(57)【要約】【課題】Ａ液タンクに収容されたＡ液とＢ液タンクに収容されたＢ液を配管内で所望の比率で混合した混合液を得る液体混合装置の製造コストを低減する。【解決手段】液体混合装置は、Ａ液タンク１ａに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管３ａと、Ｂ液タンク１ｂに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管３ｂと、Ａ液配管３ａとＢ液配管３ｂを合流させるための継手５と、継手５に接続され、Ａ液とＢ液の混合液を送液するための混合液配管７と、Ａ液タンク１ａの高さ位置とＢ液タンク１ｂの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構１５ａ，１５ｂを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でＡ液とＢ液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法において、
前記Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置と前記Ｂ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって、混合液でのＡ液とＢ液の混合比率を変化させることを特徴とする液体混合方法。
【請求項２】
Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管と、Ａ液配管とＢ液配管を合流させるための継手と、その継手に接続され、Ａ液とＢ液の混合液を送液するための混合液配管とを備えた液体混合装置において、
前記Ａ液タンクの高さ位置と前記Ｂ液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えた液体混合装置。
【請求項３】
前記タンク高さ位置調整機構は、前記Ａ液タンクを昇降させるためのＡ液タンク昇降機構と、前記Ｂ液タンクを昇降させるためのＢ液タンク昇降機構と、を備えている請求項２に記載の液体混合装置。
【請求項４】
前記タンク高さ位置調整機構は、前記Ａ液タンクを支持するＡ液タンク支持部と、前記Ｂ液タンクを支持するＢ液タンク支持部と、一端側に前記Ａ液タンク支持部が接続され、他端側に前記Ｂ液タンク支持部が接続され、前記一端側と前記他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するレバーと、前記レバーを揺動させるレバー駆動機構と、を備えている請求項２に記載の液体混合装置。
【請求項５】
混合液中のＡ液濃度又はＢ液濃度の少なくとも一方を測定するために前記混合液配管に設けられた測定部を備えている請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【請求項６】
前記測定部の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるように前記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えている請求項５に記載の液体混合装置。
【請求項７】
前記Ａ液配管に設けられたＡ液流量計と、前記Ｂ液配管に設けられたＢ液流量計を備えている請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【請求項８】
前記Ａ液流量計及び前記Ｂ液流量計の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるように前記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えている請求項７に記載の液体混合装置。
【請求項９】
前記Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置を測定するためのＡ液面計と、前記Ｂ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置を測定するためのＢ液面計とを備えている請求項２〜８のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【請求項１０】
Ａ液とＢ液を混合するために前記混合液配管に設けられた混合器を備えている請求項２〜９のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【請求項１１】
混合液を送液するために前記混合液配管に設けられた送液ポンプを備えている請求項２〜１０のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体混合方法及び液体混合装置に関し、特に、Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でＡ液とＢ液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法及びそれに用いる液体混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４〜図１８は、従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
図１４に示す液体混合装置は、Ａ液タンク１ａからのＡ液配管３ａとＢ液タンク１ｂからのＢ液配管３ｂをティーズ５にて結合し、ティーズ５からの混合液配管７に設けられたミキサー９でＡ液とＢ液を混合させ、ユースポイントに送液する系である。この系では、重力落下にて、配管３ａ，３ｂ，７内の流速を確保する。
【０００３】
Ａ液とＢ液の混合比率は、Ａ液配管３ａに設けられたＡ液流量可変バルブ３１ａとＢ液配管３ｂに設けられたＢ液流量可変バルブ３１ｂにて、配管３ａ，３ｂの断面積を調整して、Ａ液、Ｂ液の流量を可変にすることによって調整される。Ａ液とＢ液の流量の調整には、流量可変バルブ３１ａ，３１ｂの下流に設けられたＡ液流量計２３ａ、Ｂ液流量計２３ｂの指示値が使用される。
【０００４】
図１５に示す液体混合装置は、図１４に示した構成に加え、混合液配管７に送液ポンプ１３を備えた系である。この系では、送液ポンプ１３にて、配管３ａ，３ｂ，７内の流速を確保する。送液ポンプ１３は、ミキサー９の下流側に挿入されている。
【０００５】
この場合、Ａ液とＢ液の混合比率は、流量可変バルブ３１ａ，３１ｂにて、配管３ａ，３ｂの断面積を調整して、Ａ液、Ｂ液の流量を可変にすることによって調整される。Ａ液とＢ液の流量の調整には、流量可変バルブ３１ａ，３１ｂの下流に設けられたＡ液流量計２３ａ、Ｂ液流量計２３ｂの指示値が使用される。
【０００６】
図１６に示す液体混合装置は、図１４に示した構成の流量可変バルブ３１ａ，３１ｂに替えて、Ａ液配管３ａにＡ液送液ポンプ３３ａを備え、Ｂ液配管３ｂにＢ液送液ポンプ３３ｂを備えた系である。この系では、送液ポンプ３３ａ，３３ｂにて、配管３ａ，３ｂ，７内の流速を確保する。
【０００７】
この液体混合装置において、Ａ液とＢ液の混合比率は、送液ポンプ３３ａ，３３ｂの稼働率を変えて、Ａ液、Ｂ液のそれぞれの配管３ａ，３ｂ内の流量を可変にすることによって調整される。Ａ液とＢ液の流量の調整には、送液ポンプ３３ａ，３３ｂの下流に設けられたＡ液流量計２３ａ、Ｂ液流量計２３ｂの指示値が使用される。
【０００８】
図１７に示す液体混合装置は、図１６に示した構成のティーズ５に替えてバッファタンク３５を備え、ミキサー９に替えてバッファタンク内ミキサー３７を備えた系である。
送液ポンプ３３ａ，３３ｂにて、Ａ液タンク１ａとＢ液タンク１ｂからＡ液とＢ液をバッファタンク３５に入れる。Ａ液とＢ液の流量の調整には、Ａ液流量計２３ａ、Ｂ液流量計２３ｂの指示値が使用される。
【０００９】
この系において、Ａ液流量計２３ａ、Ｂ液流量計２３ｂは例えば積算流量計である。Ａ液とＢ液がバッファタンク３５内にとどまっている時間に、流量計２３ａ，２３ｂの積算値がバッファタンク３５に収容されているので、Ａ液とＢ液の混合比率は計算より求めることができる。
バッファタンク３５に設置されているミキサー３７によりＡ液とＢ液を混合し、混合が終了した後、混合液はユースポイントへと送液される。
【００１０】
図１８は、図１７に示した構成の流量計２３ａ，２３ｂに替えて液面計３９を備えた系である。
送液ポンプ３３ａ，３３ｂにて、Ａ液タンク１ａとＢ液タンク１ｂからＡ液とＢ液をバッファタンク３５に入れる。バッファタンク３５には、液面計３９が設置されており、まずバッファタンク３５が空の状態から、送液ポンプ３３ａを稼働させて、指定の液面になるまで、Ａ液をバッファタンク３５に入れる。次に送液ポンプ３３ｂを稼働させ、指定の液面になるまで、Ｂ液バッファタンク３５に入れる。バッファタンク３５内の液面高さにより、バッファタンク３５に入ったＡ液及びＢ液の容量が求められる。その容量値から、Ａ液とＢ液の混合比率が計算より求められる。その後、バッファタンク３５に設置してあるミキサー３７によりＡ液とＢ液を混合し、混合が終了した後、混合液はユースポイントへと送液される。
【００１１】
図１４〜図１８を参照して説明した従来の液体混合装置は、大きく分けて図１４〜図１６のグループと、図１７，図１８のグループの２つに分類できる。
前者は、バッファタンクなしで、流量計２３ａ，２３ｂによりＡ液とＢ液の液流量を随時測定し、その測定データより混合比率を計算して、指定混合値になるように制御した混合液をユースポイントに送液することができる。
後者の図１７は流量計２３ａ，２３ｂを使用して、図１８は液面計３９を使用して、バッファタンク３５内の液容量を求めて混合比率を算出している。
【００１２】
後者グループの液体混合装置は、バッファタンク容量が可変なので、大容量の混合が可能で、液面計などのセンサは、バッファタンク容量を大きくすることにより調合精度を向上させることができ、より精密な混合には向いている。
しかし、後者グループは以下の問題を有する。（１）前者グループと比較して、バッチ処理による混合であり、迅速性に欠ける。（２）バッファタンク分の液が常に存在することになり、残液が発生して、液使用効率が低下する場合がある。（３）バッファタンク分がかさ高になり、装置自体が大きくなるのと、その分のコスト高の問題があった。
【００１３】
また、図１８の液体混合装置は、液面計３９によりバッファタンク３５内の液容量を測定しているが、バッファタンク３５の重量測定より、バッファタンク３５内のＡ液、Ｂ液の量を測定する場合もある。その場合の重量測定手段としては、重量センサを使用するが、概してその価格は高いという問題があった。
【００１４】
前者グループである図１４〜図１６の液体混合装置は、流量可変バルブ３１ａ，３１ｂを使用するもの（図１４、図１５）と、そうでないもの（図１６）に分類できる。
図１４、図１５の液体混合装置における流量可変バルブ３１ａ，３１ｂは、バルブの開度を調整して流量を調整するもので、一般的に使用されるが、液体の種類、温度、圧力、動作速度により、それに合ったものが選定される。流量可変バルブの種類によっては、高価であったり、複雑なため信頼性が低下したりする問題があった。
【００１５】
図１６の液体混合装置は、流量可変バルブの代わりに、送液ポンプ３３ａ，３３ｂの稼働率を調整することにより流量を変えるものである。送液ポンプの場合は、流量可変バルブと同じで、液体の種類、温度、圧力、動作速度により、それに合ったものが選定される。流量可変バルブと同じく、送液ポンプの種類によっては、高価であったり、複雑なため信頼性が低下したりする問題があった。
【００１６】
図１４から図１８は従来の混合系を模式的に示したものであり、流量計、流量可変バルブ、ティーズ、ミキサー、送液ポンプ、バッファタンクは、形状や機構が変わっても、それぞれの機能が同じであれば、実際の液体混合装置は各部類に分けられる。
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−３２００５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でＡ液とＢ液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法及びそれに用いる液体混合装置において、装置の製造コストを低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明にかかる液体混合方法は、Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管とを合流させて混合液配管へ導き、混合液配管でＡ液とＢ液を所望の比率で混合した混合液を得る液体混合方法であって、上記Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置と上記Ｂ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって、混合液でのＡ液とＢ液の混合比率を変化させる。
【００２０】
本発明にかかる液体混合装置は、Ａ液タンクに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管と、Ｂ液タンクに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管と、Ａ液配管とＢ液配管を合流させるための継手と、その継手に接続され、Ａ液とＢ液の混合液を送液するための混合液配管とを備えた液体混合装置であって、上記Ａ液タンクの高さ位置と上記Ｂ液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えたものである。
【００２１】
本発明の液体混合方法及び液体混合装置は、タンクに収容された液の液面高さを変化させることにより、タンクからの配管内を流れる液の流速を変化させる。液面高さの変化に伴って液流量が変化することは知られている（例えば特許文献１を参照。）。
本発明の液体混合方法及び液体混合装置において、Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置とＢ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置とを相対的に変化させると、混合液でのＡ液とＢ液の混合比率が変化するので、Ａ液の液面高さ位置とＢ液の液面高さ位置を制御することにより、Ａ液とＢ液を所望の比率で混合した混合液が得られる。
【００２２】
本発明の液体混合装置において、上記タンク高さ位置調整機構の一例は、上記Ａ液タンクを昇降させるためのＡ液タンク昇降機構と、上記Ｂ液タンクを昇降させるためのＢ液タンク昇降機構と、を備えている。
上記タンク高さ位置調整機構の他の例は、上記Ａ液タンクを支持するＡ液タンク支持部と、上記Ｂ液タンクを支持するＢ液タンク支持部と、一端側に上記Ａ液タンク支持部が接続され、他端側に上記Ｂ液タンク支持部が接続され、上記一端側と上記他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するレバーと、上記レバーを揺動させるレバー駆動機構と、を備えている。
ただし、タンク高さ位置調整機構の構成は、これらの構成に限定されるものではなく、Ａ液タンクとＢ液タンクの高さ位置とを相対的に変化させることができる構成であればどのような構成であってもよい。
【００２３】
本発明の液体混合装置において、混合液中のＡ液濃度又はＢ液濃度の少なくとも一方を測定するために上記混合液配管に設けられた測定部を備えているようにしてもよい。
この場合、上記測定部の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるように上記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにしてもよい。
【００２４】
本発明の液体混合装置において、上記Ａ液配管に設けられたＡ液流量計と、上記Ｂ液配管に設けられたＢ液流量計を備えているようにしてもよい。
この場合、上記Ａ液流量計及び上記Ｂ液流量計の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるように上記タンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにしてもよい。
【００２５】
本発明の液体混合装置において、上記Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置を測定するためのＡ液面計と、上記Ｂ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置を測定するためのＢ液面計とを備えているようにしてもよい。
【００２６】
また、Ａ液とＢ液を混合するために上記混合液配管に設けられた混合器を備えているようにしてもよい。
また、混合液を送液するために上記混合液配管に設けられた送液ポンプを備えているようにしてもよい。ただし、本発明の液体混合装置における送液は、重力落下を用いるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の液体混合方法では、Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置とＢ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置とを相対的に変化させることによって混合液でのＡ液とＢ液の混合比率を変化させるようにし、本発明の液体混合装置は、Ａ液タンクの高さ位置とＢ液タンクの高さ位置とを相対的に変化させるためのタンク高さ位置調整機構を備えているようにしたので、図１４、図１５に示した流量可変バルブ３１ａ，３１ｂや、図１６に示した送液ポンプ３３ａ，３３ｂ、図１７、図１８に示したバッファタンク３５を用いる必要がなく、装置コストの低減を図ることができる。さらに、図１６に示した装置に比べ、装置の簡単化を図ることができる。さらに、図１７、図１８に示した装置に比べ、装置の小型化や、迅速な混合液の調合が可能となる。
【００２８】
本発明の液体混合装置において、タンク高さ位置調整機構は、Ａ液タンクを昇降させるためのＡ液タンク昇降機構と、Ｂ液タンクを昇降させるためのＢ液タンク昇降機構と、を備えているようにすれば、Ａ液タンク高さ位置及びＢ液タンク高さ位置をそれぞれ独立して調整できる。
【００２９】
また、タンク高さ位置調整機構は、Ａ液タンクを支持するＡ液タンク支持部と、Ｂ液タンクを支持するＢ液タンク支持部と、一端側にＡ液タンク支持部が接続され、他端側にＢ液タンク支持部が接続され、一端側と他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するレバーと、レバーを揺動させるレバー駆動機構と、を備えているようにすれば、１つの駆動機構でＡ液タンク高さ位置及びＢ液タンク高さ位置とを相対的に変化させることができるので、タンク高さ位置調整機構の構成が簡単になる。
【００３０】
また、混合液中のＡ液濃度又はＢ液濃度の少なくとも一方を測定するために混合液配管に設けられた測定部を備えているようにすれば、混合液でのＡ液とＢ液の混合比率を随時監視できる。
この場合、測定部の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるようにタンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにすれば、迅速かつ自動で所望の混合比率の混合液を得ることができる。
【００３１】
本発明の液体混合装置において、Ａ液配管に設けられたＡ液流量計と、Ｂ液配管に設けられたＢ液流量計を備えているようにすれば、混合液でのＡ液とＢ液の混合比率を随時監視できる。
この場合、Ａ液流量計及びＢ液流量計の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるようにタンク高さ位置調整機構にフィードバック制御をかける制御部を備えているようにすれば、迅速かつ自動で所望の混合比率の混合液を得ることができる。
【００３２】
本発明の液体混合装置において、Ａ液タンク内でのＡ液の液面高さ位置を測定するためのＡ液面計と、Ｂ液タンク内でのＢ液の液面高さ位置を測定するためのＢ液面計とを備えているようにすれば、Ａ液面高さ位置及びＢ液面高さ位置を随時監視できる。
【００３３】
また、Ａ液とＢ液を混合するために混合液配管に設けられた混合器を備えているようにすれば、混合液配管でＡ液とＢ液を確実に混合させることができる。
また、混合液を送液するために混合液配管に設けられた送液ポンプを備えているようにすれば、送液に重力落下を用いる場合に比べて流速制御の迅速性及び範囲が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、液体混合装置の一実施例を概略的に示す図である。
Ａ液を収容するためのＡ液タンク１ａと、Ｂ液を収容するためのＢ液タンク１ｂが設けられている。Ａ液タンク１ａに収容されたＡ液を送液するためのＡ液配管３ａと、Ｂ液タンク１ｂに収容されたＢ液を送液するためのＢ液配管３ｂと、Ａ液配管３ａとＢ液配管３ｂを合流させるためのティーズ（継手）５と、ティーズ５に接続され、Ａ液とＢ液の混合液を送液するための混合液配管７が設けられている。
【００３５】
混合液配管７に、上流側から順に、ミキサー（混合器）９、測定部１１、送液ポンプ１３が設けられている。ミキサー９はＡ液とＢ液を混合するためのものである。測定部１１は混合液中のＡ液濃度又はＢ液濃度の少なくとも一方を測定するためのものである。送液ポンプ１３は配管３ａ，３ｂ，７内の液をユースポイントへ送液するためのものである。
【００３６】
Ａ液タンク１ａを昇降させるためのＡ液タンク昇降機構１５ａと、Ｂ液タンク１ｂを昇降させるためのＢ液タンク昇降機構１５ｂが設けられている。タンク昇降機構１５ａ，１５ｂは、本発明の液体混合装置のタンク高さ位置調整機構を構成する。
タンク昇降機構１５ａ，１５ｂの動作を制御するための制御部１７が設けられている。制御部１７は、測定部１１の測定データに基づき、混合液が所望のＡ液とＢ液の混合比率になるようにタンク昇降機構１５ａ，１５ｂにフィードバック制御をかける。
Ａ液タンク１ａ内でのＡ液の液面高さ位置を測定するためのＡ液面計１９ａと、Ｂ液タンク１ｂ内でのＢ液の液面高さ位置を測定するためのＢ液面計１９ｂが設けられている。
【００３７】
この実施例では、Ａ液タンク１ａの高さ位置とＢ液タンク１ｂの高さ位置を変化させることにより、Ａ液タンク１ａ内のＡ液面高さ位置とＢ液タンク１ｂ内のＢ液面高さ位置を変化させて、Ａ液の流量、Ｂ液の流量を変化させる。液面高さ位置が上がれば、ヘッド圧が高くなり、流量が増加する。液面高さ位置が下がれば、ヘッド圧が低くなり、流量が減少する。
【００３８】
Ａ液とＢ液の混合比率は、Ａ液タンク１ａの高さ位置とＢ液タンク１ｂの高さ位置が変化されることによって決定される。タンク１ａ，１ｂ内での液面高さは、それぞれのタンク１ａ，１ｂの横に設置されている液面計１９ａ，１９ｂで測定する。ミキサー９を通過した後の混合液のＡ液濃度もしくはＢ液濃度又はその両方を測定部１１で測定する。測定部１１の測定データに基づいて、制御部１７により、所望の混合比の混合液が得られるようにタンク昇降機構１５ａ，１５ｂが制御される。Ａ液タンク１ａとＢ液タンク１ｂの高さ位置は、それぞれ独立のタンク昇降機構１５ａ，１５ｂで調整される。ユースポイントへの混合後流量は、送液ポンプ１３の稼働率で可変にできる。また、混合後流量は、Ａ液タンク１ａ及びＢ液タンク１ｂの両方を上げ下げすることによっても可変である。
【００３９】
Ａ液とＢ液の混合比率の制御方法は、測定部１１の測定データから、現在流れている混合液の混合比率が、設定された値よりも高いか低いかを、制御部１７で判断する。Ａ液の比率が高い場合は、Ａ液タンク１ａの高さ位置を下げる。仮に、Ａ液タンク１ａの高さ位置が下限まできているならば、Ｂ液タンク１ｂの高さ位置を上げる。タンク１ａ，１ｂの上げ下げは、制御部１７からタンク昇降機構１５ａ，１５ｂに電気信号が伝えられることによって行なわれる。例えば数秒後に、このアクションの結果が、測定部１１の測定データに反映される。制御部１７は、測定データに基づいて、設定された混合比率にまだ達していないと判断した場合は、さらにＡ液タンク１ａの高さ位置を下げるアクション、又はＢ液タンク１ｂの高さ位置を上げるアクションを指示し、すでに設定された混合比率に達している場合は逆のアクションを指示するフィードバック制御を行なう。
【００４０】
また、タンク１ａ，１ｂの液面高さ変化と流量変化の関係を予め取得したデータを制御部１７に設けられたメモリ装置に格納しておくようにしてもよい。制御部１７は、設定された混合比率と、測定部１１からの測定データとを比較して、設定された混合比率にするために必要なＡ液、Ｂ液の流量変化分を求め、それに応じたＡ液タンク１ａ、Ｂ液タンク１ｂの高さ位置の変化量を算出する。そして、制御部１７は、そのタンク高さ位置変化量をタンク昇降機構１５ａ，１５ｂに電気信号で伝える。本発明の液体混合装置は、このようなフィードフォワード制御を行なうこともできる。
【００４１】
図２は、液体混合装置の他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図１に示した装置のタンク昇降機構１５ａ，１５ｂに替えて、タンク昇降機構（タンク高さ位置調整機構）２１を備えている。タンク昇降機構２１は、Ａ液タンク支持部２１ａと、Ｂ液タンク支持部２１ｂと、レバー２１ｃと、レバー駆動機構２１ｄを備え、天秤形状の機構を有する。Ａ液タンク支持部２１ａはＡ液タンク１ａを支持するためのものである。Ｂ液タンク支持部２１ｂはＢ液タンク１ｂを支持するためのものである。レバー２１ｃは、一端側にＡ液タンク支持部２１ａが接続され、他端側にＢ液タンク支持部２１ｂが接続され、その一端側と他端側の間に設けられた支点を中心として揺動するものである。レバー駆動機構２１ｄはレバー２１ｃを揺動させるためのものである。タンク昇降機構２１は、１つの駆動部で、タンク１ａ，１ｂを互いに逆方向に上下移動させる。
【００４２】
Ａ液とＢ液の混合比率は、タンク１ａ，１ｂ内のＡ液面高さとＢ液面高さの差を変化させて調整される。液面高さ差は、タンク１ａ，１ｂの横に設置されている液面計１９ａ，１９ｂで測定される。測定部１１はミキサー９を通過した後の混合液を測定する。その測定データはタンク昇降機構２１に用いられる。ユースポイントへの混合液流量は、送液ポンプ１３の稼働率で可変にできる。制御方法は、図１を参照して説明した実施例とほぼ同じである。この実施例は、タンク昇降機構の駆動部がひとつになので、制御が容易になる長所がある。
【００４３】
図３は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図２に示した装置から送液ポンプ１３を除いたものである。この実施例では、重力落下で送液が行なわれる。
この実施例は、ユースポイントへの混合液の流量制御はあまりできない短所があるが、送液ポンプを用いないことにより、装置構成の簡素化ができる。
【００４４】
図４は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図１に示した装置から送液ポンプ１３を除いたものである。この実施例では、タンク１ａ，１ｂの両方を上昇又は下降させることにより、混合液の流量をある程度制御できる。
【００４５】
図５、図６、図７、図８は、それぞれ、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
図５の実施例は図１の実施例に対して、図６の実施例は図２の実施例に対して、図７の実施例は図３の実施例に対して、図８の実施例は図４の実施例に対して、測定部１１を除き、Ａ液配管３ａにＡ液流量計２３ａを、Ｂ液配管３ｂにＢ液流量計２３ｂを備えたものである。
これらの実施例において、流量計２３ａ，２３ｂの指示値に基づき、混合液での混合比率は計算で求められることができるので、このような態様でも可能である。
【００４６】
図９は、液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
この実施例は、図２に示した実施例の発展型である。Ａ液主タンク２５ａとＢ液主タンク２５ｂが設けられている。主タンク２５ａ，２５ｂの重量が大きく、容易には主タンク２５ａ，２５ｂを上下移動させることができない場合は、Ａ液タンク１ａ、Ｂ液タンク１ｂの少量タンクを設ける。タンク１ａ，１ｂを上下させることにより、タンク１ａ，１ｂ内の液面高さ位置を変化させ、混合比率を変えるしくみである。
【００４７】
Ａ液主タンク２５ａに、上下に伸縮の可能な蛇腹チューブ２７ａが取り付けられ、蛇腹チューブ２７ａの出口がタンク１ａの内壁面にチューブ取付部２９ａにより取り付けられている。Ａ液タンク１ａ内の液面高さ位置は、蛇腹チューブ２９ａの出口高さと常に同じになる。同様に、Ｂ液主タンク１ｂとＢ液タンク１ｂに蛇腹チューブ２９ｂ、チューブ取付部２９ｂが取り付けられている。Ｂ液タンク１ｂ内の液面高さ位置は、蛇腹チューブ２９ｂの出口高さと常に同じになる。
【００４８】
タンク１ａ，１ｂを上下移動させれば、それと同時にタンク１ａ，１ｂ内の液面高さ位置も変化する。タンク１ａ，１ｂ内の液が使用されて、液面が少し低下しても、すかさずＡ液主タンク２５ａ、Ｂ液主タンク２５ｂから液を補給することになり、液面の低下が起こらない。
このような構成は、図１、図３〜図８に示した実施例にも適用できる。
【００４９】
次に、図１に示した配管系を用い、Ａ液とＢ液の混合比率を変化させた結果を説明する。
Ａ液タンク１ａ、Ｂ液タンク１ｂとして２０Ｌ（リットル）タンクを用いた。Ｂ液タンク１ｂには、濃度が４.３ｗｔ％（重量パーセント）のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を入れた。Ａ液タンク１ａには純水を入れた。Ａ液タンク１ａからティーズ５までのＡ液配管３ａの長さは３ｍ（メートル）である。Ｂ液タンク１ｂからティーズ５までのＢ液配管の長さは３ｍである。ティーズ５からミキサー９までの混合液配管７の長さは１ｃｍ（センチメートル）である。ミキサー９から測定部１１までの混合液配管７の長さは３０ｃｍである。測定部１１からポンプ１３までの混合液配管７の長さは５０ｃｍである。
【００５０】
配管は、全て外径３ｍｍ、内径２ｍｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ樹脂）製チューブである。ミキサー９は、チューブ内に螺旋状の攪拌部があり、液がそこを通過する間にミキシングされるものである。測定部１１は、液体の近赤外線スペクトル透過減衰率を測定するものである。送液ポンプ１３はチューブしごきポンプであり、流量は、１０ｃｃ／分である。
【００５１】
図１０、図１１が結果である。
図１０は、ＩＰＡ濃度の経時変化を示す図である。横軸が時間軸で、縦軸が測定部の出力値であるＩＰＡ濃度（ｗｔ％）である。図１０中で、区間ａは、Ａ液面高さ位置及びＢ液面高さ位置が基準位置（０ｍｍ（ミリメートル））で液面差（Ｂ液面高さ位置−Ａ液面高さ位置）が０ｍｍである。区間ｂは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さ位置が−５０ｍｍ、液面差が−５０ｍｍである。区間ｃは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さが５０ｍｍ、液面差が５０ｍｍである。区間ｄは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さが２５ｍｍ、液面差が２５ｍｍである。区間ｅは、Ａ液面高さ位置が２５ｍｍ、Ｂ液面高さが０ｍｍ、液面差が−２５ｍｍである。区間ｆは、Ａ液面高さ位置が１００ｍｍ、Ｂ液面高さが０ｍｍ、液面差が−１００ｍｍである。区間ｇは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さが１００ｍｍ、液面差が１００ｍｍである。区間ｈは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さが１５０ｍｍ、液面差が１５０ｍｍである。区間ｉは、Ａ液面高さ位置が０ｍｍ、Ｂ液面高さが２００ｍｍ、液面差が２００ｍｍである。
図１１は、ＩＰＡ濃度と、液面差（Ｂ液面高さ位置−Ａ液面高さ位置）の関係を示す図である。縦軸が測定部の出力値であるＩＰＡ濃度（ｗｔ％）である。横軸は液面差（ｍｍ）である。
これらの結果から、液面差にほぼ相関のある結果が得られているのがわかる。液面差を制御することにより、ＩＰＡ濃度を制御できる。
【００５２】
次に、図１に示した配管系を用い、他の条件でＡ液とＢ液の混合比率を変化させた結果を説明する。
Ａ液タンク１ａ、Ｂ液タンク１ｂとして２０Ｌタンクを用いた。Ａ液タンク１ａには、濃度が１ｗｔ％のＩＰＡを入れた。Ｂ液タンク１ｂには純水を入れた。Ａ液タンク１ａからティーズ５までのＡ液配管３ａの長さは０.８ｍである。Ｂ液タンク１ｂからティーズ５までのＢ液配管の長さは０.８ｍである。ティーズ５からミキサー９までの混合液配管７の長さは１ｃｍである。ミキサー９から測定部１１までの混合液配管７の長さは３０ｃｍである。測定部１１からポンプ１３までの混合液配管７の長さは５０ｃｍである。
【００５３】
Ａ液配管３ａは、外径２ｍｍ、内径１ｍｍのＰＦＡ製チューブである。Ｂ液配管３ｂ及び混合液配管７は、外径３ｍｍ、内径２ｍｍのＰＦＡ製チューブである。ミキサー９は、チューブ内に螺旋状の攪拌部があり、液がそこを通過する間にミキシングされるものである。測定部１１は、液体の近赤外線スペクトル透過減衰率を測定するものである。送液ポンプ１３はチューブしごきポンプであり、流量は、１０ｃｃ／分である。
【００５４】
図１２、図１３が結果である。
図１２は、ＩＰＡ濃度の経時変化を示す図である。横軸が時間軸で、縦軸が測定部の出力値であるＩＰＡ濃度（ｗｔ％）である。図９１中で、区間ａは、Ａ液面高さ位置及びＢ液面高さ位置が基準位置（０ｍｍ）で液面差（Ａ液面高さ位置−Ｂ液面高さ位置）が０ｍｍである。区間ｂは、Ａ液面高さ位置が５０ｍｍ、Ｂ液面高さ位置が０ｍｍ、液面差が５０ｍｍである。区間ｃは、Ａ液面高さ位置が１００ｍｍ、Ｂ液面高さが０ｍｍ、液面差が１００ｍｍである。区間ｄは、Ａ液面高さ位置が１５０ｍｍ、Ｂ液面高さが０ｍｍ、液面差が１５０ｍｍである。区間ｅは、Ａ液面高さ位置が２００ｍｍ、Ｂ液面高さが０ｍｍ、液面差が２００ｍｍである。
図１３は、ＩＰＡ濃度と、液面差（Ａ液面高さ位置−Ｂ液面高さ位置）の関係を示す図である。縦軸が測定部の出力値であるＩＰＡ濃度（ｗｔ％）である。横軸は液面差（ｍｍ）である。
これら結果から、液面差にほぼ相関のある結果が得られているのがわかる。液面差を制御することにより、ＩＰＡ濃度を０.０１ｗｔ％から０.０３５ｗｔ％付近まで制御できる。これは、希釈率として、３０倍から１００倍程度が可能な例である。
【００５５】
以上、本発明の実施例を説明したが、材料、形状、配置、寸法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】液体混合装置の一実施例を概略的に示す図である。
【図２】液体混合装置の他の実施例を概略的に示す図である。
【図３】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図４】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図５】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図６】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図７】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図８】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図９】液体混合装置のさらに他の実施例を概略的に示す図である。
【図１０】図１の液体混合装置で混合比率を制御した一例におけるＩＰＡ濃度の経時変化を示す図である。
【図１１】図１０の、ＩＰＡ濃度と、液面差（Ｂ液面高さ位置−Ａ液面高さ位置）の関係を示す図である。
【図１２】図１の液体混合装置で混合比率を制御した他の例におけるＩＰＡ濃度の経時変化を示す図である。
【図１３】図１２の、ＩＰＡ濃度と、液面差（Ａ液面高さ位置−Ｂ液面高さ位置）の関係を示す図である。
【図１４】従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１５】他の従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１６】さらに他の従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１７】さらに他の従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１８】さらに他の従来の液体混合装置を説明するための概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ  Ａ液タンク
１ｂ  Ｂ液タンク
３ａ  Ａ液配管
３ｂ  Ｂ液配管
５  ティーズ（継手）
７  混合液配管
９  ミキサー（混合器）
１１  測定部
１３  送液ポンプ
１５ａ  Ａ液タンク昇降機構
１５ｂ  Ｂ液タンク昇降機構
１７  制御部
２１  タンク昇降機構
２１ａ  Ａ液タンク支持部
２１ｂ  Ｂ液タンク支持部
２１ｃ  レバー
２１ｄ  レバー駆動機構
２３ａ  Ａ液流量計
２３ｂ  Ｂ液流量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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