本発明は、ポーラログラフ法による残留塩素計と、それを用いた給水端末モニタに関する。

被測定液中に浸漬した作用極と対極との間に電圧を印加し、両極間を流れる電流に基づき前記被測定液中の遊離残留塩素濃度を測定するようにしたポーラログラフ法による残留塩素計は、試薬を使用せずに遊離残留塩素濃度を測定することが可能であり、ランニングコストが安く、廃液処理も不要であることから、例えば、上水道、簡易水道、専用水道などにおいて毎日の検査が義務付けられている水道水の残留塩素濃度、色、濁りの連続自動測定を行う給水端末モニタにおける残留塩素計として好適である。

しかしながら、ポーラログラフ法による残留塩素計によって、被測定液中の残留塩素濃度を連続測定するにあたっては、被測定液の含有成分に加え、対極から溶出した金属が付着して、作用極が汚れるため、作用極の周りの被測定液中に混在させたセラミックビーズなどの電極研磨材とこすり合わせて、電極面が汚れないように研磨しながら測定することが必要とされる。

この電極洗浄機構として、従来では、特許文献１に見られるように、セラミックビーズなどの電極研磨材を入れたセルの中で、電極を回転させたり、電極の外周にセラミックビーズなどの電極研磨材を入れた外筒を設けて、その外筒を回転させることによって、電極面が汚れないように研磨していた。

また、特許文献２に見られるように、研磨ビーズ中で電極を振動させる構造のものもある。 前者の従来技術では、回転のための軸受が必要であり、電極洗浄のための機構が複雑で、価格が高くなるという問題点があり、後者の従来技術では、電極の振動による測定信号への悪影響があるという問題点があった。

特開平１１−２９５２６６号公報

特開２００３−１３９７４０号公報

本発明は、上記の問題点を踏まえてなされたもので、その目的とするところは、ポーラログラフ法による残留塩素計において、軸受を不要にして電極の洗浄機構を簡略化することにある。

上記の目的を達成するために、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。 即ち、本発明の特徴は、被測定液中に浸漬した作用極と対極との間に電圧を印加し、両極間を流れる電流に基づき前記被測定液中の遊離残留塩素濃度を測定する残留塩素計において、作用極の周りに被測定液と電極研磨材が収納される研磨材収納部を設け、研磨材収納部を振動させる振動付与手段を設けたことにある（請求項１）。

請求項２に記載の発明は、棒状絶縁部の下端に作用極が設けられ、上端に対極が設けられてなる残留塩素測定電極の周りに被測定液の流路を形成する筒を設け、筒の上端に連設された上蓋部材で残留塩素測定電極を挿抜可能な状態に保持し、筒の下端を、小径孔部と大径孔部とが同芯状に形成された筒保持部材に、前記小径孔部と連通した状態に固定し、筒保持部材に筒の内部と連通する被測定液の供給路を形成し、上蓋部材に筒の内部と連通する被測定液の排出路を形成し、筒保持部材の下面には、上面が開口し側面に被測定液の供給路と連通する横孔が形成され内部に電極研磨材が収納された研磨材収納部と、下面が開口し開口端にフランジが設けられた円筒部とからなる下蓋部材を、前記研磨材収納部が前記筒の下端開口に挿入された状態に配置して、筒保持部材と螺合するキャップにより取り付け、下蓋部材の下面に、振動モータをその偏心回転体が前記円筒部に収納された状態に固定し、研磨材収納部の横孔より下方の軸部と前記小径孔部との間、前記円筒部と前記大径孔部との間に、夫々、Ｏリングを介在させ、フランジの上面とそれに対向する筒保持部材の開口端面との間、フランジの下面とそれに対向するキャップの上面との間に、夫々、緩衝材を介在させて、下蓋部材を筒保持部材に弾性的に支持させてあることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の残留塩素計と、濁度・色度計とを備えてなる給水端末モニタを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、作用極の周りに被測定液と電極研磨材が収納される研磨材収納部を設け、研磨材収納部を振動させる振動付与手段を設け、研磨材収納部側を振動させるようにしてある。 従って、電極面の汚れを防止しながら被測定液中の留塩素濃度を連続測定することが可能であり、それでいて、電極の洗浄機構として、振動付与手段を用いたので、先に述べた従来例のような電極や外筒を回転させる軸受が不要であり、電極洗浄機構の簡略化とそれによるコストダウンが可能である。 また、上記の効果に加えて、作用極と、その周りの被測定液中に混在させた電極研磨材とを相対的に振動させる際、電極側の振動を抑制して、電極の振動による測定信号への悪影響を回避できる効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、振動付与手段としての振動モータが固定された下蓋部材を筒保持部材に、Ｏリングや緩衝材を介して弾性的に支持させてあるので、下蓋部材の研磨材収納部に収納した電極研磨材の振動は振動モータを固定した下蓋部材側の振動に依存し、上蓋部材で保持された残留塩素測定電極の振動は筒保持部材側の振動に依存することになり、その結果として、作用極と、その周りの被測定液中に混在させた電極研磨材とが相対的に振動することになる。 従って、請求項２に記載の発明によれば、上記の諸効果に加えて、筒保持部材を、例えば給水端末モニタのベースフレームなどにねじで固定した際、ベースフレームの振動を可及的に抑制でき、固定ねじの振動による緩み、給水端末モニタのケーシングの振動などを防止できる効果がある。

また、研磨材収納部の横孔より下方の軸部と前記小径孔部との間のＯリングが一次シール、前記円筒部と前記大径孔部との間のＯリングが二次シールとなり、二段階のシール機能が発揮されるので、振動に起因する被測定液の液漏れを確実に防止できる効果がある。

請求項３に記載の発明によれば、残留塩素計の電極洗浄機構が簡略化され、残留塩素計のコストダウンが達成される結果として、給水端末モニタの低価格化が可能である。

図１は、毎日の検査が義務付けられている３項目（残留塩素濃度、色、濁り）を連続測定するためのポーラログラフ法による残留塩素計Ａと透過吸光光度法による濁度・色度計Ｂとを備え、オプションとして追加されたｐＨ測定装置Ｃ、導電率測定装置Ｄ、水圧測定装置Ｅ、水温測定装置Ｆを備えた給水端末モニタのフロー図である。 給水端末モニタによる測定結果は、管理事務所等に設置された図外の表示部に表示され、記録されるように構成されている。

図中のＶ _１は、上水道などから連続して採取される被測定液（水道水）を残留塩素計Ａや濁度・色度計Ｂなどの測定セル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへと流す流路２ａと、ゼロ水（ゼロ点校正液である）精製用フィルタ３を経て流す流路２ｂとに切り換えるゼロ水切換弁である。 Ｖ _２は被測定液や精製されたゼロ水の流量調整弁であり、流路２ａ，２ｂの合流点より下流側に介在されている。 Ｖ _３は排水用切換弁、４は排水口である。 Ｖ _４は必要に応じて使用される大気開放用切換弁、５は大気開放口である。 Ｖ _５は被測定液供給弁、６は給水口である。 Ｖ _６は供給された被測定液を、水圧測定装置Ｅの接続点よりも下流側において、測定に適した圧力にまで減圧する減圧弁である。 Ｖ _７は必要に応じて使用されるスパン校正液切換弁である。

尚、図示の例では、濁度・色度計Ｂが、共用される一つの測定セル１ｂに対して、波長６６０ｎｍ付近の光と波長３７５ｎｍ付近の光を照射する二つの光源と、一つの受光素子とを設けて、光源を交互に切り換えることにより、濁度と色度を交互に測定する複合化された形式とされているが、濁度・色度計Ｂとしては、各々に測定セル、光源、受光素子を設けて、濁度計と色度計の二個に単一化した形式であってもよい。

この実施形態では、前記残留塩素計Ａを次の通りに構成してある。 即ち、前記残留塩素計Ａは、図２〜図４に示すように、測定セル１ａ内の被測定液中に浸漬した金又は白金からなる作用極７と、銀／塩化銀からなる対極８との間に電圧を印加し、両極７，８間を流れる電流に基づき前記被測定液中の遊離残留塩素濃度を測定するものであり、作用極７の周りに被測定液とセラミックビーズなどの電極研磨材９が収納される研磨材収納部１０を設け、研磨材収納部１０を振動させる振動付与手段としての振動モータ１１を設けることにより、作用極７と、その周りの被測定液中に混在させた電極研磨材９とを相対的に振動させて、作用極７の電極面（表面）を研磨、洗浄し、電極面の汚れを防止しながら被測定液中の残留塩素濃度を連続測定するように構成されている。

前記残留塩素計Ａの構成をより詳しく説明すると、次の通りである。 即ち、図２、図３に示すように、棒状絶縁部１２の下端に前記作用極７が設けられ、上端に前記対極８が設けられてなる残留塩素測定電極１３の周りに、被測定液の流路を形成する筒１４が設けられている。 筒１４の上端には、上蓋部材１５が一体的に連設されており、この上蓋部材１５で前記残留塩素測定電極１３を挿抜可能な状態に保持している。 １６は残留塩素測定電極１３を固定するキャップであり、上蓋部材１５の雄ねじ部にねじ込まれている。 筒１４の下端にはフランジ１４ａが一体的に連設されている。

１７は筒１４の下端を保持する筒保持部材であり、筒保持部材１７には、中央部に筒１４の内径と等しい小径孔部１８ａと大径孔部１８ｂとが同芯状に形成され、上面に前記フランジ１４ａを嵌めこむ凹部１８ｃが同芯状に形成されている。 そして、前記フランジ１４ａを筒保持部材１７の凹部１８ｃに嵌め込み、複数本のねじ１９を凹部１８ｃに形成されたねじ孔１８ｄにねじ込むことによって、筒１４の下端を筒保持部材１７に、前記小径孔部１８ａと連通した状態に固定してある。 ２０は、筒保持部材１７の上面にねじ止めされたブラケットであり、当該ブラケット２０を給水端末モニタのベースフレーム（図示せず）にねじ止めするように構成されている。 筒保持部材１７には、筒１４の内部と連通する被測定液の供給路２１が形成され、上蓋部材１５は、筒１４の内部と連通する被測定液の排出路２２が形成されている。

２３は、筒保持部材１７の下面に取り付けられた下蓋部材であり、前記研磨材収納部１０と、下面が開口し開口端にフランジ２４ａが設けられた円筒部２４とから構成されている。 研磨材収納部１０は、上面が開口しており、側面には被測定液の供給路２１と連通する横孔２５が形成されている。 研磨材収納部１０の横孔２５には、ビーズ径より目の細かいネット２６が配置され、研磨材収納部１０の上端に嵌入する環状部材２７によって固定されている。

下蓋部材２３は、筒保持部材１７の下面に、前記研磨材収納部１０が前記筒１４の下端開口に挿入された状態に配置して、筒保持部材１７と螺合するキャップ２８により取り付けられている。 下蓋部材２３下面には、前記振動モータ１１がその偏心回転体１１ａを前記円筒部２４に収納した状態にねじ２９で固定されており、研磨材収納部１０の横孔２５より下方の軸部と前記小径孔部１８ａとの間、前記円筒部２４と前記大径孔部１８ｂとの間に、夫々、Ｏリング３０ａ，３０ｂを介在させてある。

下蓋部材２３のフランジ２４ａの上面と対向する筒保持部材１７の開口端面と、フランジ２４ａの下面には、夫々、環状溝３１ａ，３１ｂが形成されており、フランジ２４ａの上面とそれに対向する筒保持部材１７の開口端面との間、フランジ２４ａの下面とそれに対向するキャップ２８の上面との間に、夫々、ゴム、軟質合成樹脂などの弾性材料からなる緩衝材３２ａ，３２ｂを前記環状溝３１ａ，３１ｂに嵌り込んだ状態に介在させてあり、前記Ｏリング３０ａ，３０ｂ及び緩衝材３２ａ，３２ｂを介して、下蓋部材２３を筒保持部材１７に弾性的に支持させてある。 緩衝材３２ａ，３２ｂは、図３に示すように、周方向において複数個に分割されたピース物とされているが、リング状に形成されたものでもよい。 ３３はキャップの開口縁部上面に配置したパッキンである。

上記の構成によれば、図４に示すように、振動モータ１１の出力によって研磨材収納部１０が振動することにより、作用極７と、その周りの被測定液中に混在させた電極研磨材９とが相対的に振動し、作用極７の電極面が研磨され、洗浄される。

即ち、振動モータ１１が固定された下蓋部材２３を筒保持部材１７に、Ｏリング３０ａ，３０ｂや緩衝材３２ａ，３２ｂを介して弾性的に支持させてあるので、下蓋部材２３の研磨材収納部１０に収納された電極研磨材９の振動は振動モータ１１を固定した下蓋部材２３側の振動に依存し、上蓋部材１５で保持された残留塩素測定電極１３の振動は筒保持部材１７側の振動に依存することになり、その結果として、作用極７と、その周りの被測定液中に混在させた電極研磨材９とが相対的に振動することになる。

従って、作用極７の電極面が研磨、洗浄され、電極面の汚れを防止しながら被測定液中の残留塩素濃度を連続測定することが可能であり、それでいて、電極の洗浄機構として、振動モータ１１を用いたので、電極や外筒を回転させる従来の電極洗浄機構のような軸受が不要であり、電極洗浄機構の簡略化とそれによるコストダウンが可能である。

しかも、筒保持部材１７にＯリング３０ａ，３０ｂや緩衝材３２ａ，３２ｂを介して弾性的に支持させた下蓋部材２３に振動モータ１１を固定したので、振動モータ１１の振動に比して筒保持部材１７の振動が抑制されることになる。 従って、電極側の振動を抑制して、電極の振動による測定信号への悪影響を回避できのみならず、筒保持部材１７のブラケット２０を給水端末モニタのベースフレームにねじで固定した際、ベースフレームの振動を可及的に抑制して、固定ねじの振動による緩み、給水端末モニタのケーシングの振動などを防止できるのである。

また、研磨材収納部１０の横孔２５より下方の軸部と前記小径孔部１８ａとの間のＯリング３０ａが一次シール、前記円筒部２４と前記大径孔部１８ｂとの間のＯリング３０ｂが二次シールとなり、二段階のシール機能が発揮されるので、振動に起因する被測定液の液漏れを確実に防止できるのである。

本発明の一実施形態を示す給水端末モニタのフロー図である。

給水端末モニタに用いた残留塩素計の縦断面図である。

残留塩素計の分解斜視図である。

残留塩素計の作用図である。

符号の説明

Ａ 残留塩素計 ７ 作用極 ８ 対極 ９ 電極研磨材 １０ 研磨材収納部 １１ 振動モータ（振動付与手段）