JP7085766B2

JP7085766B2 - 検流器と流体注入装置

Info

Publication number: JP7085766B2
Application number: JP2020120589A
Authority: JP
Inventors: 真一塩沢; 啓登土井
Original assignee: 株式会社磯村
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2040-07-14
Also published as: JP2022017813A

Description

本発明は、例えば、次亜塩素酸ソーダ等の流体を注入する流体注入装置に併設される検流器と流体注入装置に係り、特に、検流精度の向上を図ることができるように工夫したものに関する。

この種の検流器の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１に記載されている検流器は概略次のような構成になっている。まず、管路があり、この管路には絞り部が設けられている。上記絞り部にはフロートが昇降可能な状態で内装されている。上記フロートは管路内の流体の流れによって昇降する。又、上記管路の外側には光学センサが取り付けられていて、この光学センサによって上記フロートが浮上しているか否か、すなわち、流体の流れの有無を検知する。

特開２００７－２７８７７７号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、フロートの動きに大きく左右されてしまうという問題があった。すなわち、フロートにより光路が遮蔽されるか否かによって検流する構成であり、フロートの動作が正確であることが前提になる。ところが、管路及びフロートへの汚れやエアの付着等に起因して、フロートの正常な動作が損なわれてしまうことがある。例えば、流体の流れがないにもかかわらず、フロートが上記したような現象によって浮上したままの状態になってしまい、その結果、光路が遮蔽されず流体の流れが有るといった誤検出になってしまう。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、フロートの動きに左右されることなく正確に検流することを可能とし、検流精度の向上を図ることができる検流器とそのような検流器を併設した流体注入装置を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による検流器は、透明な目視管と、上記目視管に設けられ流体が流通する管路と、上記管路内に設置されたフロート、上記目視管に設けられ上記管路から分岐された検流路と、上記目視管の外側から上記検流路に設置された圧力センサと、上記管路の上記圧力センサによる圧力検出位置の下流側に設けられ上記圧力検出位置における圧力変化を増幅させる弁と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による検流器は、請求項１記載の検流器において、上記弁は、ハウジングと、上記ハウジング内の上流側に設けられたバルブシートと、上記ハウジング内に収容された弁体と、上記弁体を上記バルブシート側に付勢する弾性部材と、からなり、上記流体の圧力により上記弾性部材の弾性力に抗して上記弁体が上記バルブシートから離間する方向に移動されて上記流体が上記弁内を通過できるようになっていることを特徴とするものである。
又、請求項３による流体挿入装置は、流体を吸引・吐出するポンプと、上記ポンプの吐出側に設置された請求項１又は請求項２記載の検流器と、を具備したことを特徴とするものである。

以上述べたように本発明の請求項１による検流器によると、流体が流通する管路と、上記管路に設置された圧力センサと、を具備したので、検流精度の向上を図ることができる。
又、請求項２による検流器によると、請求項１記載の検流器において、上記管路の上記圧力センサによる圧力検出位置の二次側には上記圧力検出位置における圧力変化を増幅させる弁が設けられているので、検流精度をさらに高めることができる。
又、請求項３による検流器は、請求項２記載の検流器において、上記弁はハウジングと上記ハウジング内の上流側に設けられたバルブシートと上記ハウジング内に収容された弁体と上記弁体を上記バルブシート側に付勢する弾性部材とからなり、上記流体の圧力により上記弾性部材の弾性力に抗して上記弁体が上記バルブシートから離間する方向に移動されて上記流体が上記弁内を通過できるようになっているため、上記検流器内の圧力検出位置における流体の圧力の変化量を物理的に増幅することができ、これにより圧力検出の精度ひいては検流精度の精度を向上させることができる。
又、請求項４による検流器によると、請求項１～請求項３の何れかに記載の検流器において、上記管路の上記圧力センサによる圧力検出位置の一次側にはフロートが設置されているので、目視によっても検流を行うことができる。
又、請求項５による流体注入装置によると、流体を吸引・吐出するポンプと、上記ポンプの吐出側に設置された請求項１～請求項４の何れかに記載の検流器と、を具備したので、検流精度の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、要部を部分的に断面として示す流体注入装置の正面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、要部を部分的に断面として示す流体注入装置の正面図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、図４のＶ－Ｖ断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、プランジャによるポンプ作用を動作順に説明するための模式図である。

以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１に示すように、この第１の実施の形態による流体注入装置１は、ポンプ３と検流器５とから構成されている。

上記ポンプ３には、図１及び図２に示すように、ベース７がある。このベース７の図中上側にはインダクションモータ１３が設置されている。上記インダクションモータ１３にはギヤヘッド（減速機）１５が連結されている。上記インダクションモータ１３の図示しない出力軸は上記ギヤヘッド１５の図示しない入力軸に連結されている。上記ギヤヘッド１５の出力軸１７にはカム１９が偏心された状態で固定されている。上記カム１９の外周側にはハウジング２１が上下動可能に取り付けられている。上記ギヤヘッド１５の出力軸１７が回転することにより上記カム１９が回転し、それによって、上記ハウジング２１が上下動する。また、上記ハウジング２１の下端には止めねじ２３及びロックナット２５を介してリングボール２７が連結されている。

一方、上記ベース７の図中下側には複数本のボルト３１によってボディ３３が固定されている。上記ボディ３３の中心部であって上部にはグランドナット３５が螺合により固定されており、このグランドナット３５は上記ベース７を貫通して図中上方に突出されていて、その内周側にはスリーブ３７が内装されている。

又、上記ボディ３３の中心部であって下部には外パイプ４１が取り付けられている。上記外パイプ４１の内周側には中パイプ４３が同軸状に設置されている。上記中パイプ４３の内周側にはロッド４５が上下動可能に内装されている。上記ロッド４５の上端は既に説明したリングボール２７に連結されている。上記ハウジング２１が上下方向に往復動することにより上記リングボール２７を介して上記ロッド４５が上下方向に往復動する。

上記外パイプ４１の下端にはフランジ５５に固定ねじ５７によって固定されたポンプヘッド５３が連結されている。上記ポンプヘッド５３内にはスリーブ５８が内装されていて、このスリーブ５８の内周側にはプランジャ５９が上下方向に往復動可能に内装されている。上記プランジャ５９の上端は上記ロッド４５の下端に連結されている。上記ハウジング２１が上下方向に往復動することにより上記リングボール２７を介して上記ロッド４５が上下方向に往復動し、さらに、上記プランジャ５９が上下方向に往復動する。

上記ポンプヘッド５３の下方にはストレーナボディ６１が連結されていて、このストレーナボディ６１にはエレメント６３が外装されている。また、上記ポンプヘッド５３には吸込流路６５が形成されていて、この吸込流路６５の先端部にはボールチャッキ６７が設置されている。上記エレメント６３を介して吸い込まれた薬液は上記ボールチャッキ６７を介して吸込流路６５内に吸い込まれる。

上記ポンプヘッド５３には吐出流路７１が形成されていて、この吐出流路７１内には別のボールチャッキ７３が設置されている。上記吐出流路７１の吐出口には送液パイプ７４がバルブ押さえ７５を介して連結されている。上記送液パイプ７４は上記フランジ５５の貫通孔７７を通り、上記外パイプ４１に取り付けられたパイプ振れ止め７９の貫通孔８１を通って図２中上方に延長されている。

上記ボディ３３には貫通孔９１が形成されていて、上記送液パイプ７４の上端部は上記貫通孔９１内に挿し込まれている。又、上記挿し込まれた送液パイプ７４の先端部にはソケット９３が取り付けられている。

既に説明したベース７には送液流路１０１が形成されていて、上記送液パイプ７４の先端は上記ソケット９３を介して上記送液流路１０１に連通されている。上記送液流路１０１の先端（図１中左端）開口は閉止プラグ１０３によって閉塞されている。

次に、上記検流器５の構成を説明する。まず、上記ベース７には透明な目視管１０５がジョイントスリーブ１０７を介して設置されている。上記ジョイントスリーブ１０７には送液流路１０９が形成されており、また、上記目視管１０５にも送液流路１１１が形成されている。上記送液流路１０１はこれら送液流路１０９、１１１と連通されている。上記送液流路１１１内には、図３示すように、セラミックボール製のフロート１１３が上下方向に移動可能に収容されている。又、上記送液流路１１１からは直交する方向にエア抜き流路１１５が分岐されていて、このエア抜き流路１１５の開口にはエア抜きバルブ１１７が取り付けられている。

上記送液流路１１１の図３中下側は縮径されていて段部１１９が形成されており、上記送液流路１１１内に図３中下から上に向かう薬液の流れがある場合には上記フロート１１３は浮上するが、薬液の流れがない場合には上記段部１１９上に着座される。又、上記目視管１０５は、例えば、アクリル等の透明な材料からなり、上記フロート１１３の動きを外部から視認できる。

図１に示すように、上記目視管１０５に設けられた送液流路１１１からは検流路１２１が分岐されていて、この検流路１２１の開口には圧力センサ１２３が取り付けられている。上記圧力センサ１２３は複数本のボルト１２５によって上記目視管１０５に固定されている。この圧力センサ１２３によって上記検流路１２１を介して送液流路１１１内の圧力を検出し、それによって、薬液の流通の有無を検出する。
尚、上記圧力センサ１２３としては様々な構成のものが考えられるが、本実施の形態の場合には、一例として、浜松光電株式会社製の型番が「ＫＨ１８００１ＭＰａ」のものを使用している。

上記目視管１０５の図中上方には圧力変化を増幅させるための弁１３１が設置されている。上記弁１３１には上記弁１３１のハウジングとしての機能も有するホースソケット１３３があり、上記ホースソケット１３３には図３中上下方向に延長された送液流路１３５が形成されている。この送液流路１３５の図３中下側は拡径されて弁体収容部１３７が形成されている。この弁体収容部１３７内には弁バルブ１３９が設置されている。上記弁バルブ１３９は弁スプリング１４１によって図３中下側に押圧されている。上記弁バルブ１３９の下側にはバルブシート１４３が設置されている。上記弁バルブ１３９が上記弁スプリング１４１によって押圧されて上記バルブシート１４３に着座されると、上記送液流路１３５が閉塞される。上記弁バルブ１３９が薬液圧力によって上記弁スプリング１４１の弾性力に抗して図３中上側に移動すると上記送液流路１３５内を薬液が流れる。このような構成の弁１３１を既に説明した圧力センサ１２３による圧力検出位置の下流側に設けることにより送液流路１１１内の流体に所定の抵抗が付加されるようにして圧力検出位置における圧力変化を増幅する。

上記弁１３１の下流側（図３中上側）にはホース１５１がホースナット１５３によって連結されている。

次に、この第１の実施の形態による作用について説明する。
まず、インダクションモータ１３によってギヤヘッド１５を介してカム１９が回転する。このカム１９の回転によりハウジング２１が上下方向に往復動する。このハウジング２１の往復動によりリングボール２５を介してロッド４５ひいてはプランジャ５９が上下方向に往復動する。

上記プランジャ５９が上昇するとボールチャッキ６７が開放され、図示しないタンク内の薬液が吸込流路６５内に吸い込まれる。次に、上記プランジャ５９が下降すると上記ボールチャッキ６７が閉塞され代わりに吐出流路７１側のボールチャッキ７３が開放される。それによって、吸込流路６５内に吸い込まれた薬液が吐出流路７１側に吐出されボールチャッキ７３を通って送液パイプ７４内に吐き出される。
以下、上記プランジャ５９が上下方向に往復動することにより上記作用が繰り返され薬液が脈動的に吐出される。

上記送液パイプ７４内に吐出された薬液は、送液流路１０１、送液流路１１１、送液流路１３５を介してホース１５１内に送り出され、目的とする薬液注入箇所まで送液されて注入される。

又、上記送液流路１１１内の圧力が検流路１２１を介して圧力センサ１２３によって検出される。送液流路１１１内の圧力の変化量が所定の値以上であれば薬液の流通有りと判別され、所定の値未満であれば薬液の流通なしと判別される。

その際、上記弁１３１によって送液流路１１１内の流体に所定の抵抗が付加される構成になっているので、薬液の流通有りの場合と薬液の流通なしの場合の圧力の変化量を物理的に増幅させることができる。それによって、圧力センサ１２３による圧力検出の精度ひいては検流精度の精度を向上させる。

尚、上記送液流路１１１内を薬液が流れるとフロート１１３が浮上するので目視管１０５の外部から視認可能である。

次に、この第１の実施の形態による効果について説明する。
まず、検流精度の向上を図ることができる。これは圧力センサ１２３によって検流を行うようにしているからであり、様々な理由に起因したフロート１１３の誤動作に影響されることなく、薬液流通の有無を確実に検出することができる。
又、上記圧力センサ１２３による圧力検出位置の下流側には弁1３１が設けられているので、薬液流通がある場合とない場合の圧力変化を増幅することができ、それによって、上記圧力センサ１２３による検出精度をさらに高めることができる。
又、上記フロート１１３も設置されているので外部からの視認による検流も可能である。

次に、図４及び図５を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態による流体注入装置２０１では、前記第１の実施の形態による流体注入装置とは異なる構成のポンプ２０３を採用している。

上記ポンプ２０３にはベース２０７があり、上記ベース２０７の図４中上側にはカムカバ２０９が設置されている。上記カムカバ２０９の上側はモーター取付板２１０となっている。上記カムカバ２０９の図４中上側には、インダクションモータ２１１が設置されていて、このインダクションモータ２１１にはギヤヘッド（減速機）２１３が連結されている。上記インダクションモータ２１１の図示しない出力軸は上記ギヤヘッド２１３の図示しない入力軸に連結されている。

上記ベース２０７の図４中上側であり上記カムカバ２０９内には、複数本のスタッドボルト２１５が取り付けられている。上記スタッドボルト２１５の上側にはベアリングホルダ２１７が取り付けられている。また、上記ベアリングホルダ２１７の図４中上側には複数本のスタッドボルト２１９が取り付けられていて、上記スタッドボルト２１９の上端（図４中上端）は上記モーター取付板２１０に固定されている。

上記ベアリングホルダ２１７の図４中下側には上側カム２２１が設置されていて、上記ベース２０７の上側には下側カム２２３が設置されている。上記上側カム２２１の図４中下側には上側カム面２２５が形成されていて、この下側カム面には後述するスプラインシャフト、ロッド、プランジャを昇降させるための傾斜面、下降させるための傾斜面、回転のみを行わせるための一対の平坦面から構成されている。上記下側カム２２３の図４中上側には下側カム面２２７が形成されていて、この下側カム面２２７にも後述するスプラインシャフト、ロッド、プランジャを昇降させるための傾斜面、下降させるための傾斜面、回転のみを行わせるための一対の平坦面から構成されている。上記上側カム面２２５と上記下側カム面２２７の図４中上下方向の間隔は等間隔になっている。

又、上記ベアリングホルダ２１７にはローラベアリング２３１が設置されていて上記ローラベアリング２３１にはスプラインナット２３３が設置されている。上記スプラインナット２３３は上記ベアリングホルダー２１７に対して回転可能となっている。上記スプラインナット２３３は上記ギヤヘッド２１３の出力軸２３９にジョイント２４０を介して連結されている。また、スプラインシャフト２３５が上記ベアリングホルダ２１７、上記上側カム２２１、上記下側カム２２３、及び、上記ベース２０７を貫通して設置されている。上記スプラインシャフト２３５は上記スプラインナット２３３に噛合していて、スプラインナット２３３と共に回転可能であって、且つ、図４中上下方向に往復動可能に設置されている。

上記スプラインシャフト２３５にはカムフォロワ２３７が固定されている。上記カムフォロワ２３７の先端側（図４中左側）は、上記上側カム面２２５と上記下側カム面２２７の間に介挿されている。

そして、上記インダクションモータ２１１によって上記ギヤヘッド２１３が回転され、上記ジョイント２４０を介して上記スプラインナット２３３が回転し、上記スプラインシャフト２３５が回転される。又、上記スプラインシャフト２３５は上記カムフォロワ２３７と上記上側カム面２２５及び上記下側カム面２２７の作用によって回転しながら上下方向に往復動される。

上記ベース２０７の図４中下側には、カップリング２４１を介して、中空の円柱形状をなすボディパイプ２４３が設置されている。上記ボディパイプ２４３内にはロッド２４５が内装されている。上記ロッド２４５の上端は上記スプラインシャフト２３５の下端に連結されている。上記カップリング２４１の上記ロッド２４５が貫通する部分にはＯリング２４７が設置されている。

上記ボディパイプ２４３の先端側（図４中下側）には上記ボディパイプ２４３に設置されたフランジ２５７を介して固定されたポンプヘッド２５１が接続されている。上記ポンプヘッド２５１には吸入口２５３と吐出口２５５が設けられている。上記吸込口２５３にはストレーナボディ２５４が取り付けられている。又、上記ポンプヘッド２５１の先端にはプラグ２５６が取り付けられている。

上記ボディパイプ２４３の先端側（図４中下側）から上記ポンプヘッド２５１内にかけてプランジャ２６１が内装されている。上記プランジャ２６１は上記ロッド２４５の先端側（図４中下側）にプランジャホルダ２６３を介して連結されていて、上記スプラインシャフト２３５及び上記ロッド２４５を介して回転するとともに上下方向に往復動する。

上記プランジャ２６１の先端側（図４中下側）には回転方向に沿って所定角度範囲で切欠部２６５が形成されており、上記プランジャ２６１の回転と上下方向への往復動によって、上記吸入口２５３から上記切欠部２６５内に薬液を吸い込むとともに、該切欠部２６５内から上記吐出口２５５側に吐き出す。

上記ポンプヘッド２５１の吐出口２５５には、バルブホルダ２６７を介して、前記第１の実施の形態の場合と同じ送液パイプ７４が連結されている。また、上記バルブホルダ２６７の送液パイプ７４側にはボールチャッキ２６９が接続されている。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

次に、この第２の実施の形態の場合の作用を説明する。
上記ポンプ２０３のインダクションモータ２１１によってギヤヘッド２１３及びジョイント２４０を介してスプラインナット２３３を回転させると、上記スプラインシャフト２３５、ロッド２４５、プランジャ２６１が回転するとともに、上側カム面２２５及び下側カム面２２７とカムフォロワ２３７の作用によって、図４中上下方向に往復動する。

以下、図６を参照して詳しく説明する。
まず、プランジャ２６１は状態ａに示す下死点の状態にある。すなわち、プランジャ２６１最下点まで降下していて、且つ、切欠部２６５がポンプヘッド２５１の吸込口２５３と吐出口２５５の中間位置にある。
その状態からプランジャ２６１の回転のみが行われ状態ｂに移行する。この段階ではプランジャ２６１は依然として最下点まで降下しているが、切欠部２６５がポンプヘッド２５１の吸込口２５３側に少し向いた状態にある。この状態になると吸込口２５３を介して切欠部２６５内に薬液が流入し始める。
その状態からプランジャ２６１がさらに回転されると、状態ｃ、状態ｄに示すように、プランジャ２６１か上昇していき、それによって、ポンプヘッド２５１内に薬液が吸い込まれていく。状態ｄではプランジャ２６１は最上点まで上昇している。
その後、プランジャ２６１の回転のみが行われ状態ｅの上死点の状態に移行する。切欠部２６５がポンプヘッド２５１の吸込口２５３と吐出口２５５の中間位置（先に説明した中間位置の反対側の中間位置）にある。ここまでの動作により薬液の吸込が完了する。
その状態からプランジャ２６１の回転のみが行われ状態ｆに移行する。この段階ではプランジャ２６１は依然として最上点まで上昇しているが、切欠部２６５がポンプヘッド２５１の吐出口２５５側に少し向いた状態にある。
その状態からプランジャ２６１がさらに回転されると、状態ｇ、状態ｈに示すように、プランジャ２６１か下降していき、それによって、ポンプヘッド２５１内の薬液が吐出口２５５を介して吐き出されていく。状態ｈではプランジャ２６１は最下点まで降下している。
以下、同様の作用を繰り返すことにより薬液が上記吐出口２５５から脈動的に薬液が吐出される。

検流器５における検流作用及び弁１３１による圧力変化増副作用は前記第１の実施の形態の場合と同じである。

よって、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、ポンプにおいて吸込口側の逆止弁が不要になるという利点がある。

尚、本発明は前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に限定されるものではない。
まず、圧力センサの種類についてはこれを特に限定するものではない。
また、弁の構成については図示したものに限定されず、例えば、ダイヤフラム型のものでもよい。
また、フロートの設置は任意である。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

本発明は、次亜塩素酸ソーダ等の流体を注入する流体注入装置に併設される検流器と流体注入装置に係り、特に、検流精度の向上を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、水道水の殺菌のために次亜塩素酸ソーダを注入する流体注入装置に好適である。

１流体注入装置
３ポンプ
５検流器
１２３圧力センサ
１１３フロート
１３１弁
２０１流体注入装置
２０３ポンプ

Claims

透明な目視管と、
上記目視管に設けられ流体が流通する管路と、
上記管路内に設置されたフロート、
上記目視管に設けられ上記管路から分岐された検流路と、
上記目視管の外側から上記検流路に設置された圧力センサと、
上記管路の上記圧力センサによる圧力検出位置の下流側に設けられ上記圧力検出位置における圧力変化を増幅させる弁と、
を具備したことを特徴とする検流器。
請求項１記載の検流器において、
上記弁は、ハウジングと、上記ハウジング内の上流側に設けられたバルブシートと、上記ハウジング内に収容された弁体と、上記弁体を上記バルブシート側に付勢する弾性部材と、からなり、
上記流体の圧力により上記弾性部材の弾性力に抗して上記弁体が上記バルブシートから離間する方向に移動されて上記流体が上記弁内を通過できるようになっていることを特徴とする検流器。
流体を吸引・吐出するポンプと、
上記ポンプの吐出側に設置された請求項１又は請求項２記載の検流器と、
を具備したことを特徴とする流体注入装置。