船舶搭载型水质分析装置和船舶搭载型消泡器的制作方法

本发明涉及一种搭载于船舶且对在该船舶中使用或排出的液体的水质进行分析的船舶搭载型水质分析装置。

背景技术：

近年来，船舶的排气限制不断被加强，要求降低从船舶的内燃机排出的sox和/或nox等的排出量。因此，在船舶之中，存在为了净化废气而构成为能够在利用洗涤器净化废气后排出的船舶。

在所述洗涤器内，使从内燃机排出的废气进行流通，并且由泵汲取上来的海水被喷散为微小液滴。然后，废气中含有sox和/或nox等的粒子被分离捕获到喷散的液滴内，因此通过洗涤器的废气被净化。

另外，从所述洗涤器排出的含有sox和/或nox的海水必须在进行了废水处理而满足预定的环境标准的基础上，再次投入大海中。因此，需要随时利用水质分析装置来监测在船舶上是否正在适当地进行废水处理。

然而，如果在进行水质分析时样品液中存在气泡，则该气泡会阻碍样品液与例如传感器的接触或者会使吸光度变化等，而导致分析器产生测定误差。因此，如专利文献1所示的水质分析装置那样，利用消泡器将样品液中含有的气泡除去之后，利用分析器进行分析。

但是，由于存在船舶在海上向各个方向猛烈摇动的情况，所以即使使用具备上述那样的消泡器的水质分析装置，也存在样品液在到达分析器之前与空气混合而在样品液内产生新的气泡而无法充分降低测定误差的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-126507号公报

技术实现要素：

技术问题

本发明是鉴于上述那样的问题而做出的，目的在于提供在船舶上也能够对分析器供给充分除去了气泡的样品液，降低测定误差而可以进行正确的水质的连续监测的船舶搭载型水质分析装置。

技术方案

即，本发明的船舶搭载型水质分析装置的特征在于，包括：消泡器，其搭载于船舶，并对样品液进行消泡；以及一个或多个分析器，其设置于所述消泡器的下游，并对由所述消泡器消泡后的样品液的水质进行分析，所述消泡器具备：收纳容器，其收纳样品液；液体导入口，其将样品液导入到所述收纳容器内；超声波振动器，其对所述收纳容器内的样品液施加超声波振动；气泡排出口，其将由于超声波振动而在样品液内产生的气泡从所述收纳容器的上部向外部排出；以及液体导出口，其将在所述收纳容器中被消泡后的样品液向外部导出，并向所述分析器供给，所述船舶搭载型水质分析装置构成为使所述收纳容器内成为被样品液填满的状态。

另外，本发明的船舶搭载型水质分析装置的特征在于，包括：消泡器，其搭载于船舶，并对样品液进行消泡；以及一个或多个分析器，其设置于所述消泡器的下游，并对由所述消泡器消泡后的样品液的水质进行分析，所述消泡器具备：收纳容器，其收纳样品液；液体导入口，其将样品液导入到所述收纳容器内；超声波振动器，其对所述收纳容器内的样品液施加超声波振动；气泡排出口，其将由于超声波振动而在样品液内产生的气泡从所述收纳容器的上部向外部排出；以及液体导出口，其将在所述收纳容器中被消泡后的样品液向外部导出，并向所述分析器供给，所述船舶搭载型水质分析装置构成为使样品液的一部分也与气泡一起从所述气泡排出口排出。

根据这样的结构，即使船舶摇动，在所述收纳容器内也几乎不存在成为气泡产生的原因的空气，因此，在所述收纳容器内的样品液几乎不产生新的气泡。另外，样品液中原本含有的气泡由于超声波振动而直径变大，在所述收纳容器内上升并从所述气泡排出口向外部排出，因此，在从所述液体导出口导出的样品液中几乎不含有气泡，能够大幅降低所述分析器中的测定误差。因此，在船舶上也能够进行正确的水质的连续监测。

为了通过使导入所述收纳容器内的样品液减压，从而使气泡更容易分离，并且使供给到所述分析器的样品液成为被加压的状态而使气泡难以产生，进一步包括设置于与所述气泡排出口连接的气泡排出线的第一阀、以及设置于与所述液体导出口连接的液体导出线的第二阀即可。例如，可以在出厂时将所述第一阀的开度设定并固定为预定开度，使得气泡与样品液以混合的状态从所述气泡排出口排出，在出厂时将所述第二阀的开度设定并固定为预定开度，使得从所述液体导出口导出的样品液的流量比流入到所述收纳容器的样品液的流速低。另外，所述第一阀、所述第二阀也可以构成为其开度能够在船舶上适当地变更，也可以预先在出厂时固定为固定的开度。

为了即使在向所述消泡器供给样品液的供给侧发生样品液的压力变动和/或流量变动也能够使向所述分析器供给的消泡后样品液的状态保持一定，能够精度良好地实现连续监测，也可以还包括设置于与所述液体导入口连接的液体导入线，并将向所述收纳容器内导入的样品液调节为预定压力的调压器。根据这样的结构，能够降低流入到所述消泡器的样品液的压力变动，能够将流入的样品液限制为适当的流量。

为了使操作者能够容易地确认在所述收纳容器内是否填充有足够量的样品液，且是否达到实质上的液密状态，与所述气泡排出口连接的气泡排出线的至少一部分也可以由透明配管构成。根据这样的结构，操作者通过确认样品液在气泡排出口流通，从而在样品液在所述收纳容器内连续地流入和流出的状态下也能够确认样品液是否填满而处于充满状态。因此，操作者能够容易地判断为处于几乎没有因船舶的摇动而产生新的气泡的状态。

为了能够防止在所述收纳容器以外的部分，样品液中产生新的气泡而成为测定误差的原因，所述分析器可以具备供从所述导出部供给的被消泡后的样品液流动的流动池，可以构成为所述收纳容器内以及所述流动池内成为由样品液实质上液密的状态。

为了即使气泡流入所述流动池内也能够防止气泡持续滞留在所述分析器中的感应部分等成为测定误差的原因的位置的情况，所述分析器可以具有以与所述流动池内的样品液接触的方式配置的传感器面，所述传感器面可以设置为在自然状态下相对于水平面倾斜。根据这样的结构，能够使流入到所述流动池内的气泡沿着所述传感器面自然地向上方移动。

为了使样品液相对于所述传感器面流通的速度变快，即使在样品液内存在气泡也立即从所述传感器面移动，而不会成为测定误差的原因，所述流动池还可以具备与所述传感器面对置地设置并朝向所述传感器面导入样品液的导入口，所述导入口可以具有节流构造。

为了即使在船舶上也能够对分析器供给充分消泡后的样品液，实现正确的水质分析，可以使用如下特征的船舶搭载型消泡器，其包括：收纳容器，其搭载于船舶，收纳样品液，并沿上下方向延伸；液体导入口，其将样品液导入到所述收纳容器内；超声波振动器，其对所述收纳容器内的样品液施加超声波振动；气泡排出口，其将由于超声波振动而在样品液内产生的气泡从所述收纳容器的上部向外部排出；以及液体导出口，其将被消泡后的样品液从所述收纳容器的下部向外部导出，并向分析器供给，所述船舶搭载型消泡器构成为使所述收纳容器内成为被样品液填满的状态。

作为适合在船舶上从样品液中除去气泡的结构，能够列举如下船舶搭载型消泡器，其包括：收纳容器，其收纳样品液；液体导入口，其将样品液导入到所述收纳容器内；超声波振动器，其对所述收纳容器内的样品液施加超声波振动；气泡排出口，其将由于超声波振动而在样品液内产生的气泡从所述收纳容器的上部向外部排出；以及液体导出口，其将在所述收纳容器中被消泡后的样品液向外部导出，并向所述分析器供给，所述船舶搭载型消泡器构成为使样品液的一部分也与气泡一起从所述气泡排出口排出。

发明效果

根据这样的本发明的船舶搭载型水质分析装置，即使船舶摇动也能使消泡器中不易产生新的气泡，能够始终进行正确的监测。

附图说明

图1是表示使用本发明的一个实施方式的船舶搭载型水质分析装置的废气净化系统的概要的示意图。

图2是该实施方式的船舶搭载型水质分析装置的示意立体图。

图3是该实施方式的船舶搭载型水质分析装置的示意流程图。

图4是表示该实施方式的消泡器的内部构造的示意局部剖视图。

图5是表示该实施方式的分析器的内部构造的示意局部剖视图。

图6是表示本发明的另一实施方式的船舶搭载型水质分析装置的消泡器的构成的示意剖视图。

符号说明

100：船舶搭载型水质分析装置

1：消泡器

11：收纳容器

12：超声波振动器

p1：导入口

p2：导出口

p5：气泡排出口

2：分析器

21：浊度计

22：pah计

23：ph计

c：流动池

c1：导入口

c2：导出口

c3：倾斜面

v1：第一阀

v2：第二阀

具体实施方式

参照图1至图5来说明本发明的一个实施方式的船舶搭载型水质分析装置100。本实施方式的船舶搭载型水质分析装置100是为了用于随时在船舶上对从废气净化系统300排出的废水的水质进行监测，确认所述废气净化系统300中的废水处理是否按照规定进行工作的装置。

如图1所示，废气净化系统300是将从船舶的内燃机排出的sox和/或nox净化，使其成为满足各种限制值的废气并排出的系统。更具体来说，所述废气净化系统300具备：洗涤器31；清洗液供给机构32，其将从船舶外采取来的海水作为清洗液向所述洗涤器31供给；废水处理机构33，其对从所述洗涤器31排出的废水进行净化；以及所述船舶搭载型水质分析装置100，其监测由所述废水处理机构33净化后的废水的水质。

所述洗涤器31内是大致圆筒状，从内燃机排出的废气从洗涤器31的下部导入，液滴状的海水或水作为清洗液从所述清洗液供给机构32被喷散在洗涤器31的内部。废气中的含有sox和/或nox的粒子被凝聚在液滴状的海水中，并从所述洗涤器31的下方向所述废水处理机构33导出。另一方面，被净化后的废气从所述洗涤器31的上部向空气中排出。

所述废水处理机构33例如具有将废水离心分离，除去包含在废水中的被凝聚的粒子并调节废水的ph的功能。

从所述废水处理机构33排出的净化后的废水作为样品液被导入所述船舶搭载型水质分析装置100，作为其水质，船舶搭载型水质分析装置100连续监测浊度、pah、ph。如图2的立体图所示，该船舶搭载型水质分析装置100的各设备收纳于壳体b内。在所述壳体b内收纳有进行样品液消泡的消泡器1、以及对消泡后的样品液的水质进行分析的三种分析器2。另外，该船舶搭载型水质分析装置具备至少进行后述的各阀的控制的控制部cnt、以及显示各设备的控制状态和/或分析器2的测定结果等的显示器d。如图3的流程图所示，作为涉及样品液的水质分析的主线，所述船舶搭载型水质分析装置100包括：从所述废水处理机构33向所述消泡器1导入样品液的液体导入线l1、从所述消泡器1向多个所述分析器2供给消泡后的样品液的液体导出线l2、将由所述消泡器1消泡后的气泡或样品液向装置外或船舶外排出的排水线l3。此外，所述船舶搭载型水质分析装置2还包括：与所述液体导入线l1并联设置且用于向所述消泡器1和所述分析器2供给用于调整的零点水的零点水供给线l4、以及将所述消泡器1的上部与所述排水线l3之间连接并使消泡后而得的气泡从所述消泡器1向所述排水线l3流通的气泡排出线l5。应予说明，在本实施方式中，将从所述消泡器1到后述的第二阀v2为止的流路定义为所述导入线l1，将比所述第二阀v2靠下游侧的流路定义为所述排水线l3。

详细说明各部分。

如图2、图4所示，所述消泡器1具备：收纳容器11，其沿上下方向延伸，并收纳有从所述废水处理机构33导入的样品液；液体导入口p1，其向所述收纳容器11内导入样品液；超声波振动器12，其设置于所述收纳容器11的下部，对该收纳容器11内的样品液施加超声波振动；气泡排出口p5，其将由于超声波振动而在样品液内产生的气泡从所述收纳容器11的上部向外部排出；以及液体导出口p2，其将消泡后的样品液从所述收纳容器11的下部向外部导出，并向所述分析器2供给。

所述收纳容器11是大致中空圆筒状，在其上部侧面形成有与所述液体导入线l1连接的所述液体导入口p1。另外，在所述收纳容器11的比所述液体导入口p1靠上方的位置形成有所述气泡排出口p5，并与所述气泡排出线l5连接。在所述收纳容器11的底面附近的侧面设置有所述液体导出口p2，并与所述液体导出线l2连接。在所述收纳容器11的底面，以与内部的样品液接触的方式安装有所述超声波振动器12，利用超声波振动使气泡产生于所述收纳容器11中的比所述液体导出口p2高的位置且比所述气泡排出口p5和所述液体导入口p1低的位置。

在所述液体导入线l1上设置有将从所述废水处理机构33供给的样品液调节为预定压力的调压器r，从而向所述收纳容器11内导入固定压力的样品液。更具体来说，由于所述废水处理机构33中的离心分离而导致的样品液的压力变动和/或流量变动被所述调压器r降低，能够对所述消泡器1和各分析器2供给固定流量的样品液。

另外，在所述气泡排出线l5上设置有第一阀v1，在所述液体导出线l2上设置有第二阀v2。所述第一阀v1的开度在出厂时被设定并固定为：使得不仅气泡向所述气泡排出线l5排出，所述收纳容器11内的样品液的一部分也向气泡排出线l5排出并且所述收纳容器1内的样品液的压力相比于流入时被减压。另外，所述第二阀v2的开度在出厂时被设定并固定为：使从所述液体导出口p2导出的样品液的流速比向所述收纳容器1流入的样品液的流速低，从而所述液体导出线l2和/或各分析器2内的样品液成为经加压的状态。另外，利用所述第一阀v1和所述第二阀v2，所述液体导入线l1、所述气泡排出线l5、所述液体导出线l2的压力比被保持为预定值，被导入的样品液在所述气泡排出线l5与所述液体导入线l1以预定比例分配。此外，通过使样品液的一部分也从所述气泡排出线l5排出，从而如图4的剖视图所示，所述收纳容器11内始终由样品液实质上填满。这里，“实质上填满”是指液体样品以样品液接触到所述收纳容器11的内部上表面的方式填充的状态。换言之，成为即使船舶发生摇动，在所述收纳容器11内样品液的上表面也几乎不产生波动面的状态。

另外，所述气泡排出线l5的至少一部分由透明配管形成，从所述收纳容器11内排出的样品液的流动能够被操作者视觉辨认。

此外，在所述液体导出口p2的出口连接有流路直径比该液体导出口p2大的流路直径扩大部13，降低从所述收纳容器11导出的样品液的流速，使残留在样品液中的气泡进一步产生。设置于该流路直径扩大部13的上部开口14经由扩大部气泡排出线l6而与所述排水线l3连接，所述扩大部气泡排出线l6上设置有第三阀v3。所述第三阀v3的开度在出厂时被设定为：使得仅在所述流路直径扩大部13的内部产生的气泡，或气泡与样品液的一部分经由所述上部开口14向外部逸出，并向所述排水线l3排出。

接下来，参照图2和图5来说明各分析器2。

在所述液体导出线l2上，从上游侧依次设置有浊度计21、pah计22(多环芳烃计)、ph计23作为分析器2。各分析器2具备大致中空长方体形状的流动池c，由所述消泡器1消泡后的样品液供给于并流通于流动池c中。各流动池c呈大致长方体形状，pah计22的流动池如图2的立体图所示，在自然状态下相对于水平面倾斜地设置于所述壳体内。应予说明，浊度计21、ph计23以在自然状态下其轴向与竖直方向一致的方式设置。浊度计21和pah计22基于样品液相对于预定波长的吸光度，连续地测定其值。另外，ph计23基于通过玻璃电极法而产生的电位差来连续地测定ph。

接下来，参照图5的剖视图来详细说明所述pah计22。pah计22的流动池c构成为从底面的导入口c1导入样品液，并从其侧面中央部的导出口c2向外部导出样品液。构成pah计22的传感器s部分的光源和/或检测器向框体的外侧露出的传感器面s1配置于所述流动池c的内部中央部，并且在船舶静止的自然状态下相对于水平面倾斜预定角度。在与所述传感器面s1对置的下表面，以朝向该倾斜面c3导入样品液的方式形成有所述导入口c1。该导入口c1形成为一部分比液体导出线l2的直径窄的节流构造，使朝向所述传感器面s1导入的样品液的流速在所述流动池c内变快并喷向所述传感器面s1。通过这样在所述流动池c内形成样品液的流动，从而即使假设样品液中含有气泡，也会沿所述传感器面s1向斜上方移动，使气泡不持续滞留在该传感器面s1。

如图5所示，在本实施方式中，不仅是所述收纳容器11，在pah计22的所述流动池c内也构成为样品液在实质上被保持为液密的状态。应予说明，其他的所述浊度计21和所述ph计23的流动池c的内部也在实质上由样品液保持为液密的状态。应予说明，液体导出线l2中也被保持液密，从所述消泡器1起到最后的分析器2即ph计23为止的整个流路在实质上被保持为液密的状态。这里，流动池c的内部在实质上由样品液保持为液密是指，例如流动池c内被样品液填满，在自然状态下样品液到达流动池c的内部上表面或内部上表面的最高的位置。

根据这样构成的船舶搭载型水质分析装置100，由于在构成从所述消泡器1起到最后的分析器2即ph计23为止的测定系统的流路中，样品液成为液密的状态，所以即使船舶发生摇动，也能够防止样品液与空气搅拌而产生新的气泡的情况。因此，始终保持被所述消泡器1除去了样品液的气泡的状态，能够在各分析器2中不产生因气泡造成的测定误差。另外，即使在消泡后产生了少量的气泡，由于样品液在所述流动池c内喷射于倾斜面c3，所以气泡沿着所述倾斜面c3向上方移动，不会持续滞留在传感器上。

因此，即使在如船舶那样摇动大、无法实现稳定的测定环境的这种环境下，也能够排除因气泡造成的影响，实现正确的测定。

说明另外的实施方式。

消泡器1的收纳容器11不限于沿上下方向延伸的情况，如图6所示，也可以如收纳容器1那样沿水平方向延伸。更具体来说，在所述收纳容器1的在水平方向上设置的各端面分别设置有液体导入口p1和液体导出口p2，在所述收纳容器1的侧面的上侧设置有气泡排出口p5。另外，在所述收纳容器1的侧面的下侧设置有例如具有与收纳容器1的水平方向的长度尺寸相同程度的长度的超声波振动器12，从收纳容器1的侧面侧对内部的样品液施加超声波振动。在该实施方式中，在样品液相对于收纳容器1内流入和流出的状态下，也成为该收纳容器1内被样品液填满的状态。具体来说，设置成不仅是由超声波振动而产生的气泡，收纳容器1内的样品液的一部分也从所述气泡排出口p5排出。即，如图示，构成为在样品液连续地流入和流出的状态下，持续地维持样品液与收纳容器1的除了各口的壁面以外的所有的内壁面在实质上无间隙地接触的状态。

超声波振动器在消泡器中设置的位置不限于收纳容器的底面，也可以设置于侧面和/或上表面。另外，超声波振动器也可以不与收纳容器的内部直接接触，而是使所述收纳容器的壁面振动而间接地使样品液进行超声波振动。另外，也可以用透明树脂形成收纳容器本身，从而在样品液在收纳容器内连续地流入和流出的状态下能够视觉辨认样品液是否填满整体。

本发明的船舶搭载型水质分析装置不仅用于sox、nox的净化系统中的废水的监测，也可以用于其他的用途。另外，根据想要监测的样品液而适当选择设置船舶搭载型水质分析装置的场所即可。

分析器的设置数量可以是一个或两个，也可以是四个以上。另外，水质分析的对象不限于浊度、pah、ph，也可以是测定其他特性的分析器。另外，各分析器设置的顺序不限于所述实施方式所示的顺序。传感器的感应部和/或光源、设置有检测器的传感器面在自然状态下相对于水平面倾斜的构成不限于pah计，对于ph计和/或浊度计也可以采用同样的构成。另外，也可以将长方体形状的流动池设置为在自然状态下不倾斜而是沿上下方向延伸，只将传感器本身倾斜地设置。

为了能够确认样品液从收纳容器向气泡排出线排出，收纳容器内是否由样品液而成为液密状态，也可以在所述气泡排出线上设置压力计，使操作者能够根据该压力计是否显示预定压力值来进行判断。

也可以只将分析器收纳于壳体内，将消泡器设置于壳体外。另外，如果至少收纳容器内为液密，则与以往相比就能够大幅减少因船舶的摇动而造成的新的气泡的产生，也能够降低测定误差。

此外，只要不违背本发明的主旨，也可以进行各种实施方式的组合和/或变形。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供即使船舶摇动也不易在消泡器中产生新的气泡、随时能够进行正确的监测的船舶搭载型水质分析装置。