JPWO2018084254A1 - 複数溶液の混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高濃度な混合による種々の弊害を解消して、種々の溶液を理想的な状態で混合して希釈する。【解決手段】希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とし、希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とし、希釈液で希釈された第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを密閉タンク２で混合して希釈する。【選択図】図１

Description

本発明は複数の溶液を混合して希釈する混合方法に関し、とくに混合される溶液が高濃度で混合されて反応する混合に最適な混合方法に関する。

種々の用途において、たとえば農業用には、殺菌剤や複数の肥料を混合し、水に希釈して使用する混合方法が使用される。最も簡単な混合方法として、図４に示すように、水を流している配管３０の途中に溶液を順番に注入して混合する装置が使用される。この混合方法は、互いに反応しない複数の溶液を混合して希釈できる。しかしながら、この混合方法は、高濃度で混合すると反応する溶液の混合に使用すると、混合された溶液から反応して種々弊害を発生することがある。たとえば、殺菌剤である次亜塩素酸ナトリウムにｐＨ調整用の硫酸などを混合すると、硫酸が混合された部分でｐＨが極めて低くなり、次亜塩素酸ナトリウムから有毒な塩素ガスが発生する弊害がある。殺菌剤に使用される次亜塩素酸ナトリウムは、硫酸を添加してｐＨ４付近に調整すると、極めて長期間に渡って安定して優れた殺菌力のあるＨＣｌＯの比率をほぼ１００％にできる。しかしながら、局部的に添加される硫酸によって次亜塩素酸ナトリウムのｐＨが３以下になると、成分の７０％以上が有毒の塩素ガスとなる弊害がある。

次亜塩素酸ナトリウムに限らず、たとえば、複数の肥料を混合する混合方法においても、高濃度の肥料溶液を混合すると、過飽和状態になって結晶化する等の弊害も発生する。

図５は改良され混合方法を示す（特許文献１参照）。
この混合方法は、一方の溶液Ａを希釈して希釈液とし、この希釈液に他の溶液Ｂを混合する。

国際公開ＷＯ２０１０／０４７１６７号公報

図５の混合方法は、図４の混合方法の弊害を少なくできる。しかしながら、この混合方法も一方の溶液Ａは希釈されるが、もう一方の溶液Ｂを希釈することなく高濃度や溶液の状態で混合するので、高濃度の溶液Ｂを混合する部分Ｃにおいて、高濃度の溶液Ｂが混合されることによって発生する弊害を解消できない。

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、高濃度な混合による種々の弊害を解消して、種々の溶液を理想的な状態で混合し、また希釈できる複数溶液の混合方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の混合装置は、複数の溶液を希釈液に混合して希釈する装置であって、希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とする第１の希釈器１Ａと、希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とする第２の希釈器１Ｂと、第１の希釈器１Ａから排出される第１の希釈溶液と、第２の希釈器１Ｂから排出される第２の希釈溶液とを混合する密閉タンク２とを備える。

以上の複数溶液の混合装置は、第１の溶液に希釈液を添加して希釈すると共に、第２の溶液にも希釈液を添加して希釈し、希釈された第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを密閉タンク２に流入して混合する。この混合装置は、従来の混合装置のように、希釈液に順番に高濃度の溶液を添加して混合するものではく、また、第１の溶液に希釈液を添加して希釈して、第１の溶液が希釈された希釈液に第２の溶液を添加して第１と第２溶液を混合するのでもない。第１の溶液と第２の溶液は、両方が希釈液で希釈されて密閉タンク２に流入されて、密閉タンク２で混合される。互いに混合される第１と第２の溶液は両方が希釈された状態にあって、いずれの溶液も高濃度な状態では一方の溶液には混合されない。したがって、以上の混合装置は、いずれの溶液も高濃度な状態で混合されることがなく、高濃度な状態で混合されることによって発生する種々の弊害を解消して、複数の溶液を理想的な状態で混合し、また希釈できる特徴がある。
以上の混合装置は、たとえば、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液に、ｐＨ調整用の塩酸等の酸を混合して、溶液のｐＨを４付近に調整して、ＨＯＣｌ含有量の多い殺菌水とする用途に極めて効果的に使用できる。混合部分が局部的に低いｐＨとなって、有害な塩素ガスなどが発生することがなく、また塩素ガスとなって有効成分を失うことなく、殺菌に有効なＨＯＣｌ含有量の殺菌水とすることができる。
また、互いに高濃度な状態で混合すると凝集する肥料などの混合装置に使用されても、混合部分での凝集を防止して有効な肥料成分を含む養液にできる特徴もある。

本発明の混合装置は、密閉タンク２をサイクロンとし、サイクロンが第１の希釈溶液の流入管３Ａと、第２の希釈溶液の流入管３Ｂとを接線方向に連結してなる構造とすることができる。この混合装置は、密閉タンク２をサイクロンとするので、サイクロンの内部で混合される希釈溶液が回転させながらより均一に混合できる特徴がある。

本発明の混合装置は、密閉タンク２のサイクロンを、垂直方向に延びる円筒状として、円筒の中心には混合液の排出管４を連結し、この排出管４の混合液の流入管３を、サイクロンの上端から下方に離れた位置に配置することができる。

以上の混合装置は、サイクロン内で複数の溶液を均一に混合して排出できる特徴がある。それは、サイクロンの内部で回転しながら混合された溶液が中心部に移動して外部に排出されるからである。

本発明の混合装置は、密閉タンク２であるサイクロンの上端部に空気抜き弁５を連結することができる。この混合装置は、サイクロン内に溜まる気体を空気抜き弁５を介して外部に排気できるので、混合時にガスが発生する溶液を能率よく均一に混合できる特徴がある。それは、空気抜き弁５がガスを排気するので、溶液を混合するサイクロンの実質的な容積のガスによる減少を防止できるからである。

本発明の混合装置は、第１の希釈器１Ａと第２の希釈器１Ｂとをサイクロンとすることができ、第１の希釈器１Ａと第２の希釈器１Ｂをエジェクターポンプとすることもできる。

本発明の複数溶液の混合方法は、希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とし、さらに、希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とする希釈工程と、希釈工程で希釈された第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを密閉タンク２に注入して第１の溶液と第２の溶液とを混合する混合工程とで複数の溶液を混合する。

以上の複数溶液の混合方法は、第１の溶液に希釈液を添加して希釈すると共に、第２の溶液にも希釈液を添加して希釈し、希釈された第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを密閉タンク２に流入して混合する。この混合方法は、従来の混合方法のように、希釈液に順番に高濃度の溶液を添加して混合するものではく、また、第１の溶液に希釈液を添加して希釈して、第１の溶液が希釈された希釈液に第２の溶液を添加して第１と第２溶液を混合するのでもない。第１の溶液と第２の溶液は、両方が希釈液で希釈されて密閉タンク２に流入されて、密閉タンク２で混合される。互いに混合される第１と第２の溶液は両方が希釈された状態にあって、いずれの溶液も高濃度な状態では一方の溶液には混合されない。したがって、以上の混合方法は、いずれの溶液も高濃度な状態で混合されることがなく、高濃度な状態で混合されることによって発生する種々の弊害を解消して、複数の溶液を理想的な状態で混合し、また希釈できる特徴がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための複数溶液の混合装置と方法を例示するものであって、本発明は混合装置と混合方法を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１と図２に示す混合装置は、希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とする第１の希釈器１Ａと、希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とする第２の希釈器１Ｂと、第１の希釈器１Ａから排出される第１の希釈溶液と、第２の希釈器１Ｂから排出される第２の希釈溶液とを混合する密閉タンク２と、第１と第２の溶液を第１と第２の希釈器１Ｂに供給する溶液ポンプ６と、第１及び第２の供給器と密閉タンク２とに希釈液を供給する希釈液ポンプ７と、溶液と希釈器１との流量をコントロールするコントローラー８とを備えるている。

図の混合装置は、溶液と希釈液とを供給するポンプを備えるので、コントローラー８が溶液ポンプ６と希釈液ポンプ７の流量を制御して、溶液と希釈液の流量を調整する。ただし、溶液と希釈液とが他の装置から加圧されて供給される混合装置においては、溶液ポンプと希釈液ポンプを必要としないので、溶液と希釈液の流量を調整弁で制御して溶液と希釈液の流量を調整する。

図１に示す混合装置は、第１と第２の希釈器１Ｂをサイクロンとし、このサイクロンは、図３の水平断面図に示すように、対向位置に一対の流入管３を連結して、円筒の中心部には垂直姿勢に排出管４を連結している。サイクロンの希釈器１は、一方の流入管３には溶液ポンプ６から溶液を供給して、他方の流入管３には希釈液ポンプ７から希釈液を供給して、内部で溶液と希釈液とを混合して供給する。一対の流入管３は、円筒の接線方向に連結されて、流入される溶液と希釈器１とを円筒の内部で回転さて混合して希釈する。円筒の内部で回転されながら希釈液に供給された溶液は、排出管４から密閉タンク２に供給される。

図１に示す希釈器１のサイクロンは、円筒の上部に流入管３を連結して、排出管４の下端部を円筒の下部に配置する。このサイクロンは、流入管３から流入される溶液と希釈器１とを円筒の内部で渦巻き状に回転させながら下方に流動させて、排出管４の下端から排出される。この構造のサイクロンは、円筒の内部で溶液と希釈器１とを渦巻き状に回転させながら長い流路に通過させてより均一に混合し、また希釈して排出管４から排出できる。

第１の希釈器１Ａのサイクロンは、一対の流入管３から第１の溶液と希釈液とを流入して、円筒の内部で第１の溶液を希釈液に混合し、希釈して第１の希釈溶液として排出管４から密閉タンク２に供給する。第２の希釈器１Ｂは、一対の流入管３から第２の溶液と希釈液とを流入して、円筒の内部で第２の溶液を希釈液に混合し、希釈して第２の希釈溶液として排出管４から密閉タンク２に供給する。

第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを混合する密閉タンク２もサイクロンで、このサイクロンも、図３の水平断面図に示すように、対向位置に一対の流入管３を連結して、円筒の中心部には垂直姿勢に排出間を連結している。サイクロンの密閉タンク２は、一方の流入管３Ａには第１の希釈器１Ａから排出される第１の希釈溶液を供給して、他方の流入管３Ｂには第２の希釈器１Ｂから排出される第２の希釈溶液が供給されて、円筒の内部で第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを混合して排出する。このサイクロンの密閉タンク２に設けている一対の流入管３も、円筒の接線方向に連結されて、流入される第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを円筒の内部で渦巻き状に回転させて混合し、希釈する。円筒の内部で回転されながら混合された第１と第２の希釈溶液は排出管４から外部に排出される。

図１と図２の混合装置は、密閉タンク２のサイクロンの上端に空気抜き弁５を連結している。空気抜き弁５は、密閉タンク２の液面レベルを検出し、液面レベルが設定レベルまで低下すると開弁し、液面レベルが最高レベルまで上昇すると閉弁する弁、あるいはガスが流入されると開弁して液体が流入されると閉弁する弁が使用できる。空気抜き弁５は、密閉タンク２の上部にガスが溜まると開弁して、ガスを排気して液面レベルを上昇させるので、空気抜き弁５を連結している密閉タンク２は、液面レベルを常にサイクロンの上端部に配置して、実質的な内容積を大きくできる。したがって、流量される希釈溶液を常に均一に混合できる特徴がある。

混合装置は、第１の溶液と第２の溶液とを特定の混合比で混合し、さらに、溶液と希釈液とを特定の比率で混合して、溶液を特定の比率で希釈する。第１と第２の溶液の混合比は、第１の希釈器１Ａと第２の希釈器１Ｂに流入される溶液の流量比で特定する。図１の混合装置は、ふたつの溶液ポンプ６で第１の希釈器１Ａと第２の希釈器１Ｂに溶液を供給するので、第１の希釈器１Ａに連結している第１の溶液ポンプ６と、第２の希釈器１Ｂに連結している第２の溶液ポンプ６の流量比で第１と第２の溶液の混合比を調整する。溶液の混合比を特定するために、コントローラー８は第１の溶液ポンプ６Ａと第２の溶液ポンプ６Ｂの流量を制御する。ただ、混合装置は、第１の溶液ポンプ６Ａと第２の溶液ポンプ６Ｂの排出側に調整弁９（鎖線で示している）を連結して、この調整弁９の開度をコントローラー８で制御して、第１と第２の溶液の混合比を調整することもできる。

さらに、図１の混合装置は、第１の希釈器１Ａに供給する希釈液の流量と、第２の希釈器１Ｂに供給する希釈液の流量を、第１の希釈器１Ａの流入管３に連結している第１の流量調整弁１０Ａと、第２の希釈器１Ｂの流入管３に連結している第２の流量調整弁１０Ｂで調整して、第１の溶液を希釈液で希釈する比率と、第２の溶液を希釈液で希釈する比率とを調整する。第１の流量調整弁１０Ａはコントローラー８に制御されて、第１の希釈器１Ａに流入される第１の溶液の流量に対する希釈液の流量を調整して、第１の溶液を特定の比率で希釈する。第２の流量調整弁１０Ｂはコントローラー８に制御されて、第２の希釈器１Ｂに流入される第１の溶液の流量に対する希釈液の流量を調整して、第２の溶液を特定の比率で希釈する。

さらに、希釈液の流量調整弁１０は、第１及び第２の溶液に対する希釈液の比率、すなわち溶液全体を希釈液で希釈する比率も特定する。第１の流量調整弁１０Ａと第２の流量調整弁１０Ｂは、溶液全体を希釈液で希釈する比率と、第１の溶液を希釈液で希釈する比率と、第２の溶液を希釈液で希釈する比率を特定された比率とするように、コントローラー８でもって流量が制御される。

図２に示す混合装置は、第１と第２の希釈器１Ｂをエジェクターポンプとし、このエジェクターポンプは、希釈液の流路が狭く絞られて高速流動によって圧力が低下する負圧部に溶液の吸入管１１を連結している。希釈液のエジェクターポンプは、希釈液が高速流動する部分に溶液が吸入されて、溶液が希釈液に混合され、希釈される。希釈液に混合されて希釈された溶液は、密閉タンク２に供給される。

第１の希釈器１Ａのエジェクターポンプは、第１の溶液を吸入して希釈液に混合して希釈して密閉タンク２に供給し、第２の希釈器１Ｂのエジェクターポンプは、第２の溶液を吸入して希釈液に混合し、希釈して密閉タンク２に供給する。

図２の混合装置は、第１の希釈器１Ａである第１のエジェクターポンプの吸入管１１に第１の流量調整弁１０Ａを連結して、第２の希釈器１Ｂである第２のエジェクターポンプの吸入管１１には第２の流量調整弁１０Ｂを連結している。さらに、第１のエジェクターポンプと希釈液ポンプ７との間には第１の調整弁９を連結して、第２のエジェクターポンプと溶液ポンプ６との間に第２の調整弁９を連結している。第１と第２の流量調整弁１０Ｂと、第１と第２の調整弁９と、希釈液ポンプ７はコントローラー８に制御されて、第１の溶液と第２の溶液の混合比と、溶液全体に対する希釈器１の比率を最適値に調整する。コントローラー８は、第１と第２の流量調整弁１０Ｂの流量比を制御して、第１の溶液と第２の溶液の混合比を特定する。さらに、コントローラー８は、第１と第２の調整弁９の流量比と、希釈液ポンプ７の流量を制御して、溶液全体に対する希釈器１の比率、すなわち溶液の希釈比を最適値に調整する。ただし、エジェクターポンプは希釈液の流量で供給する溶液の流量が変化するので、希釈液の流量を調整する状態で流量調整弁１０を微調整して第１と第２の溶液の混合比を正確に調整する。

本発明の混合装置は、高濃度で混合して弊害が発生する溶液を理想的な状態で混合する装置として有効に使用される。

本発明の実施例にかかる混合装置のブロック図である。 本発明の他の実施例にかかる混合装置のブロック図である。 図１に示す混合装置の希釈液と密閉タンクのサイクロンの水平断面図である。 従来の混合装置の一例を示すブロック図である。 従来の他の混合装置の一例を示すブロック図である。

１…希釈器
１Ａ…第１の希釈器
１Ｂ…第２の希釈器
２…密閉タンク
３…流入管
３Ａ…第１の希釈溶液の流入管
３Ｂ…第２の希釈溶液の流入管
４…排出管
５…空気抜き弁
６…溶液ポンプ
６Ａ…第１の溶液ポンプ
６Ｂ…第２の溶液ポンプ
７…希釈液ポンプ
８…コントローラー
９…調整弁
１０…流量調整弁
１０Ａ…第１の流量調整弁
１０Ｂ…第２の流量調整弁
１１…吸入管
３０…配管

Claims (9)

1. 複数の溶液を希釈液に混合して希釈する混合装置であって、
   希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とする第１の希釈器と、
   希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とする第２の希釈器と、
   前記第１の希釈器から排出される第１の希釈溶液と、前記第２の希釈器から排出される第２の希釈溶液とを混合する密閉タンクとを備える複数溶液の混合装置。
2. 請求項１に記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記密閉タンクがサイクロンで、前記サイクロンが前記第１の希釈溶液の流入口と、前記第２の希釈溶液の流入口とを接線方向に連結してなることを特徴とする複数溶液の混合装置。
3. 請求項１又は２に記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記密閉タンクのサイクロンが垂直方向に延びる円筒状であって、円筒の中心には混合液の排出管を連結しており、
   前記排出管は、混合液の流入口を前記サイクロンの上端から下方に離れた位置に配置してなることを特徴とする複数溶液の混合装置。
4. 請求項３に記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記密閉タンクのサイクロンが上端に空気抜き弁を連結してなることを特徴とする複数溶液の混合装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記第１の希釈器がサイクロンである複数溶液の混合装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記第２の希釈器がサイクロンである複数溶液の混合装置。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記第１の希釈器がエジェクターポンプである複数溶液の混合装置。
8. 請求項１ないし４のいずれかに記載される複数溶液の混合装置であって、
   前記第２の希釈器がエジェクターポンプである複数溶液の混合装置。
9. 複数の溶液を希釈液に混合して希釈する混合方法であって、
   希釈液に第１の溶液を混合して第１の希釈溶液とし、さらに、
   希釈液に第２の溶液を混合して第２の希釈溶液とする希釈工程と、
   前記希釈工程で希釈された第１の希釈溶液と第２の希釈溶液とを密閉タンクに注入して第１の溶液と第２の溶液とを混合する混合工程とで複数の溶液を混合することを特徴とする混合方法。

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