JP2007237110A - 液体混合装置及び液体混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の液を使用する量だけ混合することのできる液体混合装置、及び当該液体混合装置により混合された混合液を供給対象箇所に供給することのできる混合液供給装置を提供する。
【解決手段】混合液供給装置１は、長手方向が上下方向になるようにして配置された鎖状の長尺部材５と、複数種類の液体を当該長尺部材５の上部に供給する漏斗状部材４とを備え、当該漏斗状部材４から供給された複数種類の液体を、長尺部材５の表面を伝わるようにして流落させながら混合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数種類の液体を混合するための液体混合装置及び複数種類の液体を混合する方法に関する。

従来、複数種類の液体を混合する場合、混合槽と当該混合槽の内部に設けられた攪拌部とを備える混合装置に複数種類の液体を供給し、当該攪拌部を駆動させることにより複数種類の液体を混合している。このような混合装置にて得られた混合液は、混合槽にそのまま貯留されたり、貯留槽に移し変えて貯留されたりしており、必要に応じて当該混合槽又は貯留槽からポンプ等を介して投入対象箇所に投入されている。

しかしながら、従来の混合装置は、混合槽自体の大きさが大きかったり、得られた混合液を貯留しておくために、貯留槽を別に備える必要があったりするため、混合装置の占有面積が大きいという問題があった。

また、従来の混合装置においては、混合槽又は混合液を貯留しておくための貯留槽を定期的に清掃しなければならないが、そのときに混合槽又は貯留槽に残存する混合液を廃棄する必要があるため、混合液が無駄になってしまうという問題があった。

これらの問題点に鑑みて、本発明は、占有面積が小さく、複数種類の液体を混合することのできる液体混合装置、及び複数種類の液体を混合する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有する長尺部材を有し、当該長尺部材の長手方向が上下方向になるようにして配置される混合部と、複数種類の液体を前記長尺部材の上部に供給する液体供給部とを備え、前記液体供給部から供給された複数種類の液体を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合することを特徴とする液体混合装置を提供する（請求項１）。

上記発明（請求項１）によれば、複数種類の液体が長尺部材の表面を伝わるようにして流落する間に、長尺部材に形成されている複数の凹部、凸部、孔部により液体分子同士が衝突して拡散するため、複数種類の液体を混合することができる。そして、長尺部材の長手方向が上下方向になるようにして当該長尺部材が配置されるため、複数種類の液体を混合する混合装置を設置した場合のその占有面積を小さくすることができる。

また、本発明は、複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有する長尺部材を有し、当該長尺部材の長手方向が上下方向になるようにして配置される混合部と、前記長尺部材の上方に設けられた予備混合部と、複数種類の液体を前記予備混合部に供給する液体供給部とを備え、前記予備混合部は、前記液体供給部から供給された複数種類の液体を接触させて予備的に混合し、得られた予備混合液を前記長尺部材の上部に供給し、前記予備混合部から供給された予備混合液を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合することを特徴とする液体混合装置を提供する（請求項２）。

上記発明（請求項２）によれば、混合部の上方に予備混合部が設けられており、複数種類の液体が当該予備混合部にて接触し、ある程度混合された状態で混合部に供給されるため、複数種類の液体をより確実に混合することができる。

上記発明（請求項１，２）においては、前記長尺部材は、鎖状の長尺部材であることが好ましい（請求項３）。長尺部材が鎖状であって、その形状により複数種類の液体が流落するのに時間がかかるため、かかる発明（請求項３）によれば、複数種類の液体をより確実に接触させて、液体分子同士の拡散を生じさせることができるため、複数種類の液体をより確実に混合することができる。

上記発明（請求項１〜３）においては、前記予備混合部は、漏斗状部材であることが好ましい（請求項４）。かかる発明（請求項４）によれば、予備混合部が漏斗状部材であることで、複数種類の液体をより確実に接触させてから混合部の長尺部材に供給することができる。

上記発明（請求項４）においては、前記漏斗状部材の内壁面には、前記漏斗状部材の上側開口部から下側開口部に向かって螺旋状のスリットが設けられていることが好ましい（請求項５）。

上記発明（請求項５）によれば、漏斗状部材の内壁面に、漏斗状部材の上側開口部から下側開口部に向かって螺旋状のスリットが設けられていることで、漏斗状部材に供給された複数種類の液体を漏斗状部材の内部に長時間滞留させることなく長尺部材に供給することができ、これにより、混合液の生産性を向上することができる。

上記発明（請求項１〜５）においては、前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御する制御部をさらに備えることが好ましく（請求項６）、かかる発明（請求項６）においては、前記制御部は、複数種類の液体のそれぞれを連続的に又は間欠的に供給するように前記液体供給部を制御することが好ましい（請求項７）。

上記発明（請求項６，７）においては、前記複数種類の液体のうちの一の液体は、前記予備混合部及び／又は前記混合部を洗浄可能な液体であり、前記制御部は、前記洗浄可能な液体以外のすべての液体の供給を停止した後に、前記洗浄可能な液体を所定時間供給するように前記液体供給部を制御することが好ましい（請求項８）。

液体供給部からのすべての液体の供給を同時に停止してしまうと、予備混合部又は混合部に液体が付着したまま乾燥してしまうため、液体混合装置に液体の供給を再開する前に予備混合部又は混合部の洗浄をしなければならないおそれがあるが、上記発明（請求項７）によれば、制御部が、洗浄可能な液体以外のすべての液体の供給を停止した後に所定時間当該洗浄可能な液体のみを供給するように液体供給部を制御することで、予備混合部又は混合部を当該洗浄可能な液体により洗浄することができ、予備混合部又は混合部を洗浄する手間を省くことができる。

上記発明（請求項６〜８）においては、前記液体供給部は、前記複数種類の液体のそれぞれを前記混合部又は前記予備混合部に供給する複数の液体供給源と、前記複数の液体供給源のそれぞれと前記混合部又は前記予備混合部とを接続する液体供給管と、前記液体供給管の途中に設けられたポンプ又は弁機構とを備え、前記制御部は、前記ポンプ又は前記弁機構を駆動することにより前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御することが好ましい（請求項９）。

上記発明（請求項６〜９）においては、前記液体混合装置により得られた混合液を投入する混合液投入対象箇所に設けられた、混合液の投入が必要であるか否かを判断するセンサを備え、前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御することが好ましい（請求項１０）。

上記発明（請求項１０）によれば、混合液供給対象箇所において混合液の供給を必要とするときにのみ複数種類の液体が混合されて、得られた混合液が混合液供給対象箇所に供給されるため、得られた混合液をより無駄にすることなく、混合液供給対象箇所において使用することができる。

上記発明（請求項１〜１０）においては、前記複数種類の液体が、消泡剤原液及び水であることが好ましい（請求項１１）。かかる発明（請求項１１）によれば、消泡剤水溶液を簡単にかつ確実に製造することができる。

さらに、本発明は、複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有し、長手方向が上下方向になるように配置される長尺部材に複数種類の液体を供給し、前記複数種類の液体を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合することを特徴とする液体混合方法を提供する（請求項１２）。

本発明によれば、占有面積が小さく、複数種類の液体を混合することのできる液体混合装置、及び複数種類の液体を混合する方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る液体混合装置を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る液体混合装置を示す概略構成図であり、図２は、本実施形態に係る液体混合装置を有する液体混合システムのフロー図である。
なお、本実施形態においては、複数種類の液体として消泡剤及び水を例に挙げて、消泡剤水溶液を製造するために液体混合装置を使用する態様にて説明するが、本発明における複数種類の液体はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態に係る液体混合装置１は、筒状部材２と、筒状部材２の下端部に設けられた筒状部材保持部３と、筒状部材２の内側上部に設けられた漏斗状部材４と、漏斗状部材４に消泡剤を供給する消泡剤供給管４２並びに漏斗状部材４に水を供給する第１及び第２の水供給管４１，４３と、筒状部材２の内部であって漏斗状部材４の下方に設けられた鎖状の長尺部材５と、筒状部材保持部３の下方に設けられた混合液供給管６と、筒状部材保持部３と混合液供給管６とを接続するフランジ部７とを備える。

筒状部材２は、その下端部が筒状部材保持部３に嵌合されるようにして立設されている。本実施形態において、筒状部材２は、有色又は無色透明の材料（例えば、ガラス、プラスチック等）からなるものであるが、これに限定されるものではない。このように筒状部材２を有することで、消泡剤及び水を混合する過程にて消泡剤及び水が飛散したとしても液体混合装置１の設置箇所を汚染するおそれがない。

筒状部材２の内側上部には、漏斗状部材４が設けられており、漏斗状部材４は、筒状部材２の内径と略同一の径を有する円盤状の保持部８により保持されている。円盤状の保持部８は、その略中心に漏斗状部材４の下側開口部４ａを挿入し得る孔８１が設けられており、漏斗状部材４は、その下側開口部４ａを円盤状の保持部８の孔８１に上方から挿入することで、円盤状の保持部８により保持されている。漏斗状部材４の内壁面には、漏斗状部材４の上側開口部４ｂから下側開口部４ａに向かって螺旋状にスリット４ｃが形成されている。

漏斗状部材４の上側開口部４ｂは、第１〜第３の孔部９１〜９３が設けられた略円盤状の蓋部材９によって閉じられており、かかる第１又は第３の孔部９１，９３のそれぞれには、水を供給し得る第１又は第２の水供給管４１，４３のそれぞれが挿入され、第２の孔部９２には、消泡剤を供給し得る消泡剤供給管４２が挿入されている。これにより、漏斗状部材４に消泡剤及び水を供給し、それらを接触させて予備的に混合することができる。

円盤状の保持部８には、漏斗状部材４の下側開口部４ａが挿入されている孔８１の外側に２つの孔８２，８３が設けられており、当該保持部８の下方からＵ字状部材１０の２つの一端部のそれぞれが２つの孔８２，８３のそれぞれに挿入されている。Ｕ字状部材１０の一端部のそれぞれには、雄ネジ部（図示せず）が形成されており、当該雄ネジ部と雌ネジ部が形成された係止部材１１，１１とを螺合することにより、Ｕ字状部材１０が円盤状の保持部８に保持されている。

２本の鎖状の長尺部材５，５のそれぞれは、複数のリング状部材５１が組み合わさって構成されている。そして、２本の鎖状の長尺部材５，５のそれぞれの一端部のリング状部材５１，５１がＵ字状部材１０に取り付けられ、２本の鎖状の長尺部材５が漏斗状部材４の下側開口部４ａの下方にぶら下がるようにして設けられている。長尺部材５の長さは、消泡剤と水とを十分に混合し得る長さであれば特に限定されるものではないが、０．５ｍ以上であることが好ましい。

なお、本実施形態においては、長尺部材５の形状として鎖状のものを例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有する長尺部材５であればよい。凹部の深さ及び凸部の高さは、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。また、孔部は、長尺部材５の長手方向に交差する方向に形成されているものであって、貫通孔であってもよいし、非貫通孔であってもよい。孔部の内径は、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。

本実施形態に係る液体混合装置１の筒状部材保持部３の下端部には、フランジ部７を介して接続管６を接続することができ、当該接続管６を介して液体混合装置１と反応槽（例えば、曝気槽等）１２とを接続することができる。このような構成にすることで、液体混合装置１にて得られた消泡剤水溶液を、即座にそのまま反応槽１２に供給することができる。

図２に示すように、本実施形態に係る液体混合装置１の上流側には、薬注ポンプ１３を介して接続された消泡剤タンク１４と、電磁弁１５を介して接続された洗浄水タンク１６と、薬注ポンプ１３及び電磁弁１５のそれぞれに電気的に接続された電源装置１７と、液体混合装置１の下流側に設けられた反応槽１２と、反応槽１２に設けられた反応槽１２内の発泡状態を検知するセンサ１２ａとを有する。

電源装置１７と薬注ポンプ１３及び電磁弁１５との間には、制御装置となるスイッチ１８が設けられており、かかるスイッチ１８により電源装置１７からの電力の供給が制御されることで、液体混合装置１への消泡剤及び水の供給が開始されたり、停止されたりする。これにより、液体混合装置１に消泡剤及び水を連続的に又は間欠的に供給することができる。

このような混合液供給システムにおいて、反応槽１２に設けられたセンサ１２ａにより反応槽１２内にて発泡していることが検知されると、センサ１２ａからスイッチ１８に信号が送信される。

センサ１２ａからの当該信号に基づいて、スイッチ１８がＯＮになり、電源装置１７から薬注ポンプ１３及び電磁弁１５に電力が供給されて、薬注ポンプ１３及び電磁弁１５が駆動する。これにより、消泡剤タンク１４から消泡剤供給管４２を介して液体混合装置１の漏斗状部材４に所定量の消泡剤が供給されるとともに、水タンク１６から水供給管４１，４３を介して液体混合装置１の漏斗状部材４に所定量の水が供給される。

漏斗状部材４に供給された消泡剤及び水は、漏斗状部材４の内部で互いに接触して予備的に混合され、漏斗状部材４の下側開口部４ａから鎖状の長尺部材５の上端部に滴下される。漏斗状部材４の内壁面には、上側開口部４ｂから下側開口部４ａに向けて螺旋状のスリットが形成されているため、漏斗状部材４の内部で接触した消泡剤及び水は、漏斗状部材４の内部に長時間滞留することなく漏斗状部材４から鎖状の長尺部材５の上端部に滴下される。

鎖状の長尺部材５の上端部に滴下された消泡剤及び水は、鎖状の長尺部材５の上端部から下端部にかけてその表面を伝わるようにして流落する。このようにして流落する過程で、鎖状の長尺部材５の表面にて消泡剤及び水が十分に混合され、消泡剤水溶液が得られる。

得られた消泡剤水溶液は、そのまま接続管６を介して反応槽１２に供給される。これにより、反応槽１２において消泡剤水溶液による消泡効果が発揮される。

反応槽１２に設けられているセンサ１２ａは、反応槽１２に供給された消泡剤水溶液により当該反応槽１２内における泡の消失を検知したら、スイッチ１８に薬注ポンプ１３及び電磁弁１５への電力の供給を停止するための信号を送信する。当該信号に基づいて、薬注ポンプ１３と電源装置１７とを接続するスイッチ１８がＯＦＦになり、薬注ポンプ１３への電力の供給が停止される。これにより、消泡剤タンク１４から漏斗状部材４への消泡剤の供給が停止される。

所定の時間（例えば、５分程度）が経過した後、電源装置１７から電磁弁１５への電力の供給を停止するように、電源装置１７と電磁弁１５とを接続するスイッチ１８がＯＦＦになる。これにより、消泡剤の供給が停止された後であっても、水タンク１６から水供給管４１，４３を介して液体混合装置１の漏斗状部材４に水を供給し続けることができる。このように、液体混合装置１への消泡剤の供給を停止した後であっても水を液体混合装置１に供給し続けることができるため、液体混合装置１の漏斗状部材４及び鎖状の長尺部材５の表面に付着した消泡剤を洗い流すことができ、液体混合装置１を洗浄する手間を省くことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る液体混合装置１によれば、消泡剤水溶液を必要とするときにすぐに消泡剤と水とを混合することができ、得られた消泡剤水溶液をそのまま反応槽１２に供給することができるため、消泡剤水溶液を無駄にすることなく使用することができる。また、長尺部材５の長手方向が上下方向になるように当該長尺部材５が配置されるため、液体混合装置１の占有面積を小さくすることができる。さらに、従来の混合装置では、消泡剤と水とを混合して得られた消泡剤水溶液を、反応槽１２に添加するときまで貯蔵しておくと消泡剤と水とが分離してしまうことがあったが、本実施形態に係る液体混合装置１によれば、消泡剤と水とを混合して得られた消泡剤水溶液をすぐに反応槽１２に供給することができるため、従来の混合装置のような問題が生じるおそれがない。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、漏斗状部材４は設けずに、消泡剤供給管４２及び第１〜第２の水供給管４１，４３を鎖状の長尺部材５の上方に、各供給管４１〜４３から供給される消泡剤と水とが接触するようにして配置し、鎖状の長尺部材５の上部（上端部）に消泡剤と水とが供給されるようにしてもよい。

また、本実施形態において長尺部材５は鎖状の形状を有するものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、繊維等からなる複数本の綱を編んだような縄状の形状を有するものであってもよい。

さらに、長尺部材５の数も特に限定されるものではなく、例えば、消泡剤等の薬剤の注入量が、３Ｌ／ｄａｙ以上と多くなる場合には、３本以上の長尺部材５を設けるようにしてもよい。これにより、液体の混合性を向上することができる。

さらにまた、本実施形態においては、水の供給源として洗浄水タンク１６を設けているが、これに限定されることなく、例えば、洗浄水通路等に蛇口等を設けて、当該洗浄水通路から蛇口等を介して漏斗状部材に供給する構成としてもよい。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら制限されるものではない。

〔実施例１，比較例１〕
図１に示す液体混合装置１を用いて、消泡剤と水とを混合して消泡剤水溶液を調製し、得られた消泡剤水溶液を反応槽（曝気槽）１２に５日間供給した。一方、比較例として従来の混合装置を用いて消泡剤と水とを混合して調製した消泡剤水溶液を反応槽（曝気槽）１２に５日間供給した。実施例及び比較例における消泡剤水溶液の反応槽（曝気槽）１２への１日当たりの供給量を、図３に示す。

図３に示すように、実施例１における液体混合装置１を用いて調製した消泡剤水溶液の１日当たりの供給量は、比較例１における従来の混合装置を用いて調製した消泡剤水溶液の１日当たりの供給量と略同等であることが確認された。このことから、本発明の液体混合装置１により、従来の混合装置と同様に消泡剤及び水を混合することができることが確認され、本発明によれば、従来の混合装置における問題点である占有面積の問題及び混合液（消泡剤水溶液）を無駄にしてしまうという問題を解決することができると考えられる。

本発明の液体混合装置は、純水製造装置等の水処理システムにおける曝気槽（生物槽）等にて発泡した際に、消泡剤水溶液を調製しつつ、消泡剤水溶液を曝気槽等に供給する装置として有用である。

本発明の一実施形態に係る液体混合装置を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る液体混合装置を有する液体混合システムを示すフロー図である。 実施例における消泡剤水溶液供給量を示すグラフである。

符号の説明

１…液体混合装置
４…漏斗状部材（予備混合部）
４ａ…下側開口部
４ｂ…上側開口部
５…長尺部材
１２…反応槽（混合液投入対象箇所）
１２ａ…センサ
１３…薬注ポンプ
１４…消泡剤タンク
１５…電磁弁
１６…洗浄水タンク
１８…スイッチ（制御部）

Claims (12)

1. 複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有する長尺部材を有し、当該長尺部材の長手方向が上下方向になるようにして配置される混合部と、複数種類の液体を前記長尺部材の上部に供給する液体供給部とを備え、
   前記液体供給部から供給された複数種類の液体を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合することを特徴とする液体混合装置。
2. 複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有する長尺部材を有し、当該長尺部材の長手方向が上下方向になるようにして配置される混合部と、前記長尺部材の上方に設けられた予備混合部と、複数種類の液体を前記予備混合部に供給する液体供給部とを備え、
   前記予備混合部は、前記液体供給部から供給された複数種類の液体を接触させて予備的に混合し、得られた予備混合液を前記長尺部材の上部に供給し、
   前記予備混合部から供給された予備混合液を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合することを特徴とする液体混合装置。
3. 前記長尺部材は、鎖状の長尺部材であ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。
4. 前記予備混合部は、漏斗状部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体混合装置。
5. 前記漏斗状部材の内壁面には、前記漏斗状部材の上側開口部から下側開口部に向かって螺旋状のスリットが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体混合装置。
6. 前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体混合装置。
7. 前記制御部は、複数種類の液体のそれぞれを連続的に又は間欠的に供給するように前記液体供給部を制御することを特徴とする請求項６に記載の液体混合装置。
8. 前記複数種類の液体のうちの一の液体は、前記予備混合部及び／又は前記混合部を洗浄可能な液体であり、
   前記制御部は、前記洗浄可能な液体以外のすべての液体の供給を停止した後に、前記洗浄可能な液体を所定時間供給するように前記液体供給部を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の液体混合装置。
9. 前記液体供給部は、
   前記複数種類の液体のそれぞれを前記混合部又は前記予備混合部に供給する複数の液体供給源と、
   前記複数の液体供給源のそれぞれと前記混合部又は前記予備混合部とを接続する液体供給管と、
   前記液体供給管の途中に設けられたポンプ又は弁機構と
   を備え、
   前記制御部は、前記ポンプ又は前記弁機構を駆動することにより前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の液体混合装置。
10. 前記液体混合装置により得られた混合液を投入する混合液投入対象箇所に設けられた、混合液の投入が必要であるか否かを判断するセンサを備え、
    前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記液体供給部による複数種類の液体の供給を制御することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の液体混合装置。
11. 前記複数種類の液体が、消泡剤原液及び水であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液体混合装置。
12. 複数の凹部、凸部、及び孔部のうちのいずれか１種又は２種以上を有し、長手方向が上下方向になるように配置される長尺部材に複数種類の液体を供給し、
    前記複数種類の液体を、前記長尺部材の表面を伝わるようにして流落させながら混合する
    ことを特徴とする液体混合方法。
    

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