(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筒体の一端に設けた細口部を第２筒体の一端に設けた接続空間部内に配するとともに、前記第１，第２筒体を同一軸心上に接続一体化して第１筒体の他端に主液流入口および第２筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成した器具本体と、
前記第２筒体の接続空間部に連通する副流路を有するとともに、この副流路の細流部内にコイルばねに挿通した棒状弁体の軸部を軸心方向に往復移動可能に収納し、前記コイルばねのばね力で前記棒状弁体を前記副流路の副液流入口側に付勢した補助具と、
からなることを特徴とする２液混合器。
【請求項２】
負圧が生じていない前記副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法を調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の２液混合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は２液混合器、特に、主液の流量に対応して副液を添加，混合することにより、一定濃度の混合液を提供できる２液混合器に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、主液に副液を添加，混合する２液混合器としては、例えば、アスピレータの原理を利用したものが考えられている。
すなわち、第１筒体の一端に設けた細口部を第２筒体の一端に設けた接続空間部内に配し、前記第１，第２筒体を同一軸心上に接続一体化して第１筒体の他端に主液流入口および第２筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成するとともに、前記第２筒体の接続空間部に副流路を連通したものである。
【０００３】
そして、前記主流路の細口部から主液を噴出させると、前記接続空間部内が負圧となるため、前記副流路を介して副液が接続空間部内に吸い出され、主液に添加，混合されて所定の混合液が得られる。さらに、主液の流量が増大すると、これにつれて接続空間部内の負圧も増大するので、主液に添加，混合される副液の流量も増大する。
【０００４】
しかし、従来の２液混合器では、主液の増大量と副液の増大量とが比例せず、主液の流量が徐々に増大しても、副液の流量が急激に増大するため、混合液中の副液成分が濃くなる。この結果、主液の流量が変動すると、一定濃度の混合液が得られないという不具合があった。
【０００５】
このため、他の従来例として、副流路内に棒状弁体を軸心に沿って挿入，固定し、副流路の内周面と棒状弁体の外周面との間に形成された隙間を利用して副液の流量を調整する２液混合器が考えられている。
【０００６】
しかし、前述の他の従来例であっても、副液の流量が主液の流量に比例しにくく、高い精度で混合液の濃度を制御できないという問題点があった。
【０００７】
本発明にかかる２液混合器は、前記問題点に鑑み、主液の流量が変動しても、常に濃度が一定の混合液が得られる２液混合器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明にかかる２液混合器は、前記目的を達成するため、第１筒体の一端に設けた細口部を第２筒体の一端に設けた接続空間部内に配するとともに、前記第１，第２筒体を同一軸心上に接続一体化して第１筒体の他端に主液流入口および第２筒体の他端に主液流出口を有する主流路を形成した器具本体と、前記第２筒体の接続空間部に連通する副流路を有するとともに、この副流路の細流部内にコイルばねに挿通した棒状弁体の軸部を軸心方向に往復移動可能に収納し、前記コイルばねのばね力で前記棒状弁体を前記副流路の副液流入口側に付勢した補助具と、からなる構成としてある。
また、負圧が生じていない前記副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法を調整可能としておいてもよい。
【０００９】
【作用】
したがって、本発明によれば、主液の流量が増大して主流路の接続空間部内の負圧が大きくなると、コイルばねのバネ力に抗して棒状弁体が軸心に沿って主流路側に移動することになる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明にかかる実施例を図１ないし図４の添付図面に従って説明する。
第１実施例は、図１および図２に示すように、第１筒体１１および第２筒体１２を同一軸心上で接続し、両端に主液流入口１３および主液流出口１４を有する主流路１５を形成した器具本体１０と、この器具本体１０の第２筒体１２に組み付けて前記主流路１５に副流路２１を連通させた補助具２０とからなるものである。
【００１１】
第１筒体１１は、その一端に主液流入口１３を有するもので、その他端に設けた細口部１６を第２筒体１２の接続空間部１７内に配し、Ｏリング１８を介して第２筒体１２に同一軸心上で接続一体化することにより、前記主液流入口１３と第２筒体１２の主液流出口１４との間に主流路１５を形成してある。
【００１２】
補助具２０は、図２に示すように、その上端に別体のキャップ２２を螺合し、Ｏリング２３を圧接，保持してシールすることにより、両端に副液流入口２４および副液流出口２８を有する副流路２１を形成したもので、この副流路２１は、第１収納部２５，第２収納部２６および長さ寸法Ｌの細流部２７に分かれている。そして、前記副流路２１は棒状弁体３０を軸心方向に往復移動可能に収納してある。
【００１３】
前記棒状弁体３０は、その軸部３１の一端に円板形状の弁部３２を一体化したもので、前記軸部３１に挿通したコイルばね３３を前記副流路２１の第２収納部２６に収納することにより、前記コイルばね３３のばね力で棒状弁体３０が副液流入口２４側に付勢され、Ｏリング３４を介して弁部３２が前記副液流入口２４を閉鎖している。
なお、棒状弁体３０の弁部３２は必ずしも必要でなく、棒状弁体３０の直径を適宜選択し、その端面で副液流入口２４を閉鎖するようにしてもよい。
【００１４】
さらに、前記補助具２０の一端を前記第２筒体１２に螺合一体化し、Ｏリング３５を圧接，保持してシールすることにより、副流路２１の副液流出口２８が主流路１５の接続空間部１７に連通する。
【００１５】
したがって、前述の２液混合器によれば、主流路１５内を主液が流れていない場合には、コイルばね３３のばね力で棒状弁体３０の弁部３２がＯリング３４を介して副液流入口２４を閉鎖している。
【００１６】
そして、第１筒体１１の主液流入口１３から注入された主液が細口部１６から噴き出され、第２筒体１２の細首部１９を介して主液流出口１４から流出すると、主流路１５の接続空間部１７内に負圧が生じる。このため、棒状弁体３０が吸引され、コイルばね３３のばね力に抗して棒状弁体３０が主流路１５側に移動するので、副液流入口２４から副液が副流路２１内に吸引され、細流部２７の内周面と軸部３１の外周面との隙間を副液が通過した後、副液流出口２８から接続空間部１７に吸い出され、主液に添加，混合される。
【００１７】
さらに、主液の流量を増大させると、接続空間部１７内の負圧が大きくなり、これに比例してコイルばね３３のばね力に抗して棒状弁体３０も移動するので、細流部２７と軸部３１との対向面積が増大し、副液の流量が調整される。
【００１８】
第２実施例は、図３に示すように、基本的構造は前述の第１実施例とほぼ同様であり、異なる点は軸部３１に設けた雌ねじ部３１ａを介して円板形状の弁部３２に螺合することにより、軸心方向における軸部３１の長さ寸法を調整できる棒状弁体３０を使用した点である。
したがって、本実施例によれば、副液の添加量を調整するために軸部の長さ寸法が異なる多種類の棒状弁体３０を準備しておく必要がないので、部品管理が容易になる。
また、副流路２１の細流部２７における前記軸部３１の最大長さ寸法を微調整することにより、より一層高い精度で混合液の濃度を制御できるという利点がある。
【００１９】
なお、主液の流量が１〜８  Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは２〜６  Ｌ／ｍｉｎである場合に、主液に対する副液の添加混合比を容積比で１／１０００００〜１／１０００、より好ましくは１／１００００〜１／５０００とするときには、各部品の寸法形状等は以下の通りとすることが好ましい。
【００２０】
すなわち、前述の主液流量で所望濃度の混合液を得るためには、副流路２１の細流部２７の直径を０．５〜３．０ｍｍ、より好ましくは１．０〜１．２ｍｍとし、長さ寸法Ｌを２０〜４０ｍｍ、より好ましくは２４〜２５ｍｍとすることが好ましい。
【００２１】
そして、前述の場合における棒状弁体３０の軸部３１の直径を０．４〜２．９ｍｍ、より好ましくは０．９〜１．１ｍｍとし、その長さ寸法を１０〜３０ｍｍ、より好ましくは１８〜２２ｍｍとし、その重さを０．２〜１．５ｇ、より好ましくは０．６〜０．８ｇとすることが適当である。
【００２２】
さらに、前記棒状弁体３０を付勢するためのコイルばね３３は、そのばね定数を０．２〜２．０ｇ／ｍｍ、より好ましくは０．４〜０．６ｇ／ｍｍとし、その最大変位量が１０ｍｍ、少なくとも５ｍｍ以上あることが好ましい。
【００２３】
主流路１５における細口部１６の内径は３．０〜５．５ｍｍ、より好ましくは３．８〜４．２ｍｍとし、細首部１９の内径は２．５〜５．０ｍｍ、より好ましくは３．８〜４．２ｍｍとすることが適当である。
【００２４】
そして、第１筒体１１の細口部１６端面と第２筒体１２の細首部１９端面との隙間は０．５〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．９〜１．１ｍｍとすることが適当である。
【００２５】
実験例
主流路の主液流入口および主液流出口の最大直径を８．０ｍｍおよび８．０ｍｍ、その細口部の最小内径を３．０ｍｍ、細首部の最小内径を４．０ｍｍ、接続空間部における第１筒体の細口部端面と第２筒体の細首部端面との隙間を１．０ｍｍとした。
また、副流路の細流部を直径１．１ｍｍとし、棒状弁体の軸部を直径１．０ｍｍ、長さを２２ｍｍとした。そして、ばね定数０．５ｇ／ｍｍ、長さ１８ｍｍのコイルばねを棒状弁体の軸部に挿通し、負圧が生じていない細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法が１０ｍｍとなるように収納し、軸心方向に往復移動可能とした。
【００２６】
そして、水温１０℃の水道水を主流路の主液流入口から注入する一方、副流路から濃度３０％の塩化カリウム水溶液を容積比３対１万の割合で添加，混合することにより、濃度９０ｐ．ｐ．ｍ（１０万分の９）の混合液を作成するようにした。
【００２７】
比較例１
棒状弁体にコイルばねを使用せず、補助具の副流路内に固定した点を除き、他は前述の実験例と同様に処理した。なお、副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の長さ寸法は１０ｍｍであった。
【００２８】
比較例２
棒状弁体を補助具に収納しない点を除き、他は前述の実験例と同様に処理した。
【００２９】
実験例，比較例１，２の主流路における流量と接続空間部内の負圧（吸引圧力）とを測定した。測定結果を図４に示す。
【００３０】
図４から明らかように、主液の流量が徐々に増大すると、接続空間部における負圧は、実験例の場合、これに比例して増大し、副液の流量が徐々に増大するのに対し、比較例１，２の場合は、途中から急激に増大することがわかった。
【００３１】
また、主液の流量と混合液の濃度との関係を表１に示す。
【表１】
0003545483.tif 000002
【００３２】
以上の表１から明らかように、実験例の場合、主液である水道水の流量が増大しても、流量が２〜７  Ｌ／ｍｉｎである場合には、混合液の濃度がほぼ一定であることがわかった。これは棒状弁体に挿通したコイルばねが主液の流量変動によって生じた負圧に比例して変形し、前記棒状弁体を軸心方向に移動させて副液の流量を調整しているためであると考えられる。
また、前述の実験例において、棒状弁体の軸心方向における移動量を所定の位置から約３ｍｍ移動しただけで、濃度が２倍になることもわかった。
なお、比較例１，２にかかる混合液の濃度は測定していないが、図４で示すように、主液の流量に比例せずに負圧が急激に増大していることから、一定濃度の混合液が得られないことは明らかである。
【００３３】
前述の実施例では、主流路を流れる主液に副流路を介して副液を添加，混合する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、主流路の主液に副流路から気体を添加，混合してもよく、主流路を流れる気体に副流路から液体または気体を添加，混合してもよいことは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる請求項１の２液混合器によれば、主流路を流れる主液の流量が変動し、接続空間部における負圧が変化すると、これに比例して棒状弁体が軸心方向に移動する。このため、副流路の内周面と棒状弁体の外表面との対向面積が変化し、主液の流量に比例して副液の流量が変化し、一定濃度の混合液が得られる。
また、請求項２にかかる２液混合器によれば、副流路の細流部内における棒状弁体の軸部の最大長さ寸法を調整することにより、副流路の内周面と軸部部の外表面との対向面積を任意に調整できる。このため、仕様が変化しても、軸部の長さ寸法が異なる多種類の棒状弁体を準備しておく必要がなく、部品管理が容易になるとともに、微調整が容易になるので、高い精度で混合液の濃度を制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる２液混合器の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明にかかる２液混合器の第２実施例を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明にかかる実験例および比較例１，２の測定結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０…器具本体、１１…第１筒体、１２…第２筒体、１３…主液流入口、１４…主液流出口、１５…主流路、１６…細口部、１７…接続空間部、１９…細首部、２０…補助具、２１…副流路、２４…副液流入口、２７…細流部、２８…副液流出口、３０…棒状弁体、３１…軸部、３２…弁部、３３…コイルばね。
【図１】
0003545483.tif 000003
【図２】
0003545483.tif 000004
【図３】
0003545483.tif 000005
【図４】
0003545483.tif 000006