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詰り防止付きノズル、注入弁、サイホン阻止システム

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本発明は、原液に注入液を注入する詰り防止付きノズル、注入弁、サイホン阻止システムに係り、特に注入液がノズルで結晶化して詰ることを防ぐことができる詰り防止付きノズル、注入弁、サイホン阻止システムに関する。

図１に示すように、従来のサイホン阻止システムは、原液管１に注入液タンク２に蓄積されている注入液を配管４よりポンプ６に供給し、ポンプ６が配管８を介して注入弁１０に接続されることで、原液管１に注入液を供給する。このシステムにおいて、注入弁１０が目詰まりを起こして定められた量の注入液が原液管１に注入されない現象がある。

より詳細に、注入弁１０について、断面図である図２を用いて説明すると、ポンプ６と接続される配管８（図１参照）は、注入弁１０の下部に設けられるユニオンナットカラー１４（以下図２）とユニオンナット１６によりホースジョイント１８に固定される。ホースジョイント１８は、その上部にＯリング２０を備えており、本体２１の下部と連結される。ホースジョイント１８と本体２１に連通する供給流路２３が設けられている。本体２１の上部は、キャップ２２と連結され、キャップ２２の内側にはスプリング２８が設けられ、このスプリング２８はスプリングシート２６の内部に収められ、このスプリングシート２６の下側にダイヤフラム２４が設けられる。ダイヤフラム２４はスプリングシート２６に押圧されて本体内部に設けられる供給流路２３と注入流路２７との間を封止する。この注入流路２７の他端はボールバルブ４０で封止されており、このボールバルブ４０は、ノズル４６側に設けられる円錐コイルばね４２に押圧されている。この円錐コイルばね４２他端は、本体開口部４３に設けられるばね座４５によって支持される。この本体開口部４３にはさらに、従来のノズル４６がねじ止め固定される。ノズル４６の他端は、開口されるノズル開口部４８となっている。このノズル開口部４８は原液管１の内部に挿入されて、原液に対して開口している。

この従来のサイホン阻止システムにおいて、供給流路２３から規定圧力以上の注入液が注入されると、ダイヤフラム２４がスプリング２８のばね圧に抗してダイヤフラム２４が押し上げられて開通し、注入液は注入流路２７に流入する。注入液は、さらに、円錐コイルばね４２の圧力に勝っている場合にのみ、ボールバルブ４０を押圧してノズル４６へ流入する。ノズル４６へ流入した注入液は、ノズル開口部４８より原液へ流入する。

一方、ノズル４６へ原液が逆流した場合は、ボールバルブ４０が解放されないため、一切、注入流路２７へは逆流しない。また、注入液が、スプリング２８の押圧力以下の圧力である場合は、注入液は注入流路２７に流入しない。

この従来のサイホン阻止システムにおいて、原液が水であり、注入液が次亜塩素酸ナトリウムである場合について適用した例について検討する。通常は、従来のシステムを使用することで、原液である水の中に注入液である次亜塩素酸ナトリウムが適切な量が送り込まれ、原液に適切な量の注入液が注入される。

しかし、実際の原液である水の中にはミネラルであるカルシウムやマグネシウムが存在し、これらと次亜塩素酸ナトリウムが結合して、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムとしてスラリーとなり結晶化して、沈殿・付着することとなる。この結晶が、ノズル開口部４８に付着すると、やがて、１カ月程度でノズル開口部を覆う程の量となり、付着した結晶を除去しなければ、注入液である次亜塩素酸ナトリウムが、原液である水の中に注入できない状態となるのである。この場合、ポンプ６にも過負荷がかかることになり危険でもある。

そこで、ノズルの先端で結晶化することを防ぐために、いくつか提案がなされている。図３にその断面図を示し、ノズル５２の先端が閉塞端であり、ノズル側面に１対の開口部５４が設けられている。この開口部５４が封止される程度の幅を有する円筒状のゴムチューブ５６がノズルの周囲を被覆する。この場合、注入液が、ゴムチューブ５６の被覆する弾性力を上回る際に、ゴムチューブ５６とノズル５２の隙間から注入液を放出することとなる。

この場合、ゴムチューブ５６に対して注入弁１０側と閉塞端側の２方向に放出する隙間を有することになる。さらに、開口部５４が一組あることからその近傍のゴムチューブ５６端から注入液が吹きだすこととなる。これらの２方向に注入液が放出されることで、結晶の成長を未然に防ぐものである。

また、ノズル先端の結晶化を防ぐ例を図４で示す。この提案では、ノズル６２の端部は開口部６３が開口する開放端で構成されている。その開口部６３に、端部に逆止開口部６６の切り込みのある逆止キャップ６４が装着されている。逆止開口部６６は、一定値以上の注入液の圧力が逆止開口部６６に付加されて、逆止キャップ６４の弾性力に勝る際にのみ開口する。この為、原液が注入液に逆流することはない。この場合、逆止開口部６６の方向にのみ開口している。これの１方向に注入液が放出されることで、結晶の成長を未然に防ぐものである。

一方、注入液を原液に注入する技術としては、すでに特許文献１に記載される技術も提案されている。特許文献１では、ノズル２２の薬液吐出口２１が開口する位置に、各薬液吐出口２１を包含するよう円周状の溝を設け、その溝に嵌め込むように弾性Ｏリング２４を取り付けることが開示され、その技術によって、原水がノズル２２に侵入することを防いでいる。

特開２００６−１３１５６５号公報

ノズルの先端での結晶化を防ぐ方法において、放出する注入液が一方向にのみ偏る場合は、結晶化を防ぐことが十分にできてはいなかった。例えば、図３のゴムチューブ５６を用いる場合も、注入液の放出方向は、チューブの両端であり、２方向に限定されてしまい、必ずしも十分に結晶化を防ぐものではなかった。この点について、図４に示される逆止開口部６６に至っては、一方向に注入しており、十分かつ適切な結晶化の防止策が必ずしも徹底されていなかった。

一方、特許文献１では、弾性Ｏリングは、単独の配置であり、ゴムチューブ５６と同一の方向にしか放出できない点で十分な結晶化阻止の効果は表れていなかった。

そこで、本発明はこのような課題の解決を図るためになされたもので、注入液を原液に注入する場合に、放出する方向をできるだけ増加させることで注入液がノズルで結晶化して詰ることを防ぐことができる詰り防止付きノズル、注入弁、サイホン阻止システムを提供することを目的とする。

本発明に係る詰り防止付きノズルは、原液が水である原液管に挿入して次亜塩素酸ナトリウムである注入液を原液内に供給するノズルであって、前記ノズルは一端が閉塞する閉塞端と、この閉塞端近傍のノズル側面に穿設される注入液開口部と、前記注入液開口部を隣接して被覆する２つ以上の弾性Ｏリングとを備え、
前記弾性Ｏリングは、前記閉塞端を形成する閉塞キャップの端部とノズルに嵌合される嵌合リングとの間に嵌め込まれ、前記注入液は弾性Ｏリングの全周であって、さらに弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する注入孔のいずれから放出されることで次亜塩素酸ナトリウムの結晶化を防止する。

前記弾性Ｏリングは、前記閉塞端を形成する閉塞キャップの端部とノズルに嵌合される嵌合リングとの間に嵌め込まれてもよい。

本発明に係る注入弁は、弁の開口先に原液が水である原液管に挿入して次亜塩素酸ナトリウムである注入液を原液内に供給するノズルであって、前記ノズルは一端が閉塞する閉塞端と、この閉塞端近傍のノズル側面に穿設される注入液開口部と、前記注入液開口部を隣接して被覆する２つ以上の弾性Ｏリングとを備え、
前記弾性Ｏリングは、前記閉塞端を形成する閉塞キャップの端部とノズルに嵌合される嵌合リングとの間に嵌め込まれ、前記注入液は弾性Ｏリングの全周であって、さらに弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する注入孔のいずれから放出されることで次亜塩素酸ナトリウムの結晶化を防止する詰り防止付きノズルが設けられる。

本発明に係るサイホン阻止システムは、注入液を供給する供給ポンプに接続される配管と、前記配管の先に注入弁が設けられる。

本発明を実施することにより、注入液を原液に注入する場合に、放出する方向をできるだけ増加させることで注入液がノズルで結晶化して詰ることを防ぐことができるという効果を有する。

従来のサイホン阻止システムの構成図である。従来の注入弁とノズルの縦断面図である。従来の注入弁とノズルの縦断面図である。従来の注入弁とノズルの縦断面図である。本発明係る注入弁とノズルの縦断面図である。本発明係る注入弁とノズルの縦断面の拡大図である。

以下に、この発明の実施形態例を、図５、６を用いて説明する。

原液管１に挿入して注入液を原液内に供給するであって、前記ノズル７０は一端が閉塞する閉塞端と、この閉塞端近傍のノズル側面に穿設される注入液開口部７４と、前記注入液開口部７４を隣接して被覆する２つ以上の弾性Ｏリング８８，９０，９２とを備える。

前記ノズル７０は、前記注入液開口部７４の長手方向閉塞端側とポンプ側の両側に浅い溝部８０、８４が刻設される。閉塞端部側の溝部８０には、底部と側面部を備える閉塞キャップ７６における側面部端部が側面部に比較して厚みを有する係止部７８が溝部８０に係止される。一方、ポンプ側の溝部８４に嵌合リング８２が溝部８４に係止される。さらに、閉塞キャップ７６と嵌合リング８２との間に３本の弾性Ｏリング８８，９０，９２が互いに隣接して注入液開口部７４の上から装着される。

３本の弾性Ｏリング８８，９０，９２が隣接することから、嵌合リング８２と弾性Ｏリング８８の間と、弾性Ｏリング８８と弾性Ｏリング９０の間と、弾性Ｏリング９０と弾性Ｏリング９２の間と、弾性Ｏリング９２と閉塞キャップ７６との間が弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接しており、それぞれ、注入孔９４，９６，９８，１００として機能する。

注入液は、前記注入液開口部７４から放出されると、これら弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する点である注入孔９４，９６，９８，１００に流れる。この際に、注入液と原液側にいずれもが圧力Ｐであって、圧力差が無い場合は、注入液は、原液側に放出されない。しかし、注入液に対してはポンプ６で加圧するためΔＰの差圧が発生する。この場合に、注入液は弾性Ｏリングの全周であって、さらに弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する４つの注入孔９４，９６，９８，１００のいずれか最も弱い点から放出されることとなる。また、例え、原液側の配管内の圧力が仮に通常より高い場合であっても差圧で動作することから弾性Ｏリングが必要以上に弾性Ｏリングで形成される注入孔９４，９６，９８，１００を閉塞させることはない。

すなわち、この４点の隙間のいずれもが、前記注入液開口部７４から放出される注入液を放出可能となる。注入液をそれぞれ３６０度であって４点の注入孔９４，９６，９８，１００から注入液を分散して放出可能である。このため、複数の注入孔９４，９６，９８，１００があることにより、より注入液による結晶化を防ぐことが可能となる。従来であれば、結晶による詰りを除去するために、ノズルは１月に１度の交換が必要であった。しかし、本発明に係るノズルはほとんど結晶化が発生しないため、一度の交換で１年間使用することができた。実際には、複数ある隙間のうち最も弾性が弱い個所から放出されることになる。万が一その箇所が後に塞がれたとしても他の隙間に圧力がかかるため、詰る可能性は極めて低くなる。また、市販されるＯリングを用いることで、低コストで詰りの問題を解決することができ、そのメンテナンスにもコストがかからない。

一方、このＯリングが、１本である場合には、弾性力の弱い個所の発生が１本のＯリングに依存し適切に作用しない。もっぱら、３本であることが好ましく、５本以上では、本数の差による効果は認められなかった。

この本発明に係るノズル７０を、従来の注入弁１０に設けることができることは明らかである。また、この本発明に係るノズル７０を設けた注入弁１０が、従来のサイホン阻止システムに適用できることも明らかである。

１原液管
２注入液タンク
４配管
６ポンプ
８配管
１０注入弁
１４ユニオンナットカラー
１６ユニオンナット
１８ホースジョイント
２０Ｏリング
２１本体
２２キャップ
２３供給流路
２４ダイヤフラム
２６スプリングシート
２７注入流路
２８スプリング
４０ボールバルブ
４２円錐コイルばね
４３本体開口部
４５ばね座
４６ノズル
４８ノズル開口部
５２ノズル
５４開口部
５６ゴムチューブ
６２ノズル
６３開口部
６４逆止キャップ
６６逆止開口部
７０前記ノズル
７４注入液開口部
７６閉塞キャップ
７８係止部
８０、８４溝部
８２嵌合リング
８８，９０，９２弾性Ｏリング
９４，９６，９８，１００注入孔

Claims (3)

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原液が水である原液管に挿入して次亜塩素酸ナトリウムである注入液を原液内に供給するノズルであって、前記ノズルは一端が閉塞する閉塞端と、この閉塞端近傍のノズル側面に穿設される注入液開口部と、前記注入液開口部を隣接して被覆する２つ以上の弾性Ｏリングとを備え、
前記弾性Ｏリングは、前記閉塞端を形成する閉塞キャップの端部とノズルに嵌合される嵌合リングとの間に嵌め込まれ、前記注入液は弾性Ｏリングの全周であって、さらに弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する注入孔のいずれから放出されることで次亜塩素酸ナトリウムの結晶化を防止する詰り防止付きノズル。
弁の開口先に原液が水である原液管に挿入して次亜塩素酸ナトリウムである注入液を原液内に供給するノズルであって、前記ノズルは一端が閉塞する閉塞端と、この閉塞端近傍のノズル側面に穿設される注入液開口部と、前記注入液開口部を隣接して被覆する２つ以上の弾性Ｏリングとを備え、
前記弾性Ｏリングは、前記閉塞端を形成する閉塞キャップの端部とノズルに嵌合される嵌合リングとの間に嵌め込まれ、前記注入液は弾性Ｏリングの全周であって、さらに弾性Ｏリング同士または嵌合リングまたは閉塞キャップの側面との接する注入孔のいずれから放出されることで次亜塩素酸ナトリウムの結晶化を防止する詰り防止付きノズルが設けられる注入弁。
注入液を供給する供給ポンプに接続される配管と、前記配管の先に請求項２記載の注入弁が設けられるサイホン阻止システム。

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