JP2910629B2 - 水質分析計の試料濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は試料水中のＴＯＣ（全有
機体炭素）、窒素化合物、リン化合物などを測定する水
質分析計に供給される試料水中の懸濁物を除去する濾過
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】排水や下水のような汚濁された水をＴＯ
Ｃ計などの水質分析計で連続して測定する場合、試料水
中の懸濁物が分析計に入ると流路がつまるなどの故障が
生じるので、それを防止するために水質分析計に供給さ
れる試料水中の懸濁物を除去する濾過装置が使用されて
いる。濾過装置の一例は図１に示されるようなものであ
り、濾過装置２がフィルタ４で仕切られ、その一方の室
に底部から試料水が供給されて上部から排出され、フィ
ルタ４で濾過された試料水が他方の室から水質分析計へ
導かれる。

【０００３】懸濁物による水質分析計の故障をなくすに
は、できるだけ目の細かいフィルタを使用して細かい懸
濁物まで除去すればよい。しかし、目の細かいフィルタ
は目づまりを起こしやすいため、目づまりを起こしにく
くするためには濾過装置が複雑になるなどの欠点が生じ
る。また、細かい懸濁物まで除去してしまうと、ＴＯＣ
計などでは溶解性ＴＯＣのみしか測定しないことにな
り、水質全体を表わしていないことになってかえって不
都合が生じる。

【０００４】そこで、本発明は水質分析計でとくに問題
となるサイズの大きい懸濁物はフィルタで濾過し、しか
もそのフィルタの目づまりを防ぐとともに、それ以下の
懸濁物は積極的に取り入れて均質化することにより、測
定値の信頼性を向上させることを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の試料濾過装置
は、上部に開口部、底部に水質分析計への試料取出し口
を有する試料容器と、試料容器外の上方から試料容器内
の底部付近まで延びる回転軸、その回転軸の下端に固定
され試料水の撹拌と回転方向によって下向き又は上向き
の水流を生じさせる撹拌翼、及びその回転軸の上端に設
けられてその回転軸を回転させる駆動源を有する撹拌器
と、試料容器の開口部の位置でその開口部を塞ぐ大きさ
のフィルタと、試料容器の上方から前記フィルタを通し
て試料容器内に試料水を供給する試料供給口とを備えて
いる。フィルタは回転するように取りつけられたもので
あってもよく、又は回転しないように取りつけられたも
のであってもよい。フィルタを回転させるには、撹拌器
の回転軸に固定して撹拌翼と同時に回転するようにして
もよく、又は撹拌器の回転軸とは別の回転軸に固定して
撹拌翼とは独立して回転できるようにしてもよい。フィ
ルタを回転させない場合には、フィルタを試料容器その
他の部材に取りつけることができる。フィルタの語は、
液中の固形物を除去するために使用されるものであれ
ば、ストレーナと称されるものも含む意味で使用してい
る。

【０００６】

【作用】試料容器に試料水を採水する際には、撹拌器の
回転軸を回転させながら、試料供給口からフィルタを通
して試料容器内に試料水を供給する。フィルタが回転翼
とともに又は回転翼とは独立して回転する場合、広い濾
過有効面積を使用することができ、目づまりを生じにく
くする。また、フィルタを高速回転させれば、フィルタ
上の懸濁物を遠心力で吹き飛ばすことができる。試料容
器に試料水が採水された後は、撹拌翼によって上向きの
水流が生じる方向に回転軸を高速に回転させることによ
り、撹拌翼によって試料水中の懸濁物を粉砕して均質化
するとともに、試料水自身による上向きの水流によって
フィルタを下から上方向へ洗浄し、フィルタ上に付着し
た懸濁物を除去する。

【０００７】

【実施例】図２は一実施例を流路図として概略的に表わ
したもの、図３は具体的に表わしたものである。基板４
０の下側に円筒状取りつけ部材４２が設けられ、取りつ
け部材４２の底板４４の中心に試料容器１０が取りつけ
られている。試料容器１０の底部にはドレインバルブ１
２によって開閉可能な排出口１４と、ＴＯＣ計の試料ポ
ートなどへつながる試料取出し口１６と、洗浄時に洗浄
水を供給する洗浄水供給口１８が設けられている。洗浄
水供給口１８は開閉弁２０、流量調整弁２２、フィルタ
２４を経て上水に接続されている。

【０００８】基板４０の上方には駆動源として最大３０
００ＲＰＭで正逆両方向に回転可能なモータ３２が設け
られ、モータ３２により回転する回転軸２６が基板４０
の部分でシール部材４６によりシールされて回転可能に
支持され、試料容器１０の底部付近まで延びている。回
転軸２６の下端には撹拌翼２８が固定されている。撹拌
翼２８は鋭利なカッターになっており、回転方向によっ
て下向き又は上向きの水流を生じさせるように傾きをも
っている。回転軸２６の試料容器開口部の位置にはその
開口部を塞ぐ大きさのフィルタ３０として５０メッシュ
のステンレス網が固定されている。基板４０とフィルタ
３０の間には、試料水が上方向にあたるのを防止するた
めの逆流防止板４８も回転軸２６に取りつけられてい
る。

【０００９】試料容器１０の上方には試料供給口３４が
設けられ、試料供給口３４はフィルタ３０を介して試料
容器１０に試料水を供給できる位置と、フィルタ３０か
ら外れて試料水を試料容器１０に供給しない位置との間
で移動可能に支持されている。試料供給口３４の試料供
給用パイプ３５は基板４０の上方から延び、基板４０の
位置でシール部材５０によってシールされて回転可能に
支持されており、試料供給口３４のある先端部は折れ曲
がり、そのパイプ３５を回転させることにより試料供給
口３４がフィルタ３０の位置とフィルタ３０から外れた
位置の間で変位できるようになっている。試料供給用パ
イプ３５は測定対象の試料水が循環する流路に接続さ
れ、循環している試料水の一部が試料供給口３４から連
続して流出する。

【００１０】基板４０の位置側に設けられた円筒４２の
底板４４には試料供給口３４から流出した試料水で、試
料容器１０に採水されなかった部分が排出される排出孔
５２が設けられている。

【００１１】次に、この実施例において試料を採水する
動作を説明する。採水のタイミングになると、試料供給
用パイプ３５が回転させられて試料供給口３４がフィル
タ３０の上部の位置へ移動し、ドレインバルブ１２が閉
じられる。モータ３２は撹拌翼２８による水流が下向き
になる方向に、１００〜５００ＲＰＭの速度で連続して
又は断続して回転する。これにより、試料供給口３４か
ら供給された試料水がフィルタ３０の全面積を有効に使
用しながら試料容器１０内に供給される。

【００１２】採水が終わると、試料供給口３４がフィル
タ３０から外れた位置にくるようにパイプ３５が回転さ
せられ、試料供給口３４がフィルタ３０の外へ移動す
る。次いで、モータの回転方向が逆転するとともに、そ
の回転が３０００〜１００００ＲＰＭの高速回転に切り
換えられる。これにより、フィルタ３０上に付着した懸
濁物が遠心力で吹き飛ばされ、また撹拌翼２８により生
じる上方向の水流によって試料容器１０からフィルタ３
０を経て外部へ排出される一部の試料水によりフィルタ
３０が逆流洗浄される。さらに、試料容器１０内に採水
された試料水が撹拌翼２８の高速回転によって細かく粉
砕されて均質化され、水質分析計での測定値の再現性が
良くなるとともに、水質分析計の流路内での懸濁物の詰
まりによるトラブルも防止できる。フィルタ３０の逆流
洗浄と試料水の均質化が終わると、モータ３２の回転が
止められ、水質分析計が試料取出し口１６から試料水を
吸引する。

【００１３】水質分析計への試料の採取が終了すると、
ドレインバルブ１２が開けられて残った試料水が排出さ
れる。その後、ドレインバルブ１２が閉じられ、洗浄水
供給口１８から洗浄水が供給され、同時にモータ３２が
撹拌翼２８による上向きの水流を生じさせる方向で３０
００〜１００００ＲＰＭの高速回転をし、洗浄水による
試料容器１０内及びフィルタ３０の洗浄が行なわれる。
洗浄水による洗浄終了後、洗浄水の供給を停止し、ドレ
インバルブ１２を開けられて試料容器１０内の洗浄水が
排出され、次の測定に備える。洗浄水供給口１８からは
洗浄水に換えて加圧空気を供給するようにしても良く、
また洗浄水と加圧空気を切り換えて供給できるようにし
ても良い。

【００１４】図３のように、試料供給口３４から常時試
料水を流しておき、採水時にのみ試料供給口３４をフィ
ルタ３０上の位置へ移動させるようにすることによっ
て、電磁バルブを用いて採水時に試料水を供給するよう
に断続的に試料水を流すのに比べると、電磁バルブが詰
まることにより発生する問題をなくすことができる。

【００１５】図４は他の実施例における試料供給機構を
示したものである。試料供給口３４ａは常時フィルタ３
０の位置に常時固定されており、試料供給用パイプ３５
ａの試料取入れ口３６は試料貯槽６０の試料入口６２よ
りも上の位置に配置されている。試料貯槽６０には下部
に試料入口６２、上部に出口６４が設けられ、底部には
ドレインバルブ６６により開閉される排水口６８が設け
られている。

【００１６】この試料供給機構では、試料水は試料貯槽
６０の入口６２から常時供給されており、試料を試料容
器１０に採水しないときは、排水口６８が開けられて、
試料は排水口から排出されている。採水のタイミングに
なると、採水口６８が閉じられて、貯槽６０内での試料
水の水位が上がり、試料供給パイプ３５ａの取入れ口３
６から試料が入り、試料供給口３４ａからフィルタ３０
を経て試料容器１０に試料水が供給される。図２や図４
の実施例において、試料供給口３４，３４を２個以上設
けることにより、それぞれから異なる試料水を供給する
ことができ、多流路の試料水採水器として利用できるよ
うになる。

【００１７】本発明は特許請求の範囲に記載した請求項
以外に次の態様を備えている。 （１）フィルタが撹拌器の回転軸に固定され、撹拌翼と
同時に回転する。これにより、フィルタと撹拌翼を共通
の回転軸及び共通の駆動源で回転させることができ、機
構が簡単になる。 （２）フィルタが撹拌器の回転軸とは独立の回転軸に固
定され、回転翼とは独立して回転される。これにより、
フィルタを任意に回転させることができる。このよう
に、フィルタが回転可能である場合には、広い濾過有効
面積を使用することができ、目づまりが生じにくくな
る。また、フィルタを高速回転させれば、フィルタ上の
懸濁物を遠心力で吹き飛ばすこともできる。 （３）フィルタが回転しないように試料容器などに取り
つけられている。 （４）試料容器は下部の位置にさらに洗浄水、洗浄用ガ
ス又は洗浄水と洗浄用ガスをともに供給できる供給口を
備えている。これにより、試料容器やフィルタを完全に
洗浄でき、懸濁物の付着やスライム、藻類の発生を防止
することができる。 （５）試料供給口は試料容器に試料水を採水する時にの
みフィルタを経て試料容器内に試料水を供給できる位置
に移動し、それ以外の時は試料容器内に入らないように
放流される位置に移動できるようになっており、試料供
給口からは常時試料水が流出している。これにより電磁
弁を介して試料の供給を制御する必要がなくなり、電磁
弁が試料中の懸濁物により詰まる故障を防ぐことができ
る。 （６）試料供給口は試料容器に試料を供給できる位置に
固定されており、その試料供給口につながる試料供給用
パイプの基端部の試料取入れ口は試料貯槽の試料入口の
位置よりも上の位置に配置され、その試料貯槽には底部
に開閉可能な排水口を有し、上部に出口を備えている。
これにより、電磁弁が試料中の懸濁物により詰まる故障
を防ぐことができるだけでなく、試料供給用パイプを試
料水が常時流れることがなくなり、試料供給用パイプの
汚れや詰まりを防止することができる。 （７）（５）において、試料供給口が２個以上設けられ
ており、それぞれから異なる試料水が供給されるように
なっている。 （８）（６）において、試料供給口、試料供給パイプ及
び試料貯槽の組が複数組設けられ、それぞれから異なる
試料が供給される。 （７）又は（８）のように複数の試料供給口を設けるこ
とにより、濾過装置付き多流路切換え器として利用する
ことができる。この切換え器は前の試料が残らないた
め、濃度の大きく異なる複数流路にも使用することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】本発明では試料容器への試料採水後に撹
拌器の回転軸を高速回転させることによって撹拌翼によ
り試料水に上向きの水流を発生させ、試料水自体によっ
てもフィルタに付着した懸濁物を除去することができる
ようにしたので、フィルタの目づまりを防ぐことができ
る。撹拌翼の高速回転により試料水中の懸濁物を粉砕し
て均質化することができ、ＴＯＣ測定などでは溶解性Ｔ
ＯＣだけでなく懸濁物に含まれている被溶解性ＴＯＣも
測定することができ、測定値の信頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の濾過装置の例を示す概略断面図である。

【図２】一実施例を示す流路図である。

【図３】一実施例を示す垂直断面図である。

【図４】他の実施例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 試料容器 １４ 排出口 １６ 試料取出し口 １８ 洗浄水供給口 ２６ 回転軸 ２８ 撹拌翼 ３０ フィルタ ３２ モータ ３４，３４ａ 試料供給口

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に開口部、底部に水質分析計への試
   料取出し口を有する試料容器と、 試料容器外の上方から試料容器内の底部付近まで延びる
   回転軸、その回転軸の下端に固定され試料水の撹拌と回
   転方向によって下向き又は上向きの水流を生じさせる撹
   拌翼、及びその回転軸の上端に設けられてその回転軸を
   回転させる駆動源を有する撹拌器と、 試料容器の開口部の位置でその開口部を塞ぐ大きさのフ
   ィルタと、 試料容器の上方から前記フィルタを通して試料容器内に
   試料水を供給する試料供給口と、を備えたことを特徴と
   する水質分析計の試料濾過装置。