JP2014125748A - 凍結防止液生成貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凍結防止液の濃度及び量を適切に管理することができる凍結防止液生成貯蔵装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、貯蔵槽に凍結防止液を生成及び貯蔵するための凍結防止液生成貯蔵装置であって、貯蔵されている凍結防止液の濃度を検出する濃度検出手段２２と、貯蔵槽に凍結防止剤を供給する凍結防止剤供給手段２と、貯蔵槽に水を供給する水供給手段１３又は２０と、濃度検出手段２２によって検出される濃度が所望濃度となるように、水供給手段１３又は２０による水の供給を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、冬期路面の凍結を防ぐために、散水車又は凍結防止剤散布車が路面に散布するための凍結防止液の生成及び貯蔵装置に関する。

冬季に道路の凍結を防止するために、散水車が散布するための凍結防止液や、凍結防止剤を散布した後の路面からの飛散を防ぐために凍結防止剤散布車内で凍結防止剤に塗布するための凍結防止液を、凍結防止液生成貯蔵装置において、大量に生成及び貯蔵しなければならない。少しでも広い凍結面を少量の凍結防止液で融解するために、凍結防止液の濃度をできるだけ濃くすることが求められている。

従来、凍結防止液の濃度は、海水と同じ３％であると言われていた。これは、凍結防止液の代表的な原料である塩が再凝固等して濃度を減少させないようにするための限界濃度である。この濃度以上になると再凝固し易くなる。更に、凍結防止液が必要となる冬場の大気温は零下であるので、より、再凝固し易くなる。

凍結防止液の濃度はできる限り濃い方が路面を融解し易くなるので、できれば、凍結路面に散布する凍結防止液の濃度を１０〜２０％になるように生成及び貯蔵することが、望まれている。しかし、濃度管理を適確に行わない限り、凍結防止剤が再凝固してしまう可能性があり、従来技術での実現は困難であり、３％程度の濃度に留まっているケースが多かった。更に、凍結防止液の生成及び貯蔵を自動で行うことができるようにするにして、道路管理者の負担を軽減することも望まれている。

また、春期になり、路面への凍結防止液の散布が不必要になった場合でも、凍結防止液生成貯蔵装置には、凍結防止液は残っている。しかし、凍結防止液を廃棄することができないので、従来、そのまま貯蔵しておくことがほとんどであった。そのまま貯蔵しておくと、水分が蒸発してしまい、凍結防止剤が再凝固して固化してしまう。そのため、バルブ、ポンプ及び配管などが錆び付いたり、固化した凍結防止剤によって詰まりが生じたりするため、凍結防止液生成貯蔵装置を再稼働する前に、これらを清掃しなければならず、大きな負担となっていた。

また、道路状態や、季節、気温等により生成・管理する凍結防止液の濃度及び量は変わるので、その都度、濃度及び量を変更しながら、凍結防止液の生成・管理を行わなければならない。

上記凍結防止液の主成分である塩水の生成貯蔵の装置として特許文献１に記載のものが知られている。しかし、この技術はイオン交換に供給する塩水の生成・管理するもので、本発明のように、主に冬季に必要な濃度及び量を予想し、不足無く凍結防止液散水車又は凍結防止剤散布車に供給し続けられるように、凍結防止液を生成・貯蔵するように管理するものとは異なる。

特許文献２は、凍結防止剤の貯蔵設備に関する発明であり、凍結防止液の貯蔵設備に関する発明ではない。

特開２０１０−５４９４号公報 特開２００２−１３７８１５号公報

それゆえ、本発明は、凍結防止液の濃度及び量を適切に管理することができ、これらの管理を制御データの入力で行うことができる凍結防止液生成貯蔵装置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、以下のような特徴を有する。本発明は、貯蔵槽に凍結防止液を生成及び貯蔵するための凍結防止液生成貯蔵装置であって、貯蔵されている凍結防止液の濃度を検出する濃度検出手段と、貯蔵槽に凍結防止剤を供給する凍結防止剤供給手段と、貯蔵槽に水を供給する水供給手段と、濃度検出手段によって検出される濃度が所望濃度となるように、水供給手段による水の供給を制御する制御手段とを備える。

これにより、貯蔵されている凍結防止液の濃度を管理・検出し、投入された凍結防止剤に対して、所望濃度となるように、水が自動で供給される。したがって、所望濃度となる凍結防止液を生成でき、凍結防止液の濃度を管理することができる貯蔵装置が提供されることとなる。

好ましくは、制御手段は、さらに、所望濃度を入力するための所望濃度入力手段と、凍結防止剤供給手段を介して供給された凍結防止剤の供給量を入力するための供給量入力手段とを含み、制御手段は、所望濃度入力手段によって入力された所望濃度と供給量入力手段によって入力された供給量とに基づいて、水供給手段が供給する水の量を制御するとよい。

これにより、所望濃度及び凍結防止剤の供給量を入力して、入力したデータに基づいて、供給すべき水の量が制御される。よって、適切な濃度の凍結防止液を生成することができる。

好ましくは、凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵されている凍結防止液の貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段をさらに備え、制御手段は、所望濃度となる目標貯蔵量を算出する目標貯蔵量算出手段をさらに含み、制御部は、貯蔵量検出手段が目標貯蔵量を検出するまで、水供給手段に水を供給させるとよい。

これにより、供給すべき水の量を、貯蔵量によって監視することによって、簡便な構成で、制御装置は、水の供給を制御することが可能となる。

好ましくは、凍結防止剤供給手段は、制御手段からの指示に応じて、凍結防止剤を供給することができ、制御手段は、濃度検出手段によって検出される濃度が所望濃度となるように、水供給手段による水の供給及び凍結防止剤供給手段による凍結防止剤の供給を制御するとよい。

これにより、凍結防止剤を制御装置の指示によって、所望濃度となるように、自動供給することができ、合わせて、水の供給が制御装置によって制御されることとなる。これにより、所望濃度となる凍結防止液を生成でき、凍結防止液の濃度を管理することができる貯蔵装置が提供されることとなる。

好ましくは、制御手段は、さらに、所望濃度を入力するための所望濃度入力手段と、凍結防止液の追加量を入力するための追加量入力手段と、所望濃度入力手段によって入力された所望濃度と追加量入力手段によって入力された追加量とに基づいて、所望濃度となる凍結防止剤の供給量を算出する供給量算出手段とを含み、制御手段は、供給量算出手段によって算出された供給量を凍結防止剤供給手段に供給させるとよい。

これにより、制御装置は、所望濃度と凍結防止液追加量に基づいて、供給する凍結防止剤の量を算出して、凍結防止剤供給手段に当該量の凍結防止剤を投入させるので、自動的に所望濃度の凍結防止液を所望の追加量だけ生成することができる。

好ましくは、凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵されている凍結防止液の貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段をさらに備え、制御手段は、さらに、所望濃度入力手段によって入力された所望濃度と凍結防止剤供給手段によって供給された供給量とに基づいて、所望濃度となる目標貯蔵量を算出する目標貯蔵量算出手段を含み、制御部は、貯蔵量検出手段が目標貯蔵量を検出するまで、水供給手段に水を供給させるとよい。

これにより、供給すべき水の量を、貯蔵量によって監視することによって、簡便な構成で、制御装置は、追加の凍結防止液を生成することができる。

好ましくは、制御手段は、水供給手段に水を供給させた後、濃度検出手段によって検出される濃度が所望濃度であるか否かを判断し、所望濃度に達していない場合、追加すべき凍結防止剤の量を算出して、凍結防止剤を投入させ、所望濃度を超えている場合、所望濃度となるように、水供給手段に水を供給させるとよい。

これにより、凍結防止液の濃度を微調整することができるので、濃度の精度が増す。

好ましくは、凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵槽内の凍結防止液を定期的に撹拌するための撹拌手段を備えるとよい。

これにより、貯蔵槽内の凍結防止液を定期的に撹拌することによって、凍結防止剤の再凝固を防止することができる。

好ましくは、凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵している凍結防止液が減ってきた場合、制御装置に、凍結防止液を再生成させるとよい。

これにより、凍結防止液が減ったら、自動的に生成されることとなるので、凍結防止液が不足してしまうという事態を回避できる。また、冬期以外の場合、水分が蒸発してしまって、高濃度となり、再凝固してしまうという事態を防止することができる。

好ましくは、凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵している凍結防止液が減ってきた場合、減った分の凍結防止液を自動的に生成する自動生成手段をさらに備えるとよい。

たとえば、制御手段によって凍結防止剤供給手段自動制御される場合は、自動生成手段を用いれば、凍結防止液の残量管理が、より容易となる。

本発明によれば、所望濃度となるように、水を自動的に供給し、凍結防止剤については制御装置の指示に基づいて手動で投入するか、若しくは、自動的に投入することによって、適切な濃度の凍結防止液を生成することができる。これにより、濃度管理が容易となり、作業者の負担、特に、冬期の夜間での作業者の負担が大幅に軽減することとなる。道路状態や季節、気温等によって、生成及び貯蔵しなければならない凍結防止液の濃度や量は、変わってくるが、そのような状況においても、凍結防止液の管理が容易となる。

本発明のこれら、及び他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

図１は、本発明の第１の実施形態における凍結防止液生成貯蔵装置の構成を示す図である。 図２は、制御装置１の詳細な動作を示すフローチャートである。 図３は、定期撹拌フローにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る貯蔵装置の構成を示す図である。 図５は、第２の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における凍結防止液生成貯蔵装置（以下、貯蔵装置という）の構成を示す図である。図１において、貯蔵装置は、凍結防止剤投入口（凍結防止剤供給手段）２と、溶解槽３と、溶解槽撹拌ノズル４と、溶液槽６と、水位計（貯蔵量検出手段）７と、溶液槽攪拌ノズル８と、溶液槽取水口９と、貯水槽１０と、水ポンプ１３及び２０と、自動弁１１，１２，１４，１５，２３，２４及び２５と、ブロアー２１と、濃度計（濃度検出手段）２２とを備える。図示しない制御装置（制御手段）によって、水ポンプ１３及び２０、自動弁１１，１２，１４，１５，２３，２４及び２５、水位計７、ブロアー２１、並びに濃度計２２が制御される。

貯水槽１０には、水が溜められている。貯水槽１０には、減った分の水が補充されるような図示しない機構が設けられている。溶解層３に水を供給する際、制御装置は、自動弁２４及び１１を開けて、他の自動弁を閉じて、水ポンプ１３を駆動して、貯水槽１０から水を汲み上げて、溶解層３に給水する。凍結防止剤１は、凍結防止剤投入口２から、ユーザによって、溶解層３に投入される。貯水槽１０からの水は、溶解撹拌ノズル４から供給されるので、凍結防止剤を撹拌しながら、溶解層３内で溶解されることとなる。ただし、まだ溶解されていない凍結防止剤は、沈殿凍結防止剤５として残っている場合がある。貯水槽１０からの水が供給され続けると、溶解層３からあふれた水は、溶解層３の上部から隣の溶液層６に流れ落ちる。溶解層３及び溶液層６が凍結防止剤の貯蔵槽となる。この場合、水ポンプ１３及び各自動弁が水供給手段として機能する。溶液層６の貯蔵量は、水位計７によって、凍結防止液の液面高さによって検出される。濃度計２２は、溶液層６内の凍結防止液の濃度を検出する。ブロアー２１は、溶解層３及び溶液層６に空気を送り込んで、内部の対流を促進させて、溶解を促す。水位計７によって、所望の水位が検出された場合、制御装置は、貯水槽１０からの給水を停止するように、水ポンプ１３を制御する。

凍結防止液散水車（以下、散水車）１６に凍結防止液を供給する場合、制御装置は、自動弁１２，１１及び２４を閉じ、自動弁２５を開ける。なお、本発明においては、凍結防止剤散布車に凍結防止液を供給する場合も想定される。また、散水車１６の側部から凍結防止液を供給する場合は、制御装置は、自動弁１５を開ける。一方、散水車１６の上部から凍結防止液を供給する場合は、制御装置は、自動弁１４を開ける。なお、自動弁１４及び１５の開閉は、手動で行われてもよい。制御装置は、水ポンプ１３を駆動させて、溶液槽取水口９から凍結防止液を汲み上げて、散水車１６に供給する。

散水車１６に凍結防止液を供給しながら、凍結防止液を生成する場合、制御装置は、自動弁２３を開け、自動弁１１及び１２を閉じる。また、制御装置は、自動弁２４を閉じて、自動弁２５を開け、自動弁１４又は１５を開ける。制御装置は、水ポンプ１３を駆動させて、溶液槽取水口９から凍結防止液を汲み上げて、散水車１６に供給する。それに合わせて、制御装置は、水ポンプ２０を駆動させて、貯水槽１０から、水を汲み上げて、溶解層３に供給する。凍結防止液１は、溶解層３に供給される。これによって、凍結防止液を散水車１６に供給しながら、凍結防止液を生成することができる。この場合、水ポンプ２０及び各自動弁が水供給手段として機能する。

溶解層３を撹拌する場合、制御装置は、自動弁２４，１２，１４及び１５を閉じ、自動弁１１を開けて、溶液槽取水口９から凍結防止液を汲み上げて、溶解層３に再供給する。これによって、溶解層３が撹拌される。溶液層６を撹拌する場合、制御装置は、自動弁２４，１１，１４及び１５を閉じ、自動弁１２を開けて、溶液槽取水口９から溶液を汲み上げて、溶液層６に再供給する。これによって、溶液層６が撹拌される。

図２は、制御装置１の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら、制御装置１の動作について説明する。制御装置は、典型的には、入力装置、表示装置、記憶装置、通信装置、及び処理装置を有するコンピュータ装置であり、プログラムを実行することによって、制御される。図２に示す動作は、最初に凍結防止液を生成する段階や、凍結防止液が減った後にあらためて生成する段階、散水車１６に凍結防止液を供給しながら生成する段階など、適宜、凍結防止液を生成しなければならないタイミングで行われる動作である。

まず、制御装置は、ユーザに対して、凍結防止液最少貯蔵量及び所望濃度の入力を促し、最少貯蔵量及び所望濃度が入力される（Ｓ１０１：所望濃度入力手段）。なお、以下、濃度に関しては、質量濃度（質量パーセント濃度）を用いることとするが、これに限られるものではない。ここで、質量濃度は、溶剤質量÷（溶媒質量＋溶剤質量）の計算式にて計算しているものとする。次に、制御装置は、最少貯蔵量［m³］に対応する目標液面高さを、式１を用いて計算する（Ｓ１０２）。式１において、溶解層貯蔵量［m³］は、溶解層３で貯蔵可能な最大限の貯蔵量を示す。溶液層の断面積は、溶液層６の断面積［m²］のことである。次に、制御装置は、水位計７を利用して、液面の高さを計測し（Ｓ１０３）、液面の高さが目標液面高さか否かを判断する（Ｓ１０４）。目標液面高さよりも高い場合、待機状態となる。一方、液面目標高さ以下の場合、制御装置は、凍結防止液を追加生成すべき旨の指示を表示する（Ｓ１０５）。

Ｓ１０５での表示に従って、ユーザは、凍結防止剤１を、凍結防止剤投入口２を介して、溶解層３に投入する（Ｓ１０６）。合わせて、ユーザは、制御装置に、投入した凍結防止剤の量［kg］を入力する（Ｓ１０６：供給量入力手段）。なお、ステップＳ１０６において、追加すべき凍結防止液の量と所望濃度から、投入すべき凍結防止剤の量を制御装置が算出して表示してもよい。凍結防止剤は、袋単位で梱包されているので、ユーザは、表示された量を参考に、袋単位で、凍結防止剤を投入してもよい。

制御装置は、投入した凍結防止剤の量［kg］と所望濃度（ここでは、1未満の小数：以後、濃度に関して、計算式上では百分率［%］に対応する１未満の小数で計算し、計算式以外では百分率［％］を意味していることとする）から、供給する水の必要水量［kg］を求める（Ｓ１０７）。必要水量［kg］は、たとえば、（投入凍結防止剤の量［kg］）÷（所望濃度）−（投入凍結防止剤の量［kg］÷凍結防止剤の密度［kg/m³］）によって求められる。制御装置は、式２を用いて、凍結防止剤及び水を追加した後の液面の高さを、目標液面高さとして算出する（Ｓ１０７：目標貯蔵量算出手段）。式２において、投入凍結防止剤量は、Ｓ１０６において入力した投入した凍結防止剤の量［kg］を示す。濃度は、Ｓ１０１で入力した所望濃度である。現液面は、Ｓ１０３で計測した現在の液面の高さである。αは、溶液の濃度毎の密度を表すための係数であり、以後、換算係数と呼ぶ。制御装置は、溶液の濃度に対応する密度を記憶しており、所望濃度に対応する密度を換算係数αとして、式２に代入して、目標液面高さを算出する。なお、換算係数αは、温度に応じても変化する値であってもよい。また、換算係数αは、近似式を用いて定義されていてもよい。目標液面高さは、言い換えれば、貯蔵槽での凍結防止液の目標貯蔵量［m³］である。

制御装置は、目標液面高さに溶液層６の液面の高さが到達するまで、水ポンプ１３又は２０及び対応する自動弁を作動させる（Ｓ１０８）。水ポンプ１３又は２０のどちらを作動させるかは、凍結防止液を散水車１６に供給しながら、当該液を生成するか否かで変わる。なお、必要水量を求めて、制御装置が水ポンプの駆動時間や自動弁内の流量によって供給すべき水の量を管理して、必要水量を供給したら、水ポンプ及び自動弁を停止するという機構にしてもよい。また、両方を併用してもよい。

次に、制御装置は、濃度計２２を使用して、溶液層６の濃度を測定する（Ｓ１０９）。測定した濃度が、目標値である所望濃度と比べて、±１％以内であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。なお、±１％というのは、あくまでも例示に過ぎない。

濃度が±１％以内である場合、制御装置は、所望濃度の凍結防止液が生成できたとして、後述の図３に示す定期撹拌フローに進む。

濃度が±１％以内ではなく且つ所望濃度以下の場合、制御装置は、追加すべき凍結防止剤の目標投入量［kg］を、式３を用いて算出し、ユーザに当該剤の投入を指示する（Ｓ１１１）。式３において、目標濃度は、Ｓ１０１で入力した所望濃度を表す。現濃度は、Ｓ１０９で測定した現在の濃度を表す。凍結防止液貯蔵量［m³］は、現在の溶液層６の液面の高さから算出した溶液層６の貯蔵量［m³］に、溶解層３の貯蔵量［m³］を加えた値である。式３では、凍結防止液貯蔵量［m³］に、Ｓ１０９で求めた現在の濃度に対応する溶液の密度を示す換算係数αを乗算することによって、現在の凍結防止液の質量［kg］を得て、凍結防止液の質量［kg］に不足分の濃度［%］を乗算することによって、投入すべき凍結防止剤の目標投入量［kg］を算出している。Ｓ１１１の後、凍結防止液は、所望濃度となるので、制御装置は、定期撹拌フローに進む。

濃度が±１％以内ではなく且つ所望濃度以上の場合、制御装置は、水を追加した後の液面の目標液面高さを、式４を用いて算出し、目標液面高さになるまで、水を供給する（Ｓ１１２）。式４において、溶液量［m³］は、現在の溶液層６の液面の高さから算出した溶液層６の貯蔵量［m³］と溶解層３の貯蔵量［m³］を加えた値［m³］である。換算係数αは、Ｓ１０９で求めた現在の濃度に対応する溶液の密度である。濃度は、Ｓ１０９で求めた現在の濃度である。目標濃度は、Ｓ１０１で入力した所望濃度である。よって、式４の第１項は、水を追加したときに増加する液面の高さを表す。現液面は、現在の液面の高さである。式４によって、水を追加したときの目標液面高さが算出される。Ｓ１１２の後、凍結防止液は、所望濃度となるので、制御装置は、定期撹拌フローに進む。

図３は、定期撹拌フローにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。以下、図３を参照しながら、定期撹拌フローにおける制御装置の動作について説明する。制御装置は、撹拌周期、溶解層の撹拌時間、溶液層の撹拌時間の設定をユーザに促す（Ｓ３０１）。設定値に変更があれば、制御装置は、設定値を更新して、次のステップに進む。設定値に変更がなければ、制御装置は、設定値を更新せず次のステップに進む。

制御装置は、設定した撹拌周期が到来したか否かを判断する（Ｓ３０２）。撹拌周期が到来していない場合、制御装置は、ステップＳ３０５の動作に進む。撹拌周期が到来している場合、制御装置は、自動弁１１を開けて、他の自動弁を閉めて、設定されている溶解層３の撹拌時間だけ、水ポンプ１３を作動し、溶解層３を撹拌する（Ｓ３０３）。次に、制御装置は、自動弁１２を開けて、他の自動弁を閉めて、設定されている溶液層６の撹拌時間だけ、水ポンプ１３を作動し、溶液層６を撹拌する（Ｓ３０４）。

ステップＳ３０５において、制御装置は、溶液層６の液面の高さが目標の高さ以下か否かを判断する。目標の高さは、適宜設定されるが、たとえば、図２のＳ１０２にて算出した目標液面高さである。目標高さ以下でない場合は、Ｓ３０１の動作に戻って、設定値の変更がない限り、次の撹拌周期が到来するまで、制御装置は、待機する。一方、目標高さ以下となっている場合、図２の濃度管理・生成フローに戻って、必要な凍結防止液が生成される。なお、図３のＳ３０５の動作は、撹拌周期等の設定とは関係なく、適宜実行されてもよい。

このように、第１の実施形態においては、貯蔵されている凍結防止液の濃度を管理・検出し、投入された凍結防止剤に対して、所望濃度となるように、水が自動で供給される。したがって、所望濃度となる凍結防止液を生成でき、凍結防止液の濃度を管理することができる貯蔵装置が提供されることとなる。道路状態や季節、気温等によって、生成及び貯蔵しなければならない凍結防止液の濃度や量は、変わってくる。本実施形態のように、所望濃度となるように、水を自動的に供給し、凍結防止剤については制御装置の指示に基づいて、手動で投入するようにして、適切な濃度の凍結防止液を生成することができれば、濃度管理が容易となり、作業者の負担、特に、冬期の夜間での作業者の負担が大幅に軽減することとなる。

また、所望濃度及び凍結防止剤の供給量を入力して、入力したデータに基づいて、供給すべき水の量が制御される。よって、適切な濃度の凍結防止液を生成することができる。さらに、供給すべき水の量を、水位計７を用いて、貯蔵量によって監視することによって、簡便な構成で、制御装置は、水の供給を制御することが可能となる。

さらに、制御装置は、所望濃度に達していなければ、追加すべき凍結防止剤の量を算出して、凍結防止剤を追加投入させ、所望濃度を超えていれば、所望濃度となるように、水を追加供給させる。これにより、凍結防止液の濃度の精度が増す。

また、貯蔵槽内の凍結防止液を定期的に撹拌することによって、凍結防止剤の再凝固を防止することができる。また、定期撹拌フローにおいて、液面が下がってきた場合、ユーザに適量の凍結防止剤の投入を促し、適量の水が自動的に供給され、再生成されるので、凍結防止液が不足してしまうという事態を回避できる。また、冬期以外の場合、水分が蒸発してしまって、高濃度となり、再凝固してしまうという事態を防止することができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る貯蔵装置の構成を示す図である。図４において、第１の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。第２の実施形態に係る貯蔵装置は、凍結防止剤貯蔵装置（凍結防止剤供給手段）１８を備える。凍結防止剤貯蔵装置１８は、凍結防止剤を凍結防止剤投入口２及び凍結防止剤散布車１９に自動的に供給することができる装置である。凍結防止剤貯蔵装置１８は、計量・供給装置１７を有しており、制御装置から指示のあった供給量を凍結防止剤投入口２に自動的に投入することができる。

図５は、第２の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。以下、図５を参照しながら、第２の実施形態における制御装置の動作について説明する。まず、制御装置は、ユーザに対して、凍結防止液最大貯蔵量、所望濃度、及び凍結防止液追加量の入力を促し、凍結防止液最大貯蔵量、所望濃度、及び凍結防止液追加量が入力される（Ｓ２０１：所望濃度入力手段及び追加量入力手段）。ここで、凍結防止液最大貯蔵量［m³］とは、溶解層３及び溶液層６による貯蔵槽全体での最大貯蔵量［m³］のことを指すが、オーバーフローしないように、貯蔵量の限界値よりも少し減らした値になっている。また、以後の計算式やフローチャートを見れば分かるように、凍結防止液最大貯蔵量は、適宜、貯蔵しておきたい目標の貯蔵量とも捉えられるので、当該限界値近傍である必要はない。第１の実施形態のように、凍結防止液最大貯蔵量の代わりに、凍結防止液最少貯蔵量を用いてもよいし、その他の値でもよい。また、凍結防止液追加量とは、追加生成すべき凍結防止液の量のことである。たとえば、散水車１６に供給して減った分の量を凍結防止液追加量としたり、散水車１６に凍結防止液を供給しながら生成する場合は、供給予定の量を凍結防止液追加量としたりする。

次に、制御装置は、式５を用いて、凍結防止液最大貯蔵量から凍結防止液追加量（式５において、追加量と略記する）を差し引いたときの液面の高さを、目標液面高さとして算出する（Ｓ２０２）。次に、制御装置は、図２のＳ１０３及びＳ１０４と同様にして、液面の高さが目標液面高さ以下となっているか否か判断する（Ｓ２０３，２０４）。

目標液面高さ以下である場合、制御装置は、追加量に、所望濃度を掛けた値を算出し、当該値の凍結防止剤を、計量・供給装置１７に供給させる（Ｓ２０５：供給量算出手段）。次に、図２のＳ１０７と同様に、制御装置は、式２を用いて、目標液面高さを算出する（Ｓ２０６）。その後、制御装置は、図２のＳ１０８〜Ｓ１１２と同様にして、目標液面高さまで、水を供給させて、濃度が目標値の±１％以内であるか判断し、濃度の微調整を行う（Ｓ２０７〜Ｓ２１１）。ただし、ステップＳ２１０では、制御装置は、追加投入する凍結防止剤の目標投入量を算出したら、計量・供給装置１７に当該目標投入量を投入させる点において、第１の実施形態と異なる。その後、第２の実施形態においても、図３に示す定期撹拌フローが実行される。

なお、第２の実施形態では、定期撹拌フローのＳ３０５において、液面の高さが下がってきた場合、下がった液面分に対応する凍結防止液の量をＳ２０１における追加量とし、Ｓ２０１における所望濃度を前回と同様の値として、図３に示すＳ３０５の後、自動的に、制御装置が凍結防止剤を計量・供給装置１７に投入させ、目標高さになるまで、水供給手段に水を供給させれば、減った分の凍結防止液を自動的に生成することが可能となる。このように、凍結防止液の自動生成手段を第２の実施形態に設けてもよい。

このように、第２の実施形態では、凍結防止剤を制御装置の指示によって、所望濃度となるように、自動供給することができ、合わせて、水の供給が制御装置によって制御されることとなる。これにより、所望濃度となる凍結防止液を生成でき、凍結防止液の濃度を管理することができる貯蔵装置が提供されることとなる。また、制御装置は、所望濃度と凍結防止液追加量に基づいて、供給する凍結防止剤の量を算出して、計量・供給装置１７に当該量の凍結防止剤を投入させるので、自動的に所望濃度の凍結防止液を所望の追加量だけ生成することができる。さらに、供給すべき水の量を、水位計７を用いて、貯蔵量によって監視することによって、簡便な構成で、制御装置は、追加の凍結防止液を生成することができる。

さらに、制御装置は、所望濃度に達していなければ、追加すべき凍結防止剤の量を算出して、凍結防止剤を自動的に追加投入させ、所望濃度を超えていれば、所望濃度となるように、水を追加供給させる。これにより、凍結防止液の濃度の精度が増す。

また、第１の実施形態と同様に、貯蔵槽内の凍結防止液を定期的に撹拌することによって、凍結防止剤の再凝固を防止することができる。また、定期撹拌フローにおいて、液面が下がってきた場合、第２の実施形態では、凍結防止剤を自動的に投入でき、適量の水が自動的に供給され、再生成されるので、凍結防止液が不足してしまうという事態を回避できる。また、冬期以外の場合、水分が蒸発してしまって、高濃度となり、再凝固してしまうという事態を防止することができる。

なお、第１及び第２の実施形態では、貯蔵槽を溶解槽３と溶液槽６の二槽構造にしたが、二槽構成にせず、一槽構成によって貯蔵槽を構成してもよいし、三槽以上の構成で貯蔵槽を構成してもよい。二槽以外の構成で貯蔵槽を構成する場合の各種値の算出式については、適宜、容易に修正可能である。

なお、第１及び第２の実施形態で示した式は、一例であり、他の算出方法を用いて、適宜値を算出してもよい。また、気温や凍結防止剤の密度等を考慮して、適宜、算出結果を補正してもよい。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

本発明は、凍結防止液を生成及び貯蔵することができる装置であり、産業上利用可能である。

１ 凍結防止剤
２ 凍結防止剤投入口
３ 溶解槽
４ 溶解槽攪拌ノズル
５ 溶解槽内沈殿凍結防止剤
６ 溶液槽
７ 水位計
８ 溶液槽攪拌ノズル
９ 溶液槽取水口
１０ 貯水槽
１１ 自動弁
１２ 自動弁
１３ 水ポンプ
１４ 自動弁
１５ 自動弁
１６ 凍結防止液散水車
１７ 計量・供給装置
１８ 凍結防止剤貯蔵装置
１９ 凍結防止剤散布車
２０ 水ポンプ
２１ ブロアー
２２ 濃度計

Claims (10)

1. 貯蔵槽に凍結防止液を生成及び貯蔵するための凍結防止液生成貯蔵装置であって、
   貯蔵されている前記凍結防止液の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記貯蔵槽に凍結防止剤を供給する凍結防止剤供給手段と、
   前記貯蔵槽に水を供給する水供給手段と、
   前記濃度検出手段によって検出される前記濃度が所望濃度となるように、前記水供給手段による水の供給を制御する制御手段とを備えることを特徴とする、凍結防止液生成貯蔵装置。
2. 前記制御手段は、さらに、
   前記所望濃度を入力するための所望濃度入力手段と、
   前記凍結防止剤供給手段を介して供給された前記凍結防止剤の供給量を入力するための供給量入力手段とを含み、
   前記制御手段は、前記所望濃度入力手段によって入力された前記所望濃度と前記供給量入力手段によって入力された前記供給量とに基づいて、前記水供給手段が供給する水の量を制御することを特徴とする、請求項１に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
3. 前記凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵されている前記凍結防止液の貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記所望濃度となる目標貯蔵量を算出する目標貯蔵量算出手段をさらに含み、
   前記制御部は、前記貯蔵量検出手段が前記目標貯蔵量を検出するまで、前記水供給手段に水を供給させることを特徴とする、請求項２に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
4. 前記凍結防止剤供給手段は、前記制御手段からの指示に応じて、前記凍結防止剤を供給することができ、
   前記制御手段は、前記濃度検出手段によって検出される前記濃度が前記所望濃度となるように、前記水供給手段による水の供給及び前記凍結防止剤供給手段による前記凍結防止剤の供給を制御することを特徴とする、請求項１に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
5. 前記制御手段は、さらに、
   前記所望濃度を入力するための所望濃度入力手段と、
   凍結防止液の追加量を入力するための追加量入力手段と、
   前記所望濃度入力手段によって入力された前記所望濃度と前記追加量入力手段によって入力された前記追加量とに基づいて、前記所望濃度となる前記凍結防止剤の供給量を算出する供給量算出手段とを含み、
   前記制御手段は、前記供給量算出手段によって算出された前記供給量を前記凍結防止剤供給手段に供給させることを特徴とする、請求項４に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
6. 前記凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵されている前記凍結防止液の貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、さらに、前記所望濃度入力手段によって入力された前記所望濃度と前記凍結防止剤供給手段によって供給された前記供給量とに基づいて、前記所望濃度となる目標貯蔵量を算出する目標貯蔵量算出手段を含み、
   前記制御部は、前記貯蔵量検出手段が前記目標貯蔵量を検出するまで、前記水供給手段に水を供給させることを特徴とする、請求項５に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
7. 前記制御手段は、
   前記水供給手段に水を供給させた後、前記濃度検出手段によって検出される濃度が前記所望濃度であるか否かを判断し、
   前記所望濃度に達していない場合、追加すべき凍結防止剤の量を算出して、前記凍結防止剤を投入させ、
   前記所望濃度を超えている場合、前記所望濃度となるように、前記水供給手段に水を供給させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
8. 前記凍結防止液生成貯蔵装置は、前記貯蔵槽内の前記凍結防止液を定期的に撹拌するための撹拌手段を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
9. 前記凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵している前記凍結防止液が減ってきた場合、前記制御装置に、凍結防止液を再生成させることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の凍結防止液生成貯蔵装置。
10. 前記凍結防止液生成貯蔵装置は、貯蔵している前記凍結防止液が減ってきた場合、減った分の凍結防止液を自動的に生成する自動生成手段をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の凍結防止液生成貯蔵装置。

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