JP2016150777A - 送液方法及び送液装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供する。【解決手段】調製タンク２と、貯留タンク３と、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第１配管１１と、水平方向に延設された第２配管１２と、流路の下流側に向けて下降するように延設された第３配管１３と、第４配管１４と、バルブ２１と、充填機４とを備え、調製タンク内を加圧せずにバルブを開放して、第１配管内の液面が調製タンク内の液面と等しくなるまで第１配管内に液体を満たし、調製タンク内を第１圧力まで連続的に加圧することで、第１配管内を満液とし、バルブを全開よりも閉じた開度とし、第２圧力に達するまで調製タンク内を連続的に加圧することで第２配管を満液とし、第２配管から液体を第３配管内に流入させることで前３配管及び第４配管内の空気を貯留タンク側に押し出すとともに液体を貯留タンクに圧送する。【選択図】図１

Description

本発明は、送液方法及び送液装置に関し、例えば、調製タンクから貯留タンクへ送液する際に気泡の発生を抑制する場合に有用なものである。

飲料や液状の医薬品等を処理するプラントにおいては、調製タンク、貯留タンク及び充填機をそれぞれ配管で接続し、配管内に所定圧の圧縮空気を供給することで、調製タンクから貯留タンクを介して充填機に液体製品を圧送している。

特に医薬品を処理するプラントでは、貯留タンクや充填機はクリーンルームに設置し、調製タンクは別部屋に設置することがある。クリーンルームと当該別部屋とが同一階である場合、調製タンクに接続した配管を天井に向けて延ばし、天井で水平方向に屈曲して隣室まで延ばし、そしてクリーンルーム内に向けて下方に延ばして貯留タンクに接続する構成を採用することがある。つまり、調製タンク及び貯留タンク同士を接続する配管は、配管が上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含むことになる。

調製タンク内を加圧して液体製品の圧送を開始すると、液体製品は、特に下方に延びた配管部分を流れ落ちる際に配管内の気体を巻き込み、液体製品に気泡が生じてしまう虞がある。液体製品の管理上、充填機に送られる液体製品に気泡が生じていることは望ましいものではなく、液体製品に気泡を発生させることなく、調製タンクから貯留タンクへ液体製品を送液することが望まれている。これに対し、このような構成の配管において気泡が生じることを抑制した送液装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る送液装置によれば、下方に延びた配管を流れ落ちる際に、配管内の気体の巻き込みが防止され、液体製品に気泡が混入することを防止することができる。

しかしながら、元々貯留タンク内に存在していた気体が液体製品とともに充填機側に供給されることをより確実に防止する対策が求められている。また、特許文献１に係る送液装置は、バルブ及び第２バルブをそれぞれ開閉することで液体製品の圧送を制御するが複雑となりがちであり、より簡易な制御で送液できることが望まれている。

特許第５５８２６２６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、第１タンクと、第２タンクと、前記第１タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第１配管と、前記第１配管に接続されて水平方向に延設された第２配管と、前記第２配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第３配管と、前記第３配管及び前記第２タンクに接続された第４配管と、前記第１配管に設けられたバルブと、前記第２タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記第１タンクから前記第２タンクへ液体を圧送し、及び前記第２タンクから前記充填手段に液体を圧送する送液装置における送液方法であって、前記第１タンク内を加圧せずに前記バルブを第１開度に開放することで、前記第１配管内の液面が前記第１タンク内の液面と等しくなるまで前記第１配管内に液体を満たし、前記第１タンク内を第１圧力まで連続的に加圧することで、前記第１配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第２開度とし、前記第１タンク内の圧力の最大値である第２圧力に達するまで前記第１タンク内を連続的に加圧することで前記第２配管を満液とし、当該第２配管から液体を前記第３配管内に流入させることで前記第３配管及び前記第４配管内の空気を第２タンク側に押し出すとともに液体を第２タンクに圧送し、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法にある。

かかる第１の態様では、第１タンク及び第２タンクとが上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含む配管で接続された送液装置において、バルブを第１開度から第２開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の第２タンクに所定量の液体を貯留させることができる。そして、このように第２タンクに所定量の液体が貯留された状態としたので、充填手段に気体を混入させずに液体を供給することができる。すなわち、元々第２タンクに存在していた気体が液体とともに充填手段に供給されることをより確実に防止することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する送液方法において、前記第２開度を、前記第２タンク内に流入する液体の流量が前記第２タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法にある。

かかる第２の態様では、充填手段に対して液体を供給開始した直後において、第２タンク内の液体が一気に枯渇することがない。つまり、第２タンク内に十分な液体を貯留したまま、充填手段へ液体を供給することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する送液方法において、前記第２タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第２タンク内の液体の所定量が維持される第３開度にすることを特徴とする送液方法にある。

かかる第３の態様では、第２タンク内の液体が一度所定量に達した後では、液体の液面を略一定にすることができる。したがって、第２タンク内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか一つの態様に記載する送液方法において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液方法にある。

かかる第４の態様では、薬液に気泡が混入することをより確実に防止し、高品質な薬液を製造することができる。

本発明の第５の態様は、第１タンクと、第２タンクと、前記第１タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第１配管と、前記第１配管に接続されて水平方向に延設された第２配管と、前記第２配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第３配管と、前記第３配管及び前記第２タンクに接続された第４配管と、前記第１配管に設けられたバルブと、前記第２タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記バルブを開閉し、前記第１タンクから前記第２タンクに液体を圧送し、及び前記第２タンクから前記充填手段に液体を圧送することが可能に構成された制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第１タンク内を加圧せずに前記バルブを開放することで、前記第１配管内の液面が前記第１タンク内の液面と等しくなるまで前記第１配管内に液体を満たし、前記第１タンク内を第１圧力まで連続的に加圧することで、前記第１配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第２開度とし、前記第１タンク内の圧力の最大値である第２圧力に達するまで前記第１タンク内を連続的に加圧することで前記第２配管を満液とし、当該第２配管から液体を前記第３配管内に流入させることで前記第３配管及び前記第４配管内の空気を第２タンク側に押し出すすとともに液体を第２タンクに圧送し、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置にある。

かかる第５の態様では、第１タンク及び第２タンクが上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含む配管で接続された送液装置において、バルブを第１開度から第２開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の第２タンクに所定量の液体を貯留させることができる。そして、このように第２タンクに所定量の液体が貯留された状態としたので、充填手段に気体を混入させずに液体を供給することができる。すなわち、元々第２タンクに存在していた気体が液体とともに充填手段に供給されることをより確実に防止することができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様に記載する送液装置において、前記制御装置は、前記第２開度を、前記第２タンク内に流入する液体の流量が前記第２タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置にある。

かかる第６の態様では、充填手段に対して液体を供給開始した直後において、第２タンク内の液体が一気に枯渇することがない。つまり、第２タンク内に十分な液体を貯留したまま、充填手段へ液体を供給することができる。

本発明の第７の態様は、第５又は第６の態様に記載する送液装置において、前記第２タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第２タンク内の液体の所定量が維持される第３開度にすることを特徴とする送液装置にある。

かかる第７の態様では、第２タンク内の液体が一度所定量に達した後では、液体の液面を略一定にすることができる。したがって、第２タンク内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

本発明の第８の態様は、第５〜第７の何れか一つの態様に記載する送液装置において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液装置にある。

かかる第８の態様では、薬液に気泡が混入することをより確実に防止し、高品質な薬液を製造することができる。

本発明によれば、送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供することができる。

実施形態１に係る送液装置の概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。 送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
図１は本実施形態に係る送液装置の概略構成図である。送液装置１は、液体として例えば薬液を製造するプラントに設置されるものであり、第１タンクの一例である調製タンク２において薬液を調整し、当該薬液を第２タンクの一例である貯留タンク３に圧送して貯留するものである。

具体的には、送液装置１は、調製タンク２と、貯留タンク３と、第１配管１１と、第２配管１２と、第３配管１３と、第４配管１４と、第１配管１１に設けられたバルブ２１と、送液装置１の送液処理を制御するプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの制御装置（図示せず）とを備えている。

調製タンク２は、薬液を調整するタンクである。特に図示しないが、調製タンク２は、製造する薬液の原料が投入される投入口、製造された薬液を排出する排出口が設けられており、制御装置からの制御信号により開閉可能となっている。また、調製タンク２には、その内部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置（図示せず）が設けられている。圧縮空気供給装置は、制御装置からの制御信号により指定された圧力で空気を調製タンク２に供給することが可能となっている。

貯留タンク３は、調製タンク２から第１配管１１、第２配管１２及び第３配管１３を通って圧送された薬液を貯留するタンクである。特に図示しないが、貯留タンク３は、圧送された薬液が投入される投入口、薬液を排出する排出口が設けられており、制御装置からの制御信号により開閉可能となっている。また、貯留タンク３の排出口には、充填機４が接続されている。

このような調製タンク２はプラントの調整室に配置され、貯留タンク３はプラントの充填室に配置されている。調整室とプラント室は何れも同じ階であり、調製タンク２と貯留タンク３とは床からほぼ同じ高さに配置されている。もちろん、調製タンク２と貯留タンク３の高さ方向（鉛直方向）における位置関係には特に限定はない。

充填機４は、充填手段の一例であり、貯留タンク３から供給された薬液を個別の容器に充填する装置である。例えば、充填手段としてロータリー式充填機などの公知の装置を用いることができる。充填機４は、後述するように、気泡が混入されずに薬液が貯留タンク３から供給されるので、容器に薬液だけを封入することができる。

調製タンク２と貯留タンク３とは、第１配管１１、第２配管１２、第３配管１３、及び第４配管１４で接続され、これらの配管を介して調製タンク２内の薬液が貯留タンク３に送液されるようになっている。

第１配管１１は、調製タンク２に接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された配管である。すなわち、第１配管１１は、一端が調製タンク２に接続されており、他端が上昇するように延設されている。

本実施形態では、第１配管１１は、調製タンク２の下部に設けられた排出口に接続されて下方に延び、屈曲して略水平方向に延設された上流配管１１ａと、上流配管１１ａに接続され、垂直方向（鉛直方向）に延設された下流配管１１ｂとから第１配管１１が構成されている。

第２配管１２は、第１配管１１に接続されて水平方向に延設された配管である。本発明でいう水平方向に延設された配管とは、水平方向のみに限定されず、水平方向に対して傾斜していてもよい。本実施形態では、プラントの調整室及び充填室を仕切る壁の上部を超え、天井に沿って水平方向に延びて第２配管１２が配置されている。

第３配管１３は、第２配管１２に接続され、流路の下流側に向けて加工するように延設された配管である。すなわち、第３配管１３は、一端が第２配管１２に接続されており、他端が下降するように延設されている。本実施形態では、第３配管１３は、垂直方向に延設された配管からなる。もちろん、第３配管１３は、垂直方向のみに限定されず、垂直方向に対して傾斜していてもよい。

第４配管１４は、第３配管１３に接続されて水平方向に延設され、貯留タンク３に接続された配管である。水平方向に延設された配管とは、水平方向のみに限定されず、水平方向に対して傾斜していてもよい。また、第４配管１４は、水平方向に延設された配管を含んでいればよく、一部に垂直方向に延設された部分を含んでいてもよい。本実施形態では、第４配管１４は、水平方向に延びた水平配管１４ａと、垂直方向に延びた垂直配管１４ｂとから構成されている。水平配管１４ａの一端は第３配管１３に接続され、他端は垂直配管１４ｂに接続されている。垂直配管１４ｂの一端は貯留タンク３の下部に設けられた排出口に接続され、他端は水平配管１４ａに接続されている。

これらの第１配管１１、第２配管１２、第３配管１３及び第４配管１４は、ほぼ同じ口径であり、これらが一体的に接続されることで、調製タンク２から貯留タンク３に至る薬液の流路を構成している。以降、第１配管１１、第２配管１２、第３配管１３及び第４配管１４を配管群とも総称する。なお、配管群は、個別の配管をそれぞれ接合して構成してもよいし、１本の配管として構成してもよい。また、配管群を構成する各配管の口径は全て同一口径であってもよいし、異なっていてもよい。また、配管群は、金属やプラスティックなどを材料として用いることができるが、特に限定はない。

バルブ２１は、第１配管１１（下流配管１１ｂ）を開閉するバルブであり、第２バルブ２２は、第４配管１４を開閉するバルブである。これらのバルブ２１及び第２バルブ２２は、いわゆる流量制御弁であり、第１配管１１及び第４配管１４に流れる薬液の流量を制御することができる。また、バルブ２１及び第２バルブ２２は、制御装置からの制御信号により、薬液の流量が所望の量となるように開閉可能となっている。

ここで、上述した構成の送液装置１において、調製タンク２にて調製した薬液を貯留タンク３に圧送する動作について説明する。ここでいう圧送動作とは、調製タンク２には、薬液が貯留されており、第１配管１１、第２配管１２、第３配管１３、第４配管１４及び貯留タンク３は空になった初期状態において、調製タンク２から貯留タンク３に薬液を圧送し、その後貯留タンク３から充填機４に圧送する動作をいう。

図２〜図９は、送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。図中のハッチは薬液を表している。

図２に示すように、初期状態において、送液装置１の制御装置は、バルブ２１を開放して第１開度とする。また、制御装置は、調製タンク２内を加圧することなく（圧縮空気供給装置による圧縮空気を調製タンク２内に導入しない）、調製タンク２の排出口を開放する。

このような制御により、第１配管１１の液面と、調製タンク２の液面とが等しくなるまで第１配管１１（下流配管１１ｂ）を薬液で満たす。このときのバルブ２１の第１開度は、特に限定はないが、全開とすることが好ましい。バルブ２１を全開とすることで、第１配管１１の液面と、調製タンク２の液面とが等しくなるまでに要する時間を短縮することができる。

このような状態になったことを検出する手段としては、例えば次のようなものが挙げられる。

まず、試験的に、調製タンク２の排出口を開放してから、第１配管１１の液面と、調製タンク２の液面とが等しくなったことを目視で確認できるまでに要する時間を予め計測しておき、その時間（時間Ａと称する）を制御装置に記憶させておく。制御装置は、調製タンク２から貯留タンク３に薬液を圧送する動作を開始する場合、調製タンク２の排出口を開放するとともに排出口の開放時点からの経過時間を計測する。その経過時間が、時間Ａに到達したか否かを判定し、一致するのであれば、第１配管１１の液面と、調製タンク２の液面とが等しくなったとみなし、次の動作制御に移る。

次に、図３に示すように、制御装置は、調製タンク２内を第１圧力まで連続的に加圧することで、第１配管１１内を薬液で満たす。調製タンク２内を連続的に加圧するとは、徐々に調製タンク２内の圧力を高めることであり、例えば、圧縮空気供給装置からの圧縮空気による圧力値を一定の速さで高めることをいう。第１圧力については後述する。

調製タンク２内が第１圧力に達したか否かは、調製タンク２内の圧力を計測する圧力計の出力値を制御装置の入力値とし、制御装置は、入力値として得られた調製タンク２の圧力値が予め設定された第１圧力と等しいか否かにより判定することができる。

調製タンク２内の圧力値を第１圧力まで加圧することで、第１配管１１（下流配管１１ｂ）内の液面は上昇し、第１配管１１全体が薬液で満たすことができる。一方、第１配管１１内にあった空気は、薬液の上昇にともない、第２配管１２側に押し出される。

第１配管１１全体が薬液で満たされたことを検出する手段としては、例えば次のようなものが挙げられる。

まず、試験的に、調製タンク２内の加圧を開始してから、第１配管１１が薬液で満たされたことを目視で確認できるまでに要する時間を予め計測しておき、その時間（時間Ｂと称する）を制御装置に記憶させておく。制御装置は、調製タンク２から貯留タンク３に薬液を圧送する動作を開始する場合、調製タンク２内の加圧開始からの経過時間を計測する。その経過時間が、時間Ｂに到達したか否かを判定し、一致するのであれば、第１配管１１が薬液で満たされたとみなし、次の動作制御に移る。

次に、図４に示すように、制御装置は、バルブ２１を全開よりも閉じた第２開度にするとともに、調製タンク２内の圧力が第２圧力に達するまで連続的に加圧する。第２圧力とは、調製タンク２内の最大圧力である。上述した第１圧力は、大気圧（０．１ＭＰａ）よりも高く、第２圧力よりも小さい圧力である。

調製タンク２内が第２圧力に達したか否かは、調製タンク２内の圧力を計測する圧力計の出力値を制御装置の入力値とし、制御装置は、入力値として得られた調製タンク２の圧力値が予め設定された第２圧力と等しいか否かにより判定することができる。

第１配管１１が薬液で満たされた状態から、さらに調製タンク２内の圧力を加圧することで、第２配管１２内に薬液を流入させることができる。このとき、連続的に加圧したことで、薬液は第２配管１２の下部を静かに流入するため、気泡の発生を抑制することができる。

また、第２配管１２や第３配管１３にあった空気は薬液に押し出され、第４配管１４及び貯留タンク３側に移送される。

また、気泡の発生を抑制すべく、単に低い圧力で薬液を送液すると、送液に要する時間が増大してしまうが、本実施形態に係る送液装置１では、調製タンク２内を第２圧力まで連続的に加圧することで、第２配管１２を流通する薬液の流量を増大させることができ、送液に係る時間を短縮することができる。また、この加圧を連続的に行うことで、薬液の流量を急激に増大させることなく、静穏に薬液を送液できる。すなわち、薬液と空気の界面を保ちながら送液することができるので、空気が薬液に混入して気泡となることを抑制することができる。

図５に示すように、第２配管１２に流入した薬液は、第３配管１３に達し、その側壁を伝って流れ落ちる。このとき第２配管１２は薬液で満液となっておらず、下側に薬液、上側に空気が存在する状態である。

調製タンク２内を第２圧力まで連続的に加圧することで、薬液は、第３配管１３の側壁部分を伝い、第４配管１４に到達する。第３配管１３において、薬液が側壁部分を伝って流れ落ちるので、薬液に空気が巻き込まれず、気泡の発生を抑制することができる。

次に、図６に示すように、制御装置が調製タンク２内の圧力を第２圧力まで連続的に加圧することで、第２配管１２内が次第に薬液で満たされ、満液となる。

制御装置は、第２配管１２内が薬液で満液となったときに、調製タンク２内が第２圧力に到達するように、調製タンク２内の圧力を制御する。このような圧力制御を行うことで、第２配管１２内を満たした大量の薬液を最も高圧にした状態で第３配管１３内に流入させることができる。

なお、予め、試験的に調製タンク２の圧力が第２圧力に到達するまでに要する時間で、第２配管１２内が薬液で満液となるように、圧力を増大させる速さを調整しておく。

図７に示すように、高圧で大量の薬液を第３配管１３に流入させることで、第３配管１３内に存在していた空気を、第３配管１３の下方に押し出すことができる。すなわち、当該空気が薬液内に気泡となって第２配管１２や第３配管１３の上部に滞留することを抑制することができる。

ちなみに、仮に、調製タンク２内の圧力を連続的に増大させずに、第３配管１３の側壁を沿わせて圧送した場合、第３配管１３内の空気が上方に移動し、第２配管１２の上部に滞留してしまう。

次に、図８（ａ）に示すように、第４配管１４の水平部分である水平配管１４ａが満液となり、次に、図８（ｂ）に示すように、第４配管１４の貯留タンク３に連なる垂直配管１４ｂが満液となる。第４配管１４が満液になる過程では、水平配管１４ａ及び垂直配管１４ｂの気体は薬液に押されて貯留タンク３内に流入する。

以降、図９に示すように、制御装置は、貯留タンク３に薬液が所定量に達するまで、調製タンク２内の圧力を第２圧力に維持する。ここでいう所定量とは、貯留タンク３の排出口を開放して充填機４に薬液が排出されても、貯留タンク３内の薬液がすぐに枯渇しない程度の十分な量をいう。

上述したように、調製タンク２は第２圧力（最大圧力）とされ、バルブ２１は第２開度のままであるので、貯留タンク３には一定の流量で薬液が流入する。これにより、薬液は、貯留タンク３の投入口から貯留タンク３の底面部分に徐々に貯留される。したがって、空の貯留タンク３に薬液が初期充填される際に、薬液に空気が巻き込まれて気泡が発生することを抑制することができる。

仮に、薬液が貯留タンク３に流入する前後で、調製タンク２の圧力を変えたり、バルブ２１の開度を変えると、薬液が脈動して貯留タンク３に流入するおそれがあり、脈動する薬液に貯留タンク３内の気体が気泡として巻き込まれる可能性がある。

第２開度としては、貯留タンク３内に流入する薬液の流量Ａが、貯留タンク３のから充填機４に流出する流量Ｂ以上となるような開度とすることが好ましい。厳密には、貯留タンク３から充填機４へは薬液を供給していない段階であるので、貯留タンク３から充填機４に薬液を供給したとしたら、上記流量Ａ≧流量Ｂとなるような第２開度とする。このような第２開度とすることで、後述するように充填機４に対して液体を供給開始した直後において、薬液が一気に枯渇することがない。つまり、貯留タンク３内に十分な薬液を貯留したまま、充填機４へ薬液を供給することができる。

具体的な第２開度としては、例えば、１０％〜５０％程度とすることが好ましい。またこのようにバルブ２１を全開から絞った第２開度とするので、薬液の圧力を高めることができるので、より早く薬液を圧送することができる。

次に、制御装置は、貯留タンク３の薬液が所定量に達したときに、貯留タンク３内の薬液を充填機４に供給する。具体的には、貯留タンク３に液面計を設け、制御装置は、その液面計の出力値を得られるようにしておく。そして、制御装置は、液面計より得られた液面が予め定めた値と同等またはそれ以上であるならば、貯留タンク３の排出口を開放する。これにより、貯留タンク３の薬液が所定量に達したとき、貯留タンク３から薬液が充填機４に供給される。

このように、貯留タンク３に所定量の薬液が貯留された状態で、貯留タンク３から充填機４に薬液が供給されるので、元々貯留タンク３内に存在していた気体が薬液とともに充填機４に混入してしまうことが防止される。

そして、貯留タンク３に薬液が所定量に達した後は、制御装置は、貯留タンク３の薬液が所定量で維持されるようにバルブ２１の開度を調整する。この調整された開度を第３開度と称する。第３開度は、具体的には、第３配管１３から貯留タンク３に流入する薬液の流量Ａが、貯留タンク３から充填機４に流出する薬液の流量Ｂと略同じとなるようにする。

このようにバルブ２１を第３開度とすることで、貯留タンク３に一度薬液が所定量となった以降においても、その所定量が維持される。したがって、貯留タンク３内の薬液が減少し、元々貯留タンク３内に存在していた気体が薬液とともに充填機４に混入してしまうことが防止される。

また、上記のごとく第３開度とすることで、貯留タンク３内の薬液が一度所定量に達した後では、薬液の液面を略一定にすることができる。したがって、貯留タンク３内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

ここで、貯留タンク３内に薬液が圧送されると貯留タンク３内の気体は薬液で圧縮されて高圧になる。貯留タンク３内が高圧になると薬液を貯留タンク３内に圧送しにくくなる。しかし、バルブ２１の第２開度又は第３開度は、全開よりも狭いことから、薬液の圧力を上昇させることができ、貯留タンク３内に圧送しやすくすることができる。なお、貯留タンク３内に圧送される薬液の圧力を高める構造としては、バルブ２１のみに限らない。例えば、貯留タンク３の第４配管１４が接続される投入口に開度が自在に設定できるバルブを設けてもよい。このバルブの開度を絞ることで、貯留タンク３内に圧送される薬液の圧力を高めることができ、貯留タンク３内に圧送しやすくすることができる。

以後、図９に示すように、制御装置は、調製タンク２内の薬液が所定量に減量するまで、調製タンク２内の圧力を第２圧力に維持することで、薬液及び配管群内に存在しいていた空気を貯留タンク３に圧送することができる。なお、調製タンク２内の薬液の所定量とは、調製タンク２内の薬液が空になった状態、または、圧送を続けても貯留タンク３には薬液が到達しない程度にまで減少した状態をいう。調製タンク２内の薬液が所定量に減量したら、貯留タンク３から充填機４への薬液の供給を停止する。

また、調製タンク２内を第２圧力に維持して圧送するので、気泡を発生させることなく、最大圧力（第２圧力）をもって薬液を調製タンク２から貯留タンク３に圧送することができ、送液に要する時間を短縮することができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る送液装置１では、バルブ２１を第１開度から第２開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の貯留タンク３に所定量の薬液を貯留させることができる。そして、このように貯留タンク３に所定量の薬液が貯留された状態としたので、充填機４に気体を混入させずに薬液を供給することができる。すなわち、元々貯留タンク３内に存在していた気体が薬液とともに充填機４に供給されることをより確実に防止することができる。

また、送液装置１は、このような薬液の圧送を、バルブ２１の開閉制御により行う。従来技術のように２つのバルブを連携させて制御する必要がないので、制御をより簡易に行うことができる。部品構成としてもバルブ一つ分が不要となるので、取り外し洗浄するメンテナンスに要する時間やコストを削減することができる。

このように、本発明に係る送液装置１は、簡易な構成で、調製タンク２から充填機４まで送液する際に気泡が生じることをより確実に防止することができる。

また、本実施形態に係る送液装置１は、調製タンク２と貯留タンク３との間に、下流側に向けて上昇する第１配管１１（下流配管１１ｂ）を有している。このような第１配管１１を有しているため、第２配管１２や第３配管１３上部に気泡が滞留した場合、気泡は重力に逆らって第１配管１１を逆流することができず、調製タンク２側に到達することはない。

このように、本実施形態に係る送液装置１は、第１配管１１を有するために、気泡を調製タンク２側に逃がすことが出来ない構成となっている。

しかしながら、本実施形態に係る送液装置１によれば、調製タンク２内を連続的に第１圧力まで加圧することで、第１配管１１では、薬液の上昇に伴い第１配管１１内の空気を第２配管１２側に押し出すことができ、第１配管１１において気泡の発生を抑制することができる。

そして、調製タンク２内を連続的に第２圧力まで加圧することで、第２配管１２では、第２配管１２の下部を静穏に流通する薬液により第２配管１２内の空気を第３配管１３側に押し出すことができ、第２配管１２において気泡の発生を抑制することができる。

垂直方向に延設された第３配管では、単に薬液を圧送すると空気を巻き込んで気泡を発生させがちである。しかし、本実施形態に係る送液装置１によれば、第２配管１２が満液になる前は、第２配管１２の側壁に沿わせて薬液を圧送するので、気泡の発生を十分に抑制することができる。そして、第２配管１２が満液となったときには、調製タンク２内が最大加圧である第２圧力になるので、最も高圧となった薬液を第３配管１３に流し込むことができ、気泡を一気に第４配管１４側に押し出すことができる。

このようにして、本実施形態に係る送液装置１では、調製タンク２と貯留タンク３とを隔てる壁を越えるために天井側に向けて、上昇するように第１配管１１を設けなければならない構成のプラントであっても、配管群において薬液に気泡を発生させずに、調製タンク２から貯留タンク３に送液することができる。

また、薬液の圧送速度を十分遅くすることで薬液に気泡を生じさせない送液装置も考えられる。しかしながら、そのような送液装置では、薬液の圧送に要する時間が増大してしまい、効率的な運用が困難となってしまう。

これに対し、本実施形態に係る送液装置１においては、上述したような調製タンク２の圧力調整を行うことで、気泡を発生させずに、かつ、圧力を掛けて圧送速度を高めることができる。すなわち、気泡の抑制と、圧送速度の向上とを両立することができる。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

実施形態１では、調製タンク２の圧力を第２圧力に到達させるタイミングは、第２配管１２が満液になったときとしたが、このような態様に限定されない。例えば、第３配管１３が満液になったタイミングや、第４配管１４が満液になったタイミングであってもよい。このようなタイミングであっても、調製タンク２の加圧により高圧となった薬液が第２配管１２及び第３配管１３を流れ込み、気泡を貯留タンク３側に押し出すので、それらの配管において気泡の発生を抑制することができる。

また、送液装置が送液する液体は薬液に限定されず、任意の液体について本発明を適用することができる。

実施形態１においては、第１タンクとしては薬液を調製する調製タンク２を例示し、第２タンクとしては薬液を貯留する貯留タンク３を例示した。しかし、第１タンク及び第２タンクは、液体を収容可能な容器であればよく、実施形態１に例示した態様、用途に限定されない。

調製タンク２及び貯留タンク３は、それぞれ１個に限定されず、複数個であってもよい。この場合、複数の調製タンク２に接続された各配管を合流させて第１配管とし、複数の貯留タンク３に接続された各配管を合流させて第３配管とすることで、本発明を適用することができる。

実施形態１では、第１配管１１、第２配管１２、第３配管１３の本数はそれぞれ１本であったが、本数は１本に限定されず、複数本であってもよい。また、第４配管１４は、水平配管１４ａと垂直配管１４ｂとを有していたがこのような態様に限定されない。第４配管１４は少なくとも水平部分を有していればよく、垂直配管１４ｂを含まない態様であってもよい。この場合、第４配管１４は、貯留タンク３の側面部分や上面部分に接続した構成となる。このような構成であっても、第４配管から貯留タンク３の内面に沿って薬液が貯留タンク３内に供給されるので、気泡を発生させることなく第４配管１４から貯留タンク３内に薬液を供給することができる。

充填手段としては、実施形態１では、貯留タンク３に直接接続された充填機４であったが、このような態様に限定されない。例えば、貯留タンク３と充填機４との間にバッファタンクや流量を制御する弁などが設けられていてもよい。すなわち、充填手段としては、間接的に貯留タンク３に接続された充填機４であってもよい。

また、貯留タンク３は、第２タンクの一例であったが、充填機自体にバッファタンクが設けられ、その充填機が第３配管１３に直接接続されている場合では、充填機のバッファタンクが第２タンクに該当する。

実施形態１では、制御装置の制御により送液を行ったが、このような態様に限定されず、手動であってもよい。

実施形態１では、第１配管１１が満液となった後に、バルブ２１を全開よりも閉じた開度としたが、このようなタイミングに限定されない。遅くとも、第２配管１２が満液となるまでにバルブ２１を全開よりも閉じた開度とすればよい。

実施形態１では、バルブ２１は、第１配管１１の下流配管１１ｂに設けられていたがこのような態様に限らず、上流配管１１ａに設けてもよい。

１ 送液装置
２ 調製タンク
３ 貯留タンク
１１ 第１配管
１１ａ 上流配管
１１ｂ 下流配管
１２ 第２配管
１３ 第３配管
１４ 第４配管
２１ バルブ

Claims (8)

1. 第１タンクと、
   第２タンクと、
   前記第１タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第１配管と、
   前記第１配管に接続されて水平方向に延設された第２配管と、
   前記第２配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第３配管と、
   前記第３配管及び前記第２タンクに接続された第４配管と、
   前記第１配管に設けられたバルブと、
   前記第２タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記第１タンクから前記第２タンクへ液体を圧送し、及び前記第２タンクから前記充填手段に液体を圧送する送液装置における送液方法であって、
   前記第１タンク内を加圧せずに前記バルブを第１開度に開放することで、前記第１配管内の液面が前記第１タンク内の液面と等しくなるまで前記第１配管内に液体を満たし、
   前記第１タンク内を第１圧力まで連続的に加圧することで、前記第１配管内を満液とし、
   前記バルブを全開よりも閉じた第２開度とし、前記第１タンク内の圧力の最大値である第２圧力に達するまで前記第１タンク内を連続的に加圧することで前記第２配管を満液とし、当該第２配管から液体を前記第３配管内に流入させることで前記第３配管及び前記第４配管内の空気を第２タンク側に押し出すとともに液体を前記第２タンクに圧送し、
   前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給する
   ことを特徴とする送液方法。
2. 請求項１に記載する送液方法において、
   前記第２開度を、前記第２タンク内に流入する液体の流量が前記第２タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給する
   ことを特徴とする送液方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載する送液方法において、
   前記第２タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第２タンク内の液体の所定量が維持される第３開度にする
   ことを特徴とする送液方法。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する送液方法において、
   前記液体は薬液である
   ことを特徴とする送液方法。
5. 第１タンクと、
   第２タンクと、
   前記第１タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第１配管と、
   前記第１配管に接続されて水平方向に延設された第２配管と、
   前記第２配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第３配管と、
   前記第３配管及び前記第２タンクに接続された第４配管と、
   前記第１配管に設けられたバルブと、
   前記第２タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記バルブを開閉し、前記第１タンクから前記第２タンクに液体を圧送し、及び前記第２タンクから前記充填手段に液体を圧送することが可能に構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１タンク内を加圧せずに前記バルブを開放することで、前記第１配管内の液面が前記第１タンク内の液面と等しくなるまで前記第１配管内に液体を満たし、
   前記第１タンク内を第１圧力まで連続的に加圧することで、前記第１配管内を満液とし、
   前記バルブを全開よりも閉じた第２開度とし、前記第１タンク内の圧力の最大値である第２圧力に達するまで前記第１タンク内を連続的に加圧することで前記第２配管を満液とし、当該第２配管から液体を前記第３配管内に流入させることで前記第３配管及び前記第４配管内の空気を第２タンク側に押し出すとともに液体を前記第２タンクに圧送し、
   前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給する
   ことを特徴とする送液装置。
6. 請求項５に記載する送液装置において、
   前記制御装置は、前記第２開度を、前記第２タンク内に流入する液体の流量が前記第２タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第２タンク内の液体が所定量に達したときに前記第２タンク内の液体を前記充填手段に供給する
   ことを特徴とする送液装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載する送液装置において、
   前記第２タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第２タンク内の液体の所定量が維持される第３開度にする
   ことを特徴とする送液装置。
8. 請求項５〜請求項７の何れか一項に記載する送液装置において、
   前記液体は薬液である
   ことを特徴とする送液装置。

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