JP2023125713A - Fluid mixer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二種類以上の液体や気体などの流体物を排出させながら混合させる流体物混合装置に関するものであって、より詳しくは、電気などを用いることなく、一定の割合で流体物を混合させることができるようにした流体物混合装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid mixing device that mixes two or more types of fluids such as liquids and gases while discharging them. The present invention relates to a fluid mixing device that allows for mixing of fluids.
従来、二種類の液体を混合させる液体混合装置として、下記の特許文献に記載されるような装置が提案されている。 Conventionally, devices as described in the following patent documents have been proposed as liquid mixing devices for mixing two types of liquids.
例えば、下記の特許文献1には、液体Aが流れる第一の管に取り付けられた第一の流量計と、液体Bが流れる第二の管に取り付けられた第二の流量計と、第一の流量計の出力と第二の流量計の回転出力によって作動する差動歯車と、差動歯車の出力軸に取り付けられたカムと、このカムの外周に接するマイクロスイッチと、そのマイクロスイッチをONにさせることによって作動する自動弁とを備えてなる液体混合装置が提案されている。そして、このような液体混合装置を用いる場合、液体Aを流すことによって差動歯車を介してカムを回転させ、そのカムに接するマイクロスイッチを電気的にONにして、液体Bの自動弁を開放させるようにしている。
For example,
しかしながら、このような液体混合装置を用いて液体を混合させる場合、次のような問題を生ずる。 However, when mixing liquids using such a liquid mixing device, the following problems occur.
すなわち、このような液体混合装置では、マイクロスイッチのON/OFFの検出や、自動弁の開閉のために電気が必要となるため、電気を確保できないような場所では使用することができない。 That is, such a liquid mixing device requires electricity to detect the ON/OFF state of the microswitch and to open and close the automatic valve, so it cannot be used in places where electricity cannot be secured.
また、このような装置は、液体Aが流れてから差動歯車が回転し、マイクロスイッチをONにさせた後に自動弁を開放させるようにしているため、液体Aが流れてから液体Bが流れるまでの間にタイムラグを生ずる。そのため、液体Bが流れるまでの間は、混合割合を確保することができない。 In addition, in such a device, the differential gear rotates after liquid A flows, and the automatic valve opens after turning on the microswitch, so liquid B flows after liquid A flows. There will be a time lag between. Therefore, the mixing ratio cannot be ensured until the liquid B flows.
そこで、本発明は上記課題を解決するために、電気を使用することなく、また、タイムラグを生じることなく、一定の割合で液体を混合させることのできる流体物混合装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention aims to provide a fluid mixing device that can mix liquids at a constant ratio without using electricity or causing a time lag. do.
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、第一の流体に対して一定の割合で第二の流体を通して混合させる流体物混合装置において、前記第一の流体の流れによって回転する第一回転子と、当該第一回転子の回転軸に直接的あるいは間接的に連結され、第一回転子の回転によって回転する出力側回転子とを備え、当該出力側回転子の回転量に基づいて、電気を使うことなく、前記第二の流体を排出させる排出機構を設けるようにしたものである。 That is, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a fluid mixing device that mixes a first fluid through a second fluid at a constant ratio, in which a first rotation that is rotated by the flow of the first fluid is provided. and an output side rotor that is directly or indirectly connected to the rotation axis of the first rotor and rotates by the rotation of the first rotor, and based on the amount of rotation of the output side rotor, A discharge mechanism is provided for discharging the second fluid without using electricity.
このように構成すれば、第一の流体の流れに応じて第一回転子および出力側回転子をほぼ同時に回転させ、出力側回転子の回転に応じて第二の流体を排出させることができるため、電気を使用することなく第二の流体を排出させて混合させることができるようになる。また、第一回転子と出力側回転子とがほぼ同時に回転するため、スイッチや開閉弁などを用いる場合と比べてタイムラグを生じさせるようなことがなくなる。 With this configuration, the first rotor and the output rotor can be rotated almost simultaneously according to the flow of the first fluid, and the second fluid can be discharged according to the rotation of the output rotor. Therefore, the second fluid can be discharged and mixed without using electricity. Furthermore, since the first rotor and the output rotor rotate almost simultaneously, there is no time lag compared to the case where a switch or an on-off valve is used.
また、このような発明において、前記出力側回転子を、チューブポンプを構成する回転子で構成する。 Moreover, in such an invention, the output side rotor is comprised by the rotor which comprises a tube pump.
このように構成すれば、連続的に第二の流体を排出させて、第一の流体に混合させることができるとともに、チューブの変形によって負圧を発生させて第二の流体を吸い込んで排出させることができるようになる。 With this configuration, the second fluid can be continuously discharged and mixed with the first fluid, and the tube can be deformed to generate negative pressure to suck in and discharge the second fluid. You will be able to do this.
あるいは、前記出力側回転子を、ギアポンプを構成する歯車で構成する。 Alternatively, the output side rotor is constituted by a gear that constitutes a gear pump.
このように構成した場合においても、連続的に第二の流体を排出させて、第一の流体に混合させることができるようになる。 Even with this configuration, the second fluid can be continuously discharged and mixed with the first fluid.
さらに、前記第一回転子を、オーバル型歯車もしくは三つ葉型歯車で構成する。 Furthermore, the first rotor is configured with an oval gear or a trefoil gear.
このように構成すれば、射出成型で成型することができるとともに、部品点数を少なくしてコストを低減させることができる。 With this configuration, it is possible to mold by injection molding, and the number of parts can be reduced to reduce costs.
また、前記第一回転子の回転軸と、前記出力側回転子の回転軸との間に変速機構を設けるようにする。 Further, a speed change mechanism is provided between the rotation shaft of the first rotor and the rotation shaft of the output rotor.
このように構成すれば、出力側回転子の回転数を機構的に調整することができるため、第二の流体の排出量を調整することができるようになる。 With this configuration, the number of rotations of the output rotor can be mechanically adjusted, so the amount of discharge of the second fluid can be adjusted.
本発明によれば、第一の流体の流れに応じて第一回転子および出力側回転子をほぼ同時に回転させ、出力側回転子の回転に応じて第二の流体を排出させることができるため、電気を使用することなく第二の流体を排出させて混合させることができるようになる。また、第一回転子と出力側回転子とがほぼ同時に回転するため、スイッチや開閉弁などを用いる場合と比べてタイムラグを生じさせるようなことがなくなる。 According to the present invention, the first rotor and the output rotor can be rotated almost simultaneously according to the flow of the first fluid, and the second fluid can be discharged according to the rotation of the output rotor. , the second fluid can be discharged and mixed without the use of electricity. Furthermore, since the first rotor and the output rotor rotate almost simultaneously, there is no time lag compared to the case where a switch or an on-off valve is used.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
この実施の形態における流体物混合装置1は、二種類の液体や気体などの流体を排出させながら定量的に混合させるようにしたものであって、図1などに示すように、第一の流体Aの流入口21および排出口22の間の流体流通路23に設けられた一対のオーバル型歯車と、このオーバル型歯車の一方の回転軸32に設けられた変速機構4と、この変速機構4の出力側の回転軸51に設けられた出力側回転子52(図3参照)とを設け、この出力側回転子52の回転によって第二の流体Bを排出させる排出機構5を設けるようにしたものである。そして、このように機構的に、例えば、液体で構成された第一の流体Aの流れに基づいて出力側回転子52を回転させて第二の流体B(液体や気体)を排出させることで、電気を使うことなく、また、第一の流体Aの排出からタイムラグを生じることなく、第二の流体Bを排出させるようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態で使用される流体として、水、飲料、消毒液、薬剤、着色剤などのような低粘度の液体や、樹脂などの高粘度の液体などの他、気体や粒状物などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。
The
まず、ケーシング2は、液体などの第一の流体Aの流入口21(図2参照)と排出口22を備え、その間に流体流通路23を設けて第一の流体Aを通すことができるようにしたものであって、プラスチックや金属などで構成される。
First, the
このケーシング2の表面側には、第一の流体Aの流れによって回転する第一回転子3が設けられる。この第一回転子3は、第一の流体Aの流れによって回転するものが用いられ、例えば、タービン、羽根車、ギア歯車、オーバル歯車、三つ葉型歯車などを用いることができる。このとき、タービンを用いた場合は、精度良く流量を調整することができるが、加工の精度が必要となり、また、タービンの手前に直管部や整流板などを設ける必要がある。また、回転軸の動力を取り出すために、回転力を直交方向に変換させる機構なども必要になる。一方、羽根車を用いた場合は、構造が簡単で回転の動力も回転軸方向に取り出しやすいが、偏流や旋回流が生じた場合には、流量に誤差を生じてしまうため、手前に直管部や整流板を設ける必要がある。そこで、本実施の形態では、部品点数やコストを抑えることができるとともに、射出成型で成型することができ、また、簡単に回転軸方向に沿った動力を取り出すことができるオーバル歯車を用いるようにしている。なお、ここでは、オーバル歯車を用いるようにしているが、タービンや羽根車、ギア歯車、三つ葉型歯車などを用いてもよい。
A
このオーバル型歯車は、図1や図2に示すように、楕円形状をなすもので、互いに長軸方向を直交させるように歯を噛み合わせて設けられる。そして、これらのオーバル型歯車を、それぞれの回転を許容する収容部24に収容し、歯車と収容部24との隙間を極力小さくして、それぞれのオーバル型歯車の接合部分に第一の流体Aを通せるようにしている。これらのオーバル型歯車のうち、一方側のオーバル型歯車の回転軸31は、図1に示すように、ケーシング2に取り付けられ、他方側のオーバル型歯車の回転軸32は、ケーシング2の裏面側まで貫通して設けられる。そして、これらを収容した収容部24を、パッキン25を介して透明なカバー26で封止させるようにしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, this oval gear has an elliptical shape and is provided with teeth meshing so that the major axis directions are orthogonal to each other. Then, these oval gears are housed in a housing part 24 that allows their respective rotations, and the gap between the gears and the housing part 24 is made as small as possible, and the first fluid A is applied to the joint part of each oval gear. I am making it possible to pass through. Among these oval gears, the
第一回転子3の一方の回転軸32には、変速機構4が設けられて出力側の回転数が調整される。この変速機構4は、図1に示すように、歯数の異なる複数のギア41、42を設けて構成されるものであり、これらの回転数の差を用いて出力側回転子52の回転数を調整できるようにしている。ここでは、例えば、オーバル型歯車の回転軸32側に取り付けられているギア41の歯数14に対して、出力側回転子52側の回転軸51に取り付けられるギア42の歯数を25から40にして低速で回転させるようにしている。なお、ここでは変速機構4としてギア41、42で構成するようにしているが、ドライブプーリーとドリブンプーリーの間にベルトを掛け渡した無段変速機構を用いてもよい。そして、このような無段変速機構を用いた場合は、それぞれのプーリーの隙間を変化させ、出力側回転子52の回転数を無段階で調整できるようにする。
A
この変速機構4における出力側の回転軸51に設けられる出力側回転子52は、その回転によって第二の流体Bを定量的に排出できるようにしたものであって、ギアポンプ、スクリューポンプ、偏芯ポンプ、チューブポンプなどの回転ポンプ型の排出機構5の一部を構成する。なお、この実施の形態においては、チューブポンプを用いた場合について説明する。
The output side rotor 52 provided on the output side rotating shaft 51 of this
この排出機構5を構成するチューブポンプは、図3に示すように、変速機構4の回転軸51に取り付けられた出力側回転子52の周囲に複数の押圧子53を軸支して回転させるようにしたもので、チューブ55を内接させるように取り付けたチューブ支持部材54の内側で押圧子53を周回させ、その押圧子53でチューブ55を押圧させながら回転させるようにしたものである。そして、押圧子53でチューブ55を押圧させながら周回させることで、チューブ55内の第二の流体Bを強制的に排出させるとともに、吸い込み口側を負圧にして、第二の流体Bを吸い込めるようにしている。なお、このチューブ55は、シリコンやゴムなどの可撓性の部材で構成されており、図5に示すように、下流側で第一の流体Aと混合させられるようになっている。
As shown in FIG. 3, the tube pump constituting the
次に、このように構成された流体物混合装置1を用いて第一の流体Aと第二の流体Bを混合させる際の作用について説明する。
Next, the operation when mixing the first fluid A and the second fluid B using the
まず、ケーシング2の流入口21に第一の流体Aを流入させる配管を接続するとともに、排出口22にも配管を接続する。また、ケーシング2に取り付けられたチューブ55に第二の流体Bを流入させるための容器を接続するとともに、そのチューブ55の他端側を排出口22側の容器などに接続する。
First, a pipe through which the first fluid A flows is connected to the
このように配管やチューブ55などを接続した状況において、流入口21から液体などの第一の流体Aを一定の流量で流入させる。
In a situation where the pipes,
すると、その第一の流体Aが、流体流通路23を通って排出口22側まで流通するようになるが、このとき、流体流通路23のオーバル型歯車の長軸方向の端部側を押圧し、第一回転子3を回転させる。
Then, the first fluid A comes to flow through the fluid flow passage 23 to the
すると、この回転によって、回転軸32が回転し、ケーシング2の裏面側に設けられた変速機構4のギアを回転させ、回転数が減速される。
Then, this rotation rotates the rotating shaft 32, rotates the gear of the
そして、このように回転数を減速させた状態で、出力側の回転軸51を回転させ、排出機構5を構成する出力側回転子52を回転させる。
Then, with the rotational speed reduced in this manner, the output side rotating shaft 51 is rotated, and the output side rotor 52 that constitutes the
このとき、出力側回転子52の周囲に設けられた押圧子53がチューブ支持部材54に内接するチューブ55を押圧しながら周回し、これによってチューブ55内を負圧にして第二の流体Bを吸い込みながら排出していく。そして、図5に示すように、この排出された第二の流体Bを第一の流体Aと混合させる。
At this time, a presser 53 provided around the output rotor 52 rotates while pressing the
このように上記実施の形態によれば、第一の流体Aに対して一定の割合で第二の流体Bを通して混合させる流体物混合装置1において、前記第一の流体Aの流れによって回転する第一回転子3と、当該第一回転子3の回転軸32に変速機構4を介して連結され、第一回転子3の回転によって回転する出力側回転子52とを備え、当該出力側回転子52の回転量に基づいて、前記第二の流体Bを排出させる排出機構5を設けるようにしたので、電気を使用することなく第二の流体Bを排出させて混合させることができるようになる。また、第一回転子3と出力側回転子52とをほぼ同時に回転させることができるため、スイッチや開閉弁などを用いる場合と比べて、第二の流体Bの排出までにタイムラグを生じさせるようなことがなくなる。
As described above, according to the above embodiment, in the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms.
例えば、上記実施の形態では、第一回転子3としてオーバル型歯車を用いたが、前述の通り、タービンや羽根車、ギア歯車、三つ葉型歯車などのように、水流によって回転を生じるようなものであれば、どのような回転子を用いるようにしてもよい。
For example, in the above embodiment, an oval gear is used as the
また、上記実施の形態では、第一の流体Aに対して第二の流体Bを混合させるようにしたが、第一回転子3の回転軸32の回転駆動力を分岐させ、三種以上の液体を混合させるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the second fluid B is mixed with the first fluid A, but the rotational driving force of the rotating shaft 32 of the
さらに、上記実施の形態では、第一回転子3と出力側回転子52の回転数をギア比で調整するようにしたが、ギアを交換することで回転数を調整できるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the rotation speeds of the
また、上記実施の形態では、排出機構5として、チューブポンプを用いるようにしたが、図4に示すように、ギアポンプを用いて第二の流体Bを排出させるようにしてもよい。また、このように排出機構5を用いるとき、ケーシング2の裏面側に変速機構4の回転軸51のみを突出させておき、ケーシング2の裏面側で、チューブポンプやギアポンプなどを交換できるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, a tube pump is used as the
また、上記実施の形態では、ケーシング2の表面側に第一回転子3を設けるとともに、裏面側に排出機構5を設けるようにしたが、このように裏面側に排出機構5を設けることで、排出機構5を別の排出機構に交換できるようにしてもよい。この場合、変速機構4からの回転軸51に対して、チューブポンプやギアポンプなどを取り付けるようにする。
Further, in the above embodiment, the
1・・・流体物混合装置
2・・・ケーシング
21・・・流入口
22・・・排出口
23・・・流体流通路
24・・・収容部
25・・・パッキン
26・・・カバー
3・・・第一回転子
31・・・回転軸
32・・・回転軸
4・・・変速機構
41・・・ギア
42・・・ギア
5・・・排出機構
51・・・回転軸
52・・・出力側回転子
53・・・押圧子
54・・・チューブ支持部材
55・・・チューブ
1...
25...Packing 26...
Claims (5)
前記第一の流体の流れによって回転する第一回転子と、
当該第一回転子の回転軸に直接的あるいは間接的に連結され、第一回転子の回転によって回転する出力側回転子と、を備え、
当該出力側回転子の回転量に基づいて、電気を使うことなく、前記第二の流体を排出させる排出機構を設けるようにしたことを特徴とする流体物混合装置。 In a fluid mixing device that mixes a first fluid through a second fluid at a constant ratio,
a first rotor rotated by the flow of the first fluid;
an output rotor that is directly or indirectly connected to the rotation shaft of the first rotor and rotates by the rotation of the first rotor;
A fluid mixing device characterized in that a discharge mechanism is provided for discharging the second fluid based on the rotation amount of the output rotor without using electricity.
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