(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容するタンクと、このタンク内に収容された液体にその一部を浸漬させた状態で該液体の液面高さに連動して上下動可能に設けられた容器と、この容器の内側と外側とを連通して設けられ、一端が前記タンク内に収容された液体中に開口すると共に、他端が前記容器内の所定高さ位置に位置付けられる液体取出し管からなり、前記タンクに収容された液体を容器内に導く連通部と、前記容器に連接されて前記容器内に導かれた液体を外部に供給するためのホースと、前記容器内における前記液体取出し管の他端の高さ位置を可変して該容器内に流入する前記液体の流量を調整し、前記ホースからの液体流出量を変化させるための流量調整手段と、を備えたことを特徴とする液体の定量供給装置。
【請求項２】
前記容器は、前記タンク内に収容された液体にその一部を浸漬した状態で均衡を保持して浮かび、ロート形状に漸次縮径された下部に前記ホースを結合したフローティング容器である請求項１に記載の液体の定量供給装置。
【請求項３】
前記流量調整手段は、更に前記容器に装着されて該容器の液体浸漬部の高さを調節する錘、および前記液体取出し管に設けられてその開度が調節されるバルブの一方を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体の定量供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体の定量供給装置に関し、さらに詳しくは、例えば水処理設備において薬品などの液体を一定量供給する装置であって、無動力でしかも液体供給量を可変にすることが可能な供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、冷却水系、ボイラ水系などの各種の水処理設備においては、スライム除去剤やスケール防止剤などの水処理薬品が被処理水中に投入される。これらの薬品は被処理水に対して規定量投入されることが必要であり、そのために、液体の定量供給装置が使用されることが一般的である。
【０００３】
従来、液体の定量供給装置としては、動力を使用したものと、無動力で行うものとがある。前者は図４に示すように例えば薬品２を収容したタンク（貯留槽）１の底部に連結されたチューブ３の途中に配設された可変定量ポンプ４により一定量の薬品を供給する装置であり、後者は図５に示すように、薬品２を収容したタンク１の底部に連結されたチューブ３の途中に設けられたバルブ５の開閉により、重力を利用して薬品１を供給する装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、注入される薬品の中には腐食性のものが多く、可変定量ポンプ４を使用した装置においては、このポンプ４を耐食性の材質で形成する必要があり設備が高価になる。さらに、稼働には電気設備が必要であるため、ランニングコストも上昇する。
【０００５】
一方、バルブ５を使用した供給装置は、無動力であるためランニングコストは低いという利点がある。しかし、バルブ５で流量を調節するためには、バルブ５の開放時間または開度を制御する必要があるが、バルブ５からの単位時間当たりの流出量はタンク１内の液位によって変化してしまうため、次のような問題が生じる。
【０００６】
すなわち、タンク１内の液位が下がるにつれて、液圧が低下するため、バルブ５からの単位時間当たりの流出量が減少する。したがって、常に一定量の液体を供給するためには、液位の低下に連動してバルブ５の開度もしくは開放時間を漸次増大することが必要である。それには、絶えず液体の流出量をモニターすることが要求され、これには非常に手間が掛かるので、実用化することは極めて困難である。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、動力を用いることなく簡易にして正確に、タンクから一定量の液体を取り出すことのできる液体の定量供給装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の課題を解決すべく、ランニングコストの低い無動力の液体供給装置に注目して種々検討を重ねた結果、タンク内の液位と常に一定の液位差を保った状態で液位の低下に連動して移動する液体取出し口を液体内に設けるという着想を得た。この着想を具体化するために、本発明者は先端部分の一定長さが常にタンクの液面から露出した状態で液体表面に浮かぶ容器を採用し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の液体の定量供給装置は、液体を収容するタンクと、このタンク内に収容された液体にその一部を浸漬させた状態で該液体の液面高さに連動して上下動可能に設けられた容器と、この容器における所定の高さ位置に該容器の内側と外側とを連通して設けられ、一端が前記タンク内に収容された液体中に開口すると共に、他端が前記容器内の所定高さ位置に位置付けられた液体取出し管からなり、前記タンク内に収容された液体を容器内に導く連通部と、前記容器に連接されて前記容器内に導かれた液体を外部に供給するためのホースと、前記容器内における前記液体取出し管の他端の高さ位置を可変して該容器内に流入する前記液体の流量を調整し、前記ホースからの液体流出量を変化させるための流量調整手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
好ましくは、上記流量調整手段は、更に前記容器に装着されて該容器の液体浸漬部の高さを調節する錘、および前記液体取出し管に設けられてその開度が調節されるバルブの一方を備えることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の液体の定量供給装置の構成とその作用について説明する。
図１は本発明の一実施形態を示し、液体の定量供給装置の原理を説明するための概念図である。定量供給装置１１は液体、例えば薬品１２を収容するタンク１３と、タンク１３における液体１２の液面高さに応じて上下動して、タンク１３から一定の液圧で液体１２を取り出す移動機構１４と、この移動機構１４により取り出された液体を外部に供給するホース１７、およびこのホース１７を介する液体１２の流出量を変化させるための流量調整手段とから構成されている。
【００１２】
まず、移動機構１４は、例えば図１に示すように、タンク１３内に収容された液体（薬品）１２に浮かぶ容器１５と、この容器１５内に配設された液位差保持機構１６から構成される。容器１５は、タンク１３内の液面１２ａから周壁上端部の所定長さＬが露出した状態で残部が薬品１２内に浸漬され、この状態で均衡を保ちながら液面１２ａに浮かぶフローティングタイプのものからなる。この容器１５の材質は、上記露出長Ｌを保ったまま薬品１２に浮かんだ状態を保持することができるものであれば、とくに限定されるものではないが、薬品１２が腐食性のものである場合には、耐食性を有する材質で形成されたものであることが好ましい。
【００１３】
また、容器１５の形状も、箱形、円筒型など種々のものが考えられ、とくに限定されないが、タンク１３から導かれた液体１２をその下端に連結されたホース１７に供給することを勘案すると、図１に示すように下部が漸次縮径されたロート形状であることが好ましい。
上述したように、容器１５の下端に連接されたホース１７はタンク１３の下部に形成された液体供給口１３ａにおいて、供給ホース１８の一端１８ａに接続されている。供給ホース１８の他端１８ｂは、例えば、図示しない水処理設備における薬液の注液点１９に接続される。
【００１４】
ホース１７は、例えばコイル状に巻回されている。このようにコイル状に巻回することにより、薬品１２の液面１２ａの下降と同時に容器１５が下降する際に、このホース１７がスムーズに下降できるという利点がある。
また、ホース１７の材質はとくに限定されるものではないが、上記のようにコイル状に巻回するということから可撓性を有し、さらに耐薬品性を有するものであることが好ましい。
【００１５】
この容器１５内に配設された液位差保持機構１６は次のようなものである。すなわち、容器１５の側壁の所定箇所には開口１５ａが形成され、この開口１５ａにチューブ（液体取出し管）１６１の基端１６１ａが液密に取り付けられている。チューブ１６１の先端１６１ｂは容器１５内の空間に開口し、この先端１６１ｂと薬品１２の液面１２ａとの高さの差が液位差Ｄとなる。
【００１６】
図２を参照しながら、上記の液位差保持機構１６をさらに詳しく説明する。すなわち、図２に示すように、容器１５の側壁上部には支持バー１６２が固設されており、この支持バー１６２の先端１６２ｂに刻設されたネジ孔１６２ｂに高さ調節用ネジ１６３が螺入されている。そして、チューブ１６１の先端１６１ｂは高さ調節用ネジ１６３の下端部１６３ａに固定されており、高さ調節用ネジ１６３の調節により容器１５内におけるチューブ１６１の先端１６１ｂの高さが位置決めされている。容器１５は液面１２ａの下降に伴い、露出長Ｌを保ったまま下降するので、チューブ先端１６１ｂが上記のようにして固定されていれば、液面１２ａとの液位差Ｄは常に一定に保持される。
【００１７】
さらに、定量供給装置１１は、薬品１２の供給量を増減するために、次のような手段を具備する。第１の手段は、図２に示した容器１５において、高さ調節用ネジ１６３によりチューブ先端１６１ｂの高さを液面１２ａより低い位置のいずれかに固定する。これにより、液位差Ｄが所要に応じて増減され、この液位差Ｄに応じて前記タンク１３から容器１５内に流れ出る液体１２の流出圧力が変化するので、結果として、容器１５からホース１７を介して外部に供給される液体供給量を増減することが可能となる。
【００１８】
供給量を増減させる第２の手段は、チューブ先端１６１ｂの位置は固定したままで、容器１５の上端部の露出長Ｌを変化させる方法である。つまり、図２に示すように、容器１５の下部に脱着自在な錘２０を容器１５の均衡を保った状態で取り付け、この錘２０の荷重により露出長Ｌを変化させる。この結果、上述した第１の手段と同様に液位差Ｄを変化させることができるので、液体の供給量を調節することが可能になる。
【００１９】
供給量を増減させる第３の手段は、液位差Ｄは一定に保った状態で、チューブ１６１の途中に設けたバルブ２１の開度を変化させる方法である。つまり、バルブ２１の開度を増減することにより、流れに対する抵抗を増減させ、それに応じて流量を増減することが可能となる。
これらの供給量増減手段はいずれか１つを採用してもよいが、２つあるいは３つ全部を併用することもできる。例えば、第１または第２の手段により液位差Ｄを決定しておいてから、第３の手段すなわちバルブ２１の開度を調節して微調整を行うなどの方法が考えられる。
【００２０】
なお、タンク１３内の薬品１２の供給の停止は、チューブ１６１に取り付けたバルブ２１を閉じるか、あるいは、高さ調節用ネジにより、図２で破線で示したように、チューブ１６１の先端１６１ｂを液面１２ａよりも高い位置に固定するかのいずれかの手段によって可能となる。
かかる液体の定量供給装置１１においては、まず、薬品１２の供給量に応じてタンク１３内の薬品１２の液面１２ａと容器１５内のチューブ１６１の先端１６１ｂの高さの差Ｄを決定する。そして、チューブ１６１に設けたたバルブ２１を開く。このとき、上記の高さ調節用ネジ１６３によりチューブ１６１の先端１６１ｂを液面１２ａより高い位置に固定することにより薬品１２の供給を停止している場合には、液位差Ｄの位置まで先端を下げた時点で直ちに薬品１２がチューブ１６１を通って容器１５内に流出する。一方、チューブ１６１の途中に設けたバルブ２１を閉じることにより薬品１２の供給を停止している場合には、このバルブ２１を開いて薬品１２の供給を開始すればよい。
【００２１】
このとき、容器１５への薬品１２の流出量、正確には、単位時間当たりの流量は、上記により設定された液位差Ｄに応じたものとなる。
そして、薬品１２の流出によりタンク１３内の液面１２ａが下降すると、それと同時に容器１５が下降し、同時に容器内のチューブ１６１の先端１６１ｂの位置も同じだけ下降する。その結果、当初に決定された液位差Ｄが維持されることになる。
【００２２】
このようにして、薬品１２に浮かぶ容器１５がタンク１３内で下がりきるまで、容器１５に対する薬品１２の単位時間当たりの流出量は一定に保たれる。そして、この容器１５からホース１７，供給ホース１８を介して液体１２の供給が行われるので、注液点１９における定量供給が可能となる。
また、注液ホースの先端部を複数本（図１では３本）に分岐させておけば、複数箇所すなわち３カ所の注液点１９，２３，２４に大略同量ずつ同時に注液を行うことが可能となる。
【００２３】
さらには、容器１５とホース１７および供給ホース１８の組を、例えばもう１組用意して、容器１５内のチューブ１６１の先端１６１ｂと液面１２ａとの液位差Ｄを、より大きくあるいはより小さく設定することにより、上記の供給量より多いあるいは少ない供給量で別の注液点に対応することができる。このような容器の組を複数個配設することにより、複数の注液点にそれぞれ異なる供給量で定量供給を行うこともできる。
【００２４】
図３は本発明の液体の定量供給装置の他の実施形態を示したものである。図において、定量供給装置３１は、薬品３２が収容されたタンク３３に隣接して容器３４およびホース３５が収納された収納ボックス３６が別体として配設されていること以外は上記の定量供給装置１１と同様の構成である。この収納ボックス３６は連通路３７により、タンク３３に連通している。
【００２５】
したがって、タンク３３内の薬品３２は連通路３７を介して収納ボックス３６に流入し、この収納ボックス３６内の薬品３２の液面３２ａ'は常にタンク３３内の薬品３２の液面３２ａと同じ液位に保持される。この容器３４は、図２に基づいて詳述したような液位差保持機構（図示省略）を具備している。そして、容器３４の下端にコイル状に巻回されたホース３５が連接され、収納ボックス３６の底部に形成された液体取出し口３６ａにおいて供給ホース４０の一端４０ａに接続されている。供給ホース４０の他端４０ｂは、注液点４１に接続されている。
【００２６】
容器３４内には、前述した定量供給装置１１と同様に、収納ボックス３６内の液体３２に基端３４１ａが連通し、先端３４１ｂが容器３４の空間に開口するチューブ３４１が取り付けられている。このチューブ３４１の途中にはバルブ４２が設けられている。また、この定量供給装置３１においても、液量を増減する手段として、前述したような容器内の高さ調節用ネジを使用したもの、容器に脱着自在な錘を取り付け、容器上端部の液面からの露出長を変化させるもの、および、チューブ３４１の途中に設けたバルブ４２の開度を変化させるものがあげられ、これらの手段のうちの１種もしくは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２７】
この定量供給装置３１における操作は前述したものと同様であり、まず薬品３２の供給量に応じてタンク３３（収納ボックス）内の薬品３２の液面３２ａ（３２ａ'）と、容器３４内のチューブ３４１の先端３４１ｂの高さとの差Ｄ'を決定する。このとき、薬品３２の流出量すなわち単位時間当たりの流量は、この液位差Ｄ'に応じたものとなる。
【００２８】
そして、薬品３２の流出によりタンク３３内の液面３２ａが下降すると、それと同時に収納ボックス３６内の液面３２ａ'も同じだけ下降し、その結果容器３４内のチューブ３４１の先端３４１ｂの位置も同じだけ下降する。したがって、当初に決定された液位差Ｄ'が最後まで保持されることになる。このようにして、収納ボックス３６に浮かぶ容器３４が当該ボックス３６内で下がりきるまで薬品３２の単位時間当たりの流出量は一定に保たれ、注液点４１における定量供給が可能となる。
【００２９】
さらに、この定量供給装置３１においても、供給ホース４０を注液点４１の直前で複数本に分岐させる（図示省略）ことにより、複数箇所へ薬品３２を大略同量ずつ供給することが可能となる。また、収納ボックス３６、容器３４、ホース３５、および供給ホース４０の組を２組以上用意し、各々をタンクと連通させ、各ボックスごとに液位差が異なるように設定すれば、２箇所以上の注液点に、異なる液量を同時に定量供給することが可能となる。
【００３０】
この実施形態では、容器３４をタンク３３と別体に配設した収納ボックスに収納したので、タンク内に複数の容器を浮かべるという煩雑さが低減されるという利点がある。
タンク内に収容する薬品が例えば腐食性のものである場合でも、耐食性を考慮すべき接液部は容器、チューブ、ホース、供給ホースのみであるため腐食対策を容易にかつ安価に行うことができ、従来の可変ポンプを耐食性にする場合にくらべて非常に低コストである。また、無動力で定量供給が常に可能であり、さらに、液量も簡便な機構で随意に変化させることができるという利点もある。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液体の定量供給装置は、無動力でしかも簡単な構成により液体の定量供給を行うことができるため、設備費およびランニングコストを低減できるという利点を有する。したがって、各種水処理設備などにおいてその工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体の定量供給装置の原理を示す概念的構成図である。
【図２】図１に示す定量供給装置における容器の構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る液体の定量供給装置の原理を示す概念的構成図である。
【図４】従来の液体の定量供給装置の一例を示す概念図である。
【図５】従来の液体の定量供給装置の別の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１１，３１  液体の定量供給装置
１２，３２  液体（薬品）
１２ａ，３２ａ，３２ａ'  液面
１３，３３  タンク
１５，３４  容器
１６  液位差保持機構
１７，３５  ホース
１８，４０  供給ホース
１９，２３，２４，４１  注液点
２０  錘
２１，４２  バルブ
１６１，３４１  チューブ（液体取出し管）
【図１】
0004530120.tif 000002
【図２】
0004530120.tif 000003
【図３】
0004530120.tif 000004
【図４】
0004530120.tif 000005
【図５】
0004530120.tif 000006