(57)【要約】【課題】時間の経過とともに分離してしまうような薬剤を水道管内に注入する場合に、薬剤を均一に撹拌させた状態で水道管内に注入させることができるようにした液体混合装置を提供する。【解決手段】水を通す水道管２と、当該水道管２に混合させる薬剤６を貯留するための液体貯留槽４と、当該液体貯留槽４から排出された薬剤６を水道管２まで排出する液体注入管５とを備えてなる液体混合装置１において、前記液体貯留槽４内に貯留された薬剤６を撹拌させる撹拌部材７と、当該撹拌部材７を液体貯留槽４内で撹拌駆動させる駆動機構８とを備えるようにする。この駆動機構８としては、モーターなどを用い、また、水道管２を流れる流体の流れを利用して撹拌部材７を撹拌させるような機構を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管内を流れる第一の液体に混合させるための第二の液体を貯留する液体貯留槽を備え、当該液体貯留槽から排出された第二の液体を導管まで排出して第一の液体と混合させる液体混合装置において、
前記液体貯留槽内に貯留された第二の液体を撹拌させる撹拌部材と、当該撹拌部材を液体貯留槽内で駆動させる駆動機構とを備えてなることを特徴とする液体混合装置。
【請求項２】
当該撹拌部材を駆動させる駆動機構が、液体貯留槽の上部に取り外し可能に設けられた蓋部に取り付けられるものである請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項３】
前記駆動機構が、時計方向及び反時計方向に撹拌部材を回転させる機構である請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項４】
前記駆動機構が、導管内の流れに基づいて撹拌部材を駆動させるものである請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項５】
前記駆動機構が、導管と液体貯留槽との間に跨って設けられる軸部材と、当該軸部材における導管側に設けられ、導管内を流れる第一の流体の流れによって軸部材を軸方向に沿って回転させる第一の回転部材と、前記導管の液体貯留槽側に設けられ、液体貯留槽内の液体を撹拌させる第二の回転部材とを設けて構成されるものである請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項６】
前記駆動機構が、導管と液体貯留槽との間に跨って設けられる軸部材と、当該軸部材を揺動可能に軸支する支持部とを備え、導管を流れる流体の力によって前記軸部材を揺動させて液体貯留槽内の液体を撹拌させるようにしたものである請求項１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、例えば、水道管内を流れる水に消毒液などの液体を混合させて使用できるようにした液体混合装置に関するものであり、より詳しくは、コロイド溶液などのように時間の経過とともに上下に分離してしまうような液体を均一な状態に撹拌させて水道管内の水と混合させるようにした液体混合装置などに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水道管内に薬剤を注入させて水と混合させる装置としては、例えば、特許文献１などに記載されるような装置がある。
【０００３】
この特許文献１に記載される装置を図７を用いて説明すると、図中の符号２は水道管であり、また、符号３はこの水道管に連結される短尺状の連結管３である。この連結管３には、その上方に液体注入管５が設けられており、さらに、その液体注入管５の上方には、液体貯留槽４が取り付けられている。そして、この薬剤を水道管２内の水に混合させる場合、液体貯留槽４から液体注入管５を介して連結管３まで薬剤を排出し、水道管２を流れる水に混合させる。また、この液体混合装置１には、水道管２内に排出された薬剤を水と均一に混合させるために、薬剤の排出口付近に、軸受９１によって支持された回転可能な羽根車９２を設けており、この羽根車９２を水道管２内の水の流れによって回転させることによって薬剤を混合させるようにしている。
【特許文献１】特開平１１−５０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような薬剤である液体と水とを混合させる場合、例えば、コロイド溶液などのような上下に分離してしまう液体を用いると、次のような問題を生ずる。すなわち、沈殿を生ずるような液体を液体貯留槽に溜めておくと、時間の経過とともに下方に沈殿物が滞留し、また、上方に上澄み液などのような比重の軽い液体が分離してしまう。このため、このような分離した状態で液体を排出すると、まずは下方で沈殿した沈殿物が先に排出され、その後、上澄み液などのような比較的比重の軽い液体が排出されてしまうことになる。これにより、仮に水道管内で水と混合させたとしても、時間経過によって濃度差を生じさせてしまうことになる。さらには、先に比重の重い沈殿物などが排出されると、液体貯留槽から液体を排出する際に、液体貯留槽と連結管との間で目詰まりを起こしてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、時間の経過とともに分離してしまうような液体を水道管などに注入する場合に、液体を均一に撹拌させた状態で水道管などに注入させることができるように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】
【０００６】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、導管内を流れる第一の液体に混合させるための第二の液体を貯留する液体貯留槽を備え、当該液体貯留槽から排出された第二の液体を導管まで排出して第一の液体と混合させる液体混合装置において、前記液体貯留槽内に貯留された第二の液体を撹拌させる撹拌部材と、当該撹拌部材を液体貯留槽内で駆動させる駆動機構とを備えるようにしたものである。
【０００７】
このように構成すれば、分離されやすい液体を液体貯留槽内で撹拌させることができるため、均一な濃度に撹拌して液体を水道管などの内部に排出させることができる。また、液体貯留槽内で液体を撹拌させることによって、液体貯留槽から排出する際に管内で目詰まりを起こさせるようなことがなくなる。
【０００８】
また、このような発明における一態様として、液体貯留槽の上部に取り外し可能に設けられた蓋部に撹拌部材を駆動させるための駆動機構を設けるようにする。
【０００９】
このようにすれば、撹拌する必要のない液体（例えば、分離しない液体など）を液体貯留槽に入れる場合は、蓋部を別の蓋に付け替えることで対応することができ、また、強く撹拌する必要のある液体を入れる場合は、撹拌力の強い撹拌部材を備えた蓋部に取り替えることで対応することができるようになる。
【００１０】
さらに、このような撹拌部材を駆動させる場合、時計方向及び反時計方向に撹拌部材を回転させる駆動機構を用いる。
【００１１】
このようにすれば、撹拌部材の回転による遠心力によって比重の重い物質が外周部付近に引き寄せられてしまい、外周付近に液体を分離させてしまうといった問題を解消することができる。
【００１２】
また、別の発明では、駆動機構として、導管内の流れに基づいて撹拌部材を駆動させるものを用いる。
【００１３】
このような発明のうち、流体の流れを利用して撹拌できるようにすれば、モーターなどの駆動機構を用いる必要がなくなり、定期的にバッテリー交換などのメンテナンスを行う必要なく半永久的に液体を撹拌させることができるようになる。
【００１４】
また、このような発明において駆動機構を構成する場合、導管と液体貯留槽との間に跨って設けられる軸部材と、当該軸部材の導管側に設けられ、導管内を流れる流体の力によって軸部材を回転させる第一の回転部材と、前記主軸の液体貯留槽側で第二の流体を撹拌させる第二の回転部材とを設けて構成する。
【００１５】
このようにすれば、導管内の流体の流れによって第一の回転部材を回転させ、これに伴って、第二の回転体を回転させて液体貯留槽内の第二の流体を撹拌させることができるため、流れの強さに応じた撹拌を行うことができるようになる。
【００１６】
また、駆動機構として、導管と液体貯留槽との間に跨って設けられる軸部材と、当該軸部材を揺動可能に軸支する支持部材とを備え、導管を流れる流体の力によって前記軸部材を揺動させて液体貯留槽内の第二の流体を撹拌させるようにする。
【００１７】
このように構成すれば、導管を通る流体の流れによって軸部材を不規則に揺動させることができるため、この動きによって液体貯留槽側で不規則に第二の流体を撹拌させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明によれば、導管内を流れる第一の液体に混合させるための第二の液体を貯留する液体貯留槽を備え、当該液体貯留槽から排出された第二の液体を導管まで排出して第一の液体と混合させる液体混合装置において、前記液体貯留槽内に貯留された第二の液体を撹拌させる撹拌部材と、当該撹拌部材を液体貯留槽内で駆動させる駆動機構とを備えるようにしたので、分離しやすい第二の液体を液体貯留槽内で撹拌させることができる。また、第二の液体の撹拌によって、液体貯留槽から第二の液体を排出する際、管内で目詰まりを起こさせるようなことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、第一の実施の形態における液体混合装置１を示す図であり、図２は、その液体混合装置１に取り付けられた液体貯留槽４を示す図である。
【００２０】
この実施の形態における液体混合装置１は、水道管２を流れる水に消毒液などの薬剤６を一定の割合で混合させて使用するものであり、例えば、歯科や外科などの医療現場、加湿器によって加湿と室内空間における殺菌や抗菌、除菌などを行うような場所、レストランや一般家庭の炊事場などで使用される。このうち、歯科医療現場などでは、口腔内の治療を行う際、ドリルなどの治療器具に患者の唾液や血液などが付着してしまう可能性があるため、治療器具の使用の際に消毒液を噴霧できるようにすべく、治療器具が連結されている水道管にこの液体混合装置１を取り付けて使用する。また、一般家庭やホール、乗物の室内空間などの空気を加湿や殺菌などする場合は、水道管から伸びる管の先端に噴霧器を取り付け、薬剤を混合させた液体を噴霧できるようにする。さらに、レストランなどの炊事場などにおいて、食器や調理器具などを殺菌、抗菌、除菌する必要がある場合は、そのような洗い場における水道管に液体混合装置１を取り付けて使用できるようにする。その他、使用される液体を用いて殺菌や抗菌、除菌などを行うような現場において、このような液体混合装置１を水道管２に取り付けて使用できるようにする。
【００２１】
この液体混合装置１の構成について説明する。この液体混合装置１は、図１に示すように、水道管２に連結して使用されるものであって、水道管２に連結される連結管３と、水道管２の水に混合させるための薬剤６を貯留する液体貯留槽４と、この液体貯留槽４から排出された薬剤６を連結管３まで排出するための液体注入管５とを備えてなり、特徴的に、この液体貯留槽４に、薬剤６を撹拌させるための撹拌部材７と、この撹拌部材７を回転させる駆動機構８とを設けるようにしている。
【００２２】
この液体貯留槽４は、図２に示すように、有底円筒状の部材によって構成されるものであって、その内部に薬剤６を貯留できるようにするとともに、その上方に蓋部４１を螺着させて撹拌による薬剤６のこぼれを防止できるようにしている。この薬剤６としては、例えば、ドロマイト鉱石粉を有する水溶液などを使用することができる。この薬剤６は、カルシウムとマグネシウムの炭酸塩の混合物であるドロマイト鉱石粉を０．３μｍ〜０．５μｍに微粉砕して水に希釈させて使用されるもので（「抗ウィルス作用を有するドロマイトを加工した新素材の応用開発」（産学官連携ジャーナル Vol.2 No.9 2006））強い殺菌、抗菌、滅菌などの作用効果を有するものである。ところで、この薬剤６は、一定時間放置することによって微細に粉砕されたカルシウム塩やマグネシウム塩などが下方に沈殿してしまう。そこで、この薬剤６を撹拌させるための撹拌部材７や駆動機構８を設けている。
【００２３】
この撹拌部材７は、棒状あるいは扁平状の長尺部材などを底面近傍まで垂下させてなるもので、蓋部４１の上部に取り付けられたモーター８１によって回転可能に駆動される。このモーター８１は、図示しないバッテリーによって駆動され、タイマーによって一定時間毎に撹拌部材７を時計方向と反時計方向に回転させる。このとき、撹拌部材７によって薬剤６を回転させると、比重の重い沈殿物が液体貯留槽４の外周部分に移動し、均一な撹拌を行うことができなくなる。そこで、この実施の形態では、液体貯留槽４内に薬剤６の回転を時計方向および反時計方向に回転させるとともに、その薬剤６の流れに乱流を引き起こさせるための起立部４２を設けるようにしている。この起立部４２は、液体貯留槽４の底面あるいは側面などから起立させるように設けられたもので、撹拌部材７によって回転させられた薬剤６の流れに乱流を引き起こさせるようにしている。これにより、撹拌部材７による正逆方向の回転と起立部４２によってより薬剤６を均一に撹拌させるようにしている。
【００２４】
そして、このように薬剤６を液体貯留槽４で撹拌させた後、その薬剤６を、液体注入管５を介して連結管３まで排出する。このとき、液体注入管５の途中部分に流量調整弁５１が設けられており、その流量調整弁５１の開閉によって薬剤６の流量が調整される。
【００２５】
このように液体注入管５から排出された薬剤６は、連結管３内で水道水と混合される。このとき、水道水と効率よく薬剤６を混合させるために、連結管３内に乱流発生部材３１を設けるようにしている。この乱流発生部材３１は整流状態の流れを乱流に遷移させるものであり、より簡単な構成として、棒状の部材や、メッシュ状の部材を管内に設けて構成される。また、この乱流発生部材３１は、液体注入管５の連結部分よりも下流側に設けられる。乱流発生部材３１を液体注入管５の連結部分の上流側に設けると、液体注入管５との連結部分における圧力が変動し、液体注入管５から薬剤６が不均一な状態で排出されてしまうことになるからである。このため、この実施の形態では、乱流発生部材３１を連結部分の下流側に設けて薬剤６の排出量を一定にできるようにするとともに、排出された薬剤６の効率的な拡散を可能にしている。
【００２６】
このように第一の実施の形態によれば、モーター８１によって撹拌部材７を回転させ、これによって液体貯留槽４内で薬剤６を撹拌させるようにしたので、均一な濃度で薬剤６を水道管２に排出することができるようになる。また、薬剤６が撹拌されるので、液体注入管５内で目詰まりを起こしてしまうようなことがなくなる。
【００２７】
また、駆動機構８であるモーター８１や撹拌部材７を、取り外し可能な蓋部４１に設けるようにしたので、撹拌する必要のない薬剤（例えば、分離しない薬剤など）を液体貯留槽４に入れる場合は、蓋部４１を別の蓋に付け替えることで対応することができ、また、強く撹拌する必要のある薬剤を入れた場合は、撹拌力の強い撹拌部材７を有する蓋部４１に取り替えることで対応することができるようになる。また、モーター８１に故障を生じた場合は、その蓋部４１のみを交換することで、簡単かつ低コストに対応することができるようになる。
【００２８】
さらに、撹拌部材７を駆動させる場合、時計方向及び反時計方向に撹拌部材７を回転させるようにしたので、比重の重い一部の薬剤６を液体貯留槽４に入れた場合、撹拌部材７の回転による遠心力によって比重の重い薬剤６が外周部分に寄せられてしまうといういった問題を解消することができ、均一に薬剤６を撹拌させることができるようになる。
＜第二の実施の形態＞
【００２９】
次に、第二の実施の形態における液体混合装置１を図３を用いて説明する。第二の実施の形態における液体混合装置１は、水道管２内の水の流れを利用して液体貯留槽４内の薬剤６を撹拌させるようにしたものである。なお、図３において、図１や図２と同じ符号を示したものは同じ構成を有している。
【００３０】
この実施の形態における液体混合装置１は、第一の実施の形態と同様に、水道管２に連結される連結管３と、この連結管３に接続される液体注入管５と、この液体注入管５の上端に接続される液体貯留槽４とを備えて構成される。そして、液体注入管５の軸方向に回転可能な軸部材７０を設けるとともに、軸部材７０の下端と上端のそれぞれに第一の回転体７１と第二の回転体７２を取り付け、下端側の第一の回転体７１を水道水の流れを利用して回転させるようにしている。そして、この第一の回転体７１の回転に伴って、軸部材７０の上端側に設けられた第二の回転体７２を回転させて液体貯留槽４内の薬剤６を撹拌させるようにしている。
【００３１】
この第一の回転体７１は、半球状の部材を対称的に取り付けて構成されるもので、水道水の流れによって軸部材７０を一方向に回転させる。この軸部材７０は、液体注入管５との間に一定の隙間を有するようにした状態で支持部５４で支えられる。この支持部５４で軸部材７０を支える場合、隙間を小さくすると薬剤６の排出を行うことができなくなるため、図４に示すように、薬剤６を通すことが可能な状態であって、かつ、軸部材７０を回転可能に支持できるようにしている。具体的には、半径方向に設けられた四本の線材５２の中心部にリング部５３を設けて軸部材７０を回転可能に支持し、これによって線材５２の隙間から薬剤を排出できるようにしている。
【００３２】
一方、液体貯留槽４側に設けられる第二の回転体７２は、薬剤６を撹拌するための部材を設けて構成されるもので、例えば、半球状の部材を対称的に取り付けて構成される。なお、この第二の回転体７２の形状は、棒状の部材であってもよく、あるいは、他の形状の部材であってもよい。この第二の回転体７２を回転させると、第一の実施の形態と同様に、液体貯留槽４の薬剤６が一定方向に回転してしまい、比重の重い沈殿物が外周部分に引き寄せられてしまう可能性がある。このため、第一の実施の形態と同様に、乱流を引き起こすための起立部４２を設けて薬剤６を撹拌させるようにしている。
【００３３】
上述のように第二の実施の形態によれば、流体の流れを利用して第一の回転体７１を回転させ、これによって、軸部材７０の反対側に設けられた第二の回転体７２を回転させて薬剤６を撹拌させるようにしたので、流れの強さに応じた撹拌動作を行わせることができるようになる。また、モーター８１などの駆動機構８を用いていないため、バッテリー交換などのメンテナンスを行う必要がなくなる。
＜第三の実施の形態＞
【００３４】
次に第三の実施の形態について図５を用いて説明する。上記第二の実施の形態では、水の流れを利用して第一の回転体７１を回転させ、これに伴って液体貯留槽４内の第二の回転体７２を回転させて薬剤６を撹拌させているが、この第三の実施の形態では、棒状の部材を不規則に揺動させることによって薬剤６を撹拌させるようにしている。なお、図において、第一の実施の形態や第二の実施の形態と同じ符号を付したものは同じ構成を有するものとして説明する。
【００３５】
図において符号７３は、液体注入管５の内部に揺動可能に取り付けられた揺動部材であって、軸部材７０の下端と上端に平面状の扁平部７３ａ、７３ｂを設けて構成したものである。この揺動部材７３は、液体注入管５との間に若干の隙間を有するように取り付けられ、例えば、図４に示すような線材５２の中心にリング部５３を有する支持部５４を一カ所に設け、この支持部５４を支点として揺動部材７３を揺動させるようにしている。
【００３６】
このように構成された液体混合装置１の作用について説明すると、水道管２を流れてきた水は、連結管３内に流れ込み、そこで、揺動部材７３の下端側に設けられた扁平部７３ａに当たる。このとき、扁平部７３ａによって水がいずれかの方向に流れていき、この流れの変化に伴って扁平部７３ａが不規則に揺動する。すると、これに伴って揺動部材７３の上端側に設けられた扁平部７３ｂが揺動し、液体貯留槽４内の薬剤６を不規則に撹拌させる。
【００３７】
このような構成を用いれば、液体貯留槽４内の水を回転させることなく不規則に撹拌させることができるため、より均一な状態に薬剤６を撹拌させることができるようになる。
【００３８】
また、この実施の形態では、下端側の扁平部７３ａを水の力によって揺動させるようにしているが、この揺動をより不規則にさせるために、連結管３の扁平部７３ａの上流側に乱流を引き起こすための乱流発生部（図示せず）を設けるようにしてもよい。この乱流発生部としては、より簡単な構成として、図１に示すように連結管３の内側に突出した突起を設けてもよい。このようにすれば、突起によって水道管２内の流れが乱流となり、この乱流によって扁平部７３ａをより小刻みに揺動させることができるようになる。
【００３９】
なお、本発明は上記第一から第三の実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００４０】
例えば、上記第二の実施の形態や第三の実施の形態では、水の流れを利用して撹拌部材７を動かすようにしているが、水の流れを検出するセンサを設け、このセンサの検知によって第一の実施の形態に記載されたモーター８１を駆動して撹拌させるようにしてもよい。このようなセンサとしては、例えば、連結管３内に取り付けられる流量検知センサを用いてもよく、あるいは、蛇口の操作を検知したり、あるいは、医療器具の操作を検知するセンサを設けて撹拌を行わせるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、撹拌部材７として棒状の部材を設けるようにしているが、図６に示すように、ボール状の部材７ａを液体貯留槽４内に設け、外部から磁力を与えることによってボール７ａを規則的あるいは不規則に動かすようにしてもよい。このような撹拌を行う場合、鉄などの強磁性体で構成されたボール７ａと、液体貯留槽４の外側から内部にむけて磁力を与える磁器発生装置８ａとを設け、この磁器発生装置８ａによって磁力の方向や強さを変化させてボール７ａを動かすようにする。
【００４２】
また、上記実施の形態では、薬剤貯留部と連結管３との間に液体注入管５を設けるようにしているが、この液体注入管５を非常に短くして、連結管３と薬剤貯留部とを一体的に構成するようにしてもよい。
【００４３】
また、第二の実施の形態や第三の実施の形態では、液体注入管５に流量調整弁５１を設けていないが、任意の方法で流量を調整できるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、沈殿物を有する薬剤としてドロマイト鉱石粉を有する水溶液を例に挙げて説明したが、これに限らず、長時間の放置によって沈殿を生じてしまうような液体であれば、どのような液体であってもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、水道管２に液体混合装置１を取り付けるようにしているが、水道管を通る水に薬剤を混合させる場合のみならず、第一の液体にこれと種類の異なる液体を混合させる場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第一の実施の形態における液体混合装置の概要を示す図
【図２】第一の実施の形態における液体貯留槽を示す図
【図３】本発明の第二の実施の形態における液体混合装置の概要を示す図
【図４】同形態における薬剤注入管の支持部材を示す図
【図５】本発明の第三の実施の形態における液体混合装置の概要を示す図
【図６】本発明の第四の実施の形態における液体混合装置の概要を示す図
【図７】従来例における液体混合装置の概要を示す図
【符号の説明】
【００４７】
１・・・液体混合装置
２・・・水道管
３・・・連結管
３１・・・乱流発生部材
４・・・液体貯留槽
４１・・・蓋部
４２・・・起立部
５・・・薬剤注入管
５１・・・流量調整弁
５２・・・線材
５３・・・リング部
５４・・・支持部
６・・・薬剤
７、７ａ・・・撹拌部材（ボール）
７０・・・軸部材
７１・・・第一の回転体
７２・・・第二の回転体
７３・・・揺動部材
７３ａ・・・扁平部
７３ｂ・・・扁平部
８、８ａ、８１・・・駆動機構（磁器発生装置、モーター）
【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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