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技術 送液方法及び送液装置

出願人 岩井ファルマテック株式会社
発明者 柳下敦福原誠司横山伸雄森田正貴
出願日 2015年2月18日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-030064
公開日 2016年8月22日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-150777
状態 特許登録済
技術分野 給油機,船への積込み,荷降し 供給、排出、か焼、融解、ガス発生
主要キーワード 調製タンク内 上流配管 下流配管 垂直配管 水平配管 圧縮空気供給装置 配管群 調製タンク
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重要な関連分野

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図面 (10)

課題

送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供する。

解決手段

調製タンク2と、貯留タンク3と、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管11と、水平方向に延設された第2配管12と、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管13と、第4配管14と、バルブ21と、充填機4とを備え、調製タンク内加圧せずにバルブを開放して、第1配管内の液面が調製タンク内の液面と等しくなるまで第1配管内に液体を満たし、調製タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、第1配管内を満液とし、バルブを全開よりも閉じた開度とし、第2圧力に達するまで調製タンク内を連続的に加圧することで第2配管を満液とし、第2配管から液体を第3配管内に流入させることで前3配管及び第4配管内の空気を貯留タンク側に押し出すとともに液体を貯留タンクに圧送する。

概要

背景

飲料や液状の医薬品等を処理するプラントにおいては、調製タンク貯留タンク及び充填機をそれぞれ配管で接続し、配管内に所定圧圧縮空気を供給することで、調製タンクから貯留タンクを介して充填機に液体製品を圧送している。

特に医薬品を処理するプラントでは、貯留タンクや充填機はクリーンルームに設置し、調製タンクは別部屋に設置することがある。クリーンルームと当該別部屋とが同一階である場合、調製タンクに接続した配管を天井に向けて延ばし、天井で水平方向に屈曲して隣室まで延ばし、そしてクリーンルーム内に向けて下方に延ばして貯留タンクに接続する構成を採用することがある。つまり、調製タンク及び貯留タンク同士を接続する配管は、配管が上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含むことになる。

調製タンク内加圧して液体製品の圧送を開始すると、液体製品は、特に下方に延びた配管部分流れ落ちる際に配管内の気体を巻き込み、液体製品に気泡が生じてしまう虞がある。液体製品の管理上、充填機に送られる液体製品に気泡が生じていることは望ましいものではなく、液体製品に気泡を発生させることなく、調製タンクから貯留タンクへ液体製品を送液することが望まれている。これに対し、このような構成の配管において気泡が生じることを抑制した送液装置が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係る送液装置によれば、下方に延びた配管を流れ落ちる際に、配管内の気体の巻き込みが防止され、液体製品に気泡が混入することを防止することができる。

しかしながら、元々貯留タンク内に存在していた気体が液体製品とともに充填機側に供給されることをより確実に防止する対策が求められている。また、特許文献1に係る送液装置は、バルブ及び第2バルブをそれぞれ開閉することで液体製品の圧送を制御するが複雑となりがちであり、より簡易な制御で送液できることが望まれている。

概要

送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供する。調製タンク2と、貯留タンク3と、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管11と、水平方向に延設された第2配管12と、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管13と、第4配管14と、バルブ21と、充填機4とを備え、調製タンク内を加圧せずにバルブを開放して、第1配管内の液面が調製タンク内の液面と等しくなるまで第1配管内に液体を満たし、調製タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、第1配管内を満液とし、バルブを全開よりも閉じた開度とし、第2圧力に達するまで調製タンク内を連続的に加圧することで第2配管を満液とし、第2配管から液体を第3配管内に流入させることで前3配管及び第4配管内の空気を貯留タンク側に押し出すとともに液体を貯留タンクに圧送する。

目的

液体製品の管理上、充填機に送られる液体製品に気泡が生じていることは望ましいものではなく、液体製品に気泡を発生させることなく、調製タンクから貯留タンクへ液体製品を送液することが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1タンクと、第2タンクと、前記第1タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管と、前記第1配管に接続されて水平方向に延設された第2配管と、前記第2配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管と、前記第3配管及び前記第2タンクに接続された第4配管と、前記第1配管に設けられたバルブと、前記第2タンクから液体が供給され、当該液体を容器充填する充填手段とを備え、前記第1タンクから前記第2タンクへ液体を圧送し、及び前記第2タンクから前記充填手段に液体を圧送する送液装置における送液方法であって、前記第1タンク内を加圧せずに前記バルブを第1開度開放することで、前記第1配管内の液面が前記第1タンク内の液面と等しくなるまで前記第1配管内に液体を満たし、前記第1タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、前記第1配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第2開度とし、前記第1タンク内の圧力の最大値である第2圧力に達するまで前記第1タンク内を連続的に加圧することで前記第2配管を満液とし、当該第2配管から液体を前記第3配管内に流入させることで前記第3配管及び前記第4配管内の空気を第2タンク側に押し出すとともに液体を前記第2タンクに圧送し、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法。

請求項2

請求項1に記載する送液方法において、前記第2開度を、前記第2タンク内に流入する液体の流量が前記第2タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載する送液方法において、前記第2タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第2タンク内の液体の所定量が維持される第3開度にすることを特徴とする送液方法。

請求項4

請求項1〜請求項3の何れか一項に記載する送液方法において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液方法。

請求項5

第1タンクと、第2タンクと、前記第1タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管と、前記第1配管に接続されて水平方向に延設された第2配管と、前記第2配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管と、前記第3配管及び前記第2タンクに接続された第4配管と、前記第1配管に設けられたバルブと、前記第2タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記バルブを開閉し、前記第1タンクから前記第2タンクに液体を圧送し、及び前記第2タンクから前記充填手段に液体を圧送することが可能に構成された制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第1タンク内を加圧せずに前記バルブを開放することで、前記第1配管内の液面が前記第1タンク内の液面と等しくなるまで前記第1配管内に液体を満たし、前記第1タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、前記第1配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第2開度とし、前記第1タンク内の圧力の最大値である第2圧力に達するまで前記第1タンク内を連続的に加圧することで前記第2配管を満液とし、当該第2配管から液体を前記第3配管内に流入させることで前記第3配管及び前記第4配管内の空気を第2タンク側に押し出すとともに液体を前記第2タンクに圧送し、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置。

請求項6

請求項5に記載する送液装置において、前記制御装置は、前記第2開度を、前記第2タンク内に流入する液体の流量が前記第2タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置。

請求項7

請求項5又は請求項6に記載する送液装置において、前記第2タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第2タンク内の液体の所定量が維持される第3開度にすることを特徴とする送液装置。

請求項8

請求項5〜請求項7の何れか一項に記載する送液装置において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液装置。

技術分野

0001

本発明は、送液方法及び送液装置に関し、例えば、調製タンクから貯留タンクへ送液する際に気泡の発生を抑制する場合に有用なものである。

背景技術

0002

飲料や液状の医薬品等を処理するプラントにおいては、調製タンク、貯留タンク及び充填機をそれぞれ配管で接続し、配管内に所定圧圧縮空気を供給することで、調製タンクから貯留タンクを介して充填機に液体製品を圧送している。

0003

特に医薬品を処理するプラントでは、貯留タンクや充填機はクリーンルームに設置し、調製タンクは別部屋に設置することがある。クリーンルームと当該別部屋とが同一階である場合、調製タンクに接続した配管を天井に向けて延ばし、天井で水平方向に屈曲して隣室まで延ばし、そしてクリーンルーム内に向けて下方に延ばして貯留タンクに接続する構成を採用することがある。つまり、調製タンク及び貯留タンク同士を接続する配管は、配管が上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含むことになる。

0004

調製タンク内加圧して液体製品の圧送を開始すると、液体製品は、特に下方に延びた配管部分流れ落ちる際に配管内の気体を巻き込み、液体製品に気泡が生じてしまう虞がある。液体製品の管理上、充填機に送られる液体製品に気泡が生じていることは望ましいものではなく、液体製品に気泡を発生させることなく、調製タンクから貯留タンクへ液体製品を送液することが望まれている。これに対し、このような構成の配管において気泡が生じることを抑制した送液装置が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係る送液装置によれば、下方に延びた配管を流れ落ちる際に、配管内の気体の巻き込みが防止され、液体製品に気泡が混入することを防止することができる。

0005

しかしながら、元々貯留タンク内に存在していた気体が液体製品とともに充填機側に供給されることをより確実に防止する対策が求められている。また、特許文献1に係る送液装置は、バルブ及び第2バルブをそれぞれ開閉することで液体製品の圧送を制御するが複雑となりがちであり、より簡易な制御で送液できることが望まれている。

先行技術

0006

特許第5582626号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、第1タンクと、第2タンクと、前記第1タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管と、前記第1配管に接続されて水平方向に延設された第2配管と、前記第2配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管と、前記第3配管及び前記第2タンクに接続された第4配管と、前記第1配管に設けられたバルブと、前記第2タンクから液体が供給され、当該液体を容器充填する充填手段とを備え、前記第1タンクから前記第2タンクへ液体を圧送し、及び前記第2タンクから前記充填手段に液体を圧送する送液装置における送液方法であって、前記第1タンク内を加圧せずに前記バルブを第1開度開放することで、前記第1配管内の液面が前記第1タンク内の液面と等しくなるまで前記第1配管内に液体を満たし、前記第1タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、前記第1配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第2開度とし、前記第1タンク内の圧力の最大値である第2圧力に達するまで前記第1タンク内を連続的に加圧することで前記第2配管を満液とし、当該第2配管から液体を前記第3配管内に流入させることで前記第3配管及び前記第4配管内の空気を第2タンク側に押し出すとともに液体を第2タンクに圧送し、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法にある。

0009

かかる第1の態様では、第1タンク及び第2タンクとが上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含む配管で接続された送液装置において、バルブを第1開度から第2開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の第2タンクに所定量の液体を貯留させることができる。そして、このように第2タンクに所定量の液体が貯留された状態としたので、充填手段に気体を混入させずに液体を供給することができる。すなわち、元々第2タンクに存在していた気体が液体とともに充填手段に供給されることをより確実に防止することができる。

0010

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する送液方法において、前記第2開度を、前記第2タンク内に流入する液体の流量が前記第2タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液方法にある。

0011

かかる第2の態様では、充填手段に対して液体を供給開始した直後において、第2タンク内の液体が一気枯渇することがない。つまり、第2タンク内に十分な液体を貯留したまま、充填手段へ液体を供給することができる。

0012

本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載する送液方法において、前記第2タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第2タンク内の液体の所定量が維持される第3開度にすることを特徴とする送液方法にある。

0013

かかる第3の態様では、第2タンク内の液体が一度所定量に達した後では、液体の液面を略一定にすることができる。したがって、第2タンク内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

0014

本発明の第4の態様は、第1〜第3の何れか一つの態様に記載する送液方法において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液方法にある。

0015

かかる第4の態様では、薬液に気泡が混入することをより確実に防止し、高品質な薬液を製造することができる。

0016

本発明の第5の態様は、第1タンクと、第2タンクと、前記第1タンクに接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された第1配管と、前記第1配管に接続されて水平方向に延設された第2配管と、前記第2配管に接続され、流路の下流側に向けて下降するように延設された第3配管と、前記第3配管及び前記第2タンクに接続された第4配管と、前記第1配管に設けられたバルブと、前記第2タンクから液体が供給され、当該液体を容器に充填する充填手段とを備え、前記バルブを開閉し、前記第1タンクから前記第2タンクに液体を圧送し、及び前記第2タンクから前記充填手段に液体を圧送することが可能に構成された制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第1タンク内を加圧せずに前記バルブを開放することで、前記第1配管内の液面が前記第1タンク内の液面と等しくなるまで前記第1配管内に液体を満たし、前記第1タンク内を第1圧力まで連続的に加圧することで、前記第1配管内を満液とし、前記バルブを全開よりも閉じた第2開度とし、前記第1タンク内の圧力の最大値である第2圧力に達するまで前記第1タンク内を連続的に加圧することで前記第2配管を満液とし、当該第2配管から液体を前記第3配管内に流入させることで前記第3配管及び前記第4配管内の空気を第2タンク側に押し出すすとともに液体を第2タンクに圧送し、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに、前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置にある。

0017

かかる第5の態様では、第1タンク及び第2タンクが上方に延びた部分と、下方に延びた部分を含む配管で接続された送液装置において、バルブを第1開度から第2開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の第2タンクに所定量の液体を貯留させることができる。そして、このように第2タンクに所定量の液体が貯留された状態としたので、充填手段に気体を混入させずに液体を供給することができる。すなわち、元々第2タンクに存在していた気体が液体とともに充填手段に供給されることをより確実に防止することができる。

0018

本発明の第6の態様は、第5の態様に記載する送液装置において、前記制御装置は、前記第2開度を、前記第2タンク内に流入する液体の流量が前記第2タンクから前記充填手段に流出する流量よりも多くなる開度とし、前記第2タンク内の液体が所定量に達したときに前記第2タンク内の液体を前記充填手段に供給することを特徴とする送液装置にある。

0019

かかる第6の態様では、充填手段に対して液体を供給開始した直後において、第2タンク内の液体が一気に枯渇することがない。つまり、第2タンク内に十分な液体を貯留したまま、充填手段へ液体を供給することができる。

0020

本発明の第7の態様は、第5又は第6の態様に記載する送液装置において、前記第2タンク内の液体が所定量に達した後は、前記バルブを、前記第2タンク内の液体の所定量が維持される第3開度にすることを特徴とする送液装置にある。

0021

かかる第7の態様では、第2タンク内の液体が一度所定量に達した後では、液体の液面を略一定にすることができる。したがって、第2タンク内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

0022

本発明の第8の態様は、第5〜第7の何れか一つの態様に記載する送液装置において、前記液体は薬液であることを特徴とする送液装置にある。

0023

かかる第8の態様では、薬液に気泡が混入することをより確実に防止し、高品質な薬液を製造することができる。

発明の効果

0024

本発明によれば、送液する際に気泡が生じることを抑制することができる送液方法及び送液装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0025

実施形態1に係る送液装置の概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。
送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。

実施例

0026

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

0027

〈実施形態1〉
図1は本実施形態に係る送液装置の概略構成図である。送液装置1は、液体として例えば薬液を製造するプラントに設置されるものであり、第1タンクの一例である調製タンク2において薬液を調整し、当該薬液を第2タンクの一例である貯留タンク3に圧送して貯留するものである。

0028

具体的には、送液装置1は、調製タンク2と、貯留タンク3と、第1配管11と、第2配管12と、第3配管13と、第4配管14と、第1配管11に設けられたバルブ21と、送液装置1の送液処理を制御するプログラマブルロジックコントローラPLC)などの制御装置(図示せず)とを備えている。

0029

調製タンク2は、薬液を調整するタンクである。特に図示しないが、調製タンク2は、製造する薬液の原料投入される投入口、製造された薬液を排出する排出口が設けられており、制御装置からの制御信号により開閉可能となっている。また、調製タンク2には、その内部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置(図示せず)が設けられている。圧縮空気供給装置は、制御装置からの制御信号により指定された圧力で空気を調製タンク2に供給することが可能となっている。

0030

貯留タンク3は、調製タンク2から第1配管11、第2配管12及び第3配管13を通って圧送された薬液を貯留するタンクである。特に図示しないが、貯留タンク3は、圧送された薬液が投入される投入口、薬液を排出する排出口が設けられており、制御装置からの制御信号により開閉可能となっている。また、貯留タンク3の排出口には、充填機4が接続されている。

0031

このような調製タンク2はプラントの調整室に配置され、貯留タンク3はプラントの充填室に配置されている。調整室とプラント室は何れも同じ階であり、調製タンク2と貯留タンク3とは床からほぼ同じ高さに配置されている。もちろん、調製タンク2と貯留タンク3の高さ方向(鉛直方向)における位置関係には特に限定はない。

0032

充填機4は、充填手段の一例であり、貯留タンク3から供給された薬液を個別の容器に充填する装置である。例えば、充填手段としてロータリー式充填機などの公知の装置を用いることができる。充填機4は、後述するように、気泡が混入されずに薬液が貯留タンク3から供給されるので、容器に薬液だけを封入することができる。

0033

調製タンク2と貯留タンク3とは、第1配管11、第2配管12、第3配管13、及び第4配管14で接続され、これらの配管を介して調製タンク2内の薬液が貯留タンク3に送液されるようになっている。

0034

第1配管11は、調製タンク2に接続され、流路の下流側に向けて上昇するように延設された配管である。すなわち、第1配管11は、一端が調製タンク2に接続されており、他端が上昇するように延設されている。

0035

本実施形態では、第1配管11は、調製タンク2の下部に設けられた排出口に接続されて下方に延び、屈曲して略水平方向に延設された上流配管11aと、上流配管11aに接続され、垂直方向(鉛直方向)に延設された下流配管11bとから第1配管11が構成されている。

0036

第2配管12は、第1配管11に接続されて水平方向に延設された配管である。本発明でいう水平方向に延設された配管とは、水平方向のみに限定されず、水平方向に対して傾斜していてもよい。本実施形態では、プラントの調整室及び充填室を仕切る壁の上部を超え、天井に沿って水平方向に延びて第2配管12が配置されている。

0037

第3配管13は、第2配管12に接続され、流路の下流側に向けて加工するように延設された配管である。すなわち、第3配管13は、一端が第2配管12に接続されており、他端が下降するように延設されている。本実施形態では、第3配管13は、垂直方向に延設された配管からなる。もちろん、第3配管13は、垂直方向のみに限定されず、垂直方向に対して傾斜していてもよい。

0038

第4配管14は、第3配管13に接続されて水平方向に延設され、貯留タンク3に接続された配管である。水平方向に延設された配管とは、水平方向のみに限定されず、水平方向に対して傾斜していてもよい。また、第4配管14は、水平方向に延設された配管を含んでいればよく、一部に垂直方向に延設された部分を含んでいてもよい。本実施形態では、第4配管14は、水平方向に延びた水平配管14aと、垂直方向に延びた垂直配管14bとから構成されている。水平配管14aの一端は第3配管13に接続され、他端は垂直配管14bに接続されている。垂直配管14bの一端は貯留タンク3の下部に設けられた排出口に接続され、他端は水平配管14aに接続されている。

0039

これらの第1配管11、第2配管12、第3配管13及び第4配管14は、ほぼ同じ口径であり、これらが一体的に接続されることで、調製タンク2から貯留タンク3に至る薬液の流路を構成している。以降、第1配管11、第2配管12、第3配管13及び第4配管14を配管群とも総称する。なお、配管群は、個別の配管をそれぞれ接合して構成してもよいし、1本の配管として構成してもよい。また、配管群を構成する各配管の口径は全て同一口径であってもよいし、異なっていてもよい。また、配管群は、金属やプラスティックなどを材料として用いることができるが、特に限定はない。

0040

バルブ21は、第1配管11(下流配管11b)を開閉するバルブであり、第2バルブ22は、第4配管14を開閉するバルブである。これらのバルブ21及び第2バルブ22は、いわゆる流量制御弁であり、第1配管11及び第4配管14に流れる薬液の流量を制御することができる。また、バルブ21及び第2バルブ22は、制御装置からの制御信号により、薬液の流量が所望の量となるように開閉可能となっている。

0041

ここで、上述した構成の送液装置1において、調製タンク2にて調製した薬液を貯留タンク3に圧送する動作について説明する。ここでいう圧送動作とは、調製タンク2には、薬液が貯留されており、第1配管11、第2配管12、第3配管13、第4配管14及び貯留タンク3は空になった初期状態において、調製タンク2から貯留タンク3に薬液を圧送し、その後貯留タンク3から充填機4に圧送する動作をいう。

0042

図2図9は、送液時の送液装置の状態を示す概略構成図である。図中のハッチは薬液を表している。

0043

図2に示すように、初期状態において、送液装置1の制御装置は、バルブ21を開放して第1開度とする。また、制御装置は、調製タンク2内を加圧することなく(圧縮空気供給装置による圧縮空気を調製タンク2内に導入しない)、調製タンク2の排出口を開放する。

0044

このような制御により、第1配管11の液面と、調製タンク2の液面とが等しくなるまで第1配管11(下流配管11b)を薬液で満たす。このときのバルブ21の第1開度は、特に限定はないが、全開とすることが好ましい。バルブ21を全開とすることで、第1配管11の液面と、調製タンク2の液面とが等しくなるまでに要する時間を短縮することができる。

0045

このような状態になったことを検出する手段としては、例えば次のようなものが挙げられる。

0046

まず、試験的に、調製タンク2の排出口を開放してから、第1配管11の液面と、調製タンク2の液面とが等しくなったことを目視で確認できるまでに要する時間を予め計測しておき、その時間(時間Aと称する)を制御装置に記憶させておく。制御装置は、調製タンク2から貯留タンク3に薬液を圧送する動作を開始する場合、調製タンク2の排出口を開放するとともに排出口の開放時点からの経過時間を計測する。その経過時間が、時間Aに到達したか否かを判定し、一致するのであれば、第1配管11の液面と、調製タンク2の液面とが等しくなったとみなし、次の動作制御に移る。

0047

次に、図3に示すように、制御装置は、調製タンク2内を第1圧力まで連続的に加圧することで、第1配管11内を薬液で満たす。調製タンク2内を連続的に加圧するとは、徐々に調製タンク2内の圧力を高めることであり、例えば、圧縮空気供給装置からの圧縮空気による圧力値を一定の速さで高めることをいう。第1圧力については後述する。

0048

調製タンク2内が第1圧力に達したか否かは、調製タンク2内の圧力を計測する圧力計出力値を制御装置の入力値とし、制御装置は、入力値として得られた調製タンク2の圧力値が予め設定された第1圧力と等しいか否かにより判定することができる。

0049

調製タンク2内の圧力値を第1圧力まで加圧することで、第1配管11(下流配管11b)内の液面は上昇し、第1配管11全体が薬液で満たすことができる。一方、第1配管11内にあった空気は、薬液の上昇にともない、第2配管12側に押し出される。

0050

第1配管11全体が薬液で満たされたことを検出する手段としては、例えば次のようなものが挙げられる。

0051

まず、試験的に、調製タンク2内の加圧を開始してから、第1配管11が薬液で満たされたことを目視で確認できるまでに要する時間を予め計測しておき、その時間(時間Bと称する)を制御装置に記憶させておく。制御装置は、調製タンク2から貯留タンク3に薬液を圧送する動作を開始する場合、調製タンク2内の加圧開始からの経過時間を計測する。その経過時間が、時間Bに到達したか否かを判定し、一致するのであれば、第1配管11が薬液で満たされたとみなし、次の動作制御に移る。

0052

次に、図4に示すように、制御装置は、バルブ21を全開よりも閉じた第2開度にするとともに、調製タンク2内の圧力が第2圧力に達するまで連続的に加圧する。第2圧力とは、調製タンク2内の最大圧力である。上述した第1圧力は、大気圧(0.1MPa)よりも高く、第2圧力よりも小さい圧力である。

0053

調製タンク2内が第2圧力に達したか否かは、調製タンク2内の圧力を計測する圧力計の出力値を制御装置の入力値とし、制御装置は、入力値として得られた調製タンク2の圧力値が予め設定された第2圧力と等しいか否かにより判定することができる。

0054

第1配管11が薬液で満たされた状態から、さらに調製タンク2内の圧力を加圧することで、第2配管12内に薬液を流入させることができる。このとき、連続的に加圧したことで、薬液は第2配管12の下部を静かに流入するため、気泡の発生を抑制することができる。

0055

また、第2配管12や第3配管13にあった空気は薬液に押し出され、第4配管14及び貯留タンク3側に移送される。

0056

また、気泡の発生を抑制すべく、単に低い圧力で薬液を送液すると、送液に要する時間が増大してしまうが、本実施形態に係る送液装置1では、調製タンク2内を第2圧力まで連続的に加圧することで、第2配管12を流通する薬液の流量を増大させることができ、送液に係る時間を短縮することができる。また、この加圧を連続的に行うことで、薬液の流量を急激に増大させることなく、静穏に薬液を送液できる。すなわち、薬液と空気の界面を保ちながら送液することができるので、空気が薬液に混入して気泡となることを抑制することができる。

0057

図5に示すように、第2配管12に流入した薬液は、第3配管13に達し、その側壁を伝って流れ落ちる。このとき第2配管12は薬液で満液となっておらず、下側に薬液、上側に空気が存在する状態である。

0058

調製タンク2内を第2圧力まで連続的に加圧することで、薬液は、第3配管13の側壁部分を伝い、第4配管14に到達する。第3配管13において、薬液が側壁部分を伝って流れ落ちるので、薬液に空気が巻き込まれず、気泡の発生を抑制することができる。

0059

次に、図6に示すように、制御装置が調製タンク2内の圧力を第2圧力まで連続的に加圧することで、第2配管12内が次第に薬液で満たされ、満液となる。

0060

制御装置は、第2配管12内が薬液で満液となったときに、調製タンク2内が第2圧力に到達するように、調製タンク2内の圧力を制御する。このような圧力制御を行うことで、第2配管12内を満たした大量の薬液を最も高圧にした状態で第3配管13内に流入させることができる。

0061

なお、予め、試験的に調製タンク2の圧力が第2圧力に到達するまでに要する時間で、第2配管12内が薬液で満液となるように、圧力を増大させる速さを調整しておく。

0062

図7に示すように、高圧で大量の薬液を第3配管13に流入させることで、第3配管13内に存在していた空気を、第3配管13の下方に押し出すことができる。すなわち、当該空気が薬液内に気泡となって第2配管12や第3配管13の上部に滞留することを抑制することができる。

0063

ちなみに、仮に、調製タンク2内の圧力を連続的に増大させずに、第3配管13の側壁を沿わせて圧送した場合、第3配管13内の空気が上方に移動し、第2配管12の上部に滞留してしまう。

0064

次に、図8(a)に示すように、第4配管14の水平部分である水平配管14aが満液となり、次に、図8(b)に示すように、第4配管14の貯留タンク3に連なる垂直配管14bが満液となる。第4配管14が満液になる過程では、水平配管14a及び垂直配管14bの気体は薬液に押されて貯留タンク3内に流入する。

0065

以降、図9に示すように、制御装置は、貯留タンク3に薬液が所定量に達するまで、調製タンク2内の圧力を第2圧力に維持する。ここでいう所定量とは、貯留タンク3の排出口を開放して充填機4に薬液が排出されても、貯留タンク3内の薬液がすぐに枯渇しない程度の十分な量をいう。

0066

上述したように、調製タンク2は第2圧力(最大圧力)とされ、バルブ21は第2開度のままであるので、貯留タンク3には一定の流量で薬液が流入する。これにより、薬液は、貯留タンク3の投入口から貯留タンク3の底面部分に徐々に貯留される。したがって、空の貯留タンク3に薬液が初期充填される際に、薬液に空気が巻き込まれて気泡が発生することを抑制することができる。

0067

仮に、薬液が貯留タンク3に流入する前後で、調製タンク2の圧力を変えたり、バルブ21の開度を変えると、薬液が脈動して貯留タンク3に流入するおそれがあり、脈動する薬液に貯留タンク3内の気体が気泡として巻き込まれる可能性がある。

0068

第2開度としては、貯留タンク3内に流入する薬液の流量Aが、貯留タンク3のから充填機4に流出する流量B以上となるような開度とすることが好ましい。厳密には、貯留タンク3から充填機4へは薬液を供給していない段階であるので、貯留タンク3から充填機4に薬液を供給したとしたら、上記流量A≧流量Bとなるような第2開度とする。このような第2開度とすることで、後述するように充填機4に対して液体を供給開始した直後において、薬液が一気に枯渇することがない。つまり、貯留タンク3内に十分な薬液を貯留したまま、充填機4へ薬液を供給することができる。

0069

具体的な第2開度としては、例えば、10%〜50%程度とすることが好ましい。またこのようにバルブ21を全開から絞った第2開度とするので、薬液の圧力を高めることができるので、より早く薬液を圧送することができる。

0070

次に、制御装置は、貯留タンク3の薬液が所定量に達したときに、貯留タンク3内の薬液を充填機4に供給する。具体的には、貯留タンク3に液面計を設け、制御装置は、その液面計の出力値を得られるようにしておく。そして、制御装置は、液面計より得られた液面が予め定めた値と同等またはそれ以上であるならば、貯留タンク3の排出口を開放する。これにより、貯留タンク3の薬液が所定量に達したとき、貯留タンク3から薬液が充填機4に供給される。

0071

このように、貯留タンク3に所定量の薬液が貯留された状態で、貯留タンク3から充填機4に薬液が供給されるので、元々貯留タンク3内に存在していた気体が薬液とともに充填機4に混入してしまうことが防止される。

0072

そして、貯留タンク3に薬液が所定量に達した後は、制御装置は、貯留タンク3の薬液が所定量で維持されるようにバルブ21の開度を調整する。この調整された開度を第3開度と称する。第3開度は、具体的には、第3配管13から貯留タンク3に流入する薬液の流量Aが、貯留タンク3から充填機4に流出する薬液の流量Bと略同じとなるようにする。

0073

このようにバルブ21を第3開度とすることで、貯留タンク3に一度薬液が所定量となった以降においても、その所定量が維持される。したがって、貯留タンク3内の薬液が減少し、元々貯留タンク3内に存在していた気体が薬液とともに充填機4に混入してしまうことが防止される。

0074

また、上記のごとく第3開度とすることで、貯留タンク3内の薬液が一度所定量に達した後では、薬液の液面を略一定にすることができる。したがって、貯留タンク3内で液面が波打つなど変動することが抑制され、その変動に伴って液体に気体が巻き込まれ、気泡が生じるリスクを軽減することができる。

0075

ここで、貯留タンク3内に薬液が圧送されると貯留タンク3内の気体は薬液で圧縮されて高圧になる。貯留タンク3内が高圧になると薬液を貯留タンク3内に圧送しにくくなる。しかし、バルブ21の第2開度又は第3開度は、全開よりも狭いことから、薬液の圧力を上昇させることができ、貯留タンク3内に圧送しやすくすることができる。なお、貯留タンク3内に圧送される薬液の圧力を高める構造としては、バルブ21のみに限らない。例えば、貯留タンク3の第4配管14が接続される投入口に開度が自在に設定できるバルブを設けてもよい。このバルブの開度を絞ることで、貯留タンク3内に圧送される薬液の圧力を高めることができ、貯留タンク3内に圧送しやすくすることができる。

0076

以後、図9に示すように、制御装置は、調製タンク2内の薬液が所定量に減量するまで、調製タンク2内の圧力を第2圧力に維持することで、薬液及び配管群内に存在しいていた空気を貯留タンク3に圧送することができる。なお、調製タンク2内の薬液の所定量とは、調製タンク2内の薬液が空になった状態、または、圧送を続けても貯留タンク3には薬液が到達しない程度にまで減少した状態をいう。調製タンク2内の薬液が所定量に減量したら、貯留タンク3から充填機4への薬液の供給を停止する。

0077

また、調製タンク2内を第2圧力に維持して圧送するので、気泡を発生させることなく、最大圧力(第2圧力)をもって薬液を調製タンク2から貯留タンク3に圧送することができ、送液に要する時間を短縮することができる。

0078

以上に説明したように、本実施形態に係る送液装置1では、バルブ21を第1開度から第2開度へと制御することで、気体が気泡となって混入せずに、空の貯留タンク3に所定量の薬液を貯留させることができる。そして、このように貯留タンク3に所定量の薬液が貯留された状態としたので、充填機4に気体を混入させずに薬液を供給することができる。すなわち、元々貯留タンク3内に存在していた気体が薬液とともに充填機4に供給されることをより確実に防止することができる。

0079

また、送液装置1は、このような薬液の圧送を、バルブ21の開閉制御により行う。従来技術のように2つのバルブを連携させて制御する必要がないので、制御をより簡易に行うことができる。部品構成としてもバルブ一つ分が不要となるので、取り外し洗浄するメンテナンスに要する時間やコストを削減することができる。

0080

このように、本発明に係る送液装置1は、簡易な構成で、調製タンク2から充填機4まで送液する際に気泡が生じることをより確実に防止することができる。

0081

また、本実施形態に係る送液装置1は、調製タンク2と貯留タンク3との間に、下流側に向けて上昇する第1配管11(下流配管11b)を有している。このような第1配管11を有しているため、第2配管12や第3配管13上部に気泡が滞留した場合、気泡は重力に逆らって第1配管11を逆流することができず、調製タンク2側に到達することはない。

0082

このように、本実施形態に係る送液装置1は、第1配管11を有するために、気泡を調製タンク2側に逃がすことが出来ない構成となっている。

0083

しかしながら、本実施形態に係る送液装置1によれば、調製タンク2内を連続的に第1圧力まで加圧することで、第1配管11では、薬液の上昇に伴い第1配管11内の空気を第2配管12側に押し出すことができ、第1配管11において気泡の発生を抑制することができる。

0084

そして、調製タンク2内を連続的に第2圧力まで加圧することで、第2配管12では、第2配管12の下部を静穏に流通する薬液により第2配管12内の空気を第3配管13側に押し出すことができ、第2配管12において気泡の発生を抑制することができる。

0085

垂直方向に延設された第3配管では、単に薬液を圧送すると空気を巻き込んで気泡を発生させがちである。しかし、本実施形態に係る送液装置1によれば、第2配管12が満液になる前は、第2配管12の側壁に沿わせて薬液を圧送するので、気泡の発生を十分に抑制することができる。そして、第2配管12が満液となったときには、調製タンク2内が最大加圧である第2圧力になるので、最も高圧となった薬液を第3配管13に流し込むことができ、気泡を一気に第4配管14側に押し出すことができる。

0086

このようにして、本実施形態に係る送液装置1では、調製タンク2と貯留タンク3とを隔てる壁を越えるために天井側に向けて、上昇するように第1配管11を設けなければならない構成のプラントであっても、配管群において薬液に気泡を発生させずに、調製タンク2から貯留タンク3に送液することができる。

0087

また、薬液の圧送速度を十分遅くすることで薬液に気泡を生じさせない送液装置も考えられる。しかしながら、そのような送液装置では、薬液の圧送に要する時間が増大してしまい、効率的な運用が困難となってしまう。

0088

これに対し、本実施形態に係る送液装置1においては、上述したような調製タンク2の圧力調整を行うことで、気泡を発生させずに、かつ、圧力を掛けて圧送速度を高めることができる。すなわち、気泡の抑制と、圧送速度の向上とを両立することができる。

0089

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

0090

実施形態1では、調製タンク2の圧力を第2圧力に到達させるタイミングは、第2配管12が満液になったときとしたが、このような態様に限定されない。例えば、第3配管13が満液になったタイミングや、第4配管14が満液になったタイミングであってもよい。このようなタイミングであっても、調製タンク2の加圧により高圧となった薬液が第2配管12及び第3配管13を流れ込み、気泡を貯留タンク3側に押し出すので、それらの配管において気泡の発生を抑制することができる。

0091

また、送液装置が送液する液体は薬液に限定されず、任意の液体について本発明を適用することができる。

0092

実施形態1においては、第1タンクとしては薬液を調製する調製タンク2を例示し、第2タンクとしては薬液を貯留する貯留タンク3を例示した。しかし、第1タンク及び第2タンクは、液体を収容可能な容器であればよく、実施形態1に例示した態様、用途に限定されない。

0093

調製タンク2及び貯留タンク3は、それぞれ1個に限定されず、複数個であってもよい。この場合、複数の調製タンク2に接続された各配管を合流させて第1配管とし、複数の貯留タンク3に接続された各配管を合流させて第3配管とすることで、本発明を適用することができる。

0094

実施形態1では、第1配管11、第2配管12、第3配管13の本数はそれぞれ1本であったが、本数は1本に限定されず、複数本であってもよい。また、第4配管14は、水平配管14aと垂直配管14bとを有していたがこのような態様に限定されない。第4配管14は少なくとも水平部分を有していればよく、垂直配管14bを含まない態様であってもよい。この場合、第4配管14は、貯留タンク3の側面部分や上面部分に接続した構成となる。このような構成であっても、第4配管から貯留タンク3の内面に沿って薬液が貯留タンク3内に供給されるので、気泡を発生させることなく第4配管14から貯留タンク3内に薬液を供給することができる。

0095

充填手段としては、実施形態1では、貯留タンク3に直接接続された充填機4であったが、このような態様に限定されない。例えば、貯留タンク3と充填機4との間にバッファタンクや流量を制御する弁などが設けられていてもよい。すなわち、充填手段としては、間接的に貯留タンク3に接続された充填機4であってもよい。

0096

また、貯留タンク3は、第2タンクの一例であったが、充填機自体にバッファタンクが設けられ、その充填機が第3配管13に直接接続されている場合では、充填機のバッファタンクが第2タンクに該当する。

0097

実施形態1では、制御装置の制御により送液を行ったが、このような態様に限定されず、手動であってもよい。

0098

実施形態1では、第1配管11が満液となった後に、バルブ21を全開よりも閉じた開度としたが、このようなタイミングに限定されない。遅くとも、第2配管12が満液となるまでにバルブ21を全開よりも閉じた開度とすればよい。

0099

実施形態1では、バルブ21は、第1配管11の下流配管11bに設けられていたがこのような態様に限らず、上流配管11aに設けてもよい。

0100

1 送液装置
2調製タンク
3貯留タンク
11 第1配管
11a上流配管
11b下流配管
12 第2配管
13 第3配管
14 第4配管
21 バルブ

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