JP2006297173A

JP2006297173A - 液体混合装置

Info

Publication number: JP2006297173A
Application number: JP2005117848A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Yamashita; 光治山下; Masayuki Shigemoto; 雅之重本; Ishizue Masuda; 礎増田
Original assignee: HSP KK
Current assignee: HSP KK
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-11-02
Also published as: US20080192566A1; WO2006112389A1

Abstract

【課題】安価で、簡便な構造で、メンテナンスが容易又は不要で、複数の溶液を十分に混合することができ、第二の溶液を第一の液体へ均一に注入することができる液体混合装置を提供する。
【解決手段】略中空状の混合部と、混合部内に設けられ、第二の液体を注入する注入部とからなり、混合部は、第一の液体を流入する流入口と、流入口と相対する位置に設けられた排出口とを備え、注入部は、管状の注入具を備え、注入具には、排出口方向に開口した注入孔と、第一の液体が流入口から排出口に向かって直線的に通過可能な開口部が設けられている。注入具は、略リング状でも良いし、略Ｕ字状でも良い。また、リング状の連結管と、連結管に連結された複数の注入端子とからなり、複数の注入端子は、注入孔を有し、連結管中心に向かって突出していても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、２種類以上の液体を混合する液体混合装置に関する。

２液又は複数種の液体の混合については、種々の方法がある。多くの混合装置は、複数の液体を混合するための混合部を有し、この混合部に液体を貯留して混合している。混合方法は、特開平６−２７７４８２号開示の発明に代表されるように、回転攪拌具を使用した方法などがある。

また、混合部を設けない方法もある。例えば、図１２に示されたように、第一の液体が流れる管へ第二の液体を直接流し込む方法がある。図１２では、チャッキ弁などを使用して第二の液体を第一の液体に流し込み、混合している。
特開平６−２７７４８２号公報

しかし、図１２に示された方法では、第一の液体と第二の液体が十分に混合しないため、注入部の形状や注入方法を変更、改良する必要がある。そこで、図１３に示されたように、第二の液体の注入口を多孔のシャワーヘッドにする方法がある。なお、図中の実線矢印は第一の液体の流れを示し、点線矢印は第二の液体の流れを示す。しかし、この方法では図１３に示されたように、第一の液体がシャワーヘッドを回避して流れる。この時、シャワーヘッドの外側を回り込んだ第一の液体が中心方向に向かうため、多孔から噴出された第二の液体は、第一の液体の流れに押されて中心側に集まる。そして、第二の液体が中心に集まった状態のまま両液が流されてしまい、十分に混合されないという問題が生じていた。混合が不十分だと、ｐＨの変動や濃度の不均一を生じ、安定した品質を供給できないという問題が生じる。また、図１３に示された方法で次亜塩素酸塩溶液を注入すると、不十分な混合によって濃度の不均一を生じ、次亜塩素酸塩の濃度が局部的に高い箇所が存在してしまう。その結果、次亜塩素酸塩が管に作用してしまい、管を腐食させてしまうという問題が生じてしまう。更に、図１３に示された方法で酸溶液に次亜塩素酸塩溶液を混合すると、両液が十分に混合されないため、次亜塩素酸塩が一定濃度を超えて混合される箇所が生じてしまう。その結果、塩素ガスが生じ、生成溶液のｐＨが非常に不安定になってしまうという問題も生じてしまう。

また、回転攪拌具を有した混合装置は、液体を十分に混合しやすいため、ｐＨの変動や濃度の不均一が生じるというおそれが少ないが、回転攪拌具のメンテナンスが必要で、コストがかかってしまうという問題を有している。更に、混合溶液を大量に製造しようとすると、大型の回転攪拌具が必要になり、混合装置・回転攪拌具の動力源、設置スペース、設置コスト等が増大してしまうという問題も有していた。

以上のことから、安価で、簡便な構造で、メンテナンスが不要又は軽減でき、複数の溶液を十分に混合することができ、第二の溶液を第一の液体に均一に注入することができる液体混合装置の開発が望まれていた。

上記課題を解決するために本発明に係る液体混合装置は、略中空状の混合部と、混合部内に設けられ、第二の液体を注入する注入部とからなり、混合部は、第一の液体を流入する流入口と、流入口と相対する位置に設けられた排出口とを備え、注入部は、管状の注入具を備え、注入具には、排出口方向に開口した注入孔と、第一の液体が流入口から排出口に向かって直線的に通過可能な開口部が設けられていることを特徴とする。

また、注入具は、流入口の中心と排出口の中心を結ぶ線と直角に設けられていても良い。

また、注入具は、混合部内に複数設けられていても良い。

また、排出口は、排出突起を備え、排出突起は、排出口縁部から混合部中心に向かって略筒状体が突出しており、周面には複数の排出孔が設けられていても良い。

また、注入具は、略リング状でも良い。

また、注入具は、略Ｕ字状でも良い。

また、注入具は、リング状の連結管と、連結管に連結された複数の注入端子とからなり、複数の注入端子は、注入孔を有し、連結管中心に向かって突出していても良い。

また、本発明に係る液体混合装置は、第一の液体又は前記第二の液体の一方が塩酸であり、もう一方が次亜塩素酸塩溶液であっても良い。

本発明に係る液体混合装置は、略中空状の混合部と、混合部内に設けられ、第二の液体を注入する注入部とからなり、混合部は、第一の液体を流入する流入口と、流入口と相対する位置に設けられた排出口とを備え、注入部は、管状の注入具を備え、注入具には、排出口方向に開口した注入孔と、第一の液体が流入口から排出口に向かって直線的に通過可能な開口部が設けられているため、第一の液体の流れを妨げることなく第二の液体を混合することができ、簡便な構造で第一の液体と第二の液体を混合することができる。また、第一の液体を流した状態で第二の液体を混合することができるため、混合部の小型化及び省スペース化に多いに貢献することができる。更に、第一の液体の主流に第二の液体が引き寄せられて混合するため、十分な混合が可能となり、ｐＨ変動や濃度不均一が生じない。

また、排出口には、排出突起を備え、排出突起は、排出口縁部から混合部中心に向かって略筒状体が突出しており、周面には複数の排出孔が設けられているため、排出突起近傍で対流が生じ、第一の液体と第二の液体をより十分に混合することができる。

また、混合装置の構造が簡便であるため、メンテナンスが容易又は不要となる。更に、既にある管に混合部を取り付ければ、液体混合装置として使用することができ、汎用性を有する。

本発明に係る液体混合装置２について図を参照にしながら説明する。図１は、本発明に係る液体混合装置２の一実施の形態を示した説明図であり、図２は、液体混合装置２の部分断面図である。なお、図１では液体混合装置２の内部構造を分かり易く説明するため、混合部４を半割にしているが、これらの図は本発明を説明するためだけのものであり、本発明を何ら限定するものではない。

本発明に係る液体混合装置２は、略中空状の混合部４と、混合部４内に設けられ、第二の液体を注入する注入部１４とからなる。

本発明に係る混合部４は、第一の液体を流入する流入口６と、流入口６と相対する位置に設けられた排出口８とを備えている。混合部４の形状としては、中空状であればどの様な形状であっても良い。例えば、図１及び図２に示されたように、流入口６の径よりも大きい径の円柱型であっても良い。この時、図示されたように、流入口６から混合部４内側に向かって放射状に広がり、排出口８に向かって放射状に狭まる形状であっても良い。また、図４及び図５に示されたように、流入口６の径と同径の円柱型でも良く、適宜設定することができる。混合部４の材料としては、塩化ビニール、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテンポリマー（ＴＰＸ）、ポリパラキシリレン（ＰＰＸ）などを使用するのが良いが、その他の材料でも良く、第一の液体及び第二の液体の特性などを考慮して適宜設定すれば良い。

また、図４及び図５に示されたように、流入口６及び排出口８にフランジ２８を設けても良い。フランジ２８の種類、形状、構造、寸法などについては、第一液体流管と混合部４との連結構造などを考慮して適宜設定すれば良い。

また、排出口８には、図１及び図２に示されたように、排出突起１０を設けても良い。この排出突起１０は、排出口８縁部から混合部４中心に向かって略筒状体が突出した形状をしている。また、排出突起１０の周面には、複数の排出孔１２が設けられている。また、排出突起の先端部は、図示されているように、閉口していても良いし、開口していても良い。排出突起の形状、大きさ、寸法や排出孔１２の形状、設置数、設置箇所などについては、混合溶液の排出量などを考慮して適宜設定すれば良い。

また、本発明に係る注入部１４は、第二の液体を混合部内へ注入する管状の注入具１６を備えていることを特徴とする。図３は、本発明に係る注入具１６の一実施の形態を示した説明図である。この注入具１６には、注入孔１８と開口部２０が設けられている。注入孔１８は、第二の液体を排出口８方向に噴出可能で有れば、形成位置や形成数などについては、種々の条件を考慮して適宜設定すれば良い。排出口８方向に噴出可能とは、主流２６（流入口６から排出口８に向かって直線的に流れる第一の液体の流れを主流２６とする。）と平行又は、主流２６から遠ざかる方向に第二の液体を噴出可能である状態を指す。

開口部２０は、流入口６から排出口８に向かって第一の液体が直線的に流れることが可能に設けられている。この開口部２０を設けることにより、主流２６の直線的な流れを妨げずに第二の液体を混合することができる。つまり、図１１に示されたように、開口部２０内を主流２６が直線的に流れるため、主流近傍で注入された第二の液体は、大きな流れ（主流２６）に引き寄せられる。更に、主流２６から外れて注入具１６の外側を回り込んできた第一の液体の流れが主流２６に向かって集まるため、この流れによっても第二の液体が主流２６側に引き寄せられる。その結果、第一の液体を流した状態のまま、第二の液体を注入しても十分に混合可能となる。開口部２０の形状や大きさについては、流入口６の径や注入具１６の形状などを考慮して適宜設定すれば良い。

この注入具１６の材料としては、塩化ビニール、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテンポリマー（ＴＰＸ）、ポリパラキシリレン（ＰＰＸ）などを使用するのが良いが、第一の液体及び第二の液体の特性などを考慮して適宜設定することができる。

注入具１６の形状としては、図３に示されたように、略リング状であるのが良いが、図１０に示されたように略Ｕ字状でも良い。また、図８及び図９に示されたように、リング状の連結管２４と、連結管２４に連結された複数の注入端子２２とからなる構造であっても良い。この注入具１６は、複数の注入端子２２に注入孔１８が設けられ、注入端子２２が連結管２４中心に向かって突出している。図６及び図７は、この注入具１６を使用した液体混合装置２を示した図である。この注入具１６は、連結管２４の中心部近傍および、注入端子２２との間隙が開口部２０となり、主流２６を妨げない構造になっている。この他にも、主流２６を妨げず、混合部４内に乱流を生じることなく、第二の液体を良好に噴出することができれば、注入具１６はどの様な形状・構造であっても良い。

また、注入具１６の設置箇所としては、図２に示されたように、必ずしも混合部４の中心に設ける必要は無く、流入口６又は排出口８近傍に設置しても良い。また、注入具１６は、図示されたように、流入口６の中心と排出口８の中心をぶ線と直角に設けられていても良い。また、図５に示されたように、注入具１６を混合部４内に複数設けても良い。この時、複数の注入具１６は図示されたように、等間隔に設置されても良いし、それぞれの間隔を適宜設定して設置しても良い。また、複数の注入具１６が全て同じ形状や大きさ等である必要は無く、各々異なる形状、構造、寸法であっても良いし、開口部２０の形状、寸法がそれぞれ異なっていても良い。

また、本発明に係る液体混合装置２で使用する液体については、適宜設定すれば良いが、第一の液体又は前記第二の液体のどちらか一方が塩酸であり、もう一方が次亜塩素酸塩溶液であっても良い。つまり、殺菌性を有する弱酸性の次亜塩素酸塩溶液の希釈水の生成に使用するのが良い。

以上が本発明に係る液体混合装置２についての説明であるが、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の条件・設定は変更が可能である。

本発明に係る液体混合装置２を比較するために、比較例として従来の液体混合装置２を用いて、２液を混合した。第一の液体として次亜塩素酸ナトリウム溶液を使用し、第二の液体として塩酸を使用し、混合溶液のｐＨ変化を調べた。結果は図１４のグラフ１に示されたとおりである。グラフの縦軸はｐＨ値であり、横軸は時間である。なお、１目盛り０．２７ｐＨである。

本発明に係る液体混合装置２を用いて２液を混合した。第一の液体として次亜塩素酸ナトリウム溶液を使用し、第二の液体として塩酸を使用し、混合溶液のｐＨ変化を調べた。結果は図１５のグラフ２に示されたとおりである。グラフの縦軸はｐＨ値であり、横軸は時間である。なお、１目盛り０．２７ｐＨである。

以上のことから、従来の液体混合装置２を使用した場合、混合溶液のｐＨの変動幅が大きく、２液が十分に混合されていないことがわかる。これに対し、本発明に係る液体混合装置２を使用した場合、ｐＨの変動幅が非常に小さく、２液が良好且つ十分に混合できていることがわかる。つまり、本発明に係る液体混合装置２を使用すると、ｐＨ値が安定した溶液を供給することが可能である。

本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した部分断面図である。本発明に係る注入具の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した部分断面図である。本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る液体混合装置の一実施の形態を示した部分断面図である。本発明に係る注入具の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る注入具の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る注入具の一実施の形態を示した説明図である。本発明に係る液体混合装置の使用状態を示した説明図である。従来の液体混合装置を示した説明図である。従来の液体混合装置の使用状態を示した説明図である。従来の液体混合装置の使用した時の混合溶液のｐＨ変化を示したグラフである。本発明に係る液体混合装置の使用した時の混合溶液のｐＨ変化を示したグラフである。

符号の説明

２液体混合装置
４混合部
６流入口
８排出口
１０排出突起
１２排出孔
１４注入部
１６注入具
１８注入孔
２０開口部
２２注入端子
２４連結管
２６主流
２８フランジ

Claims

略中空状の混合部と、該混合部内に設けられ、第二の液体を注入する注入部とからなり、該混合部は、第一の液体を流入する流入口と、該流入口と相対する位置に設けられた排出口とを備え、該注入部は、管状の注入具を備え、該注入具には、前記排出口方向に開口した注入孔と、前記第一の液体が前記流入口から前記排出口に向かって直線的に通過可能な開口部が設けられていることを特徴とする液体混合装置。
前記注入具は、前記流入口の中心と前記排出口の中心を結ぶ線と直角に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体混合装置。
前記注入具は、前記混合部内に複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体混合装置。
前記排出口は、排出突起を備え、該排出突起は、該排出口縁部から前記混合部中心に向かって略筒状体が突出しており、周面には複数の排出孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体混合装置。
前記注入具は、略リング状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体混合装置。
前記注入具は、略Ｕ字状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体混合装置。
前記注入具は、リング状の連結管と、該連結管に連結された複数の注入端子とからなり、該複数の注入端子は、前記注入孔を有し、該連結管中心に向かって突出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体混合装置。
前記第一の液体又は前記第二の液体の一方は、塩酸であり、もう一方は、次亜塩素酸塩溶液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体混合装置。