JP2009172584A - 薬剤溶解器および薬液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬剤を水で溶解し一定濃度の薬液を製造できる薬剤溶解器および一定濃度の薬液を供給できる薬液供給装置を提供する。
【解決手段】薬剤装填容器、薬液を貯留することができる薬剤溶解器本体、水を外部から薬剤溶解器本体に供給する供給管、および薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出する排出管、を有し、薬剤装填容器は薬剤溶解器本体の上部に設けられ、薬剤装填容器内部と薬剤溶解器本体内部とが連通しており、薬剤装填容器内に固形薬剤を垂直方向に整列して装填するようになっており、供給管はその出口が薬剤溶解器本体内において上向きに取り付けられ、該供給管出口から出た水が薬剤装填容器内に装填された固形薬剤に触れるように配置されており、固形薬剤に触れた水によって薬剤が溶けて薬液が得られる、薬剤溶解器。
【選択図】図１

Description

本発明は、薬剤溶解器および薬液供給装置に関する。より詳細には、本発明は、薬剤を水で溶解し一定濃度の薬液を製造できる薬剤溶解器および一定濃度の薬液を供給できる薬液供給装置に関する。

生活排水、産業排水、プール循環水、浴場循環湯などの水は、次亜塩素酸カルシウムやトリクロルイソシアヌル酸などの塩素化剤を用いて雑菌消毒処理を行い、放流または循環使用される。この処理において、水の雑菌消毒を有効に行うためには、塩素化剤などの薬剤を定量的に水に溶解させることが要求される。

薬剤を水に溶解させる装置として、例えば、特許文献１には、外部から水が供給される可溶性材料室と、その下部に設けられた排出口とを有し、可溶性材料室の上側から下に向かって可溶性材料が配置され、外部からの水の供給を調整して可溶性材料室内の液面を上下させ可溶性材料に周期的に接触させる仕組みを備えた化学剤供給装置が記載されている。
特許文献２には、捕集リザーバーと、その上に設けられた浸食リザーバーと、さらにその上に設けられた薬剤を収容するキャニスターとからなり、水が浸食リザーバー内に供給され、浸食リザーバーを溢出した水が捕集リザーバーに流入し、さらに捕集リザーバーから外部に排出され、キャニスター内に収容された薬剤エレメントの下部が浸食リザーバー内の水と接触し、薬剤エレメントが浸食且つ溶解される、薬品供給装置が開示されている。この薬剤エレメントは溶解浸食が進むと自重によって下方に移動するようになっている。
しかし、特許文献１や特許文献２の装置では、固形薬剤が水に常時または周期的に浸漬されるので、固形薬剤が膨潤しやすく、自重によってその形が崩れ、水との接触面積が大きくなって、薬剤が過剰に溶解することがあった。
特表平４−５００１７１号公報 特表平６−５０１４１８号公報

特許文献３には、垂直状薬筒に打錠成型された塩素剤を多数個充填し、該薬筒の上方部から散水して、水を塩素剤の表面に沿って流下させ、下部から薬液を取りだす構成の溶解装置が記載されている。
しかし、特許文献３の装置では、打錠成型された塩素剤と水との接触面積が、塩素剤の溶解に伴って少なくなるので、一定濃度の薬液を供給するのが難しい。
特公昭５９−１３８９０号公報

特許文献４には、目皿によって内部が上層と下層とに仕切られた薬剤溶解槽からなり、上層に固形薬剤をランダムに充填し、上向きにスプレーするノズルから水を供給して固形薬剤を溶解し、下層に薬剤溶解水を貯め、薬剤溶解槽の底部からポンプで排水でき、貯められた薬剤溶解水の液面が目皿の下になるようにされた固形薬剤溶解装置が記載されている。
この装置によって一定濃度の薬液を得ることができるが、固形薬剤の充填層に固形薬剤のブリッジが形成されることがある。このようなブリッジが形成されると、固形薬剤がスプレー水の届く範囲に落下してこなくなるので、薬剤が全く溶解しない状態が偶に起きる。
特開平８−１５５４６５号公報

本発明の目的は、薬剤を水で溶解し一定濃度の薬液を製造できる薬剤溶解器および一定濃度の薬液を供給できる薬液供給装置を提供することである。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、固形薬剤を垂直方向に並べて装填し、該固形薬剤の下部に上向きの散水を行ったところ、下部の固形薬剤が溶解浸食しても崩壊せず、下部の固形薬剤の溶解浸食に伴って上部の固形薬剤がブリッジの形成無しで順次下方に移動し、一定量の薬剤が溶解できることを見出した。本発明はこの知見に基づいてさらに検討した結果完成したものである。

すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
（１） 薬剤装填容器、薬液を貯留することができる薬剤溶解器本体、水を外部から薬剤溶解器本体に供給する供給管、および薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出する排出管、を有し、
薬剤装填容器は、薬剤溶解器本体の上部に設けられ、薬剤装填容器内部と薬剤溶解器本体内部とが連通しており、薬剤装填容器内に固形薬剤を垂直方向に並べて装填するようになっており、
供給管は、その出口が薬剤溶解器本体内において上向きに取り付けられ、該供給管出口から噴出した水が薬剤装填容器内に装填された固形薬剤に触れるように配置されており、固形薬剤に触れた水によって薬剤が溶けて薬液が得られる、薬剤溶解器。
（２） 薬剤溶解器本体に貯留された薬液の液面が供給管出口よりも低い位置に維持される、前記の薬剤溶解器。
（３） 排出管は、その入口が供給管出口よりも低い位置で且つ薬剤溶解器本体のできるだけ低い位置に取り付けられている、前記の薬剤溶解器。
（４） 薬剤溶解器本体の底部に排出管および／またはドレーン管を兼ねた排出管が取り付けられている、前記の薬剤溶解器。

（５） 前記の薬剤溶解器および主配管を有し、薬剤溶解器の供給管は主配管の上流部から分岐したものであり、薬剤溶解器の排出管は該主配管の下流部に合流するものである、薬液供給装置。
（６） 主配管の上流部と主配管の下流部との間にろ過装置が薬剤溶解器と並列に取り付けられている、前記の薬液供給装置。
（７） 水中の薬剤濃度を測定する手段および／または時間を測定する手段からの信号によって開閉制御される弁が供給管に取り付けられている、前記の薬液供給装置。
（８） 排出管入口の位置よりも上部の容積（Ｖ）、供給管出口の位置よりも上部の容積（Ｖ₁）および装填される固形薬剤の最大体積（Ｖ_D）が、主配管の上流部と主配管の下流部との差圧ｘ［ａｔｍ］に対して、薬剤溶解器の使用温度範囲において、（Ｖ−Ｖ_D）／（１＋ｘ）−Ｖ_D＞Ｖ₁ の関係を満す前記の薬液供給装置。

本発明の薬剤溶解器によれば、下部の固形薬剤が溶解浸食しても形が崩れず、下部の固形薬剤の溶解浸食に伴って上部の固形薬剤が順次下方に移動するので、一定量の薬剤が溶解できるようになる。
また、本発明の薬液供給装置は、本発明の薬剤溶解器を主配管から分岐したバイパス路の途中に取り付けて、バイバス路を流れる水に一定量の薬剤を溶解させ、該バイパス路の水を主配管に合流させることによって、主配管を流れる水に薬液を一定量供給できる。
また、本発明の薬剤溶解器は供給管からの水の供給が途絶えたとき（例えば、弁が閉の時など）には、固形薬剤の溶解が実質的に止まるので、その停止期間において薬液溶解器本体に貯留された薬液の濃度が上昇せず、供給管からの水の供給が再開したとき（例えば、弁が開になった当初など）に、高濃度の薬液が溶解器から排出されることがない。そのため、塩素濃度センサーや運転タイマーを使ったオンオフ制御装置を組み込んで、薬液の供給を調整しながら行う装置に、本発明の薬剤溶解器は好適に用いることができる。
本発明の薬剤溶解器および薬液供給装置は、生活排水、産業排水、プール循環水、浴場循環湯などの水の雑菌消毒処理に好適である。

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は図面に示したものに限定されず、本発明の趣旨および範囲において形状等を変えたものを含む。
図１は、本発明の薬剤溶解器の一実施態様を示す図である。図２は本発明の薬液供給装置の一実施態様を示す図である。図３は、薬筒内の固形薬剤が溶解浸食していく様子を示す概念図である。図４は、薬液供給装置の設計に使用する容積の範囲を示す図である。
本発明の薬剤溶解器Ｓは、薬剤装填容器２、薬液を貯留することができる薬剤溶解器本体１、水を外部から薬剤溶解器本体に供給する供給管３、および薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出する排出管５、を有するものである。

薬剤装填容器２は、薬剤溶解器本体１の上部に設けられる。そして、薬剤装填容器内部と薬剤溶解器本体内部とは連通している。
また、薬剤装填容器２は、固形薬剤を垂直方向に並べて装填できるようになっている。すなわち、薬剤装填容器は、その外形が、通常、円筒または角筒をなしている。固形薬剤はそのまま薬剤装填容器に装填してもよいが、例えば、図３に示すような、底が目皿１３で閉じられた筒（薬筒８）に、柱状に成型された固形薬剤を装填し、その薬筒を薬剤装填容器２内に挿入することができる。図１において、薬剤装填容器２の上部には、固形薬剤またはそれを装填した薬筒を挿入できるように、開閉可能な蓋１４が設けられている。

固形薬剤の形状は、薬剤装填容器または薬筒の内部形状に応じて、円柱形、角柱形などにすることができる。固形薬剤の大きさは、薬剤装填容器に垂直方向に並べて装填できるものであればよいが、下部の固形薬剤が溶解浸食したときに、上部の固形薬剤が、垂直方向に並んだ状態を保ったまま順次下方に移動できるようになる大きさにするのが好ましい。薬剤装填容器または薬筒の内寸に比べ、固形薬剤の大きさが小さすぎると、垂直方向に積み重ねて並べていた固形薬剤が倒れて、ブリッジを形成するおそれがある。また薬剤装填容器もしくは薬筒の内寸と固形薬剤の大きさが同じか、または薬剤装填容器もしくは薬筒の内壁と固形薬剤との間の隙間が少ない場合には、固形薬剤がわずかに膨潤するだけで、固形薬剤が前記内壁に密着して、下方に移動し難くなるおそれがある。
適用可能な固形薬剤の種類は、特に限定されない。例えば、次亜塩素酸カルシウムなどの無機塩素化剤、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウムなどの有機塩素化剤などが挙げられる。

薬剤装填容器に装填した固形薬剤が薬剤溶解器本体内に落下しないように、薬剤装填容器の底を目皿で閉じても良い。また前記の薬筒を用いる場合には、薬筒が薬剤溶解器本体内に落下しないように、薬筒の上部に薬剤装填容器の内寸よりも大きなフランジ１２やウイング等を設けて薬剤装填容器の上部の縁で薬筒を固定できるようにしてもよいし、薬剤装填容器の下部に薬筒の外径よりも小さい環状の突起などを設けて薬筒の底部を該突起などに載せることで薬筒を固定できるようにしてもよい。なお、目皿には、多孔板、スリット板、エキスパンドメタル、ワイヤーメッシュ等が用いられる。

薬剤溶解器本体は薬剤装填容器の下方に設けられ、固形薬剤が溶解することによって得られる薬液を貯留できる構造をなしている。なお、図１に示す薬剤溶解器Ｓでは、薬剤溶解器本体を支える台９が設けられている。
薬剤溶解器本体１には、供給管３と、排出管５と、ドレーン管（図示せず）とが取り付けられている。

供給管３は、水を外部から薬剤溶解器本体に供給するためのものである。供給管出口４は、薬剤溶解器本体内において上向きに取り付けられており、水を供給すると水が上向きに噴出するようになっている。供給管出口４に目皿やスプレーノズル等を設けて噴出する水が上向きに広げて散水または噴霧されるようにしてもよい。本発明においては、水が上向きに噴霧されるようにすることが薬剤の溶解量を一定にするために特に好ましい。
本発明においては、噴出水を薬剤装填容器内の固形薬剤に触れる高さまで噴き上げることが好ましい。薬剤の溶解量は固形薬剤に触れた水の量にほぼ比例するので、例えば、供給管の途中に流量計１０などを設けて、噴出水の量を調節することが好ましい。図１には供給管出口が２つ示されているがこれに限定されず、薬剤装填容器の数や大きさ等に応じて、供給管出口の数は適宜選択できる。

供給管出口から噴出した水に触れた固形薬剤は、該水によって一部が溶けて薬液になる。該薬液は、重力によって、薬剤装填容器から薬剤溶解器本体内に落下し、貯留される。固形薬剤は図３（ａ）のように薬剤装填容器内に垂直方向に並べて装填されている。そして、噴出水によって固形薬剤の最底部が溶解浸食していくと、上部の固形薬剤が順次下方に移動し図３（ｂ）のような状態になっていく。本発明の薬剤溶解器では、固形薬剤が水に漬かっていないので、固形薬剤の膨潤が抑制され、膨潤による薬剤の崩壊流出が防止される。また、固形薬剤が順次下方に移動するので、ブリッジ形成による溶解停止が阻止できる。このようにして、薬液の濃度を一定にすることができるのである。

排出管５は、薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出するためのものである。排出管５の取り付け位置は特に限定されないが、通常、排出管５の入口６が供給管３の出口４よりも低い位置である。また、容器本体内の圧力変動、薬液の液面の異常上昇を抑えるために、排出管５の入口６は薬剤溶解器本体のできるだけ低い位置に取り付けることが好ましい。例えば、排出管５の入口６は薬剤溶解器本体の高さの半分の位置より下の位置に取り付けられる。

本発明においては、薬剤溶解器本体に貯留された薬液の液面が供給管出口４よりも低い位置に維持されるようにすることが好ましい。薬液の液面が供給管出口４より高い位置になると供給管出口４での水の上向き噴出高さが低くなり固形薬剤の溶解が十分に為されなくなるおそれがある。薬液の液面は、薬剤溶解器本体内に係る圧力が高くなるに随って、また固形薬剤が溶解するに随って上昇する。したがって、薬剤溶解器本体内に想定最大圧力が掛かり且つ固体薬剤が全て溶解しきった状態において想定される薬液の液面が、供給管出口４を超えない位置に供給管出口４を設けることが好ましい。
すなわち、図４に示す、排出管入口６の位置よりも上部の容積（Ｖ）および供給管出口４の位置よりも上部の容積（Ｖ₁）と、装填される固形薬剤の最大体積（Ｖ_D）とが、主配管の上流部と主配管の下流部との差圧ｘ［ａｔｍ］に対して、薬剤溶解器の使用温度範囲において、（Ｖ−Ｖ_D）／（１＋ｘ）−Ｖ_D＞Ｖ₁ の関係が満たされるように薬剤溶解器を設計することが好ましい。なお、装填される固形薬剤の最大体積（Ｖ_D）とは、薬剤装填容器に装填できる固形薬剤の総体積の最大値である。

例えば、５０Ｌの薬剤溶解器本体内の想定最大圧力０．２ＭＰａの設計で、１錠あたり１２５ｃｃの薬剤２０錠を装填した場合には、大気圧約０．１ＭＰａにおいて、溶解器本体内の５０Ｌの空間が約１３．３Ｌまで減少する、すなわち約３６．７Ｌの体積に相当する水が増えて、容器本体内の水位が上昇することが想定される。供給管出口４はこの想定される水位上昇が起きた場合でも薬液の液面の上にあるように設ける。

ドレーン管は、薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出するためのものである。薬剤溶解器の通常使用時には、ドレーン管は通常閉めている。排出管の閉塞や、供給管からの水の供給過多などによって薬剤溶解器本体内の薬液の液面が異常上昇し溢水しそうになった時や、薬剤溶解器内を清掃する時などにドレーン管を開いて薬液を外部に排出できる。なお、本発明において、ドレーン管は必要に応じて設けることができ、前記排出管５と兼ねたものであってもよい。

前記の薬剤溶解器の供給管３を主配管の上流部１５に、薬剤溶解器の排出管５を該主配管の下流部１６に接続することによって、薬液供給装置を構成することができる。
本発明の薬液供給装置は、生活排水、産業排水、プール循環水、浴場循環湯などの水の雑菌消毒処理等に利用できる。主配管から分岐して流れる水量を調整するために、供給管３の途中に弁と流量計とを設けることができ、また排出管５の途中にポンプを設けることができる。供給管３の途中に設けられた弁は、手動で開閉することができるものであってもよいし、水中の薬剤濃度（例えば、塩素濃度など）を測定する手段や時間を測定する手段からの信号によって開閉制御できるものであってもよい。

本発明の薬液供給装置では、図２に示すように、主配管の上流部１５と主配管の下流部１６との間に、ろ過装置Ｆと前記薬剤溶解器Ｓとを並列に取り付けることができる。ろ過装置Ｆのヘッド損失が薬剤溶解器Ｓのヘッド損失よりも大きい場合には、ろ過装置Ｆのヘッド損失Δｐによって、薬剤溶解器から薬液を、排出管５の途中にポンプを設けること無しで、排出できるようになる。

本発明の薬剤溶解器および薬液供給装置によれば、下部の固形薬剤が溶解浸食しても形が崩れず、下部の固形薬剤の溶解浸食に伴って上部の固形薬剤が順次下方に移動するので、一定量の薬剤が溶解できるようになり、一定濃度の薬液を安定して供給できる。また、本発明の薬剤溶解器は供給管からの水の供給が途絶えたとき（例えば、弁が閉の時など）には、固形薬剤の溶解が実質的に止まるので、その停止期間において薬液溶解器本体に貯留された薬液の濃度が上昇せず、供給管からの水の供給が再開したとき（例えば、弁が開になった当初など）に、高濃度の薬液が薬剤溶解器から排出されることがない。

本発明の薬剤溶解器の一実施態様を示す図。 本発明の薬液供給装置の一実施態様を示す図。 薬筒内の固形薬剤が溶解浸食していく様子を示す概念図。 薬液供給装置の設計に使用する容積の範囲を示す図。

符号の説明

１：薬剤溶解器本体
２：薬剤装填容器
３：供給管
４：供給管出口
５：排出管
６：排出管入口
８：薬筒
９：固定台
１０：流量計
Ｆ：ろ過装置
Ｓ：薬剤溶解器
ｐｉ：主配管上流部の水圧
ｐｏ：主配管下流部の水圧
Δｈ：供給管出口と排出管入口のヘッド差
１１：固形薬剤

Claims (8)

1. 薬剤装填容器、薬液を貯留することができる薬剤溶解器本体、水を外部から薬剤溶解器本体に供給する供給管、および薬液を薬剤溶解器本体から外部に排出する排出管、を有し、
   薬剤装填容器は、薬剤溶解器本体の上部に設けられ、薬剤装填容器内部と薬剤溶解器本体内部とが連通しており、薬剤装填容器内に固形薬剤を垂直方向に並べて装填するようになっており、
   供給管は、その出口が薬剤溶解器本体内において上向きに取り付けられ、該供給管出口から噴出した水が薬剤装填容器内に装填された固形薬剤に触れるように配置されており、固形薬剤に触れた水によって薬剤が溶けて薬液が得られる、薬剤溶解器。
2. 薬剤溶解器本体に貯留された薬液の液面が供給管出口よりも低い位置に維持される、請求項１に記載の薬剤溶解器。
3. 排出管は、その入口が供給管出口よりも低い位置で且つ薬剤溶解器本体の高さの半分の位置より下の位置に取り付けられている、請求項１または２に記載の薬剤溶解器。
4. 薬剤溶解器本体の底部に排出管および／またはドレーン管を兼ねた排出管が取り付けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬剤溶解器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬剤溶解器、および主配管を有し、
   薬剤溶解器の供給管は主配管の上流部から分岐したものであり、
   薬剤溶解器の排出管は該主配管の下流部に合流するものである、薬液供給装置。
6. 主配管の上流部と主配管の下流部との間にろ過装置が薬剤溶解器と並列に取り付けられている、請求項５に記載の薬液供給装置。
7. 水中の薬剤濃度を測定する手段および／または時間を測定する手段からの信号によって開閉制御される弁が供給管に取り付けられている請求項５または６に記載の薬液供給装置。
8. 排出管入口の位置よりも上部の容積（Ｖ）、供給管出口の位置よりも上部の容積（Ｖ₁）および装填される固形薬剤の最大体積（Ｖ_D）が、主配管の上流部と主配管の下流部との差圧ｘ［ａｔｍ］に対して、薬剤溶解器の使用温度範囲において、（Ｖ−Ｖ_D）／（１＋ｘ）−Ｖ_D＞Ｖ₁ の関係を満す請求項５〜７のいずれか１項に記載の薬液供給装置。

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