JPS60188700A - 液流中への薬剤の添加調合方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は液流中に薬ｆｆ１Ｊを添加する方法並びに装置
に関し、更に詳しくは水流中に第２の液体を正確に添加
調合するための方法、装置に関する。

〈従来の技術〉 水その他の液流中に少量の他の液体又は液状の薬剤を添
加することが必要な場合が多々存在する。

このような添加はバッチ式の操作によつて行なわれるこ
とが多く、大きな容器中で液体と添加液とを混合してい
る。このやシ方の場合には匠用する前に大量の調−＆済
み溶液を貯留しておく必要があると云う問題が起る。更
に流れている液流中に薬剤を連続的に調合添加する必要
がある。たとえば供給水の処理のための逆浸透システム
において、使用される半透膜がスケールの付着のために
汚染された夛、細菌の作用によって浸食されだシする。

これらの二つの問題は、逆Ｖ透処理される水流を正確に
酸全添加することによってｐＨを制御又は鯛整して溶解
している塩の沈澱を防止したシ、又は殺菌剤會流れの中
に注入して膜を侵食する細菌類の成長を阻止したシする
ことが可能ならば克服することが可能でちる。

又農場で飼われている動物であれ、実験用の動物でる扛
、これらの動物の給餌ホに正確に薬剤を投入することも
必要である。農場の動物の飼育には成長を促進するため
に栄養剤全給餌水中に調合することが好ましい。実験！
１ｉｌＩ物の飼育やその実験での利用の際、栄養剤や医
薬を給餌水中に正伽に調合し動物が実験に用いられてい
る間ＰＩｔ密に制御することが要求されることがＡＭで
ある。

調合システムの他の応用としては人間の飲料水の塩素ｆ
ヒがある。人間が消費するために井戸又は湖から水を取
入れる場合に、飲用に先立って水を塩素１ヒすることが
必要である。この用途のため少量の塩素が水源から取出
される水流内に注入される。

これらの例は大量の一つの液中に少量の他の液を連続的
に添加することの必要な場合のいくつかの利用例を示し
ている。本発明は一つの液体に別の液体？添加する場合
にすべて応用できることを理解すべきである。しかし水
処理が主たる用途の一つなので本明細書では以後すべて
第１の液流を”水流１と称し、第２の液即ち添加液ヲ″
（調合）薬剤６又は″薬剤流０と称する。

水中に注入される薬剤の量及びシステムの全生産能力は
応用例毎に大きく変化している。しかし一般論としては
単位量尚りの処理水に必要な薬剤の量は極く僅かである
。−例としてアルカリ成分として炭酸カルシウム２００
　ｐｐｍを含む供給水流のｐＨ’ｅ　６まで下げるため
にこの水流中に加えるべき硫酸はｉ　４０　ｐＰｍでよ
い。細菌の成長を阻止するために添加される殺菌剤のレ
ベルも同様に少量であり、典型的には１　ｐＰｍの自由
塩素が用いられる。

現在工業的に稀釈系＠を供給水泥中に供給するのに積極
型容積ポンプが用いられている。稀釈溶液の使用は供給
ポンプの二つの特性のために必要である。一つには一ス
トローク当りの容積変位が所望の薬剤の拌績に比して大
きいことであシ、二つには容積ポンプは溶液の連続的な
吐出には適していないことである。

これらのポンプはその不連続的な特性から稀釈溶液をポ
ンプの回転数を多くすることによって薬剤濃度の変動を
乎ｍ化することが好ましい。ポンプのストローク作用に
よってポンプの充填ストロークの間に薬剤と水流との混
合を防止するために薬剤注入点に逆止弁を設けることが
必要である。

これらの間粗金回遊するための稀釈溶液の使用は薬剤の
貯留量の大巾な増加をもたらす。斜上の２００　ＰＩ）
ｍのアルカリ性物質を含む場合には、３０日分の溶液の
供給源（−日８時間の作業と仮定して）３０ガロンの貯
留タンクが必要である。中程度の能力の逆浸透処理の場
合には一時間当り４０１の生産水量しか得られない。大
きなシステムはこれに見合ったもっと大きな貯留量か又
はもっと濃い薬剤必度を必要とする。

積極型容積ポンプの使用は別の間ＶＩｉを生起する。

予想される機械装置の定期的な保守の他に、薬剤用ポン
プのモータは供給水の流れが停止した時には薬剤の供給
も確実に止まるようにシステムに電気的に接続されてい
なければならない。更に供給水の流量が変化した場合に
は手動でポンプの供給量及び／又はストロークの調整を
行なわなければならない。この調整は水流中の正確な薬
剤濃度を維持するのに必要であり、システムが存続して
いる限シ定期的に行なわれなければならない。

ポンプの性質上稀釈溶液を利用しなければならないので
使用者はたとえば水のｐＨｋｍ整するのに硫酸などの濃
厚薬剤と密接に接触する必要がある。斜上の例において
は３０日分の稀釈硫酸を調製するのに使用者は９５％濃
度の硫酸２．１ガロン１に２７．９ガロンの水と混合す
ることになる。このことは正当な混合技術に馴れていな
い人にとっては深刻な危険全作なう。

１９８５年７月１５日のモンテル（＆１ｏｎｔｅｌ　）
他の米国特許ａ！　２．８４３．１３９号には生水管中
金泥れる水に、所定の流量までは処理剤を水量に直接比
例して添加し、水量が該所定の流ｉｔ−越えると水の処
理を比例的に減少し、制限し及び／又は停止するための
Ｈｌｉｆが開示されている。

１９７５年１２月２３日のホラン　ジュニア（Ｈｏｒａ
ｎ　、　Ｊｒ　）他の米国特許第３，９２８，１９７号
には水を飲用に適したものとするためにたとえば塩素な
どの消毒剤で処理するシステムについて述べられ、水に
対する塩素の供給はシステムの要求に実質的に比例して
行なわれる。

１９６７年２月２８日のティジュラ（Ｔｉ５ｃｈｌｅｒ
　：の米国特許ａＮ３，３０６，５０４号にはイオン交
換粒子の再生の際、先ず粒子金酸で処理し、次に食塩水
で処理することが好ましいことが述べらｎ、イオン交換
樹脂の再生のために２インに所足量の酸全添加する供給
器が開示されている０ １９８０年１１月１８日のレオ（Ｌｅｏ　）の米国特許
第４，２３４，４２５号には水のライン中に挿入された
ベンチュリを含むフッ素化システムが示され、該ベンチ
ュリはラインから水を引出し、それを可溶性フッ化物全
含有したチャンバまで移送する通路を有している０前記
チヤンバを通過した後、フッ素（ヒされた水は再びライ
ンに戻される０１９６７年２月２８日のライド（Ｒｅｉ
ｄ）　の米国特許第３，３０６，４５２号には水処理に
用いられるイオン交換樹脂の再生において、食塩水に先
立ってイオン交換樹脂を先ず酸溶液で処理することが好
ましいことが述べられ、酸溶液用の貯留テ今ンバに接続
された計計チ＋ンバが開示されている０１９６７年６月
３日のクライザ（Ｋｒｙｚｅｒ　）　４也の米国特許第
３，３２５，０１２号には斜上のティシュ２特許及びラ
イド特許のそれと同様の酸供給装置が開示されている。

１９７４年５月７日のバーブ４　（Ｐｕｒｄｙ）の米国
特許第３，８０９，２９１号は可変の割合で連続的又は
不連続的に侠求に応じて均寺に＜Ｉ’Ｍに決められた量
だけ別々の６器から二つ又Ｑよそれ以上の液体全排出す
る装置ヲ示している。

１９８０年３月１８日のバーブ、（、（１’ｕｒｄｙ）
等の米国特許第４，１９３，５１６号には改良された二
液混合用の液不比しＵ供給装置が開示され、該装置は所
定の濃度に稀釈さ７した動物用桑′：勿を庁んだ混合水
を排出するのに好適である。

〈発明が解決しようとする間４点〉 成上の谷装置Ｑｉ）重々の液状成分？混合するのに用い
らｉｔているかこれらは一つのｌ夜を他の液中に大まか
な濃度で混合するのに適するか又は高い流量か若しくは
非活に低い流量のいずルかｔこ適して広い範囲の流量に
わたっては使えないかのいずれかの欠点金持っている。

従って本発明の一つの目的は第１の液流中に、そのびＬ
量に無関係に第２の液体全正確に添加調合するための方
法、装置全提供することにある。

本発明の別の目的は第ｌの液流のｏＩＬ紅と第２の液流
の流量との比が第１のｔ層流の流量と無関係に一定に保
たれる第１の液流中への第２の液の添加円台方法並びに
装置全提供することにある。

本発明の更に他の目的は圧力損失全勇如し得る層流バル
ブを提供することにある。

〈問題点全解決う°るための手段〉 本発明は第１液の流れの中に第２液を正確に添加調合す
る方法、装置を企図するものであり、第１液の流れは層
流状態で流れるようになされ、又第２液は層流領域の下
流側の第１．　ｉｌ［ｉ流内に、層流状態で、該層流領
域の流れ方向の圧力損失に直接比例する割合で導入され
る。又本発明は水の流ｎ全搬送するための主水管中に層
流要素ゲ内在せしめた生水管を企図している○この層流
要素はその中の水を層流の範ちゅうのものとし、即ちレ
イノルズ数が２．０００より少ない状態とじて流動きせ
る。Ｊ−流要素の下流の成る点に薬剤？水流中に注入す
るためのノー流注入手段が設けられている。この層流注
入手段は薬剤を層流状６下で水流内に導入するのに役立
つ。

層姫要素の前後の圧力損失と生水管中の水の流ｈ１．と
に［／ｉ直接比例る力＊　＞％　ｔ％ｌＩに及ｅにす比
例作用装置がｊＱけられている。この比例作用装置は主
水管中の流分を利用し、て桑刑が貯貿されているチャン
バ上に力定及はすものであれば如何なる形肪のものであ
ってもよい。たとえば好適な装置の一つは自由に浮動す
るピストンを内蔵し／こシリンダを具え、該ピストンの
一方は層流要素の」二流側の王水管に接続され、他方は
層流注入手段に入り込んで接続されている。上水’ｆＷ
　Ｆ’Ｅの水の流量がピストンに圧力音訓えると、ピス
トンは薬剤の入っているチャンバのイψ桔を減少させる
方向に移動し、薬剤を層流注入手段音道じて、主７Ｊ＜
管内の水の流量に直接比例する割合で、層流要素の下流
の主水管内に圧入する。比例作用装置の第２の好適なタ
イプは可う光性部材全内蔵したチャンバを具え、該可撓
性部材なユテ千ンバ全イｌ互に液のか日ｔが生じないよ
うに独立した二つの禎ｂＪに分割している。たとえば、
このユニットｅ；↓Ｎｉｌ性のあるチャンバ内に１置か
れた口ｆ撓性の装の形噛をしている。チャンバは層流要
素の位置の上流の地点で王水管と直接連通している０可
撓性袋は層流注入手段と直接連通している。水が生水管
’（Ｉ−通じてチャンバ内に流れると、それに内蔵され
た可撓性の袋に力が加わり、それによって層流注入手段
を通じて薬剤が生水管内の流量に比例して生水管内に流
入せしめられる。生水管内の層流要素と、生水管中に薬
剤を導入する層流注入手段との存在によって生水管中の
水への薬剤の正確な添加が可能となる。生水管中の水の
流量が変「ヒしても主水管中の流量と主水管内へ注入さ
れる薬剤の流量との比には影響はない。即ち生水管中の
水のＲ量に無関係に水と薬剤との比は一定に保たれる。

更に生水管中に設けられた層流要素と層流注入手段顛よ
って水流に対する正確な薬剤添加が可能となるばかシで
なく、極端に低い流量下でも実用的に使用できる。この
利点のためにここに述べられる方法、装置は広い範囲に
利用され、ｐＨ制御又は水の塩素比の商業的利用から含
有黛の高度に正確な制御が絶対的に必要な動物に対する
薬物の投与並び管理、のための水流への薬物の添加にま
で及んでいる。

本発明のその他の態様は調節自在な層流要素でちる０こ
の要素は生水管内に設置されると、該要素を通る流れを
層流状塵に保持したまま該要素の前後の圧力損失金調節
自在に制御する。従って層流要素の前後の圧力世失を変
えることによってＪ”Ｊｒ与の爺の水に対する薬剤の量
はこれに比例して変化する。この要素は生水管又は導管
のセグメントの形状全なし、その中にこれを貫通する多
数の毛管通路を有している。毛管ｉｔ有するセグメント
の一方の面上には所定の割合の毛管を閉塞するための手
段が設けられ、それによって層流要素の前後の圧力損失
を増加せしめる。このように開放毛管の数を減らすこと
によって層流要素の前後の圧力損失がこの調節操作によ
って閉塞された毛管の数と同じ割合で増加する。

〈実　施　例〉 本発明の共】１ハ的な理解のために全図面勿通じて同じ
部品には同じ符号を付している。

本発明の装置１０はフランジ、ねじ込み等の適宜の手段
で主水管に入口１１と出口１３と全接続することによっ
て生水管内に挿入さ扛ている○水がこの添加調合装置の
入口】１に入ると、それは先ず剛性容器１３と可撓性の
袋１５とで作られｆｔ比例作用装置２０内に流下する。

水は外（１１１１容器１７内に収容さｎた剛性容器１３
に入り、可撓性袋ｊ５の周囲に満たされる。この装置の
性質によって、水が可撓性袋１５から溢れて袋１３と容
器１３の間の空間金満たし、生水管１９内に逆流すると
生水管内の水と可撓性袋１５内に入っている薬剤との間
で熱交換が生ずる。その結果、袋１５内の薬剤の温度は
急速に供給水の温度に等しくなる。主水管内の水の経路
は次の通りである。開口２２から主水管１９に入った後
、水は層流要素２１に入る。第１図に示すように、この
層流要素は第２図に更に詳細に示されている調節手段２
３を具えている。しかしながら最も広い態様の場合、本
発明はＮ流袂素２１′ｆ！ｃ企図しているＯなぜならば
如何なる温度に対しても又水の流斂に対しても層流要素
２１の前後の圧力損失は一定になるからである。種々の
調合濃度が必要な場合には層流要素２１の前後の圧力損
失全調節自在に制御する手段を採用することが好ましい
。

第１図に符号２３．２１で示された調節自在な層流要素
は第２図〜第４図に示した形陽をなしている。ポールバ
ルブ又はゲートバルブ等の普通のバルブと層流要素２１
とを直列に組合わせてもよい。層流９素２１は層流を主
管内の領域に導くために該主水管に充填された多数の毛
管’ｋＡ−えている。ボールバルブと層流要素との組合
わせは多くの目的に適した実際的な解決策であるが、薬
剤金主水管内へ導入する際の精度と制御が、第２図〜第
４図に示された調節自在な層流要素２３によって流れが
制御されている場合程正確ではない。その理由は乱流バ
ルブの前後の圧力損失が層流領域でなくて乱流領域で生
ずるからである。しかし多くの工業上の応用においては
この近似で充分である。もし応用できるなら更に乱流バ
ルブ金層流要素２１と組合わせることはもっと経済的で
ある。

このようにして水は層流要素２１を通過する際に層流注
入装置２４に衝突し、又出口１２から主水管の下流部へ
流出する０ 水は剛性容器１３の内部の比例作用装置２０に入り、可
撓性袋１５上に衝突し、更に袋１５と該袋内の薬剤上に
圧力企及はし、この袋内の薬剤？層流注入手段２４と直
接連通している可撓性チューブ２５の内部に押出す０こ
のようにして可撓性袋１５内の薬剤は袋から層流注入手
段２４奮経て主水管内へ押出される。

可撓性袋１５と層流注入手段２４との間の接続を明瞭に
示すために、可撓性袋１５はその頂部を一部切除されて
いる０袋１５は可撓性開口部２７を具えている０可撓性
袋はポリエチレン、又はポリプロピレン等の適宜な材料
で作られ、開口部２７に熱シール又は超音波シールされ
ている。開口部２７は剛性容器１３の頂部の開口２９内
に嵌め込まれている。層流注入手段２４のホルダとして
も機能するストッパ手段３０が可撓性袋１５の開口２７
内に挿入されている０このストツノ（手段３０は層流注
入手段２４を袋１５内に収容されている可撓性チューブ
２５と接続するための通路３１を具えているＯ可撓性チ
ューブ２５は薬剤をどの地点からも中央導管内に導入し
得るように螺旋状に形成されている０このことは実際の
使用に当って袋１５の内容’Ｍ完全に排出するのに役立
つ。ストッパ手段３０は外側容器１７かねじ３２によっ
て装置に接続される際、剛性容器１３の放射状興２８と
係合し、可撓性袋１５がねじれないようする多数のフィ
ンガ３３を具えている。必要な場合には圧力損失が判る
ように圧力ゲージ３５゜３７が主水管内に組入れらｎｆ
ｃ層流要素２１の両側に設けられている。

第２図〜第４図を参照すると、層流要素２１は水流を層
流（ヒする多数の毛管５１を合んだプラスチックパイプ
のような一定の長さの４管５０金具えている。毛管は適
′ＪＬな材料で作ることができるがガラス毛管が好まし
い０符号２３で示された調節自在な層比パルプはＩ＊流
要素２１に直接接続された水密なハウジング５３′ｔ−
具えている０該）１ウジング５３内にｔよねじ５７によ
って／Ｓウジングの壁面に固定された一足力のスプリン
グ５５が設けられている。このスプリング５５は、少な
くとも、第３図に示すようにスプリングが完全に伸長し
た時に層流要素２１の毛管５１の端部と接触する面にシ
リコンなどのソフトコーティング５９１（角している。

調節手段６１はスプリングが毛管金力バーするように伸
ばされるとき、スズリングが保合面６３に沿って滑動す
るようにスプリング５５に係合している。該調節手段６
１は０リング６９を具えたシール模＄６７’ｉ通してハ
ウジング５３′ｔ−貫通するねじ部６５を有する０）１
ウジング５３の外側には調節手段６１と螺合するナラ）
７１が設けられ、これが締められたり、緩められたりす
る・と、これに応じてスプリング５５が伸ばされたり、
巻込まれたりするようになされている。第２図は調節自
在な層流要素２３が全開位置にある状聾を示し、第３図
はこれが全閉位置にわる状級を示している。バルブ２３
は毛管５１會完全に閉鎖するように作ることもできるが
、第４図から判るように層流制御装置が全閉状態の場合
、すべての毛管がシールされてはいない０従ってここに
示された装＠は層流９素全完全に閉鎖するようには設計
されて２らず、１００％の開度から約ｌθ％の開度まで
の調節によって層流要素２１のｎｊＪ後の圧力損失を調
節している。この層流擬素の目的は層流状朝における圧
ノ月貝失のｒＡ節を行なりことにある。

圧ノ月貝失はスフ゛リング５５を伸ばして毛′＃をカバ
ーすることによって調節される。

主水流内に注入される添加薬剤の１０から１までの調節
範曲は容易に得られ、同時にこのシステムが層流状機の
境界以内でうまく作動することが保証される。層流は流
ｌ（状鴫のレイノルズ数が２、ｏｏｏ以下の場合に存在
すると云わ扛ている。

従ってレイノルズ数１０００以下での作業は確実に層流
状襲のＱ曲内にある。第１図〜第３図に示すシステムに
おいては毛管５１はｌＪ、０１３インチの内径と３イン
チの長さを有し、該層流制御要素２１は総数４０００本
の毛管′に具え、又温度７００Ｆにおける主水流の流量
は毎分０．８ガロンでめり、又粘度は０．９７センテボ
イズ、密度は１立方フィート当１１５２．３ボンドであ
り、この場合のレイノルズ数は次式で計′／ｆ、ぢれる
Ｏ Ｒｅ　＝　５０．６［−Ｊ ｄμＮ ここでＱは水の流量（ガロ７７分）、Ｎは流れに露出さ
れている毛管の数、ρは水の蜜度（ポンド／ｆｔ”）、
ｄは毛管の円径（インチ）、μは水の絶対粘度（センチ
ボイズ）である０ これらの値を式に代入するとレイノルズ敬は１００とな
る。又この６Ｖ葬を２００本の毛管が流量に露出さ扛て
いる第３図に示されたｌ−流俄素の形態に対して行なう
とレイノルズ数は１．０００と計算でれる０こｎらの値
４共に層流の範ちゅう内に入っている０層流要素の前後
の圧力損失に７％　−グンーボアズイユの式 によって決定さｎる０ここで八Ｐは圧力損失（ボンドｉ
ｎ”　；　ｐｓｉ　）　Ｌは７−ａ要素の長さくフィー
ト）、μは水の絶対粘度（センチボイズ）、ｄは毛管の
内径（インチ）、Ｑは水の流量（ガロ７７分）、及びＮ
は流量に露出している毛管の数である。第２図に示さｎ
ｆｃ層流要素の状酵において、上式で２１譜、した圧力
損失は０．９３　ｐＢｉである。第３図の四様では２０
ｆＪ本の毛管が流れに露出しているが、この場合には圧
力損失は９．３　ｐｓｉとなる。これはＪ煙６１Ｌ状弗
の１０から１までの調節可能な範囲ケ表わしている。

第５図は第１図に概略的をこ示さシした層流注入手段２
４の防面図を示す。この注入手段２４は導管部７３に開
目する毛管７５を有するガラス管７】を具えている。層
流注入手段２４は第１図に示されているようにストッパ
手段３０と係合するねじ部７７と、０す／グア９，８３
（ｆ−含むシール手段とを具え、袋１５の内容物を注入
手段２４に流入させるようにｌさルている。薬剤中の固
体粒子が毛管７５に達するのを防ぐためにフィルタ要素
８１が設けらｎている。

第１図に示された層流注入手段２４μ梢密にねじを切ら
オｔたねじが緊密に螺入されたプラスチック製の円筒な
どであってもよい。このねじ山と円筒の壁どの薩合によ
って形成さｎた螺旋状通路が流れ會層流比する。

第６ａ図〜第６ｃ図は層流要素２１とＩψ流注入手段２
４との製造方法全図示している。プラスチックパイプで
作られた導管が直立して置かれ、多数の毛管がこの導管
の空ルｒ′？１．はば充填するように挿入さ扛る。第１
Ａ図において、この毛管はｉ６Ｂ図に示さ扛たようにエ
ポキシ閉基剤９３が入り込んで毛管を閉鎖しないように
閉じた状部で示さｎている。しかしこれは好ましいやり
方でろって、毛管内に固着剤９３が入り込まないように
注意す扛ばこｎに限定されないことに貿怠すべきである
。

閉塞剤９３が硬「ヒした後、毛管９１のＱ部μ通宜な手
段、たとえば第６ｃ図に示き′ｎたよりな研摩ホイール
によって除去され、導管９０の端部上に実質的に平坦な
面が形成芒扛る。

第１図に示さ′ｎた不発明（但し非胸願型の層流Ｊ＆累
２１を使用）にかかる方法、装置の正確性と信頼性とを
、王水管内の絞９升の存在に近似させてオリフィスを層
流制御要素に取替えた対応する装置と、匈々のηＬ社に
対して比較するために、次の実験が行なわれた。

最初に供給水鉱水の比抵抗が１８．３ＭΩ−ｃｍ（２５
℃抽正）に達するまで脱イオンｒヒすることによって卑
俯された。このこと扛水中にイオン比物質が完全に皆無
になったこと葡表わす。次いで脱イオン比された水の溶
液が、１．０００　ｐｐｍの塩水ム度になるように食塩
をこｎに加えることによって薬剤の調合用に用いらｎた
。この食塩溶液は引続いて奈剤として用いられた。この
水流の比抵抗は制御された楽剤投入を提供するシステム
の能力の指標である。

どの場合にも供給水及び調合さｎる食塩溶液の温度は５
０°Ｆであった。生水管１流れる水の流量扛供給水の上
流側圧力を変えることによって変更された。これらの実
験結果は第１表に示され、″流れ比゛と省かれたその最
終様は供給水流音を食塩水流計で割った比である。テス
）Ａ−Ｄはライン内にオリフィスを用いて乱流域での圧
力損失を生セしめで得らｎ　ｆｃ　Ｗ朱を示し、一方テ
ス）Ｅ〜Ｇは層流域での結果を示す。本発明にかかるテ
ストは一定の流れ比を提供し、一方乱流域での流れ比は
かなシ変動している。

第１表 第１表は供給水の流量が変ｒヒするとき、乱流域内でシ
ステムの圧力損失が生じた場合には、層流域内で圧力損
失が生じｆｃ場合に比し調合割合の均一性が不足するこ
とを示している。実際上、供給水の流量は実質的に−９
であり、僅かに変化するのみでおる。従って７Ｊｉ与の
利用において本発明にかかる胸倉システムｅユ供ｈ）水
の流量と１５−ｒ望の調合濃度とが予じめ決複っている
状態の所に設置さ２するべきである。このようなシステ
ムにおいては、供給流量は以上の通りｐｉ３々−足でお
るが層流域での圧力う員失は供給水の１品ｌ堤笈比によ
って大ｌ］に変１ヒフｒる０ 層流システム同ではＩｉＬ鼠は次式によって決まる〇ハ
Ｐ Ｗ−ＫＬ− μＷ ここでＱｗはＩリフγん状凹での水の流量（）１１７７
分）、Ｋ、は定数、ΔＰ（り：　１４！ｉ流域の？ｊｔ
ｌ後における差ｌｆ（ボンド／ｉｎ２、ゲージ圧）、μ
７は水の絶対粘ム［（センチボイズ）である。この式か
らｊｌｔｔ４ｔ　（Ｑア）が一定の個所では圧力損失は
供給水の粘度に反比例してＫｉフることか明らかである
。以上のシステムにおいては薬剤は層流注入器？経て層
泥状囚下で層訛誠の流量し方向の圧力損失に比例して６
人される０供；１＠水内への薬剤の流量はまた薬剤の粘
度國依拠している。ここに述べたシステムでは薬剤は実
質的に供給水の温度と同じなので薬剤の枯枝は供給水の
温度に伴って供給水の粘度に対応して要（ヒする。シス
テムの流れ方向の圧力損失が＠剤の粘度に応じて供給水
中への薬剤の流−ｉｋ制御するので、供給水と薬剤との
流れ比はｆ！ｉＡ度条件が変化しても実質的に一定に保
たれる。

生水管内の供給水が乱流の範ちゅうにある場合にはこの
ことは白てはまらない０これは乱流域のパイプ内での液
の流量を示す次式から容易に理解さ扛よう。

ＪＩＭ’ ９丁　−ＫＴ　−・ ρ ここでＱＴｌ”Ｊ、乱流状態下の水の流量（ガロフッ分
へに工は定数、ΔＰは乱流域の流れ方向での圧力損失、
ρは水の照度（ボンド／　ｆｔ３）である。

この式は流量が一定のときＶこは乱流喰の流れ方向での
圧力損失は水の密度に従って変化することを示している
。水の密槻は温度の大ｒｊＪな変化に対してはんの僅か
しか変「ヒしない。たとえば４０゛Ｆの場合、水の密度
は６２．４２６Ｃボンド／　ｆｔ”　）であり、一方８
０°ｌＩ゛の場合に１−ｊ６２．２２０である。

従って本発明によｎば、供給水の薬剤の度は供給水温度
の大巾な振ｎがあっても一定に保たれると云う付加的な
利点が得らｎる〇 以上本発明は１１（［１部にわたって詳細に説明さｒし
たが、こｎはあくまでも例示の目的でおって、当莱者に
よ扛ば流ｎの調合方法並びに装置の多くの変形が本発明
の範四を逸脱することなく達成できることは当然である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる装置の部分断面による概略側面
図、 第２図は完全開放位置にある調節自在な層流要素の概略
側面図、 第３図は完全閉鎖位置にある第２図の層流要素の概略側
面図、 第４図は水流の上流地点から見た第２図の層流要素の平
面図、 第５図は本発明の層流注入手段の側断面図、第６Ａ図、
第６Ｂ図及び第６Ｃ図は本発明の層流要素の製造工程會
示す側面図である０１０・・・・・・本発明装置 １３・・・・・・剛性容器 １５・・・・・・可撓性袋 １７・・・・・・外ｆｌｌｌｌ谷器 １９・・・・・・王水管 ２０・・・・・・比例作用装置 ２１・・・・・・層流要素 ２３・・・・・・調節手段 特詐出願人 サイフロン　コーポレイション 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１液の流れを搬送する生水管、該生水管内に設置
   され生水管内に層流を形成する層流要素、該層流要素の
   下流に第２液を層流状態で且つ前記層流要素の前後の圧
   力損失に比例する比率を以って導入するための層流注入
   手段を具えた第１液の流れの中に第２液を正確に添加調
   合する装置２、第１液の流れを搬送する生水管、該生水
   管内に設置され生水管内に前記第１敵のＪＷＩ流を形成
   する層流要素、該層流要素の前後の圧力損失に比例して
   第２液の源に力を加える比例作用装置、及び第２液を生
   水管内の第１液中に層流状態で注入するために８２液像
   に連通している注入手段を具えた第１液のηＬれの中に
   泥２液を正確に添加調合する装置 ３、前記比例作用装置が第１液用の第１チヤンバと第２
   液用の第２チヤンバとを具え、該第１チヤンバは前記層
   流要素の士介受骨Ｏ上流側地点で前記主水管と連通し、
   前記第２チヤンバは第２液を主水管内の第」顔中に層流
   状Ｉで注入する注入手段と連通し、前記第２チヤンバは
   前記第１チヤ／バによって曲繞されている特許請求の範
   囲第２項に記載された装置 ４、前記第１液が第２液用のチャンバの上方を流れるよ
   うに方向付けられている特許請求の範囲第３項に記載さ
   れた装置 ５、前記層流要素が軸方向に整列して導管を充填してい
   る多数の毛管を具えた筒状導管である特許請求の範囲第
   １項に記載された装置 ６６　層流要素がその前後の圧力損失を調節する手段を
   具えている特許請求の範囲第１項に記載され九装置 ７、第１液が層流状態で流動する層流領噛を生水管内に
   形成し、第２故を層流状態で、前記層流領域の下流の第
   １１ｆｉ中に、層流領域の流れ方向の圧力損失に比例す
   る比率で注入する第１液の流れの中に第２液を正確に添
   加調合する方法８、層流領域の流れ方向の圧力損失が層
   流状態を保ったまま変化し、それによって第１液中への
   第２液の流証が所定のレベルにＡ節される％杵請求の範
   囲第７項に記載された方法 ９、第１液の流ｔｔが予じめ決められ、層流領域の流れ
   方向の圧力損失が第１欣中への第２液の添加比率がＢ「
   定の値になるように調節され、更に第２液の温度が第１
   液の温度によって制御される特許請求の範囲第７項に記
   載された方法 ｌす、導管内に軸方向に整列して配置もれた多数の毛管
   を有する導管と前記毛管の所定の部分を閉塞する調節自
   在な閉塞手段を具えｆＣ調節自在なノー流要素 １１、前記調節自在な閉塞手段が一定の付勢力を有する
   スプリングと該スプリングの伸張度合を調節する手段と
   を具え、該スプリングは伸張すると前記毛管の開放部分
   を閉鎖する特許請求の範囲第１０項に記載された層流要
   素 １２、閉鎖端と開放端とを有する多数の毛管を該毛管の
   開放端と円筒の一端とが実質的に一平面となシ、毛管の
   閉鎖端が円筒のもう一方の端から突出するように円筒状
   の導管部材内に配置し、毛管の閉鎖端上に閉塞剤を注い
   で毛管同士の間の間隙を実質的に充填し、該閉塞剤を固
   「ヒせしめ、更に円筒の外に突出している毛管の閉鎖部
   分を除去して円筒の端面とこのようにして設けられた毛
   管の開放端とが実質的に面一になるようになす層流要素
   の製造方法