JPS5827109Y2 - エキタイチユウニユウソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主流路の液体流量に比例した他の液体の流量を
高精度に制御しながら上記主流路に連続して注入する液
体注入装置に関する。

たとえば、浄水場において、原水流量（河川水やダム貯
水）に薬液を比例注入するプロセスがある。

この場合の薬液の計量は定量ポンプ（プランジャポンプ
）が最適であり、その吐出量を制御して計量をなすよう
になっている。

定量ポンプの吐出量の制御方法として、 （イ）定量ポンプのストローク量の制御 （ロ）定量ポンプの駆動モータ回転数の制御（ハ）上記
（イ）および（ロ）の組合せでなす制御等がある。

これらは、おおむね定量性のすぐれた吐出量制御を実現
するが、微少領域（ポンプ定格の約１０％吐出領域）で
は精度が悪くなる。

これはポンプの吐出弁、吸入弁、グランドパツキンなど
に、微少のもれがあって、微少領域においてはそのもれ
量を無視し得なくなるためである。

ところが、現実の浄水場での原水流量の変化が比較的大
きいため、それに対応して薬注用の定量ポンプの吐出量
の変動も大きくなり、ときには微少領域で制御動作をな
す必要もある。

本考案は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、主流路を流れる液体に微少量から最大量に至
るまで注入量を高精度に制御しながら他の液体を注入す
る液体注入装置を提供することにある。

本考案の特徴は、主流路を流れる液体に注入量を制御し
ながら他の液体を注入する液体注入装置において、比率
設定器と、該比率設定器の出力ｅ２を受は予め設定され
た値と比較してＡまたはＢの２値信号を出力する比較器
と、定格吐出量Ｑの第１定量ポンプと、定格吐出量ＫＱ
の第２定量ポンプと、上記比率設定器の出力ｅ２を受は
該出力に対応させて上記第１定量ポンプのストローク量
を定める第１ストローク調整装置と、上記比率設定器の
出力ｅ２を受けに倍した信号Ｋｅ２に対応させて上記第
２定量ポンプのストローク量を定める第２ストローク調
整装置とを設け、上記２値信号がＡのとき第１定量ポン
プが駆動し上記２値信号がＢのとき第２定量ポンプが駆
動するように構成したことにある。

以下、本考案について図を用いて詳細に説明する。

第１図は本考案実施例の構成説明図であり、図中、１は
所定部分に配設された流量発信器１０からの検出信号に
よって内部を流れる流量が知られるようになっている主
流路としての原水流路、２は後述の定量ポンプ３ａまた
は３ｂの駆動によって内部を流れる流量が所望の値に調
節されるようになっている他の流路としての薬注入流路
、３ａ 、３ｂは最大吐出量（定格）として夫々Ｑ。

Ｑ／Ｋ （但し、Ｋは定数）の能力を有する夫々大容量
用および小容量用のプランジャポンプでなる定量ポンプ
、４ａ、４ｂはスイッチ１Ｔを介して電源１６に交互に
接続され夫々定量ポンプ３ａｓ３ｂを駆動せしめるポン
プ駆動用モータ、７ａは後述の比率設定器１４の出力ｅ
２に対応した信号を電気変位変換器５ａに供給し該変換
器５ａの出力（変位）で定量ポンプ３ａめストローク量
ヲ変化させると共に２連のスライド抵抗６ａのスライド
位置を変化させその抵抗値をフィードバック信号となす
ことにより、上記出力ｅ２と定量ポンプ３ａのストロー
ク量との対応をより確実なものにならしめる電々ポジシ
ョナ、７ｂは後述の比率設定器１４の出力ｅ２を定数型
算器９でに倍した信号Ｋｅ２を入力とし該入力に対応し
た信号を電気変位変換器５ｂに供給し該変換器５ｂの出
力（変位）で定量ポンプ３ｂのストローク量を変化させ
ると共に２連のスライド抵抗６ｂのスライド位置を変化
させその抵抗値をフィードバック信号となすことにより
、上記信号Ｋｅ２と定量ポンプ３ｂのストローク量との
対応をより確実なものにならしめる電々ポジショナ、８
ａ、８ｂはスライド抵抗６ａ、６ｂの抵抗値に夫々対応
した電気信号を夫夫出力する抵抗電気変換器、１１はＬ
＜Ｈなる２つの比較値Ｈ，Ｌを有し該比較値の差を動作
すきまとなすヒステリシス特性を具えて比較動作をなす
比較器、１２ａ、１２ｂは上記抵抗電気変換器８ａ、８
ｂの出力のいずれか一方がスイッチ１８により択一され
て入力されると共に該入力信号を夫々比例（定数１）パ
ルス信号および１／に倍パルス信号に変換するアナログ
デジタル変換器、１３はアナログデジタル変換器１２ａ
、１２ｂの出力のいずれか一方がスイッチ１９により択
一されて入力される流量積算器、１４は原水流路１を流
れる原水流量と薬注入流路２から注入される薬注入量と
の比率を所望の値に設定する比率設定器、１５は定量ポ
ンプ３ａ、３ｂの夫々の定格吐出量Ｑ。

Ｑ／Ｋを夫々フルスケールとなす２重目盛を有すると共
に抵抗電気変換器８ａ、８ｂの出力（即ち、定量ポンプ
３ａ 、３ｂのなす薬注入量に相当する値）をスイッチ
１８により択一して指示する薬注入量指示計である。

また、上記定量ポンプ３ａｓ３ｂの各ストローク量は外
部信号によって調節されその調節量は外部信号に対して
同一特性を有すると共に、該外部信号が過大となり定格
値を越えた場合も各ストローク量１００％でロック機構
が働くようになっている。

更に、電気変位変換器５ａｓスライド抵抗６ａｓ電々ポ
ジシヨナγａ１および抵抗電気変換器８ａでなるａ系（
第１手段）と、電気変位変換器５ｂ１スライド抵抗６ｂ
、電電ポジショナγｂ１および抵抗電気変換器８ｂでな
るｂ系（第２手段）とは、対応する夫々の各構成部品が
同一定格のものからなっている。

尚、ａ系から外部信号によって上記第１定量ポンプ３ａ
のストローク量を調整する第１ストローク調整装置が構
成されると共に、ｂ系から外部信号によって上記第２定
量ポンプ３ｂのストローク量を調整する第２ストローク
調整装置が構成される。

更にまた、比率設定器１４の目盛は注入率（例えばｐｐ
ｍ）目盛となっており、電気的乗算の定数と連動して可
変であって所望の注入率を手動で設定できるようになっ
ている。

このため、比率設定器１４の出力ｅ２は入力ｅ１にあら
かじめ定めた定数を乗じた流量信号となる。

また、第２図は上記比較器１１の設定値説明図である。

上記比較器１１は、入力ｅ２に対し第２図に示すごとく
、ＡまたはＢの２値信号を出力するようになっている。

そして信号Ａでスイッチ１７，１８および１９を連動し
てａ側に切り換え、信号Ｂで上記各スイッチを連動して
ｂ側に切り換えるようになっている。

以下、上記構成からなる本考案実施例の動作について第
１図および第２図を用いて詳細に説明する。

説明の都合上、初期条件をｅ ２ ＞ Ｈとおく。この
ため、比較器１１の出力は信号人となり、スイッチ１７
，１８および１９はａ側にあって、定量ポンプ３ａを駆
動し、３ｂを停止となす。

原水流量Ｍが最大値Ｍｏのときに、薬注入量Ｑｏを必要
とし比率設定器１４（設定値α）の出力ｅ２はＥＯを得
ているものとする。

なお、このときの薬注入量Ｑｏは定量ポンプ３ａの定格
吐出量Ｑと一致するものとすれば、電々ポジショナ１ａ
は入力ＥＯで定量ポンプ３ａのストローク量１００％を
得る〇一方、比較器１１の設定値ＨおよびＬは（１式の
関係にあるものとする。

ただし、 は定量ポンプ３ｂのストローク量 を１００％となす信号ｅ２の大きさ また、信号ｅ２は（２）式で表わすことができる。

ｅ２ｏｃα、 Ｍ （２）ただし、α
は比率設定器の設定値 Ｍは原水流路の流量 定量ポンプ３ａのストローク量は比率設定器１４の出力
ｅ２に正確に対応して決まり、そのプランジャの動作は
定速回転をなすポンプ駆動用モータ４ａによって一定の
繰返し動作となっているから、吐出量はストローク量に
比例している。

したがって、定量ポンプ３ａの吐出量（薬注入量）は（
２）式の関係から原水流量Ｍに正確に比例することにな
る。

すなわち、原水流量と薬注入量とは一定の比率が保持さ
れているといえる。

また、電気変位変換器５ａの出力で変位するスライド抵
抗６ａの出力も、信号ｅ２に対応つまり薬注入量を示す
ことになり、指示計１５で常時その量を指示することに
なる。

さらに、指示計１５の入力端と並列接続されたアナログ
・ディジタル変換器１２ａの変換出力も薬注入量に対応
し、流量積算器１３で薬注入量積算値を指示し得ること
になる。

このように、本実施例では電々ポジショナγａ１電気変
位変換器５ａ等で定量ポンプ３ａの吐出量を正確に制御
するとともに、定量ポンプ３ａの吐出量を指示計１５、
積算器１３等で監視するようにしている。

これは、スイッチ１γ、１８および１９がｂ側にあって
も同様のことがいえる。

次に、スイッチ１７，１８および１９の切換え操作につ
いて以下説明する。

いま、比較器１１の設定値は（１）弐つまり第２図の関
係にあり、信号ｅ２＞Ｈにあるので、比較器１１は信号
Ａを出力し、スイッチ１γ、１８および１９はすべてａ
ｉＩｌｌｌにある。

この状態にしても、信号ｅ２は定数乗算器９でに倍され
電々ポジショナ１ｂに供給されているＯＥ。

しかしｅ２〉Ｔにある場合、電々ポジショナ１ｂに定格
（電々ポジショナ７ａと同一定格で定格入力はＥｏ）以
上の入力Ｋｅ ２ （＞ Ｅｏ ）が供給されているの
で、定量ポンプ３ｂは１００％ストローク量でロックさ
れている。

原水流量Ｍの減少につれて信号ｅ２が、 となると上記ロッ クが解除され、比率設定器１４の出力ｅ２に対応したス
トローク量が定められることになる０このとき、重々ポ
ジショナγｂへの入力Ｋｅ２によって調節される定量ポ
ンプ３ｂのストローク量は、定格量に対して であるから、 プラ ンジャを駆動して得る吐出量は となり、定量ポンプ３ａの吐出量に等しい。

さらに、原水流量Ｍが減少し、信号ｅ２がｅ２＜Ｌの領
域に入ると、比較器１１の出力は信号Ｂとなる。

信号Ｂによってスイッチ１７，１８および１９は連動し
てｂ側に切り換わり、定量ポンプ３ｂを駆動し、定量ポ
ンプ３ａを停止し薬注入動作は定量ポンプ３ｂによって
なされる。

この切換え動作がなされても、（３）式で示すとおり切
換え時には定量ポンプ３ａおよび３ｂの吐出能力は完全
に一致しているため、薬注入量にならん影響を及ぼさな
い。

また、電々ポジショナγｂは信号Ｋｅ２で動作するため
、比率設定器１４の出力ｅ２に対してスライド抵抗６ｂ
の抵抗値はスライド抵抗６ａのに倍したものとして得ら
れる。

このため抵抗電気変換器８ｂの出力ｅ３′も、抵抗電気
変換器８ａの出力ｅ３をに倍したものとして得られる。

したがって、指示計１５において、１／に倍目盛すなわ
ちフルスケールＱ／に目盛を用いて読み摩ればよ（／１
〇 一方、流量積算器１３への入力はアナログ・ディジタル
変換器１２ｂで１／に倍パルス信号に変換して、定数乗
算器９での信号操作（Ｋ倍していること）を補償してい
るので、アナログ・ディジタル変換器１２ａの出力信号
と連続した信号として扱うことができる。

したがって、流量積算器１３の積算値には切換えの影響
は表われない。

再び、原水流量が増加に転じても、信号ｅ２がｅ＜Ｈの
間にあるうちは比較器１１の２値信号は信号Ｂと変化な
くスイッチ１７．１８および１９はｂ側の状態である。

ｅ ＞ Ｈになって比較器１１の出力は信号人となり再
びスイッチ１γ、１８および１９はａ側に切り換わって
上記動作を繰り返す。

なお、上記実施例において比較器１１の動作にヒステリ
シス特性をもたせているが、本考案はこれに限定するも
のではない。

原水流量力脈動せず常に一方向（増または減）で変化す
るようであれば、比較動作に動作すきまをもたせる必要
はない。

以上説明したように、本考案による注入装置は原水流量
の変化に対応して、大容量用および小容量用の定量ポン
プを切り換えて薬注入量を制御するようにしているため
、常に定量ポンプを最適吐出領域で使用することになり
、微少量から最大量に至るまで、薬注入量を精度高く制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による注入装置の構成説明図
、第２図は第１図における比較器の設定値の説明図であ
る。 １；原水流路、２；薬注入路、３ ａ ｓ ３ｂ ｓ定
量ポンプ、４ａ ｓ ４ｂ ｐポンプ駆動用モータ、５
ａ、５ｂ；電気変位変換器、６ａ １６ｂ ｐスライド
抵抗、Ｔａｘγｂ；電々ポジショナ、８ａ。 ８ｂ；抵抗電気変換器、９；定数乗算器、１０；流量計
、１１；比較器、１２ａ、１２ｂ；アナログ・ディジタ
ル変換器、１３；流量積算器、１４；比率設定器、１５
；指示計、１γ、１８．１９；スイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主流路を流れる液体に注入量を制御しながら他の液体を
   注入する液体注入装置において、前記主流路の液体流量
   検出信号ｅ１が入力されると共に該液体流量と前記液体
   注入流量との比率が設定される比率設定器と、該比率設
   定器の出力ｅ２を受は予め設定された値と比較してＡま
   たはＢの２値信号を出力する比較器と、定格吐出量Ｑを
   有し前記主流路に前記他の液体を注入する第１定量ポン
   プと、定格吐出量ＫＱ（但しＫは定数）を有し前記主流
   路に前記他の液体を注入する第２定量ポンプと、前記比
   率設定器の出力ｅ２を受は該出力ｅ２に対応させて前記
   第１定量ポンプのストローク量を定める第１ストローク
   調整装置と、前記比率設定器の出力ｅ２を受けに倍した
   信号Ｋｅ２に対応させて前記第２定量ポンプのストロー
   ク量を定める第２ストローク調整装置とを具備し、前記
   ２値信号がＡのとき第１定量ポンプが駆動し前記２値信
   号がＢのとき第２定量ポンプが駆動するように構成され
   たことを特徴とする液体注入装置。