JPS5920668Y2 - 油分濃度測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は船舶や工場などの排水中の含有油分濃度を乳
化して測定する油分濃度測定装置に関するもので゛ある
。

従来から使用されている水中の油分を定量的に測定する
方法としては重量法、吸光度法などがあり、そのうち赤
外線吸収法がもつとも一般的である。

しかしこれらはいずれも有機溶媒（乳化剤）による油分
の抽出操作が必要であり、その操作が煩雑でかつ上記有
機溶媒が赤外線吸収法のばあい四塩化炭素（ＣＣＬ４）
で毒性があり、その取扱いや分析後の廃液処理などが面
倒である。

さらに試料を連続して測定できず、たとえば船舶のビル
ジ排水などを油水分離器を介して船外に放出するような
大量の被処理水を連続測定できない。

このようなばあいの油分濃度の測定には従来から超音波
による乳化前後の濁度を測定する方法がとられている。

この方法には試料水に適宜周波数の超音波を照射して油
分を乳化する方法と、試料水を導入した測定セルを超音
波振動子で振動させ油分を乳化させる二つの方法がある
が現在主として後者の方法による装置が用いられている
のは周知のとおりである。

この装置は試料水を一定時間ごとにサンプリングし、こ
れを測定セルに導入して上記超音波振動子で乳化させる
前後の濁度差を光学的に測定するものであり、その測定
手順はサンプリング・原水測定前の気泡抜き（超音波に
よる）・原水の濁度測定・超音波による乳化・乳化後の
気泡抜き・乳化後の濁度測定という数段階にわたりそれ
らの自動操作機構が複雑であり、高価なものとなってい
る。

さらにこの超音波による乳化方法はその原理上からも試
料水を測定セルに連続的に導入できないため、間欠的測
定に限定され、真の連続測定はできない。

また超音波振動子を測定セルに直結させるために数十Ｗ
の電力を測定部に配電する必要があり、これがタンカー
のバラスＩ・排水の油分測定などのばあい船内のタンク
・テ゛ツキ・ポンプ室などの爆発性ガスの存在する危険
場所に設置できない大きい問題点か゛ある。

この問題はタンカーに限らず他の船舶や陸上の工場など
においても同様の問題が生じている。

この考案は以上の現況に鑑みてなされたもので従来の赤
外線吸収式ならびに超音波式などの欠点を解消し、有機
溶媒などの乳化剤を必要とせず、またサンプリングによ
る間欠測定でない完全な連続測定が電力源によらないで
でき、かつ構造簡単堅牢で信頼性の高い乳化機構を備え
た油分濃度測定装置の提供を図るものである。

すなわち測定対象の油水を乳化する機構と、乳化された
油水が導がれる測定セルと、この測定セル中の油水の濁
度を検出する機構とからなる油分濃度を測定する装置に
おいて、圧縮空気供給源と接続された空気通路に前記油
水供給通路を開口させるとともにその圧縮空気噴出側通
路を前記測定セル内に開口させて前記乳化機構を構成し
たことを特徴とする油分濃度測定装置にかかるものであ
る。

以下図面によってこの考案の実施例を説明する。

第１図はこの考案の油分濃度測定装置の乳化機構の原理
を示す図で１は試料水タンク、２は試料水、３は図示し
ない圧縮空気源からの圧縮空気、４はエア・ガン本体、
５はその空気通路、６は上記空気通路に開口している試
料水吸引細管、７はエア・ガンのノズル８を開閉するニ
ードル弁で、常時はスプリング９の弾撥力でノズル８を
密閉し、散気圧の圧縮空気を封止している。

今図示しないニードル弁操作機構でニードル弁７を矢印
ａ方向に微動させると圧縮空気３はノズル８から噴出し
、この空気３の流れに対し上記ノズル８が絞りとなりベ
ンチュリ管の原理でノズル８の後部（右方）に負圧を発
生する。

このためタンク１内の試料水２は吸引管細管６を通じて
押し上げられ、圧縮空気に混合され霧状となってノズル
８から外部に噴出する。

これは一般に気化器として内燃機関の液体燃料を気化さ
せる装置と同一原理のものであるが、油分を含んだ水を
この気化器の気化室法によって霧化することで、油分を
微細化し水中に分散させる。

すなわち乳化させその白濁水に光を照射し乳化度合に応
じて変化する反射率または照光度もしくは透光度から油
分濃度を測定するようにしたのがこの考案の装置である
。

そこでこの気化室法の乳化が圧縮空気圧によってどのよ
うに変化するかをある一定のノズル径（Ｑ、８ｍｍ）に
おいて実験した結果、第２図のような関係を示した。

すなわち横軸に空気圧力（ｋｇ／ｃｍ−２）、タテ軸を
たとえば軽油を含んだ水の乳化によって増加する濁度Ｔ
を％で表示したもので、ノズル径一定ならばほぼ５〜６
ｋｇ／Ｃｍ”の空気圧を用いることでほは１００％を乳
化できることを示している。

つぎに代表的な油の種類とその濃度によってその乳化の
状態を調べると第３図のように横軸の濃度Ｄ（分析値ｐ
ｐｍ）に対しタテ軸のこの装置の濁度指示値Ｔ％は直線
関係になった。

このＴ＝１００％は濃度値２００ ｐｐｍに対応するも
のである。

また図に示すように海洋汚染上もつとも重視される軽油
とＢ重油とでは殆んど差がなかった。

その他のたとえばガソリンやＡ重油などについても調べ
たが若干のバラツキはあったがほぼ上記の直線関係を有
していた。

このようにこの考案の乳化機構は試料油水を５〜６ｋｇ
／Ｃｍ−２位の圧縮空気の噴出ノズルで霧化しこれを大
気中にて収集し、その時の水の濁り度合を光学的に計測
するだけでよいので連続的測定が可能で、従来装置のよ
うなサンプリングや気泡抜きなどの複雑な測定手順が簡
略化される特徴を有している。

第４図はこの考案の実施例の油分濃度測定装置の一例で
あるダブルセル形を示すブロック図で１は油分を含む排
水タンク、２は油水、６は第１図で説明したエア・ガン
４（気化室）に接続される吸引細管、１１は圧縮空気源
、たとえば最高圧７ｋｇ／Ｃｍ−２のコンプレッサ、Ｐ
ｏはその圧力計で、圧縮空気３はパイプを径で４の気化
室に導入され前述のように油水を霧化する。

１２はこの霧化された油水を大気開放の状態で溜め、気
孔を除去する気孔抜き容器、１３は気化室４と上記１２
との間のパイプである。

１２にて気孔が除去された乳化試料水１４は１５の乳化
濁度検出器にパイプ１６を介して送られる。

１５は測定セル５１．発光ダイオードなどの光源５２、
ｃｄｓなとの受光素子５３、およびプリアンプ５４を内
蔵し、散乱光と透過光との比によって測定セル５１内の
乳化試料１４の濁度Ｔ１を検出し、増幅器１６を介して
指示針１７に入力する。

一方油水２は別のパイプ２１を経て原水濁度検出器２２
に送られる。

２２は上記１５の乳化濁度検出器と同一構造であり、そ
の検出した濁度Ｔ２は増幅器２３を介して指示針１７に
入力する。

前述したように乳化濁度Ｔ１は原水濁度Ｔ２より大であ
り、指示計１７の指示ＴはＴ、−’Ｌとなり、この差に
よる測定法は油水に含まれている油分以外の浮遊懸濁物
質や色・温度などの影響はすべて除去され、油の粒子だ
けによる濁度が得られ、微量の油分まで正確にしかも連
続測定ができるものである。

つぎに濁度検出部を１個にしたシングルセル形で、たと
えば３Ｑ ｓｅｃごとに原水２と乳化試料１４との濁度
Ｔ２．Ｔ１を交互に検出する実施例装置を第５図に示す
。

第４図と同一記号、同一符号のものは説明を省く。

図において３１．３２はそれぞれ乳化試料１４と原水２
を交互に濁度検出器３３に送る電磁弁、３３は上記１５
．２２と同一構造で５１〜５４を有している。

３４．３５はスイッチで上記電磁弁３１．３２と連動し
、乳化濁度Ｔ１と原水濁度Ｔ２とを交互に指示計１７に
入力する。

３６．３７はコンテ゛ンサで増幅１６．２３への電気信
号を保持するので、指示計はＴ２の入力が３４でＯＦＦ
してもつぎに３５がＯＮしてＴ１か゛入力されるまで
Ｔ２を記憶し Ｔ２−Ｔ、＝Ｔを正確に指示する。

この装置はその濁度指示がたとえば３Ｑ ｓｅｃの間欠
的なものとなるが、処理排水の濁度変化が特に激しくな
い通常の排水系においては問題なく使用できるものであ
り、第４図の装置に比して兼備に作れる利点がある。

以上が２つの実施例装置の構成とその作用の説明である
が、この考案は図示のものに限定されるものではなく、
たとえば乳化機構はノズルの噴出口に近接して吸引細管
を設けたいわゆる霧吹き構造の気化器でもよい。

すなわち圧縮空気の流れに生ずる負圧を利用し、試料水
を吸引し油の粒子を分散させることによって乳化の目的
を達するものであればよいのである。

乳化後の濁度検出方法は散乱光・透過光比較の実施例に
限定されず、透過光方式・散乱光方式さらに積分球方式
など既の公知のいずれの方法によってもよい。

またこの考案の装置は船舶、工場などの爆発性ふんい気
ガスの存在する危険場所に設置するについてこれを本質
保全防爆構造の計測装置とすることが容易である。

この考案は以上のように構成されているので、従来の油
分濃度測定装置の欠点を解消し、圧縮空気を駆動源とす
る気化室式乳化機構を装置に組込んだことによって、乳
化前後の気泡抜きなどの複雑な測定操作を簡略し、電力
消費の微弱で防爆安全性の高い大きい効果を有するとと
もに、必要なばあい連続測定ができる便宜な装置を提供
しえたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の乳化機構の実施例説明図、第２図は
この考案の気化室法の空気圧と乳化濁度の関係を示す図
、第３図は同じく気化室法により乳化の軽油・Ｂ重油の
濃度との関係を示す図、第４図はこの考案の実施例とし
てダブルセル形の装置の構成図、第５図は同じ〈実施例
のシングルセル形の装置の構成図である。 ２・・・・・・測定対象の油水、３・・・・・・圧縮空
気、４・・・・・・エア・ガン（気化器）、５・・・・
・・圧縮空気通路、６・・・・・・油水供給通路（吸引
細管）、７・・・・・・ニードル弁、８・・・・・・ノ
ズル、Ｐ・・・・・・圧縮空気圧（ｋｇ／ｃｍ２）、Ｔ
・・・・・・乳化後の濁度（％）、Ｄ・・・・・・油分
濃度分析値（ｐｐｍ）、１１・・・・・・圧縮空気供給
源、１２・・・・・・乳化試料容器（気泡抜き容器）１
４・・・・・・乳化試料水、１５・・・・・・乳化濁度
検出器、５１・・・・・・測定セル、２２・・・・・・
原水濁度検出器、Ｔ１・・・・・・乳化後の濁度（乳化
濁度）、Ｔ２・・・・・・乳化前の濁度（原水濁度）、
１７・・・・・・油分濃度Ｔ指示計、３１．３２・・・
・・・乳化試料水、原水切換用電磁弁、３３・・・・・
・乳化前後の濁度検出器、３４．３５・・・・・・切換
スイッチ（上記３１．３２と連動して交互にＯＮ、ＯＦ
Ｆする）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定対象の油水を乳化する機構と、乳化された油水が導
   かれる測定セルと、この測定セル中の油水の濁度を検出
   する機構とからなる油分濃度を測定する装置において、
   圧縮空気供給源と接続された空気通路に前記油水供給通
   路を開口させるとともにその圧縮空気噴出側通路を前記
   測定セル内に開口させて前記乳化機構を構成したことを
   特徴とする油分濃度測定装置。