JP6858592B2 - Liquid transfer device and liquid transfer method - Google Patents
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Description
本発明は、液移送装置及び液移送方法に関する。 The present invention relates to a liquid transfer device and a liquid transfer method.
水処理装置等においては、処理対象の液体を移送する必要がある。このような液移送に使用されるポンプとして、移送する液(移送対象液)を流入/吐出させる気密容器と、水封となるU字管とを設け、当該気密容器内に空気を流入させてその圧力によって液を吐出するステップと、一定量の液の吐出後にU字管の水封が破れることで内圧が下がり、液が気密容器内に流入するステップと、を繰り返すことで液の移送を行うものがある(以降、このようなポンプを「ニューマチックポンプ」という)。
このようなニューマチックポンプに関連する技術が特許文献1〜4によって開示されている。
In a water treatment device or the like, it is necessary to transfer the liquid to be treated. As a pump used for such liquid transfer, an airtight container for inflowing / discharging the liquid to be transferred (liquid to be transferred) and a U-shaped tube serving as a water seal are provided, and air is allowed to flow into the airtight container. The liquid is transferred by repeating the step of discharging the liquid by the pressure and the step of lowering the internal pressure by breaking the water seal of the U-shaped tube after discharging a certain amount of the liquid and flowing the liquid into the airtight container. There is something to do (hereafter, such a pump is called a "pneumatic pump").
Techniques related to such pneumatic pumps are disclosed in
ニューマチックポンプは、構造が単純(即ち安価)であり、機械的な動作部分がないため故障しにくく、高粘性流体やSS含有液体でも移送可能である。また、1回の吐出量は正確なものとなる(U字管によって決まる水封の高さが一定であり、1回に吐出される液の体積が一定となる)ため、定量性が比較的良い。ニューマチックポンプは、これらの特徴を持った優れた液移送装置である。
しかし、動力源が空気であるために、時間当たりの移送量の制御がやや難しいという問題がある。前述のごとく1回の液体の吐出量自体は正確なものであるが、動力源となる空気の量を安定して任意に制御すること(空気量に基づいた制御を行うこと)が難しいため、液体の移送量を任意に変化させることが難しいものである。原理的には、所定量の空気を供給することで1回の液体の吐出が起こるものであるが、“所定量の空気を供給すること”をブロワ等の空気供給源に対する制御によって行うことは簡単なことではない。空気(気体)は体積変動や圧力変動の幅が大きく、且つ、温度等の環境条件の影響も受けやすいため、空気の量を安定して任意に制御することが難しく、よって、液体の移送量を任意に変化させることや、移送量の精度をより高くすることが難しいものであった。
Pneumatic pumps have a simple structure (that is, inexpensive), are less likely to break down because they have no mechanical moving parts, and can transfer even highly viscous fluids and SS-containing liquids. In addition, since the amount of one discharge is accurate (the height of the water seal determined by the U-shaped tube is constant and the volume of the liquid discharged at one time is constant), the quantitativeness is relatively high. good. The pneumatic pump is an excellent liquid transfer device having these characteristics.
However, since the power source is air, there is a problem that it is somewhat difficult to control the transfer amount per hour. As mentioned above, the amount of liquid discharged at one time is accurate, but it is difficult to stably and arbitrarily control the amount of air that is the power source (control based on the amount of air). It is difficult to arbitrarily change the amount of liquid transferred. In principle, one discharge of liquid occurs by supplying a predetermined amount of air, but "supplying a predetermined amount of air" can be performed by controlling an air supply source such as a blower. It's not easy. Air (gas) has a wide range of volume fluctuations and pressure fluctuations, and is easily affected by environmental conditions such as temperature, so it is difficult to control the amount of air in a stable and arbitrary manner. Therefore, the amount of liquid transferred. It was difficult to change the temperature arbitrarily and to improve the accuracy of the transfer amount.
本発明は、上記の点に鑑み、ニューマチックポンプ(空気圧式ポンプ)において、液体の移送量を任意に変化させること、又は、液体の移送量の精度をより高くすることが可能な、液移送装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention can arbitrarily change the liquid transfer amount or improve the accuracy of the liquid transfer amount in the pneumatic pump (pneumatic pump). The purpose is to provide the device.
(構成1)
移送対象液の液面レベルより少なくともその一部が低くなるように配置される気密容器と、前記気密容器に移送対象液を流入させる液流入部と、空気(気体)供給源からの空気(気体)を前記気密容器に流入させる空気(気体)流入部と、前記空気(気体)流入部からの空気(気体)の流入による圧力上昇によって前記気密容器内の移送対象液を吐出させる液吐出部と、移送対象液の吐出による前記気密容器内の移送対象液の液面の低下により液封が破れることによって前記気密容器内の圧力を低下させる液封部と、を備えることにより、前記気密容器への移送対象液の流入と、移送対象液の吐出を繰り返すことで移送対象液を移送させる液移送装置であって、前記移送対象液の流入と吐出のサイクルを検知するサイクル検知部と、前記サイクル検知部によって検知される吐出のサイクルが、所定期間に所定回数となるように、前記空気(気体)供給源を制御する制御信号を出力する制御部と、を備えることを特徴とする液移送装置。
(Structure 1)
An airtight container arranged so that at least a part thereof is lower than the liquid level of the liquid to be transferred, a liquid inflow portion for flowing the liquid to be transferred into the airtight container, and air (gas) from an air (gas) supply source. ) Inflow into the airtight container, and a liquid discharge section for discharging the liquid to be transferred in the airtight container by increasing the pressure due to the inflow of air (gas) from the air (gas) inflow portion. The airtight container is provided with a liquid sealing portion that reduces the pressure in the airtight container by breaking the liquid seal due to the decrease in the liquid level of the transfer target liquid in the airtight container due to the discharge of the liquid to be transferred. A liquid transfer device that transfers the transfer target liquid by repeating the inflow of the transfer target liquid and the discharge of the transfer target liquid, and is a cycle detection unit that detects the inflow and discharge cycle of the transfer target liquid, and the cycle. A liquid transfer device including a control unit that outputs a control signal for controlling the air (gas) supply source so that the discharge cycle detected by the detection unit becomes a predetermined number of times in a predetermined period. ..
(構成2)
1サイクルにおける吐出量が予め記憶されており、入力部に対する単位時間当たりの移送量の設定に対し、前記1サイクルにおける吐出量に基づいて、所定期間内の必要サイクル数を算出し、前記空気(気体)供給源を制御する制御信号を出力することを特徴とする構成1に記載の液移送装置。
(Structure 2)
The discharge amount in one cycle is stored in advance, and the required number of cycles within a predetermined period is calculated based on the discharge amount in the one cycle for the setting of the transfer amount per unit time for the input unit, and the air ( The liquid transfer apparatus according to
(構成3)
移送対象液の液面レベルより少なくともその一部が低くなるように配置される気密容器と、前記気密容器に移送対象液を流入させる液流入部と、空気(気体)供給源からの空気(気体)を前記気密容器に流入させる空気(気体)流入部と、前記空気(気体)流入部からの空気(気体)の流入による圧力上昇によって前記気密容器内の移送対象液を吐出させる液吐出部と、移送対象液の吐出による前記気密容器内の移送対象液の液面の低下により液封が破れることによって前記気密容器内の圧力を低下させる液封部と、を備えることにより、前記気密容器への移送対象液の流入と、移送対象液の吐出を繰り返すことで移送対象液を移送させる液移送装置であって、液封が破れている状態を検知する状態検知部と、前記状態検知部によって、前記液封が破れている状態が検知された際に、空気(気体)供給を停止又は抑止するように前記空気(気体)供給源を制御する制御信号を出力する制御部と、を備えることを特徴とする液移送装置。
(Structure 3)
An airtight container arranged so that at least a part thereof is lower than the liquid level of the liquid to be transferred, a liquid inflow portion for flowing the liquid to be transferred into the airtight container, and air (gas) from an air (gas) supply source. ) To the airtight container, and a liquid discharge part to discharge the liquid to be transferred in the airtight container by increasing the pressure due to the inflow of air (gas) from the air (gas) inflow part. The airtight container is provided with a liquid sealing portion that lowers the pressure in the airtight container by breaking the liquid seal due to the lowering of the liquid level of the transfer target liquid in the airtight container due to the discharge of the liquid to be transferred. A liquid transfer device that transfers the transfer target liquid by repeating the inflow of the transfer target liquid and the discharge of the transfer target liquid. Provided with a control unit that outputs a control signal for controlling the air (gas) supply source so as to stop or suppress the air (gas) supply when the state in which the liquid seal is broken is detected. A liquid transfer device characterized by.
(構成4)
前記サイクル検知部又は前記状態検知部が、圧力センサ若しくは水位センサによって構成されていることを特徴とする構成1から構成3の何れかに記載の液移送装置。
(Structure 4)
The liquid transfer device according to any one of
(構成5)
空気(気体)供給源からの空気(気体)を気密容器内に流入させて内圧を上げて移送対象液を吐出するステップと、一定量の移送対象液の吐出後に液封が破れて前記気密容器内の内圧が下がるステップと、前記気密容器内の内圧低下に伴い移送対象液が前記気密容器内に流入するステップと、を繰り返すことにより、移送対象液を移送させる液移送方法であって、前記移送対象液の流入と吐出のサイクルを検知し、当該サイクルが所定期間に所定回数となるように、前記空気(気体)供給源からの空気(気体)流入を制御することを特徴とする液移送方法。
(Structure 5)
The step of inflowing air (gas) from an air (gas) supply source into the airtight container to raise the internal pressure and discharging the liquid to be transferred, and the liquid seal is broken after discharging a certain amount of the liquid to be transferred, and the airtight container is said. A liquid transfer method for transferring a liquid to be transferred by repeating a step of lowering the internal pressure inside and a step of flowing the liquid to be transferred into the airtight container as the internal pressure in the airtight container decreases. Liquid transfer characterized in that the cycle of inflow and discharge of the liquid to be transferred is detected, and the inflow of air (gas) from the air (gas) supply source is controlled so that the cycle becomes a predetermined number of times in a predetermined period. Method.
(構成6)
空気(気体)供給源からの空気(気体)を気密容器内に流入させて内圧を上げて移送対象液を吐出するステップと、一定量の移送対象液の吐出後に液封が破れて前記気密容器内の内圧が下がるステップと、前記気密容器内の内圧低下に伴い移送対象液が前記気密容器内に流入するステップと、を繰り返すことにより、移送対象液を移送させる液移送方法であって、液封が破れている状態を検知し、当該液封が破れている状態においては、前記空気(気体)供給源からの空気(気体)流入を停止又は抑止することを特徴とする液移送方法。
(Structure 6)
The step of inflowing air (gas) from an air (gas) supply source into the airtight container to raise the internal pressure and discharging the liquid to be transferred, and the liquid seal is broken after discharging a certain amount of the liquid to be transferred, and the airtight container is said. A liquid transfer method for transferring a liquid to be transferred by repeating a step of lowering the internal pressure inside and a step of flowing the liquid to be transferred into the airtight container as the internal pressure in the airtight container decreases. A liquid transfer method characterized in that a state in which a seal is broken is detected, and in the state in which the liquid seal is broken, the inflow of air (gas) from the air (gas) supply source is stopped or suppressed.
本発明の液移送装置及び液移送方法によれば、液体の流入と吐出のサイクルを検知し、当該サイクルが所定期間に所定回数となるように、空気供給源からの空気流入を制御するため、液体の移送量を任意に変化させること、又は、液体の移送量の精度をより高くすることが可能となる。 According to the liquid transfer device and the liquid transfer method of the present invention, in order to detect the cycle of liquid inflow and discharge and control the air inflow from the air supply source so that the cycle becomes a predetermined number of times in a predetermined period. It is possible to arbitrarily change the liquid transfer amount or to improve the accuracy of the liquid transfer amount.
以下、本発明の実施態様について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施態様は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiment is an embodiment of the present invention, and does not limit the present invention to the scope thereof.
<実施形態1>
図1は、本発明に係る実施形態1の液移送装置の構成の概略を示す図である。
本実施形態の液移送装置10は、前述したニューマチックポンプであり、
移送対象液の液面レベルより少なくともその一部が低くなるように配置される(本実施形態では、液面下に全体が水没して配置される)気密容器11と、
気密容器11に移送対象液を流入させる液流入部12と、
空気供給源(ブロワ50)から供給される空気を気密容器11に流入させる空気流入部13と、
空気流入部13からの空気の流入による圧力上昇に伴って気密容器11内の移送対象液を吐出させる液吐出部14と、
移送対象液の吐出による気密容器11内の移送対象液の液面の低下により水封が破れることによって気密容器11内の圧力を低下させる水封部15と、
移送対象液の流入と吐出のサイクルを検知するサイクル検知部16と、
サイクル検知部16によって検知される吐出のサイクルが、所定期間に所定回数となるように、空気供給源(ブロワ50)を制御する制御信号を出力する制御部17と、を備える。
<
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of the liquid transfer device according to the first embodiment of the present invention.
The
An
A
An
A
A
A
A
気密容器11は、内部に所定容量の移送対象液を流入させることができ、所定の強度(外部からの水圧や、内圧の上昇に耐え得る強度)を有するものであればよく、その素材や形状などは特に問わない。液移送装置10は、以下で説明するように、水頭圧によって移送対象液が液流入部12を介して気密容器11内に流入するものであるため、気密容器11は、移送対象液の液面レベルより少なくともその一部が低くなるように配置される。
The
液流入部12は、気密容器11内に移送対象液を流入させることができ、且つ、液流入部12から気密容器11内に供給された空気が漏れること等によって意図しない圧力低下を生じさせることがないものであればよい。図1では、液流入部12が「一端が気密容器11に接続され、他端が、水封が破れる液面レベルより“所定長さ(液吐出部14の液面上の突出高さ分以上)”下で開口する流入管」にて形成されているものを示しているが、図5に示されるように、逆止弁によって液流入部12を構成するもの等であってもよい。
The
空気流入部13は、空気供給源(ブロワ50)からの空気を気密容器11に流入させることができるものであればよい。
なお、本実施形態では、空気供給源として、ブロワ50を例としているが、空気供給源は空気を供給して気密容器11内を所定圧力にすることができるものであればよい(例えばコンプレッサー等。なお、必ずしも“空気”である必要はなく、何らかの気体を供給するものであってよい)。
The
In the present embodiment, the
液吐出部14と、水封部15は、気密容器11内の移送対象液を吐出させることができ、且つ、気密容器11内の液面の変動に応じて、水封が保たれる状態(気密容器11の内圧が高い状態を維持)と、破れる状態(気密容器11を大気圧に連通)が繰り返されるものであればよい。図1では、液吐出部14が「一端が気密容器11の下部に接続され、他端が液の移送先(図示では移送先を省略)にて開口する吐出管」にて形成されているものを示している。また、水封部15が「一端が液吐出部14(吐出管)と接続され、他端が気密容器11と接続されるU字管」にて構成されるものを示している。
The
図2は、液移送装置10の動作サイクルを説明する図である。
工程1:液移送(図2(a))
気密容器11内に空気が供給されることにより、その内圧が上昇し、気密容器11内の移送対象液が押し出され、液吐出部14から移送対象液が吐出されることで、液の移送が行われる。
工程2:U字管水封切れ(図2(b))
気密容器11内の移送対象液が押し出されてその液面が下がり、これがU字管(水封部15)の下端付近までくると、U字管の水封が破れ、これにより気密容器11が大気圧に連通する。
工程3:液流入(図2(c))
U字管(水封部15)の水封が破れ、気密容器11が大気圧に連通(気密容器11の内圧が低下)したことで、水頭圧によって移送対象液が液流入部12を介して気密容器11内に流入する。
工程4:U字管封水(図2(d))
移送対象液の流入により、気密容器11内の液面が上がり、これがU字管(水封部15)に流れ込む高さまでくると、U字管(水封部15)が液で満たされ、封水される。
液移送装置10は、上記の動作サイクルを繰り返すことにより、液の移送を行うものである。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation cycle of the
Step 1: Liquid transfer (Fig. 2 (a))
When air is supplied into the
Step 2: U-shaped tube water sealed (Fig. 2 (b))
When the liquid to be transferred in the
Step 3: Liquid inflow (Fig. 2 (c))
The water seal of the U-shaped tube (water seal portion 15) was broken, and the
Step 4: U-shaped pipe sealing (Fig. 2 (d))
When the liquid level in the
The
サイクル検知部16は、上記の動作サイクルを検知するセンサであり、本実施形態では、空気流入部13に設けられた圧力センサによって構成される。
図4は、液移送装置10の気密容器11内の圧力変動の例を示すグラフである(大気圧を基準(0)とした圧力変動であり、ここでは簡単化のため、静圧だけを考え、動圧は無視した)。ここでの例は、動作サイクルが1分で、気密容器内の液面が水面下50cm程度の位置にある場合を想定したものである。
前述の工程1では、気密容器11内の圧力が次第に高くなる(吐出管液面と気密容器11内の液面の高低差分だけ気密容器11内の圧力が大気圧より高くなる)。
工程2では、U字管封水切れ直前で気密容器11内の液面は最も低い位置となり、圧力も最も高くなる。U字管から空気が抜け始めると空気は急激に抜けるため、圧力も急激に下がり始める。
工程3では、気密容器11内の内部圧力がほぼ大気圧となる。
工程4では、U字管が封水されるまではほぼ大気圧のままで、封水後は気密容器11内の圧力が上昇し始め、工程1に戻る。
圧力センサであるサイクル検知部16は、上記の圧力変動を検知するセンサである。
The
FIG. 4 is a graph showing an example of pressure fluctuation in the
In the above-mentioned
In step 2, the liquid level in the
In step 3, the internal pressure inside the
In step 4, the pressure remains almost atmospheric pressure until the U-shaped pipe is sealed, and after the water is sealed, the pressure inside the
The
制御部17はマイコンや専用のIC等によって構成され、圧力センサであるサイクル検知部16によって検知される圧力に基づいて動作サイクルを検知し、当該動作サイクルが所定期間に所定回数となるように、空気供給源(ブロワ50)を制御する制御信号(本実施例では、ブロワ50をオン/オフする信号)を出力する。例えば、1回の吐出量が5L(気密容器11とU字管の構成で決まる)である装置において、5L/分の移送能力を備えさせる場合、1分間に1サイクルの動作が行われるように、空気供給源(ブロワ50)を制御するものである。最も単純な例としては、1分間における動作サイクルが1回となるように、空気供給源をオン/オフするものが挙げられる。
図3は、このような処理動作の一例を示すフローチャートである。
The
FIG. 3 is a flowchart showing an example of such a processing operation.
電源オン等により、液移送装置10の動作が開始されると、制御部17のタイマ機能による計時を開始し、空気供給源(ブロワ50)をオンにする(ステップ301、302)。
ステップ303では、サイクル検知部16から得られる圧力が所定値1を超えるのを待ち、続くステップ304では、圧力が所定値2を下回るのを判別する。ステップ303と304の処理は、上述した動作サイクルにおける圧力上昇と下降を検知するものである。図4の例に基づけば、例えば、所定値1が4(kPa)に設定され、所定値2が1(kPa)に設定されることで、1回の吐出が終わった状態を検知するものである。
When the operation of the
In
上記処理により1回の吐出が終わったと判断された場合には、空気供給源(ブロワ50)をオフとし(ステップ304:Yes→ステップ305)、タイマが所定期間を経過した後にステップ301へと戻って上記処理を繰り返す(ステップ306)。“所定期間”は、上記の例(1回の吐出量が5Lの装置を、5L/分の移送能力とする場合)でいえば、1分となるものであり、予め設定されている値である。 When it is determined that one discharge has been completed by the above process, the air supply source (blower 50) is turned off (step 304: Yes → step 305), and the timer returns to step 301 after a predetermined period has elapsed. The above process is repeated (step 306). The "predetermined period" is 1 minute in the above example (when a device having a discharge rate of 5 L at one time has a transfer capacity of 5 L / min), and is a preset value. is there.
以上のごとく、本実施形態の液移送装置10によれば、液体の流入と吐出のサイクルを検知し、当該サイクルが所定期間に所定回数となるように、空気供給源からの空気流入を制御するため、液体の移送量の精度をより高くすることが可能となる。
As described above, according to the
図5には、生物学的窒素除去の浄化槽において、嫌気槽と好気槽の間の汚水の循環に好適な液移送装置20を示した。図1の液移送装置10と同一の構成については同一の符号を使用している。
液移送装置20は、共通の空気流入部によって相互に連通した異なる容量の2つの気密容器11、11´を備え、一方の気密容器には液吐出部14と水封部15(U字管)が備えられ、他方の気密容器11´には液吐出部14´のみが設けられる。当該構成により、動作サイクルが同期されつつ、異なる移送量とすることができる。
生物学的窒素除去の浄化槽においては、嫌気槽と好気槽の間で循環させる移送量にある程度決まった好適な条件があり、例えば個人宅用の浄化槽においては、嫌気槽から好気槽へ5L/分送り、好気槽から嫌気槽へ4L/分送るようにすると、汚水処理を高効率にすることができる。従って、吐出容量が5Lの気密容器11を嫌気槽、吐出容量が4Lの気密容器11´を好気槽にそれぞれ配置し、上記説明した本実施形態の制御方法を適用することにより、比較的単純且つ安価な構成によって、精度の高い循環を行わせることが可能となる。
なお、本発明に係る液移送装置は、水処理関連だけでなく、各分野の液移送のために利用することができる(例えば、薬液の送液など)。
FIG. 5 shows a
The
In the septic tank for removing biological nitrogen, there are some suitable conditions for the amount of transfer circulated between the anaerobic tank and the aerobic tank. For example, in the septic tank for private homes, 5 L from the anaerobic tank to the aerobic tank. If 4 L / min is sent from the aerobic tank to the anaerobic tank, the sewage treatment can be made highly efficient. Therefore, by arranging the
The liquid transfer device according to the present invention can be used not only for water treatment but also for liquid transfer in various fields (for example, liquid transfer of chemicals).
<実施形態2>
図6は、本発明に係る実施形態2の液移送装置の構成の概略を示す図である。実施形態1と同様の構成要素については同一の符号を使用し、ここでの説明を省略若しくは簡略化する。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a diagram showing an outline of the configuration of the liquid transfer device according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified.
本実施形態の液移送装置30は、入力部18を備えることにより、単位時間当たりの移送量の設定を受け付け、任意の移送量(ブロワ50の能力に基づく上限値以下の任意の移送量)にて動作することが可能なものである。
制御部17には、1サイクルにおける吐出量が予め記憶されおり、ユーザ等からの移送量の設定を受け付け、当該移送量に合う吐出サイクルを算出し、これに基づいて空気供給源を制御する制御信号を出力するものである。
図7は、このような処理動作の一例を示すフローチャートである。なお、実施形態1(図3)と同様の処理概念となるものについては同一の符号を使用し、ここでの説明を省略若しくは簡略化する。
The
The
FIG. 7 is a flowchart showing an example of such a processing operation. The same reference numerals are used for those having the same processing concept as that of the first embodiment (FIG. 3), and the description here is omitted or simplified.
電源オン等により、液移送装置10の動作が開始されると、移送量の設定値を取得する(ステップ701)。ここでの“移送量の設定値の取得”は、別処理(入力部18からの設定を受け付ける処理)等によって既に制御部17のメモリに設定されている移送量を取得するものであるが、ここでユーザ等からの移送量の設定を入力部18から取得するもの等であっても構わない。
When the operation of the
続くステップ702では、ステップ701で取得された移送量の設定値に合う吐出サイクル(所定期間内の必要サイクル数)を算出し、“所定時間”と“所定サイクル”を設定する。
例えば、吐出容量(1サイクルにおける吐出量)が5Lの装置であり、移送量の設定値が10L/分であった場合には、「所定時間=1分、所定サイクル=2」や「所定時間=30秒、所定サイクル=1」が算出されるものである。
なお、当該算出処理は、所定の計算によって都度算出するものであってもよいし、各移送量に対応する“所定時間”と“所定サイクル”が設定されたテーブルを備えておくことにより、当該テーブルから取得するもの等であってもよい。
In the following step 702, a discharge cycle (the number of required cycles within a predetermined period) that matches the set value of the transfer amount acquired in step 701 is calculated, and the “predetermined time” and the “predetermined cycle” are set.
For example, if the device has a discharge capacity (discharge amount in one cycle) of 5 L and the set value of the transfer amount is 10 L / min, "predetermined time = 1 minute, predetermined cycle = 2" or "predetermined time". = 30 seconds, predetermined cycle = 1 "is calculated.
The calculation process may be calculated each time by a predetermined calculation, or by providing a table in which a "predetermined time" and a "predetermined cycle" corresponding to each transfer amount are set. It may be obtained from a table or the like.
続いて、タイマをスタートしてブロワ空気供給源(ブロワ50)をオンにする(ステップ301、302)とともに、nを初期化する(ステップ703)。nはサイクル数を数えるための変数である。
ステップ303、304によって1サイクルが検知されたら、nをインクリメントし(ステップ704)、nが“所定サイクル”に至ったか否かを判別する(ステップ705)。
nが“所定サイクル”に至っていない場合には、ステップ303へと戻って上記処理を繰り返す(次のサイクルへ移行)。一方、nが“所定サイクル”に至った場合には、ブロワ空気供給源(ブロワ50)をオフにして(ステップ705:Yes→ステップ305)、タイマが所定期間を経過した後にステップ301へと戻って上記処理を繰り返す(ステップ306)。
Subsequently, the timer is started to turn on the blower air supply source (blower 50) (
When one cycle is detected by
If n has not reached the “predetermined cycle”, the process returns to step 303 and the above process is repeated (shift to the next cycle). On the other hand, when n reaches the "predetermined cycle", the blower air supply source (blower 50) is turned off (step 705: Yes → step 305), and the timer returns to step 301 after the predetermined period elapses. The above process is repeated (step 306).
以上のごとく、本実施形態の液移送装置20によれば、液体の移送量を任意に変化させつつ、液体の移送量の精度をより高くすることができる。即ち、設定値に合わせた正確な移送量の制御が可能となるものであり好適である。
なお、ここでは設定値が1つであるものを例としたが、複数の設定値を設定可能とするものであってもよい。例えば、季節や時間帯に応じた複数の設定値があり、季節や時間帯に応じて移送量を異ならせる処理とするもの等であってもよい。
As described above, according to the
Although one setting value is taken as an example here, a plurality of setting values may be set. For example, there may be a plurality of set values according to the season and the time zone, and the process may be such that the transfer amount is different depending on the season and the time zone.
<実施形態3>
図8は実施形態3の液移送装置の処理動作の概略を示したフローチャートである。実施形態1、2と同様の処理概念となるものについては同一の符号を使用し、ここでの説明を省略若しくは簡略化する。なお、液移送装置の構成については、実施形態2と同一の装置である。
本実施形態の液移送装置は、不要な空気供給を低減させることにより、省エネルギー化が図られた液移送装置である。
前述した動作サイクルの説明からも理解されるように、空気の供給が必要なのは基本的に封水されている期間のみであり、水封が破れている期間においては空気供給の必要はない。本実施形態の液移送装置は、水封が破れている状態を検知することで、水封が破れている状態が検知された際に、空気供給を停止又は抑止するように空気供給源を制御するものである。“水封が破れている状態”は、圧力が急激に低下することでその始期がわかる。従って、圧力センサであるサイクル検知部16が、水封が破れている状態を検知する状態検知部としても機能するものである。“水封が破れている状態”の終期については、ここでは時間によって定めるものを例としている。即ち、予め“水封が破れた後、液が気密容器内に流入し、再び封水されまでの時間”を測定しておき、これに基づく時間を下記説明における“所定時間2”として設定しておくものである。
<Embodiment 3>
FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the processing operation of the liquid transfer device according to the third embodiment. The same reference numerals are used for those having the same processing concept as those of the first and second embodiments, and the description here is omitted or simplified. The configuration of the liquid transfer device is the same as that of the second embodiment.
The liquid transfer device of the present embodiment is a liquid transfer device that saves energy by reducing unnecessary air supply.
As can be understood from the description of the operation cycle described above, air supply is basically required only during the period when the water seal is closed, and there is no need to supply air during the period when the water seal is broken. The liquid transfer device of the present embodiment controls the air supply source so as to stop or suppress the air supply when the state in which the water seal is broken is detected by detecting the state in which the water seal is broken. Is what you do. The beginning of the "broken water seal" can be seen by the sudden drop in pressure. Therefore, the
図8において、ステップ701〜ステップ304までは実施形態2(図7)と同様の処理である。
ステップ304によって圧力低下(即ち水封の破れ)が検知されたら、空気供給源(ブロワ50)をオフにし(ステップ304:Yes→ステップ305)、タイマ2をスタートする(ステップ801)。これにより、水封が破れた状態での空気供給が停止され、“水封が破れた後、液が気密容器内に流入し、再び封水されまでの時間”の計測がスタートされる。
続くステップ704、705における所定サイクル数の判断において、nが“所定サイクル”に至っていない場合には、ステップ802へと移行して、タイマ2が所定時間2を経過するまで待つ処理を行う。前述のごとく、“水封が破れた後、液が気密容器内に流入し、再び封水されまでの時間”の経過を待つものであり、当該時間の経過後、ステップ302へ戻って空気供給源(ブロワ50)をオンにして、上記処理を繰り返す(次のサイクルへ移行)。
一方、nが“所定サイクル”に至った場合には、ステップ306へ移行してタイマが所定期間を経過するのを待ち、所定期間の経過後にステップ301へと戻って上記処理を繰り返す。
In FIG. 8, steps 701 to 304 are the same processes as in the second embodiment (FIG. 7).
When the pressure drop (that is, the water seal is broken) is detected by
In the determination of the predetermined number of cycles in the
On the other hand, when n reaches the "predetermined cycle", the process proceeds to step 306, the timer waits for the predetermined period to elapse, and after the elapse of the predetermined period, the process returns to step 301 to repeat the above process.
以上のごとく、本実施形態の液移送装置によれば、不要な空気供給を低減させることにより、省エネルギー化を図ることができる。
なお、ここでは、空気供給源を停止(ブロワ50をオフ)させるものを例としたが、空気供給源の運転状態を抑止(低出力化)するもの等であってもよい(電源のオン/オフよりも、オン状態を維持しつつ、その能力を低下させる方式の方が効率がいい場合もあり、また、電源のオン/オフを繰り返すと装置の寿命が短くなる場合等もあるため)。
As described above, according to the liquid transfer device of the present embodiment, energy saving can be achieved by reducing unnecessary air supply.
Here, the air supply source is stopped (the
各実施形態においては、空気供給源の制御として、ブロワ(空気を供給する装置自体)のオン/オフの制御を行うものを例として説明したが、これに限るものではなく、気密容器11内に流入する空気を制御できるものであればよい。例えば、空気流入部13等に電動弁や電磁弁を設けて、当該電動弁や電磁弁の開閉を制御するもの等であってもよい。
また、各実施形態では、単純なオン/オフ制御を例としたが、ブロワ等の空気供給装置の運転状態を制御(モータへの供給電圧の制御など)するものや、電動弁や電磁弁の開度を調節制御すること等により、空気の供給量を制御するものであってよい。実施形態で例示した処理においては、例えば“1分間に1サイクル”の制御を行う際に、ブロワの能力によっては、“最初の10秒で1サイクルが終わり、残りの50秒は停止状態”ということにもなる(液移送が間欠的になる)が、なるべく均一に液移送が行われるように(上記例でいえば、1サイクルがちょうど1分間となるように)、適宜ブロワの出力を下げる等するものである。
このような空気の供給量の強弱を制御する場合には、適宜PID等のフィードバック制御を用いて最適化する等してもよい。
In each embodiment, as an example of controlling the air supply source, the blower (device itself for supplying air) is controlled to be turned on / off, but the present invention is not limited to this, and the inside of the
Further, in each embodiment, simple on / off control is taken as an example, but those that control the operating state of an air supply device such as a blower (control of the supply voltage to the motor, etc.), electric valves, and solenoid valves The amount of air supplied may be controlled by adjusting and controlling the opening degree. In the process illustrated in the embodiment, for example, when controlling "1 cycle per minute", depending on the ability of the blower, "1 cycle ends in the first 10 seconds, and the remaining 50 seconds is in a stopped state". However, the output of the blower is appropriately reduced so that the liquid transfer is performed as uniformly as possible (in the above example, one cycle is exactly 1 minute). And so on.
When controlling the strength of such an air supply amount, it may be optimized by appropriately using feedback control such as PID.
また、各実施形態においては、サイクル検知部(若しくは状態検知部)として、圧力センサを用いるものを例としたが、水位センサを用いるものであってもよい。図2の動作サイクルの説明からも明らかなように、気密容器等の水位を計測することにより、サイクルを検知することが可能である(水位センサを用いる場合には、実施形態3における“水封が破れている状態の終期”についても、センサで検知することができる)。また、水封が破れる際には液吐出部から空気が吹き出るため、音や振動が発生する。これらの音や振動を検知するセンサ(マイクや加速度センサ)を使用して、サイクル検知部(若しくは状態検知部)とするものであっても構わない。 Further, in each embodiment, a pressure sensor is used as an example of the cycle detection unit (or a state detection unit), but a water level sensor may be used. As is clear from the description of the operation cycle in FIG. 2, the cycle can be detected by measuring the water level of the airtight container or the like (when the water level sensor is used, the “water seal” in the third embodiment is possible. The end of the broken state can also be detected by the sensor). In addition, when the water seal is broken, air is blown out from the liquid discharge portion, so that noise and vibration are generated. A sensor (microphone or acceleration sensor) that detects these sounds and vibrations may be used as a cycle detection unit (or state detection unit).
各実施形態においては、液移送装置が移送対象液の中に沈められているものを例としているが、液移送装置が移送対象液の外にあるものであっても構わない(ただし、気密容器が移送対象液の液面レベルより低くなるように配置される必要がある)。また、液吐出部や水封部が気密容器の外部に設けられるものを例としたが、これらが気密容器内に備えられるものであっても構わない。 In each embodiment, the liquid transfer device is submerged in the liquid to be transferred, but the liquid transfer device may be outside the liquid to be transferred (however, an airtight container). Must be placed below the level of the liquid to be transferred). Further, although the liquid discharge portion and the water seal portion are provided outside the airtight container as an example, these may be provided inside the airtight container.
なお、本発明は、液体の流入と吐出のサイクルを検知し、当該サイクルが所定期間に所定回数となるように空気供給源からの空気流入を制御することで、液体の移送量を任意に変化させることを可能とするものであるが、機械的な操作により1回の吐出量を調整することで、液体の移送量を変更することもできる。
“1回の吐出量”は、気密容器の容量と、U字管による水封の高さ(U字管の上端(液体流入位置)と下端の高低差)によって定まるものであるため、この何れかを調整可能とすることで、移送量を調整することができる。
図9には、U字管による水封の高さを機械的に調整できるようにした構造例を示した。
図9(a)は、U字管を傾けることで、高低差を変える方法である。回転可能な接続部151を備えることにより、U字管を傾けることができるように構成した例である。
図9(b)は、U字管を伸縮可能とすることで、高低差を変える方法である。内部に受入れる長さを可変にできる接続部152を備えることにより、U字管を伸縮可能とした例である。
図9(c)は、U字管の一部を可撓管として屈曲させることにより高低差を変える方法である。フレキ管153を備えることにより、U字管を屈曲可能とした例である。
これらのように、U字管に対する機械的な調整法を用いる場合には、U字管を気密容器の外部に設けた方が作業性がよく、また、U字管が、移送対象液が溜められている槽の外部に設けられている方が作業性がよい。
In the present invention, the liquid transfer amount is arbitrarily changed by detecting the cycle of liquid inflow and discharge and controlling the air inflow from the air supply source so that the cycle becomes a predetermined number of times in a predetermined period. However, it is also possible to change the liquid transfer amount by adjusting the discharge amount at one time by a mechanical operation.
The "one discharge amount" is determined by the capacity of the airtight container and the height of the water seal by the U-shaped pipe (the height difference between the upper end (liquid inflow position) and the lower end of the U-shaped pipe). By making it adjustable, the transfer amount can be adjusted.
FIG. 9 shows an example of a structure in which the height of the water seal by the U-shaped pipe can be mechanically adjusted.
FIG. 9A shows a method of changing the height difference by tilting the U-shaped tube. This is an example in which the U-shaped tube can be tilted by providing the
FIG. 9B shows a method of changing the height difference by making the U-shaped tube expandable and contractible. This is an example in which the U-shaped tube can be expanded and contracted by providing a connecting
FIG. 9C shows a method of changing the height difference by bending a part of the U-shaped pipe as a flexible pipe. This is an example in which the U-shaped tube can be bent by providing the
When using a mechanical adjustment method for the U-shaped pipe as described above, it is better to provide the U-shaped pipe outside the airtight container, and the U-shaped pipe collects the liquid to be transferred. Workability is better if it is provided outside the tank.
10...液移送装置
11...気密容器
12...液流入部
13...空気流入部
14...液吐出部
15...水封部(液封部)
16...サイクル検知部(状態検知部)
17...制御部
18...入力部
10. .. ..
16. .. .. Cycle detector (state detector)
17. .. ..
Claims (6)
前記気密容器に移送対象液を流入させる液流入部と、
空気供給源からの空気を前記気密容器に流入させる空気流入部と、
前記空気流入部からの空気の流入による圧力上昇によって前記気密容器内の移送対象液を吐出させる液吐出部と、
移送対象液の吐出による前記気密容器内の移送対象液の液面の低下により液封が破れることによって前記気密容器内の圧力を低下させる液封部と、
を備えることにより、前記気密容器への移送対象液の流入と、移送対象液の吐出を繰り返すことで移送対象液を移送させる液移送装置であって、
前記圧力上昇によって圧力が第1の閾値を超え、圧力低下によって圧力が第2の閾値を下回ったことを検知することにより、前記移送対象液の流入と吐出のサイクルを検知するサイクル検知部と、
前記サイクル検知部によって検知される吐出のサイクルが、所定期間に所定回数となるように、前記空気供給源を制御する制御信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする液移送装置。 An airtight container arranged so that at least a part of the liquid to be transferred is lower than the liquid level of the liquid to be transferred.
A liquid inflow section that allows the liquid to be transferred to flow into the airtight container,
An air inflow section that allows air from the air supply source to flow into the airtight container,
A liquid discharge unit that discharges the liquid to be transferred in the airtight container by increasing the pressure due to the inflow of air from the air inflow unit.
A liquid sealing portion that reduces the pressure in the airtight container by breaking the liquid seal due to a decrease in the liquid level of the liquid to be transferred in the airtight container due to the discharge of the liquid to be transferred.
It is a liquid transfer device that transfers the transfer target liquid by repeating the inflow of the transfer target liquid into the airtight container and the discharge of the transfer target liquid.
A cycle detection unit that detects the inflow and discharge cycles of the liquid to be transferred by detecting that the pressure exceeds the first threshold value due to the pressure increase and the pressure falls below the second threshold value due to the pressure decrease.
A control unit that outputs a control signal for controlling the air supply source so that the discharge cycle detected by the cycle detection unit reaches a predetermined number of times in a predetermined period.
A liquid transfer device comprising.
入力部に対する単位時間当たりの移送量の設定に対し、前記1サイクルにおける吐出量に基づいて、所定期間内の必要サイクル数を算出し、前記空気供給源を制御する制御信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の液移送装置。 The discharge amount in one cycle is stored in advance,
The feature is that the required number of cycles within a predetermined period is calculated based on the discharge amount in one cycle for the setting of the transfer amount per unit time for the input unit, and the control signal for controlling the air supply source is output. The liquid transfer device according to claim 1.
前記気密容器に移送対象液を流入させる液流入部と、
空気供給源からの空気を前記気密容器に流入させる空気流入部と、
前記空気流入部からの空気の流入による圧力上昇によって前記気密容器内の移送対象液を吐出させる液吐出部と、
移送対象液の吐出による前記気密容器内の移送対象液の液面の低下により液封が破れることによって前記気密容器内の圧力を低下させる液封部と、
を備えることにより、前記気密容器への移送対象液の流入と、移送対象液の吐出を繰り返すことで移送対象液を移送させる液移送装置であって、
液封が破れている状態を検知する状態検知部と、
前記状態検知部によって、前記液封が破れている状態が検知された際に、空気供給を停止又は抑止するように前記空気供給源を制御する制御信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする液移送装置。 An airtight container arranged so that at least a part of the liquid to be transferred is lower than the liquid level of the liquid to be transferred.
A liquid inflow section that allows the liquid to be transferred to flow into the airtight container,
An air inflow section that allows air from the air supply source to flow into the airtight container,
A liquid discharge unit that discharges the liquid to be transferred in the airtight container by increasing the pressure due to the inflow of air from the air inflow unit.
A liquid sealing portion that reduces the pressure in the airtight container by breaking the liquid seal due to a decrease in the liquid level of the liquid to be transferred in the airtight container due to the discharge of the liquid to be transferred.
It is a liquid transfer device that transfers the transfer target liquid by repeating the inflow of the transfer target liquid into the airtight container and the discharge of the transfer target liquid.
A state detection unit that detects the state where the liquid seal is broken, and
When the state detection unit detects that the liquid seal is broken, the control unit outputs a control signal for controlling the air supply source so as to stop or suppress the air supply.
A liquid transfer device comprising.
前記圧力上昇によって圧力が第1の閾値を超え、圧力低下によって圧力が第2の閾値を下回ったことを検知することにより、前記移送対象液の流入と吐出のサイクルを検知し、当該サイクルが所定期間に所定回数となるように、前記空気供給源からの空気流入を制御することを特徴とする液移送方法。 A step of inflowing air from an air supply source into an airtight container to raise the internal pressure and discharging the liquid to be transferred, and a step of breaking the liquid seal and lowering the internal pressure in the airtight container after discharging a certain amount of the liquid to be transferred. A liquid transfer method for transferring the liquid to be transferred by repeating the step of flowing the liquid to be transferred into the airtight container as the internal pressure in the airtight container decreases.
By detecting that the pressure exceeds the first threshold value due to the pressure increase and the pressure falls below the second threshold value due to the pressure decrease, the cycle of inflow and discharge of the liquid to be transferred is detected, and the cycle is predetermined. A liquid transfer method characterized in that the inflow of air from the air supply source is controlled so as to be a predetermined number of times in a period.
液封が破れている状態を検知し、当該液封が破れている状態においては、前記空気供給源からの空気流入を停止又は抑止することを特徴とする液移送方法。 A step of inflowing air from an air supply source into an airtight container to raise the internal pressure and discharging the liquid to be transferred, and a step of breaking the liquid seal and lowering the internal pressure in the airtight container after discharging a certain amount of the liquid to be transferred. A liquid transfer method for transferring the liquid to be transferred by repeating the step of flowing the liquid to be transferred into the airtight container as the internal pressure in the airtight container decreases.
A liquid transfer method characterized in that a state in which a liquid seal is broken is detected, and in the state in which the liquid seal is broken, the inflow of air from the air supply source is stopped or suppressed.
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