JP3545483B2 - 2液混合器 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は2液混合器、特に、主液の流量に対応して副液を添加,混合することにより、一定濃度の混合液を提供できる2液混合器に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、主液に副液を添加,混合する2液混合器としては、例えば、アスピレータの原理を利用したものが考えられている。
すなわち、第1筒体の一端に設けた細口部を第2筒体の一端に設けた接続空間部内に配し、前記第1,第2筒体を同一軸心上に接続一体化して第1筒体の他端に主液流入口および第2筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成するとともに、前記第2筒体の接続空間部に副流路を連通したものである。
【0003】
そして、前記主流路の細口部から主液を噴出させると、前記接続空間部内が負圧となるため、前記副流路を介して副液が接続空間部内に吸い出され、主液に添加,混合されて所定の混合液が得られる。さらに、主液の流量が増大すると、これにつれて接続空間部内の負圧も増大するので、主液に添加,混合される副液の流量も増大する。
【0004】
しかし、従来の2液混合器では、主液の増大量と副液の増大量とが比例せず、主液の流量が徐々に増大しても、副液の流量が急激に増大するため、混合液中の副液成分が濃くなる。この結果、主液の流量が変動すると、一定濃度の混合液が得られないという不具合があった。
【0005】
このため、他の従来例として、副流路内に棒状弁体を軸心に沿って挿入,固定し、副流路の内周面と棒状弁体の外周面との間に形成された隙間を利用して副液の流量を調整する2液混合器が考えられている。
【0006】
しかし、前述の他の従来例であっても、副液の流量が主液の流量に比例しにくく、高い精度で混合液の濃度を制御できないという問題点があった。
【0007】
本発明にかかる2液混合器は、前記問題点に鑑み、主液の流量が変動しても、常に濃度が一定の混合液が得られる2液混合器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願発明にかかる2液混合器は、前記目的を達成するため、第1筒体の一端に設けた細口部を第2筒体の一端に設けた接続空間部内に配するとともに、前記第1,第2筒体を同一軸心上に接続一体化して第1筒体の他端に主液流入口および第2筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成した器具本体と、前記第2筒体の接続空間部に連通する副流路を有するとともに、この副流路の細流部内にコイルばねに挿通した棒状弁体の軸部を軸心方向に往復移動可能に収納し、前記コイルばねのばね力で前記棒状弁体を前記副流路の副液流入口側に付勢した補助具と、からなる構成としてある。
また、負圧が生じていない前記副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法を調整可能としておいてもよい。
【0009】
【作用】
したがって、本発明によれば、主液の流量が増大して主流路の接続空間部内の負圧が大きくなると、コイルばねのバネ力に抗して棒状弁体が軸心に沿って主流路側に移動することになる。
【0010】
【実施例】
次に、本発明にかかる実施例を図1ないし図4の添付図面に従って説明する。
第1実施例は、図1および図2に示すように、第1筒体11および第2筒体12を同一軸心上で接続し、両端に主液流入口13および主液流出口14を有する主流路15を形成した器具本体10と、この器具本体10の第2筒体12に組み付けて前記主流路15に副流路21を連通させた補助具20とからなるものである。
【0011】
第1筒体11は、その一端に主液流入口13を有するもので、その他端に設けた細口部16を第2筒体12の接続空間部17内に配し、Oリング18を介して第2筒体12に同一軸心上で接続一体化することにより、前記主液流入口13と第2筒体12の主液流出口14との間に主流路15を形成してある。
【0012】
補助具20は、図2に示すように、その上端に別体のキャップ22を螺合し、Oリング23を圧接,保持してシールすることにより、両端に副液流入口24および副液流出口28を有する副流路21を形成したもので、この副流路21は、第1収納部25,第2収納部26および長さ寸法Lの細流部27に分かれている。そして、前記副流路21は棒状弁体30を軸心方向に往復移動可能に収納してある。
【0013】
前記棒状弁体30は、その軸部31の一端に円板形状の弁部32を一体化したもので、前記軸部31に挿通したコイルばね33を前記副流路21の第2収納部26に収納することにより、前記コイルばね33のばね力で棒状弁体30が副液流入口24側に付勢され、Oリング34を介して弁部32が前記副液流入口24を閉鎖している。
なお、棒状弁体30の弁部32は必ずしも必要でなく、棒状弁体30の直径を適宜選択し、その端面で副液流入口24を閉鎖するようにしてもよい。
【0014】
さらに、前記補助具20の一端を前記第2筒体12に螺合一体化し、Oリング35を圧接,保持してシールすることにより、副流路21の副液流出口28が主流路15の接続空間部17に連通する。
【0015】
したがって、前述の2液混合器によれば、主流路15内を主液が流れていない場合には、コイルばね33のばね力で棒状弁体30の弁部32がOリング34を介して副液流入口24を閉鎖している。
【0016】
そして、第1筒体11の主液流入口13から注入された主液が細口部16から噴き出され、第2筒体12の細首部19を介して主液流出口14から流出すると、主流路15の接続空間部17内に負圧が生じる。このため、棒状弁体30が吸引され、コイルばね33のばね力に抗して棒状弁体30が主流路15側に移動するので、副液流入口24から副液が副流路21内に吸引され、細流部27の内周面と軸部31の外周面との隙間を副液が通過した後、副液流出口28から接続空間部17に吸い出され、主液に添加,混合される。
【0017】
さらに、主液の流量を増大させると、接続空間部17内の負圧が大きくなり、これに比例してコイルばね33のばね力に抗して棒状弁体30も移動するので、細流部27と軸部31との対向面積が増大し、副液の流量が調整される。
【0018】
第2実施例は、図3に示すように、基本的構造は前述の第1実施例とほぼ同様であり、異なる点は軸部31に設けた雌ねじ部31aを介して円板形状の弁部32に螺合することにより、軸心方向における軸部31の長さ寸法を調整できる棒状弁体30を使用した点である。
したがって、本実施例によれば、副液の添加量を調整するために軸部の長さ寸法が異なる多種類の棒状弁体30を準備しておく必要がないので、部品管理が容易になる。
また、副流路21の細流部27における前記軸部31の最大長さ寸法を微調整することにより、より一層高い精度で混合液の濃度を制御できるという利点がある。
【0019】
なお、主液の流量が1〜8 L/min、より好ましくは2〜6 L/minである場合に、主液に対する副液の添加混合比を容積比で1/100000〜1/1000、より好ましくは1/10000〜1/5000とするときには、各部品の寸法形状等は以下の通りとすることが好ましい。
【0020】
すなわち、前述の主液流量で所望濃度の混合液を得るためには、副流路21の細流部27の直径を0.5〜3.0mm、より好ましくは1.0〜1.2mmとし、長さ寸法Lを20〜40mm、より好ましくは24〜25mmとすることが好ましい。
【0021】
そして、前述の場合における棒状弁体30の軸部31の直径を0.4〜2.9mm、より好ましくは0.9〜1.1mmとし、その長さ寸法を10〜30mm、より好ましくは18〜22mmとし、その重さを0.2〜1.5g、より好ましくは0.6〜0.8gとすることが適当である。
【0022】
さらに、前記棒状弁体30を付勢するためのコイルばね33は、そのばね定数を0.2〜2.0g/mm、より好ましくは0.4〜0.6g/mmとし、その最大変位量が10mm、少なくとも5mm以上あることが好ましい。
【0023】
主流路15における細口部16の内径は3.0〜5.5mm、より好ましくは3.8〜4.2mmとし、細首部19の内径は2.5〜5.0mm、より好ましくは3.8〜4.2mmとすることが適当である。
【0024】
そして、第1筒体11の細口部16端面と第2筒体12の細首部19端面との隙間は0.5〜1.5mm、より好ましくは0.9〜1.1mmとすることが適当である。
【0025】
実験例
主流路の主液流入口および主液流出口の最大直径を8.0mmおよび8.0mm、その細口部の最小内径を3.0mm、細首部の最小内径を4.0mm、接続空間部における第1筒体の細口部端面と第2筒体の細首部端面との隙間を1.0mmとした。
また、副流路の細流部を直径1.1mmとし、棒状弁体の軸部を直径1.0mm、長さを22mmとした。そして、ばね定数0.5g/mm、長さ18mmのコイルばねを棒状弁体の軸部に挿通し、負圧が生じていない細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法が10mmとなるように収納し、軸心方向に往復移動可能とした。
【0026】
そして、水温10℃の水道水を主流路の主液流入口から注入する一方、副流路から濃度30%の塩化カリウム水溶液を容積比3対1万の割合で添加,混合することにより、濃度90p.p.m(10万分の9)の混合液を作成するようにした。
【0027】
比較例1
棒状弁体にコイルばねを使用せず、補助具の副流路内に固定した点を除き、他は前述の実験例と同様に処理した。なお、副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法は10mmであった。
【0028】
比較例2
棒状弁体を補助具に収納しない点を除き、他は前述の実験例と同様に処理した。
【0029】
実験例,比較例1,2の主流路における流量と接続空間部内の負圧(吸引圧力)とを測定した。測定結果を図4に示す。
【0030】
図4から明らかように、主液の流量が徐々に増大すると、接続空間部における負圧は、実験例の場合、これに比例して増大し、副液の流量が徐々に増大するのに対し、比較例1,2の場合は、途中から急激に増大することがわかった。
【0031】
また、主液の流量と混合液の濃度との関係を表1に示す。
【表1】
【0032】
以上の表1から明らかように、実験例の場合、主液である水道水の流量が増大しても、流量が2〜7 L/minである場合には、混合液の濃度がほぼ一定であることがわかった。これは棒状弁体に挿通したコイルばねが主液の流量変動によって生じた負圧に比例して変形し、前記棒状弁体を軸心方向に移動させて副液の流量を調整しているためであると考えられる。
また、前述の実験例において、棒状弁体の軸心方向における移動量を所定の位置から約3mm移動しただけで、濃度が2倍になることもわかった。
なお、比較例1,2にかかる混合液の濃度は測定していないが、図4で示すように、主液の流量に比例せずに負圧が急激に増大していることから、一定濃度の混合液が得られないことは明らかである。
【0033】
前述の実施例では、主流路を流れる主液に副流路を介して副液を添加,混合する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、主流路の主液に副流路から気体を添加,混合してもよく、主流路を流れる気体に副流路から液体または気体を添加,混合してもよいことは勿論である。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる請求項1の2液混合器によれば、主流路を流れる主液の流量が変動し、接続空間部における負圧が変化すると、これに比例して棒状弁体が軸心方向に移動する。このため、副流路の内周面と棒状弁体の外表面との対向面積が変化し、主液の流量に比例して副液の流量が変化し、一定濃度の混合液が得られる。
また、請求項2にかかる2液混合器によれば、副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の最大長さ寸法を調整することにより、副流路の内周面と軸部部の外表面との対向面積を任意に調整できる。このため、仕様が変化しても、軸部の長さ寸法が異なる多種類の棒状弁体を準備しておく必要がなく、部品管理が容易になるとともに、微調整が容易になるので、高い精度で混合液の濃度を制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる2液混合器の第1実施例を示す断面図である。
【図2】図1の要部拡大断面図である。
【図3】本発明にかかる2液混合器の第2実施例を示す要部拡大断面図である。
【図4】本発明にかかる実験例および比較例1,2の測定結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10…器具本体、11…第1筒体、12…第2筒体、13…主液流入口、14…主液流出口、15…主流路、16…細口部、17…接続空間部、19…細首部、20…補助具、21…副流路、24…副液流入口、27…細流部、28…副液流出口、30…棒状弁体、31…軸部、32…弁部、33…コイルばね。
Claims (2)
- 第1筒体の一端に設けた細口部を第2筒体の一端に設けた接続空間部内に配するとともに、前記第1,第2筒体を同一軸心上に接続一体化して第1筒体の他端に主液流入口および第2筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成した器具本体と、
前記第2筒体の接続空間部に連通する副流路を有するとともに、この副流路の細流部内にコイルばねに挿通した棒状弁体の軸部を軸心方向に往復移動可能に収納し、前記コイルばねのばね力で前記棒状弁体を前記副流路の副液流入口側に付勢した補助具と、
からなることを特徴とする2液混合器。 - 負圧が生じていない前記副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法を調整可能としたことを特徴とする請求項1に記載の2液混合器。
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