JP5277238B2 - 背圧弁を用いた液体のサンプリング計測システム - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００３−２３６５３２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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

Claims (3)

1. 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。
2. 前記測定計は、ｐＨ測定計である請求項１に記載の液体のサンプリング計測システム。
3. 前記処理液貯留タンク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請求項１または請求項２に記載の液体のサンプリング計測システム。

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