JP2014237077A

JP2014237077A - 希釈装置

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Publication number: JP2014237077A
Application number: JP2013119641A
Authority: JP
Inventors: 佳司叶; Keiji Kanou
Original assignee: KANON CO Ltd
Current assignee: KANON CO Ltd
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2014-12-18

Abstract

【課題】本発明の課題は、流体の希釈機能、及び、希釈された流体から不純物を除去する機能を備え、低コスト、且つ、コンパクトであって、メンテナンスの容易な希釈装置を提供することである。【解決手段】本発明に係る希釈装置１は、ミキシング部15と、フィルタ部21と、逆流防止部19と、チューブポンプ17とを含む。ミキシング部15は、ミキシング室S1と、第１及び第２流入口151、152と、流出口153とを備えており、第１及び第２流入口151、152、及び、流出口153のそれぞれが、ミキシング室S1に通じている。フィルタ部21は、流出口153に連結し、流出口153から流出した流体L3を通過させ、流体L3から不純物を除去する。逆流防止部19は、第２流入口152に連結し、ミキシング室S1からの逆流を防止する。チューブポンプ17は、吸入口172から吸入した流体L2を、吐出口173から吐出することが可能であり、吐出口152が逆流防止部19に連結している。【選択図】図１

Description

本発明は、流体の希釈機能、及び、希釈された流体から不純物を除去する機能を備え、低コスト、且つ、コンパクトであって、メンテナンスの容易な希釈装置に関する。

従来、薬品等の流体を希釈した上で、外部に供給する希釈装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された希釈装置は、ポンプを利用して、電解層で生成された電解水を混合希釈部に送り出し、希釈用原水で希釈の上、混合希釈溶液として吐出管から外部に供給する仕組みとなっている。

ところで、このような希釈装置においては、混合希釈溶液に不純物が含まれる場合を考慮して、その不純物を除去するフィルタが吐出管出口に設けられることが好ましい。

しかし、吐出管出口にフィルタを設けると、混合希釈部に水圧変化が発生し、電解水供給口にも背圧がかかる。背圧が大きくなれば、混合希釈部内の溶液が電解水供給口から逆流し、電解水を混合希釈部に供給できなくなる。

このような不具合を防止するためにも、希釈装置は、吐出力の高いポンプによって、電解水を供給することが必要となる。吐出力の高いポンプとしては、例えば、ダイアフラムポンプが知られている。

しかし、ダイアフラムポンプは、高価であるため、装置の高コスト化につながる。また、ダイアフラムポンプは、大型であり、装置のコンパクト化を妨げる。さらに、ダイアフラムポンプを利用して流体を供給する場合、流体から発生する気泡に起因し、ポンプ内において、エアロックが発生する。そのため、流体を配管内に送り出せなくなるという不具合が生じる。このような不具合を解消するために、ダイアフラムポンプでは、エア抜き作業が必要となることもあり、メンテナンスに手間を要する。

特許第２６２７１００号公報

本発明の課題は、流体の希釈機能、及び、希釈された流体から不純物を除去する機能を備え、低コスト、且つ、コンパクトであって、メンテナンスの容易な希釈装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る希釈装置は、ミキシング部と、フィルタ部と、逆流防止部と、チューブポンプとを含む。ミキシング部は、ミキシング室と、第１及び第２流入口と、流出口とを備えている。第１及び第２流入口、及び、流出口のそれぞれは、ミキシング室に通じている。フィルタ部は、流出口に連結し、流出口から流出した流体を通過させ、その通過する流体から不純物を除去する。逆流防止部は、第２流入口に連結し、ミキシング室からの逆流を防止する。チューブポンプは、吸入口から吸入した流体を、吐出口から吐出することが可能である。チューブポンプの吐出口は、逆流防止部に連結している。

上述したように、本発明に係る希釈装置は、ミキシング部を含んでおり、ミキシング部は、ミキシング室と、第１及び第２流入口と、流出口とを備えている。第１及び第２流入口、及び、流出口のそれぞれは、ミキシング室に通じている。このような構造によれば、第１及び第２流入口のそれぞれを通じて、ミキシング室に複数の流体を注入し、その複数の流体を互いに、混合し、希釈した上、希釈流体として流出口から流出させることができる。

希釈装置は、フィルタ部を含んでおり、フィルタ部が、流出口に連結し、流出口から流出した流体を通過させ、その通過する流体から不純物を除去するので、流出口から流出した希釈流体に不純物等が含まれる場合であっても、その不純物を除去した上で希釈流体を外部に供給することができる。

希釈装置は、逆流防止部を含んでおり、逆流防止部は、第２流入口に連結し、ミキシング室からの逆流を防止する。また、希釈装置は、チューブポンプを含んでおり、チューブポンプは、吸入口から吸入した流体を、吐出口から吐出することが可能である。チューブポンプの吐出口は、逆流防止部に連結している。このような構造によれば、チューブポンプは、ミキシング室から流体の逆流を受けることなく、吸入した流体を吐出し、ミキシング室に注入することが可能であり、ミキシング室における流体の希釈機能が保全される。

しかも、チューブポンプは、ダイアフラムポンプよりも、安価であり、且つ、小型であるので、希釈装置は、ダイアフラムポンプを内蔵したものより、低コスト、且つ、コンパクトになる。また、チューブポンプは、チューブをローラで押圧して、チューブ内に吸入された流体をローラで押し出すものであるので、ダイアフラムポンプ特有のエアロックが問題となることもない。即ち、チューブポンプを内蔵した希釈装置は、エア抜き作業が不要となり、メンテナンスが容易である。

また、チューブポンプは、第１流入口から流入した流体が、流出口から流出し、フィルタ部を通過する際に、圧力損失を受けることによって、吐出口に背圧がかかっても、吸入口から吸入された流体を吐出口から吐出することが可能であることが好ましい。このような構造によれば、チューブポンプの吐出口における背圧の有無に関わらず、チューブポンプから流体を吐出できる。

以上に述べたように、本発明によれば、流体の希釈機能、及び、希釈された流体から不純物を除去する機能を備え、低コスト、且つ、コンパクトな希釈装置を提供することができる。

本発明の構成、及び、利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。

本発明の実施形態に係る希釈装置のブロック図である。

図１を参照すると、希釈装置１は、第１及び第２ジョイント部１１、１２と、圧力調整部１３と、流量調整部１４と、ミキシング部１５と、第２流体充填容器１６と、チューブポンプ１７と、フロースイッチ１８と、逆流防止部１９と、フィルタ部２１とを含んでいる。

第１ジョイント部１１は、希釈装置１を第１流体供給源３に脱着可能に連結するものである。図示した範囲において、第１ジョイント部１１は、第１流体供給源３に連結した状態となっている。第１流体供給源３は、第１ジョイント部１１を通じて、希釈装置１に、第１流体Ｌ１を供給する。第１流体供給源３が、一般的な水道であれば、第１流体Ｌ１は、水道水である。第１流体Ｌ１は、配管を通じて、第１ジョイント部１１からミキシング部１５に向かって流れる。

圧力調整部１３は、配管を介して第１ジョイント部に連結しており、第１流体供給源３における第１流体Ｌ１の圧力に変動が生じた場合であっても、第１流体Ｌ１の圧力を一定にする機能を備えている。圧力調整部１３としては、例えば、公知の圧力調整器を採用することができ、第１流体供給源３における第１流体Ｌ１の圧力が、例えば、０．３Ｍｐａ以上であても、０．１〜０．２Ｍｐａの範囲に減圧することができる。

流量調整部１４は、定流量弁１４１と、ストップバルブ１４２とを有している。定流量弁１４１は、圧力調整部１３の下流に設けられており、配管を介して圧力調整部１３に連結している。定流量弁１４１は、流量調整部１４の下流における、第１流体Ｌ１の流量を調整する機能を備えている。流量調整部１４の下流における第１流体Ｌ１の流量は、例えば、７Ｌ／分程度に調整されることが好ましい。定流量弁１４１としては、公知のものを採用することができる。

ストップバルブ１４２は、定流量弁１４１の下流に設けられており、配管を介して定流量弁に連結している。ストップバルブ１４２は、定流量弁１４１によって流量調整された第１流体Ｌ１を流量調整部１４の下流に供給する機能、及び、その供給を遮断する機能を備えている。ストップバルブ１４２は、開状態において、流量調整部１４の下流に第１流体Ｌ１を供給し、閉状態において、その供給を遮断する。

ミキシング部１５は、ミキシング室Ｓ１と、第１及び第２流入口１５１、１５２と、流出口１５３とを備えている。ミキシング室Ｓ１は、内部空間である。第１及び第２流入口１５１、１５２、及び、流出口１５３は、互いに、ミキシング室Ｓ１を介して、通じている。第１流入口１５１には、配管を介してストップバルブ１４２が連結している。

また、ミキシング室Ｓ１は、第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３に区分けされる。第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３は、第１及び第３領域Ｒ１、Ｒ３が、その間に、第２領域Ｒ２を挟む配置関係となる。図示した範囲において、第１領域Ｒ１には、第１流入口１５１が設けられており、第２領域Ｒ２には、第２流入口１５２が設けられており、第３領域Ｒ３には、流出口１５３が設けられている。第２領域Ｒ２の横断面積は、第１及び第３領域Ｒ１、Ｒ３の横断面積よりも大きい。

第２流体充填容器１６は、流体Ｌ２が充填されている。第２流体Ｌ２は、例えば、液体状の次亜塩素酸ナトリウム、又は、亜塩素酸ナトリウムである。

チューブポンプ１７は、チューブ１７１と、ローラ１７４と、駆動回路１７５とを備えている。チューブ１７１は、吸入口１７２から吐出口１７３に通じる流路を備えており、吐出口１７３が逆流防止部１９に直結し、吸入口１７２が第２流体充填容器１６に直結している。ローラ１７４は、動作状態において、チューブ１７１の外面を押圧しながら回転することが可能になっている。チューブポンプ１７は、ローラ１７４がチューブ１７１の外面を押圧しながら回転することによって、チューブ１７１の吸入口１７２から第２流体Ｌ２を吸入し、吐出口１７３から第２流体Ｌ２を吐出する。チューブの吐出圧力Ｐ１は、通常、０．１〜０．２Ｍｐａである。

駆動回路１７５は、例えば、直流電圧１２Ｖ、又は、２４Ｖの電源供給を受けることによって、ローラ１７４を動作状態にする。駆動回路１７５には、可変抵抗器（図示省略）が備え付けられており、可変抵抗器を操作し、駆動回路１７５の抵抗値を調整することによって、ローラ１７４の回転数を調整することができる。

フロースイッチ１８は、定流量弁１４１とストップバルブ１４２とを連結する配管の内部に設けられており、チューブポンプ１７の駆動回路１７５に電気的に接続している。フロースイッチ１８は、ストップバルブ１４２の開閉操作に応じて、自動的に駆動回路１７５へ電源供給を行う。フロースイッチ１８は、オン状態において、駆動回路１７５に電源を供給し、オフ状態において、駆動回路１７５に電源を供給しない仕組みとなっている。具体的に、ストップバルブ１４２を開状態とした場合において、オン状態となり、ストップバルブ１４２を閉状態とした場合において、オフ状態となる。フロースイッチ１８としては、公知のものを採用することができる。

逆流防止部１９は、図示した範囲から必ずしも明らかではないが、公知のチャッキ弁を採用することができる。逆流防止部１９は、一端部がチューブ１７１の吐出口１７３に直結しており、他端部がミキシング部１５の第２流入口１５２に直結している。逆流防止部１９は、ミキシング室Ｓ１内の流体が、チューブ１７１を介して、第２流体充填容器１６へ逆流するのを防止する機能を備えている。

第２ジョイント部１２は、ミキシング部１５の流出口１５３に連結しており、流出口１５３をフィルタ部２１に脱着可能に連結するものである。図示した範囲において、第２ジョイント部１２は、フィルタ部２１に連結した状態となっている。流出口１５３から流出した第３流体Ｌ３は、第２ジョイント部１２を通じ、フィルタ部２１に流れ込む。

フィルタ部２１は、例えば、公知の不純物除去フィルタであり、第３流体Ｌ３の通過が可能となっている。第３流体Ｌ３は、不純物を含んでいても、フィルタ部２１を通過する際、圧力損失を受けながら、その不純物が除去される。第３流体Ｌ３は、不純物が除去されることによって、第４流体Ｌ４として、外部に供給される。ここで不純物とは、非電解質の物質に加えて、陽イオンや陰イオンも含まれる。

次に、上述した希釈装置の一連の動作について説明する。まず、ストップバルブ１４２を開状態とすることによって、第１流体Ｌ１は、ミキシング部１５の第１流入口１５１を通じて、流入圧力Ｐ２でミキシング室Ｓ１に供給される。流入圧力Ｐ２は、圧力調整部１３において、０．１〜０．２Ｍｐａの範囲に調整されている。

また、ストップバルブ１４２が開状態となると、チューブポンプ１７のフロースイッチ１８は、自動的にオン状態となり、その結果、チューブポンプ１７は、ローラ１７４がチューブ１７１の外面を押圧しながら回転し、チューブの吸入口１７２から第２流体Ｌ２を吸入し、吐出圧力Ｐ２で第２流体Ｌ２を吐出口１７３から吐出する。第２流体Ｌ２は、逆流防止部１９、及び、第２流入口１５２を通じてミキシング室Ｓ１に注入される。

第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２は、ミキシング室Ｓ１において、互いに、混合され、希釈された上、流出口１５３から第３流体Ｌ３として流出する。第３流体Ｌ３は、第１流体Ｌ１が第２流体Ｌ２によって希釈された流体とも言えるし、第２流体Ｌ２が第１流体Ｌ１によって希釈された流体とも言える。第３流体Ｌ３は、第２ジョイント部１２を通じて、フィルタ部２１に供給され、フィルタ部２１において不純物を除去された上で、第４流体Ｌ４として、外部に供給される。

上述した一連の工程において、第１流入口１５１から流入した第１流体Ｌ１が、第２流体Ｌ２によって希釈され、第３流体として、流出口１５３から流出し、フィルタ部２１を通過する際に、圧力損失を受けることによって、チューブ１７１の吐出口１７３には、その圧力損失分だけ背圧Ｐ３がかかる。フィルタ部２１は、その圧力損失が、吐出圧力Ｐ１＞背圧Ｐ３の関係が満たされる範囲に設計されている。例えば、フィルタ部に目詰まりが発生していない状態において、圧力損失が０．００１Ｍｐａに設計されているとすれば、背圧Ｐ３は、０．００１Ｍｐａとなり、この場合、チューブポンプ１７の吐出圧力Ｐ１は、先に述べたとおり、０．１〜０．２Ｍｐａであるため、吐出圧力Ｐ１＞背圧Ｐ３の関係が満たされることになる。従って、チューブポンプ１７は、第２流体Ｌ２を吐出口１７３から吐出し、ミキシング室Ｓ１に注入することができる。

また、上述した一連の工程において、例えば、第１流体Ｌ１が水道水であり、第２流体Ｌ２が次亜塩素酸ナトリウム、又は、亜塩素酸ナトリウムである場合、第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２を互いに混合希釈すれば、第３流体Ｌ３は、次亜塩素酸ナトリウム、又は、亜塩素酸ナトリウムを含む希釈水となり、殺菌効果を発揮する。また、この際、フィルタ部２１が、第３流体Ｌ３のｐＨを低下させる弱酸性イオン交換樹脂等のフィルタであると、第３流体Ｌ３は、フィルタ部２１を通過することによって、殺菌効果の一層高い第４流体Ｌ４として外部に供給される。

上述したとおり本発明の実施形態に係る希釈装置１は、ミキシング部１５を含んでおり、ミキシング部１５は、ミキシング室Ｓ１と、第１及び第２流入口１５１、１５２と、流出口１５３とを備えている。第１及び第２流入口１５１、１５２、及び、流出口１５３のそれぞれは、ミキシング室に通じている。このような構造によれば、希釈装置１は、第１及び第２流入口１５１、１５２のそれぞれを通じて、ミキシング室に第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２を注入し、第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２を互いに、混合し、希釈した上、流出口１５３から第３流体Ｌ３として流出させることができる。

希釈装置１は、フィルタ部２１を含んでおり、フィルタ部２１が、ミキシング部１５の流出口１５３に連結し、流出口１５３から流出した第３流体Ｌ３を通過させ、第３流体Ｌ３から不純物を除去するので、第３流体Ｌ３に不純物等が含まれる場合であっても、その不純物を除去した上で、第４流体Ｌ４として、外部に供給することができる。

希釈装置１は、逆流防止部１９を含んでおり、逆流防止部１９は、ミキシング部１５の第２流入口１５２に連結し、ミキシング室Ｓ１からの第１流体Ｌ１等の逆流を防止する。また、希釈装置１は、チューブポンプ１７を含んでおり、チューブポンプ１７は、吸入口１７２から吸入した第２流体Ｌ２を、吐出口１７３から吐出することが可能である。チューブポンプ１７の吐出口１７３は、逆流防止部１９に連結している。このような構造によれば、チューブポンプ１７は、ミキシング室Ｓ１から第１流体Ｌ１等の逆流を受けることなく、吸入した第２流体Ｌ２を吐出し、ミキシング室Ｓ１に注入することが可能であり、ミキシング室Ｓ１における第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２の希釈機能が保全される。

しかも、チューブポンプ１７は、ダイアフラムポンプよりも、安価であり、且つ、小型であるので、希釈装置１は、ダイアフラムポンプを内蔵したものより、低コスト、且つ、コンパクトになる。また、チューブポンプ１７は、チューブ１７１をローラ１７４で押圧して、チューブ１７１内に吸入された第２流体Ｌ２をローラ１７４で押し出すものであるので、ダイアフラムポンプ特有のエアロックが問題となることもない。即ち、チューブポンプ１７を内蔵した希釈装置１は、エア抜き作業が不要となり、メンテナンスが容易である。

希釈装置１は、第２流体充填容器１６を含んでおり、チューブポンプ１７は、チューブ１７１の吸入口１７２が第２流体充填容器１６に直結し、チューブ１７１の吐出口１７３が逆流防止部１９の一端部に直結し、第２流体充填容器１６に充填された第２流体Ｌ２を、チューブ１７１の吐出口１７３から吐出することができるものであって、さらに、逆流防止部１９は、その他端部が第２流入口１５２に直結している。このような構造であれば、第１流体Ｌ１として水道水を選択し、第２流体Ｌ２として次亜塩素酸ナトリウム、又は、亜塩素酸ナトリウムを選択し、フィルタ部２１として弱酸性イオン交換樹脂を選択し、第１及び第２流体Ｌ１、Ｌ２を互いに混合希釈の上、第３流体Ｌ３として、フィルタ部２１に通すだけで、殺菌効果の高い第４流体Ｌ４、即ち、殺菌水を外部に供給することが可能となる。また、希釈装置１を、このような殺菌水の生成装置として利用する場合、殺菌水生成装置としては、電解層が不要であるため、低コスト化が可能となる。

ミキシング部１５は、ミキシング室Ｓ１を備えており、ミキシング室Ｓ１は、第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３に区分けされており、第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３は、第１及び第３領域Ｒ１、Ｒ３が、その間に、第２領域Ｒ２を挟む配置関係にある。第１領域Ｒ１には、第１流入口１５１が設けられており、第２領域Ｒ２には、第２流入口１５２が設けられており、第３領域Ｒ３には、流出口１５３が設けられている。第２領域Ｒ２の横断面積は、第１及び第３領域Ｒ１、Ｒ３の横断面積よりも大きい。このような構造によれば、第１流入口１５１に供給される第１流体Ｌ１の流速を第２領域Ｒ２において、一旦、減速させることができるので、第１流体Ｌ１に対して、第２流体Ｌ２を効率よく、且つ、精度よく注入することができる。

フロースイッチ１８は、ストップバルブ１４２の開閉操作に応じて、自動的にオンオフが切り替わり、オン状態においては、駆動回路１７５に電源を供給し、オフ状態においては、駆動経路に電源を供給しない仕組みとなっているので、ストップバルブ１４２の開閉操作だけで、チューブポンプ１７を駆動することができる。即ち、希釈装置１は、操作が極めて簡単となる。

チューブポンプ１７は、駆動回路１７５に可変抵抗器が備え付けられており、可変抵抗器を操作し、駆動回路１７５の抵抗値を調整することによって、ローラ１７４の回転数を調整することができるので、第２流体Ｌ２のミキシング室Ｓ１への注入量を簡単に調整することができる。

フィルタ部２１は、第３流体Ｌ３の通過の際に、第３流体Ｌ３に与える圧力損失が、吐出圧力Ｐ１＞背圧Ｐ３の関係が満たされる範囲に設計されているので、チューブポンプ１７は、吐出口１７３に背圧Ｐ３がかかっても、吸入口１７２から吸入された第２流体Ｌ２を吐出口１７３から吐出し、ミキシング室Ｓ１に注入することが可能である。即ち、チューブポンプ１７は、吐出口１７３における背圧Ｐ３の有無に関わらず、第２流体Ｌ２を吐出口１７３から吐出できる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想、及び、教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

１本体
１１第１ジョイント部
１２第２ジョイント部
１３圧力調整部
１４流量調整部
１４１定流量弁
１４２ストップバルブ
１５ミキシング部
１５１第１流入口
１５２第２流入口
１５３流出口
Ｓ１ミキシング室
Ｒ１〜Ｒ３第１領域〜第３領域
１６第２流体充填容器
１７チューブポンプ
１７１チューブ
１７２吸入口
１７３吐出口
１７４ローラ
１７５駆動回路
１８フロースイッチ
１９逆流防止部
２１フィルタ部
３第１流体供給源
Ｌ１〜Ｌ４第１流体〜第４流体
Ｐ１吐出圧力
Ｐ２流入圧力
Ｐ３背圧

Claims

ミキシング部と、フィルタ部と、逆流防止部と、チューブポンプとを含む希釈装置であって、
前記ミキシング部は、ミキシング室と、第１及び第２流入口と、流出口とを備えており、前記第１及び第２流入口、及び、前記流出口のそれぞれが、前記ミキシング室に通じており、
前記フィルタ部は、前記流出口に連結し、前記流出口から流出した流体を通過させ、前記通過する流体から不純物を除去し、
前記逆流防止部は、前記第２流入口に連結し、前記ミキシング室からの逆流を防止し、
前記チューブポンプは、吸入口から吸入した流体を、吐出口から吐出することが可能であり、前記吐出口が前記逆流防止部に連結している、
希釈装置。
請求項１に記載された希釈装置であって、
前記チューブポンプは、前記第１流入口から流入した流体が、前記流出口から流出し、前記フィルタ部を通過する際に、圧力損失を受けることによって、前記吐出口に背圧がかかっても、前記吸入口から吸入された流体を前記吐出口から吐出することが可能である、
希釈装置。