JPH10263489A

JPH10263489A - 配管内自動洗浄装置

Info

Publication number: JPH10263489A
Application number: JP8865897A
Authority: JP
Inventors: Hideto Furumi; 秀人古味; Masayuki Nara; 雅之奈良; Yoji Arata; 洋治荒田
Original assignee: KINOUSUI KENKYUSHO KK
Current assignee: KINOUSUI KENKYUSHO KK
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】配管内自動洗浄装置において、配管内の汚染
状況や洗浄状況に応じて洗浄条件を設定し、自動洗浄を
行う。【解決手段】配管内に次亜塩素酸溶液を注入する次亜
塩素酸溶液供給手段と、次亜塩素酸溶液内に含まれる化
学種の少なくとも一つの濃度相当量を測定する測定手段
と、次亜塩素酸の配管通過前後の濃度相当量から濃度相
当量の変化率を求め、この変化率に応じて次亜塩素酸溶
液供給手段の次亜塩素酸溶液供給量を制御する制御手段
を備え、濃度相当量の変化率によって配管内の洗浄状況
を判定し、次亜塩素酸の供給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管内を洗浄する
装置に関し、特に、配管内の汚染状況あるいは洗浄状況
に応じて、自動で配管内壁の洗浄の制御を行う配管内自
動洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道管やプラント内に設置された配管内
には、水道水や種々の液体が流動している。この配管内
を流動する液体中には、様々な成分の化合物が溶解した
状態で含まれている。液体中に溶解する化合物は配管の
内壁面に沈着し、配管内壁を汚染することになる。この
配管内壁の汚染量が増加すると、配管の内径を狭めるこ
とになり、配管内を流動する液体の流量や流速を減少さ
せ、場合によってはプラントの処理に影響を与えること
になる。

【０００３】従来、配管内の洗浄は、適当な洗浄液を所
定の時間流して行い、この配管内の汚染状況の程度の判
定や、配管内を洗浄した後の洗浄状態の判定は、配管内
の汚染状態を目視によって検査して行っている。

【０００４】また、配管内の汚染として細菌類が問題と
なる場合がある。バクテリアなどの細菌類が、配管内の
残渣がたまっている場所やスケールが沈積している場所
では、これらの細菌類が繁殖している場合がある。この
ため、配管内を流動する液体が徐々に細菌類に汚染され
ていくことになる。

【０００５】細菌類の汚染に関しては、従来、配管内の
汚染の程度の判定や、配管内を洗浄後の洗浄条件状態の
判定は、その場では行うことはできない。通常、汚染の
判定は、配管を通過した液体に対して、あるいは、配管
内壁面に対してスタンプ法によって菌培養を行うことに
よって検査している。このため、その場で即座に、細菌
類の存在の有無を判定することはできず、配管内の汚染
状態は、数日後に判定結果が出されることになる。この
ため、配管内洗浄の現場では、洗浄を単に定期的に行っ
たり、洗浄作業をできるだけ十分に行うことで安全性を
期待している。そして、洗浄後の菌培養の結果が数日後
に出されて、洗浄の良し悪しの判定結果が脱されること
になる。

【０００６】このようなことから、細菌類の汚染が判明
したときには、その数日前までさかのぼって、例えばプ
ラントにおいては製造した製品類を全て廃棄しなければ
ならない。既に人が摂取していた場合には、大きな事故
につながることになる。このようなことから、配管内の
洗浄は、安全を見越して必要以上に膨大な洗浄液時間を
費やすことになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】配管内の汚染状態の判
定，評価や、配管内を洗浄した後の洗浄状態の判定，評
価は、配管内の汚染状態を目視による検査で行うことが
できるが、目視による検査は信頼性が低いという問題が
あり、また、目視検査を行うために配管の分解，接続作
業を行うと、装置全体を停止させなければならず、プラ
ント処理に影響を与えたり、配管の分解組立に時間を要
するといった問題がある。

【０００８】また、配管内の洗浄方法は、機械的方法、
電気的方法、電気化学的方法等の種々の方法が知られて
いるが、適当な洗浄液を配管内に流す方法が簡易な方法
として行われている。このような洗浄方法では洗浄条件
の設定が必要であるが、配管内の汚染の状態や洗浄状態
の確認が容易に行えないため、有効な配管内汚染の評価
や洗浄の評価に基づいた洗浄条件の設定を行うことがで
きず、試行錯誤あるいは経験則によって洗浄条件の設定
を行い、また、該洗浄条件は配管内の汚染にかかわらず
一定条件としている。

【０００９】また、配管内に測定プローブを挿入して配
管内の汚染状態や洗浄状態を検査することも考えられる
が、配管内に液体の流動に影響を与えることなく測定プ
ローブを配設することは困難であり、また測定プローブ
の設置個所のみの評価しか行うことができないという問
題点もある。

【００１０】また、通常、浄水，排水，あるいは製造工
程中の液体等、配管内を流れる流水中には種々の組成成
分が含まれており、配管内の洗浄処理を最適に行うため
の条件もこれら組成成分によって異なる場合がある。ま
た、流水の温度や流速や流量等の流れの条件によっても
洗浄処理を最適に行うための条件が異なる場合がある。

【００１１】従来の配管内を洗浄する洗浄装置では、汚
染状態や洗浄状態の迅速な評価が得られないため、組成
成分や温度や流速や流量等の流れの条件が変動した場合
であっても、洗浄条件を変更することなく一定の洗浄条
件で行っている。そのため、従来の洗浄処理では配管内
の流体の流れに応じた洗浄条件の制御を行うことができ
ず、洗浄液の使用量が必要以上に多くなり、必ずしも最
適条件で洗浄が行われているわけではない。

【００１２】また、配管内で繁殖する細菌類に関して
は、その状態の判定，評価や、配管内を洗浄した後の洗
浄状態の判定，評価は、菌培養によって検査することが
できる。しかしながら、その場で即座に判定結果を得る
ことができないという問題点がある。

【００１３】また、配管内を殺菌洗浄する装置では、高
温苛性ソーダなどの洗浄液の使用が一般的であるが、高
温苛性ソーダは作業における危険性を伴うという問題点
がある。

【００１４】そこで、本発明は従来の配管内洗浄装置の
問題点を解決し、配管内の汚染状況や洗浄状況に応じて
洗浄条件を設定し自動で洗浄することができる配管内洗
浄装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の配管内自動洗浄
装置は、制御液が配管を通過する前後で所定の化学種の
濃度相当量の変化を観察することによって汚染状況ある
いは洗浄状況を測定し、この測定結果に基づいて洗浄条
件を自動制御するものである。配管内において、所定の
化学種は汚染状態によってその濃度が変化する。そこ
で、本発明では、この化学種の濃度に相当する値を測定
し、その変化から配管通過該範囲内における汚染状態を
判定する。配管内において、所定の化学種は汚染によっ
て他の化学種に変化し、その変化の程度は汚染状態に対
応している。したがって、所定の化学種について、洗浄
液が配管を通過する前後で濃度相当量を測定し、その変
化の程度を見ることによって汚染状態を知ることがで
き、この汚染状態に応じて洗浄液の使用量等の制御を行
い、自動で洗浄を行うことができる。

【００１６】本発明の配管内自動洗浄装置は、配管内に
次亜塩素酸溶液を注入する次亜塩素酸溶液供給手段と、
次亜塩素酸溶液内に含まれる化学種の少なくとも一つの
濃度相当量を測定する測定手段と、次亜塩素酸の配管通
過前後の濃度相当量から濃度相当量の変化率を求め、こ
の変化率に応じて次亜塩素酸溶液供給手段の次亜塩素酸
溶液供給量を制御する制御手段によって構成することが
できる。

【００１７】本発明の配管内自動洗浄装置では、配管内
を洗浄する洗浄液、および配管内の汚染状況あるいは洗
浄状況を観察する化学種を生成する溶液として、配管内
に次亜塩素酸溶液を注入し、この次亜塩素酸溶液内に含
まれる化学種の少なくとも一つについて濃度相当量を、
次亜塩素酸の注入前後で測定し、この測定値から濃度相
当量の変化率を求め、この濃度相当量の変化率に基づい
て配管内の汚染状況あるいは洗浄状況の判定を行うもの
である。

【００１８】本発明の配管内自動洗浄装置によれば、次
亜塩素酸溶液を配管内に注入すると、次亜塩素酸を含有
する水溶液中には、通常、塩化物イオン、次亜塩素酸、
次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、塩素酸イオン、過
塩酸イオン等の各種の化学種が化学平衡によって共存し
ているため、配管中に上記化学種が共存することにな
る。これらの化学種は、配管内の汚染化合物とイオン交
換して他の化学種に変化し、各化学種の濃度が変化す
る。この化学種のイオンの変化量は配管内の汚染量に対
応している。したがって、化学種の濃度変化率を観察す
ることによって、配管内の汚染状況あるいは洗浄状況を
知ることができる。本発明の配管内自動洗浄装置では、
配管の洗浄液を注入する前後で化学種の濃度に相当する
量を測定し、この濃度相当量の変化率に基づいて配管内
の汚染あるいは洗浄を判定し、これによって、洗浄液の
注入量の制御を行って最適な洗浄条件を設定し、自動で
洗浄処理を行う。

【００１９】例えば、所定の化学種の濃度相当量の変化
率がしきい値の変化率よりも大きい場合には、配管内は
汚染され洗浄が不十分であると判定して洗浄液の液量を
増やし、また、しきい値の変化率よりも小さい場合に
は、配管内は汚染されていないあるいは洗浄が十分であ
ると判定して洗浄液の液量を減少させたり、洗浄液の供
給を停止する制御を自動で行うことができる。

【００２０】本発明の配管内自動洗浄装置は、次亜塩素
酸、次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、塩素酸イオン
の少なくとも一つの化学種について、ラマン分光法でピ
ーク強度を測定し、このピーク強度を該化学種の濃度相
当量として求めることができる。このラマン分光法によ
れば、化学種の濃度相当量を各化学種毎に測定すること
ができる。

【００２１】また、本発明の配管内自動洗浄装置は、塩
化物イオンの化学種の濃度相当量について、水素イオン
濃度で測定することができる。この水素イオン濃度は通
常のｐＨ測定装置で測定することができ、ラマン分光法
でピーク強度の測定がむずかしい濃度相当量の測定を行
うことができる。

【００２２】また、ラマン分光法によるピーク強度測定
で求めた濃度相当量は水素イオン濃度に応じて異なるた
め、水素イオン濃度によって校正することによって、洗
浄液の供給量の精度を向上させることができる。

【００２３】また、本発明の配管内自動洗浄装置では、
次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、塩素
酸イオン、過塩素酸イオンであり、これらを一括して有
効塩素量として、アルカリ添加法、オルト・トリジン
法、ジエチル−ｐ−フェニレンジアミン法の少なくとも
一つで測定した吸光度を濃度相当量の含量として求め、
この濃度相当量の変化率に基づいて配管内の汚染あるい
は洗浄を判定し、これによって、洗浄液の注入量の制御
を行って最適な洗浄条件の設定し、自動で洗浄処理を行
うことができる。

【００２４】また、汚染化合物を細菌類とする場合に
は、殺菌反応によって化学種が消費され濃度値が変化す
る。この濃度値の変化によって、殺菌反応の有無を知る
ことができる。

【００２５】また、本発明の配管内自動洗浄装置におい
て、洗浄液として次亜塩素酸溶液を用いることができ、
これによって、洗浄液と洗浄評価のための試薬とを兼用
し、試薬を配管内に別個に注入する工程を省くことがで
きる。

【００２６】したがって、この本発明の配管内自動洗浄
装置は、次亜塩素酸溶液中に含まれる化学種を汚染ある
いは洗浄判定の指標とし、この化学種と汚染化合物との
化学変化に基づく濃度変化によって、汚染状態あるいは
洗浄状態を定量的に測定し判定し、この判定結果に基づ
いて洗浄の制御を自動で行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の配管内
自動洗浄装置を説明するための概略図である。図１にお
いて、斜線で示す範囲Ｃは本発明の配管内自動洗浄装置
において、洗浄の状況の判定を行う範囲を表し、また、
点Ａ，Ｂは配管４中の次亜塩素酸溶液内に含まれる化学
種の少なくとも一つについての濃度相当量を測定する測
定点を表し、範囲Ｃの前後の位置である。

【００２８】以下、本発明の配管内自動洗浄装置におい
て行う濃度相当量の測定、および変化率の測定について
説明する。図１において、配管４内に次亜塩素酸溶液を
注入すると、注入された次亜塩素酸溶液は、化学平衡に
よって塩化物イオン、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、
亜塩素酸イオン、塩素酸イオン、過塩酸イオン等の各種
の化学種が共存した状態となる。この化学種は配管内の
汚染化合物との化学反応によって、その濃度が変化す
る。したがって、図１中の点Ａで測定する濃度ａは、注
入された直後の各化学種の濃度を示し、点Ｂで測定する
濃度ｂは、配管４内の範囲Ｃ内に存在する汚染化合物と
化学反応した後の各化学種の濃度を示している。

【００２９】配管４内において、次亜塩素酸溶液の各化
学種が酸化反応が起きると、次亜塩素酸，次亜塩素酸イ
オン，亜塩素酸イオン、および塩素酸イオンは塩化物イ
オンに酸化される。この酸化による各イオンの消費量
は、配管４の範囲Ｃ中の汚染量に相当する。

【００３０】また、還元反応が生じた場合には、塩化物
イオンは次亜塩素酸イオンに還元され、次亜塩素酸イオ
ンは亜塩素酸イオンに還元され、亜塩素酸イオンは塩素
酸イオンに還元され、塩素酸イオンは過塩素酸イオンに
還元され、さらに、次亜塩素酸イオンの生成によって次
亜塩素酸が生成される。なお、このときの濃度はｐＨに
依存した化学平衡に従う。

【００３１】したがって、配管４の範囲Ｃでの汚染状態
や洗浄状態は、この範囲Ｃを挟んだ両測定点Ａ，Ｂでの
各化学種の濃度の変化を観察することによって知ること
ができる。ここで、化学種の濃度の変化率をβで表す
と、例えば、（ａ−ｂ）／ｃ、又はｂ／ａによって求め
ることができる。なお、ｃは基準濃度を表している。

【００３２】この変化率βが大きい場合には、測定点Ａ
と測定点Ｂとでは、化学種の濃度が大きく変化したこと
を表しており、この大きな変化は範囲Ｃでの反応量が大
きいことを表し、汚染量が大きく洗浄量が少ないことを
示している。また、この変化率βが小さい場合には、測
定点Ａと測定点Ｂとでは、化学種の濃度が小さく変化し
たことを表しており、この小さな変化は範囲Ｃでの反応
量が小さいことを表し、汚染量が小さく洗浄量が大きい
ことを示している。

【００３３】また、細菌類の殺菌反応は主に酸化反応で
ある。アルカリ添加法、オルト・トリジン法、ジエチル
−ｐ−フェニレンジアミン法では、有効塩素濃度は、酸
化反応によって低下し、還元反応によって増加する。

【００３４】本発明の配管内自動洗浄装置では、上記次
亜塩素酸溶液の各化学種の濃度を、ラマン分光法で求め
るピーク強度で測定して濃度相当量とする。ラマン分光
法は、分子振動、格子振動、電子遷移等によるエネルギ
ーの吸収、放出を利用したラマン散乱を用いて得られる
ラマンスペクトルを分光学的に調べて構造解析や原子間
結合の同定を行う分光法であり、溶存する化学種の各化
学種の違いを、それぞれ波数の異なるバンドで識別する
ことができるものである。

【００３５】本発明の配管内自動洗浄装置は、次亜塩素
酸溶液中に溶存する化学種について、ラマン分光法を用
いてピーク強度を測定することによって各濃度相当量を
化学種毎に区別して求めることができる。

【００３６】図２は、波数αとα’の各化学種につい
て、図１中の点Ａと点Ｂでのピーク強度Ｐを示してい
る。例えば、波数αの化学種では、ピーク強度Ｐａがピ
ーク強度Ｐｂに変化し、このときの変化率βは、（Ｐａ
−Ｐｂ）／Ｐｃ、又はＰｂ／Ｐａとなる。また、波数
α’の化学種では、ピーク強度Ｐａ’がピーク強度Ｐ
ｂ’に変化し、このときの変化率βは、（Ｐａ’−Ｐ
ｂ’）／Ｐｃ’、又はＰｂ’／Ｐａ’となる。なお、Ｐ
ｃおよびＰｃ’は、各化学種の基準濃度でのピーク強度
である。

【００３７】したがって、このピーク強度による変化率
βを求めることによって、次亜塩素酸溶液中に溶存する
化学種の濃度変化率の相当する値を求めることができ、
この値を用いて、汚染および洗浄の状況を判定し、該判
定を基にして洗浄の制御を行うことができる。

【００３８】次に、配管内自動洗浄装置の一構成例につ
いて図３，４，５，６を用いて説明する。なお、図３に
示す構成はラマン分光法を用いた構成例であり、図４に
示す構成はアルカリ添加法を用いた構成例であり、図５
に示す構成はオルト・トリジン法を用いた構成例であ
り、図６に示す構成はジエチル−ｐ−フェニレンジアミ
ン法を用いた構成例である。

【００３９】図３において、配管４にはバルブ８１が設
けられ、液体の流通制御が行われる。この配管４に対し
て、洗浄液容器６から洗浄液６Ａが配管内のバルブ８２
を通して供給される。なお、この洗浄液６Ａは、配管４
内を洗浄すると共に、配管内の汚染状況および洗浄状況
を判定する試薬としても使用される。

【００４０】バルブ８２の接続位置より下流側の配管４
には、測定管５が設けられる。この測定管５は、測定管
５１，５２，および５３を備えている。測定管５１と測
定管５３は、配管４に対して間隔をあけて取り付けら
れ、三方バルブ８４およびペリスタルティクポンプ９１
を通して測定管５２と接続している。この測定管５２に
はラマン分光法によって、次亜塩素酸イオン、亜塩素酸
イオン、塩素酸イオンのピーク強度測定を行うための分
光器および検出器を備えた測定器１が接続される。な
お、塩化物イオンを測定するための電極を含むｐＨ測定
装置（図示していない）を接続することもできる。

【００４１】測定器１で測定した濃度相当量は制御装置
２に送られ、判定結果に応じてバルブ８２の開閉量を制
御し、配管４内への次亜塩素酸溶液の供給量の制御を行
う。また、制御装置２は、バルブ８１，８３，８４およ
びペリスタルティクポンプ９１の開閉制御を行って、配
管内の汚染状況あるいは洗浄状況の測定動作を制御す
る。また、測定器１の測定結果は、データレコーダ３に
記録することもできる。

【００４２】なお、配管４において、汚染および洗浄の
判定を行う範囲Ｃ（図３中の斜線範囲）は、測定管５１
と測定管５３とで挟まれた部分となる。また、測定管５
１には三方バルブ８３を通して、標準溶液を備えた標準
溶液容器７が接続されている。

【００４３】上記構成において、配管４の洗浄は洗浄液
容器６ａから次亜塩素酸溶液の洗浄液６Ａを供給して行
う。測定範囲Ｃを通過する前の次亜塩素酸溶液は、測定
管５１，三方バルブ８３，三方バルブ８４，測定管５２
およびペリスタルティクポンプ９１を通して測定器１に
送られ、測定範囲Ｃを通過した後の次亜塩素酸溶液は、
測定管５３，三方バルブ８４，測定管５２およびペリス
タルティクポンプ９１を通して測定器１に送られる。ま
た、標準溶液７Ａは、三方バルブ８３，８４，測定管５
２およびペリスタルティクポンプ９１を通して測定器１
に送られる。

【００４４】図４に示すアルカリ添加法を用いた配管内
自動洗浄装置の構成例では、添加容器７ｂから苛性ソー
ダ水溶液等のアルカリ溶液７Ｂをペリスタルティクポン
プ９２を介して混合カラム９５に送り、ペリスタルティ
クポンプ９１を介して送られた試料と混合してｐＨを高
くした後フローセル１９に送り、分光光度計１７におい
て２９２ｎｍ付近の吸光度を測定する。制御装置２は、
分光光度計１７からの測定結果に基づいてバルブ８１，
８２，８３，８４およびペリスタルティクポンプ９１、
９２の開閉制御を行いて、配管内の汚染状況あるいは洗
浄状況の測定動作を制御する。また、分光光度計１７の
測定結果は、データレコーダ３に記録することもでき
る。

【００４５】図５に示すオルト・トリジン法を用いた配
管内自動洗浄装置の構成例では、試薬容器７ｃからオル
トトリジン溶液の発色剤７Ｃをペリスタルティクポンプ
９２を介して混合カラム９５に送ると共に、容器７ｄか
ら酸性緩衝液７Ｄをペリスタルティクポンプ９３を介し
て混合カラム９５に送り、ペリスタルティクポンプ９１
を介して送られた試料と混合した後フローセル１９に送
り、分光光度計１７において吸光度を測定する。制御装
置２は、分光光度計１７からの測定結果に基づいてバル
ブ８１，８２，８３，８４およびペリスタルティクポン
プ９１，９２，９３の開閉制御を行いて、配管内の汚染
状況あるいは洗浄状況の測定動作を制御する。また、分
光光度計１７の測定結果は、データレコーダ３に記録す
ることもできる。

【００４６】図６に示すジエチル−ｐ−フェニレンジア
ミン法を用いた配管内自動洗浄装置の構成例では、試薬
容器７ｅから硫酸Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−フェニレンジ
アンモニウムの微酸性溶液の発色剤７Ｅをペリスタルテ
ィクポンプ９２を介して混合カラム９５に送ると共に、
容器７ｆからリン酸塩緩衝液７Ｆをペリスタルティクポ
ンプ９３を介して混合カラム９５に送り、ペリスタルテ
ィクポンプ９１を介して送られた試料と混合した後フロ
ーセル１９に送り、分光光度計１７において吸光度を測
定する。制御装置２は、分光光度計１７からの測定結果
に基づいてバルブ８１，８２，８３，８４およびペリス
タルティクポンプ９１，９２，９３の開閉制御を行い
て、配管内の汚染状況あるいは洗浄状況の測定動作を制
御する。また、分光光度計１７の測定結果は、データレ
コーダ３に記録することもできる。

【００４７】図７は、測定器１のラマン分光装置の概略
構成図である。図７に示すラマン分光装置を用いた測定
器１は、可視領域あるいは近赤外領域のレーザー光を放
出するレーザー光源１１と、放出されたレーザー光を試
料Ｓに集光させる第１光学系１２と、照射されたレーザ
ー光によって励起される溶存塩素化合物由来のレーリー
散乱光，ラマン散乱光等の散乱光を分光器側に集光させ
る第２光学系１３と、前記散乱光が入射されるレーリー
カットフィルター１４と、レーリーカットフィルター１
４の通過光を分光するシングルポリクロメーター１５
と、分光した分光光を検出する検出器１６とを備える。

【００４８】第１光学系１２と第２光学系１３は、試料
Ｓに対して互いに９０度の角度を有して配置することに
よって、検出器１６に入射する散乱光の量を調節するこ
とができる。レーリーカットフィルター１４の遮断波長
は、水溶液中の塩素化合物を励起させる励起光の波長よ
り長波長側とし、遮断波長より短波長側をカットし、長
波長側を通過させる。これによって、励起光中のレーリ
ー光および遮断波長より短波長側のラマン散乱光の遮光
を行う。

【００４９】シングルポリクロメーター１５は、レーリ
ーカットフィルター１４を通過した遮断波長より長波長
側の励起光を分光し、波長毎に異なる角度で回折する。
検出器１６はこの回折光を入射して検出を行う。検出器
１６は、光ダイオードを二次元的に配列した複数個のピ
クセルから形成されるＣＣＤ検出器を備え、シングルポ
リクロメーター１５で回折した光を、ＣＣＤ検出器の各
ピクセル上で検出する。ＣＣＤ検出器のピクセルのう
ち、回折角度に応じた位置のピクセルは、分光光を入射
して検出信号を出力する。ラマンスペクトルの波長は、
シングルポリクロメーター１５における回折角度あるい
は光を入射するＣＣＤ検出器上のピクセルを特定するこ
とによって検出することができる。また、ラマンスペク
トルの強度は、光が入射するＣＣＤ検出器の検出出力に
よって検出することができる。

【００５０】上記構成のラマン分光装置によれば、レー
ザー光源から可視領域あるいは近赤外領域のレーザー光
を試料に照射すると、試料に配置した水溶液中の塩素化
合物は励起され、励起光を発する。励起光中には、溶存
する塩素化合物特有のバンドや、照射した励起光の波長
と近傍の波長のレーリー光、および該レーリー光の短波
長側および長波長側のラマン散乱光が含まれ、レーリー
カットフィルターによって、レーリー光およびラマン散
乱光の一部をカットして、分析に必要な溶存する塩素化
合物特有のバンドのラマンスペクトルを取り出すことが
できる。

【００５１】従って、可視光あるいは近赤外光励起を行
うことによって非破壊的に検出を行うことができ、分光
したラマンスペクトルをＣＣＤ検出器で検出することに
よって水溶液中の溶存する塩素，次亜塩素酸，塩素酸化
物，塩素酸化物イオン等の塩素化合物を化学種毎に同時
に検出することができる。

【００５２】次に、図３に示す装置を用いた本発明の配
管内自動洗浄装置の動作について、図８のフローチャー
トを用いて説明する。

【００５３】はじめに、洗浄液６Ａと標準溶液７Ａを用
意した後（ステップＳ１）、バルブ８３およびバルブ８
４のａとｃを開け、ペリスタルティクポンプ９１を動作
させ（ステップＳ２）、標準溶液容器７から標準溶液７
Ａを測定器１に流し、測定対象の化学種のピーク強度を
測定し、測定終了後、ペリスタルティクポンプ９１を停
止する（ステップＳ３）。

【００５４】次に、バルブ８１を閉じ、バルブ８２を開
けて洗浄液容器６から洗浄液６Ａを配管４内に流し（ス
テップＳ４）、洗浄液を流した状態でバルブ８３のｂと
ｃを開け、バルブ８４のａとｃを開け、ペリスタルティ
クポンプ９１を動作させて洗浄液６Ａを測定器１に流し
（ステップＳ５）、これによって、配管通過前の洗浄液
中の化学種のピーク強度を測定し、測定終了後、ペリス
タルティクポンプ９１を停止する（ステップＳ６）。

【００５５】測定したピーク強度を、標準溶液の測定値
を用いて濃度に変換する。汚染および洗浄の判定を正確
に行うために必要な濃度値のしきい値をあらかじめ設定
しておき、洗浄液の濃度と比較する（ステップＳ７）。
この比較において、標準溶液の濃度値がしきい値以上で
あれば、洗浄に適した濃度であると判定してステップＳ
８以下の作業を継続し、標準溶液の濃度値がしきい値以
下の場合には、洗浄に適した濃度出ないと判定して作業
を中止し、ステップＳ１５で洗浄液を交換し、前記ステ
ップＳ５，６の配管通過前の洗浄液中の化学種のピーク
強度を再度測定する。

【００５６】次に、バルブ８４のｂとｃを開け、ペリス
タルティクポンプ９１を動作させて配管通過後の洗浄液
を測定器１に流し（ステップＳ８）、これによって、配
管通過後の洗浄液中にの化学種のピーク強度を測定し、
測定終了後、ペリスタルティクポンプ９１を停止する
（ステップＳ９）。

【００５７】制御装置２は、配管通過前後のピーク強度
を比較して濃度変化率を求め（ステップＳ１０）、配管
の汚染および洗浄の判定を行う。この判定では、濃度変
化率をあらかじめ定めておいたしきい値と比較する（ス
テップＳ１１）。濃度変化率がしきい値よりも大きい場
合には、配管内の汚染は所定量以上であって、洗浄が不
十分であると判定して、洗浄液の供給量の増加等の洗浄
条件等の再設定を行って、配管の洗浄を行い（ステップ
Ｓ１２）、再び、前記ステップＳ５〜ステップＳ１１の
処理を行って、洗浄状況を判定する。

【００５８】ステップＳ１１において、濃度変化率がし
きい値よりも小さい場合には、配管内の汚染は所定量以
下であって、十分な洗浄が行われたものと判定し、バル
ブ８３，８４のａ，ｃを開け、バルブ８２を閉じ、バル
ブ８１を開けて（ステップＳ１３）、配管の洗浄を完了
する（ステップＳ１４）。

【００５９】なお、標準溶液による化学種のピーク強度
は、該ピーク強度と濃度との関係から定量測定に用いる
こともできる。

【００６０】また、ラマン分光法によるピーク強度測定
で求めた濃度相当量は水素イオン濃度に応じて異なるた
め、求めた水素イオン濃度によって校正することによっ
て、洗浄評価の精度を向上させることができる。

【００６１】また、塩化物イオンによって汚染評価や洗
浄評価を行う場合には、ｐＨ測定装置による水素イオン
濃度の測定によって、前記工程と同様に行うことができ
る。

【００６２】なお、図４，５，６，に示すアルカリ添加
法、オルト・トリジン法、ジエチル−ｐ−フェニレンジ
アミン法を用いた構成では、ペリスタルティクポンプ９
１の動作および停止と同時に、ペリスタルティクポンプ
９２，９３を動作、停止させて添加溶液や試薬を加える
ことによって、同様の操作で吸光度を測定することがで
きる。

【００６３】図９はラマン分光法による次亜塩素酸溶液
の各化学種の測定を説明するための図であり、図１０は
次亜塩素酸ナトリウム水溶液のラマンスペクトルのｐＨ
依存性を説明するための図である。

【００６４】図９は、一般に市販されているｐＨ１１．
２の次亜塩素酸ナトリウム水溶液についてラマンスペク
トルを求めた検出例であり、４００ｃｍ^-1から１０００
ｃｍ ^-1のラマンシフトに対する検出強度を示している。
図９のラマンスペクトルによれば、４８７ｃｍ^-1，６１
８ｃｍ^-1，７１４ｃｍ^-1，７９７ｃｍ^-1，および９３３
ｃｍ^-1の位置にピークが検出され、このピークによって
塩素化合物イオンＣｌＯ₂ ^- ，ＣｌＯ₃ ^- ，および次亜
塩素酸イオン（ＣｌＯ^- ）の溶存を検出することができ
る。

【００６５】また、図１０は次亜塩素酸ナトリウム水溶
液のラマンスペクトルのｐＨ依存性を示す検出例であ
り、４００ｃｍ^-1から１０００ｃｍ^-1のラマンシフトに
対する検出強度を示している。図１０において、例えば
ｐＨが１０．５の場合には、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ
^-），塩素化合物イオンＣｌＯ₃ ^-および強度基準の硫
酸イオン（ＳＯ₄ ^2- ）が検出され、ｐＨが２．６の場合
には、塩酸（Ｃｌ₂ ），次亜塩素酸（ＨＣｌＯ），塩素
化合物イオンＣｌＯ₃ ^- および強度基準の硫酸イオン
（ＳＯ₄ ^2- ）が検出される。

【００６６】なお、図１０のラマンスペクトルの検出に
使用した次亜塩素酸ナトリウム水溶液は、市販されてい
るｐＨ１１．２の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を１０倍
に希釈し、硫酸ナトリウムを添加し、ｐＨを塩酸で下げ
たものである。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配管内自
動洗浄装置によれば、配管内の汚染状況や洗浄状況に応
じて洗浄条件を設定し自動で洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配管内自動洗浄装置を説明するための
概略図である。

【図２】波数とラマン分光法のよるピーク強度Ｐの関係
を説明するための図である。

【図３】本発明の配管内自動洗浄装置のラマン分光法を
用いた一構成例である。

【図４】本発明の配管内自動洗浄装置のアルカリ添加法
を用いた一構成例である。

【図５】本発明の配管内自動洗浄装置のオルトトリジン
法を用いた一構成例である。

【図６】本発明の配管内自動洗浄装置のジエチル−ｐ−
フェニレンジアミン法を用いた一構成例である。

【図７】ラマン分光装置の概略構成図である。

【図８】本発明の配管内自動洗浄装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図９】ラマン分光法による次亜塩素酸溶液の各化学種
の測定を説明するための図である。

【図１０】次亜塩素酸ナトリウム水溶液のラマンスペク
トルのｐＨ依存性を説明するための図である。

【符号の説明】

１測定器２制御装置３データレコーダ４配管５，５１，５２，５３測定管６ａ洗浄液容器６Ａ洗浄液７ａ標準溶液容器７Ａ標準溶液７ｂアルカリ水溶液容器７Ｂアルカリ水溶液７ｃオルトトリジン溶液容器７Ｃオルトトリジン容器７ｄ酸性緩衝液容器７Ｄ酸性緩衝液７ｅ微酸性溶液容器７Ｅ硫酸Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−フェニレンジアンモ
ニウムの微酸性溶液７ｆリン酸塩緩衝液容器７Ｆリン酸塩緩衝液１７分光光度計１９フローセル８１，８２，８３バルブ９１，９２，９３ペリスタルティクポンプ９５混合カラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管内に次亜塩素酸溶液を注入する次亜
塩素酸溶液供給手段と、次亜塩素酸溶液内に含まれる化
学種の少なくとも一つの濃度相当量を測定する測定手段
と、配管通過前後の前記濃度相当量から濃度相当量の変
化率を求め、該変化率に応じて次亜塩素酸溶液供給手段
の次亜塩素酸溶液供給量を制御する制御手段を備えたこ
とを特徴とする配管内自動洗浄装置。
【請求項２】前記化学種は、次亜塩素酸、次亜塩素酸
イオン、亜塩素酸イオン、塩素酸イオンであり、前記測
定手段はラマン分光法によってピーク強度を濃度相当量
として測定することを特徴とする請求項１記載の配管内
自動洗浄装置。
【請求項３】前記化学種は、塩化物イオンであり、前
記測定手段は水素イオン濃度を濃度相当量として測定す
ることを特徴とする請求項１記載の配管内自動洗浄装
置。
【請求項４】前記化学種は、次亜塩素酸、次亜塩素酸
イオン、亜塩素酸イオン、塩素酸イオン、過塩素酸イオ
ンであり、これらを一括して有効塩素量として、アルカ
リ添加法、オルト・トリジン法、ジエチル−ｐ−フェニ
レンジアミン法の少なくとも一つで測定した吸光度を濃
度相当量の含量とすることを特徴とする請求項１記載の
配管内自動洗浄装置。
【請求項５】前記測定手段は、濃度相当量を水素イオ
ン濃度により校正することを特徴とする請求項２記載の
配管内自動洗浄装置。