JP2017080683A - 薬品注入機 - Google Patents

Abstract

【課題】定圧槽及び空気圧縮機を不要とし、コンパクトで安価な薬品注入機の提供。【解決手段】薬品貯蔵槽２に注入ポンプ３が設置されている注入本管１０を連結し、注入本管１０から分岐した複数の注入支管２０に連結された各注入点２４に薬液の注入量を個別に制御し圧入する薬品注入機１において、注入本管１０に、管内圧力を計測し出力可能な圧力計測器１１と、注入ポンプ３の回転速度を変速させる出力調整手段１２と、圧力計測器１１の管内圧力の実測値が所定の設定値となるように制御する出力制御手段１３とを備え、各注入支管２０に、薬液の流量を計測し出力可能な流量計測器１２と、薬液の流量を調整する流量調整手段２２と、流量計測器２１の流量の実測値が所定の設定値となるように制御する流量制御手段２３とを備えた薬品注入器。【選択図】図１

Description

本発明は、薬品貯蔵槽からの薬液を１台の注入ポンプで複数の注入点に圧入する薬品注入機に関する。

水処理プロセスにおいて、ポリ塩化アルミニウムや硫酸バンド等の凝集剤、次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤、硫酸や水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤等を圧入するとき、個々の薬液毎に複数の注入点に対し異なる調節弁を制御し注入量を変更しながら圧入する場合がある。

このような場合、各注入点に対して個別に注入ポンプを設けると薬品注入機の費用が高くなるため、１台の注入ポンプの吐出側を分岐した複数の注入支管毎に連結された各注入点に対し、其々の注入量を制御する方法が広く用いられており、このような薬品注入機の一形態として、定圧槽方式と称される方式がある。

定圧槽方式とは、図２に示す通り、薬品貯蔵槽１００の吐出側に注入ポンプ１０１が設置されている注入本管１０２を連結し、注入ポンプ１０１より下流側の注入本管１０２に定圧槽１０３と呼ばれるタンクを設置し、注入ポンプ１０１で薬品貯蔵槽１００から定圧槽１０３に供給した薬液に空気圧縮機１０４による空気圧で一定の圧力を加え、注入本管１０２から分岐した複数の注入支管１０５に分配し、注入支管１０５毎に設置されている流量計測器１０６、流量調節計１０７、及び流量調節弁１０８を用いて、それら（１０６，１０７，１０８）の下流に設置されている各注入点１０９に注入量の制御を行い、其々の注入点１０９へ薬品貯蔵槽１００の薬液を圧入する方式である（下記の非特許文献１，２参照）。

上記定圧槽方式による薬品注入機は、薬液の供給圧力を一定に保つための定圧槽及び空気圧縮機が必要となるために、薬品注入機が大きくなり、それに伴い設備費用が高価になるとの不具合があった。

「浄水技術ガイドライン ２０１０」，財団法人水道技術研究センター発行 ２０１０年，１４８〜１４９頁 「水道施設設計指針 ２０１２」，社団法人日本水道協会発行 ２０１２年，５８３〜５８５頁

本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、定圧槽及び空気圧縮機を不要とし、よって、コンパクトで安価な薬品注入機を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る薬品注入機は、薬品貯蔵槽の吐出側に注入ポンプが設置されている注入本管の一端を連結し、前記注入本管の他端から分岐した複数の注入支管毎に連結された各注入点に前記薬品貯蔵槽の薬液の注入量を個別に制御し圧入する薬品注入機において、前記注入本管に、前記注入本管の管内圧力を計測し出力可能な圧力計測器と、前記注入ポンプのモーター回転速度を変速させる出力調整手段と、前記圧力計測器の管内圧力の実測値が所定の設定値となるように前記出力調整手段を制御する出力制御手段とを備え、前記注入支管毎に、前記注入支管を流れる前記薬品貯蔵槽の薬液の流量を計測し出力可能な流量計測器と、前記注入支管を流れる前記薬品貯蔵槽の薬液の流量を調整する流量調整手段と、前記流量計測器の流量の実測値が所定の設定値となるように前記流量調整手段を制御する流量制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に係る薬品注入機は、請求項１の薬品注入機において、前記圧力計測器による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、前記注入ポンプを一時的に停止させる手段を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に係る薬品注入機は、請求項１又は２の薬品注入機において、前記圧力計測器による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、特定の前記流量調整手段の稼働を所定の設定時間停止し開放させる手段を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に係る薬品注入機は、請求項１乃至３のいずれかの薬品注入機において、前記注入ポンプの下流側に圧力を一時的に逃す圧力逃し手段を備えていることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の請求項１に係る薬品注入機は、前記注入本管の前記注入ポンプより下流側に、前記注入本管の管内圧力を計測し出力可能な圧力計測器と、前記注入ポンプのモーター回転速度を変速させる出力調整手段と、前記圧力計測器の管内圧力の実測値が所定の設定値となるように前記出力調整手段を制御する出力制御手段とを備えているので、薬品貯蔵槽の薬液を各注入点に所定の圧力に制御して圧送することが可能となり、定圧槽及び空気圧縮機を不要にすることができ、よって、コンパクトで安価な薬品注入機とすることができる。

更に本発明の請求項２に係る薬品注入機は、前記圧力計測器による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、前記注入ポンプを一時的に停止させる手段を備えているので、注入本管の管内圧力が急激に上昇して上限値に達したとき、例えば、複数の注入点の内のいくつかの注入点への圧入が停止されて注入本管の管内圧力が急激に上昇し上限値に達したとき、注入ポンプを一時的に停止させることができるので、注入本管の管内圧力の急激な上昇を抑止し、注入ポンプや注入支管の破損を回避することができる。

更に本発明の請求項３に係る薬品注入機は、前記圧力測定手段による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、特定の前記流量調整手段の稼働を所定の設定時間停止し開放させる手段を備えているので、注入本管の管内圧力がより急激に上昇して上限値に達したとき、又は注入ポンプの一時的な停止によっても充分抑制できずに、注入本管の管内圧力がより急激に上昇して上限値に達したとき、注入支管に備えられている流量調整手段の稼働を所定の設定時間停止し流量制御を開放することができるので、注入本管の管内圧力のより急激な上昇を抑止し、注入ポンプや注入支管の破損を回避することができる。

更に本発明の請求項４に係る薬品注入機は、前記注入ポンプの下流側に圧力を一時的に逃す圧力逃し手段を備えているので、注入本管の管内圧力が不測の事態により急激に上昇したとき、前記注入ポンプの下流側に備えられている圧力逃し手段で薬液を逃し管内圧力を一時的に低下させることができるので、注入本管の管内圧力が不測の事態で急激に上昇するのを抑止し、注入ポンプや注入支管の破損を回避することができる。

本発明に係る薬品注入機の概略説明図である。 従来の薬品注入機の概略説明図である。

以下に図面を参照して、この発明の実施形態に係る薬品注入機について、例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明に係る薬品注入機の概略説明図である。

本発明に係る薬品注入機１は、図１に示す通り、薬品貯蔵槽２の吐出側に注入ポンプ３が設置されている注入本管１０の一端が連結され、注入本管１０に、圧力計測器１１と、出力調整手段１２と、出力制御手段１３とが備えられ、注入本管１０から分岐した複数の注入支管２０毎に、流量計測器２１と、流量調整手段２２と、流量制御手段２３とが備えられている。

薬品貯蔵槽２は、ポリ塩化アルミニウムや硫酸バンド等の凝集剤、次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤、硫酸や水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤等の薬液のいずれか一種類の薬液が貯蔵されている。

後述する注入本管１０に設置されている注入ポンプ３は、モーターの回転により薬品貯蔵槽２の薬液を注入点２４に圧送する機能を有し、後述する出力調整手段１２の制御によりモーター回転速度が変速し、また１秒程度の短時間瞬時的にモーター回転が停止することが可能なようになっている。

注入本管１０は、薬品貯蔵槽２の吐出側に一端が接続され、他端は複数の注入支管２０に分岐し、その間に注入ポンプ３と、圧力計測器１１と、圧力逃し手段３０が配設されている。

圧力計測器１１は、注入本管１０に設置されている注入ポンプ３より下流側に配設されている。圧力計測器１１は、薬品貯蔵槽２から注入ポンプ３で圧送される薬液の注入本管１０内の圧力を計測し、計測値を後述する出力制御手段１３に出力するようになっていて、本実施形態では圧力計１６が使用されている。

出力調整手段１２は、出力制御手段１３の制御により注入ポンプ３のモーター回転速度を変速させる機能を有していて、本実施形態ではインバータ１７が使用され、注入ポンプ３に接続されている。更に、管内圧力を瞬時的に下げることを目的に、注入ポンプ３を一時的に停止させる手段として、注入ポンプ３を１秒程度の短時間瞬時的に停止させる機能を有している。

出力制御手段１３は、圧力計測器１１から出力された注入本管１０の管内圧力の計測値が入力され、入力された計測値が所定の設定値となるように出力調整手段１２を制御して注入ポンプ３のモーター回転速度を変速させる機能を有し、圧力計測器１１、出力調整手段１２、及び後述する圧力逃し手段３０に接続されている。更に、注入本管１０の管内圧力の急激な上昇を圧力計測器１１から入力されたとき、管内圧力を瞬時的に下げることを目的に、注入ポンプ３を一時的に停止させる手段として、注入ポンプ３を１秒程度の短時間瞬時的に停止させるように出力調整手段１２を制御する機能を有している。更に、注入本管１０の管内圧力が不測の事態により急激に上昇したことが圧力計測器１１から入力されたとき、圧力逃し手段３０を作動させる機能を有している。

更に、圧力計測器１０の下流側には、注入本管１０の管内圧力が不測の事態により急激に上昇した時、管内圧力を瞬時的に下げることを目的に圧力を一時的に逃す圧力逃し手段３０として、本実施形態では圧力逃し弁３１が配設されていている。従って、注入本管１０の管内圧力が不測の事態により急激に上昇したことが圧力計測器１１から入力されたとき、出力制御手段１３により、圧力逃し弁３１が開放されるようになっている。尚、圧力逃し弁３１が配設されている配管は、注入本管１０から分岐し先端は薬品貯蔵槽２に連結しているので、管内圧力を瞬時的に下げるために圧力逃し弁３１が開放されたときに、注入本管１０を流れている薬液の一部が薬品貯蔵槽２に戻るようになっている。

注入支管２０は、注入本管１０が薬品貯蔵槽２に連結している一端部とは反対側の他端部が分岐することで形成され、図１では４本の注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）に分岐している。各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の下流側の先端は、其々の注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）と連結し、その間には流量計測器（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と、流量調整手段（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）が其々配設されている。

各流量計測器（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）は、薬品貯蔵槽２から注入ポンプ３で圧送される薬液の各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）内の流量を計測し、各計測値を後述する各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）に出力するようになっていて、本実施形態では流量計（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）が使用されている。

各流量調整手段（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）は、各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）において各流量計測器（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）より下流側に配設され、各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）の制御により各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）内を流れる薬液の流量を調整する機能を有していて、本実施形態では流量調整弁（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ）が使用されている。更に、管内圧力を瞬時的に下げることを目的として、特定の流量調整手段２２の稼働が所定の時間停止し開放される機能を有している。例えば、ある注入点（２４Ａ，２４Ｂ）への圧入が停止したことで注入本管１０の管内圧力が急激に上昇した時、注入点（２４Ｃ，２４Ｄ）への圧入が継続されている注入支管（２０Ｃ，２０Ｄ）に配設されている流量調整手段（２２Ｃ，２２Ｄ）としての流量調整弁（２７Ｃ，２７Ｄ）が一時的に開放する機能を有している。

各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）は、各流量計測器（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）から出力された各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）内の流量の計測値が入力され、入力された各計測値が所定の設定値となるように各流量調整手段（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）を制御し、各注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）への注入量を調整する機能を有し、各流量計測器（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）、各流量調整手段（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）及び圧力計測器１１に接続されている。更に、注入本管１０の管内圧力の急激な上昇を圧力計測器１１から入力されたとき、管内圧力を瞬時的に下げることを目的として、特定の流量調整手段２２の稼働を所定の時間停止し開放させるように制御する機能を有している。例えば、ある注入点（２４Ａ，２４Ｂ）への圧入が停止したことで注入本管１０の管内圧力の急激な上昇を圧力計測器１１から入力されたとき、注入点（２４Ｃ，２４Ｄ）への圧入が継続されている注入支管（２０Ｃ，２０Ｄ）に配設されている流量調整手段（２２Ｃ，２２Ｄ）としての流量調整弁（２７Ｃ，２７Ｄ）を一時的に開放するように制御できる機能を有している。

従って、注入ポンプ３で薬品貯蔵槽２からの薬液を各注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）に圧入するための注入本管１０内の管内圧力は、出力制御手段１３が圧力計１６から入力された計測値をもとに所定の設定値になるようにインバータ１７を制御するので、薬品貯蔵槽２の薬液を、任意の設定された圧力で各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）に圧入させることが可能となる。

各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）に圧入された薬液が、各流入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）に連結されている其々の各注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）に圧入されるべき注入量は、各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）が、各流量計（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）からの入力された各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を流れる薬液の流量の計測値をもとに所定の設定値になるように、各流量調整弁（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ）を制御しているので、各注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）に、任意の設定された注入量の薬液を圧入することが可能となる。

更に、薬液が注入されていた全ての注入点２４の内のいくつかの注入点２４への圧入が停止された場合、例えば４か所の注入点（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）の内の２か所の注入点（２４Ａ，２４Ｂ）への圧入が停止した場合、注入点（２４Ｃ，２４Ｄ）への圧入が継続されている注入支管（２０Ｃ，２０Ｄ）の管内圧力は急激に上昇する。その結果、注入本管１０の管内圧力も急激に上昇し、圧力計１６の計測値が所定の上限値Ａに達したことが、圧力計１６から出力制御手段１３に出力されるので、出力制御手段１３はインバータ１７を制御し、注入ポンプ３を一時的に停止させるので注入支管２０の管内圧力の急激な上昇を停止することが可能となる。尚、注入ポンプ３の停止時間は１秒以内が好適であり、インバータ１７は、注入ポンプ３を１秒程度の短時間瞬時的に停止させる機能を有しているので、注入ポンプ３は１秒以内停止し、管内圧力の急激な上昇が瞬間的に抑止し、注入ポンプ３や各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の破損を回避することが可能となる。

更に、上述の注入ポンプ３を１秒以内停止させても注入本管１０の管内圧力が低下しない場合、圧力計１６の計測値が所定の上限値Ｂに達したことが、圧力計１６から各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）に出力される。各流量制御手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）は、注入本管１０の管内圧力の急激な上昇を圧力計１６から入力されたとき、管内圧力を瞬時的に下げることを目的として、特定の流量調整弁（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ）の稼働を所定の時間停止し開放させるように制御する機能を有しているので、注入点（２４Ｃ，２４Ｄ）への圧入が継続されている流量調整弁（２７Ｃ，２７Ｄ）は、流量制御手段（２３Ｃ，２３Ｄ）の制御により任意の設定された時間開放し、管内圧力の急激な上昇を抑止し、注入ポンプ３や各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の破損を回避することが可能となる。

尚、各流量制御手段２３は、注入ポンプ３が１秒以内停止しないときでも、注入本管１０の管内圧力の急激な上昇を圧力計１６から入力されたとき、管内圧力を瞬時的に下げることを目的として、特定の流量調整弁２７の稼働を所定の時間停止し開放させるように制御する機能を有しているので、注入ポンプ３が１秒以内停止しないときでも、注入点（２４Ｃ，２４Ｄ）への圧入が継続されている流量調整弁（２７Ｃ，２７Ｄ）は、流量制御手段（２３Ｃ，２３Ｄ）の制御により任意の設定された時間開放し、管内圧力の急激な上昇を抑止し、注入ポンプ３や各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の破損を回避することが可能となる。

更に、出力制御手段１３に、注入本管１０の管内圧力が不測の事態により急激に上昇し、上限値Ｃに達したことが圧力計１６から入力されたとき、注入ポンプ３の下流側に、管内圧力を瞬時的に下げることを目的に圧力を一時的に逃す圧力逃し弁３１が配設されているので、出力制御手段１３は圧力逃し弁３１を開放し、管内圧力が不測の事態により急激に上昇するのを抑止することができ、注入ポンプ３や各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の破損を回避することが可能となる。

尚、出力制御手段１３による圧力逃し弁３１の開放は、管内圧力が不測の事態により急激に上昇するのを抑止するためであるので、注入ポンプ３が１秒以内停止しないとき、及び流量制御手段２３の制御により特定の流量調整弁２７の稼働が所定の時間停止しないときでも、圧力逃し弁３１は開放されるように制御されているので、管内圧力が不測の事態により急激に上昇した場合でも、注入ポンプ３や各注入支管（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の破損を回避することが可能となる。

尚、本実施の形態において、注入本管１０の管内圧力が急激に上昇したとき、出力制御手段１３で、注入ポンプ３を一時的に停止させる手段及び圧力逃し手段３０を制御し、並びに流量制御手段２３で、特定の流量調整手段２２の稼働を所定の設定時間停止し開放させる手段を制御したが、別個に制御装置を設けて、その制御装置で、注入本管１０の管内圧力が急激に上昇したときの上記３種の手段の制御を全て代替しても良く、その内の一部の手段の制御を代替しても良い。

また、注入ポンプを一時的に停止させる手段として、出力制御手段１３で注入ポンプ３を１秒程度の短時間瞬時的に停止させたが、注入本管１０の管内圧力が急激に上昇したとき、ハードタイマーの作動で、注入ポンプを１秒程度の短時間瞬時的に停止させても良い。

１ 薬品注入機
２ 薬品貯蔵槽
３ 注入ポンプ
１０ 注入本管
１１ 圧力計測器
１２ 出力調整手段
１３ 出力制御手段
１６ 圧力計
１７ インバータ
２０ 注入支管
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 流量計測器
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ 流量調整手段
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ 流量制御手段
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 注入点
２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 流量計
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 流量調整弁
３０ 圧力逃し手段３０
３１ 圧力逃し弁

Claims (4)

1. 薬品貯蔵槽の吐出側に注入ポンプが設置されている注入本管の一端を連結し、前記注入本管の他端から分岐した複数の注入支管毎に連結された各注入点に前記薬品貯蔵槽の薬液の注入量を個別に制御し圧入する薬品注入機において、
   前記注入本管に、前記注入本管の管内圧力を計測し出力可能な圧力計測器と、前記注入ポンプのモーター回転速度を変速させる出力調整手段と、前記圧力計測器の管内圧力の実測値が所定の設定値となるように前記出力調整手段を制御する出力制御手段とを備え、
   前記注入支管毎に、前記注入支管を流れる前記薬品貯蔵槽の薬液の流量を計測し出力可能な流量計測器と、前記注入支管を流れる前記薬品貯蔵槽の薬液の流量を調整する流量調整手段と、前記流量計測器の流量の実測値が所定の設定値となるように前記流量調整手段を制御する流量制御手段とを備えたことを特徴とする薬品注入機。
2. 請求項１の薬品注入機において、
   前記圧力計測器による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、前記注入ポンプを一時的に停止させる手段を備えていることを特徴とする薬品注入機。
3. 請求項１又は２の薬品注入機において、
   前記圧力計測器による管内圧力の実測値が所定の上限値に達したとき、特定の前記流量調整手段の稼働を所定の設定時間停止し開放させる手段を備えていることを特徴とする薬品注入機。
4. 請求項１乃至３のいずれかの薬品注入機において、
   前記注入ポンプの下流側に圧力を一時的に逃す圧力逃し手段を備えていることを特徴とする薬品注入機。
   
   
   

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