(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素化合物を一酸化窒素に変換する変換手段と、空気よりオゾンを発生させるオゾン発生器と、前記変換手段で変換された一酸化窒素とオゾン発生器から配管を介して供給されたオゾンを反応させる反応槽とを備え、前記変換手段に供給される試料が採取されることを認識して前記オゾン発生器を動作させるとともに、前記反応槽で得られる全窒素の検知信号の立ち下がりにより前記オゾン発生器を停止させる制御手段を有することを特徴とする全窒素計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水、河川水、工場排水などに含まれる全窒素の濃度を計測する全窒素計に関する。
【０００２】
【従来技術】
環境基準などにより、下水、河川水、工場排水などの汚染防止のため、含有される窒素酸化物濃度を所定基準値以下に押さえることが要求されており、これらの窒素酸化物濃度を計測するのに全窒素計が広く用いられている。
【０００３】
かかる全窒素計では、オートサンプラより下水、河川水、工場排水などから採取した試料を燃焼炉で加熱することで、試料中の窒素酸化物を一酸化窒素に変換し、反応槽においてオゾン発生器から送出されたオゾンと化学反応させ、得られた発光量を検知することで全窒素濃度が計測される。そして、オゾン発生器と反応槽間の配管には比較的腐食に強いＳＵＳ３１６などの金属、もしくは、フッ素樹脂配管等が使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の全窒素計では、長期間使用された場合、オゾン発生器と反応槽間に比較的腐食に強いＳＵＳ３１６などの金属で形成された配管を用いた場合であっても、配管内部に腐食が生じ通気抵抗の増加や閉塞を起こすことがあった。
【０００５】
また、腐食に強い材料としてフッ素樹脂等を配管材料として使用することも考えられるが、接合部での濡れが生じるおそれがあり危険を伴った。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題点を解消するために創案されたもので、オゾン発生器と反応槽間の配管に腐食や濡れの危険性が生じない全窒素計の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、窒素化合物を一酸化窒素に変換する変換手段と、空気よりオゾンを発生させるオゾン発生器と、前記変換手段で変換された一酸化窒素とオゾン発生器から配管を介して供給されたオゾンを反応させる反応槽とを備え、前記変換手段に供給される試料が採取されることを認識して前記オゾン発生器を動作させるとともに、前記反応槽で得られる全窒素の検知信号の立ち下がりにより前記オゾン発生器を停止させる制御手段を有することを特徴とする。
【０００８】
前記全窒素計は、さらに、全窒素の非計測時に前記配管に空気を供給する空気供給手段を有することを特徴とする。
【０００９】
前記変換手段は、液体試料を気化させると共に熱分解により試料中の窒素化合物成分を一酸化窒素に変換する燃焼炉であることを特徴とする。
【００１０】
前記制御手段は、前記変換手段に供給される試料が採取されることを認識して前記オゾン発生器を動作させることを特徴とする。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記反応槽で得られる全窒素の検知信号の立ち下がりにより前記オゾン発生器を停止させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である全窒素計の概略を示す図１に基づいて説明する。
【００１３】
同図において、オートサンプラ１１は、下水、河川水、工場排水などから液体試料を採取し燃焼炉１２に供給する。燃焼炉１２は、供給された液体試料を加熱することで、液体試料を気化すると共に、窒素酸化物成分を熱分解により一酸化窒素に変換する。また、燃焼炉１２には、キャリアガスが供給されており、気化した液体試料は試料ガスとして、キャリアガスと共に反応槽１４に供給される。オゾン発生器１３は、外気を吸入し生成したオゾンを配管１６を介して反応槽１４に供給する。なお、オゾン発生器１３前段には、不図示の計装エアや空気を封入したガスボンベ或いはポンプが設けられており、所定圧力の空気が供給されるため、オゾン発生器１３の動作状態の時はオゾンが配管１６を通り、非動作状態の時は空気が配管１６を通ることとなる。
【００１４】
反応槽１４は、オゾン発生器１３と燃焼炉１２に接続されており、オゾン発生器１３から供給されたオゾンと試料ガスが化学反応を起こすよう構成されている。また、反応槽１４内には不図示の光検出器が配設されており、化学反応により生じた発光量が検知され、全窒素の濃度信号として演算制御手段１０に供給される。
【００１５】
化学反応後のガスは、オゾン分解槽１５に送出され、ガス中の残留オゾンが無害な酸素に分解されて排出される。
【００１６】
演算制御手段１０は、反応槽１４で検知された全窒素の濃度信号を入力し濃度計測を行うと共に、オートサンプラ１１へのサンプル取得のための動作指示及びオゾン発生器１３の動作指示を行う。
【００１７】
次に、本発明の動作を演算制御手段１０の動作を示す図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
ここで、かかる全窒素計により水質などのオンライン分析を行う場合、概略的な時系列の全窒素濃度の計測を行えばよいことから、所定時間毎に全窒素の測定がなされるのが通常である。従って、本発明の動作も所定時間毎に全窒素の測定を行う場合について説明する。
【００１９】
まず、演算制御手段１０は、外部より測定指示を受けると、オゾン発生器１３を動作させ（Ｓ１）、その後全窒素計測を行う（Ｓ２）。
【００２０】
全窒素計測は、オートサンプラ１１を動作させ所定量の液体試料を採取し、燃焼炉１２で液体試料中の窒素化合物成分から変換された一酸化窒素とオゾンを反応槽１４で化学反応させ、これにより得られた信号を検知し、その検知信号から全窒素濃度を演算することでなされる。
【００２１】
全窒素計測が終了すると、オゾン発生器１３の動作を止め（Ｓ３）、全計測が終了していないことを確認して（Ｓ４）、次の全窒素測定を待つ（Ｓ５）。このとき、空気はオゾンに変換されることなく配管１６を介して反応槽１４に供給され続けるので、全窒素計測がなされない間は、配管１６が空気によりパージされることとなり、配管１６の腐食やオゾンによる濡れの危険性を回避することが可能となる。なお、計測間隔は、測定対象施設により異なるが、通常数時間単位となる。
【００２２】
そして、次の測定開始時間が来ると、再び上述したＳ１〜Ｓ５の動作が全測定の終了まで繰り返しなされる。
【００２３】
上述した実施の形態では、数時間間隔で全窒素の計測を行う例を示したが、比較的短周期（例えば、数分単位）で全窒素計測を行う場合は、オートサンプラ１１への動作指示と同時にオゾン発生器１３を動作させ、反応槽１４から得られる検知信号の立ち下がりを認識することでオゾン発生器１３の動作を停止させるようにすればよい。これにより、図３に示されるように、反応槽１４で化学反応が生じるときのみオゾン発生器１３を動作させることが可能となる。
【００２４】
また、全有機炭素（ＴＯＣ）／全窒素（ＴＮ）計において、ＴＯＣとＴＮの同時測定を行う場合、ＴＯＣ測定中はオゾンを発生する必要がないため、オゾン発生器１３を動作させるタイミングを試料注入（オートサンプラの動作指示）ではなく、検知されたＴＯＣ信号の検知により行えばよい。
【００２５】
さらに、上述した実施の形態では、オゾン発生器１３の前段にガスボンベ或いはポンプ等を配設する構成を例示したが、特にガスボンベ等を設けることなく自然吸気を行う構成としても、オゾン発生器１３が非動作状態の時に空気が配管１６に自然対流で供給され、配管１６の腐食などを弊害を除去することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、全窒素の非測定時にオゾン発生器が動作しないため、オゾン発生器と反応槽間の配管に空気が流れることでオゾンがパージされ、長期に渡って全窒素計を使用した場合であっても、オゾン発生器と反応槽間に配設される配管内部の腐食を阻止できる。
【００２７】
また、腐食に強いフッ素樹脂配管を使用した場合に問題となる接合部でのオゾン濡れも全窒素の測定時間以外にオゾンを流さないことで解消でき、安全性が保持される。
【００２８】
さらに、非測定時にオゾン発生器を非動作とすることで消費電力を節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である全窒素計の概略図である。
【図２】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図３】全窒素の検知信号とオゾン発生器の動作状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０・・・・・演算制御手段
１１・・・・・オートサンプラ
１２・・・・・燃焼炉
１３・・・・・オゾン発生器
１４・・・・・反応槽
１５・・・・・オゾン分解器
１６・・・・・配管
【図１】
0003622388.tif 000002
【図２】
0003622388.tif 000003
【図３】
0003622388.tif 000004