(57)【要約】【課題】インラインｐＨ計の比較電極内部液（塩化カリウム）の補給を安定化させる。【解決手段】プロセス流体１１が流れる配管７の途中に設けられるインラインｐＨ計Ａであって、上記配管７の途中に設けられ内部にオリフィス６を有する筐体５と、該筐体５のオリフィス６の上流側５ａに設けられる一次圧取り出し口５ｄと、該筐体５のオリフィス６の下流側５ｂに挿入されるｐＨ計電極１に付属して設けられる比較電極内部液（塩化カリウム）タンク２と、一次圧取り出し口５ｄと比較電極内部液（塩化カリウム）タンク２の間に設けられ一次圧を比較電極内部液（塩化カリウム）タンク２に付圧する一次圧導圧部８とからなる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体が流れる配管の途中に設けられるインラインｐＨ計であって、上記配管の途中に設けられ内部にオリフィスを有する筐体と、該筐体のオリフィス上流側に設けられる一次圧取り出し口と、該筐体のオリフィスの下流側に挿入されるｐＨ計電極に付属して設けられる比較電極内部液タンクと、一次圧取り出し口と比較電極内部液タンクの間に設けられ一次圧を比較電極内部液タンクに付圧する一次圧導圧部とからなることを特徴とするインラインｐＨ計。
【請求項２】
上記一次圧導圧部は、一次圧取り出し口に隣接して設けられた受圧側ピストンシリンダと、比較電極内部液タンクに設けられた加圧側ピストンシリンダと、受圧側ピストンシリンダと加圧側ピストンシリンダとを連結し、内部に液体を封入したキャピラリとからなる請求項１記載のインラインｐＨ計。
【請求項３】
上記一次圧導圧部は、一次圧取り出し口に隣接して設けられた受圧側ダイヤフラムと、比較電極内部液タンクに設けられた加圧側ダイヤフラムと、受圧側ダイヤフラムと加圧側ダイヤフラムとを連結し、内部に液体を封入したキャピラリとからなる請求項１記載のインラインｐＨ計。
【請求項４】
上記比較電極内部液は塩化カリウム溶液である請求項１ないし請求項３記載のインラインｐＨ計。
【請求項５】
上記キャピラリに封入した液体は、シリコンオイルである請求項２ないし請求項４記載のインラインｐＨ計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセス流体のｐＨをインラインで計測する比較電極内部液、たとえば塩化カリウム（以下「ＫＣｌ」という）補給型のインラインｐＨ計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ｐＨは化学工業において、非常に重要な指標であり、各種プロセスプラントで配管中を流れるプロセス流体のｐＨを連続的に計測するインライン型のｐＨ計が広く用いられている。インライン型ｐＨ計は、２個の電極を有していて、一方は基準の溶液に浸漬し、他方は被検液に浸漬し、その電位差を測定することにより被検液のｐＨを知ることができる。ところが、被検液に電極を直接浸漬すると、被検液と電極との間に接触電位が発生し、ｐＨの正確な測定ができない。そこで、被検液中に比較電極内部液たとえばＫＣｌ溶液を収容する容器を浸漬し、その容器に小さな孔をあけるとともに、ＫＣｌ溶液中に電極を浸漬し、電極と被検液はＫＣｌ溶液を介して間接的に接触するようにして、接触電位の発生を防ぎ、正確なｐＨを計測する。圧力差または拡散により被検液がＫＣｌ溶液中に侵入するのを防ぐため外部に比較電極内部液（ＫＣｌ）タンクを設け、常時、微量のＫＣｌ溶液を被検液中に流出するようにする。なお、比較電極内部液はＫＣｌ溶液に限らず硝酸カリウムなどであってもよい。
【０００３】
図３は従来のインラインｐＨ計の斜視図である。図において、１はｐＨ電極、２は比較電極内部液（ＫＣｌ）タンクである。３はＫＣｌタンク２の加圧装置で、計装用のエアを用いている。３ａは仕切弁、３ｂは小型の減圧弁である。４は変換器で、ｐＨ計からの信号を変換し、計器盤へ送るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の比較電極内部液補給型インラインｐＨ計は、比較電極内部液（ＫＣｌ溶液）を電極部へ供給するためにＫＣｌタンク２を設け、計装用空気や窒素ガス等によりプロセス圧力（電極にかかる圧力）よりも３０〜１００ＫＰａ程度高い圧力で加圧している。この圧力の設定は、現場でプロセス圧力を確認しながら手動で減圧弁３ｂを調節することにより行なわれる。
【０００５】
そのため、プロセス圧力が変動する度に、人手により再度設定しなければならない。設定不良の場合、たとえば、プロセス圧力よりＫＣｌタンクの加圧力が高すぎると、ＫＣｌ溶液の供給過剰になり、ＫＣｌタンクが短期間で空になってしまうし、逆に低すぎるとＫＣｌ溶液を電極に供給することができず、ｐＨの測定ができないといったトラブルが発生する。また、計装用空気や窒素ガスが停止したときも計測不能になる。
【０００６】
もちろん、プロセス圧力とＫＣｌタンクの加圧力の両方の差圧を差圧検出器で検出し、加圧力を調節弁により自動的に調節するようにしてもよいが、設備が高価になるので、一般的には採用されていない。
【０００７】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、ＫＣｌタンクの加圧にプロセス流体自体の圧力を利用することにより、計装用の空気や窒素ガスを使用すること無しに、ＫＣｌ溶液の供給量を一定に保つことができるインラインｐＨ計を提供することを目的とする。なお、特許文献１には、オリフィスで発生する差圧を利用する技術が開示されているが、これは差圧を利用して一定流量が流れるようにした装置であり、発明の目的、構成および効果が本発明とは異なる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２２２０４１号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインラインｐＨ計は、プロセス流体が流れる配管の途中に設けられるインラインｐＨ計であって、上記配管の途中に設けられ内部にオリフィスを有する筐体と、該筐体のオリフィス上流側に設けられる一次圧取り出し口と、該筐体のオリフィスの下流側に挿入されるｐＨ計電極に付属して設けられる比較電極内部液タンクと、一次圧取り出し口と比較電極内部液タンクの間に設けられ一次圧を比較電極内部液タンクに付圧する一次圧導圧部とからなるものである。
【００１０】
上記一次圧導圧部は、一次圧取り出し口に隣接して設けられた受圧側ピストンシリンダと、比較電極内部液タンクに設けられた加圧側ピストンシリンダと、受圧側ピストンシリンダと加圧側ピストンシリンダとを連結し、内部に液体を封入したキャピラリとからなるのが好ましい。
【００１１】
上記一次圧導圧部は、一次圧取り出し口に隣接して設けられた受圧側ダイヤフラムと、比較電極内部液タンクに設けられた加圧側ダイヤフラムと、受圧側ダイヤフラムと加圧側ダイヤフラムとを連結し、内部に液体を封入したキャピラリとからなるものであってもよい。
【００１２】
比較電極内部液は、塩化カリウム溶液であるのが好ましい。
【００１３】
キャピラリに封入した液体は、シリコンオイルであるのが好ましい。
【００１４】
次に本発明の作用を説明する。筐体の一次圧取り出し口と筐体のｐＨ計電極が挿入されている部分との間にはオリフィスが設けられているので、筐体中をプロセス流体（ここでは液体）が流れると差圧が発生し、一次側の圧力をｐＨ計電極に付属しているＫＣｌタンクに、一次圧導圧部を介して付圧してやることによりＫＣｌ溶液はｐＨ計電極に流入する。ＫＣｌタンクを加圧する圧力は、ｐＨ計電極が挿入されている部分のプロセス圧力よりも３０〜１００ｋＰａ程度高くする必要があるので、オリフィスはプロセス流体の設計流量範囲で、この範囲の差圧を発生するように設計すればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のインラインｐＨ計の全体図である。図２は一次圧導圧部の図面であり、図２（Ａ）は全体図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の１部拡大図である。なお、これらの図において、すでに説明した図３と共通する部分については同一の符号を付している。
【００１６】
これらの図において、ＡはインラインｐＨ計である。インラインｐＨ計Ａは、プロセス流体１１が流れる配管７の途中に設けられている。１はｐＨ計電極、２は比較電極内部液（ＫＣｌ）タンクである。５は筐体である。筐体５はプロセス流体１１が流れる配管７の途中に設けられ、内部にオリフィス６を有している。筐体５と配管７とは筐体側フランジ５ｃと配管側フランジ７ａによって接続されている。筐体５のオリフィス６の上流側（一次側）５ａには一次圧Ｐ１の取り出し口５ｄが設けられている。筐体５のオリフィス６の下流側（二次側）５ｂにはｐＨ計電極１が挿入されており、ｐＨ計電極１にはＫＣｌタンク２が付属して設けられている。一次圧取り出し口５ｄとＫＣｌタンク２との間には一次圧導圧部８が設けられており、一次圧Ｐ１をＫＣｌタンク２に付圧するようになっている。
【００１７】
一次圧導圧部８は、図２（Ａ）に示すように、筐体５の一次側５ａに設けられた一次圧取り出し口５ｄに隣接して設けられ、内部に受圧側ピストン８ｂを有する受圧側シリンダ８ａと、内部に加圧側ピストン８ｃを有し、ＫＣｌタンク２のキャップを兼ねる加圧側シリンダ８ｅと、受圧側シリンダ８ａと加圧側シリンダ８ｅとを連結し、内部にシリコンオイルなどの液体（非圧縮性流体）を封入したキャピラリ８ｄとからなる。ＫＣｌタンク２の上端には雄ねじ１０ａが、加圧側シリンダ８ｅの下端には雌ねじ１０ｂがそれぞれ切ってあり、互いに螺合して、加圧側シリンダ８ｅがＫＣｌタンク２のキャップを形成している。９はピストンロッドであり、ピストン８ｂ、８ｃがシリンダ８ａ、８ｅ内を滑らかに摺動するようにガイドしている。ＫＣｌタンク２から加圧側シリンダ８ｅを取り外して、ＫＣｌタンク２内にＫＣｌ溶液を補給できるようになっている。
【００１８】
次に本実施形態の作用を説明する。筐体５の一次圧取り出し口５ｄと筐体５のｐＨ計電極１が挿入されている部分５ｂとの間にはオリフィス６が設けられているので、筐体５中をプロセス流体１１が流れると差圧ΔＰが発生し、一次側の圧力Ｐ１をｐＨ計電極１に付属しているＫＣｌタンク２に、一次圧導圧部８を介して付圧してやることによりＫＣｌ溶液はｐＨ計電極１に流入する。ＫＣｌタンク２を加圧する圧力Ｐ１は、ｐＨ計電極１のプロセス圧力Ｐ２よりも３０〜１００ｋＰａ程度高くする必要があるので、オリフィス６はプロセス流体１１の設計流量範囲で、この範囲の差圧を発生するように設計すればよい。
【００１９】
ＫＣｌタンク２には時々ＫＣｌ溶液を補給してやる必要があるが、ＫＣｌタンク２と加圧側シリンダ８ｅとはねじによって結合されており、受圧側シリンダ８ａと加圧側シリンダ８ｅとは柔軟なキャピラリで連結されているので、加圧側シリンダ８ｅをＫＣｌタンク２から容易に取り外すことができ、ＫＣｌ溶液を補給することができる。
【００２０】
図４は本発明の他の実施形態を示す図である。本例では受圧側ピストン８ｂの代りに受圧側ダイヤフラム１２ａ、加圧側ピストン８ｃの代りに加圧側ダイヤフラム１２ｂを用いており、他は図２（Ａ）と同じである。ダイヤフラム１２ａ、１２ｂは、薄いゴムなど容易に、かつ、大きく変形するものが好ましい。ダイヤフラムは摺動部分が無いので保守が容易である。
【００２１】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のインラインｐＨ計は、プロセス流体の流れの途中にオリフィスを設けてその前後で差圧を発生させ、その一次圧を比較電極内部液（ＫＣｌ）タンクの加圧に用いるので、次のような優れた効果がある。
（１）計装用空気や窒素ガスなどを用いた加圧装置を省略することができるので、装置のコストダウンが可能になる。また、プロセス流体の圧力が変動しても、それに対応して加圧力を手動で調節する必要がないので、省力化が達成できる。
（２）加圧力が安定していて、ＫＣｌ溶液が過剰に流れたり、不足したりすることがなく、ＫＣｌ溶液の使用量が安定し、補給頻度も定期的になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインラインｐＨ計の全体図である。
【図２】一次圧導体部の図面であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）の１部拡大図である。
【図３】従来のインラインｐＨ計の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１    ｐＨ計電極
２    比較電極内部液（ＫＣｌ）タンク
５    筐体
５ｄ  一次圧取り出し口
７    配管
８    一次圧導圧部
８ｂ  受圧側ピストン
８ｃ  加圧側ピストン
８ｄ  キャピラリ
１１    プロセス流体
【図１】
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【図２】
2004279298.tif 000004
【図３】
2004279298.tif 000005
【図４】
2004279298.tif 000006