JP2011031116A - Liquid mixing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1の液体を第2の液体に混合させて出力する液体混合システムに関するものである。 The present invention relates to a liquid mixing system that mixes a first liquid with a second liquid and outputs the mixed liquid.
特許文献1に、園芸用の給水部材および該給水部材を用いた園芸用給水装置が開示されている。この特許文献1に開示されている園芸用給水装置では、水や液体肥料、薬剤などの液体を貯える水槽と、液体を水槽より流出させるチューブと、植木鉢の地中に差し込まれた給水部材とを備えており、給水部材は、水槽の排出口より低い位置に配置されている。
互いに異なる2種の液体を所定の割合で混合し、その混合された液体(混合液)を供給する場合がある。例えば、液体肥料が所定の割合(濃度)となるように水で薄めて混合液とし、その混合液を樹木や草花などに供給する場合、特許文献1に記載の技術では、樹木や草花などに供給する混合液を、予め用意しておく(所定の割合で混合しておく)必要がある。これに対し、園芸の分野を含む種々の分野においては、互いに異なる2種の液体を、所定の割合で予め混合しておくのではなく、所定の割合で混合させながら供給したいという要望がある。
There are cases where two different liquids are mixed at a predetermined ratio and the mixed liquid (mixed liquid) is supplied. For example, when the liquid fertilizer is diluted with water so as to have a predetermined ratio (concentration) to obtain a mixed solution, and the mixed solution is supplied to trees, flowers, etc., the technique described in
図5は、液体混合システムの一例を示している。この液体混合システム100は、例えば、液体肥料101を水102で薄めて樹木や草花などに供給するものである。この混合システム100は、液体肥料101を収容する容器110と、水102が流れる流路130を含む混合器120と、流路130に設けられたオリフィス131とを有している。流路130のオリフィス131の上流側と、容器110の気相110Gとは、連通路141により連通している。また、流路130のオリフィス131の下流側と、容器110の液相110Lとは、連通路142により連通している。
FIG. 5 shows an example of a liquid mixing system. In the
この液体混合システム100では、流路130の一端130aを家庭用の水道などと接続するなどして、流路130の一端130aから流路130に水102を導入すると、オリフィス131を通過する水102の流れにより、オリフィス131の上流側(入口側)に対して、下流側(出口側)は負圧となる。この差圧により、水102の一部が連通路141を介して容器110に流入し、液体肥料101は、連通路141を介して容器110に流入された水102に押され、連通路142を介して、流路130に吸い込まれて、オリフィス131を通過した水102と混合する。そして、流路130の他端130bから混合液103(水102に薄められた液体肥料101)として吐出される。
In this
この液体混合システム100によれば、流路130の一端130aを水道の蛇口などと接続することにより、液体肥料101を水102に混合させながら供給することができる。しかしながら、この液体混合システム100では、水102が容器110に流入するため、容器110内の液体肥料101が水102によって徐々に薄まる。このため、混合液103中の液体肥料101の濃度も徐々に低下する。したがって、この液体混合システム100では、所定の割合(一定の割合)で互いに異なる2種の液体を混合させながら供給することが難しい。
According to the
例えば、使用する液体肥料101の比重が水102の比重よりも大きくなるような条件の場合、液体肥料101と水102とが比重により分離し、所定の割合(一定の割合)で液体肥料101を水102に混合させながら供給することができるかもしれない。しかしながら、比重により2液を分離した状態で保持することは容易ではなく、容器110の内部の液体肥料101が薄まり、その結果、混合液103の液肥の濃度は徐々に低下する。
For example, when the specific gravity of the
本発明の一態様は、第1の液体を第2の液体に混合させて出力する液体混合システムである。この液体混合システムは、第1の液体を収容し、気液2相が内部に形成される第1の容器と、第2の液体が流れる流路を含む混合器とを有する。混合器は、流路に流れる第2の液体により差圧を発生させる差圧発生機構を含む。この液体混合システムは、さらに、流路と第1の容器の液相部分とを連通させる第1の連通路であって、差圧発生機構による差圧により、第1の液体を流路に出力し、第2の液体と混合させるための第1の連通路と、気液2相が内部に形成される第2の容器であって、気相部分が第1の容器の気相部分と連通し、液相部分が流路の差圧発生機構の上流側に連通する第2の容器とを有する。この液体混合システムでは、流路に流れる第2の液体により差圧を発生させ、その差圧により、第1の容器の液相部分と連通する第1の連通路を介して、第1の液体を流路に出力し、第2の液体と混合させる。 One embodiment of the present invention is a liquid mixing system in which a first liquid is mixed with a second liquid and output. This liquid mixing system includes a first container that contains a first liquid and in which two phases of gas and liquid are formed, and a mixer that includes a flow path through which the second liquid flows. The mixer includes a differential pressure generating mechanism that generates a differential pressure by the second liquid flowing in the flow path. The liquid mixing system further includes a first communication path that allows the flow path and the liquid phase portion of the first container to communicate with each other, and outputs the first liquid to the flow path by the differential pressure generated by the differential pressure generating mechanism. And a first container for mixing with the second liquid and a second container in which two phases of gas and liquid are formed, wherein the gas phase portion communicates with the gas phase portion of the first container. The liquid phase portion has a second container communicating with the upstream side of the differential pressure generating mechanism of the flow path. In this liquid mixing system, a differential pressure is generated by the second liquid flowing in the flow path, and the first liquid is passed through the first communication path communicating with the liquid phase portion of the first container by the differential pressure. Is output to the flow path and mixed with the second liquid.
この液体混合システムによれば、第1の容器の気相部分および第2の容器の気相部分は連通しているので、第1の容器の内圧と第2の容器の内圧はほぼ均等になる。流路に第2の液体を導入すると、流路側の圧力が高ければ、第2の液体の一部が第2の容器の液相部分に流入し、第2の容器の内圧が高くなりバランスする。第1の容器の内圧は、第2の容器の内圧とほぼ同じ状態になってバランスがとられた状態となる。 According to this liquid mixing system, since the gas phase part of the first container and the gas phase part of the second container communicate with each other, the internal pressure of the first container and the internal pressure of the second container become substantially equal. . When the second liquid is introduced into the flow path, if the pressure on the flow path side is high, a part of the second liquid flows into the liquid phase portion of the second container, and the internal pressure of the second container increases and balances. . The internal pressure of the first container is almost the same as the internal pressure of the second container and is in a balanced state.
流路に流れる第2の液体により差圧が発生すると、流路において差圧発生機構の上流側(入口側)に対して下流側(出口側)が負圧となる。第1の容器の内圧は、第1および第2の容器の気相部分を介して、上流側の圧力とバランスしているので、エジェクタ効果により、第1の容器の液相部分から、第1の液体が、第1の連通路を介して流路に吸い込まれ(吹き出され)て、第2の液体と混合する。 When the differential pressure is generated by the second liquid flowing in the flow path, the downstream side (exit side) of the flow path has a negative pressure with respect to the upstream side (inlet side) of the differential pressure generating mechanism. Since the internal pressure of the first container is balanced with the pressure on the upstream side via the gas phase portions of the first and second containers, the first container causes the first pressure to rise from the liquid phase portion of the first container. The liquid is sucked (blowed out) into the flow path through the first communication path and mixed with the second liquid.
すなわち、第2の容器内においては、第2の容器の液相部分に導入された第2の液体によって気相部分が押され(気相部分が液相部分に押され)、第1の容器内においては、第2の容器の気相部分と連通している第1の容器の気相部分に導入された気体によって液相部分が押される(液相部分が気相部分に押される)。第1の容器内の液相部分の液体は、第1の容器の気相部分に導入された気体に押され、第1の連通路を介して、第1の液体を流路に出力し、第2の液体と混合する。 That is, in the second container, the gas phase part is pushed by the second liquid introduced into the liquid phase part of the second container (the gas phase part is pushed by the liquid phase part), and the first container Inside, the liquid phase part is pushed by the gas introduced into the gas phase part of the first container communicating with the gas phase part of the second container (the liquid phase part is pushed by the gas phase part). The liquid in the liquid phase part in the first container is pushed by the gas introduced into the gas phase part of the first container, and the first liquid is output to the flow path via the first communication path. Mix with the second liquid.
この液体混合システムによれば、第1の容器と第2の容器とは気相を介して連通しているので、流路の差圧発生機構の上流側の圧力は、気体(気相、典型的には空気、またはそれぞれの容器の液体の蒸気を含む気体)を媒体として伝達する。このため、基本的には、第1の容器に第2の液体が流入することは無い。したがって、第1の液体が第2の液体により薄まることは無く、所定の割合(一定の割合)で互いに異なる2種の液体(第1の液体および第2の液体)を混合させながら出力することができる。 According to this liquid mixing system, since the first container and the second container communicate with each other via the gas phase, the pressure on the upstream side of the differential pressure generation mechanism of the flow path is a gas (gas phase, typically In particular, air or a gas containing liquid vapor in each container) is transmitted as a medium. For this reason, basically, the second liquid does not flow into the first container. Therefore, the first liquid is not diluted by the second liquid, and is output while mixing two different liquids (first liquid and second liquid) at a predetermined ratio (a constant ratio). Can do.
この液体混合システムでは、第1の連通路に第1の逆止弁を設けることが好ましい。流路から第1の容器内に液体(第2の液体および/または混合液)が逆流しないような第1の逆止弁を第1の連通路に設けることにより、例えば、流路への第2の液体の供給を停止した場合などでも、流路から液体(混合液および/または第2の液体)が第1の容器に逆流することを抑止できる。 In this liquid mixing system, it is preferable to provide a first check valve in the first communication path. By providing the first check valve in the first communication path so that the liquid (second liquid and / or mixed liquid) does not flow backward from the flow path into the first container, for example, Even when the supply of the second liquid is stopped, it is possible to prevent the liquid (mixed liquid and / or second liquid) from flowing backward from the flow path to the first container.
また、この液体混合システムでは、第1の連通路に、この第1の連通路の開口面積を可変させる流量調整機構を設けることが好ましい。第2の液体に対する第1の液体の混合割合(混合液の混合比)を調整することができる。 Further, in this liquid mixing system, it is preferable that a flow rate adjusting mechanism for changing an opening area of the first communication path is provided in the first communication path. The mixing ratio of the first liquid with respect to the second liquid (mixing ratio of the liquid mixture) can be adjusted.
さらに、この液体混合システムは、流路と外部とを連通させる第2の連通路をさらに有し、この第2の連通路に第2の逆止弁を設けることが好ましい。流路への第2の液体の供給を停止すると、第2の容器においては、液相部分の第2の液体が流路に流出する。このため、第1の容器内および/または第2の容器内が大気圧に対して負圧になる可能性があり、場合によっては、第1の容器および/または第2の容器が凹んだり潰れたりするおそれがある。したがって、流路が加圧されていないときは、第1の容器内および/または第2の容器内を大気圧とバランスさせ、第1の容器および/または第2の容器が凹んだり潰れたりするのを抑止することが望ましい。 Furthermore, it is preferable that the liquid mixing system further includes a second communication path that allows the flow path to communicate with the outside, and a second check valve is provided in the second communication path. When the supply of the second liquid to the flow path is stopped, the second liquid in the liquid phase portion flows out to the flow path in the second container. For this reason, the inside of the first container and / or the second container may be negative with respect to the atmospheric pressure, and in some cases, the first container and / or the second container is dented or crushed. There is a risk of Therefore, when the flow path is not pressurized, the inside of the first container and / or the second container is balanced with the atmospheric pressure, and the first container and / or the second container are dented or crushed. It is desirable to prevent this.
また、空気などの気体は、水などの液体に対して圧縮性の流体なので圧力による体積変動が大きい。したがって、第2の容器が第2の液体により圧縮された状態になったときに、液相を形成する第2の液体が第1の容器に流入しない程度の容量を第2の容器は備えていることが望ましい。典型的には、第2の容器の容量は第1の容器の容量よりも大きいことが好ましい。 Further, since a gas such as air is a compressible fluid with respect to a liquid such as water, volume fluctuation due to pressure is large. Therefore, when the second container is compressed by the second liquid, the second container has a capacity such that the second liquid forming the liquid phase does not flow into the first container. It is desirable. Typically, the capacity of the second container is preferably greater than the capacity of the first container.
この液体混合システムにおいて、混合器の一例は、差圧発生機構に加え、第1の容器と接続させることにより、第1の容器の液相部分と第1の連通路とが連通する第1のポートと、第2の容器と接続させることにより、第2の容器の液相部分と流路とが連通する第2のポートと、流路の一端に設けられた第3のポートと、流路の他端に設けられた第4のポートとを備えるものである。 In this liquid mixing system, an example of the mixer is connected to the first container in addition to the differential pressure generating mechanism, so that the liquid phase portion of the first container and the first communication path communicate with each other. By connecting the port and the second container, the second port in which the liquid phase portion of the second container communicates with the flow path, the third port provided at one end of the flow path, and the flow path And a fourth port provided at the other end.
この液体混合システムでは、第1の容器および第2の容器は、それぞれ、混合器に対して着脱可能であることが好ましい。第1の容器および第2の容器を、それぞれ、混合器に対して取り付けることにより、液体混合システムを構成できる。 In this liquid mixing system, the first container and the second container are preferably detachable from the mixer. A liquid mixing system can be constructed by attaching the first container and the second container to the mixer.
したがって、本発明の他の態様は、第1の液体を第2の液体に混合させる混合器である。この混合器は、第2の液体が流れる流路と、流路に流れる第2の液体により差圧を発生させる差圧発生機構と、第1の液体を収容する第1の容器であって、気液2相が内部に形成される第1の容器と接続させることにより、流路の差圧発生機構の差圧で第1の容器の液相部分から第1の液体を流路に出力する第1の連通路と第1の容器の液相部分とが連通される第1のポートと、第2の容器と接続させることにより、気液2相が内部に形成されたときに第2の容器の液相部分と流路の差圧発生機構の上流側とが連通される第2のポートと、流路の一端に設けられた第3のポートと、流路の他端に設けられた第4のポートとを備える。この混合器は、第1の容器を第1のポートに接続し、第2の容器を第2のポートに接続することにより、第1の容器の気相部分と第2の気相部分とが連通される。この混合器によれば、流路に流れる第2の液体により差圧を発生させ、その差圧により、第1の容器の液相部分から第1の液体を流路に出力し、第2の液体と混合させる。 Accordingly, another aspect of the present invention is a mixer that mixes a first liquid with a second liquid. The mixer is a flow path through which a second liquid flows, a differential pressure generating mechanism that generates a differential pressure by the second liquid flowing through the flow path, and a first container that contains the first liquid, By connecting to the first container in which the gas-liquid two phases are formed, the first liquid is output to the flow path from the liquid phase portion of the first container by the differential pressure of the differential pressure generating mechanism of the flow path. By connecting the first communication path and the liquid phase portion of the first container to the first port and the second container, the second phase is formed when the gas-liquid two phase is formed inside. A second port communicating with the liquid phase portion of the container and the upstream side of the differential pressure generating mechanism of the flow path, a third port provided at one end of the flow path, and provided at the other end of the flow path And a fourth port. The mixer connects the first container to the first port and connects the second container to the second port so that the gas phase portion and the second gas phase portion of the first container are connected to each other. Communicated. According to this mixer, a differential pressure is generated by the second liquid flowing in the flow path, and the first liquid is output from the liquid phase portion of the first container to the flow path by the differential pressure, and the second liquid Mix with liquid.
この混合器を用いることにより、所定の割合(一定の割合)で、第1の液体を第2の液体に混合させて出力することができる。すなわち、所定の割合(一定の割合)で混合された混合液を出力することができる。 By using this mixer, it is possible to output the first liquid mixed with the second liquid at a predetermined ratio (a constant ratio). That is, it is possible to output a mixed liquid mixed at a predetermined ratio (a constant ratio).
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる液体混合システムを側面図により示している。図2は、図1の液体混合システムの混合器の近傍を拡大して示している。図3は、図1の液体混合システムの概略構成を模式的に示す図であって、第1の容器と第2の容器を混合器から取り外した状態を示している。図4は、図1の液体混合システムの概略構成を模式的に示す図であって、第1の容器と第2の容器とを混合器に取り付けた状態を示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a liquid mixing system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the mixer of the liquid mixing system of FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of the liquid mixing system of FIG. 1, and shows a state where the first container and the second container are removed from the mixer. FIG. 4 is a diagram schematically showing a schematic configuration of the liquid mixing system of FIG. 1, and shows a state in which the first container and the second container are attached to the mixer.
この液体混合システム1は、所定の割合で水に薄められた液体肥料を樹木や草花などに供給する際に好適なシステムである。システム1は、第1の液体として液体肥料L1を、第2の液体として水L2を用い、水L2に液体肥料L1を混合させて、水L2に薄められた液体肥料L1を混合液L3として出力する。
This
この液体混合システム1は、第1の容器10と、第2の容器20と、流路31を含む混合器30とを備えている。第1の容器10は、典型的には、上部に口を持ったPETボトルであり、液体肥料(第1の液体)L1を、内部に気液2相が形成される(気相部分11Gと液相部分11Lが形成される)ように収容する。すなわち、第1の容器10には、第1の液体L1が隙間なく満杯に入っているのではなく、上部の口の近傍には少なくともある程度の隙間があり、その部分が気相部分11Gとして取り扱えるようになっている。この第1の容器10は、上部の口(ポート)12が、以下で説明するように混合器30との接続用のポートに対してねじ込んで固定できるようになっている。
The
第2の容器20も、典型的にはPETボトルであり、口(ポート)22を下にして混合器30と接続される。この第2の容器20は、アキュムレータとしての機能を有し、流路31に水(第2の液体)L2を流入させたときに、第2の容器20にも第2の液体L2が導入され、第2の容器20の内圧と流路31を流れる水圧とをバランスさせるものである。したがって、第2の容器20には、内部に、流入した第2の液体L2の液相21Lと、それにより圧縮された空気の層(気相、第2の液体L2の蒸気も含む)21Gの気液2相が形成される。第2の容器20としては、その容量が第1の容器10の容量よりも十分に大きいものが採用される。空気は水(第2の液体)L2より圧縮性なので、加圧されることにより体積が減少する。このため、第2の容器20の容量を十分に大きくすることにより、空気が水(第2の液体)L2により圧縮されたときに、第1の容器10に水(第2の液体)L2が不用意に導入されることが無い。
The
混合器30は、第2の液体L2が流れる流路31と、第1の容器10のポート12を接続するための第1のポート41と、第2の容器20のポート22を接続するための第2のポート42と、流路31の一端31aに設けられた第3のポート43と、流路31の他端31bに設けられた第4のポート44と、流路31に流れる第2の液体L2により差圧を発生させる差圧発生機構50とを備えている。典型的には、第1のポート41は混合器30の下部に設けられており、第2のポート42は混合器30の上部に設けられている。このため、第2の容器20は、第1の容器10に対して上下がさかさまな状態で混合器30に接続される。また、本例では、差圧発生機構50として、流路31にオリフィスが設けられている。差圧発生機構50としては、流路31にエジェクタなどを設けてもよい。
The
第1の容器10のポート12および第1のポート41は、対応するねじ(ねじ溝)構造を備えており、第1の容器10は、ポート12を第1のポート41にねじ込むことにより、混合器30に取り付けられるようになっている。混合器30には、さらに、流路31のオリフィス50の下流側と第1の容器10の液相部分11Lとを連通させる第1の連通路61が設けられている。本例では、混合器30に、流路31から第1のポート41に向かって第1の経路61aが設けられているとともに、第1のポート41から、第1の経路61aに接続された第1のチューブ61bが延びている。したがって、混合器30の第1のポート41に第1の容器10を取り付けると、第1のチューブ61bが第1の容器10の液相部分11Lに達する。このため、第1の経路61aと第1のチューブ61bとにより、第1の容器10の液相部分11Lと、流路31のオリフィス50の下流側を接続する第1の連通路61が形成される。すなわち、混合器30の第1のポート41に第1の容器10を取り付けると、第1の容器10の液相部分11Lと、流路31のオリフィス50の下流側を接続する第1の連通路61が形成される。
The
第1の連通路61には(より具体的には、第1の経路61aに)、第1の連通路61の開口面積を可変させる流量調整機構70が設けられている。流量調整機構70は、例えば、第1の連通路61に対して突没可能なニードル(ネジ)などを用いることができる。ニードル70の第1の連通路61への突出量により、第1の連通路61の開口面積が変化し、流量を調整できる。
The first communication path 61 (more specifically, in the
また、第1の連通路61、より具体的には、第1の経路61aと第1のチューブ61bとの接続部近傍には、第1の逆止弁81が設けられている。第1の逆止弁81は、オリフィス50に水L2が流れ、オリフィス50の下流が減圧された状態になり、第1の容器10の液相部分11Lから第1の液体L1が流路31に導入されるようになると開く。一方、水L2の流れを止めると、第1の逆止弁81は閉じ、流路31から液体(第2の液体L2および/または混合液L3)が第1の容器10に逆流するのを防止する。
A
混合器30には、さらに、流路31のオリフィス50の上流側と外部(大気)とを連通させる第2の連通路62が設けられている。また、第2の連通路62には、第2の逆止弁82が設けられている。第2の逆止弁82は、流路31に水L2が流れて加圧されると閉じ、水L2が止まると開く。このため、水L2を止めたときに、混合器3の内部、第2の容器20の内部および第2の容器20と連通した第1の容器10の内部を大気開放することができる。したがって、第1の容器10内および/または第2の容器20内が大気に対して負圧になり、これらの容器10および/または20が凹んだり、損傷したりするのを防止できる。また、大気開放することにより、水L2を止めたときに、これらの容器10および20、さらには混合器30からドレンをスムーズに排出させることができる。
The
第2の容器20のポート22および混合器30の第2のポート42には、対応するねじ(ねじ溝)機構が設けられている。したがって、第2の容器20は、ポート22を第2のポート42にねじ込むことにより、混合器30に取り付けられる。これら第1の容器10および第2の容器20としては、例えば、市販のPETボトルなどを用いることができ、混合器30が不要なときは、第1の容器10および第2の容器20を混合器30から外してしまうことができる。
Corresponding screw (thread groove) mechanisms are provided in the
混合器30には、さらに、第2のポート42と、流路31のオリフィス50の上流側とを連通する第3の連通路63が設けられている。したがって、第2の容器20の口22を第2のポート42に接続することにより、第2の容器20と流路31のオリフィス50の上流側とを連通させることができる。第2の容器20は口22が下を向くように混合器30に取り付けられる。したがって、流路31に水L2を流すと、第3の連通路63を通って水L2が第2の容器20の下側に溜まり、第2の容器20の液相部分21Lと、流路31のオリフィス50の上流側とは第3の連通路63により連通される。
The
また、混合器30は、第1のポート41および第2のポート42を接続する第2の経路64aと、第2のポート42の第2の経路64aから上方に延びた第2のチューブ64bとを含む第4の連通路64を備えている。したがって、第2のポート42に第2の容器20を接続すると、第2の容器20の上部分(液体混合システム1を使用している状態において気相部分21Gとなる部分)に第2のチューブ64bが到達する。このため、第1の容器10および第2の容器20を混合器30に接続すると、第1の容器10の上部分(第1の液体L1を収容している状態において気相部分11Gとなる部分)と第2の容器20の気相部分21Gとが第4の連通路64により連通される。図3および図4に示した第4の連通路64は流路31とは連通しないように、流路31とは立体的に交差している。
The
この液体混合システム1では、水道などから供給されて流路31に流れる水(第2の液体)L2により差圧を発生させ、その差圧により、第1の容器10の液相部分11Lと連通する第1の連通路61を介して、第1の容器10の液体肥料(第1の液体)L1を流路31に出力し、水L2と混合させて出力する。その際、水L2により、第1の容器10の液体肥料L1が薄まらないようにすることができる。
In this
この液体混合システム1は、以下のように使用する。まず、第1の容器10に、満杯にならない程度の量の液体肥料(第1の液体)L1を入れ、混合器30の第1のポート41に取り付ける。空の第2の容器20を混合器30の第2のポート42に取り付ける。混合器30の第3のポート43に、家庭用の水道などと接続するチューブ91などを取り付ける。混合器30の第4のポート44に混合液L3が吐出されるチューブ92などを取り付ける。
This
本例の液体混合システム1では、第1の容器10が混合器30よりも下で上向きに混合器30に取り付けられ、第2の容器20が混合器30よりも上で下向きに混合器30に取り付けられることを想定している。したがって、第1の容器10中の第1の液体L1の液面は第2の容器20よりも低い位置になる。第1の容器10中の第1の液体L1の液面が第2の容器20よりも高い位置になると、サイフォン効果により、第1の容器10中の第1の液体L1が第2の容器20に流れ込んでしまうため、好ましくない。
In the
流路31に第2の液体L2を導入すると、第2の液体L2の一部が、第2の容器20の液相部分21Lに流入して第2の容器20を加圧する。また、第2の液体L2は流路31を通ってオリフィス50を通過する。第2の容器20の内部に液相部分21Lと気相部分21Gとが形成され、気相部分21Gは、第1の容器10の気相部分11Gと第4の連通路64により連通している。したがって、第2の容器20の内圧と、第1の容器10の内圧とは、流路31のオリフィス50の上流の圧力にバランスした状態となる。
When the second liquid L2 is introduced into the
流路31に流れる第2の液体L2によりオリフィス50の上流側と下流側とで差圧が発生し、下流側(出口側)は減圧され、下流側は上流側に対して負圧となる。第1の容器10の内圧は、第2の容器20を介してオリフィス50の上流側の圧力とバランスするように加圧されているので、第1の容器10から第1の液体L1がオリフィス50の下流側に、第1の連通路61を通って吹き出し、流路31において第2の液体L2と混合して出力される。
The second liquid L2 flowing in the
具体的には、第2の容器20の気相部分21Gが、第4の連通路64により第1の容器10の気相部分11Gと連通しているため、第2の容器20の内圧は気相部分21Gおよび11Gを介して第1の容器10に伝達される。このため、第1の容器10内においては、第1の容器10の気相部分11Gによって液相部分11Lが加圧される。
Specifically, since the
流路31のオリフィス50の下流側と第1の容器10の液相部分11Lとは第1の連通路61により連通している。このため、第1の容器10内の液相部分11Lの液体は、気相部分11Gに加圧されて流路31に出力され、第2の液体L2と混合する。あるいは、オリフィス50の下流が、第1の容器10の圧力に対して負圧になるので、その圧力により第1の液体L1が第1の容器10から流路31に吸い出されるといってもよい。このような効果は、エジェクタ効果と呼ばれ、オリフィス50により発生された差圧により、第1の容器10の液相部分11Lから、第1の液体L1が、第1の連通路61を介して流路31に吸い込まれて、オリフィス50を通過した第2の液体L2と混合する。この液体混合システム1を動作させると、第1の容器10内においては、第1の液体L1が使用されて液相部分11Lが減り、気相部分11Gの容積が増加する。しかしながら、気相部分11Gは、第2の容器20の気相部分21Gと第4の連通路64により連通しているので、第1の容器10の内圧が第2の容器20の内圧と均等になるように、第2の容器20から気体が供給される。その結果、第2の容器20内においては、第2の液体L2が導入されて液相部分21Lの部分が増える(液面が上昇する)。しかしながら、第2の容器20から液体(第2の液体)L2が第1の容器10には流れないので、第1の容器10の第1の液体L1が減少しても、第1の液体L1の濃度が薄くなることはない。また、第1の液体L1が減っても第1の容器10の内圧も変わらないので、第1の液体L1がほとんどなくなるまで、所定の濃度で、第1の液体L1を、流路31を通過する第2の液体L2と混合できる。
The downstream side of the
第1の液体L1の流出量は、流量調整機構70を動かし、第1の連通路61の開口面積を可変させることにより調整できる。したがって、第1の液体L1が終わるまで、所望の濃度に水(第2の液体)L2に薄めて混合液L3として供給することができる。
The outflow amount of the first liquid L1 can be adjusted by moving the flow
流路31への第2の液体L2の導入を停止すると、たとえば、水道を止めると、流路31へ水圧が加わらなくなり、第2の容器20においては、気相部分21Gの圧力が高くなるので、第2の容器20に溜まった第2の液体L2の一部が流路31に流れる。第2の容器20内には、第1の液体L1が使用された量とほぼ同じ量の第2の液体L2が残るが、その液相部分21Lのヘッド差により第2の液体L2が流路31に流れ出す可能性がある。そして、流れ出すと、第2の容器20の内部が減圧されて、大気圧に対して負圧になる可能性がある。また、第2の容器20と連通している第1の容器10の内圧も減圧された大気圧に対して負圧になったり、第1の液体L1が圧力差(サイフォン効果)により第2の容器20へ吸い込まれる可能性がある。
When the introduction of the second liquid L2 into the
まず、この混合器30においては、第1の連通路61に第1の逆止弁81が設けられている。第1の容器10の内圧が大気圧に対して負圧になると、第1の逆止弁81が閉じるので、流路31から第1の容器10内に第2の液体L2および/または混合液L3が導入され、第1の容器10の第1の液体L1がそれらにより薄まることを防止できる。
First, in the
次に、混合器30においては、第2の逆止弁82が設けられており、流路31が大気圧より低くなると第2の逆止弁82は開になる。このため、第1の容器10内および/または第2の容器20内が大気圧より低くなることはなく、第1の容器10および第2の容器20が大気圧により凹んだり潰れたりすることを防止できる。また、第1の容器10の液体L1が第2の容器20に逆流するような事態も未然に防止できる。
Next, in the
以上のように、この液体混合システム1およびこれに用いられる混合器30によれば、所定の割合(一定の割合)で、第1の液体L1を第2の液体L2に混合させて出力することができる。また、この液体混合システム1およびこれに用いられる混合器30によれば、第1および第2の容器10および20が混合器30に対して着脱自在であるため、専用の容器を用意しなくても、既存の容器を第1および第2の容器10および20として利用できる可能性がある。すなわち、混合器30のみで流通させることもできる。
As described above, according to the
また、この液体混合システム1によれば、第1の連通路61に第1の逆止弁81を設けているとともに、第2の連通路62に第2の逆止弁82を設けているため、流路31への第2の液体L2の導入を停止させても、第1の容器10に第2の液体L2が入り込んだり、第1の容器10および/または第2の容器20が破損したりしにくい。さらに、この液体混合システム1によれば、第2の容器20の容量が、第1の容器10の容量よりも大きいため、第1の容器10に第2の液体L2が不用意に導入されることが無い。
Further, according to this
なお、この液体混合システムおよび混合器は、園芸用としてだけではなく、第1の液体を第2の液体に混合させて出力する際に広く用いることができる。 This liquid mixing system and mixer can be widely used not only for horticulture, but also when the first liquid is mixed with the second liquid and output.
1 液体混合システム
10 第1の容器
11G 第1の容器の気相部分、 11L 第1の容器の液相部分
20 第2の容器
21G 第2の容器の気相部分、 21L 第2の容器の液相部分
30 混合器、 31 流路
41 第1のポート、 42 第2のポート
43 第3のポート、 44 第4のポート
50 オリフィス(差圧発生機構)
61 第1の連通路、 62 第2の連通路
70 流量調整機構、 81 第1の逆止弁、 82 第2の逆止弁
L1 第1の液体、 L2 第2の液体
DESCRIPTION OF
61 First communication path, 62
Claims (8)
前記第1の液体を収容し、気液2相が内部に形成される第1の容器と、
前記第2の液体が流れる流路を含む混合器とを有し、
前記混合器は、前記流路に流れる前記第2の液体により差圧を発生させる差圧発生機構を含み、
さらに、当該液体混合システムは、前記流路と前記第1の容器の液相部分とを連通させる第1の連通路であって、前記差圧発生機構による差圧により、前記第1の液体を前記流路に出力し、前記第2の液体と混合させるための第1の連通路と、
気液2相が内部に形成される第2の容器であって、気相部分が前記第1の容器の気相部分と連通し、液相部分が前記流路の前記差圧発生機構の上流側に連通する第2の容器とを有する、液体混合システム。 A liquid mixing system for mixing and outputting a first liquid to a second liquid,
A first container containing the first liquid and having a gas-liquid two-phase formed therein;
A mixer including a flow path through which the second liquid flows,
The mixer includes a differential pressure generating mechanism that generates a differential pressure by the second liquid flowing in the flow path,
Further, the liquid mixing system is a first communication path that communicates the flow path and the liquid phase portion of the first container, and the first liquid is supplied by the differential pressure generated by the differential pressure generating mechanism. A first communication path for outputting to the flow path and mixing with the second liquid;
A second container in which a gas-liquid two phase is formed, wherein a gas phase portion communicates with the gas phase portion of the first container, and a liquid phase portion is upstream of the differential pressure generating mechanism of the flow path. A liquid mixing system having a second container in communication with the side.
前記第1の容器と接続させることにより、前記第1の容器の液相部分と前記第1の連通路とが連通する第1のポートと、前記第2の容器と接続させることにより、前記第2の容器の液相部分と前記流路とが連通する第2のポートと、前記流路の一端に設けられた第3のポートと、前記流路の他端に設けられた第4のポートとを備える、液体混合システム。 The mixer of claim 1, further comprising:
By connecting to the first container, the first port connecting the liquid phase portion of the first container and the first communication path and the second container are connected to each other. A second port in which the liquid phase part of the container of 2 communicates with the flow path, a third port provided at one end of the flow path, and a fourth port provided at the other end of the flow path And a liquid mixing system.
前記第2の連通路に、第2の逆止弁が設けられている、液体混合システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4, It further has the 2nd communicating path which connects the said flow path and the exterior,
The liquid mixing system, wherein a second check valve is provided in the second communication path.
前記第2の液体が流れる流路と、
前記流路に流れる前記第2の液体により差圧を発生させる差圧発生機構と、
前記第1の液体を収容する第1の容器であって、気液2相が内部に形成される第1の容器と接続させることにより、前記流路の前記差圧発生機構の差圧で前記第1の容器の液相部分から前記第1の液体を前記流路に出力する第1の連通路と前記第1の容器の液相部分とが連通される第1のポートと、
第2の容器と接続させることにより、気液2相が内部に形成されたときに前記第2の容器の液相部分と前記流路の前記差圧発生機構の上流側とが連通される第2のポートと、
前記流路の一端に設けられた第3のポートと、
前記流路の他端に設けられた第4のポートとを備え、
前記第1の容器を前記第1のポートに接続し、前記第2の容器を前記第2のポートに接続することにより、前記第1の容器の気相部分と前記第2の気相部分とが連通される、混合器。 A mixer for mixing a first liquid with a second liquid,
A flow path through which the second liquid flows;
A differential pressure generating mechanism for generating a differential pressure by the second liquid flowing in the flow path;
A first container that contains the first liquid, and is connected to a first container in which two phases of gas and liquid are formed, whereby the differential pressure of the differential pressure generating mechanism of the flow path A first port through which a first communication path for outputting the first liquid from the liquid phase portion of the first container to the flow path and a liquid phase portion of the first container are communicated;
By connecting to the second container, when the gas-liquid two phase is formed inside, the liquid phase part of the second container and the upstream side of the differential pressure generating mechanism of the flow path are communicated. Two ports,
A third port provided at one end of the flow path;
A fourth port provided at the other end of the flow path,
By connecting the first container to the first port and connecting the second container to the second port, the gas phase portion of the first container and the second gas phase portion Is connected to the mixer.
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