JP2006035024A - 薬液計量投入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的要素のみの構成により作業に要する作業者の手間を削減できるようにする。
【解決手段】薬液貯蔵タンク７から薬液１を吐出する薬液吐出口２に開閉レバー４を備えた開閉弁３を設ける。薬液吐出口２の下方位置に、内部に貯留される薬液１が所定量に達すると回転軸９を支点として転倒動作する計量容器５を設ける。計量容器５の上端部に、計量容器５の転倒動作に伴って開閉弁３の開閉レバー４を閉操作するための弁閉ストライカ６を設ける。支持部材１１の間に、空の計量容器５の下端部を受けるストッパ１３を設ける。作業者が開閉弁３の開閉レバー４を開操作すると、薬液吐出口２から計量容器５内へ受けられて貯留される薬液１が所定量に達した時点で計量容器５が転倒することにより、弁閉ストライカ６にて開閉レバー４を閉操作させて以降の薬液供給を停止させると共に、計量容器５内に貯留された所定量の薬液１を排出して自動投入させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定量の薬液を自動的に計量し、次工程へ投入するようにした薬液計量投入装置に関するものである。

所要の薬液を溶媒に溶解させたり希釈させる場合、一つの手法としては、人的な計量作業がある。これは、作業者が、溶解あるいは希釈させるべき所要の薬液（以下、単に薬液という）を、メスシリンダやビーカー、又、量が比較的多い場合には、バケツ等の計量容器を用いて計量し、この計量された薬液を、溶媒の入った撹拌容器や希釈媒体の入った希釈容器等の容器へ投入するようにしている。

又、薬液の計量及び投入を電気計装設備を用いて行わせることも多く行なわれている。

かかる電気計装設備を用いた薬液の計量、投入装置としては、たとえば、薬液としての酸貯槽内の酸を、ポンプ、定流量弁、薬液流量計、開閉弁を備えた薬液供給配管により送液して、用水供給配管から一定流量で供給される用水（純水）で希釈してカチオン交換樹脂の再生を行わせる際、上記薬液供給配管を通して送液される酸の流量を上記薬液流量計で計測し、該薬液流量計で計測される酸の流量の積算量（積算流量）をシーケンサで求め、この送液された酸の積算流量が必要とされる薬液量に達すると、上記シーケンサにより上記薬液供給配管上のポンプを閉止させると共に、開閉弁を閉止させ、これにより、薬液の供給期間中においては、一定流量の用水に対し一定流量の酸が混合された所要濃度の酸水溶液にてカチオン交換樹脂の再生を行なうことができるようにし、必要量の酸が供給された後は、酸の供給が自動的に停止されるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

更に、電気計装設備を用いた別の薬液の計量、投入装置としては、水道事業において被処理液となる原水に薬液としての次亜塩素酸ソーダを注入する際、先ず、該次亜塩素酸ソーダの原液を計量タンクに供給して、希釈液による希釈を行わせる場合に、上記計量タンクに異なる水位をそれぞれ検知するための複数のレベルセンサを予め設けておき、上記次亜塩素酸ソーダの原液の供給ライン上に設けたポンプを、上記計量タンク内の水位が空の状態から或るレベルセンサにて検知される所定レベルに達するまで自動運転して、上記計量タンク内に上記所定量の次亜塩素酸ソーダの原液を供給し、しかる後、希釈液の供給ライン上に設けてあるポンプを、上記計量タンク内の水位が更に上昇して別のレベルセンサにて検知されるレベルに達するまで自動運転することにより、上記計量タンク内にて、上記所定量の次亜塩素酸ソーダの原液を、希釈液にて所定の希釈率で希釈できるようにしたものも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２０００−２２９２３７号公報 特開平９−１４１０７４号公報

ところが、作業者が行なう人的な計量作業では、ヒューマンエラーとしての計量ミスが生じて、投入すべき薬液の量を間違える虞があると共に、薬液をこぼす虞がある。又、薬液を計量容器へ注入する際や、計量容器内の薬液を投入する際に生じる飛沫等が計量作業を行う作業者に付着する虞も生じ、この場合、計量する薬液が、たとえば、アンモニア等のように人体に悪影響を及ぼす可能性が懸念される薬液である場合には、薬液の計量作業を行うごとに飛沫の付着した個所を洗浄する作業が必要になったり、あるいは、ゴーグルやエプロン等の保護具を着用する必要が生じる等、計量作業に付随する手間が嵩むという問題がある。

一方、特許文献１や特許文献２に記載されたような電気計装設備を使用した自動計量の場合は、作業者の手間を削減することは可能である。しかし、薬液の投入が半日あるいは一日に１回程度の頻度であったり、更には、３日〜１週間に１回程度の低頻度である場合には、計量作業を自動化してもコストが見合わないという問題がある。

又、上記電気計装設備を設置する場合には、装置自体のコストのほかに、ケーブル等の設置に要する設備コストが嵩むという問題があり、更に、設計変更等に伴ってケーブル等の引き直しを行なう必要が生じる場合には、非常に大きなコストを要するようになるという問題がある。更に、電気計装設備の場合は、電力の供給が必要になってランニングコストが嵩むという問題もあると共に、電気回路的な故障が発生する虞や、故障発生時にその発見が遅れるという虞も懸念される。

そこで、本発明は、電気計装設備を用いることなく機械部品のみの構成とすることができ、且つ薬液の計量、投入作業に要する作業者の手間を大幅に削減できる薬液計量投入装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明に対応して、薬液を吐出する薬液吐出口に開閉弁を設け、且つ上記薬液吐出口より吐出される薬液を受けて貯留して貯留量が所定量に達すると支点を中心に転倒して排出させるようにしてある計量容器を設け、更に、上記計量容器の転倒動作に伴って上記薬液吐出口の開閉弁を閉操作するようにした構成とする。

又、上記請求項１に係る発明における開閉弁に開閉レバーを取り付け、計量容器を、斜め方向に所要寸法延びる筒状の容器として、その先端部に、計量容器の転倒時に開閉レバーを介して開閉弁を閉操作させる弁閉ストライカを備えた構成とする。

上記請求項１又は２に係る発明における計量容器の所要位置を、支点となる回転軸にて固定側に回動自在に取り付けて、該回転軸を支点に上記計量容器が転倒動作できるようにし、且つ計量容器の下端側を受けるようにストッパを設けた構成とする。

上記請求項１、２又は３に係る発明における計量容器の支点を下端側位置として該計量容器の下端側に、支点からの離隔距離を増減できるようにバランスウエイトを取り付けるようにした構成とする。

上記請求項２、３又は４に係る発明における開閉弁の開閉レバー又は計量容器の弁閉ストライカのいずれか一方の先端部にローラを設けて、計量容器の転倒動作に伴い上記弁閉ストライカが上記開閉弁の開閉レバーを閉操作する際に上記弁閉ストライカと開閉レバーが上記ローラを介して接するようにした構成とする。

本発明の薬液計量投入装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）薬液を吐出する薬液吐出口に開閉弁を設け、且つ上記薬液吐出口より吐出される薬液を受けて貯留して貯留量が所定量に達すると支点を中心に転倒して排出させるようにしてある計量容器を設け、更に、上記計量容器の転倒動作に伴って上記薬液吐出口の開閉弁を閉操作するようにした構成としてあるので、作業者が開閉弁を開操作すると、計量容器内に所定量の薬液が貯留された時点で生じる計量容器の転倒動作に伴い、該所定量の薬液の投入を行なうことができると共に、上記開閉弁の閉操作を行わせることができる。
（２）したがって、上記薬液の計量投入作業を行うにあたり、作業者による人的操作は、最初に開閉弁を開操作する一動作のみでよく、その後は現場を離れていることができることから、作業者に対し薬液の飛沫が付着する虞を防止することが可能になる。このために、薬液の計量投入作業ごとに作業者が該薬液の飛沫の付着個所を洗ったり、ゴーグルやエプロン等の保護具を着用する必要を解消できて、薬液の計量投入作業に要する作業者の手間を大幅に省くことができる。
（３）更に、装置の構成を、電気計装設備を用いることなく機械部品のみの構成とすることができるため、故障する虞を低減させることができると共に、設備コスト及びランニングコストを電気計装装置を用いたシステムに比して安価なものとすることができる。
（４）開閉弁に開閉レバーを取り付け、計量容器を、斜め方向に所要寸法延びる筒状の容器として、その先端部に、計量容器の転倒時に開閉レバーを介して開閉弁を閉操作させる弁閉ストライカを備えた構成とすることにより、計量容器の転倒動作の開始に伴い、弁閉ストライカによる開閉弁の開閉レバーを閉操作でき、又、計量容器の転倒動作の開始による該計量容器の傾斜角度の変化に伴い、該計量容器内に貯留されている薬液の移動を行わせて重心位置を変化させることで、薬液吐出口からの薬液の供給が停止された後も、上記計量容器の転倒動作を効率よく継続させることができる。
（５）計量容器の所要位置を、支点となる回転軸にて固定側に回動自在に取り付けて、該回転軸を支点に上記計量容器が転倒動作できるようにし、且つ計量容器の下端側を受けるようにストッパを設けた構成とすることにより、薬液吐出口より計量容器内に供給される薬液を、当初、計量容器における該計量容器の転倒動作時に支点となる回転軸より下側に溜めることができるため、上記支点よりも下方位置に要求される重量を軽減化でき、又、薬液の計量投入作業の終了を、計量容器の下端部とストッパとの衝突音で確認することが可能となる。
（６）計量容器の支点を下端側位置として該計量容器の下端側に、支点からの離隔距離を増減できるようにバランスウエイトを取り付けるようにした構成とすることにより、バランスウエイトの支点からの離隔距離を増減させることで、計量容器が転倒動作を開始する際の薬液の貯留量を調整できる。したがって、投入される薬液の量を容易に調整することが可能となる。
（７）開閉弁の開閉レバー又は計量容器の弁閉ストライカのいずれか一方の先端部にローラを設けて、計量容器の転倒動作に伴い上記弁閉ストライカが上記開閉弁の開閉レバーを閉操作する際に上記弁閉ストライカと開閉レバーが上記ローラを介して接するようにした構成とすることにより、計量容器が転倒動作する際に行われる弁閉ストライカによる開閉弁の開閉レバーの閉操作を円滑に行わせることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の薬液計量投入装置の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、溶解あるいは希釈処理等を行うために計量して投入すべき所要の薬液（以下、単に薬液という）１が貯蔵してある薬液貯蔵タンク７の薬液吐出口２に、開閉レバー４を備えた開閉弁３を設ける。上記薬液吐出口２の下方位置に、該薬液吐出口２より吐出される薬液１を先端側より受け入れて該薬液１の貯留量が所定量に達すると支点を中心に転倒して貯留量を流出できるようにしてある計量容器５を設け、更に、該計量容器５の転倒動作に伴って上記開閉弁３の開閉レバー４を閉操作するための弁閉ストライカ６を計量容器５の先端部に備えてなる構成とする。

詳述すると、薬液貯蔵タンク７の底部所要位置に接続して設けてある上記薬液吐出口２の出口側端部には、ボール弁の如き開閉弁３を取り付け、且つ該開閉弁３の左右方向の一側に、上下方向に回動（揺動）させることで上記開閉弁３の弁体（図示せず）を外部より開閉操作できるようにしてある開閉レバー４を設ける。これにより、上記開閉レバー４を上記薬液吐出口２とほぼ直角方向の姿勢となるまで下方に回動させると、上記開閉弁３の弁体が閉操作されて上記薬液吐出口２からの薬液１の吐出を停止させることができるようにしてある。一方、上記開閉レバー４を上記薬液吐出口２からの薬液１の吐出方向とほぼ平行な姿勢となるまで上方へ回動させると、上記開閉弁３の弁体が開操作されて、上記薬液貯蔵タンク７内に貯留されている薬液１が薬液吐出口２を通して吐出されるようにしてある。

上記計量容器５は、所要の長さ寸法を備え且つ所要の断面積を備えた筒状としてあり、上端となる先端には、軸心方向に対し所要角度傾斜するよう開口部８が形成してある。又、該計量容器５の下部寄りの所要個所には、左右方向に突出する回転軸９が一体に設けてあり、上記薬液吐出口２よりもやや前方の下方位置における所要の固定部１０上に立設した左右一対の支持部材１１の上端部に、上記各回転軸９を軸受１２を介しそれぞれ回転自在に支持させる。これにより、該回転軸９を支点として上記計量容器５が上下方向に揺動（回動）できるようにしてある。

更に、上記左右一対の支持部材１１同士の間の所要高さ位置には、上記計量容器５の下端部を衝合させるためのストッパ１３を設けると共に、上記計量容器５の底部となる下端面には、上記回転軸９からの離隔距離を調整可能なバランスウエイト１４を設ける。具体的には、たとえば、上記計量容器５の底面の中心位置に、該計量容器５の軸心方向に沿って延びるねじ軸部材１５を取り付けると共に、該ねじ軸部材１５に、ダブルナット状のバランスウエイト１４を螺着して取り付けるようにしてある。計量容器５内に薬液１が入っていない状態のときは、バランスウエイト１４の重量により上記ストッパ１３に上記計量容器５の下端部が受けられて該計量容器５が回転軸９を中心とする図１の反時計方向への回転を停止させられることにより、該計量容器５の上端開口部８が上記薬液吐出口２の下方位置にて該薬液吐出口２に臨む配置となる斜め方向の姿勢に維持されるようにしてある。

なお、上記バランスウエイト１４の重量は、以下のように設定してあるものとする。すなわち、薬液１の計量作業を開始する以前の計量容器５内が空となっている初期状態のときには、該計量容器５における上記回転軸９よりも底部側が、開口部８側に比して重くなるようにする。これにより、上記初期状態のときには、計量容器５を、該計量容器５の下端部がストッパ１３に当接され且つ上端開口部８が上記薬液吐出口２に臨むように配置された傾斜姿勢とすることができるようにしてある。

一方、上記計量容器５内に予め設定された量の薬液１が貯留されると、上記計量容器５における回転軸９よりも開口部８側の方が底部側よりも重くなるようにする。これにより、上記回転軸９を中心とする計量容器５の開口部８側と底部側との重量バランスが逆転して、計量容器５が上記回転軸９を支点に開口部８側へ転倒して、上記計量容器５内に貯留されていた薬液１を、開口部８を通して排出することができるようにしてある。

更に、上記計量容器５の上端開口部８で且つ上記開閉弁３の開閉レバー４と対応する左右方向の一側位置に、弁閉ストライカ６を一体に取り付け、計量容器５の上記したような所定量の薬液１の貯留に伴う転倒動作時に、上記弁閉ストライカ６を開閉弁３の開閉レバー４に対し上方より衝合させて該開閉レバー４を図１の二点鎖線の位置から実線で示す位置へ下方へ回動させて閉操作することができるようにしてある。

上記本発明の薬液計量投入装置を使用する場合は、先ず、図１に実線で示す如き初期状態より、作業者が、図１に二点鎖線で示す如く、開閉弁３の開閉レバー４を開操作する。これにより、薬液貯蔵タンク７内の薬液１が、薬液吐出口２を通して吐出され、この吐出された薬液１は、開口部８を通し計量容器５内へ受けられて該計量容器１内に次第に貯留される。

その後、上記計量容器５内に貯留される薬液１の量が回転軸９の高さレベルを越えると、上記計量容器５における回転軸９を中心とする開口部８側と底部側の重量バランスが徐々に変化させられ、計量容器５内に貯留される薬液１の量が所定量（所定レベル）に達すると、上記計量容器５における回転軸９を中心とする開口部８側と底部側の重量バランスが逆転して、該計量容器５が、図２に示す如く、回転軸９を支点として開口部８側へ徐々に転倒され始める。

上記の如く計量容器５の転倒が開始されると、該計量容器５の開口部８側端部に設けてある弁閉ストライカ６が薬液吐出口２の開閉弁３の開閉レバー４に衝合し、該開閉レバー４が下方へ回動させられるようになるため、上記開閉弁３が閉操作されて薬液吐出口２からの薬液１の吐出が停止される。この開閉弁３の閉操作により、上記計量容器５に対する新たな薬液１の供給は停止されるが、上記計量容器５の転倒動作の開始に伴って傾斜角度が徐々に小さくなる計量容器５内では、貯留されている薬液１が移動して重心位置が開口部８側へ移動するため、上記のように計量容器５内への新たな薬液１の供給が停止された後も該計量容器５の転倒動作は継続されて、該計量容器５は、図２に二点鎖線で示す如く、開口部８側が低くなるように転倒させられる。この計量容器５の転倒動作により、該計量容器５内に貯留されていた上記所定量の薬液１は、開口部８を通して排出されて図示しないタンクやピットへ投入されるようになる。

上記のように転倒した計量容器５より薬液１が排出されると、空となった計量容器５では、回転軸９よりも底部側の方が開口部８側よりも重くなる初期状態の重量バランスが回復されるため、該計量容器５は、回転軸９を中心に底部側が下方へ、又、開口部８側が上方へ向けてそれぞれ移動するよう回転させられる。しかる後、該計量容器５の下端部がストッパ１３に衝合して回転が停止されることで、図１に実線で示す如き初期状態に戻されるようになる。

なお、図２に示したように計量容器５が転倒を開始するときには、開閉弁３の開閉レバー４が徐々に閉操作されるようになるため、薬液吐出口２から計量容器５内への薬液１の供給は、直ぐには停止されず、徐々に減じられるようになる。したがって、図２に二点鎖線で示した如き計量容器５の転倒動作に伴って所望量の薬液１の投入を行わせるには、予め、実際に開閉レバー４による開閉弁３の開操作を行ない、上述したような手順による計量容器５の転倒動作を行わせて、この計量容器５の転倒動作に伴って排出される薬液１をビーカーやメスシリンダ等の所要の容器に受けて該薬液１の排出量を実測し、この実測された薬液１の量が次工程で投入を望む所要量と一致するように、バランスウエイト１４の回転軸９からの離隔距離や重量を適宜調整しておくようにすればよい。

このように、本発明の薬液計量投入装置によれば、作業者が開閉レバー４を操作して開閉弁３を一旦開操作すれば、計量容器５内に所定量の薬液１が貯留されることによる該計量容器５の開口部８側と底部側の重量バランスの逆転に伴う計量容器５の転倒動作、すなわち、計量容器５の所謂ししおどし様の作用により所定量の薬液１を自動的に計量して投入させることができ、この薬液１の計量、投入を行なった後は、薬液１の計量投入作業を行なう前の初期状態と同様の待機状態へ回復させることができる。したがって、上記の如き薬液１の計量投入作業を行うにあたり、作業者による人的操作は、最初に開閉弁３の開閉レバー４を開操作する一動作のみでよく、その後は現場を離れていることができるため、作業者に対し薬液１の飛沫が付着する虞を防止することが可能になる。このために、薬液１の計量投入作業ごとに作業者が該薬液１の飛沫の付着個所を洗ったり、ゴーグルやエプロン等の保護具を着用する必要を解消できて、薬液１の計量投入作業に要する作業者の手間を大幅に省くことができる。

なお、薬液１の計量投入作業が終了すると、空になった計量容器５が転倒状態より初期状態へ復帰するように回転し、この回転する計量容器５の下端部がストッパ１３に衝合するようになるため、この計量容器５の下端部とストッパ１３との衝合の際に発せられる音により作業者が上記薬液１の計量投入作業の終了を確認することが可能になる。

更に、上記本発明の薬液計量投入装置は、電気計装設備を用いることなく機械部品のみの構成としてあるため、故障する虞を低減させることができると共に、設備コスト及びランニングコストを電気計装設備を用いたシステムに比して安価なものとすることができる。

次に、図３は図１及び図２に示した実施の形態の応用例を示すもので、図１及び図２に示したと同様の構成において、開閉弁３の開閉レバー４の先端部にローラ１６を設けて、計量容器５が転倒を開始するときに、該計量容器５に取り付けてある弁閉ストライカ６が、開閉弁３の開閉レバー４に上記ローラ１６を介して衝合するようにしたものである。

その他の構成は図１及び図２に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。

本実施の形態によれば、作業者が開閉レバー４による開閉弁３の開操作を行なった後、薬液吐出口２より吐出される薬液１の計量容器５内における貯留量が所定量に達した時点で計量容器５が転倒を開始するときに、該計量容器５の転倒に伴って一体に移動する弁閉ストライカ６に、上記開閉弁３の開閉レバー４を、上記ローラ１６を介して滑らかに追従させることができる。したがって、上記開閉レバー４の下方への回動による開閉弁３の閉操作を円滑に行わせることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、計量容器５の長さ寸法及び断面積は、計量して投入すべき薬液１の量に応じて自在に設定してよい。計量容器５内への薬液１の貯留に伴って該計量容器５が転倒動作するときの支点の位置は、前記した回転軸９のように上記計量容器５の下部に設定することがバランスウエイト１４を軽量化する点では望ましいが、計量容器５の底部側の外部位置に所要の取り付け部材を介して回転軸９を取り付ける等、計量容器５の外部に設定するようにしてもよい。バランスウエイト１４は、計量容器５の底面に取り付けたねじ軸部材１５に螺着させたダブルナット状のものとして示したが、支点となる回転軸９よりも下側の部分の重心位置を上記回転軸９に対して近接、離反させたり、あるいは、上記回転軸９よりも下側の部分の重量自体を増減できるような任意の構造のものを採用できる。図３の実施の形態では、開閉レバー４の先端部に、弁閉ストライカ６に接触させるためのローラ１６を設けた構成を示したが、弁閉ストライカ６の先端部に、開閉弁３の開閉レバー４に接触させるためのローラを設けるようにしてもよい。計量容器５の下端部を受けるためのストッパ１３は、支持部材１１間に設けるものとして示したが、固定部１０上に直接設置する等してもよい。支持部材１１は左右一対のものとして示したが、計量容器５の転倒動作に干渉しないようにすれば、下部を一体化した構成としてもよい。本発明の薬液計量投入装置は、アンモニアやその他の任意の薬液１の計量、自動投入に適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の薬液計量投入装置の実施の一形態を示す一部切断概略側面図である。 図１の装置の作動を説明するための図で、計量容器が転倒を開始した状態を示す一部切断概略側面図である。 本発明の実施の他の形態における要部を拡大して示す側面図である。

符号の説明

１ 薬液
２ 薬液吐出口
３ 開閉弁
４ 開閉レバー
５ 計量容器
６ 弁閉ストライカ
９ 回転軸（支点）
１４ バランスウエイト
１６ ローラ

Claims (5)

1. 薬液を吐出する薬液吐出口に開閉弁を設け、且つ上記薬液吐出口より吐出される薬液を受けて貯留して貯留量が所定量に達すると支点を中心に転倒して排出させるようにしてある計量容器を設け、更に、上記計量容器の転倒動作に伴って上記薬液吐出口の開閉弁を閉操作するようにした構成を有することを特徴とする薬液計量投入装置。
2. 開閉弁に開閉レバーを取り付け、計量容器を、斜め方向に所要寸法延びる筒状の容器として、その先端部に、計量容器の転倒時に開閉レバーを介して開閉弁を閉操作させる弁閉ストライカを備えた請求項１記載の薬液計量投入装置。
3. 計量容器の所要位置を、支点となる回転軸にて固定側に回動自在に取り付けて、該回転軸を支点に上記計量容器が転倒動作できるようにし、且つ計量容器の下端側を受けるようにストッパを設けた請求項１又は２記載の薬液計量投入装置。
4. 計量容器の支点を下端側位置として該計量容器の下端側に、支点からの離隔距離を増減できるようにバランスウエイトを取り付けるようにした請求項１、２又は３記載の薬液計量供給装置。
5. 開閉弁の開閉レバー又は計量容器の弁閉ストライカのいずれか一方の先端部にローラを設けて、計量容器の転倒動作に伴い上記弁閉ストライカが上記開閉弁の開閉レバーを閉操作する際に上記弁閉ストライカと開閉レバーが上記ローラを介して接するようにした請求項２、３又は４記載の薬液計量投入装置。

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