(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質検出器の、試料水に接触する洗浄対象部位に付着した汚濁物質を洗浄ノズルから噴射する圧縮気体の作用により除去する水質検出器用洗浄装置において、
圧縮気体供給源と、
前記圧縮気体供給源から圧縮気体を供給するためのチューブと、
前記チューブに連結され、かつ試料水中に浸漬される検出器本体の近傍に配置されて圧縮気体を貯蔵するタンクと、
前記タンクに連結されて圧縮気体が供給されるバルブと、
前記バルブの出口側に配置されて前記洗浄対象部位に試料水を介して対向する洗浄ノズルと、
を備え、
前記チューブが試料水中の前記検出器本体を支持するワイヤに沿って延伸され、
前記バルブは、前記タンクから供給される圧縮気体の圧力が所定の設定圧力を超えた時に開動作して圧縮気体を前記洗浄ノズルから噴射させることを特徴とする水質検出器用洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載した水質検出器用洗浄装置において、
前記バルブは、前記タンクから供給される圧縮気体の圧力が所定値より低下した時に閉動作して圧縮気体の噴射を停止させることを特徴とする水質検出器用洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐＨ計、ＯＲＰ計、溶存酸素計等の各種水質検出器を洗浄するための水質検出器用洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用水、下水、河川水、湖沼水または海洋水等の水質は連続的に測定して監視していく必要がある。連続的な測定を行ううちに試料水に含まれる汚濁物質が検出器（電極部）に付着すると検出能力が低下し、分析精度が低下してくる。このため、電極部等を一定周期で洗浄することが望ましく、例えば特許文献１に記載されているような間欠式洗浄方法及び間欠式洗浄装置が既に公知となっている。
【０００３】
この特許文献１に係る間欠式洗浄方法は、圧縮気体を洗浄ノズルから洗浄対象部位に向けて噴射する圧縮気体噴射期間と、圧縮気体噴射を停止する停止期間とを備え、前記圧縮気体噴射期間と前記停止期間とを交互に繰り返し、これらの圧縮気体噴射期間と停止期間とのそれぞれをほぼ０．１〜６０秒に設定するものである。また、この洗浄方法を実施する洗浄装置は、液体中の電極部等の洗浄対象部位に向けて圧縮気体を噴射する洗浄ノズルと、洗浄ノズルに圧縮気体を供給する圧縮気体供給部と、圧縮気体の供給を制御する制御弁と、この制御弁の開動作と閉動作とを制御する機能を有する中央処理部と、必要に応じて圧縮気体を所定量蓄えるタンクとを備え、制御弁が、ほぼ０．１〜６０秒の周期で開閉する機能を備えているものである。
【０００４】
上記従来技術によれば、電極部等の洗浄対象部位に付着した汚濁物質に試料水と気泡との境界部が無秩序に接触する際に汚濁物質に振動を生じさせてこれを効率的に剥離除去することができると共に、洗浄開始直後の洗浄力を長時間にわたり維持して確実に洗浄を行うことが可能である。ここで、洗浄ノズルから洗浄対象部位に向けて噴射される圧縮気体は、洗浄効率の観点から、短時間のうちに多量を噴射させることが望ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１１８５８号公報（段落［００１５］〜［００２１］，［００２８］〜［００３１］、図１，図３〜図７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、上記従来技術では、陸上に設置された圧縮気体供給部からチューブ等を介して圧縮空気を洗浄ノズルに供給している。しかるに、検出器本体が例えば湖底や下水の深槽反応タンクのように水深が比較的深い位置に設置される場合には、前述のチューブを長くして陸上の圧縮気体供給部から検出器の洗浄対象部位近傍の洗浄ノズルまで圧縮空気を供給しなくてはならない。
このため、チューブの長さに応じて配管抵抗が増大することとなり、短時間のうちに多量の圧縮空気を供給することができず、十分な洗浄力を得ることができないという問題があった。
また、別の方法として、制御弁を洗浄ノズル及びタンクの近傍に配置することで、チューブの延長に伴う配管抵抗の増大を回避することができるが、制御弁に電磁弁を用いる場合には防水型とする必要があり、防水対策と絶縁対策が厄介であった。
【０００７】
チューブの配管抵抗を小さくするにはチューブの内径を太くすればよいが、一般的に小型・軽量である検出器の近傍に洗浄ノズルと共に配置されるチューブの内径が太くなることは、チューブの柔軟性やチューブ及び検出器の設置自由度を損なう結果となる。また、太径のチューブに圧縮空気が充満すると、その浮力が検出器本体に作用するので、検出器本体を安定して設置するには錘を取り付ける等の対策が必要になる。
【０００８】
そこで本発明の解決課題は、細径かつ長尺のチューブ等を使用しながら、かつ、防水型の電磁弁を必要とせずに、洗浄ノズルに所要圧力の圧縮気体を供給可能とし、水深深く設置された検出器本体の洗浄対象部位に対しても十分な洗浄力を発揮することができる水質検出器用洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、水質検出器の、試料水に接触する洗浄対象部位に付着した汚濁物質を洗浄ノズルから噴射する圧縮気体の作用により除去する水質検出器用洗浄装置において、
圧縮気体供給源と、
前記圧縮気体供給源から圧縮気体を供給するためのチューブと、
前記チューブに連結され、かつ試料水中に浸漬される検出器本体の近傍に配置されて圧縮気体を貯蔵するタンクと、
前記タンクに連結されて圧縮気体が供給されるバルブと、
前記バルブの出口側に配置されて前記洗浄対象部位に試料水を介して対向する洗浄ノズルと、
を備え、
前記チューブが試料水中の前記検出器本体を支持するワイヤに沿って延伸され、
前記バルブは、前記タンクから供給される圧縮気体の圧力が所定の設定圧力を超えた時に開動作して圧縮気体を前記洗浄ノズルから噴射させるものである。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した水質検出器用洗浄装置において、前記バルブは、前記タンクから供給される圧縮気体の圧力が所定値より低下した時に閉動作して圧縮気体の噴射を停止させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検出器本体が水深深く設置される際に、前記気体供給管として比較的細径のチューブを用いた場合でも、検出器本体近傍のタンクの内圧を所定値まで高めれば、以後はバルブの開閉動作により多量の圧縮気体を間欠的に洗浄ノズルから噴射させることができる。
このため、太径のチューブを用いた場合の柔軟性低下や検出器本体の設置自由度の低下がなく、チューブ内の圧縮気体の浮力によって設置安定性が低下するおそれもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は本発明の第１実施形態の使用状態を示す構成図であって、水質検出器が例えば試料水のｐＨ値を検出するｐＨ計であり、その電極部の洗浄に本発明を適用した場合のものである。
【００１３】
図１において、１０は洗浄対象部位としての電極部を内蔵した検出器本体であり、ｐＨ値を測定するべき河川水や湖沼水等の試料水Ｗ中にワイヤ１１を介して浸漬されている。ワイヤ１１の上端部は、陸地Ｇに設置された基台５０上の腕金５１に固着されている。
また、前記電極部に接続されたリード線１２がワイヤ１１に沿って腕金５１方向に延伸されており、その先端部は基台５０上の変換器６０に接続されている。この変換器６０は、電極部による測定信号のインピーダンス変換、増幅等を行って測定値を得るためのものである。
【００１４】
検出器本体１０の側方には、その電極部に供給される圧縮空気を貯蔵するためのタンク２０が一体的に取り付けられており、このタンク２０に圧縮空気を供給する気体供給管としてのチューブ２２が、前記リード線１２と同様にワイヤ１１に沿って腕金５１方向に延伸されている。そして、チューブ２２の先端部は基台５０上のポンプ４０に連結されている。
圧縮気体供給源としては、ポンプ４０に限定されず、例えば、圧縮空気が収容されたボンベを用いたり、工場等にて使用する計装空気を電磁弁を介して供給しても良い。
更に、チューブ２２は可撓性、耐候性、耐久性の観点から、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）製やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製などの樹脂製チューブを用いることが望ましいが、本発明の原理上は、気体供給管として可撓性のない樹脂製のチューブを用いても差し支えない。
【００１５】
タンク２０の下端部には、圧縮空気が供給されるほぼＪ字形のパイプ２１が連結され、その終端部にはバルブ３０を介して洗浄ノズル３１が取り付けられている。
なお、洗浄ノズル３１は、圧縮空気が検出器本体１０の電極部方向に噴射される向きに配置されているが、これらの配置構造は図２を参照しつつ以下に説明する。
【００１６】
図２は、図１の要部の拡大図である。前記パイプ２１に連結されるバルブ３０としては、例えば安全弁のように、バルブの入口側（パイプ２１側）の圧力が上昇して設定圧力を超えた時に自動的に作動して弁体が開くことにより圧縮空気を瞬時に排出し、圧力が所定値まで低下した時に弁体が再び閉じる機能を持っている。このバルブ３０の出口側に前記洗浄ノズル３１が設けられており、その先端部は適宜な間隙を介して検出器本体１０の内部の電極部１３に対向している。
ここで、洗浄ノズル３１の形状は特に限定されないが、バルブ３０の開動作時に多量の圧縮空気を短時間に吐出させるためや、吐出直後にバルブ３０の内圧を一気に下げてバルブ３０の閉動作を確実に行わせるために、洗浄ノズル３１の先端部を極度に絞らないことが好ましい。
【００１７】
次に、本実施形態の動作を図３を参照しつつ説明する。
図３は、ポンプ４０の動作、バルブ３０の内圧（入口側圧力）及びバルブ３０の動作を示すタイミングチャートである。
【００１８】
図３に示すように、所定の長さの洗浄周期Ｔを設定し、そのうち、洗浄期間Ｔ１はポンプ４０をオン、その他の期間Ｔ２はポンプ４０をオフしてｐＨ値等の測定期間とする。
洗浄期間Ｔ１において、ポンプ４０をオンすると、チューブ２２を介してタンク２０に圧縮空気が徐々に供給され、パイプ２１を経てバルブ３０の内圧も徐々に高くなっていく。そして、この内圧がバルブ３０固有の設定圧力を超えると、バルブ３０の弁体が瞬時に開き、圧縮空気を洗浄ノズル３１を介して試料水Ｗ中に噴射する。
【００１９】
これにより、圧縮空気は急激に膨張して気泡を含んだ高速な水流を発生させる。この水流の勢いと、電極部１３に付着した汚濁物質に試料水Ｗ及び気泡の境界部が無秩序に接触する際に引き起こされる汚濁物質自体の振動との相乗作用により、汚濁物質が効率よく除去されることとなる。
その後、バルブ３０の内圧が低下すると弁体が閉じて洗浄ノズル３１からの圧縮空気の噴射が停止し、電極部１３の周囲は再び試料水Ｗによって包囲される。
【００２０】
洗浄期間Ｔ１では、上述したバルブ３０の開動作、閉動作が複数回繰り返されるため、圧縮空気の使用量を少なくして電極部１３を効率的に間欠洗浄することができる。なお、洗浄期間Ｔ１中の洗浄回数（バルブ３０が開動作する回数）は、洗浄期間Ｔ１の長さやタンク２０の容量、バルブ３０の設定圧力等によって所望の値に設定可能である。
【００２１】
上記のように本実施形態では、ポンプ４０からチューブ２２を介してタンク２０に所定量の圧縮空気を貯蔵し、この圧縮空気の圧力が設定圧力を超えた時に開動作するバルブ３０の作用によって、洗浄ノズル３１から電極部１３方向へ圧縮空気を噴射させるものである。
従って、検出器本体１０が水深深く設置され、チューブ２２が長尺になってその配管抵抗が大きくなる場合、タンク２０の内圧が所定値に達するまでにはある程度の時間がかかったとしても、タンク２０の内圧がバルブ３０の設定圧力を超えた時点以降はバルブ３０の開閉動作によって間欠洗浄を行うことができる。すなわち、チューブ２２としては所定圧力の圧縮空気をタンク２０に大量に供給する機能が要求されず、単に空気の供給路として機能すれば足りることから、細径のものを使用しても差し支えない。
【００２２】
このため、太径のチューブを使用した場合の柔軟性低下や検出器本体の設置自由度の低下を招くことがないと共に、チューブ内の大量の圧縮空気の浮力により検出器本体１０の設置安定性が損なわれる等の不都合も生じない。
また、圧縮空気を貯蔵するタンク２０には一般にある程度の重量を持つ金属製容器が用いられるので、タンク２０が浮力を持つこともない。
【００２３】
次に、図４は本発明の第２実施形態を示す構成図である。
多項目水質分析計や複合電極のように、検出器が、複数の洗浄対象部位としての電極部を有する場合や、濁度計の発光部及び受光部のように複数の洗浄対象部位が離れて配置される場合には、これらの洗浄対象部位に対応させて同数の洗浄ノズルを設け、タンクから各洗浄ノズルへ並列的に圧縮空気を供給するように構成しても良い。
図４の第２実施形態は、検出器本体１０Ａ，１０Ｂがそれぞれ電極部１３Ａ，１３Ｂを有しており、タンク２０に連結された単一のバルブ３０Ａの出口側を二つに分岐して洗浄ノズル３１Ａ，３１Ｂを形成した例である。
【００２４】
また、図５は本発明の第３実施形態、図６は本発明の第４実施形態をそれぞれ示す構成図である。洗浄対象部位の位置によっては側方から洗浄する方が効果的な場合もあるので、第３，第４実施形態ではこの点を考慮して洗浄対象部位に側方から圧縮空気を噴射するようにした。
図５の第３実施形態は、タンク２０の底部中央に垂直方向にバルブ３０Ｃを配置すると共に、その出口側にＬ字形の洗浄ノズル３１Ｃを連結したものであり、図６の第４実施形態は、タンク２０の下端部側面に水平方向にバルブ３０Ｄを配置して洗浄ノズル３１Ｄを連結したものである。
【００２５】
何れの実施形態も、洗浄ノズル３１Ｃ，３１Ｄにより、検出器本体１０Ｃの下端部に位置する洗浄対象部位に側方から圧縮空気を噴射するように構成されている。なお、洗浄対象部位の位置（高さ）は検出器本体により様々であるから、その高さに応じて洗浄ノズル３１Ｃ，３１Ｄの位置を相対的に設定することは言うまでもない。
また、上記バルブ３０Ｃ，３０Ｄは、内蔵されたスプリング３２に抗して弁体を移動させることにより圧縮空気を排出するようになっているが、バルブの構造は図示例に何ら限定されるものではない。
【００２６】
なお、上記各実施形態において、洗浄用の圧縮気体としては、空気ばかりでなく、各種溶剤や洗浄剤等のミストを混合して用いることもできる。
更に、前述した如く洗浄対象部位は電極部に限定されず、例えば光電変換式検出セルの発光部及び受光部を構成するセル窓であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の使用状態を示す構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の使用状態を示す構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の使用状態を示す構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態の使用状態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：検出器本体
１１：ワイヤ
１２：リード線
１３，１３Ａ，１３Ｂ：電極部
２０：タンク
２１：パイプ
２２：チューブ
３０，３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ：バルブ
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ：洗浄ノズル
３２：スプリング
４０：ポンプ
５０：基台
５１：腕金
６０：変換器
Ｇ：陸地
Ｗ：試料水
【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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【図６】
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