JPH0564801B2 - - Google Patents

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JPH0564801B2
JPH0564801B2 JP62274607A JP27460787A JPH0564801B2 JP H0564801 B2 JPH0564801 B2 JP H0564801B2 JP 62274607 A JP62274607 A JP 62274607A JP 27460787 A JP27460787 A JP 27460787A JP H0564801 B2 JPH0564801 B2 JP H0564801B2
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JP
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chamber
fluid flow
valve
outlet
flow device
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Robaato Shoorudeisu Deebitsudo
Maikeru Toruu Denisu
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Terumo BCT Inc
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Cobe Laboratories Inc
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Publication of JPH0564801B2 publication Critical patent/JPH0564801B2/ja
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    • G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
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    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
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    • A61M1/1656—Apparatus for preparing dialysates
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、流体流通室内の液体のレベルを制御
する技術に係る。
（従来の技術） 流体流通室を通り抜ける液体のレベルを検知
し、またこの液体のレベルを制御することが必要
とされることがある。例えば透析液製造装置の空
気分離室内において、液体のレベルが出口よりも
低くなつてしまうと、液体から除去された空気が
水と共に下流側にポンプ輸送され好ましくない。
鉄鋼の連続鋳造設備において、タンデイツシユ
内の溶鋼レベルを監視していて、この実際レベル
を基準レベルと比較し、その差によるエラー信号
に基づき弁を操作し、タンデイツシユ内の実際の
溶鋼レベルを基準値に近づけるようにするシステ
ムが、米国特許明細書第4597048号に開示されて
いる。
しかしながらこのシステムは、例えば透析液製
造装置において使用される流体流通装置のよう
に、液体を所定の調節圧力に維持したまま送る装
置に応用することはできない。弁が閉じられてい
る状態のときの液体圧力と弁が開いている状態の
ときの液体圧力との差が大きくなりすぎるおそれ
があるからである。
そこで本願発明は、室内の液体圧力の変動が大
きくならないようにして一定の液体レベルを維持
することができるような流体流通装置を提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本願の３つの発明による流体流通装置は、一般
的には、室を形成するハウジング内の液体レベル
に応じた大きさの制御信号を発生するレベルセン
サーを用い、この信号を利用して、流れを制御す
る弁の使用率（デユーテイサイクル。すなわち、
断続使用される装置（弁）の稼働時間の全時間に
対する比）を制御することにより、室内を通る流
れを管理し、液体レベルを制御するようになされ
ている。レベルセンサーからの信号の大きさに応
答する使用率で弁を交互に開閉する操作は、コン
トローラによつて行われる。
このような構成をとることにより、室内の液体
レベルに変動が生じたとき、周期的に開閉を繰り
返す弁の、全サイクル期間に対して弁が開いてい
る時間の比率（すなわち使用率）が制御されるこ
とになるので、「室内の液体レベルが上がり過ぎ
たから入口弁を閉じる、下がり過ぎたから入口弁
を開く」といつた大ざつぱな弁操作がなされてい
る場合と比べ、室内の液体圧力の変動は少ない。
本願の一つの発明によれば、室は空気分離室と
され、ハウジングは、液体から取り出されたガス
を除去するためのガス出口を有しており、室出口
にはポンプが連結され、上記ガス出口には負圧源
が連結されているので、脱気を必要とする透析液
製造装置において用いられる流体流通装置として
適用することができる。
本願の別の発明によれば、コントローラが、周
期毎に複数回にわたり望ましい使用率を計算する
ようになされているので、弁の使用率の制御も一
層応答性のよいものになる。この発明において、
コントローラは、望ましい使用率と一周期の間に
弁が開いていた時間の比率とを比較し、望ましい
使用率が前記比率と等しいかまたはこの比率より
も小さければ弁を閉じるようにすることができ
る。また、コントローラは、実際のレベルと指定
レベルとの間の差、この差の積分値およびこれら
の値を定数倍したものの合計を計算することによ
り使用率を設定することができる。
また、本願のさらに別の発明によれば、室の上
流側に加熱器が設置されており、ある特定の流れ
の状態が生じると、コントローラが加熱器の作動
を停止するようになされているので、透析液製造
装置において用いられる加熱器付きの流体流通装
置として使用した場合、安定性が確保される。
以下に好ましい実施例を説明する。
（実施例） 構 造 図面を参照する。ジヨンソン氏の米国特許第
4371385号に示した形式の透析液の製造供給装置
に使われる、水から空気を分離するための装置１
０が示されている。この装置は、水道水を受け入
れる入口１２、入口圧力調節器１４（この圧力調
節器は、出口側が他の圧力調節器に連結されてい
ない場合、6psi（0.42Kg／cm2）の出口圧力になる
ように調節されている）、２位置（開閉）電磁弁
１６、熱交換器１８、フロー検知スイツチ１９、
加熱器／空気分離器２０、空気分離ポンプ２２、
真空／排液ポンプ２４および電子コントローラ２
６を備えている。この電子コントローラ２６はレ
ベルセンサー４０からの信号を受け取り、弁１６
を制御しまた透析液製造装置の他の構成要素（図
示せず）を管理するように接続されている。ポン
プ２２，２４は容積式ギアポンプである。コント
ローラ２６はPIDコントローラとして働くように
プログラムされている。このPIDコントローラ
は、センサー４０から送られてくるレベル検出情
報を利用して弁１６の使用率を制御するようにな
つている。
加熱器／空気分離器２０はチユーブ状の流通路
２８を備えている。この流通路２８は加熱器３０
を取り囲み、通路２８内の加熱領域と空気分離室
３６の間でバツフル３４の左側にある通路３２内
にオーバーフローするようになつている。空気分
離室３６は（直径がほぼ0.090インチ（ほぼ2.29
センチ）の球形または円筒形をした）ポリプロピ
レン製の粒子を備えている。これら粒子は、レベ
ルセンサー４０の下側に配置されたスクリーン３
８を越えて流出してしまうことがない（前記レベ
ルセンサーは、垂直な固定案内ロツドに設けられ
たホール効果磁気位置検出子を内蔵しており、こ
の検出子が案内ロツドに垂直方向に摺動可能に取
り付けられたフロートの磁石の位置を検知するよ
うになつている）。空気分離室３６の上部には排
出弁４２が設けられている。この排出弁４２は、
真空／排液ポンプ２４に連結されたガス出口４４
を通じて液体が流れるのを阻止している。
操 作 入口１２から侵入する水は、大きな配管圧変動
に対する保護の役割をする圧力調節器１４と、６
秒周期で交互に開閉される電磁弁１６を通り抜け
る。弁１６の使用率はコントローラ２６により制
御され、以下に詳しく説明されているように、レ
ベルセンサー４０から送られてくる出力電圧の表
わす液体レベルに応じて６秒周期の適当な時期に
この弁は開放される。
水は使用済みの透析器から熱を受け取る熱交換
器１８を通じて流れ、そして加熱通路２８に入
り、この加熱通路内を上向きに流れ、通路３２内
にオーバーフローし、バツフル３４をくぐつて空
気分離室３６内に流れ込む。加熱器／空気分離器
２０内の液体は、空気分離ポンプ２２と真空ポン
プ２４により負圧状態に晒されている。ポンプ２
２は一定の流量（この流量の値は操作者により調
節することができる）でポンプ輸送するために一
定の電圧で運転され、またポンプ２４は室３６内
の空気を抜き取り、ポンプ２２がオーバーワーク
にならない範囲でこの室３６内の負圧状態をでき
るだけ高めるように操作される。負圧にし昇温す
ることで、溶解していたガスは液体から取り去ら
れる。スクリーン３８の間のプラスチツク製の粒
子は、気泡を形成する核としての役割を果たして
いる。液面の上方に溜るガスは弁４２およびポン
プ２４により抜き取られ、液体の平均レベルはレ
ベルセンサー４０とコントローラ２６により一定
に保たれる。
コントローラ２６は、センサー４０からの電圧
をサンプル収集している。収集したこれらセンサ
ー４０からの電圧は、１分当たり複数回にわたつ
て室３６内の実際のレベルをその都度教えてい
る。またコントローラ２６は、PIDコントローラ
を用いて使用率を制御するようになつている（こ
のPIDコントローラは、技術的に周知の手続きに
より、例えば本明細書中で参考例として引用する
ホルト、リネハートおよびウインストンによる
Ruo，デイジタル制御システム、1980 pp.509〜
514に明らかにされているような方法に則り比例
計算、積分計算および微分計算を行う）。
サンプルを収集する毎に、コントローラ２６は
実際のレベル（AL）と指定レベル（CL）の差を
測定する。前記指定レベルは、コントローラが目
標とする全体的に見て望ましい平均レベルとして
解釈することができる。次いで時期ｉにおける使
用率Ｄが以下の公式を用いて計算される。
Ｄ＝Kp×（AL−CL）＋Kd×ｄ（AL−CL）／dt ＋Ki×∫tp ti（AL−CL） ここで、KpとKiは比例積分項の実験的に求め
た利得値であり、またKdは微分項の利得値であ
り、好ましい実施例では０に等しく設定される。
この計算は各サンプル毎に行われる。６秒周期
の弁の開放時期の各時点で、６秒周期に対する時
間の比率が計算して求めた使用率Ｄに等しいかま
たはこれよりも大きければ、弁１６は閉じられ
る。計算式の積分箇所は長期間の平均値に関与
し、また比例部分は実際のレベルに関係してい
る。積分箇所を用いれば、計算式に比例部分のみ
を使用したのでは生じることのある位置遅れ変動
を防ぐことができる。
実際のレベルが20秒以上にわたり最小値よりも
下がつてしまつたり、使用率が100％になつたり、
あるいは10秒間にわたつて流体の流れていないこ
とをフロースイツチ１９が知らせる場合には、損
傷を避けるために加熱器３０は停止される。
ポンプ２２により透析液製造装置の液圧回路の
必要箇所に供給された空気分離水は透析濃縮液と
混ぜ合わされ、透析器の透析液側に送られる。使
用済みの透析液は透析器から熱交換器１８の入口
２７に戻され、そして真空／排液ポンプ２４を通
じて排出される。
本発明のその他の実施例は特許請求の範囲に含
まれている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、透析液製造装置の空気分離部分の概
略説明図である。 １０……水から空気を分離するための装置、１
２……入口、１４……入口圧力調節器、１６……
２位置電磁弁、１８……熱交換器、１９……フロ
ー検知スイツチ、２０……加熱器／空気分離器、
２２……空気分離ポンプ、２４……真空／排液ポ
ンプ、２６……電子コントローラ、２８，３２…
…通路、３０……加熱器、３４……バツフル、３
６……空気分離室、３８……スクリーン、４０…
…レベルセンサー、４２……排出弁、４４……ガ
ス出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 流体流通装置にして、 空気分離室、室入口おける室出口を形成し、液
    体が通り抜けることのできるハウジングであつ
    て、前記液体から取り出されたガスを除去するた
    めのガス出口を上部に有しているハウジングと、 当該ハウジング内にある液体のレベルに応じた
    大きさの制御信号を発生するレベルセンサーと、 前記入口に流入する流れを制御するために該入
    口と液圧的に連結されている弁と、 前記出口に連結されているポンプと、 前記ガス出口に連結されている負圧源と、 前記信号の大きさに応答する使用率で前記弁を
    交互に開閉する操作を行えるように連結されてい
    るコントローラとを有する流体流通装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の流体流通装置
    において、透析液製造装置において使用されるこ
    とを特徴とする流体流通装置。 ３ 流体流通装置にして、 室、室入口および室出口を形成し、液体が通り
    抜けることのできるハウジングと、 当該ハウジング内にある液体のレベルに応じた
    大きさの制御信号を発生するレベルセンサーと、 前記入口に流入しまた前記出口から流出する流
    れを制御するために液圧的に連結されている弁
    と、 前記信号の大きさに応答する使用率で前記弁を
    交互に開閉する操作を行えるように連結されてい
    るコントローラとを有しており、 該コントローラが、周期毎に複数回にわたり望
    ましい使用率を計算するようになされていること
    を特徴とする流体流通装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の流体流通装置
    において、前記出口はポンプに連結されており、
    前記弁は前記入口に連結されている流体流通装
    置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の流体流通装置
    において、前記室は空気分離室であり、また前記
    ハウジングは前記液体から取り出されたガスを除
    去するために上部にガス出口を備えている流体流
    通装置。 ６ 特許請求の範囲第３項に記載の流体流通装置
    において、前記コントローラは、望ましい使用率
    と一周期の間に弁が開いていた時間の比率とを比
    較し、望ましい使用率が前記比率と等しいかまた
    はこの比率よりも小さければ弁を閉じるようにな
    されている流体流通装置。 ７ 特許請求の範囲第３項に記載の流体流通装置
    において、前記コントローラが、室内の実際のレ
    ベルと指定レベルとの差を計算して前記望ましい
    使用率を設定するようになされている流体流通装
    置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の流体流通装置
    において、前記コントローラが、使用率を設定す
    るためにあたり前記差の積分値を計算するように
    なされている流体流通装置。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の流体流通装置
    において、前記コントローラが、前記差をある定
    数倍した値と前記積分値をある定数倍した値の合
    計値を計算するようになされている流体流通装
    置。 １０ 流体流通装置にして、 室、室入口および室出口を形成し、液体が通り
    抜けることのできるハウジングと、 当該ハウジング内にある液体のレベルに応じた
    大きさの制御信号を発生するレベルセンサーと、 前記入口に流入しまた前記出口から流出する流
    れを制御するために液圧的に連結されている弁
    と、 前記信号の大きさに応答する使用率で前記弁を
    交互に開閉する操作を行えるように連結されてい
    るコントローラと、 前記室の上流側に配置された加熱器とを有し、 前記コントローラが、ある特定の流れの状態が
    生じると前記加熱器の作動を停止するようになさ
    れていることを特徴とする流体流通装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の流体流通
    装置において、前記特定の流れの状態が100％の
    使用率によつて表わされる流体流通装置。 １２ 特許請求の範囲第１０項に記載の流体流通
    装置において、前記特定の流れの状態が、所定の
    時間周期よりも長い間にわたり最小限界値より低
    いレベルにある状態をさす流体流通装置。 １３ 特許請求の範囲第１１項に記載の流体流通
    装置において、前記特定の状態が、前記室を通り
    抜ける流れのあることを知らせるフロースイツチ
    を通る流れがない状態である流体流通装置。 １４ 特許請求の範囲第１０項に記載の流体流通
    装置において、前記出口にはポンプが連結されて
    おり、前記弁は前記入口に連結されていることを
    特徴とする流体流通装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載の流体流通
    装置において、前記室は空気分離室であり、また
    前記ハウジングは前記液体から取り出されたガス
    を除去するために上部にガス出口を備えている流
    体流通装置。
JP62274607A 1986-10-30 1987-10-29 流体流通装置 Granted JPS63121910A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US925818 1978-07-18
US06/925,818 US4715398A (en) 1986-10-30 1986-10-30 Liquid level control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63121910A JPS63121910A (ja) 1988-05-26
JPH0564801B2 true JPH0564801B2 (ja) 1993-09-16

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JP62274607A Granted JPS63121910A (ja) 1986-10-30 1987-10-29 流体流通装置

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US (1) US4715398A (ja)
JP (1) JPS63121910A (ja)
CA (1) CA1277007C (ja)
DE (1) DE3736713A1 (ja)
FR (1) FR2605893B1 (ja)
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