JPH1183691A - 不純物を含む液体の分析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不純物の混入による配管閉塞、装置の機械的
摩耗等による液漏れ等のトラブルを減少させ、フィルタ
ー交換等の定期的なメンテナンス作業を軽減して、しか
も信頼性の高い分析を行うことのできる不純物を含む液
体の分析システムを提供する。 【解決手段】 槽１５に溜められた不純物１９を含む液
体１４を、別置きされた分析装置３１に送って、液体１
４の特定成分を分析する不純物を含む液体の分析システ
ムであって、槽１５から分析装置３１に送られる液体１
４中の不純物１９を沈澱除去する沈澱槽４０を、槽１５
と分析装置３１の中間位置に設けると共に、槽１５から
沈澱槽４０にパイプライン系を介して液体１４を送った
後に、槽１５から沈澱槽４０までのパイプライン系に洗
浄水を流し、更に液体１４の分析完了後に、沈澱槽４０
の洗浄を行う第１の洗浄装置を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、不純物が
付着した鋼板を塩酸溶液等の酸洗液を保持する槽に浸漬
させて不純物を除去する際、その不純物を含む酸洗液中
の酸濃度等を測定して、酸洗液の管理を行うための不純
物を含む液体の分析システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホットコイル等の熱延鋼板は、熱
延工程等で発生する酸化物や、油分等の不純物が表面に
付着しているために、これらの不純物を塩酸等を含む酸
洗液で洗浄して除去する酸洗処理が行われている。そし
て、この酸洗処理においては、酸洗液中の除去された不
純物が酸洗液中に懸濁し、一部は酸洗処理槽内に次第に
堆積すると共に、酸洗液の酸濃度が所定のレベルより低
下するために、酸洗処理槽内の酸洗液の酸濃度を常時測
定して、酸洗液の酸濃度や液量を最適状態に維持させる
ことが必要となっている。しかし、酸洗液から試料液
（サンプル液）を採取する際には、試料液中に不純物が
混入して、分析が不正確になる障害を生じる。このよう
な不純物の混入を回避するために、例えば特開平７−２
７５６２０号公報には試料液を採取する濾過筒本体内に
長繊維糸の集合体を濾材として配置し、その上下に対向
配置された濾材押圧板を昇降させて、液中に懸濁する固
形粒子等を濾過する濾過装置を用いて分析を行うものが
提案されている。さらに、特開平８−２３３６９８号公
報には、電磁体の磁力で振動する振動部材と、この振動
部材の振動で作動するダイアフラム部とで構成されたポ
ンプ部を備えてなるヘッドポンプを複数台設け、ヘッド
ポンプの作動によって試料液を吸引して、試料液の分析
を行うサンプリング装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−２７５６２０号公報の装置では、試料液の濾過の都
度、濾材押圧板を機械的に上下させる必要があるため
に、長期間使用していると、濾材押圧板と濾過筒本体の
接触部が摩耗して、ここから液漏れが発生し易いという
問題があった。さらに、このような装置においては濾過
筒本体と濾材押圧板との間には隙間があって、濾材押圧
板の昇降時に芯ずれが生じて、ついには濾材押圧板が曲
がって濾過筒本体を破損させる恐れがあり、また、濾材
となる長繊維糸の耐久性が充分でないために定期的な交
換が必要になる等の欠点があった。また、特開平８−２
３３６９８号公報に示されるダイアフラムを振動させて
試料液を採取する分析用サンプリング装置では、不純物
が試料液に巻き込まれ、ダイアフラムを損傷させたり、
パイプラインを閉塞させたりする要因となり、安定した
条件での分析が困難であるという問題があった。本発明
はこのような事情に鑑みてなされたもので、不純物の混
入による配管閉塞、装置の機械的摩耗等による液漏れ等
のトラブルを減少させ、フィルター交換等の定期的なメ
ンテナンス作業を軽減して、しかも信頼性の高い分析を
行うことのできる不純物を含む液体の分析システムを提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の不純物を含む液体の分析システムは、槽に溜めら
れた不純物を含む液体を、パイプライン系によって別置
きされた分析装置に送って、前記液体の特定成分を分析
する不純物を含む液体の分析システムであって、前記槽
から前記分析装置に送られる前記液体中の不純物を沈澱
除去する沈澱槽を、前記槽と前記分析装置の中間位置に
設けると共に、前記槽から前記沈澱槽に前記パイプライ
ン系を介して前記液体を送った後に、前記槽から前記沈
澱槽までの前記パイプライン系に洗浄液を流し、更に前
記液体の分析完了後に、前記沈澱槽の洗浄を行う第１の
洗浄装置を設けた。請求項２記載の不純物を含む液体の
分析システムは、請求項１記載の不純物を含む液体の分
析システムにおいて、前記沈澱槽は、前記槽の下位置に
設けられ、サイホンの原理を応用して前記槽から前記沈
澱槽に前記液体を送る。請求項３記載の不純物を含む液
体の分析システムは、請求項１又は２記載の不純物を含
む液体の分析システムにおいて、前記沈澱槽から前記分
析装置までのパイプライン系を、前記液体の分析完了後
に洗浄する第２の洗浄装置を備えている。請求項４記載
の不純物を含む液体の分析システムは、請求項３記載の
不純物を含む液体の分析システムにおいて、前記槽は酸
洗槽であって、前記第１、第２の洗浄装置から供給され
る洗浄液は、温水である。請求項５記載の不純物を含む
液体の分析システムは、請求項１〜４のいずれか１項に
記載の不純物を含む液体の分析システムにおいて、前記
分析装置には、該分析装置内の配管を洗浄するアルカリ
洗浄装置が設けられている。

【０００５】請求項６記載の不純物を含む液体の分析シ
ステムは、不純物を含む高温の酸洗液が溜められた槽か
らサイホンの原理によって取り出される前記酸洗液を第
１、第２のバルブを有する第１のパイプラインを介して
受ける沈澱槽と、前記沈澱槽の上澄み酸洗液を第３のバ
ルブを有する第２のパイプラインを介してポンプで吸引
し、成分を分析する分析装置と、前記第３のバルブと前
記沈澱槽との間の前記第２のパイプラインに設けられ
て、前記沈澱槽から前記分析装置に供給される前記上澄
み酸洗液を所定温度に冷却するクーラーと、前記第１、
第２のバルブの中間位置の前記第１のパイプラインに第
４のバルブを介して接続され、前記第１のパイプライン
に洗浄液を供給する第１の洗浄装置と、前記第３のバル
ブと前記クーラーとの中間位置に接続される第５のバル
ブを介して洗浄液を供給して、前記クーラーから前記沈
澱槽までのパイプライン及び該沈澱槽の洗浄を行う第２
の洗浄装置と、前記沈澱槽の底部に設けられた排出口に
第６のバルブを介して接続され、分析後の前記酸洗液や
系内で発生する余剰の廃液を外部に排出する集合配管
と、前記分析装置内の配管の上流側に、第７のバルブを
介して接続され、該分析装置内にアルカリ洗浄液を供給
するアルカリ洗浄装置とを有する。特に、請求項７記載
の不純物を含む液体の分析システムは、請求項６記載の
不純物を含む液体の分析システムにおいて、前記沈澱槽
及び前記クーラーは、チャンバー内に収納され、該チャ
ンバー内に設けられたエアパージ装置によってエアパー
ジされている。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１は本発明の一実施の形態
に係る不純物を含む液体の分析システムを適用する鋼板
処理設備の構成図、図２は同不純物を含む液体の分析シ
ステムの説明図である。本発明の一実施の形態に係る不
純物を含む液体の分析システム１０を適用した鋼板処理
設備１１は、図１に示すように、装入される鋼板１２を
熱処理するための熱処理炉１３と、熱処理された鋼板１
２の表面に付着する汚れ、酸化物等の不純物を酸洗液１
４、１４ａで溶解除去するための酸洗槽（槽の一例）１
５と、酸洗槽１５の酸洗液１４、１４ａを制御する制御
装置１６とを備えている。

【０００７】酸洗槽１５は、中間に配置された堰によっ
て第１の酸洗液槽１７と第２の酸洗液槽１８とに区画さ
れており、それぞれの酸洗液槽１７、１８を選択して、
酸洗液槽１７、１８の上部にそれぞれ設けられたサイホ
ン配管４８、４８ａを介して濃度測定用の液体の一例で
ある酸洗液１４、１４ａを取り出すことができるように
なっている。酸洗槽１５の下部には、酸洗槽１５内に堆
積するスラッジ等の不純物１９を含む廃液を取り出すた
めの配管が設けられていて、その調整弁２０を操作する
ことにより、廃液を廃液タンク２１に排出することがで
きる。また、酸洗槽１５の上方には塩酸貯蔵タンク２
２、２３から供給される既知の塩酸濃度の溶液を計量す
るための計量タンク２４が配置され、制御装置１６を用
いて各調整弁２５〜２９を操作して計量タンク２４中へ
所定量に調整された塩酸溶液を酸洗液１４、１４ａとし
て、各酸洗液槽１７、１８に必要に応じて選択して供給
することができる。なお、酸洗液１４、１４ａを採取す
る酸洗槽１５は必要に応じて第１、第２の酸洗液槽１
７、１８の何れかを選択するが、それぞれの分析操作、
及び配管系統等の洗浄方法は同じであるので、以下にお
いては第１の酸洗液槽１７から酸洗液１４を採取する場
合について説明する。

【０００８】不純物を含む液体の分析システム１０は図
２に示すように、酸洗液槽１７から採取された酸洗液１
４から不純物１９を除去して試料液とするための試料液
処理装置３０と、パイプライン系によって別置きされ、
試料液処理装置３０から供給される試料液中の塩酸濃度
を測定し成分を分析するための分析装置３１とを有して
いる。分析装置３１は、試料液処理装置３０から第９の
バルブ６９を介して試料液を吸引するためのポンプの一
例であるチューブポンプ３２と、チューブポンプ３２を
介して吸引される試料液をＵ字型の容器に収納して、試
料液を保持する該容器を振動させ、その固有振動数から
密度を測定するための振動セル３３と、試料液の導電率
を測定するための導電率計３４、及び基準濃度の標準塩
酸溶液又はアルカリ洗浄液を保持するためのアルカリ洗
浄装置の一例であるタンク３５とを有する。第９のバル
ブ６９を介して吸引される試料液は振動セル３３の入口
側及び出口側でそれぞれ電導率が測定された後、チュー
ブポンプ３２を経由して、試料液処理装置３０内の集合
配管４１に導かれるようになっている。さらに、振動セ
ル３３の入口側と第９のバルブ６９の間の配管には第７
のバルブ６７を有したタンク３５に接続する支管が接続
されており、タンク３５内に保持される標準塩酸溶液又
はアルカリ洗浄液を振動セル３３内に供給することがで
きる。このような分析装置３１においては、濃度が既知
の標準塩酸溶液を用いて、試料液の密度及び導電率と塩
酸濃度との関係を示す検量線等を予め作成しておき、前
記固有振動数に対応して計算される試料液の密度、及び
導電率等のデータを用いて試料液中の塩酸濃度等を求め
ることができる。なお、分析装置３１を流れる試料液の
配管の内径は約２ｍｍと小さく、測定時に試料液中に不
純物１９が混入していると、データのばらつきや、測定
誤差を増大させる要因となると共に、配管を閉塞させて
分析装置３１の作動不良を起こさせることがある。この
ため、本実施の形態においては、この部分のパイプライ
ンの洗浄を効率的に行うようにしている。

【０００９】試料液処理装置３０は図２に示すように、
酸洗液槽１７からの酸洗液１４が第１のバルブ６１、第
２のバルブ６２を備えた第１のパイプライン４５を通し
て供給される沈澱槽４０と、沈澱槽４０の底部に設けら
れた排出口に第６のバルブ６６を介して接続され、しか
も沈澱槽４０のオーバーフロー液等が流入する集合配管
４１と、沈澱槽４０から分析装置３１へ不純物１９の沈
澱除去された上澄み酸洗液を供給する第２のパイプライ
ン４６に設けられたクーラー４２、パイプクーラー４２
ａと、第４のバルブ６４、第５のバルブ６５を介して洗
浄用温水を第１のパイプライン４５及びクーラー４２に
供給して洗浄するための洗浄水供給装置４３と、沈澱槽
４０を含む各装置の収納されるチャンバー内をエアパー
ジするためのエアパージ装置４４とを有している。試料
液処理装置３０には、前記分析装置３１内の配管に較べ
て比較的大きい内径が１０〜２０ｍｍのパイプを使用し
ていると共に、逆止弁５１、警報器付き温度計５２、圧
力計５３、５３ａ、５３ｂ、レジューサ５４、５４ａを
設けている。なお、温度計５２、圧力計５３、５３ａ、
５３ｂにはそれぞれ閉止弁が設けられ、各装置にはパイ
プライン系を連結するためのコネクタ９１〜９８が取付
られている。

【００１０】第１のパイプライン４５は酸洗液槽１７中
の酸洗液１４をサイホンの原理で酸洗液槽１７の下位置
にある沈澱槽４０に供給するための配管であり、図２で
は二重実線で示されている。酸洗液槽１７の酸洗液１４
に浸漬される第１のパイプライン４５の上流側の部分が
サイホン配管４８となっていて、酸洗液１４が取り込ま
れるサイホン配管４８の始端部には酸洗液１４中の比較
的粒径の大きい不溶性粒子を除くためのフィルター４８
ｂが設けられている。第１のパイプライン４５における
第１のバルブ６１及び第２のバルブ６２の間には第４の
バルブ６４を有する洗浄液の供給配管が接続されてい
て、洗浄水供給装置４３から供給される洗浄液（温水）
を第４のバルブ６４を介して第１のパイプライン４５に
供給できるようになっている。第１のパイプライン４５
の上部配管には、配管内に空気を導入して、水抜きを行
うための手動開閉弁８９が設けられている。

【００１１】図２の二重破線で示される第２のパイプラ
イン４６は、沈澱槽４０中の上澄み酸洗液を試料液とし
て、分析装置３１へ供給するための配管系統である。第
２のパイプライン４６上におけるクーラー４２の出口側
と分析装置３１に接続する第３のバルブ６３との間に
は、洗浄水供給装置４３からの洗浄液を第５のバルブ６
５を介して供給するための支管が配置されている。これ
によって、第５のバルブ６５を介して洗浄水供給装置４
３からの洗浄液（温水）を、試料液の吸引方向とは逆方
向でクーラー４２に供給してクーラー４２内の洗浄を行
うことができる。また、沈澱槽４０の酸洗液１４中に浸
漬される第２のパイプライン４６の取入れ口には、酸洗
液中の比較的粒径の大きい不溶性粒子を除くためのフィ
ルター４７が必要に応じて設けられている。第３のバル
ブ６３とその下流側に配置されたコネクタ９５との間に
は内径が約２ｍｍとなったパイプクーラー４２ａが配置
されており、前記クーラー４２からの排出水によって試
料液の冷却が行われるようになっている。なお、クーラ
ー４２には、洗浄水供給装置４３を介して供給される冷
却水が試料液の供給方向と順方向に、即ち、洗浄水供給
装置４３の手動開閉弁８２、８７、バルブ７３を経由し
て順にクーラー４２に供給され、上澄み酸洗液を所定温
度に冷却し、クーラー４２及びパイプクーラー４２ａで
温められた冷却水は集合配管４１に捨てられるようにな
っている。しかし、冷却水を洗浄水供給装置４３とは別
系統の工業用水（上水）供給ラインを用いてクーラー４
２、パイプクーラー４２ａに供給してもよい。以上説明
したように、本実施の形態においては、第１、第２のパ
イプライン４５、４６を主要部とする配管系統を総称し
てパイプライン系としている。

【００１２】洗浄水供給装置４３は、供給される蒸気及
び冷水を混合器４５ａで混合して第１のパイプライン４
５を洗浄する洗浄液（温水）を製造し、また、供給され
る冷水をヒーター４６ａで所定温度、例えば４０〜９０
℃に加熱して、クーラー４２を洗浄するための温水を製
造するための装置である。なお、この洗浄水供給装置４
３はクーラー４２に供給する冷却水の供給装置も兼ねて
いる。以上説明したように、本実施の形態においては、
第１、第２のバルブ６１、６２の中間位置の第１のパイ
プライン４５に第４のバルブ６４を介して接続され、第
１のパイプライン４５に洗浄液を供給する第１の洗浄装
置と、第３のバルブ６３と前記クーラー４２との中間位
置に接続される第５のバルブ６５を介して洗浄液を供給
して、クーラー４２から沈澱槽４０までのパイプライン
及び沈澱槽４０の洗浄を行う第２の洗浄装置とを有す
る。即ち、第１のパイプライン４５及び沈澱槽４０の洗
浄を行う第１の洗浄装置の機能と、第２のパイプライン
の洗浄を行う第２の洗浄装置の機能とを一台の洗浄水供
給装置４３で実現しているが、必要に応じて第１、第２
の洗浄装置に分割してそれぞれ第１のパイプライン４
５、沈澱槽４０、及び第２のパイプライン４６の洗浄を
行ってもよい。

【００１３】集合配管４１の下方には廃液タンク２１が
配置されており、チューブポンプ３２より排出される測
定後の廃液、第２のパイプライン４６及び分析装置３１
の洗浄水、沈澱槽４０のオーバーフロー液、クーラー４
２、パイプクーラー４２ａの冷却水及び、沈澱槽４０内
の酸洗液１４が捕集されるようになっている。エアパー
ジ装置４４は、コネクタ９９を介して除湿された圧力が
５〜７ｋｇ／ｃｍ² の工場用空気を取り入れて、フィル
ター５５、減圧弁５６を介してチャンバー内に空気を吹
き込んで、チャンバー内で発生する腐食性ガス等を排気
する装置である。また、エアパージ装置４４にはバルブ
制御用の３点セットが備えられており、圧縮空気によっ
て制御される自動制御弁を用いる場合の駆動用空気を供
給することもできる。エアパージ装置４４とコネクタ９
９の間には圧力計５３ｃが設けられている。

【００１４】続いて、本発明の一実施の形態に係る不純
物を含む液体の分析システム１０の使用方法について詳
細に説明する。以下においては、図２における自動開閉
弁である第１〜第１５のバルブ６１〜７５、手動開閉弁
８１〜８８の開閉状態を示した表１及び表２を参照しな
がら説明する。なお、表１、表２において、記号（○）
は開閉弁が開状態であることを示し、ポンプの場合には
駆動状態であることを示し、表中で省略している手動開
閉弁８９、９０は全て閉止状態で使用した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】図１に示す酸洗槽１５に供給される鋼板１
２は、板厚１．６〜３ｍｍ、板幅８００〜１３００ｍｍ
のホットコイルといわれる薄肉板である。このような鋼
板１２が塩酸濃度が５〜１０重量％の酸洗液１４を保持
する酸洗槽１５に約４０〜９０ｍ／分のラインスピード
で供給される。そして、鋼板１２の酸洗処理に伴って、
鋼板１２の表面から除去されたスラッジ等を含む不純物
１９が酸洗槽１５の底部に約４００ｍｍもの厚さで堆積
すると共に、酸洗液１４中の塩酸分等が消費されて、そ
の濃度が次第に減少するような状態となる。不純物を含
む液体の分析システム１０は、このような高温の例えば
３０〜８０℃の酸洗液１４から不純物１９を除去して所
定温度に冷却して得られる試料液を分析装置３１に供給
する。そして、試料液の濃度を所定間隔、例えば１５〜
６０分の間隔で測定し、酸洗液１４の濃度を安定的に測
定して、制御装置１６を用いて酸洗液１４の濃度、量を
規定範囲に保持するような操作を行うことができるよう
になっている。

【００１８】以下、不純物を含む液体の分析システム１
０の沈澱槽４０に、第１のパイプライン４５を介して酸
洗液槽１７中の酸洗液１４を取り込む操作を説明する。
まず、前段階の操作として、例えば洗浄水供給装置４３
から水を第４のバルブ６４を介して第１のパイプライン
４５に供給して、その中を水で充填させる。即ち、表１
のＡに示すように第１のバルブ６１、手動開閉弁８３を
開状態とし、第２のバルブ６２等は閉状態としておく。
これによって、その始端部が酸洗液槽１７に浸漬され逆
Ｕ字型に形成されたサイホン配管４８と第２のバルブ６
２間が水で充填された状態となり、この状態で第４のバ
ルブ６４を閉める。酸洗液１４を沈澱槽４０に供給する
操作は以下のようにして行う。まず第２のバルブ６２を
開いて、第１のパイプライン４５に充填された水及びそ
れに続く酸洗液１４を、酸洗液槽１７の下方に配置され
た沈澱槽４０にサイホンの原理で導入する（表１のＢ参
照）。このようにして、第１のパイプライン４５を経由
して導入される酸洗液１４によって、沈澱槽４０が満た
されていき、槽内の過剰分はオーバーフロー配管４９を
経由して集合配管４１に捨てられるようになっている。
従って、時間の経過と共に、沈澱槽４０内の溶液濃度等
が最終的に定常状態となり、沈澱槽４０内を酸洗液槽１
７内の酸洗液と等しい濃度の液体で満たすことができる
ようになる。なお、オーバーフロー配管４９にはオーバ
ーフロー状態を検知するためのセンサ５０が設けられて
いて、これによって沈澱槽４０内のオーバーフロー状態
を容易に推定でき、酸洗液１４の酸濃度の測定管理を確
実に行うことができる。

【００１９】続いて試料液を第２のパイプライン４６を
介して分析装置３１に供給する方法について説明する。
まず、上述したように沈澱槽４０に酸洗液１４を満たし
た状態で、第２のバルブ６２を閉めて、槽内を静置状態
に保持して酸洗液１４中の不純物１９を沈澱させる。次
に、沈澱槽４０内の上澄み酸洗液を試料液として分析装
置３１に送る操作を行う。即ち、各バルブ６１〜７５、
手動開閉弁８１〜８８を表１のＣに示す開閉状態にして
チューブポンプ３２の駆動により分析装置３１に試料液
を供給する。そして、沈澱槽４０の液がパイプライン４
６に充満する迄の時間（約６０秒）、チューブポンプ３
２を運転して、その後停止し、分析を行う。これによっ
て、試料液の密度、導電率のそれぞれが分析装置３１内
の振動セル３３、導電率計３４で測定され、試料液中の
所望の塩酸濃度を求めることができる。チューブポンプ
３２を介して吸引される測定後の試料液は、集合配管４
１に送られ最終的に廃液タンク２１に溜められる。以上
の測定操作を必要に応じて、繰り返して、より信頼性の
高い測定データとすることもできる。

【００２０】試料液の測定終了後には、以下に示すよう
な手順で第１のパイプライン４５、及び第２のパイプラ
イン４６の洗浄操作を行う。第１のパイプライン４５の
洗浄は、洗浄水供給装置４３から温水を供給することに
より行われる。即ち、第４のバルブ６４を介して洗浄水
供給装置４３から供給される温水を、それぞれ開状態と
なっている第１のバルブ６１、第２のバルブ６２に所定
量、所定時間流すことによって、パイプライン内の洗浄
が行われる（表１のＤ参照）。なお、第１及び第２のバ
ルブ６１、６２を一方が開状態となるように交互に開閉
して、いずれかの方向の配管を集中的に洗浄してもよ
い。この間、温水がサイホン配管４８の始端から酸洗液
槽１７内に流入すると共に、沈澱槽４０の上方に配置さ
れた第２のバルブ６２が接続されたパイプ先端から洗浄
用の温水が洗浄液として沈澱槽４０内に流入する。な
お、このような温水の温度を４０〜９０℃、好ましくは
６０〜８０℃の範囲に設定して、温水による洗浄効果を
良好に維持することができる。そして、温水の温度は、
例えば洗浄水供給装置４３に供給される蒸気と冷水の混
合比率を変えることにより調整することができる。

【００２１】第２のパイプライン４６の洗浄は、例え
ば、表１のＥに示すように各バルブの開閉状態を設定し
て、洗浄水供給装置４３のヒーター４６ａにより冷水を
加熱して得られる温水を分析装置３１やクーラー４２に
供給することで行われる。即ち、クーラー４２の洗浄を
行う場合には、第３のバルブ６３を閉めると共に、第５
のバルブ６５より温水を供給する。これによって、試料
液を採取する時とは逆方向に温水がクーラー４２の中を
流れて、クーラー４２内及び沈澱槽４０までの配管内が
洗浄される。また、第３のバルブ６３から分析装置３１
に向かう配管内を洗浄する場合には、前記第５のバルブ
６５からクーラー４２に流れる温水を図示しないバルブ
で遮断すると共に、この温水を第３のバルブ６３を介し
て分析装置３１に強制的に供給することもできる（表１
のＦ参照）。また、沈澱槽４０内を清浄な温水で満たし
ておき、この温水をチューブポンプ３２を用いて吸引す
ることによりクーラー４２、及び分析装置３１内の配管
を同時に洗浄することも可能である（表１のＧ参照）。
また、本実施の形態においては、タンク３５をアルカリ
保持槽として用いることができる。即ち、予めタンク３
５内にアルカリ液、例えば水酸化ナトリウム水溶液を溜
めておき、チューブポンプ３２を用いて、タンク３５内
のアルカリ洗浄液を振動セル３３を含む配管にその所定
量を流すことができる（表１のＨ参照）。このようなタ
ンク３５、第７のバルブ６７、チューブポンプ３２を含
むアルカリ洗浄液の供給系統をアルカリ洗浄装置とい
う。これにより、分析装置３１内の配管に固着した不純
物を確実に洗浄除去して、以降の塩酸濃度測定時におけ
る信頼性を向上させることができる。

【００２２】沈澱槽４０の洗浄は、沈澱槽４０の下方に
設けられた第６のバルブ６６を開いて、不純物１９を含
む沈澱槽４０内の液を排出して、前記第２のバルブ６２
から排出される前記温水を沈澱槽４０に供給することに
より行う（表１のＪ参照）。即ち、前記第１のパイプラ
イン４５、及び第２のパイプライン４６の洗浄に際し
て、沈澱槽４０の洗浄を同時に行うことができる。

【００２３】また、以上説明した、試料液の測定操作、
洗浄操作において、エアパージ装置４４によって、不純
物を含む液体の分析システム１０のチャンバー内をエア
パージすることによって、チャンバー内を清浄に維持し
て、バルブの腐食による開閉不良等のトラブルを防止す
ることができる。

【００２４】

【実施例】ここで、不純物を含む液体の分析システム１
０を用いて最適化された分析手順を第１の酸洗液槽１７
中の酸洗液を測定する場合について説明する。 （酸洗液採取準備） 洗浄水を供給するパイプライン上のバルブ６１、６４、
７２、手動開放弁８２、８６を開状態として、洗浄水供
給装置４３から第１のパイプライン４５に上水（工業用
水）を供給する。そして、第１のパイプライン４５内を
上水で満たした後、バルブ６１、６４、７１、７２を閉
める。 （酸洗液の採取） 第１のパイプライン４５上にある手動開放弁８３、バル
ブ６１、６２、６６を開いて酸洗液槽１７の酸洗液１４
を沈澱槽４０に流入させる。そして、約３０秒後に沈澱
槽４０と集合配管４１との間にあるバルブ６６を閉め
て、オーバーフロー配管４９に沈澱槽４０のオーバーフ
ローした酸洗液１４を供給する。オーバーフロー流を形
成してから１８０秒後に、第１のパイプライン４５上の
バルブ６２を閉めて酸洗液１４の供給を止め、沈澱槽４
０内の酸洗液１４を静止状態に保持させる。次に、洗浄
水を供給するパイプライン上のバルブ６１、６４、７
１、７２、手動開放弁８２、８５、８６、８８を開状態
として、洗浄水供給装置４３から第１のパイプライン４
５に約６０℃に加熱した上水をバルブ６２より上流側の
第１のパイプライン４５に供給する。これによって、前
記第１のパイプライン４５内の酸洗液１４が上水で置換
され、次回の酸洗液１４の採取までの間、保持される。

【００２５】（試料液の測定） 第１のパイプライン４５から沈澱槽４０への酸洗液１４
をバルブ６２の閉鎖により止めてから、約２４０秒後
に、バルブ６３、６９を開くと共に、チューブポンプ３
２を駆動させて、沈澱槽４０内の上澄み酸洗液を第２の
パイプライン４６から分析装置３１に供給して、約６０
秒後に、バルブ６３、６９を閉め、チューブポンプ３２
を停止させる。その後、試料液中の塩酸濃度等の濃度値
を測定する。 （測定後の洗浄） まず、バルブ６５、６６、６８、手動開放弁８１、８２
を開いて、洗浄水供給装置４３から温水を供給し、クー
ラー４２、沈澱槽４０、集合配管４１及びのその間のパ
イプラインを前記上澄み液の流れとは逆方向に約６０秒
間洗浄した後、バルブ６５、６６、６８を閉める。次
に、バルブ６２、６４、６６、７１、７２、手動開放弁
８２、８５、８６、８８を開き、洗浄水供給装置４３か
らの温水を用いて沈澱槽４０内を洗浄する。そして、バ
ルブ６２、６４、６６、７１、７２を開としてから約１
０秒後、沈澱槽４０の下方にあるバルブ６６を閉めて、
オーバーフロー流によりオーバーフロー配管４９内を洗
浄する。最後にバルブ６２を閉じ、バルブ６３、６９を
開くと共に、チューブポンプ３２を駆動させて、第２の
パイプライン４６に沈澱槽４０内に溜められた温水を供
給して洗浄する。そして、前記バルブ６９、６３を開い
てから６０秒後にバルブ６３、６９を閉じて、酸洗液１
４の測定、及び後処理を終了する。なお、以上の操作に
おいて、記載した以外の各バルブの開閉状態を省略して
いる。例えば、第１４、第１５のバルブ７４、７５は圧
抜き用のバルブであり、過剰な圧力が生じた場合に作動
させ、安全に操業を行えるようになっている。また、第
２の酸洗液槽１８の酸洗液１４ａを測定する場合には、
第１の酸洗槽１７の場合と同様の手順で行うことができ
る。

【００２６】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこのような実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、不純物を含む液体の分析システム
を適用する槽の例として、鋼板処理設備における鋼板の
酸洗槽の場合について述べたが、このような酸洗槽に限
定されることなく、電気分解槽、メッキ処理槽等の不純
物を含む液体を保持する装置にも適用することができ
る。さらに、不純物を含む液体中の分析される特定成分
は、塩酸濃度の他に硫酸濃度、クロム濃度、水素イオン
濃度等が分析でき、電気抵抗値、密度、粘性等を測定す
る場合にも本装置の適用が可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１〜５記載の不純物を含む液体の
分析システムにおいては、槽から採取される試料液が直
接分析装置に供給されることがなく、液体中の不純物が
沈澱槽で除去されるので、フィルター等の濾過材を使用
する場合のように、煩雑なフィルター交換等のメンテナ
ンスを削減でき、しかも不純物混入のない試料液を分析
装置に供給できる。さらに、分析後には槽から沈澱槽ま
でのパイプライン系に洗浄水を流し、しかも沈澱槽の洗
浄を行う第１の洗浄装置を設けているので、不純物の付
着、堆積によって、装置内が閉塞されることなく維持さ
れ、常に信頼性の高い測定を行うことができる。特に、
請求項２記載の不純物を含む液体の分析システムにおい
ては、沈澱槽は、槽の下位置に設けられ、サイホンの原
理を応用して槽から沈澱槽に液体を送るので、ポンプ等
の駆動源が不要となって、ポンプにかかるメンテナンス
が省略でき、液体の分析を効率的に行うことができる。
請求項３記載の不純物を含む液体の分析システムにおい
ては、沈澱槽から分析装置までのパイプライン系を、液
体の分析完了後に洗浄する第２の洗浄装置を備えている
ので、常時、パイプライン系が清浄に維持され、さらに
信頼性の高い測定を継続して行うことができる。また、
請求項４記載の不純物を含む液体の分析システムにおい
ては、槽は酸洗槽であって、第１、第２の洗浄装置から
供給される洗浄液は、温水であるので、酸洗槽から抽出
される試料液の特定成分の分析におけるシステム内の洗
浄を簡単かつ経済的に行うことができる。請求項５記載
の不純物を含む液体の分析システムにおいては、分析装
置には、液体の分析後に分析装置内の配管を洗浄するア
ルカリ洗浄装置が設けられているので、液体の分析測定
時に障害となる固着物が確実に除去され、測定の信頼性
をさらに向上することができる。

【００２８】請求項６及び７記載の不純物を含む液体の
分析システムにおいては、以上説明した構成を有してい
るので、常に不純物混入のない試料液を分析装置に供給
できる。さらに、分析終了後には第１のパイプライン及
び第２のパイプラインに洗浄液を流し、配管内の清浄性
が維持され、信頼性の高い測定ができる。特に、請求項
７記載の不純物を含む液体の分析システムにおいては、
沈澱槽及びクーラーは、チャンバー内に収納され、チャ
ンバー内に設けられたエアパージ装置によってエアパー
ジされるので、チャンバー内が清浄に維持され、バルブ
の腐食による開閉不良等のトラブルを防止して、測定作
業能率、及び測定の信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る不純物を含む液体
の分析システムを適用する鋼板処理設備の構成図であ
る。

【図２】同不純物を含む液体の分析システムの説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ 不純物を含む液体の分析システム １１ 鋼板処理設備 １２ 鋼板 １３ 熱処理炉 １４ 酸洗液 １４ａ 酸洗液 １５ 酸洗槽
（槽） １６ 制御装置 １７ 第１の酸
洗液槽 １８ 第２の酸洗液槽 １９ 不純物 ２０ 調整弁 ２１ 廃液タン
ク ２２ 塩酸貯蔵タンク ２３ 塩酸貯蔵
タンク ２４ 計量タンク ２５ 調整弁 ２６ 調整弁 ２７ 調整弁 ２８ 調整弁 ２９ 調整弁 ３０ 試料液処理装置 ３１ 分析装置 ３２ チューブポンプ（ポンプ） ３３ 振動セル ３４ 導電率計 ３５ タンク
（アルカリ洗浄装置） ４０ 沈澱槽 ４１ 集合配管 ４２ クーラー ４２ａ パイプ
クーラー ４３ 洗浄水供給装置 ４４ エアパー
ジ装置 ４５ 第１のパイプライン ４５ａ 混合器 ４６ 第２のパイプライン ４６ａ ヒータ
ー ４７ フィルター ４８ サイホン
配管 ４８ａ サイホン配管 ４８ｂ フィル
ター ４９ オーバーフロー配管 ５０ センサ ５１ 逆止弁 ５２ 温度計 ５３ 圧力計 ５３ａ 圧力計 ５３ｂ 圧力計 ５３ｃ 圧力計 ５４ レジューサ ５４ａ レジュ
ーサ ５５ フィルター ５６ 減圧弁 ６１ 第１のバルブ ６２ 第２のバ
ルブ ６３ 第３のバルブ ６４ 第４のバ
ルブ ６５ 第５のバルブ ６６ 第６のバ
ルブ ６７ 第７のバルブ ６８ 第８のバ
ルブ ６９ 第９のバルブ ７０ 第１０の
バルブ ７１ 第１１のバルブ ７２ 第１２の
バルブ ７３ 第１３のバルブ ７４ 第１４の
バルブ ７５ 第１５のバルブ ８１〜９０ 手
動開閉弁 ９１〜９９ コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内 正美 福岡県北九州市戸畑区飛幡町２番２号 ニ ッテツ八幡エンジニアリング株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 槽に溜められた不純物を含む液体を、パ
   イプライン系によって別置きされた分析装置に送って、
   前記液体の特定成分を分析する不純物を含む液体の分析
   システムであって、 前記槽から前記分析装置に送られる前記液体中の不純物
   を沈澱除去する沈澱槽を、前記槽と前記分析装置の中間
   位置に設けると共に、前記槽から前記沈澱槽に前記パイ
   プライン系を介して前記液体を送った後に、前記槽から
   前記沈澱槽までの前記パイプライン系に洗浄液を流し、
   更に前記液体の分析完了後に、前記沈澱槽の洗浄を行う
   第１の洗浄装置を設けたことを特徴とする不純物を含む
   液体の分析システム。
2. 【請求項２】 前記沈澱槽は、前記槽の下位置に設けら
   れ、サイホンの原理を応用して前記槽から前記沈澱槽に
   前記液体を送ることを特徴とする請求項１記載の不純物
   を含む液体の分析システム。
3. 【請求項３】 前記沈澱槽から前記分析装置までのパイ
   プライン系を、前記液体の分析完了後に洗浄する第２の
   洗浄装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の不純物を含む液体の分析システム。
4. 【請求項４】 前記槽は酸洗槽であって、前記第１、第
   ２の洗浄装置から供給される洗浄液は、温水であること
   を特徴とする請求項３記載の不純物を含む液体の分析シ
   ステム。
5. 【請求項５】 前記分析装置には、該分析装置内の配管
   を洗浄するアルカリ洗浄装置が設けられていることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不純物を
   含む液体の分析システム。
6. 【請求項６】 不純物を含む高温の酸洗液が溜められた
   槽からサイホンの原理によって取り出される前記酸洗液
   を第１、第２のバルブを有する第１のパイプラインを介
   して受ける沈澱槽と、 前記沈澱槽の上澄み酸洗液を第３のバルブを有する第２
   のパイプラインを介してポンプで吸引し、成分を分析す
   る分析装置と、 前記第３のバルブと前記沈澱槽との間の前記第２のパイ
   プラインに設けられて、前記沈澱槽から前記分析装置に
   供給される前記上澄み酸洗液を所定温度に冷却するクー
   ラーと、 前記第１、第２のバルブの中間位置の前記第１のパイプ
   ラインに第４のバルブを介して接続され、前記第１のパ
   イプラインに洗浄液を供給する第１の洗浄装置と、 前記第３のバルブと前記クーラーとの中間位置に接続さ
   れる第５のバルブを介して洗浄液を供給して、前記クー
   ラーから前記沈澱槽までのパイプライン及び該沈澱槽の
   洗浄を行う第２の洗浄装置と、 前記沈澱槽の底部に設けられた排出口に第６のバルブを
   介して接続され、分析後の前記酸洗液や系内で発生する
   余剰の廃液を外部に排出する集合配管と、 前記分析装置内の配管の上流側に、第７のバルブを介し
   て接続され、該分析装置内にアルカリ洗浄液を供給する
   アルカリ洗浄装置とを有することを特徴とする不純物を
   含む液体の分析システム。
7. 【請求項７】 前記沈澱槽及び前記クーラーは、チャン
   バー内に収納され、該チャンバー内に設けられたエアパ
   ージ装置によってエアパージされていることを特徴とす
   る請求項６記載の不純物を含む液体の分析システム。