JP3827210B2

JP3827210B2 - 気液混合送液装置

Info

Publication number: JP3827210B2
Application number: JP2002007231A
Authority: JP
Inventors: 和文礒崎; 敏之森
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: JP2003205226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体に気体を混合して気液混合状態の液体を調製するとともに、この気液混合状態の液体を送液する気液混合送液装置に関する。本発明の気液混合送液装置は、例えば、所定量の薬液を気液混合状態で測定装置の検出器に噴射することにより、該検出器を洗浄する洗浄装置などとして使用される。
【０００２】
【従来の技術】
ｐＨ測定装置の浸漬型検出器（電極）に所定量の薬液を気液混合状態で噴射することにより電極の汚れを除去し、電極特性を維持したり回復させたりするための洗浄装置として、従来より図３に示すものが使用されている。
【０００３】
図３の洗浄装置において、２は周壁部４、上壁部６および底壁部８を備えた容器（計量カップ）を示す。この容器２の上壁部６には、加圧気体導入パイプ１０および送液パイプ１２が該上壁部６を貫通した状態で取り付けられており、加圧気体導入パイプ１０の下端面は上壁部６の下面とほぼ同じ高さに位置し、送液パイプ１２の下端面は底壁部８の上面よりやや上方に位置し、送液パイプ１２の上部は上壁部６の上方に突出している。また、送液パイプ１２には、上壁部６の下面よりやや下方において複数個の小径の空気導入孔１４が形成されている。さらに、送液パイプ１２の上端部には送液チューブ１４が接続されている。底壁部８には、液体流入口１６が形成されているとともに、この液体流入口１６には逆止弁１８が設けられている。
【０００４】
図３の洗浄装置を使用する場合、まず容器２を薬液タンク（図示せず）内の薬液中に浸漬する。これにより、薬液タンク内の薬液の位置水頭によって液体流入口１６を通って容器２内に薬液２０が流入し、容器２内に薬液２０が充満する。この状態で計装エア等の加圧エア２２を加圧気体導入パイプ１０から容器２内に導入すると、容器２内の薬液２０の液面２４が加圧エア２２に加圧されて液面２４が下降するとともに、薬液２０が送液パイプ１２の下端開口部２６から送液パイプ１２内に流入し、送液パイプ１２内を上向流で流れて容器２内から排出される。
【０００５】
また、上記のように容器２内の薬液２０の液面２４が下降するので、加圧エア２２が空気導入孔１４を通って送液パイプ１２内に入り、加圧気体の圧力と液体の流れによるアスピレータ効果により送液パイプ１２内を上向流で流れる薬液２０にエアが混合され、気液混合状態の薬液２８が調製される（送液パイプ１２内の気液混合がなされる箇所を符号３０で示す）。この気液混合状態の薬液２８は、送液チューブ１４を通ってｐＨ測定装置の電極設置場所に移送され、送液チューブ１４の先端に設けられたノズルから電極に噴射され、これにより電極が洗浄されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示した従来の洗浄装置は、送液チューブ１４の長さ等によって変わる負荷の状況によっては、送液パイプ１２内を流れる薬液の流量が低下し、調製される気液混合状態の薬液２８における気液混合比率が不安定になって、薬液２８の洗浄能力が低下することがあった。また、上記負荷の状況によっては、薬液２０が送液パイプ１２内を上向流で流れなくなって送液パイプ１２内にエアのみが流入し、送液を予定している薬液の全量を送液できなくなることがあった。
【０００７】
本発明者らの検討によれば、上記のような現象が起こるのは、図３の洗浄装置は、容器２内の薬液２０の液面２４をエア２２により加圧すると同時に、容器２内の上部に設けた空気導入孔１４から送液パイプ１２内の薬液中にエアを混合するものであるため、送液チューブ１４の長さ等によって定まる負荷の状況によっては、空気導入孔１４から送液パイプ１２内に入るエア量が増え、エア２２が液面２４を加圧する力が弱くなることが原因であると考えた。
【０００８】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、液体に気体を混合して気液混合状態の液体を調製するとともに、この気液混合状態の液体を送液する気液混合送液装置であって、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率が安定しているとともに、送液を予定している液体の全量を確実に送液することが可能な気液混合送液装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、内部に液体が導入される容器と、容器に取り付けられ、容器内の液体の液面を上方から加圧する加圧気体を容器内に導入する加圧気体導入パイプと、容器に取り付けられ、前記加圧気体により液面が加圧された容器内の液体が下端開口部から内部に流入し、内部を上向流で流れて容器外に排出されるほぼ垂直な送液パイプと、内径が送液パイプの外径より大きいとともに、下端部に液体流入溝または液体流入孔が形成され、送液パイプの周囲に配置されたガイドパイプとを具備し、ガイドパイプの下端面は容器の底面に接触し、送液パイプの下端面はガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔より上方に位置していることを特徴とする気液混合送液装置を提供する。
【００１０】
本発明の気液混合送液装置は、計装エア等の加圧気体を加圧気体導入パイプから容器内に導入すると、容器内の液体の液面が加圧気体に加圧され、液体がガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔を通ってガイドパイプ内に流入した後、送液パイプの下端開口部から送液パイプ内に流入する。また、加圧気体が送液パイプ外面とガイドパイプ内面との間に形成される間隙を通って送液パイプの下方に流入し、ガイドパイプ内の送液パイプより下方位置において液体に気体が混合され、気液混合状態の液体が調製される。この気液混合状態の液体は、送液パイプ内を上向流で流れて容器内から排出され、所定箇所に移送される。
【００１１】
本発明の気液混合送液装置は、上記のようにガイドパイプ内の送液パイプより下方位置において液体と気体とが接触するので、送液すべき液体と気体とが必ず接触する。そのため、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率が安定するとともに、送液を予定している液体の全量を確実に送液することが可能となる。この場合、本発明の気液混合送液装置では、送液パイプの周囲にガイドパイプをフリーな状態、すなわち上下動可能および回転可能な状態で配置すると、加圧気体を容器内に導入したときに、送液パイプ外面とガイドパイプ内面との間に間隙がうまく形成される。ただし、ガイドパイプをフリーな状態で配置すると、容器の揺れや液体の乱流によってガイドパイプが上下動する可能性がある。このような可能性がある場合には、ガイドパイプを送液パイプまたは容器の底面にビス止め、ねじ込み等によって固定することにより、ガイドパイプの上下動を防止することができる。なお、加圧気体が上記間隙を通って送液パイプの下方に流入するのは、加圧気体の圧力と、液体の流れによるアスピレータ効果が合成された働きによるものである。
【００１２】
本発明の気液混合送液装置は、後述する実施形態に示すように、下記構成を好適に採用することができる。
（１）送液パイプの下端面はガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔よりやや上方に位置している構成。
（２）ガイドパイプの上端面は容器の天面のやや下方に位置している構成。
（３）内径が異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能とした構成。
（４）液体流入溝または液体流入孔の大きさが異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能とした構成。
（５）容器は周壁部、上壁部および底壁部を備え、加圧気体導入パイプおよび送液パイプはそれぞれ容器の上壁部に該上壁部を貫通した状態で取り付けられている構成。
（６）容器は液体中に浸漬されるものであり、容器の底壁部には逆止弁を設けた液体流入口が形成されている構成。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図１は本発明に係る気液混合送液装置の一実施形態を示すもので、この気液混合送液装置はｐＨ測定装置の浸漬型検出器（電極）の洗浄装置として構成されている。なお、図１において図３の洗浄装置と同一構成の部分には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
本例の洗浄装置において、５２は送液パイプを示す。この送液パイプ５２は上壁部６を貫通した状態で上壁部６に取り付けられており、その上部は上壁部６の上方に突出している。また、図３に示した送液パイプと異なり、本例の送液パイプ５２に空気導入孔は形成されていない。
【００１５】
本例の洗浄装置において、５４はガイドパイプを示す。このガイドパイプ５４は、内径が送液パイプ５２の外径より大きいとともに、下端に２つの液体流入溝５６が互いに対向した状態で形成されている（図２の拡大正面図および拡大底面図参照）。また、ガイドパイプ５４は、送液パイプ５２の周囲にフリーな状態、すなわち上下動自在および回転自在な状態で配置されている。したがって、ガイドパイプ５４の下端面は自重によって底壁部８の上面（容器の底面）に接触している。
【００１６】
本例の洗浄装置では、送液パイプ５２の下端面はガイドパイプ５４の液体流入溝５６よりやや上方に位置し、ガイドパイプ５４の上端面は上壁部６の下面（容器の天面）のやや下方に位置している。なお、本例では液体流入溝５６の数は２個としたが、２個に限定されるものではない。また、液体流入溝に代えて、あるいは液体流入溝とともに、ガイドパイプの先端部に液体流入孔を設けてもよい。
【００１７】
本例の洗浄装置を使用する場合、まず容器２を薬液タンク（図示せず）内の薬液中に浸漬する。これにより、薬液タンク内の薬液の位置水頭によって液体流入口１６を通って容器２内に薬液２０が流入し、容器２内に薬液２０が充満する。この状態で計装エア等の加圧エア２２を加圧気体導入パイプ１０から容器２内に導入すると、容器２内の薬液２０の液面２４が加圧エア２２に加圧されて液面２４が下降するとともに、薬液２０が液体流入溝５６を通ってガイドパイプ５４内に流入した後、送液パイプ５２の下端開口部２６から送液パイプ５２内に流入し、送液パイプ５２内を上向流で流れる。
【００１８】
また、上記のように容器２内の薬液２０の液面２４が下降するので、加圧エア２２が送液パイプ５２の外面とガイドパイプ５４の内面との間に形成される間隙５８を通って送液パイプ５２の下方に流入し、ガイドパイプ５４内の送液パイプ５２より下方位置において、薬液２０にエアが混合され、気液混合状態の薬液２８が調製される（ガイドパイプ５４内の気液混合がなされる箇所を符号６２で示す）。この気液混合状態の薬液２８は、送液パイプ５２内および送液チューブ１４内を順次通ってｐＨ測定装置の電極設置場所に移送され、送液チューブ１４の先端に設けられたノズルから電極に噴射され、これにより電極が洗浄されるものである。
【００１９】
ところで、送液パイプ外面とガイドパイプ内面との間に形成される間隙を通って送液パイプの下方に流入するエアの量は、上記間隙の断面積によって変化する。したがって、本発明の気液混合送液装置は、内径が異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能とすることにより、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率を調製することができる。
【００２０】
また、ガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔を通ってガイドパイプ内に流入する薬液の流量は、液体流入溝または液体流入孔の大きさによって変化する。したがって、本発明の気液混合送液装置は、液体流入溝または液体流入孔の大きさが異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能とすることにより、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率を調製することができる。
【００２１】
【実施例】
図１に示した洗浄装置を用い、薬液に空気を混合して気液混合状態の薬液を調製するとともに、この気液混合状態の薬液を送液する実験を行った。この場合、送液チューブ５２としては外径８ｍｍのもの、ガイドパイプ５４としては長さ４０ｍｍ、内径９．３ｍｍのものを用いた。また、送液チューブ１４の長さは５．５ｍ、７ｍ、１３ｍとして負荷を変化させた。送液チューブ１４から噴射される薬液の気液混合状態が安定していることを目視で確認しながら、噴射開始から終了までに要する時間を調べた。その結果、送液チューブ１４の長さが５．５ｍのときには４１秒、７ｍのときには４７秒、１３ｍのときには５５秒でそれぞれ容器内の薬液の全量を良好な気液混合状態で送液できることがわかった。したがって、本実験により、本発明の気液混合送液装置によれば、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率が安定しているとともに、送液を予定している液体の全量を確実に送液することができることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の気液混合送液装置は、調製される気液混合状態の液体における気液混合比率が安定しているとともに、送液を予定している液体の全量を確実に送液することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気液混合送液装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の気液混合送液装置のガイドパイプを示すもので、（ａ）は拡大正面図、（ｂ）は拡大底面図である。
【図３】従来の気液混合送液装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
２容器
４周壁部
６上壁部
８底壁部
１０加圧気体導入パイプ
１６液体流入口
１８逆止弁
２０薬液
２２加圧エア
２４液面
２６下端開口部
２８気液混合状態の薬液
５２送液パイプ
５４ガイドパイプ
５６液体流入溝
５８間隙

Claims

内部に液体が導入される容器と、
容器に取り付けられ、容器内の液体の液面を上方から加圧する加圧気体を容器内に導入する加圧気体導入パイプと、
容器に取り付けられ、前記加圧気体により液面が加圧された容器内の液体が下端開口部から内部に流入し、内部を上向流で流れて容器外に排出されるほぼ垂直な送液パイプと、
内径が送液パイプの外径より大きいとともに、下端部に液体流入溝または液体流入孔が形成され、送液パイプの周囲に配置されたガイドパイプとを具備し、
ガイドパイプの下端面は容器の底面に接触し、送液パイプの下端面はガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔より上方に位置していることを特徴とする気液混合送液装置。
ガイドパイプは送液パイプの周囲にフリーな状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の気液混合送液装置。
ガイドパイプは送液パイプまたは容器の底面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の気液混合送液装置。
送液パイプの下端面はガイドパイプの液体流入溝または液体流入孔よりやや上方に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気液混合送液装置。
ガイドパイプの上端面は容器の天面のやや下方に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の気液混合送液装置。
内径が異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の気液混合送液装置。
液体流入溝または液体流入孔の大きさが異なる複数のガイドパイプを備え、ガイドパイプを交換可能としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の気液混合送液装置。
容器は周壁部、上壁部および底壁部を備え、加圧気体導入パイプおよび送液パイプはそれぞれ容器の上壁部に該上壁部を貫通した状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の気液混合送液装置。
容器は液体中に浸漬されるものであり、容器の底壁部には逆止弁を設けた液体流入口が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の気液混合送液装置。