(57)【要約】      （修正有）【課題】薬液を送出するポンプを長持ちさせることができる液体混合装置を提供する。【解決手段】薬液導入ポンプ４４により吐出される薬液のエジェクタ４０を原水通路１０に備える液体混合装置において、前記エジェクタのノズル部材６０の直ぐ下流側に前記ノズル部材のジェット６２より断面積の大きい負圧発生空間７２を設けることにより、前記薬液導入ポンプにかかる圧力を低く抑えることが可能となり、ポンプ寿命の長い液体混合装置。【選択図】図２
2009154049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記原水を通過させるための主通路と、特殊液を収容するタンクと、一方を前記タンク内と連絡し他方を前記主通路と連絡する特殊液導入通路と、前前記特殊液導入通路からの特殊液を前記主通路内に注入する位置の下流側に設けたミキサとを有し、原水と特殊液とを混合して混合液を生成するための液体混合装置において、前記特殊液導入通路の途中に備えられるものであって前記主通路を通る原水の圧力よりも低い吐出圧のポンプと、前記主通路の途中に備えられるジェットと、前記特殊液導入通路と連絡するものであって前記主通路における前記ジェットの直ぐ下流側に位置して前記ジェットより断面積の大きい負圧発生空間とを有することを特徴とする液体混合装置。
【請求項２】
本体の内部に前記主通路の通路部分である連絡通路を形成したエジェクタを前記主通路の途中に備え、一端に前記ジェットを備えるものであって前記主通路の通路部分を構成する内部通路を内部に形成した筒状のノズル部材を前記エジェクタの前記本体に着脱自在に取付け、前記内部通路を前記ジェットより上流側になるように前記主体に前記ノズル部材を取付けることで前記内部通路と前記連絡通路とを前記ジェットを介して連絡することを特徴とする請求項１記載の液体混合装置。
【請求項３】
前記ノズル部材の前記ジェット付近の外壁を下流側に向かうにつれて径小となるテーパ形状とし、前記本体に形成した連絡通路における前記ジェット付近の外壁に対向する壁面を下流側に向かうにつれて径小となるテーパ形状としたことを特徴とする請求項２記載の液体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水道水や井戸水等の原水に他の特殊液を混合するための液体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水道水や井戸水等の原水に第一の薬液（特殊液）である次亜塩素酸ナトリウムと第二の薬液（特殊液）である塩酸や酢酸等の酸とを順に混合することで、水に含まれる各種の菌を殺菌できることが知られている。水道水や井戸水等の原水を管内に通過させ、その管内に次亜塩素酸ナトリウムと塩酸や酢酸等の酸とを順に混合することで、水道水や井戸水等の原水を利用して大量の殺菌水（混合液）を製造する液体混合装置の一種である殺菌水製造装置（例えば、特許文献１参照）が開発されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８２３２５号公報（図１）
【０００４】
従来の殺菌水製造装置を図４に基づいて説明する。従来の殺菌水製造装置は、原水を内部に通過させる主通路１０を有し、主通路１０の途中の上流側から下流側に向けて順に、第一注入部１２、第一ミキサ１４、第二注入部１６、第二ミキサ１８が備えられている。第一注入部１２の上流側に上流側開閉バルブ２０が備えられ、第二ミキサ１８の下流側には下流側開閉バルブ２２が備えられている。第一注入部１２と第二注入部１６は、主通路１０の途中に設けられる合流管であり、第一ミキサ１４と第二ミキサ１８は、主通路１０の内部に備えられて原水と薬液（特殊液）とを混合して、殺菌水（混合液）を製造するものである。
【０００５】
第一の薬液である次亜塩素酸ナトリウムは第一タンク２４に収容されており、その第一タンク２４は第一薬液導入通路２６を介して第一注入部１２と連絡している。第一薬液導入通路２６の途中には第一ポンプ２８が備えられている。即ち、第一ポンプ２８によって、第一タンク２４から主通路１０を通る原水に次亜塩素酸ナトリウムが注入される。第一ミキサ１４は、主通路１０を流れる原水と第一タンク２４から供給される次亜塩素酸ナトリウムとを均一に混合するためのものである。
【０００６】
第二の薬液である酸の原液は第二タンク３０内に収容されており、その第二タンク３０は第二薬液導入通路３２を介して第二注入部１６と連絡している。第二薬液導入通路３２の途中には第二ポンプ３４が備えられている。即ち、第二ポンプ３４によって、第二タンク３０から主通路１０を流れる原水（原水と次亜塩素酸ナトリウムとを均一に混合したもの）の中に酸の原液が注入される。第二ミキサ１８は、主通路１０を流れる原水（原水と次亜塩素酸ナトリウムとを均一に混合したもの）と、第二タンク３０から供給された酸とを均一に混ぜ合わせるためのものである。原水に第一の特殊液である次亜塩素酸ナトリウムと第二の特殊液である酸とを順に混合して所望の殺菌水（混合液）ができる。
【０００７】
原水に特殊液を注入混合させる例としては、殺菌水製造装置の他に、オフセット印刷に使用するエッチ液がある。このエッチ液を作る場合には、原水に特殊液を定量ポンプ（例えばベローズポンプ）を介して注入し、注入箇所の下流側に原水と特殊液とを混合手段で混合する構造のものが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４に示す従来の殺菌水製造装置では、ミキサ１４，１８による原水の混合攪拌は、原水の流れに対する抵抗となるため、それらの上流に備えられる注入部１２，１６付近の主通路１０内の圧力は１気圧（１気圧＝０．１０１０ＭＰａ）より高い圧力（例えば０．２〜０．３ＭＰａ）となる。高い圧力がかかる注入部１２，１６内に特殊液（次亜塩素酸ナトリウム及び酸）を注入しなければならないため、第一ポンプ２８，３４は注入部１２，１６より高い吐出圧力（例えば、０．５ＭＰａ）を有するものを使用し、高い圧力で特殊液（次亜塩素酸ナトリウム及び酸）を主通路１０の途中に位置する注入部１２，１６内に注入していた。
【０００９】
ポンプ２８，３４には、経済性と希釈性を考慮すれば、吐出量が少なくしかも高度な制御システムを持たない安価な簡易型定量ポンプを用いることが望ましい。しかし、安価な簡易型定量ポンプには一般に、チューブやダイアフラムやベローズを使用しており、簡易型定量ポンプに高圧が及ぶとチューブやダイアフラムやベローズが破損し、ポンプの寿命が短くなってポンプを頻繁に交換しなければならないという欠点があった。更に、安価な簡易型定量ポンプは、ポンプの吐出圧が低い（例えば０．０５〜０．０７ＭＰａ――ＭＰａはメガパスカル）ので、高い圧力（例えば０．２〜０．３ＭＰａ）がかかる注入部１２，１６内に、薬液（次亜塩素酸ナトリウム及び酸）を注入することができないものであった。このため、図４（特許文献１）に使用するポンプ２８，３４は、高い吐出圧力を有する耐圧性に優れた高価なポンプ（例えば０．５ＭＰａに耐えられるもの）を使用しなければならず、装置全体の製造コストが嵩むという不具合があった。オフセット印刷に使用するエッチ液を作る場合でも、同様の不具合があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、原水内に特殊液を注入するためのポンプに、耐圧性に劣る安価な簡易型定量ポンプを使用することを可能とした液体混合装置を提供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】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、前記原水を通過させるための主通路と、特殊液を収容するタンクと、一方を前記タンク内と連絡し他方を前記主通路と連絡する特殊液導入通路と、前前記特殊液導入通路からの特殊液を前記主通路内に注入する位置の下流側に設けたミキサとを有し、原水と特殊液とを混合して混合液を生成するための液体混合装置において、前記特殊液導入通路の途中に備えられるものであって前記主通路を通る原水の圧力よりも低い吐出圧のポンプと、前記主通路の途中に備えられるジェットと、前記特殊液導入通路と連絡するものであって前記主通路における前記ジェットの直ぐ下流側に位置して前記ジェットより断面積の大きい負圧発生空間とを有することを特徴とするものである。本発明は、本体の内部に前記主通路の通路部分である連絡通路を形成したエジェクタを前記主通路の途中に備え、一端に前記ジェットを備えるものであって前記主通路の通路部分を構成する内部通路を内部に形成した筒状のノズル部材を前記エジェクタの前記本体に着脱自在に取付け、前記内部通路を前記ジェットより上流側になるように前記主体に前記ノズル部材を取付けることで前記内部通路と前記連絡通路とを前記ジェットを介して連絡することを特徴とするものである。本発明は、前記ノズル部材の前記ジェット付近の外壁を下流側に向かうにつれて径小となるテーパ形状とし、前記本体に形成した連絡通路における前記ジェット付近の外壁に対向する壁面を下流側に向かうにつれて径小となるテーパ形状としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液体混合装置によれば、特殊液導入通路の途中に主通路を通る原水の圧力よりも低い吐出圧の簡易型定量ポンプを備え、主通路に負圧発生部を形成し、その負圧発生部と特殊液導入通路とを連絡する構造としている。これによって、簡易型定量ポンプにかかる圧力が低いので、耐圧性の弱い安価な簡易型定量ポンプを使用しても、ポンプの寿命を長持ちさせることができる。この結果、耐圧性に優れた高価なポンプに代えて安価な簡易型定量ポンプで済み、ポンプの交換の頻繁を少なくすることができるため、装置全体の製造コストを抑えることが可能となる。
【００１３】
本発明では更に、主通路の途中に主通路の通路部分を形成したエジェクタを備え、そのエジェクタにジェットを備えた筒状のノズル部材を着脱自在に取付けるようにする。これによって、ジェットを備えた筒状のノズル部材のみを交換することによって、ジェットの直径や主通路と特殊液導入通路との断面積を変えることができ、原水に対する特殊液の比率をポンプによる調整と共に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る液体混合装置の概略図、図２は本発明に係る液体混合装置の要部断面図である。図１及び図２において図４と同一参照番号のものは同一部材を示す。図１及び図２に示す液体混合装置は、殺菌水製造装置を例にして説明する。水道水等の原水を内部に通過させる主通路１０を有し、主通路１０の上流側から下流側に向けて直列に、第一薬液吸引手段（特殊液吸引手段）としての第一エジェクタ４０と、第一ミキサ１４と、第二薬液吸引手段（特殊液吸引手段）としての第二エジェクタ４２と、第二ミキサ１８とを順に備えるものである。なお、図１において図示しないが、第一エジェクタ４０より上流側に、上流から下流に向けて電磁弁と逆止弁と流量計との順に備えるようにしても良い。更に、前記電磁弁の上流側に上流側開閉バルブ２２を備え、第二ミキサ１８より下流側に下流側開閉バルブ２２を備えるようにしても良い。
【００１５】
第一エジェクタ４０は、特殊液である次亜塩素酸ナトリウムを入れた第一タンク２４と特殊液導入通路である第一薬液導入通路２６を介して連結しており、その第一薬液導入通路２６の途中に第一ポンプ４４を備える。第一ポンプ４４は、高価な耐圧ポンプと比べて比較的安価な簡易型定量ポンプを使用する。簡易型定量ポンプは、吐出量が少なく、単位時間当たりの吐出量が一定量であり、高度な制御システムを持たず、吐出圧が低い（例えば０．０５〜０．０７ＭＰａ）ものである。安価な簡易型定量ポンプは、チューブやダイアフラムやベローズを使用したものが一般的であり、高圧負荷が及ぶとチューブやダイアフラムやベローズが損傷するもので、高圧が及ぶとポンプの寿命が極端に短くなるものである。簡易型定量ポンプは少ない一定の吐出量を出すため、原水に対する薬液の希釈率が例えば１００分の１から２万分の１程度で原水に特殊液を混合希釈する調節には適している。
【００１６】
第二エジェクタ４２は、特殊液である酸の原液を入れた第二タンク３０と特殊液導入通路である第二薬液導入通路３２を介して連結しており、その第二薬液導入通路３２の途中に第二ポンプ４６を備える。第二ポンプ４６は、第一ポンプ４４と同じ構造の安価な簡易型定量ポンプを使用する。
【００１７】
次に、第一エジェクタ４０の構成について、図２に基づいて説明する。なお第二エジェクタ４２は、第一エジェクタ４０と同じ構成のため、その説明を省略する。第一エジェクタ４０は本体４８を有し、その本体４８の内部に本体４８を貫通する連絡通路５０を形成している。連絡通路５０は、主通路１０の通路部分（通路の一部）を構成する。本体４８の内部には、一方を外部と連絡し他方を連絡通路５０の途中に合流する合流通路５４が形成されている。
【００１８】
本体４８における合流通路５４の外部開口部には、内部に導入連絡通路５６を形成した連結部材５８が取付けられる。導入連絡通路５６は、一方を第一薬液導入通路２６と連絡し、他方を合流通路５４と連絡する。この第一薬液導入通路２６の他端は第一タンク２４（図１）と連絡し、その途中に吐出量が少なくかつ吐出圧が低い第一ポンプ４４を備え-る。第一ポンプ４４は、第一タンク２４内の次亜塩素酸ナトリウムを、第一薬液導入通路２６から、本体４８の合流通路５４に向けて所定時間当たり一定量導入するためのものである。
【００１９】
本体４８の連絡通路５０の上流側開口部から、連絡通路５０の内部に向けて筒状のノズル部材６０が着脱自在に取付けられる。ノズル部材６０の本体４８への着脱方法は既知であるので、ここでは着脱方法の説明を省略する。第一エジェクタ４０の本体４８や、連結部材５８や、ノズル部材６０は、薬液（特殊液）によって腐蝕されない素材（耐薬液性の樹脂素材）を用いる。筒状のノズル部材６０の連絡通路５０への挿入先端側には、通路断面が狭いジェット６２が形成されている。ジェット６２付近のノズル部材６０の外壁６４は、上流側から下流側に向かうにつれて外径が小さくなるテーパ形状となってなる。ノズル部材６０の内部通路６６には、上流側からの原水が導入され、原水はジェット６２から連絡通路５０の下流側に噴射される。即ち、ノズル部材６０の内部通路６６は、主通路１０内を流れる原水の通路部分（通路の一部）を構成する。ノズル部材６０の先端のジェット６２は、その位置より下流側の連絡通路５０内に原水を噴射させ、ジェット６２の下流側位置に負圧を発生させるためのものである。
【００２０】
本体４８の連絡通路５０において、ノズル部材６０のジェット６２付近のテーパ状の外壁６４と対向する壁面６８は、上流側から下流側に向かうにつれて次第に先細りとなるテーパ形状となっており、ノズル部材６０のテーパ状の外壁６４は、このテーパ形状の壁面６８と同じテーパ角度とするのが望ましい。
【００２１】
本体４８にノズル部材６０を取付けた状態において、本体４８に形成されている連絡通路５０を４つの領域に区画する。連絡通路５０は、前記第一薬液導入通路２６と連絡する上流側空間７０と、ジェット６２の直ぐ下流側に位置する負圧発生空間７２と、その負圧発生空間７２と上流側空間７２とを連絡する連絡空間７４と、負圧発生空間７２より下流側に位置する下流側空間７６とから成る。負圧発生空間の断面はジェット６２の断面空間よりも広い断面となっている。下流側空間７６はそれより下流側の主通路１０と連絡しており、その下流側の主通路１０の内部に第一ミキサ１４を備える。
【００２２】
ここで第一エジェクタ４０内の圧力について図２に基づいて説明する。第一エジェクタ４０の入口付近（ノズル部材６０の入口付近）の主通路１０内の圧力Ｐ０は一般に、水道圧の水圧である０．２〜０．３ＭＰａである。また、エジェクタ４０の出口付近（下流側空間７６の出口付近）の圧力Ｐ１も一般に、第一ミキサ１４による原水の流れに対する抵抗を受けて、０．２〜０．３ＭＰａとなる。一方、ノズル部材６０の先端のジェット６２を経て、負圧発生空間７２に噴射された原水は流速が速くなり、その結果、ジェット６２の直ぐ下流位置（負圧発生空間７２）の圧力Ｐ２は、原水のジェット６２からの噴射によって、ゼロに近い負圧となる。この負圧である圧力Ｐ２は、連絡空間７４を経て上流側空間７２に及び、上流側空間７２と連絡する合流通路５４の圧力Ｐ３もＰ２に近い負圧となる。
【００２３】
Ｐ２に近い負圧である圧力Ｐ３は、更に導入連絡通路５６と第一薬液導入通路２６とを経て第一ポンプ４４に及ぶ。この第一ポンプ４４に及ぶ圧力は、負圧であるため、第一ポンプ４４には高圧の負荷がかからない。この結果、第一ポンプ４４に、吐出圧が低い（例えば０．０５〜０．０７ＭＰａ）安価な簡易型定量ポンプを用いることが可能となる。
【００２４】
負圧Ｐ３が合流通路５４にかかることで、第一タンク２４内の次亜塩素酸ナトリウムが第一ポンプ４４で一定量の計量が行われ、その後、第一エジェクタ４０内に導入される。第一エジェクタ４０内において、次亜塩素酸ナトリウムは、合流通路５４から上流側空間７２と中間空間７４とを経て、この負圧発生空間７２においてジェット６２から噴出された原水と混合される。混合された原水と次亜塩素酸ナトリウムは、下流側空間７４からその下流側の主通路１０に至り、更にその主通路１０内に備えられた第一ミキサ１４によって原水と次亜塩素酸ナトリウムとが均一に混合される。
【００２５】
第一エジェクタ４０においては、ジェット６２を有するノズル部材６０を本体４８に着脱自在に取付け可能とする。これは、異なる希釈率の薬液を得る場合に、ジェット６２の通路断面を異なるものとしかつ連絡空間７４の断面を異なるものにするノズル部材６０を交換することでも、薬液の希釈率を変更することができ、希釈率の変更の調整幅を大きくすることができる。
【００２６】
なお、図１においては、主通路１０の上流側から下流側に向けて直列に、第一薬液吸引手段（特殊液吸引手段）としての第一エジェクタ４０と、第一ミキサ１４と、第二薬液吸引手段（特殊液吸引手段）としての第二エジェクタ４２と、第二ミキサ１８とを順に備えるものを示した。しかし、本発明では、図３に示すように、主通路１０の途中に、２つに分岐した並列な第一主通路８０と第二主通路８２とを設け、第一主通路８０の上流側から下流側に向けて第一エジェクタ４０と第一ミキサ１４とを順に備え、第二主通路８２の上流側から下流側に向けて第二エジェクタ４２と第二ミキサ１８とを順に備えるようなものとしても良い。この場合、並列な第一主通路８０と第二主通路８２とがその後合流した主通路１０の途中に、第一エジェクタ４０内に導入される第一特殊液と第二エジェクタ４２内に導入される第二特殊液とを混合するための第三ミキサ８４を備える。
このように、並列な第一主通路８０と第二主通路８２との各通路のそれぞれに特殊液を導入することで、各特殊液の供給時を同一にすることができるので、並列の方が直列の方より混合液の量産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液体混合装置の概略図である。
【図２】本発明に係る液体混合装置の要部断面図である。
【図３】本発明に係る液体混合装置の他の概略図である。
【図４】従来の殺菌水製造装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  主通路
１４  第一ミキサ
２４  第一タンク
２６  第一薬液通路
４０  第一エジェクタ
４４  第一ポンプ
４８  本体
５０  連絡通路
６０  ノズル部材
６２  ジェット
６４  外壁
６６  内部通路
６８  壁面
【図１】
2009154049.tif 000003
【図２】
2009154049.tif 000004
【図３】
2009154049.tif 000005
【図４】
2009154049.tif 000006