JPH10320056A - 液体定量吸引排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明の液体定量吸引排出装置は、液体を貯え
る部分の水平断面積が一定な容器に液体を入れ、バネ定
数ｋが、 ｋ＝（容器が貯える液体の最大重量）／（容器の最大液
深さ） のバネで吊り下げ、容器の液面より吸引管を差し込みサ
イホン効果を利用し、液体を吸引排出することを特徴と
する。 【効果】この液体定量吸引排出装置によれば、ポンプな
どの動機器を使用することなく、容器の液体の深さにか
かわらず、液面と固定点との高低差が一定となるので、
高低差を任意に選定することにより、任意の一定の流出
速度を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明はタンクや容器などに貯
えられた液体をポンプなどの動機器を使用せず、液上面
より吸引し排出する装置で、液面の位置の変化によらず
流出速度を一定にする発明である。 【０００２】 【従来の技術】容器より液体を流出させることは、石油
化学工業や一般産業などの大規模な装置から理化学実験
で行われる分離操作や観葉植物の給水の様な小規模の装
置に至るまで広く使用されている。しかるに従来の技術
では液面の高さの変化に拘わらず一定の流出速度を得る
には液面制御やポンプなどの特別の設備が必要である。
又、比重の異なる相互に溶解しない２種以上の液体の混
合物で、比重の小さい方の液体のみを取り出す場合や、
液体に微粒子が混在しており容器底部より取出すのが困
難であり、上澄をサイホン効果を利用し、吸引し容器の
外部へ排出する場合は、図１に示す様な分液ロートを利
用する場合がある。しかしこの場合は大容量のものは困
難であり液体の流出により液面が変動し完全に分離され
た液体を得る事は難しいし、又、比重の大の液体で粘性
が大きかったり微粒子の固形物が混在している場合は分
液ロートの使用自体が困難となる。一方サイホン効果を
利用して容器の液体を吸引し排出する場合を図２に示
す。図２において容器１には液体が貯えられていて、吸
引管２を液上面より差し込んで吸引管２の排出端３より
液を排出する。液上面と排出端３との高低差４をｈと記
述すると、排出端３での理論的な流出速度Ｖは 断面の収縮などの損失を考慮した流量係数をｃとし、ａ
を排出端３での吸引管２ ある。高低差４は液体の流出と共に小さくなり、流出速
度を一定にする事は出来ない。しかも、吸引管２を固定
しておくと液面が低下して吸引管２が液中より露出して
しまい、液の流出は停止してしまう。液の排出を継続す
るためには吸引管２を液面の低下と共に上下に移動する
必要があり面倒である。又、図２の様な従来法では吸引
管２を液上面より僅かの深さで差し込み、いわゆる上澄
のみを吸引しながら液を排出することは非常に困難とな
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来用いられている様
な、ポンプなどの動機器を使用することなく、又、理化
学実験で使われる分液ロートの様な実際上液を分離する
のに使いづらい方法でなく、容器内の液体を液上面より
吸引し容器の外へ、任意の一定の流出速度で排出させる
ことである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は次の様な液体定量吸引排出装置を採用した。す
なわち、請求項１記載の液体定量吸引排出装置では、液
体を貯える部分の任意の位置の水平方向の容器断面積が
一定な容器、例えば円筒状又は角筒状の容器において、
該容器に貯えられた液体を液上面より差し込んだ管で吸
引し、該容器の外部へ任意の一定な流出速度で排出す
る、液体定量吸引排出装置において、該容器を一本又は
複数本の引張コイルバネで吊り下げ、該引張コイルバネ
のバネ定数ｋを一本の場合は、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
最大液深さ） とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、ｋ＝
（該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該容器
の最大液深さ））とすることにより、該容器内の液量が
変化しても該容器内の液面と固定された基準点との高低
差が一定となる液体定量吸引排出装置であり、固定され
た基準点を任意に設定することにより、任意の高低差が
選定出来、従って任意の一定の流出速度が得られる。 【０００５】また、請求項２記載の液体定量吸引排出装
置においては、引張コイルバネの初張力を、引張コイル
バネが一本の場合、容器の空の状態の重量以下とし、複
数本の場合、ｎを本数として、（容器の空の状態の重
量）／ｎ以下とすることにより、該容器内の液体量が無
より最大量の間の全域で、該容器内液面と固定基準点と
の高低差を一定にすることが可能となる。 【０００６】また、請求項３記載の液体定量吸引排出装
置では、液体を貯える部分の任意の位置での水平方向の
容器断面積が一定な容器、例えば円筒状または角筒状の
容器において、該容器に貯えられた液体を液上面より差
し込んだ吸引管で吸引し排出する、液体定量吸引排出装
置において、該容器を一本または複数本の圧縮コイルバ
ネに載せ、該圧縮コイルバネのバネ定数ｋを、一本の場
合、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
最大液深さ） とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該
容器の最大液深さ） とすることにより、容器内の液量が変化しても、該容器
内の液面と固定された基準点との高低差を一定にするこ
とが出来、従って固定された基準点を任意に設定するこ
とにより任意の高低差が選定出来、従って任意の一定の
流出速度が得られる。 【０００７】また、請求項４記載の液体定量吸引排出装
置では、液体を吸引する吸引管は、容器または引張コイ
ルバネまたは圧縮コイルバネの伸縮による動きに連動さ
れない様に、該容器または該引張コイルバネまたは該圧
縮コイルバネ以外の箇所に固定することにより、該容器
内の液量が変化しても、該容器内の液面と該吸引管の排
出端との高低差を一定にすることができ、従って該吸引
管の排出端の固定点を任意の位置に固定することにより
任意の一定の流出速度が得られる。 【０００８】また、請求項５記載の液体定量吸引排出装
置では、液体を吸引する吸引管の吸引側を該容器に固定
し、該液体を排出する排出側を該容器以外の箇所に固定
し、吸引側の吸引管と排出側の吸引管とを伸縮自在のチ
ューブで連結することにより、該容器内の液量が変化し
ても、該容器内の液面と該吸引管の排出端との高低差を
一定にすることができ、従って該管の排出端の固定点を
任意の位置に固定することにより、任意の一定の流出速
度が得られる。 【０００９】また、請求項６記載の液体定量吸引排出装
置では、液体を貯える第一の容器と第二の容器を設け、
該第一の容器より該第二の容器に液体を供給し、該第二
の容器は液体を貯える部分の任意の位置での水平方向の
断面積が一定な円筒状または角筒状の容器であり、該第
二の容器の液上面より差し込んだ吸引管より該液体を吸
引し、該液体を排出する液体定量吸引排出装置であっ
て、該第二の容器の液レベルが最低レベルになったら該
第一の容器より液体を供給し、該第二の容器の液レベル
が最高レベルになったら、該第一の容器より液体の供給
を停止する液体定量吸引排出装置であって該第二の容器
を一本または複数本の引張コイルバネに吊り下げ、該引
張コイルバネのバネ定数ｋを、一本の場合、ｋ＝（該第
二の容器が貯える該液体の最大重量）／（該第二の容器
の最大液深さ）とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数
とし、ｋ＝（該第二の容器が貯える該液体の最大重量）
／（ｎ×（該第二の容器の最大液深さ））とすることに
より、定量吸引排出する液量を第一の容器の容量以上と
することが可能となる。 【００１０】また、請求項７記載の液体定量吸引排出装
置では、液体を貯える第一の容器と第二の容器を設け、
該第一の容器より該第二の容器に液体を供給し、該第二
の容器は液体を貯える部分の任意の位置での水平方向の
断面積が一定な容器、例えば円筒状または角筒状の容器
であり、該第二の容器の上面より差し込んだ吸引管より
該液体を吸引し、該液体を排出する液体定量吸引排出装
置において、該第二の容器の液レベルが最低レベルにな
ったら該第一の容器より該第二の容器に液体を供給し、
該第二の容器の液レベルが最高レベルになったら、該第
一の容器より液体の供給を停止する液体定量吸引排出装
置において、該第二の容器を一本または複数本の圧縮コ
イルバネに載せ、該圧縮コイルバネのバネ定数ｋを、一
本の場合、ｋ＝（該第二の容器が貯える該液体の最大重
量）／（該第二の容器の最大液深さ）とし、複数本の場
合、ｎを複数本の本数として、ｋ＝（該第二の容器が貯
える該液体の最大重量）／（ｎ×（該第二の容器の最大
液液深さ））とすることにより、定量吸引排出する液量
を第一の容器の容量以上とすることが可能となる。 【００１１】 【作用】本発明は上述した様に、液体を貯える部分の水
平方向の断面積が一定な容器、例えば円筒状または角筒
状の容器の液上面に吸引管を差し込み、サイホン効果を
利用して、該容器より液体を吸引し該容器の外部へ排出
する液体定量吸引排出装置において、該容器を一本また
は複数本の引張コイルバネで吊り下げ、該引張コイルバ
ネルのバネ定数を、一本の場合、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
最大深さ） とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該
容器の最大深さ）） とすることにより、容器内の液量が変化しても、該容器
内の液面と固定された基準点との高低差が一定となる。
従って固定された基準点を管の排出端とし、該排出端を
該容器の液面より低くすることにより、一定の流出速度
が得られる。 【００１２】また、該引張コイルバネの初張力を、引張
コイルバネが一本の場合、容器の空の状態の重量以下と
し、また引張コイルバネが複数本の場合、ｎを複数本の
本数とした場合、（容器の空の状態の重量）／ｎ以下と
することにより、該容器内の液体量が無より最大量の間
で該容器内液面と固定基準点との高低差を一定に出来
る。従って容器内の液体の全量を一定の流出速度で排出
させることが出来る。 【００１３】また、請求項３は引張コイルバネの代わり
に圧縮コイルバネを使用した場合であり、圧縮コイルバ
ネのバネ定数ｋを、一本の場合、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
最大液深さ） とし、また複数本の場合、ｎを複数本の本数として、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該
容器の最大液深さ）） とすることにより、容器内の液量が変化しても、該容器
内の液面と固定された基準点との高低差が一定となる。
従って固定された基準点を吸引管の排出端とし、該排出
端を該容器の液面より低く保つことにより、容器内の液
面の変化に拘わらず一定の流出速度を得ることが出来
る。 【００１４】また、液体を吸引する吸引管は、容器また
は引張コイルバネまたは圧縮コイルバネの動きに連動し
ない様に、該容器または該引張コイルバネまたは該圧縮
コイルバネ以外の場所に固定することにより、該容器内
の液量が変化しても、該液面と該吸引管の排出端との高
低差を一定にすることが出来る。特に該排出端を該容器
内の液面よりも低くすることにより、一定の流出速度を
得ることができる。更に、吸引管の液体吸引端と容器内
液面の相対位置は該容器内の液量が変化しても不変であ
り、吸引管の吸引深さを一定の状態で容器内の液体を吸
引排出できる。 【００１５】また、液体を吸引する吸引管の吸引側を該
容器に固定し、液体を排出する排出側を該容器または引
張コイルバネまたは圧縮コイルバネ以外の箇所に固定
し、該吸引管の吸引側と排出側を伸縮自在のチューブで
連結することにより、該容器内の液量が変化しても、該
容器内の液面と該吸引管の排出端との高低差を一定にす
ることができる。特に吸引管の吸引側を容器に固定する
ことにより、液量の変化による該容器の上方向への移動
による該吸引管と該容器とのぶつかりを避けることがで
き、該吸引管の高さを短くすることができる。 【００１６】また、請求項６記載の液体定量吸引排出装
置では、第一の容器と第二の容器の２つの容器を設け、
第一の容器は第二の容器の液量に従い、第二の容器に液
体を供給する容器であり、引張コイルバネを使用した請
求項１，２，４、５記載の液体定量吸引排出装置に容器
を追加することに相当する。２つの容器を設けることに
より、第二の容器の容量以上の液体を定量吸引排出する
ことが出来る。 【００１７】また、請求項７記載の液体定量吸引排出装
置では、第一の容器と第二の容器の２つの容器を設け、
第一の容器は第二の容器の液量に従い、第二の容器に液
体を供給する容器であり、圧縮コイルバネを使用した請
求項３，４，５記載の液体定量吸引排出装置に容器を追
加することに相当する。２つの容器を設けることによ
り、第二の容器の容量以上の液体を定量吸引排出するこ
とができる。 【００１８】 【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。図３及び図４は本発明の第一の実施例を示す。図３
において容器５は液体を貯える部分の任意の位置での水
平方向の断面積が一定な容器、例えば円筒状または角筒
状の容器であり、液体６は液上面７まで貯えられてい
る。容器５は引張コイルバネ９により吊り下げられてい
て、該引張コイルバネ９は支柱１６に固定されている。
容器５内の液体６は吸引管１０により吸引され、受槽１
４に排出される。吸引管１０の吸引端１１は液上面７よ
り液中へ差し込まれている。また排出端１２は液上面７
より低い位置とし、液上面７と排出端１２の位置レベル
の差は、高低差８で示される。吸引管１０でサイホン効
果を利用して高低差８に相当する液体圧力により液体６
を吸引し排出する事が可能となる。なお、高低差８を調
整するには吸引管調整ネジ１３により吸引管１０を上下
することにより可能となる。吸引を開始する方法は排出
端１２より注射筒等を利用して液体６を吸引するのがよ
い。支持台１５は本発明の装置を載せる台である。吸引
管１０の吸引端１１は液体６にさしこまれていて、一方
の端である排出端１２は液上面７より低い位置に設定さ
れているので、吸引管１０は上方で曲げた形状となって
いる。また、液体６が排出され容器５が引張コイルバネ
９に引き上げられていく時、容器５と吸引管１０の上部
がぶつからない様な高さが吸引管１０には必要である。 【００１９】図４は液体６が吸引排出され容器内の液面
が低下した状態を示している。吸引管１０の排出端１２
と液上面７との位置レベル差は高低差８で示される。容
器５の液体６が流出して液面が低下しても、液体６の流
出重量分だけ軽くなり、容器５は引張コイルバネ９で引
き上げられる。そこで容器５内の液面の低下距離だけ引
張コイルネで引き上げれば、流出する液体６の多少に拘
わらず液面の位置レベルは一定となり、それゆえ液上面
７の固定点からの距離は変化しないことになる。このた
め液上面７と排出端１２との高低差８は変化しないこと
になる。 変化しても高低差ｈが変化しなければ、ｖは一定とな
る。この様な引張コイルバネの条件はバネ定数ｋを、次
ぎの様に設定すればよい。すなわち、 ｋ＝（容器５が貯える液体６の最大重量）／（容器５の
最大液深さ） の様に決定すればよい。液体６の最大重量は最大液深さ
に相当する。 【００２０】図４，５では引張コイルバネは１本の場合
を示しているが、同種類のバネを複数本としてもよい。
この場合は、ｎを本数として、バネ定数ｋを、ｋ＝（容
器５が貯える液体６の最大重量）／（ｎ×（容器５の最
大液深さ））とすれば、バネ１本の場合と同じ効果が得
られる。 【００２１】さらに、引張コイルバネの初張力を、バネ
１本の場合、容器５の空の状態の重量以下とし，またバ
ネが複数本の場合は、ｎを本数として、（容器５の空の
状態の重量）／ｎ以下とすることにより、容器５の液体
６の量が無の状態より最大深さの間で液上面７と固定点
である排出端１２との高低差８を一定に出来る。従って
容器５内の液体６の全量を一定の流出速度で排出させる
ことが出来る。 【００２２】排出端１２からの流出速度の制御には、吸
引管１０の内径を変更したり、排出端１２近くに弁など
の流量制御機器を備えてもよいが、より簡単には高低差
８を調整すればよい。このためには吸引管調整ネジ１３
により高低差８の高さを調整するだけでよい。特に、上
記方法によれば、常に液体６の上澄み部分を吸引排出す
ることが可能となり、例えば微粒子が混入している液体
を静置して微粒子を沈降させた後、上澄みのみを取り出
す場合などは好都合である。 【００２３】容器の最大液深さは液の種類により変わら
ないが、最大液深さに相当する液体の重量は液体の比重
によって決定されるので、比重の異なる液体に対しては
異なるバネ定数のバネが必要となる。しかし１つのバネ
を異なった比重の液体にも使用することが出来る。今、
特定の容器、特定の液体（比重をｄ１とする）でバネ定
数ｋ１をもつ有効巻数ｎ１の引張コイルバネを設計した
とする。ここで容器は変更せず、液体を比重ｄ２の液体
に変更したとすると、ｎ２＝ｎ１×ｄ１／ｄ２となる巻
数の所でバネのコイルを固定することにより、有効巻数
ｎ２の引張コイルバネが得られる。バネ定数ｋ２は、ｋ
２＝ｋ１×ｄ２／ｄ１となり、液面と固定点との高低差
を一定とすることができる。但し、例えば比重１．０の
水に対するバネ定数を有する引張コイルバネでも特に正
確な高低差を必要としないならば、水以外の比重の異な
る液体に対しても使用出来る。 【００２４】本発明の液体定量吸引排出装置の第二実施
例を図５と図６に示す。図５では、容器５が引張コイル
バネ１６の内側に収納された形式となっている。また引
張コイルバネ１６と容器５は安定を保つため、外筒１７
へ収納されている。図５は液体６が多量に入っている場
合であり、図６は液体６が少なくなった状態を示してい
る。第二実施例の引張コイルバネのバネ定数は、第一実
施例と同様に、 ｋ＝（容器５が貯える液体６の最大重量）／（容器５の
最大液深さ） とすることにより、容器５内の液体６の多少にかかわら
ず、液上面７と排出端１２の高低差８は一定となり、従
って容器５内の液体６の液量の多少によらず、排出端１
２からの液体６の流出速度は一定とすることが出来る。
なお、第二実施例は引張コイルバネ１６の内側に容器５
を収納する以外、第一実施例との違いはなく、作用も同
じである。 【００２５】第二実施例と第一実施例との違いは本質的
にはないが、第二実施例の特長は、引張コイルバネ１６
の内側に容器５を収納することにより、装置全体の高さ
を引張コイルバネ１６の高さ分だけ低く抑えることであ
る。 【００２６】本発明の液体定量吸引排出装置の第三実施
例を図７と図８に示す。第三実施例は圧縮コイルバネを
使用した例であり、図７において、液体６を入れた容器
５を圧縮コイルバネ１８に上に載せている。容器５と圧
縮コイルバネ１８は安定させるため外筒１７に収納され
ている。吸引管１０は吸引端１１を液上面７より差し込
み液体６を吸引し、吸引端１１より低い位置に設定され
た排出端１２より排出する。吸引端１１と排出端１２と
の高低差８に相当する液体６の圧力差及びサイホン効果
により、液体６は排出される。なお、液体６の排出の開
始は、口で吸い込んでもよいが、例えばプラスチックの
注射筒で吸引すると容易に出来る。排出された液体６は
受槽１４に受ける。吸引管１０は、外筒１７に固定され
た吸引管固定端１９により固定される。液体６の流出速
度の調節は、吸引管固定端１９を緩めて吸引管１０を上
下して高低差８を調整することによりできるし、また排
出端１２の近くに設けた流量調節弁２０により行うこと
も可能である。図７は液体６の量が多量の場合であり、
図８は液体６が少量となった状態を示す。いずれの場合
も液上面７と固定基準点である排出端１２との高低差８
は一定である。 【００２７】図７，図８において容器５内の液体６の液
量の多少に拘わらず高低差８が一定となる条件は、容器
５が液体を貯える部分の水平方向の断面積が一定である
様な容器であること及び圧縮コイルバネのバネ定数ｋを ｋ＝（容器５が貯える液体６の最大重量）／（容器５の
最大液深さ） とすることである。 【００２８】図７，図８では圧縮コイルバネを１本使用
しているが、複数本使うことも可能である。その場合
は、ｎを本数とし、バネ定数をｋとして、ｋ＝（容器５
が貯える液体６の最大重量）／（ｎ×（容器５の最大液
深さ））とすればよい。 【００２９】流量調節弁２０は、ニードル弁やコックな
どの型式でもよいが、極めて微量の流出速度を安定的に
得るには、内径の小さくて長い金属パイプをコイル状に
したものでもよい。例えば液体として水を用い、吸引管
として内径１ｍｍ、長さ３００ｍｍの真鍮のパイプを用
い、吸引管の先端に内径０．６ｍｍ長さ２００ｍｍのス
テンレスパイプを径１０ｍｍのコイルに巻いたものを接
続した。液上面とステンレスパイプの先端の高低差は８
０ｍｍとした場合水の流出速度は６ｇ／時間と微量であ
った。 【００３０】容器の最大液深さは液の種類により変わら
ないが、最大液深さに相当する液体の重量は液体の比重
によって決定されるので、比重の異なる液体に対しては
異なるバネ定数のバネが必要となる。しかし１つのバネ
を異なった比重の液体にも使用することが出来る。今、
特定の容器、特定の液体（比重をｄ１とする）でバネ定
数ｋ１をもつ有効巻数ｎ１の圧縮コイルバネを設計した
とする。ここで容器は変更せず、液体を比重ｄ２の液体
に変更したとすると、ｎ２＝ｎ１ｘｄ１／ｄ２となる巻
数の所でバネのコイルを固定することにより、有効巻数
ｎ２の圧縮コイルバネが得られる。バネ定数ｋ２は、ｋ
２＝ｋ１ｘｄ２／ｄ１となり、液面と固定点との高低差
を一定とすることができる。 【００３１】本発明の定量吸引排出装置の第四実施例を
図９と図１０に示す。図９、図１０では容器５が圧縮コ
イルバネ１８の内側に収納された型式となっている。図
９は容器５内の液体６が多量の場合であり、図１０は容
器５内の液体６が少なくなった状態をしめしている。図
９の液体６が多量の場合でも、図１０の液体６が少量の
場合でも液上面７と排出端１２の高低差８は一定であ
る。そのための条件は、圧縮コイルバネ１８のバネ定数
ｋを、 ｋ＝（容器５が貯える液体６の最大重量）／（容器５の
最大液深さ） とすることである。 【００３２】第四実施例と第三実施例は圧縮コイルバネ
を使用しており、本質的には違いはないが、第四実施例
の特長は、圧縮コイルバネ１８の内側に容器５を収納す
ることにより装置全体の高さを圧縮コイルバネ１８の高
さ分だけ低く抑える事ができる。なお図９．図１０の容
器５は圧縮コイルバル１８を押さえる鍔３１と蓋３２を
有した形状となっている。また図９，図１０の容器５は
実施例１乃至３の容器の様に上方が解放している形式で
なく、蓋を有した容器であり蓋の中心部に吸引管が通る
穴３３があいている。 【００３３】本発明の定量吸引排出装置の第五実施例を
図１１と図１２に示す。図１１において、液体６が入っ
た容器５は圧縮コイルバネ１８に載せられている。容器
５と圧縮コイルバネ１８は安定を保つため外筒１７に収
められている。吸引管１０は吸引側吸引管２４と排出側
吸引管２５に別れているが、伸縮パイプ２２で連結され
ている。液体６に差し込まれている吸引側吸引管２４は
吸引管固定プラグ２１により容器５の蓋部分に固定され
ている。排出側吸引管２５は外筒１７に付属している排
出側吸収管固定端２３に固定されている。吸引管の排出
端１２は液上面７より低いレベルに位置されていて、液
上面７と排出端１２の位置のレベル差が高低差８であ
る。排出端１２より排出される液体６は高低差８に相当
する液体６の圧力に基づく流出速度で受槽１４へ排出さ
れる。 【００３４】第五実施例の特長は吸引管の吸引側を容器
に固定し、排出端を容器とバネ以外の箇所に固定し、該
吸引側と該排出側の間を伸縮自在のパイプ例えばゴム管
などで接続することにより、吸引管の高さを低く抑える
ことができる。また吸引管の吸引側を容器に固定してあ
るため容器内における吸引端の位置は不変である。 【００３５】図１１は液量が多量の場合であり、図１２
は液量が小量になった場合であり、図１１の液上面７と
排出端１２の高低差８は図１２の高低差８と同じであ
る。圧縮コイルバネは第三実施例と、また容器に関して
は第四実施例と同様であり説明を省く。 【００３６】本発明の定量吸引排出装置の第六実施例を
図１３と図１４に示す。図１３では液体６を貯えている
容量の大きい第一容器２６と、第一容器２６より液体６
を供給される第二容器２７を設けている。第二容器２７
は圧縮コイルバネ１８の上に載っている。第二容器２７
と圧縮コイルバネ１８の関係は第三実施例と同じなので
詳細な説明は省く。さて、第二容器２７の液体６が排出
されると第二容器２７の重量が減少し、重量減に従って
圧縮コイルバネ１８は伸びるが、液面７が最低液レベル
７ａになると圧縮コイルバネ１８に固定されている検出
体３０が近接センサーヘッド２８ｂに検知され、電磁弁
２９が開き液体６が第二容器２７へ供給される。第一容
器２６より液体６が供給され、第二容器２７内の液面７
は上昇するが、供給された液体６の重量に従って圧縮コ
イルバネ１８は縮む。第二容器２７の液面７が上昇し、
最高液レベル７ｂになると、検出体３０が近接センサー
ヘッド２８ａに検知され、電磁弁２９が閉じ液体６の供
給は停止される。 【００３７】なお、第六実施例は圧縮コイルバネを使用
しているが引張コイルバネでもよい。また、第六実施例
では第一容器より第二容器への液体の供給の開始と停止
を近接スイッチと電磁弁の組合せとしているが、特にこ
の方法に限定しているわけではなく別の方法でもよい。 【００３８】［実験例１］上記第二実施例に示した液体
定量吸引排出装置を製作して実験を行った。設計条件
は、液体を水とし、容器を内径７０ｍｍ、外径７３ｍ
ｍ、実質水を貯える部分の高さを１３０ｍｍとして、水
の最大重量を５００ｇとし、容器重量１００ｇのポリエ
チレン製とする。バネ定数ｋ＝０．５ｋｇ／１３０ｍｍ
＝０．００３８５ｋｇ／ｍｍのバネを設計し、次の様な
仕様を持つ引張コイルバネを製作した。すなわち、材料
ＳＷＰ（ピアノ線）、材料の直径２．３ｍｍ、コイル平
均径８０ｍｍ、コイル内径７７．７ｍｍ、有効巻数１
４．２、総巻数１６、自由高さ３９．１ｍｍ、バネの最
大荷重０．５ｋｇ、最大荷重時の高さ１６９ｍｍ（撓み
は１３０ｍｍ）。 【００３９】吸引管として、内径１ｍｍ、外径２ｍｍ、
長さ３５０ｍｍの真鍮製のパイプを端より１６０ｍｍの
箇所で直角に折り曲げ、もう一方の端より１７０ｍｍの
箇所で直角に折り曲げた∩字型吸引管を製作した。上記
吸引管を上下方向の任意の位置に固定できる様に実験ス
タンドへ取り付けた。 【００４０】５００ｇの水を入れた上記容器に、上記吸
引管の折り曲げた１６０ｍｍの端を液４上面より４０ｍ
ｍの深さに差し込み、液上面で排出端との高低差を５０
ｍｍとなるように実験スタンドに取り付けた。排出端で
容量２．５ｍｌプラチチック製の注射筒で吸引管を吸引
し、吸引管内の空気を吸引した後水の排出を開始した。
この時の水の流出速度は５０ｇ／時間であった。容器内
の水の液深さは５００ｇでは１３０ｍｍであったが、水
が排出され液深さが減少しても、液深さの減少分は上記
容器をつりさげている上記コイルバネの伸びと同一であ
った。例えば、液深さが５０ｍｍ減少すると排出する水
の重量分は容器の水平断面積が３８．４６５ｃｍ２と一
定であることより、３８．４６５×５＝１９２．３２５
ｇとなる。一方引張コイルバネの伸びは、０．１９２３
２５／０．００３８５＝４９．９５ｍｍとなる。水が排
出され液深さが５０ｍｍ減少したところでは吸引管の差
し込み深さは４０ｍｍを維持し、液面と排出端との高低
差は５０ｍｍのままであった。また流出速度は液深さが
４０ｍｍと５０ｍｍとでは実質上同じであった。 【００４１】［実験例２］上記第三実施例に示した液体
定量吸引排出装置を製作して実験を行った。設計条件は
引張コイルバネの代わりに圧縮コイルバネを使用した以
外実験例１と同じである。容器は実験例１と同じ寸法・
容量のポリエチレン容器を使用した。材料ＳＷＰ（ピア
ノ線）、材料の直径２．３ｍｍ、コイル平均径８０ｍ
ｍ、コイル内径７７．７ｍｍ、有効巻数１４．２、総巻
数１６、自由高さ１６９ｍｍ、バネの最大荷重０．５ｋ
ｇ、最大荷重時の高さ３９ｍｍ、バネ定数ｋ＝０．００
３８５ｋｇ／ｍｍの圧縮コイルバネを製作した。また吸
引管も実験例１と同じものを使用した。即ち、内径１ｍ
ｍ、外径２ｍｍ、長さ３５０ｍｍの真鍮製のパイプを∩
の字型に曲げたものである。５００ｇの水を入れた容器
に吸引管を４０ｍｍの深さに差し込み液上面と排出端と
の高低差を５０ｍｍとなるように実験スタンドに取りつ
けた。水の排出量は５０ｇ／時間であった。容器内の水
が減少しても液上面と排出端の高低差５０ｍｍは同じで
あり、排出量も実質同じで変化しなかった。 【００４２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体定量
吸引排出装置によれば、水平断面積が一定な容器に液体
を入れ、容器をバネ定数ｋ＝（容器が貯える液体の最大
重量）／（容器の最大液深さ）の引張コイルバネに吊り
下げ、容器の液上面より差し込んで液体を吸引する吸引
管の排出端を、液上面より低い任意の位置で、容器及び
引張コイルバネ以外の箇所に固定することにより、液体
の吸引排出により容器内の液面が低下しても、液面と排
出端との高低差は一定であり、従っ 示されるので、液面のレベルの変化にかかわらず一定の
流出速度が得られる。また吸引管を容器と引張コイルバ
ネ以外の場所に固定してあるので、液面の変化にかかわ
らず液面に差し込んだ深さは一定となるので微粉末を固
液分離しながら上澄のみを分離するなどの場合に好都合
である。更に吸引管を容器上方より液面に差し込むだけ
でよいので容器に液体排出口などを設ける必要がなく、
容器の選定に幅がある。 【００４３】引張コイルバネは１本でなくてもよく、複
数本にしてもよく、特に大容量の液体を扱う場合には複
数本にしたほうがよい。また引張コイルバネの特性とし
てバネ定数以外に初張力を、容器の空の重量以下とする
ことにより、容器内の液体の全量を一定の流出速度で排
出することが出来る。上記の様に本発明の液体定量吸引
排出装置ではポンプなどの動機器を使用することなく容
器内の液体を液上面より任意の一定の流出速度で排出す
ることが出来る。 【００４４】また、引張コイルバネの代わりに圧縮コイ
ルバネを使用しても同様の効果が得られる。 【００４５】また、別途に大容量の容器を固定して設け
て引張コイネバネに吊り下げたり、または圧縮コイルバ
ネに載せられた容器の液体が最低液レベルになっら液体
を供給し、最高液レベルになったら液体の供給を停止す
る様な制御機構を設けるならば大容量の液体の定量吸引
排出が可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】分液ロートの図面である。 【図２】液体容器と吸引管の図面である。 【図３】本発明の第一実施例で、容器内の液レベルが大
の場合である。 【図４】本発明の第一実施例で、容器内の液レベルが小
の場合である。 【図５】本発明の第二実施例で、容器内の液レベルが大
の場合である。 【図６】本発明の第二実施例で、容器内の液レベルが小
の場合である。 【図７】本発明の第三実施例で、容器内の液レベルが大
の場合である。 【図８】本発明の第三実施例で、容器内の液レベルが小
の場合である。 【図９】本発明の第四実施例で、容器内の液レベルが大
の場合である。 【図１０】本発明の第四実施例で、容器内の液レベルが
小の場合である。 【図１１】本発明の第五実施例で、容器内の液レベルが
大の場合である。 【図１２】本発明の第五実施例で、容器内の液レベルが
小の場合である。 【図１３】本発明の第六実施例で、容器内の液レベルが
大の場合である。 【図１４】本発明の第六実施例で、容器内の液レベルが
小の場合である。 【符号の説明】 １−−−−−容器 ２−−−
−−吸引管 ３−−−−−排出端 ４−−−
−−高低差 ５−−−−−容器 ６−−−
−−液体 ７−−−−−液上面 ７ａ−−
−最低液レベル ７ｂ−−−最高液レベル ８−−−
−−高低差 ９−−−−−引張コイルバネ １０−−−
−−吸引管 １１−−−−−吸引端 １２−−
−−−排出端 １３−−−−−吸引管調節ネジ １４−−
−−−受槽 １５−−−−−支持台 １６−−
−−−支柱 １７−−−−−外筒 １８−−
−−−圧縮コイルバネ １９−−−−−吸引管固定端 ２０−−
−−−流量調節弁 ２１−−−−−吸引管固定プラグ ２２−−
−−−伸縮パイプ ２３−−−−−排出側吸収管固定端 ２４−−
−−−吸引側吸引管 ２５−−−−−排出側吸引管 ２６−−
−−−第一容器 ２７−−−−−第二容器 ２８ａ−
−−近接センサーヘッド ２８ｂ−−−近接センサーヘッド ２９−−
−−−電磁弁 ３０−−−−−検出体 ３１−−
−−−鍔 ３２−−−−−蓋 ３３−−
−−−穴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 液体を貯える部分の任意の位置での水平
   方向の断面積が一定な容器において、該容器に貯えられ
   た液体を、液上面より差し込んだ吸引管で吸引し定量排
   出する、液体定量吸引排出装置において、該容器を一本
   又は複数本の引張コイルバネで吊り下げ、該引張コイル
   バネのバネ定数ｋを、一本の場合、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
   最大液深さ） とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、ｋ＝
   （該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該容器
   の最大液深さ））とすることにより、容器内の液量が変
   化しても容器内の液面と固定された基準点との高低差が
   一定となる液体定量吸引排出装置。 【請求項２】 【請求項１】の液体定量吸引排出装置において、該引張
   コイルバネの初張力を、引張コイルバネが一本の場合、
   該容器の空の状態の重量以下とし、複数本の場合、ｎを
   複数本の本数として、（該容器の空の状態の重量）／ｎ
   以下とする液体定量吸引排出装置。 【請求項３】 液体を貯える部分の任意の位置での水平
   方向の断面積が一定な容器において、該容器に貯えられ
   た液体を、液上面より差し込んだ吸引管で吸引し定量排
   出する、液体定量吸引排出装置において、該容器を一本
   又は複数本の圧縮コイルバネに載せ、該圧縮コイルバネ
   のバネ定数ｋを、一本の場合、 ｋ＝（該容器が貯える該液体の最大重量）／（該容器の
   最大液深さ） とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、ｋ＝
   （該容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×（該容器
   の最大液深さ））とすることにより容器内の液量が変化
   しても、容器内の液面と固定された基準点との高低差が
   一定となる液体定量吸引排出装置 【請求項４】 【請求項１】乃至 【請求項３】の液体定量吸引排出装置において、該容器
   に入っている該液体を上方より吸引する吸引管は、該容
   器又は該引張コイルバネ又は該圧縮コイルバネの動きに
   連動されない様に、該容器又は該引張コイルバネ又は該
   圧縮コイルバネ以外の所に固定することにより該容器内
   の液量が変化しても、該容器内の液面と排出端との高低
   差が一定となる液体定量吸引排出装置。 【請求項５】 【請求項１】乃至 【請求項３】の液体定量吸引排出装置において、該容器
   内の液体を上方より吸引する吸引管は、吸引端のある吸
   引側を該容器に固定し、該液体を排出する排出側を該容
   器の動きに連動されない箇所に固定し、吸引側の管と排
   出側の管を伸縮自在のチューブで連結することにより該
   容器内の液量が変化しても、該容器内の液面と排出端の
   高低差が一定となる液体定量吸引排出装置。 【請求項６】 液体を貯える第一の容器と第二の容器を
   設け、該第一の容器より該第二の容器に液体を供給し、
   該第二の容器は液体を貯える部分の任意の位置での水平
   方向の断面積が一定な容器であり、該第二の容器の上面
   より差し込んだ吸引管より該液体を吸引し排出する液体
   定量吸引排出装置において、該第二の容器の液レベルが
   最低レベルになったら該第一の容器より該第二の容器に
   液体を供給し、該第二の容器の液レベルが最高レベルに
   なったら、該第一の容器よりの液体の供給を停止する液
   体定量吸引排出装置において、該第二の容器を一本又は
   複数本の引張コイルバネに吊り下げ、該引張コイルバネ
   のバネ定数ｋを、一本の場合、ｋ＝（該第二の容器が貯
   える該液体の最大重量）／（該第二の容器の最大液深
   さ）とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数とし、ｋ＝
   （該第二の容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ×
   （該第二の容器の最大液深さ））とする液体定量吸引排
   出装置。 【請求項７】 液体を貯える第一の容器と第二の容器を
   設け、該第一の容器より該第二の容器に液体を供給し、
   該第二の容器は液体を貯える部分の任意の位置での水平
   方向の断面積が一定な容器であり、該第二の容器の上面
   より差し込んだ吸引管より該液体を吸引し、該液体を排
   出する液体定量吸引排出装置において、該第二の容器の
   液レベルが最低レベルになっら該第一の容器より該第二
   の容器に液体を供給し、該第二の容器の液レベルが最高
   レベルになったら、該第一の容器よりの液体の供給を停
   止する液体定量吸引排出装置において、該第二の容器を
   一本又は複数本の圧縮コイルバネに載せ、該圧縮コイル
   バネのバネ定数ｋを、一本の場合、ｋ＝（該第二の容器
   が貯える該液体の最大重量）／（該第二の容器の最大液
   深さ）とし、複数本の場合、ｎを複数本の本数として、
   ｋ＝（該第二の容器が貯える該液体の最大重量）／（ｎ
   ×（該第二の容器の最大液深さ））とする液体定量吸引
   排出装置。