JP2011078939A - Liquid mixing method and liquid mixing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体混合方法及び液体混合装置に関し、特に、A液タンクに収容されたA液を送液するためのA液配管と、B液タンクに収容されたB液を送液するためのB液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でA液とB液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法及びそれに用いる液体混合装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid mixing method and a liquid mixing apparatus, and in particular, for supplying A liquid pipe for supplying A liquid stored in the A liquid tank and for supplying B liquid stored in the B liquid tank. The present invention relates to a liquid mixing method for joining a liquid B pipe and guiding it to a liquid mixture pipe to obtain a liquid mixture obtained by mixing liquid A and liquid B at a desired ratio in the liquid mixture pipe, and a liquid mixing apparatus used therefor.
図14〜図18は、従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
図14に示す液体混合装置は、A液タンク1aからのA液配管3aとB液タンク1bからのB液配管3bをティーズ5にて結合し、ティーズ5からの混合液配管7に設けられたミキサー9でA液とB液を混合させ、ユースポイントに送液する系である。この系では、重力落下にて、配管3a,3b,7内の流速を確保する。
14 to 18 are schematic configuration diagrams for explaining a conventional liquid mixing apparatus.
In the liquid mixing apparatus shown in FIG. 14, the A
A液とB液の混合比率は、A液配管3aに設けられたA液流量可変バルブ31aとB液配管3bに設けられたB液流量可変バルブ31bにて、配管3a,3bの断面積を調整して、A液、B液の流量を可変にすることによって調整される。A液とB液の流量の調整には、流量可変バルブ31a,31bの下流に設けられたA液流量計23a、B液流量計23bの指示値が使用される。
The mixing ratio of the A liquid and the B liquid is the cross-sectional area of the
図15に示す液体混合装置は、図14に示した構成に加え、混合液配管7に送液ポンプ13を備えた系である。この系では、送液ポンプ13にて、配管3a,3b,7内の流速を確保する。送液ポンプ13は、ミキサー9の下流側に挿入されている。
The liquid mixing apparatus shown in FIG. 15 is a system in which a
この場合、A液とB液の混合比率は、流量可変バルブ31a,31bにて、配管3a,3bの断面積を調整して、A液、B液の流量を可変にすることによって調整される。A液とB液の流量の調整には、流量可変バルブ31a,31bの下流に設けられたA液流量計23a、B液流量計23bの指示値が使用される。
In this case, the mixing ratio of the liquid A and the liquid B is adjusted by adjusting the cross-sectional areas of the
図16に示す液体混合装置は、図14に示した構成の流量可変バルブ31a,31bに替えて、A液配管3aにA液送液ポンプ33aを備え、B液配管3bにB液送液ポンプ33bを備えた系である。この系では、送液ポンプ33a,33bにて、配管3a,3b,7内の流速を確保する。
The liquid mixing apparatus shown in FIG. 16 is provided with an A
この液体混合装置において、A液とB液の混合比率は、送液ポンプ33a,33bの稼働率を変えて、A液、B液のそれぞれの配管3a,3b内の流量を可変にすることによって調整される。A液とB液の流量の調整には、送液ポンプ33a,33bの下流に設けられたA液流量計23a、B液流量計23bの指示値が使用される。
In this liquid mixing apparatus, the mixing ratio of liquid A and liquid B can be changed by changing the operating rates of the
図17に示す液体混合装置は、図16に示した構成のティーズ5に替えてバッファタンク35を備え、ミキサー9に替えてバッファタンク内ミキサー37を備えた系である。
送液ポンプ33a,33bにて、A液タンク1aとB液タンク1bからA液とB液をバッファタンク35に入れる。A液とB液の流量の調整には、A液流量計23a、B液流量計23bの指示値が使用される。
The liquid mixing apparatus shown in FIG. 17 is a system that includes a
Liquid A and B liquid are put into the
この系において、A液流量計23a、B液流量計23bは例えば積算流量計である。A液とB液がバッファタンク35内にとどまっている時間に、流量計23a,23bの積算値がバッファタンク35に収容されているので、A液とB液の混合比率は計算より求めることができる。
バッファタンク35に設置されているミキサー37によりA液とB液を混合し、混合が終了した後、混合液はユースポイントへと送液される。
In this system, the liquid
The liquid A and the liquid B are mixed by the
図18は、図17に示した構成の流量計23a,23bに替えて液面計39を備えた系である。
送液ポンプ33a,33bにて、A液タンク1aとB液タンク1bからA液とB液をバッファタンク35に入れる。バッファタンク35には、液面計39が設置されており、まずバッファタンク35が空の状態から、送液ポンプ33aを稼働させて、指定の液面になるまで、A液をバッファタンク35に入れる。次に送液ポンプ33bを稼働させ、指定の液面になるまで、B液バッファタンク35に入れる。バッファタンク35内の液面高さにより、バッファタンク35に入ったA液及びB液の容量が求められる。その容量値から、A液とB液の混合比率が計算より求められる。その後、バッファタンク35に設置してあるミキサー37によりA液とB液を混合し、混合が終了した後、混合液はユースポイントへと送液される。
FIG. 18 shows a system provided with a
Liquid A and B liquid are put into the
図14〜図18を参照して説明した従来の液体混合装置は、大きく分けて図14〜図16のグループと、図17,図18のグループの2つに分類できる。
前者は、バッファタンクなしで、流量計23a,23bによりA液とB液の液流量を随時測定し、その測定データより混合比率を計算して、指定混合値になるように制御した混合液をユースポイントに送液することができる。
後者の図17は流量計23a,23bを使用して、図18は液面計39を使用して、バッファタンク35内の液容量を求めて混合比率を算出している。
The conventional liquid mixing apparatus described with reference to FIGS. 14 to 18 can be roughly classified into two groups, that is, a group shown in FIGS. 14 to 16 and a group shown in FIGS.
The former measures the liquid flow rate of liquid A and liquid B at any time using
The latter FIG. 17 uses the
後者グループの液体混合装置は、バッファタンク容量が可変なので、大容量の混合が可能で、液面計などのセンサは、バッファタンク容量を大きくすることにより調合精度を向上させることができ、より精密な混合には向いている。
しかし、後者グループは以下の問題を有する。(1)前者グループと比較して、バッチ処理による混合であり、迅速性に欠ける。(2)バッファタンク分の液が常に存在することになり、残液が発生して、液使用効率が低下する場合がある。(3)バッファタンク分がかさ高になり、装置自体が大きくなるのと、その分のコスト高の問題があった。
The latter group's liquid mixing device has a variable buffer tank capacity, so a large volume of mixing is possible, and sensors such as liquid level gauges can improve the blending accuracy by increasing the buffer tank capacity. It is suitable for simple mixing.
However, the latter group has the following problems. (1) Compared with the former group, it is mixed by batch processing and lacks rapidity. (2) The liquid for the buffer tank always exists, and a residual liquid is generated, which may reduce the liquid use efficiency. (3) If the buffer tank becomes bulky and the apparatus itself becomes large, there is a problem of high cost.
また、図18の液体混合装置は、液面計39によりバッファタンク35内の液容量を測定しているが、バッファタンク35の重量測定より、バッファタンク35内のA液、B液の量を測定する場合もある。その場合の重量測定手段としては、重量センサを使用するが、概してその価格は高いという問題があった。
18 measures the liquid volume in the
前者グループである図14〜図16の液体混合装置は、流量可変バルブ31a,31bを使用するもの(図14、図15)と、そうでないもの(図16)に分類できる。
図14、図15の液体混合装置における流量可変バルブ31a,31bは、バルブの開度を調整して流量を調整するもので、一般的に使用されるが、液体の種類、温度、圧力、動作速度により、それに合ったものが選定される。流量可変バルブの種類によっては、高価であったり、複雑なため信頼性が低下したりする問題があった。
The liquid mixing devices of FIGS. 14 to 16 which are the former group can be classified into those using the flow
The flow
図16の液体混合装置は、流量可変バルブの代わりに、送液ポンプ33a,33bの稼働率を調整することにより流量を変えるものである。送液ポンプの場合は、流量可変バルブと同じで、液体の種類、温度、圧力、動作速度により、それに合ったものが選定される。流量可変バルブと同じく、送液ポンプの種類によっては、高価であったり、複雑なため信頼性が低下したりする問題があった。
The liquid mixing apparatus in FIG. 16 changes the flow rate by adjusting the operating rate of the
図14から図18は従来の混合系を模式的に示したものであり、流量計、流量可変バルブ、ティーズ、ミキサー、送液ポンプ、バッファタンクは、形状や機構が変わっても、それぞれの機能が同じであれば、実際の液体混合装置は各部類に分けられる。 FIGS. 14 to 18 schematically show a conventional mixing system, and the flowmeter, flow rate variable valve, teas, mixer, liquid feed pump, and buffer tank can function even if the shape and mechanism change. Are the same, the actual liquid mixing device can be divided into categories.
本発明は、A液タンクに収容されたA液を送液するためのA液配管と、B液タンクに収容されたB液を送液するためのB液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でA液とB液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法及びそれに用いる液体混合装置において、装置の製造コストを低減することを目的とするものである。 The present invention joins the A liquid pipe for feeding the A liquid stored in the A liquid tank and the B liquid pipe for feeding the B liquid stored in the B liquid tank to mix the mixed liquid pipe. In a liquid mixing method for obtaining a mixed liquid obtained by mixing A liquid and B liquid at a desired ratio in a mixed liquid pipe and a liquid mixing apparatus used therefor, the object is to reduce the manufacturing cost of the apparatus.
本発明にかかる液体混合方法は、A液タンクに収容されたA液を送液するためのA液配管と、B液タンクに収容されたB液を送液するためのB液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でA液とB液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法であって、上記A液タンク内でのA液の液面高さ位置と上記B液タンク内でのB液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって、混合液でのA液とB液の混合比率を変化させる。 In the liquid mixing method according to the present invention, the A liquid pipe for feeding the A liquid housed in the A liquid tank and the B liquid pipe for feeding the B liquid housed in the B liquid tank are merged. Liquid mixing method for obtaining a liquid mixture obtained by mixing the liquid A and the liquid B at a desired ratio in the liquid mixture pipe, the liquid surface height position of the liquid A in the liquid A tank And the liquid level height position of the B liquid in the B liquid tank are changed relatively, thereby changing the mixing ratio of the A liquid and the B liquid in the mixed liquid.
本発明にかかる液体混合装置は、A液タンクに収容されたA液を送液するためのA液配管と、B液タンクに収容されたB液を送液するためのB液配管と、A液配管とB液配管を合流させるための継手と、その継手に接続され、A液とB液の混合液を送液するための混合液配管とを備えた液体混合装置であって、上記A液タンクの高さ位置と上記B液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えたものである。 The liquid mixing apparatus according to the present invention includes an A liquid pipe for feeding the A liquid stored in the A liquid tank, a B liquid pipe for feeding the B liquid stored in the B liquid tank, and A A liquid mixing apparatus comprising: a joint for joining a liquid pipe and a B liquid pipe; and a mixed liquid pipe connected to the joint for feeding a liquid mixture of A liquid and B liquid, A tank height position adjusting mechanism for relatively changing the height position of the liquid tank and the height position of the B liquid tank is provided.
本発明の液体混合方法及び液体混合装置は、タンクに収容された液の液面高さを変化させることにより、タンクからの配管内を流れる液の流速を変化させる。液面高さの変化に伴って液流量が変化することは知られている(例えば特許文献1を参照。)。
本発明の液体混合方法及び液体混合装置において、A液タンク内でのA液の液面高さ位置とB液タンク内でのB液の液面高さ位置とを相対的に変化させると、混合液でのA液とB液の混合比率が変化するので、A液の液面高さ位置とB液の液面高さ位置を制御することにより、A液とB液を所望の比率で混合した混合液が得られる。
The liquid mixing method and the liquid mixing apparatus of the present invention change the flow velocity of the liquid flowing in the pipe from the tank by changing the height of the liquid stored in the tank. It is known that the liquid flow rate changes with the change in the liquid level (see, for example, Patent Document 1).
In the liquid mixing method and the liquid mixing apparatus of the present invention, when the liquid level height position of the A liquid in the A liquid tank and the liquid level height position of the B liquid in the B liquid tank are changed relatively, Since the mixing ratio of liquid A and liquid B in the liquid mixture changes, by controlling the liquid level height position of liquid A and the liquid level height position of liquid B, liquid A and liquid B can be mixed at a desired ratio. A mixed liquid mixture is obtained.
本発明の液体混合装置において、上記タンク高さ位置調整機構の一例は、上記A液タンクを昇降させるためのA液タンク昇降機構と、上記B液タンクを昇降させるためのB液タンク昇降機構と、を備えている。
上記タンク高さ位置調整機構の他の例は、上記A液タンクを支持するA液タンク支持部と、上記B液タンクを支持するB液タンク支持部と、一端側に上記A液タンク支持部が接続され、他端側に上記B液タンク支持部が接続され、上記一端側と上記他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するレバーと、上記レバーを揺動させるレバー駆動機構と、を備えている。
ただし、タンク高さ位置調整機構の構成は、これらの構成に限定されるものではなく、A液タンクとB液タンクの高さ位置とを相対的に変化させることができる構成であればどのような構成であってもよい。
In the liquid mixing apparatus of the present invention, examples of the tank height position adjusting mechanism include an A liquid tank lifting mechanism for raising and lowering the A liquid tank, and a B liquid tank lifting mechanism for raising and lowering the B liquid tank. It is equipped with.
Other examples of the tank height position adjusting mechanism include an A liquid tank support section that supports the A liquid tank, a B liquid tank support section that supports the B liquid tank, and the A liquid tank support section on one end side. Is connected to the other end, the B liquid tank support is connected, a lever that swings around a fulcrum provided between the one end and the other end, and a lever drive that swings the lever And a mechanism.
However, the configuration of the tank height position adjusting mechanism is not limited to these configurations, and any configuration can be used as long as the height positions of the A liquid tank and the B liquid tank can be relatively changed. It may be a simple configuration.
本発明の液体混合装置において、混合液中のA液濃度又はB液濃度の少なくとも一方を測定するために上記混合液配管に設けられた測定部を備えているようにしてもよい。
この場合、上記測定部の測定データに基づき、混合液が所望のA液とB液の混合比率になるように上記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにしてもよい。
In the liquid mixing apparatus of the present invention, a measuring unit provided in the mixed liquid pipe may be provided to measure at least one of the liquid A concentration or the liquid B concentration in the liquid mixture.
In this case, based on the measurement data of the measurement unit, a control unit that performs feedback control on the tank height position adjusting mechanism is provided so that the mixed solution has a desired mixing ratio of the liquid A and the liquid B. Also good.
本発明の液体混合装置において、上記A液配管に設けられたA液流量計と、上記B液配管に設けられたB液流量計を備えているようにしてもよい。
この場合、上記A液流量計及び上記B液流量計の測定データに基づき、混合液が所望のA液とB液の混合比率になるように上記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにしてもよい。
The liquid mixing apparatus of the present invention may include a liquid A flow meter provided in the liquid A pipe and a liquid B flow meter provided in the liquid B pipe.
In this case, based on the measurement data of the liquid A flow meter and the liquid B flow meter, feedback control is applied to the tank height position adjustment mechanism so that the liquid mixture has a desired mixing ratio of liquid A and liquid B. May be provided.
本発明の液体混合装置において、上記A液タンク内でのA液の液面高さ位置を測定するためのA液面計と、上記B液タンク内でのB液の液面高さ位置を測定するためのB液面計とを備えているようにしてもよい。 In the liquid mixing apparatus of the present invention, the liquid level gauge for measuring the liquid level height position of liquid A in the liquid A tank, and the liquid level height position of liquid B in the liquid B tank A B liquid level gauge for measurement may be provided.
また、A液とB液を混合するために上記混合液配管に設けられた混合器を備えているようにしてもよい。
また、混合液を送液するために上記混合液配管に設けられた送液ポンプを備えているようにしてもよい。ただし、本発明の液体混合装置における送液は、重力落下を用いるものであってもよい。
Moreover, you may make it provide the mixer provided in the said liquid mixture piping in order to mix A liquid and B liquid.
Moreover, in order to send a liquid mixture, you may make it provide the liquid feed pump provided in the said liquid mixture piping. However, the liquid feeding in the liquid mixing apparatus of the present invention may use gravity drop.
本発明の液体混合方法では、A液タンク内でのA液の液面高さ位置とB液タンク内でのB液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって混合液でのA液とB液の混合比率を変化させるようにし、本発明の液体混合装置は、A液タンクの高さ位置とB液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えているようにしたので、図14、図15に示した流量可変バルブ31a,31bや、図16に示した送液ポンプ33a,33b、図17、図18に示したバッファタンク35を用いる必要がなく、装置コストの低減を図ることができる。さらに、図16に示した装置に比べ、装置の簡単化を図ることができる。さらに、図17、図18に示した装置に比べ、装置の小型化や、迅速な混合液の調合が可能となる。
In the liquid mixing method of the present invention, the liquid level height position of the A liquid in the A liquid tank and the liquid level height position of the B liquid in the B liquid tank are changed relative to each other. The mixing ratio of the A liquid and the B liquid is changed, and the liquid mixing apparatus of the present invention is a tank height position for relatively changing the height position of the A liquid tank and the height position of the B liquid tank. Since the adjusting mechanism is provided, the flow rate
本発明の液体混合装置において、タンク高さ位置調整機構は、A液タンクを昇降させるためのA液タンク昇降機構と、B液タンクを昇降させるためのB液タンク昇降機構と、を備えているようにすれば、A液タンク高さ位置及びB液タンク高さ位置をそれぞれ独立して調整できる。 In the liquid mixing apparatus of the present invention, the tank height position adjusting mechanism includes an A liquid tank lifting mechanism for lifting and lowering the A liquid tank and a B liquid tank lifting mechanism for lifting and lowering the B liquid tank. If it does in this way, A liquid tank height position and B liquid tank height position can be adjusted independently, respectively.
また、タンク高さ位置調整機構は、A液タンクを支持するA液タンク支持部と、B液タンクを支持するB液タンク支持部と、一端側にA液タンク支持部が接続され、他端側にB液タンク支持部が接続され、一端側と他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するレバーと、レバーを揺動させるレバー駆動機構と、を備えているようにすれば、1つの駆動機構でA液タンク高さ位置及びB液タンク高さ位置とを相対的に変化させることができるので、タンク高さ位置調整機構の構成が簡単になる。 The tank height position adjusting mechanism includes an A liquid tank support section that supports the A liquid tank, a B liquid tank support section that supports the B liquid tank, and an A liquid tank support section that is connected to one end side. A B liquid tank support is connected to the side, and a lever that swings around a fulcrum provided between one end and the other end and a lever drive mechanism that swings the lever are provided. For example, since the A liquid tank height position and the B liquid tank height position can be relatively changed by one drive mechanism, the configuration of the tank height position adjusting mechanism is simplified.
また、混合液中のA液濃度又はB液濃度の少なくとも一方を測定するために混合液配管に設けられた測定部を備えているようにすれば、混合液でのA液とB液の混合比率を随時監視できる。
この場合、測定部の測定データに基づき、混合液が所望のA液とB液の混合比率になるようにタンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにすれば、迅速かつ自動で所望の混合比率の混合液を得ることができる。
Moreover, if it is made to have the measurement part provided in the liquid mixture piping in order to measure at least one of A liquid density | concentration in a liquid mixture or B liquid density | concentration, it will mix A liquid and B liquid in a liquid mixture The ratio can be monitored at any time.
In this case, based on the measurement data of the measurement unit, if a control unit that applies feedback control to the tank height position adjustment mechanism is provided so that the liquid mixture has a desired mixing ratio of liquid A and liquid B, A liquid mixture having a desired mixing ratio can be obtained quickly and automatically.
本発明の液体混合装置において、A液配管に設けられたA液流量計と、B液配管に設けられたB液流量計を備えているようにすれば、混合液でのA液とB液の混合比率を随時監視できる。
この場合、A液流量計及びB液流量計の測定データに基づき、混合液が所望のA液とB液の混合比率になるようにタンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにすれば、迅速かつ自動で所望の混合比率の混合液を得ることができる。
In the liquid mixing apparatus of the present invention, if the A liquid flow meter provided in the A liquid pipe and the B liquid flow meter provided in the B liquid pipe are provided, the A liquid and B liquid in the mixed liquid are provided. Can be monitored at any time.
In this case, a control unit is provided that applies feedback control to the tank height position adjustment mechanism based on the measurement data of the A liquid flow meter and the B liquid flow meter so that the mixed liquid has a desired mixing ratio of the A liquid and the B liquid. As a result, a liquid mixture having a desired mixing ratio can be obtained quickly and automatically.
本発明の液体混合装置において、A液タンク内でのA液の液面高さ位置を測定するためのA液面計と、B液タンク内でのB液の液面高さ位置を測定するためのB液面計とを備えているようにすれば、A液面高さ位置及びB液面高さ位置を随時監視できる。 In the liquid mixing apparatus of the present invention, the liquid level gauge for measuring the liquid level height position of liquid A in the liquid A tank and the liquid level height position of liquid B in the liquid B tank are measured. If the B liquid level meter is provided, the A liquid level height position and the B liquid level height position can be monitored at any time.
また、A液とB液を混合するために混合液配管に設けられた混合器を備えているようにすれば、混合液配管でA液とB液を確実に混合させることができる。
また、混合液を送液するために混合液配管に設けられた送液ポンプを備えているようにすれば、送液に重力落下を用いる場合に比べて流速制御の迅速性及び範囲が増す。
Moreover, if the mixer provided in the liquid mixture piping is provided to mix the liquid A and the liquid B, the liquid A and the liquid B can be reliably mixed by the liquid mixture piping.
In addition, if a liquid feed pump provided in the liquid mixture pipe is provided for feeding the liquid mixture, the speed and speed of flow rate control can be increased as compared with the case where gravity drop is used for liquid feed.
図1は、液体混合装置の一実施例を概略的に示す図である。
A液を収容するためのA液タンク1aと、B液を収容するためのB液タンク1bが設けられている。A液タンク1aに収容されたA液を送液するためのA液配管3aと、B液タンク1bに収容されたB液を送液するためのB液配管3bと、A液配管3aとB液配管3bを合流させるためのティーズ(継手)5と、ティーズ5に接続され、A液とB液の混合液を送液するための混合液配管7が設けられている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of a liquid mixing apparatus.
A
混合液配管7に、上流側から順に、ミキサー(混合器)9、測定部11、送液ポンプ13が設けられている。ミキサー9はA液とB液を混合するためのものである。測定部11は混合液中のA液濃度又はB液濃度の少なくとも一方を測定するためのものである。送液ポンプ13は配管3a,3b,7内の液をユースポイントへ送液するためのものである。
A mixer (mixer) 9, a measuring
A液タンク1aを昇降させるためのA液タンク昇降機構15aと、B液タンク1bを昇降させるためのB液タンク昇降機構15bが設けられている。タンク昇降機構15a,15bは、本発明の液体混合装置のタンク高さ位置調整機構を構成する。
タンク昇降機構15a,15bの動作を制御するための制御部17が設けられている。制御部17は、測定部11の測定データに基づき、混合液が所望のA液とB液の混合比率になるようにタンク昇降機構15a,15bにフィードバック制御をかける。
A液タンク1a内でのA液の液面高さ位置を測定するためのA液面計19aと、B液タンク1b内でのB液の液面高さ位置を測定するためのB液面計19bが設けられている。
A liquid tank raising /
A
A
この実施例では、A液タンク1aの高さ位置とB液タンク1bの高さ位置を変化させることにより、A液タンク1a内のA液面高さ位置とB液タンク1b内のB液面高さ位置を変化させて、A液の流量、B液の流量を変化させる。液面高さ位置が上がれば、ヘッド圧が高くなり、流量が増加する。液面高さ位置が下がれば、ヘッド圧が低くなり、流量が減少する。
In this embodiment, by changing the height position of the
A液とB液の混合比率は、A液タンク1aの高さ位置とB液タンク1bの高さ位置が変化されることによって決定される。タンク1a,1b内での液面高さは、それぞれのタンク1a,1bの横に設置されている液面計19a,19bで測定する。ミキサー9を通過した後の混合液のA液濃度もしくはB液濃度又はその両方を測定部11で測定する。測定部11の測定データに基づいて、制御部17により、所望の混合比の混合液が得られるようにタンク昇降機構15a,15bが制御される。A液タンク1aとB液タンク1bの高さ位置は、それぞれ独立のタンク昇降機構15a,15bで調整される。ユースポイントへの混合後流量は、送液ポンプ13の稼働率で可変にできる。また、混合後流量は、A液タンク1a及びB液タンク1bの両方を上げ下げすることによっても可変である。
The mixing ratio of the A liquid and the B liquid is determined by changing the height position of the
A液とB液の混合比率の制御方法は、測定部11の測定データから、現在流れている混合液の混合比率が、設定された値よりも高いか低いかを、制御部17で判断する。A液の比率が高い場合は、A液タンク1aの高さ位置を下げる。仮に、A液タンク1aの高さ位置が下限まできているならば、B液タンク1bの高さ位置を上げる。タンク1a,1bの上げ下げは、制御部17からタンク昇降機構15a,15bに電気信号が伝えられることによって行なわれる。例えば数秒後に、このアクションの結果が、測定部11の測定データに反映される。制御部17は、測定データに基づいて、設定された混合比率にまだ達していないと判断した場合は、さらにA液タンク1aの高さ位置を下げるアクション、又はB液タンク1bの高さ位置を上げるアクションを指示し、すでに設定された混合比率に達している場合は逆のアクションを指示するフィードバック制御を行なう。
In the control method of the mixing ratio of the liquid A and the liquid B, the
また、タンク1a,1bの液面高さ変化と流量変化の関係を予め取得したデータを制御部17に設けられたメモリ装置に格納しておくようにしてもよい。制御部17は、設定された混合比率と、測定部11からの測定データとを比較して、設定された混合比率にするために必要なA液、B液の流量変化分を求め、それに応じたA液タンク1a、B液タンク1bの高さ位置の変化量を算出する。そして、制御部17は、そのタンク高さ位置変化量をタンク昇降機構15a,15bに電気信号で伝える。本発明の液体混合装置は、このようなフィードフォワード制御を行なうこともできる。
Further, data obtained in advance on the relationship between the change in the liquid level of the
図2は、液体混合装置の他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図1に示した装置のタンク昇降機構15a,15bに替えて、タンク昇降機構(タンク高さ位置調整機構)21を備えている。タンク昇降機構21は、A液タンク支持部21aと、B液タンク支持部21bと、レバー21cと、レバー駆動機構21dを備え、天秤形状の機構を有する。A液タンク支持部21aはA液タンク1aを支持するためのものである。B液タンク支持部21bはB液タンク1bを支持するためのものである。レバー21cは、一端側にA液タンク支持部21aが接続され、他端側にB液タンク支持部21bが接続され、その一端側と他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するものである。レバー駆動機構21dはレバー21cを揺動させるためのものである。タンク昇降機構21は、1つの駆動部で、タンク1a,1bを互いに逆方向に上下移動させる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing another embodiment of the liquid mixing apparatus.
In this embodiment, a tank elevating mechanism (tank height position adjusting mechanism) 21 is provided instead of the
A液とB液の混合比率は、タンク1a,1b内のA液面高さとB液面高さの差を変化させて調整される。液面高さ差は、タンク1a,1bの横に設置されている液面計19a,19bで測定される。測定部11はミキサー9を通過した後の混合液を測定する。その測定データはタンク昇降機構21に用いられる。ユースポイントへの混合液流量は、送液ポンプ13の稼働率で可変にできる。制御方法は、図1を参照して説明した実施例とほぼ同じである。この実施例は、タンク昇降機構の駆動部がひとつになので、制御が容易になる長所がある。
The mixing ratio of the A liquid and the B liquid is adjusted by changing the difference between the A liquid surface height and the B liquid surface height in the
図3は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図2に示した装置から送液ポンプ13を除いたものである。この実施例では、重力落下で送液が行なわれる。
この実施例は、ユースポイントへの混合液の流量制御はあまりできない短所があるが、送液ポンプを用いないことにより、装置構成の簡素化ができる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing still another embodiment of the liquid mixing apparatus.
In this embodiment, the
This embodiment has a disadvantage that the flow rate of the mixed liquid to the use point cannot be controlled so much, but the apparatus configuration can be simplified by not using the liquid feed pump.
図4は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図1に示した装置から送液ポンプ13を除いたものである。この実施例では、タンク1a,1bの両方を上昇又は下降させることにより、混合液の流量をある程度制御できる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing still another embodiment of the liquid mixing apparatus.
In this embodiment, the
図5、図6、図7、図8は、それぞれ、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
図5の実施例は図1の実施例に対して、図6の実施例は図2の実施例に対して、図7の実施例は図3の実施例に対して、図8の実施例は図4の実施例に対して、測定部11を除き、A液配管3aにA液流量計23aを、B液配管3bにB液流量計23bを備えたものである。
これらの実施例において、流量計23a,23bの指示値に基づき、混合液での混合比率は計算で求められることができるので、このような態様でも可能である。
5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are diagrams schematically showing still other embodiments of the liquid mixing apparatus, respectively.
The embodiment of FIG. 5 is the embodiment of FIG. 1, the embodiment of FIG. 6 is the embodiment of FIG. 2, the embodiment of FIG. 7 is the embodiment of FIG. 4, the A
In these embodiments, since the mixing ratio in the mixed liquid can be obtained by calculation based on the indicated values of the
図9は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図2に示した実施例の発展型である。A液主タンク25aとB液主タンク25bが設けられている。主タンク25a,25bの重量が大きく、容易には主タンク25a,25bを上下移動させることができない場合は、A液タンク1a、B液タンク1bの少量タンクを設ける。タンク1a,1bを上下させることにより、タンク1a,1b内の液面高さ位置を変化させ、混合比率を変えるしくみである。
FIG. 9 is a diagram schematically showing still another embodiment of the liquid mixing apparatus.
This embodiment is a development of the embodiment shown in FIG. A liquid
A液主タンク25aに、上下に伸縮の可能な蛇腹チューブ27aが取り付けられ、蛇腹チューブ27aの出口がタンク1aの内壁面にチューブ取付部29aにより取り付けられている。A液タンク1a内の液面高さ位置は、蛇腹チューブ29aの出口高さと常に同じになる。同様に、B液主タンク1bとB液タンク1bに蛇腹チューブ29b、チューブ取付部29bが取り付けられている。B液タンク1b内の液面高さ位置は、蛇腹チューブ29bの出口高さと常に同じになる。
A bellows
タンク1a,1bを上下移動させれば、それと同時にタンク1a,1b内の液面高さ位置も変化する。タンク1a,1b内の液が使用されて、液面が少し低下しても、すかさずA液主タンク25a、B液主タンク25bから液を補給することになり、液面の低下が起こらない。
このような構成は、図1、図3〜図8に示した実施例にも適用できる。
If the
Such a configuration can also be applied to the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 to 8.
次に、図1に示した配管系を用い、A液とB液の混合比率を変化させた結果を説明する。
A液タンク1a、B液タンク1bとして20L(リットル)タンクを用いた。B液タンク1bには、濃度が4.3wt%(重量パーセント)のIPA(イソプロピルアルコール)を入れた。A液タンク1aには純水を入れた。A液タンク1aからティーズ5までのA液配管3aの長さは3m(メートル)である。B液タンク1bからティーズ5までのB液配管の長さは3mである。ティーズ5からミキサー9までの混合液配管7の長さは1cm(センチメートル)である。ミキサー9から測定部11までの混合液配管7の長さは30cmである。測定部11からポンプ13までの混合液配管7の長さは50cmである。
Next, the result of changing the mixing ratio of liquid A and liquid B using the piping system shown in FIG. 1 will be described.
20 L (liter) tanks were used as the
配管は、全て外径3mm、内径2mmのPFA(パーフルオロアルコキシ樹脂)製チューブである。ミキサー9は、チューブ内に螺旋状の攪拌部があり、液がそこを通過する間にミキシングされるものである。測定部11は、液体の近赤外線スペクトル透過減衰率を測定するものである。送液ポンプ13はチューブしごきポンプであり、流量は、10cc/分である。
The pipes are all PFA (perfluoroalkoxy resin) tubes having an outer diameter of 3 mm and an inner diameter of 2 mm. The
図10、図11が結果である。
図10は、IPA濃度の経時変化を示す図である。横軸が時間軸で、縦軸が測定部の出力値であるIPA濃度(wt%)である。図10中で、区間aは、A液面高さ位置及びB液面高さ位置が基準位置(0mm(ミリメートル))で液面差(B液面高さ位置−A液面高さ位置)が0mmである。区間bは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さ位置が−50mm、液面差が−50mmである。区間cは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さが50mm、液面差が50mmである。区間dは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さが25mm、液面差が25mmである。区間eは、A液面高さ位置が25mm、B液面高さが0mm、液面差が−25mmである。区間fは、A液面高さ位置が100mm、B液面高さが0mm、液面差が−100mmである。区間gは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さが100mm、液面差が100mmである。区間hは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さが150mm、液面差が150mmである。区間iは、A液面高さ位置が0mm、B液面高さが200mm、液面差が200mmである。
図11は、IPA濃度と、液面差(B液面高さ位置−A液面高さ位置)の関係を示す図である。縦軸が測定部の出力値であるIPA濃度(wt%)である。横軸は液面差(mm)である。
これらの結果から、液面差にほぼ相関のある結果が得られているのがわかる。液面差を制御することにより、IPA濃度を制御できる。
10 and 11 show the results.
FIG. 10 is a diagram showing the change over time in the IPA concentration. The horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the IPA concentration (wt%) that is the output value of the measurement unit. In FIG. 10, in section a, the A liquid level height position and the B liquid level height position are the reference position (0 mm (millimeter)) and the liquid level difference (B liquid level height position−A liquid level height position). Is 0 mm. In the section b, the liquid level height position is 0 mm, the liquid level height position is −50 mm, and the liquid level difference is −50 mm. In the section c, the A liquid level height position is 0 mm, the B liquid level height is 50 mm, and the liquid level difference is 50 mm. In the section d, the liquid level height position is 0 mm, the liquid level height is 25 mm, and the liquid level difference is 25 mm. In the section e, the liquid level height position is 25 mm, the liquid level height is 0 mm, and the liquid level difference is −25 mm. In the section f, the A liquid level height position is 100 mm, the B liquid level height is 0 mm, and the liquid level difference is −100 mm. In the section g, the A liquid level height position is 0 mm, the B liquid level height is 100 mm, and the liquid level difference is 100 mm. In the section h, the liquid level height position is 0 mm, the liquid level height is 150 mm, and the liquid level difference is 150 mm. In the section i, the liquid level height position is 0 mm, the liquid level height is 200 mm, and the liquid level difference is 200 mm.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the IPA concentration and the liquid level difference (B liquid level height position−A liquid level height position). The vertical axis represents the IPA concentration (wt%) that is the output value of the measurement unit. The horizontal axis is the liquid level difference (mm).
From these results, it can be seen that the results are almost correlated with the liquid level difference. The IPA concentration can be controlled by controlling the liquid level difference.
次に、図1に示した配管系を用い、他の条件でA液とB液の混合比率を変化させた結果を説明する。
A液タンク1a、B液タンク1bとして20Lタンクを用いた。A液タンク1aには、濃度が1wt%のIPAを入れた。B液タンク1bには純水を入れた。A液タンク1aからティーズ5までのA液配管3aの長さは0.8mである。B液タンク1bからティーズ5までのB液配管の長さは0.8mである。ティーズ5からミキサー9までの混合液配管7の長さは1cmである。ミキサー9から測定部11までの混合液配管7の長さは30cmである。測定部11からポンプ13までの混合液配管7の長さは50cmである。
Next, the result of changing the mixing ratio of liquid A and liquid B under other conditions using the piping system shown in FIG. 1 will be described.
20 L tanks were used as the
A液配管3aは、外径2mm、内径1mmのPFA製チューブである。B液配管3b及び混合液配管7は、外径3mm、内径2mmのPFA製チューブである。ミキサー9は、チューブ内に螺旋状の攪拌部があり、液がそこを通過する間にミキシングされるものである。測定部11は、液体の近赤外線スペクトル透過減衰率を測定するものである。送液ポンプ13はチューブしごきポンプであり、流量は、10cc/分である。
The A
図12、図13が結果である。
図12は、IPA濃度の経時変化を示す図である。横軸が時間軸で、縦軸が測定部の出力値であるIPA濃度(wt%)である。図91中で、区間aは、A液面高さ位置及びB液面高さ位置が基準位置(0mm)で液面差(A液面高さ位置−B液面高さ位置)が0mmである。区間bは、A液面高さ位置が50mm、B液面高さ位置が0mm、液面差が50mmである。区間cは、A液面高さ位置が100mm、B液面高さが0mm、液面差が100mmである。区間dは、A液面高さ位置が150mm、B液面高さが0mm、液面差が150mmである。区間eは、A液面高さ位置が200mm、B液面高さが0mm、液面差が200mmである。
図13は、IPA濃度と、液面差(A液面高さ位置−B液面高さ位置)の関係を示す図である。縦軸が測定部の出力値であるIPA濃度(wt%)である。横軸は液面差(mm)である。
これら結果から、液面差にほぼ相関のある結果が得られているのがわかる。液面差を制御することにより、IPA濃度を0.01wt%から0.035wt%付近まで制御できる。これは、希釈率として、30倍から100倍程度が可能な例である。
12 and 13 show the results.
FIG. 12 is a diagram showing the change over time in the IPA concentration. The horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the IPA concentration (wt%) that is the output value of the measurement unit. In FIG. 91, in section a, the A liquid level height position and the B liquid level height position are the reference position (0 mm), and the liquid level difference (A liquid level height position−B liquid level height position) is 0 mm. is there. In the section b, the liquid level height position is 50 mm, the liquid level height position is 0 mm, and the liquid level difference is 50 mm. In the section c, the liquid level height position is 100 mm, the liquid level height is 0 mm, and the liquid level difference is 100 mm. In the section d, the liquid level height position is 150 mm, the liquid level height is 0 mm, and the liquid level difference is 150 mm. In the section e, the liquid level height position is 200 mm, the liquid level height is 0 mm, and the liquid level difference is 200 mm.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the IPA concentration and the liquid level difference (A liquid level height position−B liquid level height position). The vertical axis represents the IPA concentration (wt%) that is the output value of the measurement unit. The horizontal axis is the liquid level difference (mm).
From these results, it can be seen that the results are almost correlated with the liquid level difference. By controlling the liquid level difference, the IPA concentration can be controlled from 0.01 wt% to around 0.035 wt%. This is an example in which the dilution rate can be about 30 to 100 times.
以上、本発明の実施例を説明したが、材料、形状、配置、寸法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, material, a shape, arrangement | positioning, a dimension, etc. are examples, This invention is not limited to these, In the range of this invention described in the claim Various changes can be made.
1a A液タンク
1b B液タンク
3a A液配管
3b B液配管
5 ティーズ(継手)
7 混合液配管
9 ミキサー(混合器)
11 測定部
13 送液ポンプ
15a A液タンク昇降機構
15b B液タンク昇降機構
17 制御部
21 タンク昇降機構
21a A液タンク支持部
21b B液タンク支持部
21c レバー
21d レバー駆動機構
23a A液流量計
23b B液流量計
1a
7
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記A液タンク内でのA液の液面高さ位置と前記B液タンク内でのB液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって、混合液でのA液とB液の混合比率を変化させることを特徴とする液体混合方法。 The A liquid pipe for feeding the A liquid stored in the A liquid tank and the B liquid pipe for feeding the B liquid stored in the B liquid tank are merged and led to the mixed liquid pipe for mixing. In a liquid mixing method for obtaining a liquid mixture in which liquid A and liquid B are mixed at a desired ratio in a liquid pipe,
By changing the liquid level height position of the A liquid in the A liquid tank and the liquid level height position of the B liquid in the B liquid tank, the A liquid and the B liquid in the mixed liquid are changed. A liquid mixing method characterized by changing the mixing ratio of the liquid.
前記A液タンクの高さ位置と前記B液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えた液体混合装置。 The A liquid pipe for feeding the A liquid stored in the A liquid tank, the B liquid pipe for feeding the B liquid stored in the B liquid tank, and the A liquid pipe and the B liquid pipe are joined together. In a liquid mixing apparatus comprising a joint for connecting and a liquid mixture pipe connected to the joint for feeding a liquid mixture of liquid A and liquid B,
A liquid mixing apparatus comprising a tank height position adjusting mechanism for relatively changing a height position of the A liquid tank and a height position of the B liquid tank.
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