JP2019031957A - 送液装置、送液方法、および、薬剤添加装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定量送液を保持し、かつ薬液を無駄にせず、低廉で、送液停止期間後の送液再開時のガスロックの発生を抑制できる送液装置、このような送液装置を用いた送液方法、および、このような送液装置を備えた薬剤添加装置を提供する。【解決手段】薬液を収容する薬液タンクに一方の端が接続された送液配管に、前記薬液の流れ方向順に、薬液回収部と、送液ポンプと、分岐部と、第一の弁と、が接続され、前記薬液回収部が、前記薬液タンクに収容される前記薬液の液面の最高高さよりも高い位置に設けられた開口部により大気開放されており、かつ、前記分岐部に、前記薬液を前記薬液回収部へ供給するための、第二の弁を備えた薬液回収配管が接続されていることを特徴とする送液装置とした。【選択図】図１

Description

本発明は、送液停止期間後の送液再開時のガスロックの発生を抑制できる送液装置、このような送液装置を用いた送液方法、および、このような送液装置を備えた薬剤添加装置に関する。

製紙工程において使用される水に細菌などによるスライムが生じると製品の品質低下を来す。このようなスライムを抑制するために、結合型塩素化合物等の酸化性スライムコントロール剤を１日数回、間欠的に添加している。

モノクロラミンなどの結合型塩素化合物は不安定な物質で、調製後、数時間のうちに分解してしまう。このため、製紙工場内で結合型塩素化合物を生成させ、製紙工程で用いられる水に添加する。

このときに用いられる薬剤添加装置は、通常、次亜塩素酸塩水溶液を送液する送液ポンプを備えた次亜塩素酸塩ラインと、アンモニウム塩、アミン、アミド、および、イミドから選ばれる含窒素化合物の水溶液を送液する送液ポンプを備えた含窒素化合物ラインと、を有し、希釈水の流れるラインにこれら薬液を注入して結合型塩素化合物を生成させる混合チャンバーを有し、かつ、それらポンプの吐出量や吐出時間の調整および希釈水の量を調節する制御機構や異常発生時に送液を停止する制御機構を備える。

次亜塩素酸塩水溶液や含窒素化合物水溶液の薬液タンクは、薬剤添加装置内にある送液ポンプと、ホースや配管等（以下、これらを併せて「配管」と云う）で接続されており、添加装置はあらかじめ定められた時間間隔で、薬剤を希釈水の流れる配管に薬注し、結合型塩素化合物を生成させて添加対象の水系に供給する。

次亜塩素酸塩水溶液には時間の経過とともに気泡が発生するが、薬液タンクから送液ポンプまでの配管内で発生した気泡は、しばしば、送液ポンプのガスロック、すなわち、送液不能を引き起こす。

そのため、薬剤添加装置には送液ポンプの送液方向上流側で発生した気泡を除去する、大気開放されたガスチャンバーを設置するガスロック対策が採られている。

しかし、ガスチャンバーから送液ポンプの吸込口までの間の配管では気泡除去ができず、この部分の配管で発生した気泡（複数の気泡が合体してできた、いわゆる「ガス」を含む、以下同様）により、送液ポンプがガスロックした場合、吐出量が低下して、所定量の次亜塩素酸塩水溶液を送液できない。したがって、ガスチャンバーから送液ポンプの吸込口までの間に発生した気泡を除去するために、定期的な人手による気泡除去作業が必要となり、改善が求められていた。

このような問題を解決するために特許文献１では、送液ポンプ起動時に送液量を通常よりも大きくして送液する技術が提案されている。しかしながら、このような方法は定量送液が求められる薬剤添加装置の次亜塩素酸塩水溶液の送液には用いることができない。

また、特許文献２では、送液配管に流れ検知器と気泡抜き用電磁弁とを設け、液体の流れ停止を検出して気泡抜き用電磁弁を開弁し、エア抜きを行う技術が提案されている。しかしながら、この技術では、気泡のみならず、少量とはいえ薬液も失われてしまう。

特許文献３に、ポンプ本体の駆動状態および流体の吐出状態を検知して信号を出力するポンプ検知手段と、ポンプ本体のポンプヘッドの吐出口側の配管系に設置されかつ流体の流れを検知して信号を出力するフローチェッカと、このフローチェッカの上流側とポンプヘッドの吐出口の下流側との間の配管系に設置されたエア抜き電磁弁とを具備し、ポンプ検知手段による出力信号とフローチェッカによる出力信号とを比較して、エア抜き電磁弁を自動的に開閉制御する技術が記載されている。

また、特許文献４には、薬剤供給ラインを流通する薬剤中のエアを検知するエア検知手段と、エア検知手段が薬剤中のエアを検知した場合に、薬剤供給手段による送液モードを薬剤供給ラインからエアを排出するためのエア排出運転モードに設定して薬剤供給手段を運転する制御手段を備える技術が記載されている。

特許文献３および特許文献４で提案されている技術ではフローチェッカやエア検知手段、それらの出力を元に判断して電磁弁や薬剤供給手段を制御する制御機器が必要となり、このため装置コストが高くなる。

特許公開２０１２−２０７５７１号公報 特許公開２００１−２０７９７２号公報 特許公開Ｈ０５−６００６１号公報 特許公開２０１１−１７３０３９号公報

そこで、本発明は、定量送液を保持し、かつ薬液を無駄にせず、低廉で、送液停止期間後の送液再開時のガスロックの発生を抑制できる送液装置、このような送液装置を用いた送液方法、および、このような送液装置を備えた薬剤添加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、本発明の送液装置は、薬液を収容する薬液タンクに一方の端が接続された送液配管に、前記薬液の流れ方向順に、薬液回収部と、送液ポンプと、分岐部と、第一の弁と、が接続され、前記薬液回収部が、前記薬液タンクに収容される前記薬液の液面の最高高さよりも高い位置に設けられた開口部により大気開放されており、かつ、前記分岐部に、前記薬液を前記薬液回収部へ供給するための、第二の弁を備えた薬液回収配管が接続されていることを特徴とする。

本発明の送液装置は、上記の構成に加え、前記送液配管と前記薬液回収部との接続が、前記薬液タンクと前記薬液回収部との両者に接続されている第一の配管部分と、前記薬液回収部と前記送液ポンプとの両者に接続されている第二の配管部分とを、前記薬液回収部の底部または底部付近の、互いに離間した２箇所にそれぞれ接続して形成されており、かつ、前記第一の配管部分の前記薬液回収部との接続箇所が、前記第二の配管部分の前記薬液回収部との接続箇所よりも高い位置に設けられている構成とすることができる。

本発明の送液装置は、直上の構成に加え、前記薬液回収配管の前記分岐部に接続された端とは反対側の端が、前記薬液回収部に差し込まれるとともに、その先端は前記薬液回収部と前記第一の配管部分との接続箇所よりも高い位置に設けられており、かつ、前記薬液回収部に差し込まれた前記薬液回収配管と、前記薬液回収部の内壁との間には間隙が形成されている構成とすることができる。

本発明の送液装置は、上記の構成に加え、前記送液配管の他方の端が、液体が流れる配管に接続されている構成とすることができる。

本発明の送液装置は、直上の構成に加え、前記第一の弁が逆止弁または背圧弁である構成とすることができる。

本発明の送液方法は、上記いずれか１つの送液装置を用いて薬液を送液する送液方法であって、前記第一の弁を閉状態に保つとともに前記第二の弁を開状態とした後に、前記第二の配管部分における前記薬液の線速度が２０ｍｍ／秒以上となるように前記送液ポンプを運転して、前記薬液回収部内の前記薬液を、前記送液ポンプ、前記分岐部、前記第二の弁、そして再度、前記薬液回収部の順に循環させる気泡除去工程を有することを特徴とする。

本発明の薬剤添加装置は、上記の液体が流れる配管に接続されている送液装置と、第二の送液ポンプが接続された前記液体が流れる配管と、一端が第二の薬液を収容する第二の薬液タンクに、他端が前記液体が流れる配管に、それぞれ接続された第二の送液配管と、を備え、前記第二の送液配管に、前記第二の薬液の流れ方向順に、第三の送液ポンプと、第三の弁と、が接続されていることを特徴とする。

本発明の送液装置は、薬液を収容する薬液タンクに一方の端が接続された送液配管に、薬液の流れ方向順に、薬液回収部と、送液ポンプと、分岐部と、第一の弁と、が接続され、薬液回収部が、薬液タンクに収容される薬液の液面の最高高さよりも高い位置に設けられた開口部により大気開放されており、かつ、分岐部に、薬液を薬液回収部へ供給するための、第二の弁を備えた薬液回収配管が接続されている構成により、装置コストの上昇を抑え、送液対象の薬液を無駄にせずに、気泡が生じやすい薬液の配管内で発生した気泡によるガスロックの発生を効果的に防止することが可能となる。

本発明の送液装置は、上記の構成に加え、送液配管と薬液回収部との接続が、薬液タンクと薬液回収部との両者に接続されている第一の配管部分と、薬液回収部と送液ポンプとの両者に接続されている第二の配管部分とを、薬液回収部の底部または底部付近の、互いに離間した２箇所にそれぞれ接続して形成されており、かつ、第一の配管部分の薬液回収部との接続箇所が、第二の配管部分の薬液回収部との接続箇所よりも高い位置に設けられていることにより、第一の配管部分から薬液回収部に供給される第一の薬液中に気泡がある場合であっても、薬液回収部から第二の配管部分へ流れる薬液へのその気泡の混入があらかじめ防止されているので、ガスロックの発生が未然に防止される。

本発明の送液装置は、直上の構成に加え、薬液回収配管の分岐部に接続された端とは反対側の端が、薬液回収部に差し込まれるとともに、その先端は薬液回収部と第一の配管部分との接続箇所よりも高い位置に設けられており、かつ、薬液回収部に差し込まれた薬液回収配管と、薬液回収部の内壁との間には間隙が形成されている構成とすることにより、きわめて簡単な構造となり、装置コストを抑制し、かつ、効果的なガスロック防止が可能となる。

本発明の送液装置は、上記の構成に加え、送液配管の他方の端が、液体が流れる配管に接続されている構成とすることにより、たとえば希釈水が流れる配管に薬液を送液して、所定の濃度の水溶液を得ること、あるいは、被処理液体に薬液を添加して、薬剤処理を行うことなどが可能となる。

本発明の送液装置は、上記の液体が流れる配管に接続されている送液装置の構成に加え、第一の弁を逆止弁や背圧弁により構成することができる。このとき、高価でかつ制御を必要とする電磁弁や電動弁を用いずに、液体が流れる配管への薬液の予期しない漏出を防止でき、電磁弁や電動弁を用いる場合に比べて装置コストを安価なものとすることが可能となる。

本発明の送液方法は、上記いずれか１つの送液装置を用いて薬液を送液する送液方法であって、前記薬液の送液に先立ち、第一の弁を閉状態に保つとともに第二の弁を開状態とした後に、第二の配管部分における薬液の線速度が２０ｍｍ／秒以上となるように送液ポンプを運転して、薬液回収部内の薬液を、送液ポンプ、分岐部、第二の弁、そして再度、薬液回収部の順に循環させる気泡除去工程を有する構成により、送液対象の薬液を無駄にせずに、停止期間後に送液を再開する際のガスロックの発生を効果的に防止することが可能となる。

本発明の薬剤添加装置は、上記いずれか１つの液体が流れる配管に接続されている送液装置と、第二の送液ポンプが接続された液体が流れる配管と、一端が第二の薬液を収容する第二の薬液タンクに、他端が液体が流れる配管に、それぞれ接続された第二の送液配管と、を備え、第二の送液配管に、第二の薬液の流れ方向順に、第三の送液ポンプと、第三の弁と、が接続されている構成により、装置コストの上昇を抑え、送液対象の薬液を無駄にせずに、停止期間後に送液を再開する際のガスロックの発生を効果的に防止し、薬剤を安定的に供給することが可能となる。

本発明である送液装置の一例を備えている薬剤添加装置を示すモデル図である。 図２（ａ）は図１の薬剤添加装置の液面計付近の拡大モデル図である。図２（ｂ）は液面計付近の他の例を示すモデル図である。 図１の薬剤添加装置の動作の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明について図１〜３を用いて説明する。
＜薬剤添加装置＞
図１は、本発明である送液装置の一例Ａを備えている薬剤添加装置を示すモデル図であり、図２（ａ）は、図１の薬剤添加装置の液面計付近の拡大モデル図、図２（ｂ）は液面計付近の他の例を示すモデル図、図３は、図１の薬剤添加装置の動作の一例を示すタイムチャートである。

図１中、符号Ａを付した破線で囲まれた部分が本発明である送液装置の一例Ａであり、第一の薬液タンク１に収容された第一の薬液Ｍ１を液体（この例では希釈水）が流れている調製用配管１１へ送液する送液装置である。

第一の薬液Ｍ１は、この例では次亜塩素酸ナトリウム水溶液であるが、ナトリウム以外の金属塩の水溶液であってもよい。あるいは、送液の停止期間中に気泡が発生しやすいその他の薬液、たとえば、過酸化水素水や炭酸水等の送液にも適用することができる。また、本発明の送液装置は、気泡が発生しやすい薬液のみならず、その他の薬液や水なども送液することができ、その場合も本発明に含まれる。

第一の薬液タンク１に一方の端が接続された第一の送液配管２には、第一の薬液Ｍ１の流れ方向（図１の矢印はそれぞれ、各薬液および希釈水の流れ方向を示す）順に、液面計３と、第一の送液ポンプ４と、分岐部２ａと、第一の弁５とが接続され、そして、他方の端は、第一の薬液Ｍ１の送液先である、希釈水が流れる調製用配管１１に第一の合流部１４を介して接続されている。

そして、第二の弁７を備え、かつ、後述する気泡除去工程で第一の薬液Ｍ１を液面計３へ供給する、薬液回収配管２ｂが、分岐部２ａを介して第一の送液配管２に接続されている。

後述するように薬液回収部としても機能する液面計３は、この例では透明な塩化ビニル樹脂により形成されているが、ガラス製であってもよく、また、液面位置を視認できるように透明な窓部を有するものであってもよい。この液面計３の上端３ａには開口部３ｆが形成されており、また、開口部３ｆの高さは第一の薬液タンク１に収容される第一の薬液Ｍ１の液面の最高高さよりも高くなっている。

第一の送液配管２は、図２（ａ）にモデル的に示すように、液面計３の底部または底部付近の側面の２カ所に、互いに離間して接続している。そして、第一の薬液タンク１と液面計３との両者に接続されている第一の配管部分２ｃの液面計３との接続部３ｄは、液面計３と第一の送液ポンプ４との両者に接続されている第二の配管部分２ｄの液面計３との接続部３ｅよりも高い位置に設けられている。

この液面計３内の第一の薬液Ｍ１の液面高さは第一の薬液タンク１中の第一の薬液Ｍ１の液面高さと等しく、このため、この液面計３を観察することにより第一の薬液タンク１内の第一の薬液Ｍ１の残存量を知ることができる。

送液により第一の配管部分２ｃから液面計３に達した第一の薬液Ｍ１中に気泡があっても、接続部３ｄと接続部３ｅとの上記の高低差により、気泡は接続部３ｅに向かうことなく液面計３内で浮上し、液面計３がその上端３ａの開口部３ｆにより大気開放していることによるガスチャンバー機能により、液面計３内の第一の薬液Ｍ１の液面から大気中に放出されて除去される。このため、第一の配管部分２ｃの気泡がガスロックを発生させることは未然に防止されている。

なお、第一の薬液タンク１にすでに既存の液面計が付属する、あるいは、たとえば液面センサが第一の薬液タンク１に設けてあるなどで第一の薬液Ｍ１の液面高さの目視確認の必要がないなどの場合には、第一の薬液タンク１に収容される第一の薬液Ｍ１の液面の最高高さよりも高い位置に設けられた開口部により大気開放されているものであれば、液面計３の代わりに薬液回収部として用いることができる。ここで、液面センサが第一の薬液タンク１に設けてある場合、この液面センサによって検出される液面位置情報をもとに、この送液装置の、図示しない装置制御手段が警報を発する、あるいは、第一の薬液Ｍ１の供給源を第一の薬液タンク１から他の薬液タンクに切り替えるなどの制御を行ってもよい。

第一の送液配管２に接続している第一の送液ポンプ４としては、第一の薬液Ｍ１に対して耐薬品性を有し、定量性に優れ、かつ、図示しない装置制御手段により送液開始／停止、および、送液速度が制御可能なポンプである必要がある。また、ポンプのタイプとしては、たとえばダイヤグラムポンプが挙げられるが、上記の要求を満足するものであればどのようなポンプを用いても差し支えない。ここで、送液時の脈動の少ないポンプ、たとえば無脈動ポンプを用いることが、より安定して結合型塩素化合物が得られるので好ましい。なお、本例では第一の送液ポンプ４と後述する第三の送液ポンプ２３としてダイヤグラムポンプを用いている。

薬液回収配管２ｂの第二の弁７はこの例では、図示しない装置制御手段により開閉制御される電磁弁であるが、電動弁や空気作動弁等の、電磁弁以外の開閉制御可能な弁であってもよい。

この例では、図２（ａ）にモデル的に示すように、薬液回収配管２ｂの分岐部２ａに接続された端とは反対側の端が、薬液回収部である液面計３の開口部３ｆに差し込まれるとともに、その先端２ｂ１は液面計３と第一の配管部分２ｃとの接続部３ｄより高い位置に設けられており、かつ、液面計３に差し込まれた薬液回収配管２ｂと、液面計３の内壁３ｂとの間には間隙３ｃが形成されているために、薬液回収配管２ｂにより、液面計３のガスチャンバー機能が損なわれることはない。

なお、薬液回収配管２ｂの先端２ｂ１から、後述する気泡除去工程で気泡を含む可能性のある第一の薬液Ｍ１が流出するが、第一の薬液Ｍ１が液面計３内に供給される限りにおいて、必ずしも薬液回収配管２ｂが開口部３ｆに差し込まれている必要はない。たとえば、液面計３の側面の、第一の薬液タンク１に収容される第一の薬液Ｍ１の液面の最高高さよりも高い箇所に孔を開け、その孔に薬液回収配管２ｂを差し込む、あるいは、薬液回収配管２ｂの先端２ｂ１を液面計３の側面の、接続部３ｄよりも高い位置に接続するなどの構成とすることもできる。

また、図２（ｂ）に薬液回収部の他の例である液面計３’を示す。この例では開口部３ｆは上端ではなく、側面に設けられている。そして、薬液回収配管２ｂの分岐部２ａに接続された端とは反対側の端が、薬液回収部である液面計３’の開口部３ｆに差し込まれるとともに、その先端２ｂ１は液面計３’と第一の配管部分２ｃとの接続部３ｄより高い位置に設けられており、かつ、液面計３’に差し込まれた薬液回収配管２ｂと、液面計３’の内壁３ｂとの間には間隙３ｃが形成されている。

図１に示した送液装置の一例Ａでは、第一の送液配管２の分岐部２ａと第一の弁５との両者に接続する第四の配管部分２ｆには流量計６が接続されている。必要に応じ、この流量計６で検出される第一の薬液Ｍ１の単位時間当たりの流量により第一の送液ポンプ４による第一の薬液Ｍ１の、調製用配管１１への送液速度や送液時間等の送液条件を、図示しない装置制御手段により制御させてもよい。

分岐部２ａと第一の合流部１４との間に設置される第一の弁５として、電磁弁や電動弁を用い、後述する逆止弁の動きと同じ動きとなるように開閉制御してもよいが、この送液装置の一例Ａでは逆止弁を用いる。第一の弁５として逆止弁を用いると、薬注工程では第一の送液ポンプ４による送液により自動的に開状態となり、薬注工程以外の先水工程、気泡除去工程、および、後水工程では調製用配管１１を流れる希釈水による背圧で、自動的に閉状態となる。このため、装置制御手段による弁の開閉制御が不要となり、同時に、装置コストを抑制できる。なお、第一の弁５として逆止弁の代わりに背圧弁を用いることができ、背圧弁は逆止弁と同様に自動的に動作するとともに、逆止弁と同様の効果が得られる。

調製用配管１１には、送液装置の一例Ａ以外に、第二の薬液Ｍ２が収容された第二の薬液タンク２１に接続された第二の送液配管２２が、第二の合流部１６を介して接続されている。この第二の送液配管２２には第二の薬液Ｍ２の送液方向順に、第三の送液ポンプ２３、流量計２４、および、第三の弁２５（この例では逆止弁）がそれぞれ接続されている。なお、この例では第二の合流部１６は、第一の合流部１４の希釈水流れ方向下流側に設けられているが、第一の合流部１４の同方向上流側に設けられていてもよい。

第二の薬液Ｍ２は、この例では次亜塩素酸塩とともに結合型塩素化合物を生成する含窒素化合物、すなわち、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、臭化アンモニウムなどのアンモニウム塩水溶液、スルファミン酸や尿素などのアミン類、各種アミド類やイミド類の水溶液が挙げられるが、結合型塩素化合物生成以外の用途であればこの限りではない。以下、第二の薬液Ｍ２として塩化アンモニウム水溶液を用いた例について説明する。

調製用配管１１には、この例では希釈水の流れ方向順に、第二の送液ポンプである希釈水送水ポンプ１２、流量計１３、第一の合流部１４、混合チャンバー１５、第二の合流部１６、混合チャンバー１７、ｐＨ計１８が接続されており、調製用配管１１のｐＨ計１８の希釈水の流れ方向下流の先端から、結合型塩素化合物添加対象の水系に、この薬剤添加装置で生成される、結合型塩素化合物を含む水が添加される。

混合チャンバー１５および混合チャンバー１７として、希釈水と希釈水に送液される薬液との混合を促進し（混合チャンバー１５および混合チャンバー１７の両者）、第一の薬液Ｍ１の成分と第二の薬液Ｍ２の成分との反応を促進させて結合型塩素化合物を効率よく生成する（混合チャンバー１７）ための機器、この例ではスタティックミキサが設置されており、無動力でありながら安定して結合型塩素化合物が生成する。

また、ｐＨ計１８は、薬剤添加装置の運転状況を調べるためのものであり、このｐＨ計１８により検知されるｐＨが異常値となった場合には、たとえば、図示しない装置制御手段は、第一の送液ポンプ４、第三の送液ポンプ２３、および、希釈水送水ポンプ１２を停止し、たとえば赤ランプの点灯や点滅、ブザー音、送液装置の操作盤のＬＥＤ画面への表示、通信等により警報を発する。

この薬剤添加装置は、上記したように、図１の薬剤添加装置を制御するための装置制御手段を備えた、図示しない装置制御機器を備えている。装置制御手段は、ＣＰＵ、プログラムや各種データを保持するＲＡＭおよびＲＯＭ（書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶機器でもよい）、計時タイマ、インターフェースなどの、この薬剤添加装置の制御に必要な機器から構成されている。

また、装置制御手段は、装置制御に必要なデータの入力や書き換え等に必要なＬＥＤ、ボタン、キーボード等、そして、ｐＨ計１８での異常発生時に警報を発するためのブザーやランプ、通信手段等を備えている。

次に、この送液装置の一例Ａを含む薬剤添加装置の動作の一例について図３を用いて説明する。この例では、薬剤添加装置は間欠的に結合型塩素化合物を生成させ、添加対象の水系、たとえば、製紙工場の製紙工程水等に添加する。なお、対象水系に薬剤の添加を行う薬注工程に先立ち、先水工程および気泡除去工程がこの順で、そして、薬注工程の後には後水工程が行われる。

＜先水工程＞
装置制御手段は、計時タイマの値が対象水系に薬剤の添加を行うタイミングが近づくと、希釈水送水ポンプ１２を運転して調製用配管１１に希釈水を供給し、後述する薬注工程に備える（図３：先水工程）。先水工程は通常２〜１５分間行う。この先水工程では、第一の送液ポンプ４および第三の送液ポンプ２３は停止しており、また、第二の弁７は閉状態となっている。なお、希釈水送水ポンプ１２による希釈水の送水は後述する後水工程の終了まで継続して行われる。

この先水工程と、後述する気泡除去工程および後水工程では、希釈水による背圧により逆止弁である第一の弁５、および、第三の弁２５は閉状態を維持する。

＜気泡除去工程＞
先水工程終了後、装置制御手段は薬注工程に先だって、気泡除去工程を開始する。まず、第二の弁７を開状態とし、次いで、液面計３と第一の送液ポンプ４との両者に接続する第二の配管部分２ｄにおける第一の薬液Ｍ１の線速度が２０ｍｍ／秒以上となるように、第一の送液ポンプ４を運転する（図３：気泡除去工程、気泡除去運転）。

この気泡除去工程では、上記したように第二の弁７が開状態となっており、また、希釈水の水流により逆止弁である第一の弁５の閉状態は保たれているので、第一の薬液Ｍ１は調製用配管１１へ漏出することなく、液面計３内から、第二の配管部分２ｄを経て第一の送液ポンプ４、第一の送液ポンプ４と分岐部２ａとの両者に接続する第三の配管部分２ｅを経て分岐部２ａから薬液回収配管２ｂを経て第二の弁７、そして再度、液面計３の順に、循環する。

この第一の薬液Ｍ１の循環により、第二の配管部分２ｄ内の、気泡を含む可能性のある第一の薬液Ｍ１は上記の線速度で送液されて第一の送液ポンプ４に達する。そしてガスロックを引き起こすことなく、第一の送液ポンプ４の第一の薬液Ｍ１流れ方向下流の、第一の送液ポンプ４と分岐部２ａとの間の第三の配管部分２ｅ、分岐部２ａ、および、薬液回収配管２ｂを経由して、薬液回収配管２ｂの先端２ｂ１から液面計３内へ回収される。そして、第一の薬液Ｍ１内の気泡は、液面計３内で、そのガスチャンバー機能により除去される。

気泡除去工程では、このような経路で第一の薬液Ｍ１が循環し、第一の薬液タンク１内の第一の薬液Ｍ１はこの循環に直接関与しないので、外気との接触等による劣化の懸念がない。

上記のように、装置制御手段は、この気泡除去工程で第一の送液配管２の、第二の配管部分２ｄにおける第一の薬液Ｍ１の線速度が２０ｍｍ／秒以上となるように、第一の送液ポンプ４を運転する。ここで、この第二の配管部分２ｄの第一の薬液Ｍ１の線速度が２０ｍｍ／秒未満であるとガスロック防止効果が十分に得られないおそれがある。好ましい線速度は３０ｍｍ／秒以上である。なお、線速度の上限は特にないが、１００ｍｍ／秒よりも速くしてもガスロック防止効果の向上はほぼ見られず、また、第一の送液ポンプ４が大型になるので、送液装置の設備コストが上昇する。

気泡除去工程を実施する時間は、液面計３や第二の配管部分２ｄの内容積や薬注間隔によって異なるため、あらかじめ検討して十分な気泡除去効果が得られるように定めるが、通常３０〜３００秒間程度行う。

この例では、上記の計時タイマの値が気泡除去工程終了のタイミングに達すると、装置制御手段は、第一の送液ポンプ４を停止し、次いで、第二の弁７を閉状態として気泡除去工程を終了する。なお、ここでは気泡除去工程終了時に一旦、第一の送液ポンプ４を停止した例について述べるが、第一の送液ポンプ４を停止することなく、気泡除去工程と薬注工程とを連続して行ってもよい。

＜薬注工程＞
気泡除去工程後、第二の配管部分２ｄ内に再度気泡が溜まり、気泡除去工程の効果が失われる前、通常は気泡除去工程終了の０〜５分後に薬注工程を行う。上記の計時タイマの値が薬注工程開始のタイミングに達すると、装置制御手段は第一の送液ポンプ４、および、第三の送液ポンプ２３を運転（図３：薬注工程、送液運転）し、薬注工程を開始する。

薬注工程では、第二の弁７を閉状態に保ったまま第一の送液ポンプ４を運転するので、その送液圧力により逆止弁である第一の弁５は自動的に開状態となり、第一の薬液Ｍ１が調製用配管１１へ送液される。同様に、第三の送液ポンプ２３を運転することで逆止弁である第三の弁２５も自動的に開状態となり、第二の薬液Ｍ２が調製用配管１１へ送液される。薬注工程での第一の送液ポンプ４、および、第三の送液ポンプ２３の送液速度は、生成物（本例ではモノクロラミン）が希釈水内で、所定濃度で形成されるように調製する。

調製用配管１１の希釈水は第一の合流部１４から供給される第一の薬液Ｍ１と混合チャンバー１５内で混合され、さらに、第二の合流部１６から供給される第二の薬液Ｍ２と混合チャンバー１７内で混合されて、これら薬液の成分により生成された結合型塩素化合物（本例ではモノクロラミン）とともに供給対象水系へ添加される。

＜後水工程＞
上記の計時タイマの値が薬注工程停止のタイミングに達すると、装置制御手段は第一の送液ポンプ４および第三の送液ポンプ２３を停止し、後水工程を開始する（図３：後水工程）。これらポンプの停止により、第一の弁５および第三の弁２５は閉状態となる。この後水工程は通常２〜１５分間行って、調製用配管１１内に残存した薬剤を希釈水により除去する。装置制御手段は所定の時間、後水工程を行った後、希釈水送水ポンプ１２を停止し、その後は次回の先水工程まで待機する。

このように、図１に示した薬剤添加装置では、気泡を検出するセンサ等の高価な機器やこれら機器による検出結果を基におこなう判断処理を必要とせず、時間経過に従う比較的単純な制御だけで、薬液の送液ポンプの気泡によるガスロックの発生を効果的に防止でき、そのため、結合型塩素化合物を添加対象水系に安定して添加することができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の送液装置、送液方法、および、薬剤添加装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の送液装置、送液方法、および、薬剤添加装置を適宜改変することができる。このような改変によってもなお、本発明の送液装置、送液方法、および、薬剤添加装置の構成を備えている限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 第一の薬液タンク
２ 第一の送液配管
２ａ 分岐部
２ｂ 薬液回収配管
２ｂ１ 先端
２ｃ 第一の配管部分
２ｄ 第二の配管部分
２ｅ 第三の配管部分
２ｆ 第四の配管部分
３ 液面計
３ａ 上端
３ｂ 内壁
３ｃ 間隙
３ｄ 接続部
３ｅ 接続部
３ｆ 開口部
３’ 液面計
４ 第一の送液ポンプ
５ 第一の弁
６ 流量計
７ 第二の弁
１１ 調製用配管
１２ 希釈水送水ポンプ（第二の送液ポンプ）
１３ 流量計
１４ 第一の合流部
１５ 混合チャンバー
１６ 第二の合流部
１７ 混合チャンバー
１８ ｐＨ計
２１ 第二の薬液タンク
２２ 第二の送液配管
２３ 第三の送液ポンプ
２４ 流量計
２５ 第三の弁
Ａ 送液装置の一例
Ｍ１ 第一の薬液
Ｍ２ 第二の薬液

Claims (7)

1. 薬液を収容する薬液タンクに一方の端が接続された送液配管に、前記薬液の流れ方向順に、薬液回収部と、送液ポンプと、分岐部と、第一の弁と、が接続され、
   前記薬液回収部が、前記薬液タンクに収容される前記薬液の液面の最高高さよりも高い位置に設けられた開口部により大気開放されており、かつ、
   前記分岐部に、前記薬液を前記薬液回収部へ供給するための、第二の弁を備えた薬液回収配管が接続されていることを特徴とする送液装置。
2. 前記送液配管と前記薬液回収部との接続が、前記薬液タンクと前記薬液回収部との両者に接続されている第一の配管部分と、前記薬液回収部と前記送液ポンプとの両者に接続されている第二の配管部分とを、前記薬液回収部の底部または底部付近の、互いに離間した２箇所にそれぞれ接続して形成されており、
   かつ、
   前記第一の配管部分の前記薬液回収部との接続箇所が、前記第二の配管部分の前記薬液回収部との接続箇所よりも高い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送液装置。
3. 前記薬液回収配管の前記分岐部に接続された端とは反対側の端が、前記薬液回収部に差し込まれるとともに、その先端は前記薬液回収部と前記第一の配管部分との接続箇所よりも高い位置に設けられており、かつ、前記薬液回収部に差し込まれた前記薬液回収配管と、前記薬液回収部の内壁との間には間隙が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送液装置。
4. 前記送液配管の他方の端が、液体が流れる配管に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の送液装置。
5. 前記第一の弁が逆止弁または背圧弁であることを特徴とする請求項４に記載の送液装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の送液装置を用いて薬液を送液する送液方法であって、
   前記薬液の送液に先立ち、
   前記第一の弁を閉状態に保つとともに前記第二の弁を開状態とした後に、前記第二の配管部分における前記薬液の線速度が２０ｍｍ／秒以上となるように前記送液ポンプを運転して、前記薬液回収部内の前記薬液を、前記送液ポンプ、前記分岐部、前記第二の弁、そして再度、前記薬液回収部の順に循環させる気泡除去工程を有することを特徴とする送液方法。
7. 請求項４または請求項５に記載の送液装置と、
   第二の送液ポンプが接続された前記液体が流れる配管と、
   一端が第二の薬液を収容する第二の薬液タンクに、他端が前記液体が流れる配管に、それぞれ接続された第二の送液配管と、を備え、
   前記第二の送液配管に、前記第二の薬液の流れ方向順に、第三の送液ポンプと、第三の弁と、が接続されていることを特徴とする薬剤添加装置。

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