JP2002357469A

JP2002357469A - 液体の定量供給装置

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Publication number: JP2002357469A
Application number: JP2001166743A
Authority: JP
Inventors: Tadao Takeuchi; 忠雄竹内
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP4883254B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無動力で、簡単な構成であり、腐食性の薬品
に対しても対応が容易である液体の定量供給装置を提供
する。【解決手段】液体１２を収容するタンク１３と、この
タンクの底部から前記液体を外部に取り出すためのチュ
ーブ１４と、前記チューブの中間位置を上下動可能に支
持するとともに、前記チューブの中間位置を前記タンク
内の液面よりも所定の高さだけ低い位置に位置づける移
動機構と、前記チューブの中間位置に連接されてこのチ
ューブの中間位置を前記液面よりも低い位置にて開放す
る開放機構２１と、前記チューブからの液体流出量を変
化させる調整機構とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体の定量供給装置
に関し、さらに詳しくは、薬品などの液体を一定量注入
する装置であって、無動力でしかも注入量を可変にする
ことが可能な供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、冷却水系、ボイラ水系などの各
種の水処理設備においては、スライム除去剤やスケール
防止剤などの水処理薬品が被処理水中に投入される。こ
れらの薬品は被処理水に対して規定量投入されることが
必要であり、そのために、液体の定量供給装置が使用さ
れることが一般的である。

【０００３】従来、液体の定量供給装置としては、動力
を使用したものと、無動力で行うものとがある。前者は
図４に示すように例えば薬品２を収容したタンク（貯留
槽）１の底部に連結されたチューブ３の途中に配設され
た可変定量ポンプ４により一定量の薬品を供給する装置
であり、後者は図５に示すように、薬品２を収容したタ
ンク１の底部に連結されたチューブ３の途中に配設され
たバルブ５の開閉により薬品１を供給する装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、注入さ
れる薬品の中には腐食性のものが多く、可変定量ポンプ
４を使用した装置においては、このポンプ４を耐食性の
材質で形成する必要があり設備が高価になる。さらに、
稼働には電気設備が必要であるため、ランニングコスト
も上昇する。

【０００５】一方、バルブ５を使用した供給装置は、無
動力であるためランニングコストは低いという利点があ
る。しかし、バルブ５で流量を調節するためには、バル
ブ５の開放時間または開度を制御する必要があるが、バ
ルブ５からの単位時間当たりの流出量はタンク１内の液
位によって変化してしまうため、次のような問題が生じ
る。

【０００６】すなわち、タンク１内の液位が下がるにつ
れて、液圧が低下するため、バルブ５からの単位時間当
たりの流出量が減少する。したがって、常に一定量の液
体を供給するためには、液位の低下に連動してバルブ５
の開度もしくは開放時間を漸次増大することが必要であ
る。それには、絶えず流出量をモニターすることが要求
され、これには非常に手間が掛かるので、実用化するこ
とは極めて困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決すべく、ランニングコストの低い無動力の液体供給
装置に注目して種々検討を重ねた結果、タンク内の液面
とタンクから液体を取り出すためのチューブの中間位置
における液面との液位差を常に一定に保てば、液体の流
出量はこの液位差による液圧のみにより決定されるた
め、タンク内の液の残量によらず液体の流出量を常に一
定に保持することが可能であるという知見を得て本発明
を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明の液体の定量供給装置
は、液体を収容するタンクと、このタンクの底部から前
記液体を外部に取り出すためのチューブと、前記チュー
ブの中間位置を上下動可能に支持するとともに、前記チ
ューブの中間位置を前記タンク内の液面よりも所定の高
さだけ低い位置に位置づける移動機構と、前記チューブ
の中間位置に連接されてこのチューブの中間位置を前記
液面よりも低い位置にて開放する開放機構と、前記チュ
ーブからの液体流出量を変化させる調整機構とを備えた
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の液体の定量供給装置の構成について説明する。図１は
本発明の一実施形態を示し、液体の定量供給装置の原理
を説明するための概念図である。タンク１１内に液体例
えば薬品１２が収容されており、定量供給装置１３は、
液体例えば薬品１２を収容するタンク１１からこの薬品
１２を取り出すためのチューブ１４と、このチューブ１
４の中間位置を大気に開放する開放機構例えばサイホン
ブレーカー２１と、タンク１１内の薬品１２を定量供給
するための液位差保持機構１５とから構成されている。

【００１０】まず、チューブ１４は、一端１４ａがタン
ク１１の底部に形成された液体取出し口１１ａに連結さ
れ、他端１４ｂが注液点１７に連結されており、途中、
コイル状に巻回された垂直部１４ｃ、１４ｄを有する。
このチューブ１４の垂直部１４ｃと１４ｄの各上端の間
には、チューブ１４内の中間位置１４ｅを大気に開放す
るための開放機構すなわちサイホンブレーカー２１が配
設されている。

【００１１】図２はサイホンブレーカー２１の構成の一
例を示し、両端２１ａ，２１ｂがそれぞれ下方に屈曲さ
れ、その水平部２１ｃに形成された開口２１ｃ'に連通
して上端に開口２１ｅを有する管状の突出部２１ｄが形
成されている。屈曲された両端２１ａ、２１ｂにはそれ
ぞれチューブ１４の垂直部１４ｃ、１４ｄの上端が液密
に接続されている。図からも明らかなように、サイホン
ブレーカー２１の水平部２１ｃはチューブ１４の中間位
置に相当する。

【００１２】そして、通常、薬品１２は水平部２１ｃの
中を満管ではない状態で流れる。したがって、水平部２
１ｃの中間位置の管壁、すなわち液面より低い位置に、
上方に向かって開口２１ｃ'が形成されていれば足りる
が、以下のような理由により突出部２１ｄを形成するこ
とが好ましい。すなわち、水平部２１ｃに開口が形成さ
れているのみだと、もし薬品１２が水平部１２ｃを満管
状態で流れた場合に、タンク１１から流出する液体１２
が、その開口２１ｃ'からオーバーフローしてしまうお
それがある。そのため、水平部２１ｃの開口２１ｃ'に
突出部２１ｄを形成し、かつその突出部２１ｄの上端開
口２１ｅが、タンク１１内の液面１２ａと同等かあるい
はそれより高くなるようにその突出長を決定することが
好ましい。なお、この突出部２１ｄの上端開口２１ｅが
液面１２ａより低い位置にあると、液体１２の流出量に
対して水平部２１の径が小さい場合に、タンク１１から
流出する液体１２がこの突出部２１の上端開口２１ｅか
らオーバーフローしてしまうことが懸念される。

【００１３】このサイホンブレーカー２１が配設されて
いないと、チューブ１４がサイホンを構成してしまうた
め、液体の流出量がタンク１１内の液面１２ａとチュー
ブ１４の最下位置との液位差で決定されてしまい、常に
液位差を一定に保持することができなくなってしまう。
チューブ１４は可撓性を有するもの、すなわちフレキシ
ブルチューブが好適であり、このチューブ１４の垂直部
１４ｃ、１４ｄは上述したように、それぞれコイル状に
巻回されている。このようにコイル状に巻回することに
より、チューブ１４がタンクの液面１２ａの下降と同時
にスムーズに下降できるという利点がある。また、フレ
キシブルチューブ１４の材質はとくに限定されるもので
はないが、耐薬品性を有するものであることが好まし
い。

【００１４】さらに、チューブ１４の垂直部１４ｃ、１
４ｄおよびサイホンブレーカー２１は、例えばチューブ
収納ボックス２２の中に収納されていてもよい。そし
て、フレキシブルチューブ１４の垂直部１４ｃとタンク
１１との間にはバルブ１６が配設され、薬品１２の供給
を停止する場合は、このバルブ１６を閉じればよい。次
に、液位差保持機構１５は、チューブ１４の中間位置１
４ｅを支持するとともに、これを液面１２ａよりも常に
所定の高さだけ低い位置に位置づける移動機構からな
り、具体的には、例えば、タンク１１の薬品１２の液面
１２ａに投入された浮き１５１と、タンク１１の上部に
配設された第１の滑車１５２，第１の滑車１５２に隣接
してタンク１１の底部近傍に配設された第２の滑車１５
３，第２の滑車１５３に隣接してタンク１１の上部で第
１の滑車とほぼ同じ高さに配設された第３の滑車１５
４、下端１５５ａが浮き１５１に固定され、第１の滑車
１５２，第２の滑車１５３および第３の滑車１５４に順
次巻回されたロープ１５５，ならびに、このロープ１５
５の他端１５５ｂに固定された錘１５６から構成されて
いる。

【００１５】ロープ１５５は、浮き１５１と錘１５６の
それぞれの荷重により常に緊張状態に保たれている。そ
して、タンク１１内の薬品１２の液面１２ａが下降する
と、それに追随して浮き１５１も下降する。フレキシブ
ルチューブ１４の中間位置１４ｅすなわち上記のサイホ
ンブレーカー２１の水平部２１ｃは液位差保持機構１５
において、第２の滑車１５３と第３の滑車１５４との間
のロープ１５５の所定の固定点Ａに連結され、それによ
ってチューブ１４の中間位置１４ｅが固定点Ａの上下動
に追随して上下動するように構成されている。

【００１６】図１においては、各構成要素を明確にする
ために、ロープ１５５が巻回された第１〜第３の滑車１
５２〜１５４と、チューブ収納ボックス２２との位置を
離隔して描いてあるが、実際は、非常に近接して配設さ
れており、サイホンブレーカー２１内の液面とロープ１
５５の固定点Ａと一致した高さとなるように、サイホン
ブレーカー２１の所定箇所が固定点Ａより上方の一点か
ら垂下された構成となっている。

【００１７】かかる液体の定量供給装置１３において、
まず、薬品の供給量に応じてタンク１１の薬品１２の液
面１２ａとチューブ１４の中間位置ここではサイホンブ
レーカー２１の水平部２１ｃ内の液面との差すなわち液
位差Ｄを決定する。そして、バルブ１６を閉じておき、
上記の液位差Ｄに対応するロープの固定点Ａにサイホン
ブレーカー２１を上述したような機構で固定する。

【００１８】ついで、バルブ１６を開くとチューブ１４
を介して薬品１２が注液点１７まで流出する。このと
き、薬品１２の流出量、正確には、単位時間当たりの流
量はタンク１１内の薬品１２の液面１２ａと、チューブ
１４における中間位置、具体的にはサイホンブレーカー
２１の水平部２１ｃ内の液面との液位差Ｄに応じたもの
となる。

【００１９】そして、薬品１２の流出によりタンク１１
内の液面１２ａが下降すると、それと同時に浮き１５１
が下降し、第１の滑車１５２と第２の滑車１５３との間
のロープ１５５は上昇し、第２の滑車１５３と第３の滑
車１５４とのロープ１５５は下降する。すなわち、固定
点Ａも液位の下降分と同じ長さだけ下降し、それに伴っ
てフレキシブルチューブ１４の中間位置１４ｅも同一長
さだけ下降する。その結果、当初に決定された液位差Ｄ
が維持されることになる。

【００２０】このようにして、ロープ１５６の固定点Ａ
が下がりきるまで、具体的には、第２の滑車１５３に当
接するまで薬品１２の単位時間当たりの流出量は一定に
保たれ、注液点における定量供給が可能となる。さら
に、この定量供給装置は、液体の供給量を目的に応じて
変化させるための調整機構を備えている。これは、具体
的には例えば次のようなものである。

【００２１】すなわち、まず液位差Ｄを増減させる方式
がある。それは、第１の滑車１５２または第２の滑車１
５３の固定軸を上下方向に移動可能に配設しておき、固
定点Ａを上方または下方に移動させる。具体的には、図
１に示すように、第２の滑車１５３の固定軸１５３ａを
移動可能にした場合について説明すると、滑車１５３の
固定軸１５３ａを上方に移動させれば固定点Ａは上方に
移動する、すなわち、それによって液位差Ｄは減少し液
体の流出量が減少する。逆に、滑車１５３の固定軸１５
３ａを下方に移動させれば固定点Ａは下方に移動して液
位差Ｄは増加し、結果として液体の流出量が増加する。

【００２２】次に、液体の供給量を変化させる第２の方
式は、液位差Ｄは一定に保持した状態で、バルブ１６の
開度を変化させる方法である。つまり、液位差Ｄを一定
に保持しておけば単位時間当たりの流量は常に一定なの
で、バルブ１６の開度を増減することにより、それに応
じて流量を増減することが可能となる。これらの流量増
減手段はいずれか一方を採用することも、あるいは、両
者を併用することもできる。すなわち、液位差Ｄを変え
て流量を大きく変化させた上で、バルブ１６により微調
整を行ってもよい。

【００２３】また、注液点近傍のフレキシブルチューブ
１４を複数本、図１では３本に分岐させることにより、
複数箇所すなわち３カ所の注液点１７，１８，１９に大
略同量ずつ同時に注液を行うことが可能となる。さらに
は、フレキシブルチューブ１４とサイホンブレーカー２
１の組を例えばもう１組用意して、その液面を固定点Ａ
の上方もしくは下方に固定することにより、上記の供給
量より多いあるいは少ない供給量で別の注液点に対応す
ることができる。このようなサイホン機構を複数個配設
することにより、複数の注液点にそれぞれ異なる供給量
で定量供給を行うことが可能となる。

【００２４】図３は本発明の液体の定量供給装置の他の
実施形態を示したものである。図において、薬品３２が
収容されたタンク３１が架台３６上に載設されている。
タンク３１に隣接して、フレキシブルチューブ３４およ
び液位差保持機構３５を収納する収納ボックス３７が配
置されている。収納ボックス３７は隔壁３８によりタン
ク連通部３７ａとチューブ収納部３７ｂとに仕切られて
いる。タンク３１とタンク連通部３７ａとはタンク底部
およびタンク上部の連通路３９，４０により互いに連通
している。したがって、タンク連通部３７ａにはタンク
３１内の薬品３２が流入し、その液面３２ａ'は常にタ
ンク３１内の液面３２ａと同じ高さに維持される。

【００２５】そして、フレキシブルチューブ３４は、上
記の実施形態で説明した定量供給装置１３と同様に、一
端３４ａが連通部３７ａの下部に形成された液体取出し
口３７ｃに連結され、他端３４ｂが注液点４１に連結さ
れている。フレキシブルチューブ３４の中間位置３４ｃ
にはサイホンブレーカー４２が配設されている。なお、
サイホンブレーカー４２は図２に示したものと同様のも
のを使用することができる。これらの構成要素はチュー
ブ収納部３７ｂ内に収納されている。

【００２６】液位差保持機構３５は、タンク連通部３７
ａの薬品３２の液面３２ａ'に投入された浮き３５１
と、タンク連通部３７ａの上部に配設された第１の滑車
３５２，第１の滑車３５２に隣接してタンク３１の底部
近傍に配設された第２の滑車３５３，第２の滑車３５３
に隣接してタンク３１の上部で第１の滑車とほぼ同じ高
さに配設された第３の滑車３５４、一端３５５ａが浮き
３５１に固定され、第１の滑車３５２，第２の滑車３５
３および第３の滑車３５４に順次巻回されたロープ３５
５，ならびに、このロープ３５５の他端３５５ｂに固定
された錘３５６から構成されている。

【００２７】ロープ３５５は、浮き３５１と錘３５６の
それぞれの荷重により常に緊張状態に保たれている。そ
して、タンク３１内の薬品３２の液面３２ａが下降する
と、それに追随してタンク連通部３７ａ内の液面３２
ａ'も同時に下降し、その結果、浮き３５１もロープ３
５６の緊張状態を保ちながら下降する。上記のサイホン
ブレーカー４２は液位差保持機構２５において、第２の
滑車３５３と第３の滑車３５３との間のロープ３５５の
所定の固定点Ｂに連結され、固定点Ｂの移動に追随して
移動するように構成されている。この取り付け機構は前
記の定量供給装置１３と同様な機構を用いることができ
る。

【００２８】このような構成において、フレキシブルチ
ューブ３４の中間位置３４ｃとタンク３１内の液面３２
ａとの高さの差が液位差Ｄ'となる。かかる液体の定量
供給装置において、まず、薬品の供給量に応じてタンク
３１の薬品３２の液面３２ａとサイホンブレーカー４２
内の液面との差すなわち液位差Ｄ'を決定する。そし
て、フレキシブルチューブ３４に配設されたバルブ４３
を閉じておき、上記の液位差Ｄ'に対応するロープ３５
５の固定点Ｂにサイホンブレーカー４２を上述したよう
な機構で固定する。

【００２９】ついで、バルブ４３を開くと薬品３２がフ
レキシブルチューブ３４を通って注液点４１まで流出す
る。このとき、薬品３２の流出量は上記と同様に液位差
Ｄ'によって決定される。そして、薬品３２の流出によ
り液面３２ａが下降しても上記と同様に液位差保持機構
３５の働きによりこの液位差Ｄ'は常に保持される。こ
のようにして、ロープ３５５の固定点Ｂが下がりきるま
で薬品３２の定量供給が可能となる。この定量供給装置
３３の場合、架台３５の上にタンク３１を載設したので
第２の滑車３５３をタンク３１の底面よりさらに下方に
配設することができ、上記の実施形態の定量供給装置１
３に比べて、タンク３１内の薬品３２を最後まで無駄な
く供給できるという利点を有する。

【００３０】この定量供給装置３３においても、上記の
定量供給装置１３と同様に、液体の流出量を可変にする
手段が具備されている。また、フレキシブルチューブ３
４を注液点の直前で複数本に分岐させることにより、複
数箇所への薬品を大略同量ずつ定量供給することが可能
となる。さらに、フレキシブルチューブ３４とサイホン
ブレーカー４２の組を例えばもう１組用意して、その中
間位置の液面を固定点Ｂの上方もしくは下方に固定する
ことにより、上記の供給量より多いあるいは少ない供給
量で別の注液点に対応することができる。このようなチ
ューブ機構を複数個配設することにより、複数の注液点
にそれぞれ異なる供給量で定量供給を行うことが可能と
なる。

【００３１】タンク内に収容する薬品が例えば腐食性の
ものである場合でも、耐食性を考慮すべき接液部はチュ
ーブのみであるため腐食対策を容易にかつ安価に行うこ
とができ、従来の可変定量ポンプを耐食性にする場合に
くらべて非常に低コストである。また、無動力で定量供
給が常に可能であり、さらに、簡便な機構で液量を随意
に変化させることができるという利点もある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体の定
量供給装置は、無動力でしかも簡単な構成により液体の
定量供給を行うことができるため、設備費およびランニ
ングコストを低減できるという利点を有する。したがっ
て、各種水処理設備などにおいてその工業的価値は極め
て大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液体の定量供給装置
の原理を示す概念的構成図である。

【図２】サイホンブレーカーの構成の一例を示す概念図
である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る液体の定量供給装
置の原理を示す概念的構成図である。

【図４】従来の液体の定量供給装置を示す概念図であ
る。

【図５】従来の液体の定量供給装置を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１１，３１タンク１２，３２薬品１２ａ，３２ａ，３２ａ' 液面１３，３３定量供給装置１４，３４フレキシブルチューブ１５，３５液位差保持機構（支持機構および移動機
構）１６，４３バルブ１７，１８，１９，４１注液点２１，４２サイホンブレーカー１５１，３５１浮き１５２〜１５４，３５２〜３５４滑車１５５，３５５ロープ１５６，３５６錘Ａ，Ｂ固定点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を収容するタンクと、このタンクの
底部から前記液体を外部に取り出すためのチューブと、
前記チューブの中間位置を上下動可能に支持するととも
に、前記チューブの中間位置を前記タンク内の液面より
も所定の高さだけ低い位置に位置づける移動機構と、前
記チューブの中間位置に連接されてこのチューブの中間
位置を前記液面より低い位置にて開放する開放機構と、
前記チューブからの液体流出量を変化させる調整機構と
を備えた液体の定量供給装置。
【請求項２】前記移動機構は、前記タンク内に収容さ
れた液体表面に投入された浮きと、この浮きに連接され
て前記チューブの中間位置を前記液面との高さの差を一
定に保持して上下動させる連動機構とからなる請求項１
記載の液体の定量供給装置。
【請求項３】前記連動機構は、前記浮きの上部に設け
られた第１の滑車と、この第１の滑車に隣接して前記タ
ンクの下部に設けられた第２の滑車と、前記浮きから前
記第１および第２の滑車を介して上方に向けて張架され
て前記浮きの上下動に連動して繰り出されるロープと、
このロープの前記第２の滑車から上方に向けて張架され
た部位に前記チューブの中間位置を結合する連結部とか
らなる請求項２に記載の液体の定量供給装置。
【請求項４】前記調整機構が、前記第１の滑車または
第２の滑車の固定軸が上下方向に所定距離移動可能に配
設された構成によるもの、および／または、前記タンク
の液体取出し口近傍の前記チューブに配設されたバルブ
の開度を変化させることによるものである請求項１〜３
のいずれかに記載の液体の定量供給装置。
【請求項５】前記チューブが複数本設けられている請
求項１〜４いずれかに記載の液体の定量供給装置。