(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン水製造装置により製造されるオゾンを含有するオゾン水とオゾンを含有しない基準水を交互に給水可能な給水管路と、給水されたオゾン水又は基準水が送り込まれて光源からオゾン水又は基準水中を通過した光を受光器で受光して紫外線吸光度を測定する測定セルとを備え、オゾン水と基準水を交互に測定セルに通水してオゾン水の濃度を求めるオゾン水濃度計において、
前記測定セルが、一端に前記給水管路と接続される上部給水口と、該給水口よりも口径の小なる下部排水口とを有するとともに、他端に前記排水口に連通する上部溢水口を有し、
一方、前記オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されており、
前記溢水口に、オゾン水製造装置の気相オゾン放出部からオゾンガス又は大気をポンプにより吸引可能な吸引管路が接続され、該吸引管路には、吸引したオゾンガス中のオゾンを分解してオゾンを含有しない基準ガスを生成する基準ガス生成器が並列に介装されるとともに、吸引管路を基準ガス生成器を経由する管路と基準ガス生成器を経由しない管路とに切換える切換え弁が設けられていることを特徴とするオゾン水濃度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン水濃度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線吸収法に基づくオゾン水濃度計は、オゾンが紫外線を吸収するという原理を利用したものであり、オゾンを含有するオゾン水とオゾンを含有しない基準水を交互に測定セルに通水してオゾン水のオゾン濃度を求めている。従来のオゾン水濃度計の構成を図５により説明すると、ａは光源となる紫外線ランプであり、該紫外線ランプａに近接して測定セルｂが配置されている。測定セルｂの後側で紫外線ランプａと対向する位置に受光器としての紫外線センサｃが配置されている。紫外線ランプａと測定セルｂとの間には、光分離スプリッタｄが配置され、該光分離スプリッタｄの光路上に紫外線ランプａの光量補正用の別の紫外線センサｅが設けられている。ｆは測定セルにオゾン水又は基準水を送り込むための三方切換えバルブ、ｇはその下流に配設された脱泡器、ｈは流量計である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のオゾン水濃度計は、次のような問題点を有している。すなわち、オゾン水のオゾン濃度測定後も測定セルにオゾン水又は基準水が残留するため、測定セル両側の紫外線透過ガラスを含む測定セル内面に水垢が付着しやすく耐久性がない。また、紫外線を水流と直交して透過させているので、三方切換えバルブの切換え直後の水流変化で発生する泡の影響で測定精度が低いとともに、脱泡器を装着する必要があるためコストアップになる。さらに、オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されている場合には、オゾン水のオゾン濃度だけでなく外部へ放出されるオゾンガスのオゾン濃度についても測定が望まれるが、従来は別々の濃度計を使用していたためコスト高になっていた。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されている場合でも、１台でオゾン水とオゾンガスの両方のオゾン濃度の測定が可能な小型でローコストのオゾン水濃度計を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１に記載のオゾン水濃度計は、オゾン水製造装置により製造されるオゾンを含有するオゾン水とオゾンを含有しない基準水を交互に給水可能な給水管路と、給水されたオゾン水又は基準水が送り込まれて光源からオゾン水又は基準水中を通過した光を受光器で受光して紫外線吸光度を測定する測定セルとを備え、オゾン水と基準水を交互に測定セルに通水してオゾン水の濃度を求めるオゾン水濃度計において、前記測定セルが、一端に前記給水管路と接続される上部給水口と、該給水口よりも口径の小なる下部排水口とを有するとともに、他端に前記排水口に連通する上部溢水口を有し、一方、前記オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されており、前記溢水口に、オゾン水製造装置の気相オゾン放出部からオゾンガス又は大気をポンプにより吸引可能な吸引管路が接続され、該吸引管路には、吸引したオゾンガス中のオゾンを分解してオゾンを含有しない基準ガスを生成する基準ガス生成器が並列に介装されるとともに、吸引管路を基準ガス生成器を経由する管路と基準ガス生成器を経由しない管路とに切換える切換え弁が設けられていることを特徴とする。
【０００５】
【作用及び発明の効果】
請求項１に記載のオゾン水濃度計によれば、先ず給水管路と接続された給水口から測定セルに基準水を給水する。測定セルの排水口は、給水口よりも口径が小さいから、次第に測定セル内の水位が上昇し給水された基準水が溢水口から溢れて排水口を流れる基準水とともに外部に流出する。この時、給水直後の水流変化で発生する泡も溢水口から外部に流出する。このように測定セル内に水流が生じている状態で、紫外線センサにより基準水を透過する紫外線の透過光の強さ（紫外線吸光度）を測定する。測定終了後は給水管路を閉じるとともに、ポンプによりオゾン水製造装置の気相オゾン放出部から大気を吸引して溢水口に供給する。
【０００６】
また、オゾン水製造装置による気相オゾンの放出運転時にオゾンガスのオゾン濃度を測定する場合は、先ず吸引管路を基準ガス生成器を経由する管路に切換えた後、ポンプによりオゾン水製造装置の気相オゾン放出部からオゾンガスを吸引する。吸引したオゾンガスは、基準ガス生成器でオゾンを含有しない基準ガスとなり、溢水口から測定セルに供給される。この状態で紫外線センサにより基準ガスを透過する紫外線の透過光の強さ（紫外線吸光度）を測定する。測定終了後は吸引管路を基準ガス生成器を経由しない管路に切換えて、今度は溢水口からオゾンガスを測定セルに供給する。この状態で基準ガスの場合と同様にオゾンガスを透過する紫外線の透過光の強さ（紫外線吸光度）を測定する。そして、ランバート・ベールの法則に従って基準ガスとオゾンガスの透過光の強さを比較してオゾンガスのオゾン濃度を算出する。
【０００７】
オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されている場合でも、１台でオゾン水とオゾンガスの両方のオゾン濃度の測定が可能な小型でローコストのオゾン水濃度計を提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施形態に係るオゾン水濃度計１の概略のブロック図、図２は測定時のタイミングチャートである。測定セル２は、一端の上部に基準水又はオゾン水の給水用の給水口３と、下側に排水口４が形成されている。該排水口４は、給水口３よりも口径が小さく形成されている。また、測定セル２の他端の上部に溢水口５が形成されている。そして、測定セル２の両端面には、紫外線透過ガラス６，６が水密に嵌着されている。
【０００９】
上記給水口３には、オゾン水管路７と基準水管路８を含む給水管路が接続されている。オゾン水管路７及び基準水管路８には、それぞれ電磁開閉弁９，１０が介装され、オゾン水又は基準水のいずれかを給水口３から測定セル２内に給水できるようになっている。また、排水口４には排水管路１１が配管されている。溢水口５には溢水管路１２が配管され、該溢水管路１２の先端は排水管路１１に接続されている。さらに、溢水管路１２の途中には電磁開閉弁１３を介装した大気開放管路１４が接続されている。
【００１０】
上記測定セル２は、一端が紫外線センサ１５と対向し、他端が紫外線ランプ１６と対向するとともに、その中心軸線Ｃを紫外線センサ１５に向かう紫外線ランプ１６の中心光路Ｒと略合致させて配置されている。また、上記電磁開閉弁９，１０，１３及び紫外線センサ１５は、それぞれ制御回路１７に接続されている。制御回路１７は、記憶した測定処理プログラムを実行して、電磁開閉弁９，１０，１３を所定のタイミングでオン・オフさせるとともに、紫外線センサ１５が検出する基準水とオゾン水の透過光の強さに基づいてオゾン水濃度を算出し、濃度表示器１８に表示する。
【００１１】
図２のタイミングチャートに基づいて、上記構成のオゾン水濃度計１のオゾン水濃度測定手順を説明する。先ず、紫外線ランプ１６をオンし、続いて測定スイッチをオンして測定を開始する。測定スイッチオンにより、電磁開閉弁１０が開いて基準水管路８から基準水が測定セル２に給水される。このとき、排水口４からの排水量は給水量よりも少ない。従って、測定セル２内では、次第に基準水の水位が上昇して溢水口５から溢れ溢水管路１２に流出する。このように水流が生じている状態で、紫外線センサ１５により基準水を透過する紫外線の透過光の強さを測定して、制御回路１７へ出力する。
【００１２】
基準水に対する透過光の測定が終了すると、電磁開閉弁１０が閉じ基準水の給水を停止するとともに、大気開放管路１４の電磁開閉弁１３を開いて溢水管路１２すなわちこれが配管された溢水口５を大気に開放させて、測定セル２内の基準水を全て排水する。排水完了とともに電磁開閉弁１３が閉じ、同時に電磁開閉弁９が開いて、オゾン水管路７からオゾン水が測定セル２に給水される。溢水口５からオゾン水が溢れ出るようになった状態で、基準水の場合と同様にオゾン水を透過する紫外線の透過光の強さを測定して、制御回路１７へ出力する。制御回路１７では、基準水での透過光の強さとオゾン水での透過光の強さに基づいて、オゾン水濃度を算出し濃度表示器１８に表示させる。オゾン水に対する透過光の測定が終了した段階で、電磁開閉弁９を閉じてオゾン水の給水を停止し、大気開放管路１４の電磁開閉弁１３を開いて溢水口５を大気に開放させて、測定セル２内のオゾン水を全て排水する。
【００１３】
上記オゾン水濃度計１は、測定セル２内には測定時のみに給水されるから、水垢が付着し難く長期間使用することができる。また、測定の都度、常に基準水とオゾン水の透過光を短時間間隔で測定できるので、紫外線ランプ１６の光量変化や水質変動を生じても、濃度測定に影響を及ぼすことがなく、紫外線ランプ１６の光量補正用の紫外線センサを省略することができる。そして、測定終了後は、溢水口５を大気に開放させることにより、排水口４から迅速に排水できる。さらに、一端の給水口３から給水して他端の溢水口５から溢れさすことにより、給水直後に発生する泡を溢水口５から排出できる。従って、脱泡器を備える必要が無くコストを低減できる等の利点を有する。
【００１４】
図３は上記第１実施形態の変形例を示したもので、上記構成のオゾン水濃度計１において、給水口３側が溢水口５側よりも低くなるように測定セル２を傾斜させたものである。従って、オゾン水濃度計を組み込んだオゾン水製造装置の取り付けに多少の傾きがあっても、測定セル２内部の水を完全に排水でき、基準水とオゾン水の切換えを確実に行うことができる。また、測定セル２内部に空気溜まりが発生せず、安定した濃度測定が可能になる。
【００１５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係るオゾン水濃度計２１の概略のブロック図を示したもので、第２実施形態に係るオゾン水濃度計２１は、オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されている場合であって、１台でオゾン水とオゾンガスのオゾン濃度を測定できるようにしたもので、基本構成は上記第１実施形態と同一である。従って、上記第１実施形態に係るオゾン水濃度計１の構成と同一構成部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１６】
測定セル２の溢水口５に配管された溢水管路１２には、電磁開閉弁１２ａが介装され、その上流にオゾン水製造装置の気相オゾン放出部からオゾンガス又は大気をエアポンプ２６により吸引可能な吸引管路２２が接続されている。吸引管路２２には、吸引したオゾンガス中のオゾンを分解してオゾンを含有しない基準ガスを生成するオゾン分解触媒を充填した基準ガス生成器２４が並列に介装されている。また、該吸引管路２２には、エアポンプ２６の上流に吸引管路２２を基準ガス生成器２４を経由する管路と基準ガス生成器２４を経由しない管路とに切換える電磁切換弁２７が介装されている。図中、符号２５はエアポンプ２６の下流に介装されたチェック弁である。チェック弁２５は、溢水管路１２からの基準水若しくはオゾン水の逆流を防止するものである。
【００１７】
また、上記吸引管路２２は、オゾン水製造装置の気相オゾン放出部に開口しており、オゾン水製造装置がオゾン水の製造運転中は大気を吸引可能に、またオゾン水製造装置が外部への気相オゾンの放出運転中はオゾンガスを吸引可能になっている。オゾン水濃度測定時の排水の際には、電磁開閉弁１２ａにより溢水管路１２を閉じ、エアポンプ２６により大気を吸引して測定セル２へ送給することにより強制的に排水する。また、オゾンガス濃度測定時にも電磁開閉弁１２ａにより溢水管路１２を閉じて、基準ガス若しくはオゾンガスを測定セル２に送給する。
【００１８】
上記構成のオゾン水濃度計２１により、オゾン水製造装置によるオゾン水の製造運転時にオゾン水のオゾン濃度を測定する場合は、第１実施形態に係るオゾン水濃度計の場合と同様の手順によりオゾン水のオゾン濃度を測定する。ただし、測定セル２内から基準水又はオゾン水を排出する際に、エアポンプ２６によりオゾン水製造装置の気相オゾン放出部から大気を吸引して強制的に排水する点のみが異なる。また、オゾン水製造装置による気相オゾンの放出運転時にオゾンガスのオゾン濃度を測定する場合は、先ず制御回路１７の切換信号により、電磁開閉弁１２ａを閉じるとともに、電磁切換弁２７により吸引管路２２を基準ガス生成器２４を経由する管路に切換えた後、エアポンプ２６によりオゾン水製造装置の気相オゾン放出部からオゾンガスを吸引する。吸引したオゾンガスは、基準ガス生成器２４のオゾン分解触媒によって分解され、オゾンを含有しない基準ガスとなって測定セル２に供給される。この状態で紫外線センサ１５により基準ガスを透過する紫外線の透過光の強さを測定して、制御回路１７へ出力する。
【００１９】
基準ガスの測定終了後は、電磁切換弁２７により吸引管路２２を基準ガス生成器２４を経由しない管路に切換え、今度はオゾンガスをエアポンプ２６により測定セル２に供給する。この状態で基準ガスの場合と同様にオゾンガスを透過する紫外線の透過光の強さを測定して、制御回路１７へ出力する。そして、ランバート・ベールの法則に従って基準ガスとオゾンガス透過光の強さを比較してオゾンガスのオゾン濃度を算出し、濃度表示器１８に表示する。
【００２０】
上記したオゾン水濃度計２１は、オゾン水製造装置が、オゾン水の製造運転と外部への気相オゾンの放出運転とに切換え可能に構成されている場合でも、１台でオゾン水とオゾンガスの両方のオゾン濃度の測定が可能な小型でローコストのオゾン水濃度計を提供することができる。また、オゾン水濃度測定時の排水の際には、電磁開閉弁１２ａにより溢水管路１２を閉じエアポンプ２６により大気を測定セル２へ送給して強制的に排水するから、測定サイクルを大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るオゾン水濃度計の概略のブロック図である。
【図２】測定時のタイミングチャートである。
【図３】第１実施形態の変形例を示したオゾン水濃度計の概略のブロック図である。
【図４】第２実施形態に係るオゾン水濃度計の概略のブロック図である。
【図５】従来例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１...オゾン水濃度計
２...測定セル
３...給水口
４...排水口
５...溢水口
６...紫外線透過ガラス
７...オゾン水管路
８...基準水管路
９，１０，１２ａ，１３...電磁開閉弁
１４...大気開放管路
１５...紫外線センサ
１６...紫外線ランプ
１７...制御回路
１８...濃度表示器
２２...吸引管路
２７...電磁切換弁
Ｒ...中心光路
Ｃ...中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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