JP2601465B2 - 溶液供給方法およびその装置 - Google Patents

溶液供給方法およびその装置

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JP2601465B2 JP310587A JP310587A JP2601465B2 JP 2601465 B2 JP2601465 B2 JP 2601465B2 JP 310587 A JP310587 A JP 310587A JP 310587 A JP310587 A JP 310587A JP 2601465 B2 JP2601465 B2 JP 2601465B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶液の供給装置に関する。さらに特定すれ
ば、本発明は薬剤の溶液の導電性を測定することによっ
てその供給される溶液中の薬剤の量を制御することがで
きる溶液の供給装置に関する。また、さらに特定すれ
ば、本発明は溶液の導電性を測定することによってこの
溶液中の薬剤の量を制御することができる洗浄用の溶液
の供給装置に関する。
［従来の技術］ 従来から、洗浄用の薬剤の溶液を自動的に供給する装
置が実用化されている。このような自動溶液供給装置
は、その溶液中の薬剤の量を制御する形式から大別して
２種類の形式に分けられる。その形式は；（１）溶液の
供給時間によって制御する形式、および（２）溶液の導
電性によって制御する形式、がある。
上記時間によって制御する形式のものは、溶液の濃度
を一定としておき、時間によってこの溶液の量を制御す
るか、または予め測定された溶液の濃度に対応して供給
時間を制御し、この溶液中の薬剤の量を制御するもので
ある。
このような洗浄用の溶液の供給装置のうちで広く使用
されているものとしては、たとえばLarson他の米国特許
No.4,063,663がある。このLarsonのものは、洗濯機用の
粒状の薬剤の下面に水を噴射してこの薬剤を溶解するも
のである。
また、この化学的な溶液の濃度が測定できない場合や
この濃度が一定でない場合には、その溶液の導電性と温
度とに基づいてこの供給される溶液中の薬剤の量を制御
することが試みられている。
たとえば、水酸化ナトリウムの溶液においては、その
温度と濃度に対する導電性の変化が第１表および第６図
に示すように変化することが知られている。実際の溶液
供給装置による試験の結果においても、上記の関係が十
分に成立することが確められている。
このように溶液の導電性によって制御する装置では、
（ｉ）洗濯液の導電性を測定するもの、（ii）化学的な
溶液を貯留するリザーバを設け、このリザーバ内の溶液
の導電性が所定の値以下になった場合にこのリザーバ内
に新たに溶液を供給するもの、等がある。
後者の溶液の導電性そのものを測定する方式は、以下
の理由で洗濯液の導電性を測定するものより優れてい
る。すなわち、（ｉ）洗濯液には泥等の不純物が含まれ
ており、これが導電性に影響を与える。（ii）溶液を供
給してから、この溶液の供給による洗濯液の導電性の変
化を検出するまでの時間的な遅れが大きく、この間に余
分の溶液が供給されてしまう。（iii）この溶液供給装
置と洗濯装置とは別々に販売されており、洗濯液の導電
性を測定するものではこの洗濯装置に導電性の測定のた
めの電極等を取付ける必要があり、この洗濯装置の改造
が必要となって面倒であり、また故障等の原因となる。
上記のようなリザーバ内の濃度の高い溶液の導電性を
測定するものは、上述したような問題を解決することが
できるが、この溶液を貯留するリザーバを設けなければ
ならないとともに、リザーバ内の濃度の高い溶液がこぼ
れたり飛び散ったりして作業者にかかる危険性があり、
衛生上好ましくなく、さらに、このリザーバ内の溶液を
時間的に制御して洗濯装置に供給する機構が別に必要と
なる等の不具合がある。
［発明が解決しようとする問題点］ 以上の事情から、濃度が判明していない溶液または濃
度が一定でない溶液をその溶液中の薬剤の量が所定の量
となるように所定量だけ正確に供給し、また小形でかつ
簡単な構造であり、安全で信頼性の高い溶液装置が要望
されており、本発明はこのような溶液供給装置を提供す
るものである。
［問題点を解決するための手段とその作用］ 本発明は、（ｉ）溶液を供給する手段、（ii）溶液を
形成する手段、（iii）この溶液をその使用位置まで導
く手段、（iv）この供給される溶液の温度および導電性
を測定する手段、（ｖ）この温度および導電性から、供
給された溶液中の薬剤の量を算出する手段、（vi）上記
供給された薬剤の量が所定の量に達した場合に上記溶液
の供給を停止する手段、とを備えたものである。
本発明の好ましい実施例によれば、（ｉ）洗濯装置か
らの電気信号によって溶媒の供給通路にあるスプレイ制
御弁が開弁され、（ii）この制御弁が開弁することによ
ってスプレイノズルから一定流量で溶媒が噴射され、こ
のノズルの上にある粉状または粒状の薬剤にこの溶媒が
当たってこれを溶かし、（iii）この溶液を捕集して洗
濯装置に供給し、（iv）洗濯装置に供給する前にこの溶
液の温度および導電性を測定し、（ｖ）上記溶媒の所定
の流量、溶液の温度および導電性、時間、初期および終
期における導電性および温度、等から供給された溶液中
の薬剤の量をマイクロプロセッサで算出し、（vi）この
マイクロプロセッサは上記の計算を周期的におこない、
（vii）供給された薬剤の量が所定の量に達するまで上
記（iv）ないし（vi）のステップを繰返し、（viii）供
給された薬剤の量が所定の量に達した場合に上記マイク
ロプロセッサからの信号により上記の制御弁が閉弁して
溶媒の噴出を停止させ、次の作動まで待機する、もので
ある。
本発明によれば、（ｉ）溶液の濃度があらかじめ測定
されていない場合または濃度が一定でない場合でも、こ
の溶液中の薬剤の量を測定でき、（ii）形成された溶液
の導電性をただちに測定するので、この測定の時間的な
遅れが小さく、（iii）洗濯装置に供給する前にこの溶
液の導電性を測定するので洗濯液中の不純物に影響され
ず、（iv）洗濯装置に供給する前にこの溶液を貯留する
リザーバが必要なく、（ｖ）この洗濯装置に供給する濃
度の高い溶液を貯留する必要がなく、（vi）貯留された
溶液を時間的に制御して供給する機構を追加する必要が
ない、等の特徴がある。
なお、本明細書中で「使用する位置」とは、この溶液
が所定の作用をなす位置のことであり、また「使用する
装置」とは、その中でこの溶液が所定の作用をなす装置
のことである。また、「周期的な量」とは、任意の期間
中の１周期中に供給される洗濯用薬剤の量を示す。
［実施例］ 以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明の溶液供給装置20を示し、この装置によって
濃度の高い溶液がその使用する位置に供給される。この
装置20は電気的な制御装置100によって制御され、この
装置内で生成される溶液が制御される。
この実施例の溶液供給装置20は、固体状に形成された
洗濯用の薬剤を溶解し、その溶液を洗濯装置（図示せ
ず）に供給するものである。しかし、本発明はこれに限
定されるものではなく、溶液の導電性とその濃度とに相
関関係がある薬剤をその使用する位置に供給する装置一
般に適用することができるものである。
上記第１図に示すように、この供給装置20には以下の
機構が備えられている。（ｉ）コレクタ23を備え、この
コレクタは内部に固形の薬剤201が収容された使い捨て
型のコンテナ200を保持するとともに、上記薬剤の溶液
を捕集し、これを通路25に導くものである。（ii）上記
の溶液の通路25を備えており、この通路は上記コレクタ
23からの溶液を洗濯装置（図示せず）に導くものであ
る。（iii）また、この実施例ではポンプ27を備えてお
り、このポンプは上記の通路25に設けられ、この通路を
流れる溶液を洗濯装置（図示せず）に送るものである。
（iv）また、導電性検出器29を備えており、この検出器
は上記の通路25に設けられ、この通路から洗濯装置（図
示せず）に送られる溶液の導電性を測定するものであ
る。（ｖ）また、この実施例では、温度検出器30を備え
ており、この検出器は上記の通路25に設けられ、この通
路から洗濯装置（図示せず）に送られる溶液の温度を検
出するものである。（vi）また、スプレイノズル31を備
えており、このノズルは上記コレクタ23内に設けられ、
このコレクタに保持されたコンテナ200に向けて水を噴
射し、このコンテナ200内に収容された薬剤を溶解する
ものである。（vii）また、溶媒供給管33を備えてお
り、水の圧送機構（図示せず）からこの溶媒供給管を介
して上記のスプレイノズル31に加圧さた水が供給され
る。（viii）また、圧力調整弁35を備えており、この弁
は上記溶媒供給管33に取付けられ、上記スプレイノズル
31から噴射される水を所定の流量に制御する。（ix）ま
た、制御弁37を備えており、この制御弁は上記溶媒供給
管33に設けられ、制御信号に対応してこの溶媒供給管33
内を流れる水を遮断する。
また、この溶液供給装置20の別の実施例として、使い
捨て型ではないコンテナ200bが設けられたものがある。
このコンテナ200bには出入れ口250が形成され、この出
入れ口を介してこのコンテナ内に新たな薬剤201を挿入
することができる。この出入れ口250はカバー251によっ
て閉塞されており、またこのコンテナ200bの内部に収容
された薬剤201は支持網253によって支持され、上記のス
プレイノズル31の上方に保持されている。このようなコ
ンテナ200bを設けた場合には、洗濯用の薬剤201のみを
補給すればよく、使い捨て型のコンテナ200aを使用する
必要がない。
上記のコレクタ23内には、上記のスプレイノズル31の
下方に下部網39が設けられ、この下部網によって固形状
の薬剤201の溶解していない破片が上記の通路25内に流
れるのを防止する。
上記のコレクタ23、使い捨て型のコンテナ200、使い
捨て型でないコンテナ200b、支持網253、下部網39等
は、上記洗濯用の薬剤の溶液と接触するので、この溶液
に対して耐食性を有している材料で形成されている。こ
れらの部品の材料としては、ステンレス鋼、ガラス、熱
可塑性合成樹脂、たとえばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、塩化ビニル等が使用されるが、これらのうちでは価
格、入手の容易さ等の点でポリプロピレン樹脂が好まし
い。
そして、上記薬剤の溶液は、重力またはポンプによっ
て洗濯装置（図示せず）に送られる。このポンプの容量
としては、1/30〜1/8馬力程度のものが好ましい。
上記の導電性検出器29および温度検出器30は、ステン
レス鋼製の電極29およびサーミスタ30から構成されてお
り、これらは上記の通路25の内底面26の近傍に配置さ
れ、この通路内を流れる溶液と常時接触するように構成
されている。上記電極29のセル定数（これら電極間の距
離をこれら電極間に存在する溶液の断面積で割った値）
は、たとえば10〜15/cmで、好ましくは11/cmに設定され
ている。
また、上記のスプレイノズル31は上記コレクタ31の中
心線24の位置に配置され、上記使い捨て型のコンテナ20
0または使い捨て型でないコンテナ200b内に収容された
薬剤201の底面202全体に向けて水を噴射し、この薬剤20
1が残らず使用されるように構成されている。
また、上記の圧力調整弁35は、上記スプレイノズル31
に供給される水の圧力を一定の圧力に維持するように構
成されている。この設定圧力は、0.69〜2.75kg/平方cm
（10〜40p.s.i）、好ましくは1.03kg/平方cm（15p.s.
i）に設定されている。
この溶液供給装置20は、電気的な制御装置100によっ
て制御される。この制御装置100は、上記溶媒供給管の
制御弁37、ポンプ27、導電性検出器29、温度検出器30お
よび洗濯装置（図示せず）と協働して制御をなすように
構成され、その制御作動は以下の通りである。
（ｉ）洗濯装置（図示せず）から信号が上記の制御装
置100に送られ、この制御装置の作動が開始され、溶液
の供給が開始される。（ii）この制御装置100から信号
が信号線137を介して溶媒供給管の制御弁37に送られ、
この制御弁が開弁され、水が流れる。（iii）上記制御
装置100から信号が信号線127を介して上記のポンプ127
に送られ、このポンプによって薬剤の溶液が送られる。
（iv）導電性検出器29及び温度検出器30によってこの溶
液の導電性および温度が測定され、その信号が信号線12
9a,129bおよび130を介して上記の制御装置100に送られ
る。（ｖ）上記噴射された水の所定の流量、その所定の
時間、上記測定された溶液の導電性および温度等から上
記制御装置100がこの溶液として洗濯装置（図示せず）
に供給された薬剤201量を所定の周期毎に算出し、この
薬剤の周期的な供給量を算出する。（vi）上記制御装置
100は、上記各周期的な薬剤の供給量を合計し、洗濯装
置（図示せず）に供給された洗濯用の薬剤201の合計量
を算出する。（vii）上記のステップ（iv）ないし（v
i）をこの薬剤の総供給量が所定の量に達するまで繰返
す。（viii）この総量が所定の量に達したら、上記制御
装置100から上記溶媒供給管33の制御弁37に信号が送ら
れ、この制御弁が開弁して溶媒すなわち水の供給を停止
し、この溶液の供給を停止する。
上記算出作動の遅れを少なくし、洗濯装置（図示せ
ず）に送られる薬剤201の量を正確に制御するため、上
記の周期の間隔は1/50〜1/2秒の範囲に設定するのが適
当であり、好ましくは1/20秒に設定される。
また、この実施例では、上記コンテナ200または200b
が空になった場合にはこ制御装置100から警報が出力さ
れる。この警報は、この薬剤201の使用量の総量を監視
することによってなされる。すなわち、予め設定された
所定の時間内におけるこの薬剤201の供給量が、所定の
量に達しない場合に、この制御装置100からコンテナ200
または200bが空になった旨の警報が出力される。この予
め設定される時間の長さは、通常の場合に上記所定の薬
剤供給量に達するまでの時間の長さに対応して設定さ
れ、この時間の長さは、通常の場合すなわちコンテナが
空でない場合に上記の所定の薬剤供給量に達するまでの
時間の長さの1.5〜３倍に設定され、この時間が経過し
ても薬剤の供給量が上記の所定の供給量に達しない場合
にはコンテナが空になったと判定する。この設定される
時間は一般には約２分ないし５分の間である。
また、上記コンテナ200または200bが空になったか否
かを判定するに必要な時間を短縮するために、上記とは
別に、秒単位の比較的短いあらかじめ設定された第２の
時間内に、この薬剤201の供給量が第２の予め設定され
た供給量に達しない場合に上記制御装置100から警報が
出力されるように構成しておくことが好ましい。この予
め設定される比較的短い第２の時間は、上記と同様に薬
剤201の供給量が上記予め設定された第２の供給量に達
するまでの時間に対応して設定されるが、誤作動を生じ
ない程度の時間に設定される必要がある。つまり、この
第２の設定時間は、コンテナ200または200bが空になっ
たか否かを正確に判定でき、かつこの判定に要する時間
ができるだけ短くなるような範囲に設定される。この第
２の設定時間は、一般的に10〜30秒の範囲に設定され
る。
また、この溶液供給装置には、安全スイッチ40が設け
られている。このスイッチは、上記のコンテナ200が上
記のコレクタ23に完全に嵌合した位置からこのコンテナ
がずれているか否かを検出し、これによってコンテナ20
0がこのコレクタ23の真上の正規の位置に取付けられて
いるか否かを検出する。この安全スイッチ40は、電線14
0a等を介して電源等に接続され、また電線140b等を介し
て上記の制御弁37に接続されている。この安全スイッチ
40は通常は開成され、電源２から上記の制御弁37への電
力の供給を遮断しており、これによってこの溶媒供給管
33内の水の流通を遮断している。そして、上記のコンテ
ナ200がコレクタ23に正しく装着されると、このコンテ
ナ200がこの安全スイッチ40に当接し、この安全スイッ
チ40が閉成され、上記電源２から上記制御弁37に電力が
供給され、この状態で上記制御装置100からの信号によ
って上記の制御弁37が開弁可能となり、この溶媒供給管
33を通して水が供給可能となる。
また、本発明の第２の実施例によれば、複数の溶液供
給装置20が１台の制御装置100に接続されており、これ
ら溶液供給装置20には種類の異なる薬剤201が収容さ
れ、洗濯の工程に対応して上記制御装置100からの信号
によってこれら薬剤201が供給される。これら複数の供
給装置のコンテナ200または200b内には、洗剤、漂白
剤、柔軟剤等の種類の異なる薬剤が収容され、洗濯の工
程に対応して、たとえば洗い工程では洗剤と漂白剤が供
給され、またすすぎ工程では柔軟剤がそれぞれ供給され
る。
また、この溶液供給装置には、固形化できない液状の
薬剤の濃度のあらかじめ判明している溶液を洗濯装置
（図示せず）に供給する計量ポンプ50を設けてもよい。
この計量ポンプ50は、上記の制御装置100からの信号に
よって制御され、接続管130を介して液状の薬剤の溶液
を供給する。この計量ポンプ50はたとえばぜん動ポンプ
であることが好ましく、このぜん動ポンプは洗濯等に使
用されている腐触性の薬剤を送る場合に適している。
次に、本発明による実際の溶液供給装置の例の具体的
な性能を示す。
例 Ｉ 溶液供給装置の精度 まず、本発明の装置に、米国特許出願No.06/234,940
に開示されているような「SOLID POWER」固形洗剤のコ
ンテナを装着して試験をおこなった。この場合の制御装
置の設定は、（ｉ）溶液の温度及び導電性を測定するモ
ードとし、（ii）周期的な洗剤の量の測定周期を1/20秒
とし、（iii）この1/20秒周期毎に供給される洗剤の量
を算出し、（iv）洗剤の供給量が所定の量に達した場合
にこの洗剤の溶液の供給を停止する、モードとした。
また、この装置の導電性検出器の電極の表面積は約0.
406平方cm、電極間の距離は約4.45cm、セル定数は11cm
である。また、噴射する水の圧力は約1.03kg/平方cm（1
5p.s.i）である。
以上のような条件で作動をおこなった場合において、
その供給すべき洗剤の設定量とその量が供給されるまで
の作動時間、およびその供給された溶液の量とを第２表
に示した。 第２表 設定供給量 作動時間 供給溶液量 （gm） （秒） （ml） （１） 80 24.5 1,260 （２） 80 26.0 1,320 （３） 80 28.6 1,325 （４） 120 98.6 4,700 また、上記試験で得られた溶液の試料を0.1NのHCl溶
液で滴定した。
そして、これらの溶液中の洗剤の量以下の式で算出し
た。
ここで、 Ｕ＝溶液の容積。
Ｓ＝当量点（pH8.3）に達するまでに上記試料溶液100ml
中に滴下した滴定液の量。
（注：もし、300mlの試料溶液を使用した場合には、そ
の滴定に使用した滴定め液の量の1/3） Ｃ＝上記「SOLID POWER」洗剤1.0重量％の溶液100mlを
滴定するのに要した標準滴定液（0.1N HCl）の定数:1
2.7ml （注：すなわち、１グラムの上記洗剤の当量が0.1NのHC
l標準滴定液の12.7mlに相当する） 100＝百分率を実際の量に変換するための定数 そして、上記試験で得られた溶液試料を上記の手順で
分析した結果を以下の第３表に示す。 第３表 試料溶液量 滴定液量 洗剤の量 （ml） （ml） （ｇ） （１） 300 226.8 75 （２） 300 245.3 85 （３） 200 149.5 78 （４） 200 67.0 124 そして、以上の結果から、設定量に対する実際の洗剤
供給量の誤差を百分率で示すと以下のようになる。
（１） 6.2％ （２） 6.2％ （３） 2.5％ （４） 3.3％ これらの誤差の範囲は、実際の装置に要求される精度
に比較して十分に小さい。
例 II また、第２の例として、上記第１の例と同様な条件で
試験をおこない、上記滴定の代わりに洗剤の供給前と後
の洗剤コンテナの重量を測定することによって、その重
量の差から実際に供給された洗剤の量を測定した。その
結果を第４表に示す。
この第４表の結果から明らかなように、この装置の洗
剤供給量は10％以下の範囲内にあり、この種の供給装置
に要求される精度を十分に満足し、また作動時間が変化
しても供給される洗剤の量は変化していないことが示さ
れており、従来の装置に比べて本発明の装置が優れてい
ることが示されている。
なお、本発明は上記の実施例等には限定されず、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で各種の変形等が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例である２種類の薬剤溶液を供給で
きる溶液供給装置の正面図、第２図はそのコレクタ、ス
プレイノズル、コンテナ等の部分を拡大して示す断面
図、第３図は溶液の通路の部分を拡大して示す断面図、
第４図は電気的な信号系統の概略図、第５図は配管系統
の概略図、第６図は水酸化ナトリウム溶液の濃度と導電
性との関係を示す図である。 20……溶液供給装置、23……コレクタ、25……溶液の通
路、27……ポンプ、29……導電性検出器、30……温度検
出器、31……スプレイノズル、200……コンテナ、201…
…洗剤（薬剤）、100……制御装置。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】薬剤を溶液として供給するとともに、その
    溶液の濃度が判明していない場合または変化する場合で
    もその溶液中の上記薬剤の量を所定の量だけこれを使用
    する装置に供給する装置であって； （ａ）上記薬剤の水溶液を形成する手段と、 （ｂ）上記溶液を使用する装置および上記溶液を形成す
    る手段と協働する電気的な制御装置を備え、この制御装
    置は： （ｉ）上記薬剤の溶液を使用する装置内にこの溶液の供
    給を開始する信号を受け； （ii）上記溶液を形成する手段に上記溶液を使用する装
    置に溶液の供給を開始する信号を出力し； （iii）上記溶液を使用する装置に供給された上記薬剤
    の量を算出し、この算出は、所定の時間間隔で別々の測
    定をおこない、これらの各測定ごとに先の時間間隔中に
    供給する薬剤の周期的な量を算出し、またこの算出手段
    はこの薬剤の水溶液の導電性を測定する手段を備え、こ
    の算出手段は上記薬剤の周期的な量の総和を算出し、こ
    れを供給すべき薬剤の所定の量の合計と比較し； （iv）上記薬剤の供給量が所定の量に達したら上記溶液
    を形成する手段に溶液の供給を停止する信号を出力す
    る； ことを特徴とする溶液供給装置。
  2. 【請求項２】前記薬剤は洗濯用の薬剤であることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第１項記載の溶液供給装置。
  3. 【請求項３】前記溶液を使用する装置は洗濯装置である
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の溶液
    供給装置。
  4. 【請求項４】薬剤を所定の導電性を有する溶液として供
    給するとともに、その溶液の濃度が判明していない場合
    または変化する場合でもその溶液中の上記薬剤の量を所
    定の量だけ供給する方法であって； （ａ）薬剤の溶液を所定の流量でこの溶液を使用する装
    置に供給し； （ｂ）この溶液を使用する装置に供給される溶液の導電
    性を測定し； （ｃ）この溶液を使用する装置に供給される溶液中の薬
    剤の量を算出し、その算出は； （ｉ）上記溶液の供給流量、周期の長さ、溶液の導電性
    が一定として、所定の時間間隔後に上記の使用する装置
    に供給する周期的な薬剤供給量を算出し； （ii）これら周期的な薬剤供給量を合計してこの薬剤の
    供給量の総計を算出することによっておこなわれ； （ｄ）上記（ｂ）ないし（ｃ）の過程を繰返し； （ｅ）上記の溶液を使用する装置に供給された薬剤の総
    量が所定の量に達したら、上記溶液の供給を停止する； ことを特徴とする溶液供給方法。
  5. 【請求項５】前記薬剤は洗濯用の薬剤であることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第４項記載の溶液供給方法。
  6. 【請求項６】前記溶液を使用する装置は洗濯装置である
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第４項記載の溶液
    供給方法。
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