JP6028179B2 - 次亜塩素酸ナトリウム注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、浄水場などで浄化処理される水に次亜塩素酸ナトリウム（以下、「次亜」ともいう）を注入する次亜塩素酸ナトリウム注入装置（以下、「次亜注入装置」ともいう）に関する。

浄水場では、原水に含まれる余計な成分を取り除きやすくしたり、水を消毒したりするために、次亜が不可欠である。次亜は、主に着水井に注入され、沈殿池の出口や浄水池の前などでも注入される。このような注入地点への次亜の注入は、次亜注入装置によって行われる。

図１は、従来の次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、次亜注入装置１０１は、次亜を貯留するタンク２と、このタンク２内の次亜を注入地点Ａまで送り出す動力源であるポンプ３と、このポンプ３から次亜を注入地点Ａまで輸送し放出する輸送配管４とを備える。図１では、注入地点Ａが着水井である例を示している。

ポンプ３の吸込み口３ａには、タンク２からの導入配管５が接続され、ポンプ３の吐出口３ｂには、この吐出口３ｂの内径と同じ内径の輸送配管４が接続されている。ポンプ３としては、ダイヤフラムポンプなどの往復動ポンプや、一軸偏心ねじポンプなどの回転ポンプが用いられる。輸送配管４は、ポンプ３から注入地点Ａまでにわたり敷設されている。通常、浄水場では、タンク２とポンプ３は管理棟Ｂ内に集約して設置され、注入地点Ａは管理棟Ｂから遠く離れた場所に設置されている。このため、輸送配管４は長くなりがちであり、その全長が１００ｍを超えるのも少なくない。

ポンプ３の駆動により、タンク２内の次亜は、導入配管５を通じポンプ３の吸込み口３ａからポンプ３内に吸い込まれ、ポンプ３の吐出口３ｂから輸送配管４に吐出される。ポンプ３から吐出された次亜は、輸送配管４を通じて輸送され、輸送配管４の出口４ｂから放出されて注入地点Ａに注入される。

ところで、次亜は、分解してガス（酸素）を発生し易い性質がある。この性質に起因し、次亜がポンプ３を流通する過程で、さらには輸送配管４を流通する過程で、経路内にガスが発生する場合がある。この場合、次亜注入装置１０１は、発生したガスの影響により、輸送配管４の出口４ｂから放出される次亜の注入量が不規則に変動し、注入地点Ａへの次亜の注入を精度良く行えない。

ここで、往復動ポンプをポンプ３として用いた次亜注入装置１０１では、ポンプ３を流通する次亜にガスが含まれていると、ポンプ３がガスロックし、次亜の安定注入が妨げられる。この問題に対し、往復動ポンプでは、内部経路を流通する液体にガスが混入したり発生したりする場合に、その内部経路に圧力を付与して、強制的にガスを経路の下流に排出するガス排出機構を備え、このガス排出機構によってガスロックの発生を防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。

一方、一軸偏心ねじポンプは、構造上ガスロックが起こらないことから、次亜注入装置１０１のポンプ３として有用されている。そして、一軸偏心ねじポンプを用いた次亜注入装置１０１では、図１に示すように、輸送配管４の入口４ａの近傍（ポンプ３の吐出口３ｂ近く）の経路にポンプ制御用の流量計６が設けられており、その流量計６による計測値に基づき、図示しないコントローラがポンプ３の駆動を逐次調整し、次亜の注入量をフィードバック制御している（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−６５２４３号公報 特開２００９−２３５９７６号公報

しかし、上述した次亜注入量の不規則な変動は、ポンプ３の種類にかかわらず、依然として生じる。このことから、次亜注入量の不規則な変動は、むしろ、次亜が輸送配管４を流通する過程でガスを発生することに起因するといえる。このため、次亜注入装置においては、次亜注入量の不規則な変動を防止し、注入地点Ａへの次亜の注入を精度良く行えるように、次亜が輸送配管４を流通する過程でガスの発生を抑制できる技術の確立が強く望まれる。

この要求に対し、最も単純には、輸送配管４の全長が短ければよい。輸送配管４の全長が短いと、次亜が輸送配管４を流通する過程でガスを発生する前に輸送配管４から放出されるからである。しかし、これを実現するには、注入地点Ａの傍にポンプ３を設置する必要があり、ポンプ３とともにタンク２を収容する建屋が増加し、ポンプ３およびタンク２の管理も煩雑になる。このため、輸送配管４の全長を短くすることは、現実的でない。

また、輸送配管４を断熱材や冷却ジャケットなどの保冷材で被覆し、輸送配管４を流通する次亜の温度を低温に確保することが考えられる。次亜の温度が低温であると、次亜の分解が抑えられ、ガスの発生が抑制されるからである。しかし、これを実現するには、そもそも長くなりがちな輸送配管４を全長にわたり保冷材で被覆する必要があり、莫大なコストを要することは否めない。このため、輸送配管４を保冷材で被覆することも、現実的でない。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、次亜注入量の不規則な変動を防止し、注入地点への次亜の注入を精度良く行える次亜塩素酸ナトリウム注入装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、後述する実施例に示すように、種々の条件で実機の次亜注入試験を実施して次亜注入量の経時的挙動を調査し、鋭意検討を重ねた。その結果、下記（ａ）および（ｂ）に示す知見を得た。

（ａ）ポンプ吐出口の内径よりも小さい内径の輸送配管を単に採用することにより、輸送配管内を流れる次亜の流速が、ポンプ吐出口を流れる次亜の流速よりも速くなり、その結果として、輸送配管から放出される次亜の注入量の不規則な変動を防止することができる。ただし、輸送配管の内径がポンプ吐出口の内径よりも著しく小さいと、かえって次亜注入量の不規則な変動が生じることから、輸送配管の内径の縮小には制限がある。

（ｂ）輸送配管に背圧弁を設置したり、ガス抜き管を設置したりすることにより、次亜注入量の不規則な変動の抑制が期待できる。

本発明は、上記（ａ）および（ｂ）の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の次亜塩素酸ナトリウム注入装置にある。すなわち、次亜を貯留するタンクと、このタンク内の次亜を吸い込んで吐出するポンプと、このポンプの吐出口に接続され次亜を注入地点まで輸送し放出する輸送配管と、を備える次亜注入装置であって、ポンプの吐出口の内径Ｄと輸送配管の内径ｄの関係が、下記（１）式の条件を満足することを特徴とする次亜注入装置である。
０．２５Ｄ≦ｄ＜Ｄ ・・・（１）

上記の次亜注入装置においては、前記ポンプの吐出口を流れる次亜塩素酸ナトリウムの流速Ｖと、前記輸送配管の内部を流れる次亜塩素酸ナトリウムの流速ｖの関係が、下記（２）式の条件を満足することが好ましい。
Ｖ＜ｖ≦１０Ｖ ・・・（２）

また、上記の次亜注入装置は、前記輸送配管の出口近傍の経路に背圧弁が設けられた構成にすることができる。

さらに、上記の次亜注入装置は、前記輸送配管の経路にガス抜き管が接続された構成にすることもできる。

そして、上記の次亜注入装置では、前記ポンプが一軸偏心ねじポンプであることが好ましい。

本発明の次亜注入装置によれば、上記（１）式を満足する輸送配管を単に採用することにより、次亜注入量の不規則な変動を防止することができ、注入地点への次亜の注入を精度良く行うことが可能になる。

従来の次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の次亜塩素酸ナトリウム注入装置に用いられるポンプの一例である一軸偏心ねじポンプの縦断面図である。 本発明の第２実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．１の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．２の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．３の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．４の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．５の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．６の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。 実施例における試験Ｎｏ．７の試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。

以下に、本発明の次亜塩素酸ナトリウム注入装置について、その実施形態を詳述する。

＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第１実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す第１実施形態の次亜注入装置１は、前記図１に示す従来の次亜注入装置１０１の構成を基本とし、それと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図２に示すように、本実施形態の次亜注入装置１は、タンク２とポンプ３と輸送配管４とを備え、ポンプ３の吸込み口３ａにタンク２からの導入配管５が接続され、ポンプ３の吐出口３ｂに輸送配管４が接続されている。タンク２とポンプ３は、管理棟Ｂ内に集約して設置され、輸送配管４は、ポンプ３から注入地点Ａまでにわたり敷設されている。

本実施形態では、ポンプ３の吐出口３ｂに接続する輸送配管４は、ポンプ３の吐出口３ｂの内径Ｄと輸送配管４の内径ｄの関係が、下記（１）式の条件を満足するものを採用する。
０．２５Ｄ≦ｄ＜Ｄ ・・・（１）

上記（１）式の条件を規定する理由は、以下のとおりである。

輸送配管４の内径ｄが、ｄ＜Ｄの条件、すなわちポンプ３の吐出口３ｂの内径Ｄよりも小さい条件であると、輸送配管４の内部を流れる次亜の流速ｖが、ポンプ３の吐出口３ｂを流れる次亜の流速Ｖよりも速くなる。これにより、ポンプ３から吐出された次亜は、前記図１に示す従来の次亜注入装置１０１の場合よりも、輸送配管４内を高速で流通し、早期に輸送配管４から放出される。このため、次亜が輸送配管４を流通する過程でガスを発生する前に輸送配管４から放出され、仮に、輸送配管４内でガスを発生したとしても、発生したガスは、微細な気泡状態のまま送り出される。このことから、輸送配管４の出口４ｂから放出される次亜の注入量は、不規則に変動することなく安定する。しかも、指示される注入量が必要に応じて変更されたときには、輸送配管４から放出される次亜の注入量は、変更された指示注入量にタイムリーに追従する。

したがって、輸送配管４の内径ｄが、ｄ＜Ｄの条件を満足すれば、次亜が輸送配管４を流通する過程でガスの発生を抑制することができ、その結果として、次亜注入量の不規則な変動を防止することができ、注入地点Ａへの次亜の注入を精度良く行うことが可能になる。ガスの発生をより効果的に抑制するには、ｄ≦０．８Ｄであり、より好ましくは、ｄ≦０．６Ｄである。

ただし、輸送配管４の内径ｄは、小さければ良いという訳ではない。輸送配管４の内径ｄがポンプ３の吐出口３ｂの内径Ｄよりも著しく小さい条件であると、輸送配管４の内部を流れる次亜の流速ｖが速くなり過ぎ、かえって次亜注入量の不規則な変動が生じる。そこで、輸送配管４内の次亜の流速ｖが過大になるのに伴って生じる次亜注入量の不規則な変動を防止するために、輸送配管４の内径ｄは、０．２５Ｄ≦ｄの条件を満足することとする。より好ましくは、０．３５Ｄ≦ｄであり、さらに好ましくは、０．４Ｄ≦ｄである。

輸送配管４の種類は、輸送対象が次亜であることから、輸送配管４の内面が次亜と反応して腐食する金属などを除き、特に限定はない。例えば、ＨＩＶＰ管（硬質塩化ビニル管）が好適である。軽量で耐圧力に富み柔軟性のある、いわゆるブレードホースも好適である。

なお、輸送配管４は、通常、注入地点Ａに至る経路に、幾つかの折れ曲がったエルボ部を有する。一般に、エルボ部では圧力損失が発生し、その圧力損失もエルボ部の設置数に応じて増加する傾向になる。このため、エルボ部の設置数が上記（１）式の条件に影響し得るとも推察されるが、通常の設置数においては、上記（１）式の条件にほとんど影響はない。

上記したポンプ３の吐出口３ｂの内径Ｄと輸送配管４の内径ｄに関する規定（（１）式の条件）に対応し、ポンプ３の吐出口３ｂを流れる次亜の流速Ｖと、輸送配管４の内部を流れる次亜の流速ｖの関係は、下記（２）式の条件を満足することが好ましい。
Ｖ＜ｖ≦１０Ｖ ・・・（２）

輸送配管４内の次亜の流速ｖが、Ｖ＜ｖの条件を満足すれば、次亜が輸送配管４内を高速で流通するのに伴って、その流通過程でガスの発生を抑制することができ、その結果として、次亜注入量の不規則な変動を防止することができ、注入地点Ａへの次亜の注入を精度良く行うことが可能になるからである。このため、輸送配管４内の次亜の流速ｖは、Ｖ＜ｖの条件を満足することが好ましい。より好ましくは、１．５Ｖ≦ｖであり、さらに好ましくは、２．５Ｖ≦ｖである。

一方、輸送配管４内の次亜の流速ｖが、ｖ≦１０Ｖの条件を満足すれば、その流速ｖが過大になるのに伴って生じる次亜注入量の不規則な変動を防止することができ、注入地点Ａへの次亜の注入を精度良く行うことが可能になるからである。このため、輸送配管４内の次亜の流速ｖは、ｖ≦１０Ｖの条件を満足することが好ましい。より好ましくは、ｖ≦８Ｖであり、さらに好ましくは、ｖ≦６Ｖである。

また、本実施形態では、ポンプ３として一軸偏心ねじポンプを用いることを想定し、ポンプ制御用の流量計６が輸送配管４の出口４ｂの近傍（注入地点Ａの傍）の経路に設けられている。この流量計６により、輸送配管４の出口４ｂ近傍を流れる次亜の流量が逐次計測される。その流量計６による計測値は、輸送配管４の出口４ｂから放出される次亜の注入量に相当する。そして、その流量計６による計測値に基づき、図示しないコントローラがポンプ３の駆動を逐次調整し、次亜注入量をフィードバック制御している。これにより、本実施形態の次亜注入装置１は、前記図１に示す次亜注入装置１０１のように、ポンプ制御用の流量計６が輸送配管４の入口４ａの近傍（ポンプ３の吐出口３ｂ近く）の経路に設けられたものと比較し、次亜注入量をより正確にフィードバック制御することができる。

本実施形態では、輸送配管４の入口４ａの近傍の経路にも流量計７が設けられている。この流量計７は、ポンプ３の吐出口３ｂ近くで、ポンプ３から吐出される次亜の注入量を監視のために逐次計測するものであり、この流量計７による計測値は、ポンプ３のフィードバック制御には用いられない。もっとも、ポンプ３のフィードバック制御は、流量計６、７のいずれによる計測値を用いても構わない。

本実施形態の次亜注入装置１は、ポンプ３として、一軸偏心ねじポンプなどの回転ポンプのほかに、ダイヤフラムポンプなどの往復動ポンプを用いることができる。往復動ポンプを用いる場合、ポンプ制御用の流量計６は設置しないのが一般的である。

図３は、本発明の次亜塩素酸ナトリウム注入装置に用いられるポンプの一例である一軸偏心ねじポンプの縦断面図である。同図に示すように、ポンプ３は、一軸偏心ねじポンプであり、雄ねじ形ロータ３１と雌ねじ形ステータ３２とを備える。ロータ３１は、断面が真円形で１条ねじの螺旋状に形成されたものである。ステータ３２は、ロータ３１を挿通させる内孔３２ａを有する。この内孔３２ａには、ロータ３１の２倍のピッチの２条ねじが形成され、内孔３２ａの断面は長円形となっている。ロータ３１は、ステータ３２の内孔３２ａの中心軸から偏心して配置されており、後述するモータの主軸５１から回転の動力が伝達されることにより、ステータ３２の内孔３２ａの中心軸を中心として公転しながら、自転する。

ステータ３２は、外周を外筒３３によって保持されている。この外筒３３の前端には、吐出口３ｂとなるエンドスタット３４が取り付けられている。このエンドスタット３４の前端には、上述した（１）式の条件を満足する内径ｄの輸送配管４が連結される。ステータ３２の外筒３３の後端には、円筒状のフロントハウジング３５が取り付けられ、このフロントハウジング３５の後端には、有底円筒状のリアハウジング３６が取り付けられている。フロントハウジング３５の後端寄りには、吸込み口３ａとなる吸込み管３５ａが突き出している。この吸込み管３５ａには、上述したタンク２からの導入配管５（図２参照）が連結される。

ここで、図３に示す一軸偏心ねじポンプ３は、モータからの動力を磁気によってロータ３１に伝達するマグネットカップリング型のポンプである。このため、以下の構成となっている。

リアハウジング３６の後方には、図示しないモータが配設されている。このモータは、フロントハウジング３５またはリアハウジング３６に固定されており、ステータ３２の内孔３２ａの中心軸上に主軸５１を有する。このモータの主軸５１には、リアハウジング３６を包囲する円筒状の駆動側磁石保持部材５２が取り付けられている。この駆動側磁石保持部材５２の内周には、リアハウジング３６の外周面と対向して駆動側磁石５３が接合されている。

リアハウジング３６の内部には、円筒状の従動側磁石保持部材４２が収容されている。この従動側磁石保持部材４２の外周には、駆動側磁石５３と対向して従動側磁石４３が埋設されている。従動側磁石保持部材４２の軸心部には、従動軸としてのドライブシャフト３８が結合されている。ドライブシャフト３８は、フロントハウジング３５の後端付近まで延び出しており、その前端にフランジ部３８ａを有する。このフランジ部３８ａには、ユニバーサルジョイントなどの自在継手３９を介してカップリングロッド４０が連結され、このカップリングロッド４０には、ユニバーサルジョイントなどの自在継手４１を介して雄ねじ形ロータ３１が連結されている。

また、ドライブシャフト３８は、その前端側をすべり軸受ハウジング３７によって回転可能に支持されている。すべり軸受ハウジング３７は、フロントハウジング３５とリアハウジング３６のそれぞれの内部を仕切るように、フロントハウジング３５とリアハウジング３６によって挟持されている。

このような構成の図３に示すマグネットカップリング型の一軸偏心ねじポンプ３は、モータの主軸５１が回転することにより、これと一体で駆動側磁石保持部材５２が回転する。これに伴い、駆動側磁石５３と従動側磁石４３との磁気的な引力の作用により、従動側磁石保持部材４２が同期して回転し、これと一体でドライブシャフト３８が回転する。これにより、ドライブシャフト３８に自在継手３９、カップリングロッド４０および自在継手４１を介して連結された雄ねじ形ロータ３１が、雌ねじ形ステータ３２の内孔３２ａの中心軸を中心として公転しながら、自転する。こうして、ロータ３１とステータ３２の内孔３２ａとの間に形成された空間が、ステータ３２の後端から前端に向けて順次繰り出され、その結果、吸込み口３ａからフロントハウジング３５内に次亜が吸い込まれるとともに、吸い込まれた次亜が吐出口３ｂから吐出される。

マグネットカップリング型の一軸偏心ねじポンプ３は、脈動がなく連続的に定量の流体を吐出することができ、しかも、流体をリアハウジング３６によって完全に封入することができるので、次亜注入装置１に特に好適である。

なお、図３に示す一軸偏心ねじポンプ３では、輸送配管４がエンドスタット３４に連結され、タンク２からの導入配管５がフロントハウジング３５の吸込み管３５ａに連結された態様を示しているが、これとは逆に、輸送配管４が吸込み管３５ａに連結され、導入配管５がエンドスタット３４に連結された態様でも構わない。モータの主軸５１を逆回転させれば、エンドスタット３４から次亜を吸い込み、吸い込んだ次亜を吸込み管３５ａから輸送配管４に吐出することが可能だからである。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す第２実施形態の次亜注入装置１は、前記図２に示す第１実施形態の次亜注入装置１と比較し、以下の点で構成が相違する。

図４に示すように、本実施形態の次亜注入装置１では、輸送配管４の出口４ｂの近傍（注入地点Ａの傍）の経路に、背圧弁８が設けられている。背圧弁８は、輸送配管４を流通する次亜の圧力を、背圧弁８の上流側全域にわたり、一定の圧力（例えば、ゲージ圧で０．１ＭＰａ）に保つ役割を担う。これにより、輸送配管４内の圧力が一定の圧力に絶えず高まるため、輸送配管４内でガスの発生が抑制される。このため、次亜注入量の不規則な変動の抑制が大いに期待できる。

ただし、本実施形態の次亜注入装置１では、指示される注入量が変更されたとき、指示注入量に対し、輸送配管４から現実に放出される次亜の注入量の応答遅れが発生し、現実の次亜注入量の追従性が劣るという不都合がある。これは、輸送配管４内で次亜がガスを含んでいると、次亜は見かけ上で圧縮性流体となり、背圧弁８の開閉動作を鈍くすることに起因する。

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態である次亜塩素酸ナトリウム注入装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す第３実施形態の次亜注入装置１は、前記図２に示す第１実施形態の次亜注入装置１と比較し、以下の点で構成が相違する。

図５に示すように、本実施形態の次亜注入装置１では、輸送配管４の経路に、ガス抜き管９が設けられている。ガス抜き管９は、大気に開放されており、輸送配管４内のガスを経路の外に排出する役割を担う。これにより、仮に、輸送配管４内でガスが発生し、これに伴って、輸送配管４内の次亜にガスが含まれる場合であっても、そのガスはガス抜き管９を通じて輸送配管４の経路外に排出される。このため、次亜注入量の不規則な変動の抑制が少なからず期待できる。

ガス抜き管９の設置位置は、特に限定はないが、図５に示すように、輸送配管４の出口４ｂの近傍（注入地点Ａの傍）が好ましい。仮に、輸送配管４内でガスが発生するとすれば、経路の下流側ほど次第にガスが増加していくからである。また、経路の下流にガス抜き管９を設置すれば、ガス抜き管９の高さを低くできるメリットもある。経路の上流側にガス抜き管９を設置すると、配管抵抗分を見越した高さの長いガス抜き管９を設置する必要があるからである。

ただし、本実施形態の次亜注入装置１において、１本のガス抜き管９を設置するのみでは、次亜注入量の不規則な変動を効果的に抑制できないおそれがある。輸送配管４中を流れるガスが次亜の一部となっているため、ガス抜き管９にてガスが排出されている間は、ガス抜き管９以降の輸送配管４内で次亜の流量がガスの体積分だけ減少してしまうからである。このため、複数本のガス抜き管９を設置するのが好ましい。

もっとも、複数本のガス抜き管９を設置する場合、その設置に要するコストが嵩むという不都合がある。また、ガス抜き管９は、その機能上、大気に開放されているため、ガス抜き管９より下流の輸送配管４で詰まりやバルブの操作ミス（全閉）が発生すると、ガス抜き管９から次亜が溢れる。次亜は危険液なので、溢れても問題にならない場所（例えばタンク２）までガス抜き管９を戻すか、溢れた場合にそのことを検知できるセンサを設置する等の対策を講じるのが普通である。このため、ガス抜き管９を複数本設置するとなると、付帯設備が複雑となり、コストも嵩む。

また、本実施形態の次亜注入装置１では、前記第２実施形態と同様に、指示される注入量が変更されたとき、指示注入量に対し、現実の次亜注入量の追従性が劣るという不都合がある。

なお、本実施形態の次亜注入装置１に適用したガス抜き管９は、前記第２実施形態の次亜注入装置１に付加することもできる。

前記図１〜図５に示す次亜注入装置を用い、下記の表１に示す条件で実機の次亜注入試験を実施し、次亜注入量の経時的挙動を調査した。ここでの次亜注入試験は、次亜がガスを発生し易い夏場に実施した。また、ポンプのフィードバック制御は、輸送配管の出口近傍に設けた流量計による計測値を用いて行った。

［試験条件］
試験Ｎｏ．１〜７のいずれでも、ポンプの吐出口の内径は１６ｍｍで一定とし、輸送配管の全長は約１００ｍで一律とした。試験Ｎｏ．１、２は、従来の次亜注入装置を用いた試験であり、内径がポンプ吐出口の内径と同じ１６ｍｍ（ｄ＝Ｄ）の輸送配管を採用した。そのうちの試験Ｎｏ．１ではポンプとして一軸偏心ねじポンプを採用し、試験Ｎｏ．２ではポンプとしてダイヤフラムポンプを採用した。

また、試験Ｎｏ．３〜７のいずれでも、ポンプとして一軸偏心ねじポンプを採用した。そのうちの試験Ｎｏ．３、４は、本発明の第１実施形態で規定する（１）式の条件を満足する次亜注入装置を用いた試験であり、試験Ｎｏ．３では、輸送配管を内径が８ｍｍ（ｄ＝０．５Ｄ）のものに変更し、試験Ｎｏ．４では、輸送配管を内径が試験Ｎｏ．３よりもさらに小さい４ｍｍ（ｄ＝０．２５Ｄ）のものに変更した。

さらに、試験Ｎｏ．５は、本発明の第３実施形態の次亜注入装置におけるガス抜き管の有効性を確認するための試験であり、輸送配管にガス抜き管を１本設置した。試験Ｎｏ．６は、本発明の第２実施形態の次亜注入装置における背圧弁の有効性を確認するための試験であり、輸送配管に背圧弁を設置した。試験Ｎｏ．７は、本発明の第２実施形態の次亜注入装置を用いた試験であり、輸送配管に背圧弁を設置するとともに、輸送配管を内径が８ｍｍ（ｄ＝０．５Ｄ）のものに変更した。試験Ｎｏ．６、７における背圧弁は、ゲージ圧で０．１ＭＰａに設定した。

［試験結果］
図６〜図１２は、試験Ｎｏ．１〜７それぞれの試験結果として次亜注入量の経時的挙動を示す図である。図６〜図１２から次のことが示される。

図６に示すように、試験Ｎｏ．１では、一軸偏心ねじポンプを採用していることから、ポンプ吐出口近傍の測定注入量は、指示注入量に追従し、絶えず安定している。しかし、輸送配管内で発生したガスの影響により、輸送配管出口近傍、すなわち注入地点近傍の測定注入量は、指示注入量に対し、大きく乱れ、応答遅れも目立つ。

図７に示すように、試験Ｎｏ．２では、試験Ｎｏ．１とほぼ同様の注入状態である。とりわけ、運転開始時、運転停止時、および指示注入量変更時に指示注入量に対する現実の注入量の追従性が比較的悪く、また、ダイヤフラムポンプを採用しフィードバック制御を行っていない（比例制御である）ことから、指示注入量と測定注入量に差が発生した場合に注入量の補正がされていないことがわかる。

図８に示すように、試験Ｎｏ．３では、（１）式の条件を満足する輸送配管を採用していることから、ガスの影響による次亜注入の乱れを大幅に軽減できる。また、運転開始時、運転停止時、および指示注入量変更時の追従性も良好である。

図９に示すように、試験Ｎｏ．４では、ガスの影響による次亜注入の乱れを大幅に軽減できるが、試験Ｎｏ．３よりも内径がさらに小さい輸送配管を採用していることから、次亜注入量の乱れ軽減効果が小さい。

図１０に示すように、試験Ｎｏ．５では、輸送配管にガス抜き管を１本設置していることから、ガスの影響を若干少なくできる傾向が認められるが、次亜注入量の乱れを大きく改善するまでには至らない。このため、ガス抜き管を複数本設置すれば、次亜注入量の乱れ軽減効果の拡大が見込める。

図１１に示すように、試験Ｎｏ．６では、輸送配管に背圧弁を設置していることから、ガスの影響による次亜注入の乱れを大幅に軽減できることが窺える。ただし、運転開始時、運転停止時、および指示注入量変更時に指示注入量に対する現実の注入量の追従性が悪くなっている。

図１２に示すように、試験Ｎｏ．７では、（１）式の条件を満足する輸送配管を採用した上で、輸送配管に背圧弁を設置していることから、試験Ｎｏ．６と同様に、ガスの影響による次亜注入の乱れを大幅に軽減できる。ただし、運転開始時、運転停止時、および指示注入量変更時の追従性は、試験Ｎｏ．６ほどではないが悪くなっている。

以上の結果から、（１）式の条件を満足する輸送配管を採用すれば、簡単に次亜注入量の不規則な変動を防止することができ、注入地点への次亜の注入を精度良く行えることが明らかとなる。

本発明の次亜塩素酸ナトリウム注入装置は、浄水場などで水の浄化処理に有効に利用することができる。

１：次亜塩素酸ナトリウム注入装置、 ２：次亜塩素酸ナトリウム貯溜タンク、
３：ポンプ、 ３ａ：吸込み口、 ３ｂ：吐出口、
４：輸送配管、 ４ａ：入口、 ４ｂ：出口、
５：導入配管、 ６：ポンプ制御用流量計、 ７：監視用流量計、
８：背圧弁、 ９：ガス抜き管、
３１：雄ねじ形ロータ、 ３２：雌ねじ形ステータ、 ３２ａ：内孔、
３３：外筒、 ３４：エンドスタット、
３５：フロントハウジング、 ３５ａ：吸込み管、
３６：リアハウジング、 ３７：すべり軸受ハウジング、
３８：ドライブシャフト、 ３８ａ：フランジ部、
３９：自在継手、 ４０：カップリングロッド、 ４１：自在継手、
４２：従動側磁石保持部材、 ４３：従動側磁石、
５１：モータの主軸、 ５２：駆動側磁石保持部材、 ５３：駆動側磁石、
Ａ：注入地点、 Ｂ：管理棟

Claims (5)

1. 次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンクと、このタンク内の次亜塩素酸ナトリウムを吸い込んで吐出するポンプと、このポンプの吐出口に接続され次亜塩素酸ナトリウムを注入地点まで輸送し放出する輸送配管と、を備える次亜塩素酸ナトリウム注入装置であって、
   ポンプの吐出口の内径Ｄと輸送配管の内径ｄの関係が、下記（１）式の条件を満足することを特徴とする次亜塩素酸ナトリウム注入装置。
   ０．２５Ｄ≦ｄ＜Ｄ ・・・（１）
2. 前記ポンプの吐出口を流れる次亜塩素酸ナトリウムの流速Ｖと、前記輸送配管の内部を流れる次亜塩素酸ナトリウムの流速ｖの関係が、下記（２）式の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウム注入装置。
   Ｖ＜ｖ≦１０Ｖ ・・・（２）
3. 前記輸送配管の出口近傍の経路に背圧弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の次亜塩素酸ナトリウム注入装置。
4. 前記輸送配管の経路にガス抜き管が接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の次亜塩素酸ナトリウム注入装置。
5. 前記ポンプが一軸偏心ねじポンプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の次亜塩素酸ナトリウム注入装置。

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