KR20190096998A - 선박 탑재형 수질 분석 장치, 및, 선박 탑재형 탈포기 - Google Patents

Abstract

선박 상이더라도 분석기에 대해서 기포가 충분히 제거된 샘플액을 공급할 수 있고, 측정 오차를 저감해서 정확한 수질의 연속 모니터링을 가능하게 하는 선박 탑재형 수질 분석 장치를 제공하기 위해서, 선박에 탑재되고, 샘플액을 탈포하는 탈포기와, 상기 탈포기의 하류에 마련되어, 당해 탈포기에 의해 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 1개 또는 복수의 분석기를 구비하고, 상기 탈포기가, 샘플액이 수용되는 상하 방향으로 늘어나는 수용 용기와, 상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와, 상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자를 구비하고, 상기 수용 용기 내가 샘플액에 의해 채워진 상태로 되도록 구성했다.

Description

선박 탑재형 수질 분석 장치, 및, 선박 탑재형 탈포기

본 발명은, 선박에 탑재되고, 당해 선박에 있어서 사용 또는 배출되는 액체의 수질을 분석하는 선박 탑재형 수질 분석 장치에 관한 것이다.

근래 선박의 배기가스 규제가 강화되고 있으며, 선박의 내연기관으로부터 배출되는 SOx나 NOx 등의 배출량을 저감하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에 선박 안에는 배기가스를 정화하기 위해서 스크러버에 의해 배기가스를 정화한 후에 배출할 수 있도록 구성된 것이 있다.

상기 스크러버 내에서는 내연기관으로부터 배출된 배기가스가 흐르게 됨과 동시에 펌프에 의해 퍼올려진 해수가 미소 액체방울(液滴)로서 분무된다. 그리고, 배기가스에 포함되는 SOx나 NOx 등을 포함하는 입자는 분무된 액체방울 내에 분리 포집되므로, 스크러버를 통과한 배기가스는 정화되게 된다.

또, 상기 스크러버로부터 배출되는 SOx나 NOx를 포함하는 해수에 대해서는 소정의 환경 기준을 충족시키도록 배수 처리를 실시한 다음에, 다시 바다로 되돌려보내지 않으면 안 된다. 이 때문에, 선박상에 있어서 배수 처리를 적정하게 행할 수 있는지 어떤지를 수질 분석 장치에 의해 상시 모니터링할 필요가 있다.

그런데, 수질 분석을 행할 때에 샘플액에 기포가 있으면, 이 기포가 예를 들면 센서에의 샘플액의 접촉을 저해하거나, 혹은, 흡광도를 변화시키는 등 해서 분석기에 측정 오차가 발생해 버린다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 개시되는 수질 분석 장치와 같이 샘플액에 포함되는 기포를 탈포기(脫泡器)에 의해 제거한 후에 분석기에서의 분석이 행해진다.

그렇지만, 선박은 해상에 있어서 여러 방향으로 격렬하게 요동치는 일이 있기 때문에, 상기와 같은 탈포기를 구비한 수질 분석 장치를 이용했다고 해도, 분석기에 이르기까지 샘플액과 공기가 혼합되어 샘플액 내에 새로운 기포가 발생해서, 측정 오차를 충분히 저감할 수 없는 일이 있다.

일본공개특허공보 특개2000－126507호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 감안해서 이루어진 것이며, 선박 상이더라도 분석기에 대해서 기포가 충분히 제거된 샘플액을 공급할 수 있고, 측정 오차를 저감해서 정확한 수질의 연속 모니터링을 가능하게 하는 선박 탑재형 수질 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치는, 선박에 탑재되고, 샘플액을 탈포하는 탈포기와, 상기 탈포기의 하류에 마련되어, 당해 탈포기에 의해 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 1개 또는 복수의 분석기를 구비하고, 상기 탈포기가, 샘플액이 수용되는 수용 용기와, 상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와, 상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와, 초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와, 상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고, 상기 수용 용기 내가 샘플액에 의해 채워진 상태로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치는 선박에 탑재되고, 샘플액을 탈포하는 탈포기와, 상기 탈포기의 하류에 마련되어, 당해 탈포기에 의해 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 1개 또는 복수의 분석기를 구비하고, 상기 탈포기가, 샘플액이 수용되는 수용 용기와, 상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와, 상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와, 초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와, 상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고, 상기 기포 배출 포트로부터 기포와 함께 샘플액의 일부도 배출되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이들과 같은 것이라면, 선박이 요동쳤다고 해도 상기 수용 용기 내에는 기포의 발생 원인으로 되는 공기가 거의 존재하지 않으므로, 상기 수용 용기 내에 있는 샘플액에 새로운 기포는 거의 발생하지 않는다. 또, 샘플액에 원래 포함되어 있던 기포는 초음파 진동에 의해 대경화(大徑化)하고, 상기 수용 용기 내를 상승해서 상기 기포 배출 포트로부터 외부로 배출되므로, 상기 액도출 포트로부터 도출되는 샘플액에는 거의 기포가 포함되지 않아, 상기 분석기에 있어서의 측정 오차를 대폭 저감할 수 있다. 이 때문에, 정확한 수질의 연속 모니터링이 선박상에 있어서도 가능해진다.

상기 수용 용기 내에 도입되는 샘플액에 대해서는 감압되어 보다 기포가 분리되기 쉽게 함과 동시에, 상기 분석기에 공급되는 샘플액에 대해서는 가압된 상태로 해서 기포를 발생하기 어렵게 하려면, 상기 기포 배출 포트에 접속되는 기포 배출 라인에 마련된 제1 밸브와, 상기 액도출 포트에 접속되는 액도출 라인에 마련된 제2 밸브를 더 구비한 것이면 좋다. 예를 들면, 공장 출하시에 있어서 상기 제1 밸브의 개방도(開度)에 대해서는 상기 기포 배출 포트로부터 기포와 샘플액이 혼재된 상태로 배출되도록 설정하고, 상기 제2 밸브의 개방도에 대해서는 상기 수용 용기에 유입되는 샘플액의 유속에 대해서 상기 액도출 포트로부터 도출되는 샘플액의 유량을 저하시키도록 각각 소정 개방도로 설정해서 고정해 두면 좋다. 또, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브에 대해서는 그의 개방도를 선박상에 있어서 적당히 변경할 수 있도록 해도 좋고, 미리 공장 출하시에 고정된 개방도로 고정되는 것이더라도 상관없다.

상기 탈포기에 샘플액을 공급하는 공급측에 있어서 샘플액의 압력 변동이나 유량 변동이 생겼다고 해도, 상기 분석기에 공급되는 탈포된 샘플액 상태를 일정하게 할 수 있고, 연속 모니터링을 정밀도 좋게 실현할 수 있도록 하려면, 상기 액도입 포트에 접속되는 액도입 라인에 마련되고, 상기 수용 용기 내에 도입되는 샘플액을 소정 압력으로 조압(調壓)하는 레귤레이터를 더 구비한 것이면 좋다. 이와 같은 것이라면, 상기 탈포기에 유입되는 샘플액의 압력 변동을 저감할 수 있고, 유입되는 샘플액을 적절한 유량으로 제한할 수 있다.

상기 수용 용기 내에 충분한 양의 샘플액이 충전되어 있고, 실질적인 액밀(液密) 상태가 달성되고 있는지 어떤지를 오퍼레이터가 용이하게 확인할 수 있도록 하려면, 상기 기포 배출 포트에 접속되는 기포 배출 라인의 적어도 일부가 투명 배관에 의해 구성되어 있으면 좋다. 이와 같은 것이라면, 기포 배출 포트에 샘플액이 흐르고 있는 것을 오퍼레이터가 확인하는 것에 의해서 상기 수용 용기 내는 샘플액이 연속적으로 유출입되고 있는 상태에서도 샘플액으로 채워져 가득차게 되어 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 용이하게 선박의 요동에 의해 새로운 기포가 거의 발생하지 않는 상태로 되어 있다고 판단할 수 있다.

상기 수용 용기 이외의 부분에 있어서도 샘플액 속에 새로운 기포가 발생해서 측정 오차의 원인으로 되는 것을 방지할 수 있도록 하려면, 상기 분석기가, 상기 도출부로부터 공급되는 탈포된 샘플액이 흐르는 플로우 셀을 구비하고, 상기 수용 용기 내, 및, 상기 플로우 셀 내가 샘플액으로 실질적으로 액밀로 되도록 구성되어 있으면 좋다.

상기 플로우 셀 내에 기포가 유입했다고 해도, 상기 분석기에 있어서의 감응 부분 등의 측정 오차의 원인으로 되는 위치에 기포가 계속 체류하는 것을 방지할 수 있도록 하려면, 상기 분석기가, 상기 플로우 셀 내의 샘플액에 접촉하도록 배치된 센서면을 가지고, 상기 센서면이, 자연 상태에 있어서 수평면에 대해서 경사지도록 마련되어 있으면 좋다. 이와 같은 것이면, 상기 플로우 셀 내에 유입된 기포를 상기 센서면을 따라 자연스럽게 위쪽으로 이동시킬 수가 있다.

상기 센서면에 대해서 샘플액이 흐르는 속도를 크게 해서, 샘플액 내에 기포가 있었다고 해도 상기 센서면으로부터 곧바로 이동해서, 측정 오차의 원인으로 되지 않도록 하려면, 상기 플로우 셀이, 상기 센서면에 대향해서 마련되고, 당해 센서면을 향해 샘플액을 도입하는 도입구를 더 구비하고, 상기 도입구가 좁아지는 구조(絞構造)를 가지는 것이면 좋다.

선박 상이더라도 분석기에 대해서 충분히 탈포된 샘플액을 공급해서, 정확한 수질 분석을 실현할 수 있도록 하려면, 선박에 탑재되고, 샘플액이 수용되는 상하 방향으로 늘어나는 수용 용기와, 상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와, 상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와, 초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와, 상기 수용 용기의 하부로부터 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고, 상기 수용 용기 내가 샘플액에 의해 채워진 상태로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 탈포기를 이용하면 좋다.

선박 상에 있어서 샘플액으로부터 기포를 제거하는데 적합한 것으로서는, 샘플액이 수용되는 수용 용기와, 상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와, 상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와, 초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와, 상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트 를 구비하고, 상기 기포 배출 포트로부터 기포와 함께 샘플액의 일부도 배출되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 탈포기를 들 수가 있다.

이와 같이 본 발명에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치라면, 선박이 요동쳤다고 해도 탈포기에 있어서 새로운 기포를 발생하기 어렵게 하여, 항상 정확한 모니터링이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치가 이용되는 배기가스 정화 시스템의 개요를 도시하는 모식도.
도 2는 같은 실시형태에 있어서의 선박 탑재형 수질 분석 장치의 모식적 사시도.
도 3은 같은 실시형태에 있어서의 선박 탑재형 수질 분석 장치의 모식적 플로우도.
도 4는 같은 실시형태에 있어서의 탈포기의 내부 구조를 도시하는 모식적 부분 단면도.
도 5는 같은 실시형태에 있어서의 분석기의 내부 구조를 도시하는 모식적 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치의 탈포기의 구성을 도시하는 모식적 단면도.

본 발명의 일실시형태에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)에 대해서 도 1∼도 5를 참조하면서 설명한다. 본 실시형태의 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)는, 선박상에 있어서 배기가스 정화 시스템(300)으로부터 배출되는 배수의 수질을 상시 모니터링하고, 상기 배기가스 정화 시스템(300)에 있어서의 배수 처리가 규정대로 동작하고 있는지 어떤지를 확인하기 위해서 이용되는 것이다.

도 1에 도시하는 바와 같이 배기가스 정화 시스템(300)은, 선박의 내연기관으로부터 배출되는 SOx나 NOx를 정화해서, 각종 규제값을 충족시키는 배기가스로 하여 배출하는 것이다. 보다 구체적으로는 상기 배기가스 정화 시스템(300)은, 스크러버(31)와, 상기 스크러버(31)에 선박 밖으로부터 채취된 해수를 세정액으로서 공급하는 세정액 공급 기구(32)와, 상기 스크러버(31)로부터 배출되는 배수를 정화하는 배수 처리 기구(33)와, 상기 배수 처리 기구(33)에서 정화된 배수의 수질을 모니터링하는 상기 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)를 구비하고 있다.

상기 스크러버(31) 내에는 개략적으로 원통 모양의 것이고, 하부로부터 내연기관으로부터 배출된 배기가스가 도입되고, 내부에 있어서 상기 세정액 공급 기구(32)로부터 세정액으로서 액체방울 모양의 해수 또는 물이 분무되는 것이다. 배기가스중의 SOx나 NOx를 포함하는 입자는 액체방울 모양의 해수중에 응집되어, 상기 스크러버(31)의 아래쪽으로부터 상기 배수 처리 기구(33)로 도출된다. 한편, 정화된 배기가스는 상기 스크러버(31)의 상부로부터 공기중으로 배출된다.

상기 배수 처리 기구(33)는 예를 들면 배수를 원심분리해서 배수중에 포함되는 응집된 입자분을 제거함과 동시에, 배수의 pH를 조정하는 기능을 가지는 것이다.

상기 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)는, 상기 배수 처리 기구(33)로부터 배출되는 정화 후의 배수가 샘플액으로서 도입되어 그 수질로서, 탁도, PAH, pH를 연속 모니터링하는 것이다. 이 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)는, 도 2의 사시도에 도시하는 바와 같이 케이싱(B) 내에 각 기기가 수용되어 있다. 상기 케이싱(B) 내에는 샘플액의 탈포가 행해지는 탈포기(1)와, 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 3종류의 분석기(2)가 수용되어 있다. 또, 이 선박 탑재형 수질 분석 장치는, 적어도 후술하는 각 밸브의 제어를 행하는 제어부(CNT)와, 각 기기의 제어 상태나 분석기(2)의 측정 결과 등이 표시되는 디스플레이(D)를 구비하고 있다. 도 3의 플로우도에 도시하는 바와 같이 상기 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)는, 샘플액의 수질 분석에 관련된 주라인으로서, 상기 배수 처리 기구(33)로부터 상기 탈포기(1)에 샘플액을 도입하는 액도입 라인(L1)과, 상기 탈포기(1)로부터 복수의 상기 분석기(2)에 탈포된 샘플액을 공급하는 액도출 라인(L2)과, 상기 탈포기(1)에서 탈포된 기포, 또는, 샘플액이 장치 밖 또는 선박 밖으로 배출되는 배수 라인(L3)을 구비하고 있다. 또 상기 선박 탑재형 수질 분석 장치(2)는 상기 액도입 라인(L1)과 병렬로 마련되고, 상기 탈포기(1) 및 상기 분석기(2)로 조정에 이용되는 제로워터를 공급하기 위한 제로워터 공급 라인(L4)과, 상기 탈포기(1)의 상부와 상기 배수 라인(L3) 사이를 접속하고, 탈포된 기포가 상기 탈포기(1)로부터 상기 배수 라인(L3)으로 흘려보내지는 기포 배출 라인(L5)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 상기 탈포기(1)로부터 후술하는 제2 밸브(V2)에 이를 때까지의 유로를 상기 도입 라인(L1), 상기 제2 밸브(V2)보다도 하류측의 유로를 상기 배수 라인(L3)이라고 정의하고 있다.

각 부의 상세에 대해서 설명한다.

상기 탈포기(1)는 도 2, 도 4에 도시하는 바와 같이 상기 배수 처리 기구(33)로부터 도입되는 샘플액이 수용되는 상하 방향으로 늘어나는 수용 용기(11)와, 상기 수용 용기(11) 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트(P1)와, 상기 수용 용기(11)의 하부에 마련되고, 당해 수용 용기(11) 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자(12)와, 초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기(11)의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트(P5)와, 상기 수용 용기(11)의 하부로부터 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기(2)에 공급하는 액도출 포트(P2)를 구비한다.

상기 수용 용기(11)는 개략적으로 중공 원통모양의 것이고, 그의 상부 측면에 상기 액도입 라인(L1)에 접속되는 상기 액도입 포트(P1)가 형성되어 있다. 또, 상기 수용 용기(11)에 있어서 상기 액도입 포트(P1)보다도 위쪽의 위치에 상기 기포 배출 포트(P5)가 형성되어 있고, 상기 기포 배출 라인(L5)이 접속되어 있다. 상기 수용 용기(11)의 바닥면(底面) 근방의 측면에는 상기 액도출 포트(P2)가 마련되어 있고, 상기 액도출 라인(L2)에 접속되어 있다. 상기 수용 용기(11)의 바닥면에는 내부의 샘플액과 접촉하도록 상기 초음파 진동자(12)가 장착되어 있고, 상기 수용 용기(11)에 있어서 상기 액도출 포트(P2)보다도 높은 위치이고, 또한, 상기 기포 배출 포트(P5) 및 상기 액도입 포트(P1)보다도 낮은 위치에 초음파 진동에 의해 기포를 발생시키도록 하고 있다.

상기 액도입 라인(L1) 상에는, 상기 배수 처리 기구(33)로부터 공급되는 샘플액을 소정 압력으로 조압하는 레귤레이터(R)가 마련되어 있고, 상기 수용 용기(11) 내에는 일정 압력의 샘플액이 도입되도록 하고 있다. 보다 구체적으로는 상기 배수 처리 기구(33)에 있어서의 원심분리에 의해 샘플액의 압력 변동이나 유량 변동이 상기 레귤레이터(R)에 의해 저감되고, 상기 탈포기(1) 및 각 분석기(2)에 대해서 일정 유량의 샘플액을 공급할 수 있도록 하고 있다.

또, 상기 기포 배출 라인(L5) 상에는 제1 밸브(V1)가 마련되어 있고, 상기 액도출 라인(L2) 상에는 제2 밸브(V2)가 마련되어 있다. 상기 제1 밸브(V1)의 개방도는 공장 출하시에 있어서 상기 기포 배출 라인(L5)에 기포뿐만 아니라, 상기 수용 용기(11) 내의 샘플액의 일부가 기포 배출 라인(L5)으로 배출됨과 동시에 상기 수용 용기(1) 내의 샘플액의 압력이 유입시보다도 감압되도록 설정해서 그의 개방도가 고정되어 있다. 또, 상기 제2 밸브(V2)의 개방도는 공장 출하시에 있어서 상기 수용 용기(1) 에 유입되는 샘플액의 유속보다도 상기 액도출 포트(P2)로부터 도출되는 샘플액의 유속을 저하시키고, 상기 액도출 라인(L2)이나 각 분석기(2) 내의 샘플액이 가압된 상태로 되도록 설정해서 그의 개방도가 고정되어 있다. 또, 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)에 의해서, 상기 액도입 라인(L1), 상기 기포 배출 라인(L5), 상기 액도출 라인(L2)의 압력비가 소정값으로 유지되도록 하고 있고, 도입되는 샘플액이 상기 기포 배출 라인(L5)과 상기 액도입 라인(L1)에서 소정 비율로 분배되도록 하고 있다. 또, 상기 기포 배출 라인(L5)으로부터도 샘플액의 일부가 배출되도록 함으로써, 도 4의 단면도에 도시하는 바와 같이 상기 수용 용기(11) 내는 상시 샘플액으로 실질적으로 채워지도록 하고 있다. 여기서, 「실질적으로 채워진다」란 상기 수용 용기(11)의 내부 상면까지 샘플액이 접촉하도록 액샘플이 충전되어 있는 상태를 말한다. 바꾸어 말하면, 선박의 요동이 있었다고 해도 상기 수용 용기(11) 내에 있어서 샘플액의 상면에는 파면이 거의 발생하지 않는 상태로 하고 있다.

또, 상기 기포 배출 라인(L5)의 적어도 일부는 투명 배관으로 형성하고 있고, 상기 수용 용기(11) 내로부터 배출되는 샘플액의 흐름을 오퍼레이터에 의해서 보고 확인(視認)할 수 있도록 하고 있다.

이에 더하여, 상기 액도출 포트(P2)의 출구에는 당해 액도출 포트(P2)보다도 유로 지름이 커지는 유로 지름 확대부(13)가 접속되어 있고, 상기 수용 용기(11)로부터 도출되는 샘플액의 유속을 저하시켜 샘플액에 남아 있는 기포를 더욱더 발생시키도록 하고 있다. 이 유로 지름 확대부(13)에 마련된 상부 개구(14)는 확대부 기포 배출 라인(L6)을 거쳐 상기 배수 라인(L3)에 접속되어 있고, 상기 확대부 기포 배출 라인(L6) 상에는 제3 밸브(V3)가 마련되어 있다. 상기 제3 밸브(V3)의 개방도는 공장 출하시에 있어서 상기 유로 지름 확대부(13)의 내부에서 발생한 기포만, 또는, 기포와 샘플액의 일부가 상기 상부 개구(14)를 거쳐 외부로 내보내지고, 상기 배수 라인(L3)으로 배출되도록 설정하고 있다.

다음에 각 분석기(2)에 대해서 도 2 및 도 5를 참조하면서 설명한다.

상기 액도출 라인(L2) 상에는, 상류측으로부터 순번대로 탁도계(21), PAH계(22)(다환(多環) 방향족 탄화 수소계), pH계(23)가 분석기(2)로서 마련되어 있다. 각 분석기(2)는 상기 탈포기(1)에 의해 탈포된 샘플액이 공급되어 흐르는 개략적으로 중공 직방체 형상의 플로우 셀(C)을 구비하고 있다. 각 플로우 셀(C)은 개략적으로 직방체 형상을 이루고, PAH계(22)의 플로우 셀에 대해서는 도 2의 사시도에 도시하는 바와 같이 자연 상태에 있어서 수평면에 대해서 경사지게 하여 상기 케이싱 내에 마련하고 있다. 또한, 탁도계(21), pH계(23)에 대해서는 자연 상태에서 그의 축방향이 연직 방향과 일치하도록 마련하고 있다. 탁도계(21) 및 PAH계(22)는 샘플액의 소정 파장에 대한 흡광도에 기초하여, 그의 값이 연속 측정되도록 되어 있다. 또, pH계(23)에 대해서는 유리 전극법에 의해 발생하는 전위차에 기초하여 pH가 연속 측정되고 있도록 하고 있다.

다음에 상기 PAH계(22)의 상세에 대해서 도 5의 단면도를 참조하면서 설명한다. PAH계(22)의 플로우 셀(C)은 바닥면의 도입구(C1)로부터 샘플액이 도입되어, 그의 측면 중앙부의 도출구(C2)로부터 외부로 도출되도록 구성하고 있다. PAH계(22)의 센서(S) 부분을 구성하는 광원이나 검출기가 케이스의 외측에 노출되는 센서면(S1)은, 상기 플로우 셀(C)의 내부 중앙부에 배치됨과 동시에 선박이 정지하고 있는 자연 상태에 있어서 수평면에 대해서 소정 각도 경사지게 하고 있다. 상기 센서면(S1)에 대해서 대향하는 하면에는 당해 경사면(C3)을 향해 샘플액을 도입하도록 상기 도입구(C1)가 형성되어 있다. 이 도입구(C1)는 액도출 라인(L2)의 직경보다도 일부 좁게 해서 좁아지는 구조가 형성되어 있어, 상기 플로우 셀(C) 내에서 상기 센서면(S1)을 향해 도입되는 샘플액의 유속을 빠르게 해서 상기 센서면(S1)에 내뿜어지도록 하고 있다. 이와 같이 해서 상기 플로우 셀(C) 내에 샘플액의 흐름을 형성해 둠으로써, 샘플액에 만일 기포가 포함되어 있었다고 해도 상기 센서면(S1)을 따라 기울기 위쪽으로 이동하고, 당해 센서면(S1)에 있어서 기포가 계속 체류하지 않도록 하고 있다.

본 실시형태에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 상기 수용 용기(11)뿐만 아니라, PAH계(22)의 상기 플로우 셀(C) 내에 대해서도 샘플액이 실질적으로 액밀 상태로 유지되도록 구성하고 있다. 또한, 그 밖의 상기 탁도계(21) 및 상기 pH계(23)의 플로우 셀(C)에 대해서도 그의 내부가 샘플액으로 실질적으로 액밀 상태가 유지되도록 하고 있다. 또한, 액도출 라인(L2) 안에 대해서도 액밀이 유지되도록 하고 있고, 상기 탈포기(1)로부터 최후의 분석기(2)인 pH계(23)에 이를 때까지의 유로 전체가 실질적으로 액밀 상태가 유지되도록 하고 있다. 여기서 플로우 셀(C)의 내부가 샘플액으로 실질적으로 액밀이란, 예를 들면 플로우 셀(C) 내가 샘플액으로 채워져 있고, 플로우 셀(C)의 내부 상면 또는 내부 상면에 있어서 가장 높은 위치에까지 자연 상태에서 샘플액이 도달하고 있는 것을 말한다.

이와 같이 구성된 선박 탑재형 수질 분석 장치(100)라면, 상기 탈포기(1)로부터 최후의 분석기(2)인 pH계(23)에 이를 때까지의 측정계를 구성하는 유로에 있어서 샘플액이 액밀 상태로 되어 있으므로, 선박에 요동이 생겨도 샘플액이 공기와 교반되어 새로운 기포가 발생하는 것을 방지할 수가 있다. 따라서, 상기 탈포기(1)에 의해 샘플액의 기포가 제거된 상태는 항상 유지되게 되고, 각 분석기(2)에 있어서 기포에 의한 측정 오차가 발생하지 않도록 할 수 있다. 또, 소량의 기포가 탈포 후에 발생해 버렸다고 해도 상기 플로우 셀(C) 내에 있어서 경사면(C3) 에 대해서 샘플액이 내뿜어지도록 하고 있으므로, 기포는 상기 경사면(C3) 을 따라 위쪽으로 이동시켜 센서에 대해서 계속 체류하는 일이 없다.

따라서, 선박과 같이 요동이 크고, 안정된 측정 환경이 실현되지 않을 것 같은 환경에서도 기포에 의한 영향을 배제해서 올바른 측정을 실현할 수 있다.

그 밖의 실시형태에 대해서 설명한다.

탈포기(1)의 수용 용기(11)는 상하 방향으로 늘어나는 것에 한정되지 않고, 도 6에 도시되는 바와 같이 수용 용기(1) 와 같이 수평 방향으로 늘어나는 것이더라도 상관없다. 보다 구체적으로는 상기 수용 용기(1) 의 수평 방향에 마련된 각 단면(端面)에는 각각 액도입 포트(P1)와, 액도출 포트(P2)가 마련되어 있고, 상기 수용 용기(1) 의 측면에 있어서 상측은 기포 배출 포트(P5)가 마련되어 있다. 또, 상기 수용 용기(1) 의 측면에 있어서 하측에는 예를 들면 수용 용기(1) 의 수평 방향의 길이 치수와 동일 정도의 길이를 가지는 초음파 진동자(12)가 마련되어 있고, 수용 용기(1) 의 측면측으로부터 내부의 샘플액에 초음파 진동을 가할 수 있도록 하고 있다. 이 실시형태에서도 수용 용기(1) 내에 대해서 샘플액이 유출입되고 있는 상태에서 당해 수용 용기(1) 내에는 샘플액이 채워진 상태로 되도록 하고 있다. 구체적으로는 상기 기포 배출 포트(P5)로부터는 초음파 진동에 의해 발생한 기포 뿐만 아니라, 수용 용기(1) 내의 샘플액의 일부도 배출되도록 하고 있다. 즉, 도시하는 바와 같이 샘플액이 연속적으로 유출입되고 있는 상태에 있어서 수용 용기(1) 의 각 포트의 벽면을 제외한 모든 내벽면에 샘플액이 실질적으로 틈새없이 접촉하는 상태가 계속 유지되도록 구성하고 있다.

탈포기에 있어서 초음파 진동자가 마련되는 위치는 수용 용기의 바닥면에 한정되는 것은 아니고, 측면이나 상면에 마련되어 있어도 상관없다. 또, 초음파 진동자가 수용 용기의 내부에 직접 접촉하지 않고, 상기 수용 용기의 벽면을 진동시켜 간접적으로 샘플액을 초음파 진동시키도록 해도 좋다. 또, 수용 용기 자체를 투명 수지로 형성해서, 수용 용기 내에 샘플액이 연속적으로 유출입되고 있는 상태에 있어서 전체에 샘플액이 채워져 있는지 어떤지를 보고 확인할 수 있도록 해도 좋다.

본 발명에 관계된 선박 탑재형 수질 분석 장치는, SOx, NOx의 정화 시스템에 있어서의 배수의 모니터링 뿐만 아니라, 그 밖의 용도에 이용해도 상관없다. 또, 모니터링하고 싶은 샘플액에 따라 선박 탑재형 수질 분석 장치를 마련하는 장소에 대해서는 적당히 선택하면 좋다.

분석기의 설치 수에 대해서는 1개나 2개이더라도 좋고, 4개 이상이더라도 상관없다. 또, 수질 분석의 대상은 탁도, PAH, pH에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 특성에 대해서 측정하는 분석기이더라도 상관없다. 또, 각 분석기가 마련되는 순번에 대해서 상기 실시형태에 개시한 것에 한정되지 않는다. 센서의 감응부나 광원, 검출기가 마련되는 센서면에 대해서 자연 상태에 있어서 수평면에 대해서 경사지게 하는 것은 PAH계에만 한정되는 것은 아니고, pH계나 탁도계에 대해서도 마찬가지 구성을 채용해도 좋다. 또, 직방체 형상의 플로우 셀을 자연 상태에 있어서 기울이지 않고 상하 방향으로 늘어나도록 마련해 두고, 센서 자체만을 기울여서 마련해도 상관없다.

기포 배출 라인에 수용 용기로부터 샘플액이 배출되어, 수용 용기 내가 샘플액으로 액밀로 되어 있는지 어떤지를 확인할 수 있도록 하려면, 상기 기포 배출 라인에 압력계를 마련해 두고, 당해 압력계가 소정 압력값을 나타내는지 어떤지로 오퍼레이터가 판단할 수 있도록 해도 좋다.

케이싱 내에 분석기만 수용하고, 탈포기에 대해서는 케이싱 밖에 설치해도 좋다. 또, 적어도 수용 용기 내가 액밀이라면 선박의 요동에 의한 기포의 새로운 발생은 종래에 비해 대폭 저감할 수 있고, 측정 오차도 저감할 수 있다.

그 밖에, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 여러가지 실시형태의 조합이나 변형을 행해도 상관없다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명이라면, 선박이 요동쳤다고 해도 탈포기에 있어서 새로운 기포를 발생하기 어렵게 하여, 항상 정확한 모니터링이 가능한 선박 탑재형 수질 분석 장치를 제공할 수 있다.

100…선박 탑재형 수질 분석 장치
1 …탈포기
11 …수용 용기
12 …초음파 진동자
P1 …도입 포트
P2 …도출 포트
P5 …기포 배출 포트
2 …분석기
21 …탁도계
22 …PAH계
23 …pH계
C …플로우 셀
C1 …도입구
C2 …도출구
C3 …경사면
V1 …제1 밸브
V2 …제2 밸브

Claims (10)

1. 선박에 탑재되고, 샘플액을 탈포하는 탈포기와,
   상기 탈포기의 하류에 마련되어, 당해 탈포기에 의해 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 1개 또는 복수의 분석기를 구비하고,
   상기 탈포기가,
   샘플액이 수용되는 수용 용기와,
   상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와,
   상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와,
   초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와,
   상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고,
   상기 수용 용기 내가 샘플액에 의해 채워진 상태로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 수질 분석 장치.
2. 선박에 탑재되고, 샘플액을 탈포하는 탈포기와,
   상기 탈포기의 하류에 마련되어, 당해 탈포기에 의해 탈포된 샘플액의 수질을 분석하는 1개 또는 복수의 분석기를 구비하고,
   상기 탈포기가,
   샘플액이 수용되는 수용 용기와,
   상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와,
   상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와,
   초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와,
   상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고,
   상기 기포 배출 포트로부터 기포와 함께 샘플액의 일부도 배출되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 수질 분석 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기포 배출 포트에 접속되는 기포 배출 라인에 마련된 제1 밸브와,
   상기 액도출 포트에 접속되는 액도출 라인에 마련된 제2 밸브를 더 구비한 선박 탑재형 수질 분석 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액도입 포트에 접속되는 액도입 라인에 마련되어, 상기 수용 용기 내에 도입되는 샘플액을 소정 압력으로 조압(調壓)하는 레귤레이터를 더 구비한 선박 탑재형 수질 분석 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기포 배출 포트에 접속되는 기포 배출 라인의 적어도 일부가 투명 배관에 의해 구성된 선박 탑재형 수질 분석 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분석기가,
   상기 도출부로부터 공급되는 탈포된 샘플액이 흐르는 플로우 셀을 구비하고,
   상기 수용 용기 내, 및, 상기 플로우 셀 내가 샘플액으로 채워진 상태로 되도록 구성되어 있는 선박 탑재형 수질 분석 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 분석기가, 상기 플로우 셀 내의 샘플액에 접촉하도록 배치된 센서면을 가지고,
   상기 센서면이, 자연 상태에 있어서 수평면에 대해서 경사지도록 마련되어 있는 선박 탑재형 수질 분석 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 플로우 셀이, 상기 센서면에 대향해서 마련되고, 당해 센서면을 향해 샘플액을 도입하는 도입구를 더 구비하고, 상기 도입구가 좁아지는 구조를 가지는 선박 탑재형 수질 분석 장치.
9. 선박에 탑재되고, 샘플액이 수용되는 수용 용기와,
   상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와,
   상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와,
   초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와,
   상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 샘플액의 수질을 분석하는 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고,
   상기 수용 용기 내가 샘플액에 의해 채워진 상태로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 탈포기.
10. 샘플액이 수용되는 수용 용기와,
    상기 수용 용기 내에 샘플액을 도입하는 액도입 포트와,
    상기 수용 용기 내의 샘플액에 초음파 진동을 가하는 초음파 진동자와,
    초음파 진동에 의해 샘플액 내에 발생한 기포를 상기 수용 용기의 상부로부터 외부로 배출하는 기포 배출 포트와,
    상기 수용 용기에서 탈포된 샘플액을 외부로 도출하고, 상기 분석기에 공급하는 액도출 포트를 구비하고,
    상기 기포 배출 포트로부터 기포와 함께 샘플액의 일부도 배출되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 탑재형 탈포기.

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