において、水質測定装置は、排水処理設備の水質を測定するための水質測定装置であり、
   前記第ｎＴ字継手の試料水配管に原水が供給されることを特徴とする水質測定装置。
7. 請求項６において、ｎは３以上であり、第１ないし第（ｎ−１）Ｔ字継手に対し、第ｎＴ字継手に近いほど原水に近い水質の試料水が供給されることを特徴とする水質測定装置。

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