JPS5962921A - 液体分配器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はある量の液体を複数の箇所に一定の流量比で連
続かつ定常的に分配する液体分配器に関する。

従来、１筒所から複数の箇所に液体を分配するには、複
数の分配管にそれ−それバルブを設け、それらバルブの
開度を調節している。しかしながらそうしたバルブは高
価なだ番９ではなく、そのシールなどのメインテナンス
が必要となり、長期間の定常的な使用には不向きである
。

とくに低圧で微少流液の液体を分配送液するはアい、従
来ニードルバルブやピンチコックなどを用いて流量の調
節を行なっていたが、それらを用いるばあい一旦弁の開
度を変更すると元の状態に再調整することがきイ〕めて
困難である。

とくに多数の流出口における流出ｂｔバランスが崩れた
ばあいは、これを調整することは不可能に近い。

本発明者ら４；ｔ　、可１；・１１部分を有さずかつ長
期間定常的に固定された流り目先でしかも微少流量にお
いても１１に体を分配することができる安価な分配器を
提供するべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。

すなわぢ本ろｄ明は、 液体を貯蔵しかつ十１，１；が大気に開放されている主
ヘッダー、 該主ヘッダーと一端で連通している↑４数の流Ｉよ制御
１１１１部、 各流Ｈ，Ｈ制（：：ｌｌ　ｉ’ｒｌｓの他端にそれぞれ
設けられておりかつ上部が人気に開放されているキャピ
ラリーヘッダー、および ＋ｉ＆ギヤピラリーヘッダーから延びている分配管から
なり、ｊｊＩＬ　ｉ社制御部はぞれぞれ内径および（ま
たは）長さが同じかまたは異なる交換可能なキャピラリ
ー管を有しており、キャピラリーヘッダー内の液面が主
ヘッダー内の液面よりも低い化１１″電となるように流
量制御部およびキャピラリーヘッダーを配置ｉ４ｊ　し
てなる液体分配器Ｇこ門する。

本発明の液体分配器は、液体の分配総量を主ヘッダー内
の１１に面とキャピラリーヘッダー内の７１゛（面との
落差（水頭）によりｉｉ’４節し、各分配管への流１１
１此の決定をキャピラリー管の内径および（または）長
さを選定することによって行なうものである。

したがって、本発明の分配器はｕＪ動ｒｉｏｔ、分がな
くしかもｆｉ”／造がｆｉｉｉ単であるため、故障が少
１．ｒ　＜メインテナンスがきわめて容易であり、かつ
ノくルプに比して問題にならないほど安価である。

また流Ｆｉｔ比の変更もキャピラリー管を交儂すること
によって容易に行なうことができ、しかも微少流１ルの
ばあいでも正確に分配できるものであるＯ つぎに本発明の分配器の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示す本発明の分配器の一実施例は、主ヘッダー
（１）と７本の管状の流電制御’ｔｉｔ’　（２ａ）〜
（２ｇ）からｔｒる流ｍ制御部とキャピラリーヘッダー
　（３ａ）〜（３ｇ）と分配管（４）とからなる。主ヘ
ッダー（Ｊ）には給液ｔ）′（５）により液体が送液さ
れている。

Ｈｌ：、　ヘッダー（１）と流、１（（制御管（２ａ）
　〜（２ｇｌとはａｕ　ｉｒ！ｊ／ｌ￥′（６）によっ
て連通されている。流量制御管（２ａ）〜（２ｇ）には
それぞれキャピラリー管（７ａ）〜（７戯が父（匁可能
に連結されている。

つぎに第２図に基づいてさらに詳しく説明する。第２図
は’：’Ｉ’ｒ　１図の（ｘ）　−（Ｘ）線断面図であ
る。

主ヘッダー（１）の上部には孔（８）が設けられており
、主ヘッダー（１）内の液面（Ａ）には常に大気圧がか
かつている。主ヘッダー（１）と連通管（６）とは、上
端が閉じられかつ」一部付近に孔またはスリット（９）
が設けられている連結管００）で連結されている。この
ように（１′ｑ成することにより供給液体に含まれてい
るダス）項（ｌυは主ヘッダー底部に沈降Ｊイ（ｊ積し
、キャピラリー１７１貿７）の目詰りなどを防ぐ。

流１’ｌｔ制御管（２）は２本の中間チューブθ２）、
（１３）とそれらに挾まれたキャピラリー管（７）とか
ら構成されており、接続ピース０４）により互いにおよ
び連通管（６）に連結されている。キャピラリー管の内
径は中間チューブの内径よりも小さくされている。

ギヤピラリ−ヘッダー（３）は流量制６ｉ１１　ＩＩｇ
　（２）の中間チューブ（１３）と接続ピース（１５）
により接続管（１ｒ＋）で連結されており、かつ分配管
（４）と接続管（１って連結されている。キャピラリー
ヘッダー（３）の−１−ｔ？ｌ！には孔（ｒｙ）が芽設
されており、キャピラリーヘッダーの内圧を大気圧に等
しくしていると共に、分配管（４）内において発生した
ーリイホン作用による吸引が正常乙Ｃ流量コントロール
を破哨するのを防ぐ。

キャピラリーヘッダー（３）から分配管（４）を介して
の送液は自然流下方式が採用され流ｌｉｌに強制力を作
用させて正常な流量コントロールを確実にするから、ポ
ンプなどの強制送液は不要である。

キャピラリー管（７）は通過する液ｆ・ドの１１（を制
限するために訛りられており、それぞれ固有の内径と長
さをイｆしている。したがって同一条件の液体であれば
、キャピラリー管（７）を通る液体の流Ｉ１１．は主ヘ
ッダー（１）の液面の高さのみに依存する。

キャピラリーＲ（７）の特性を第６図に基づいて説明す
る。第３図において（Ｈ）は水頭、（１）はキャピラリ
ー管長さ、（ｄ）はキャピラリー管の内径、（Ｖ）は流
速で、（ｇ）は重力の加速度である。

このばあい流速（ｖ）は次式で求められる。

ただし、νは動粘性係数、ｒは流体の比重１４である。

これを流Ｎｋ　（Ｑ）を求める次式： に代入すると、 となる。

式（３）から明らかなように、流Ｒ（Ｑ）は水頭（Ｉ（
）に比例し、キャピラリー管の内径（ｄ）の４乗に比例
し、キャピラリー管の長さくｌ）に反比例する。したが
って、ギヤピラリ−管の長さく１）と内径（ａ）が固定
されると流はは水頭（Ｈ）のみに依存し、−力水ｍ　（
Ｈ）が一定のときは、キャピラリー管の長さくりおよび
（または）内径（ｄ）を変えることにより流ら１　（Ｑ
）を調Ｍｉできる。

つぎに第１〜２図にしたがって本発明の分配器の操作を
説明する。

まず供給管（５）から主ヘッダー（リヘ液体を注入する
と、液体は連結管００）のスリット（９）を通って連結
管（６）へ流入し、連通管が満たされると流ｂｔ制御管
（２）内を上昇してキャピラリーヘッダー（３）に至り
、つづいて分配管（４）に流れ込む。ところが流鼠制６
！Ｉｔ　’ｔｒ　（２）にはキャピラリー管が設けられ
ているため、それによる圧損失に」：つて主ヘッダー（
１）内の液面（Ａ）とキャピラリーヘッダー（３）内の
液面（Ｂ）とに差が生ずる。この差が水５Ｉｒ４（Ｈ）
に相当する。今、主ヘッダー（１）へ所定の供給液量（
Φを投入するとき各ギヤピラリ−管の流計をｑ工、ｑ２
・・・・四重ｑ１１とすれば、：ｒＣ（ａ）からＫおよ
びＨは各式共通であるから、キャピラリー管の流量比は
、 となる。

すなわち任意の直径と任意の長さを有するキャピラリー
を選ぶことによって、所定の供給！１士を希望する流量
比に分配することができる。

水頭が一定のときは前記式（３）に示すごとく流量はキ
ャピラリー管（７）の内径と長さによって決まるので、
それぞれ固有の寸法を有するキャピラリー管に応じた流
量の液体が分配管を１１１シて目的箇所に送られる。す
なわち全体的にゐれば、あらかじめ決められた流量比で
液体が分配されるＯ 流電を変更するばあいは主ヘッダー（１）へのｆｌ（給
量をｒ＋’、４にｊすればよい。

なお本発明においては、主ヘッダー（１）内の液面（Ａ
）とキャピラリーヘッダー（３）内の液面（Ｂ）とは共
に大気圧にされているので、キャピラリーメｒｔ（７）
にかかる圧力としては水頭（Ｉ（）に八つく圧力だけを
考慮すればよく、とくにキャピラリーヘッダー（３）が
大気に開放されているため、分配管（４）内に生ずるサ
イホン作用が今ヤピラリー管に影響を与えない信造にな
っているので号イホン作用は牛じｌｊい。

本発明の分配器は錠シ少流量で分配する（よあｌ／）に
も用いることができるが、極微少流凪のｂ−ｘあいキャ
ピラリー管の出１」で生ずる表面張力力（正′）ニスな
流れを１Ｘｌｔ害することがあり、その現象を（’、Ｊ
ｊぐためには第２図に示すごとく、キャビ゛う１」−管
（７）の出口部分を？１に面下に配置すればよ（Ａ０流
ｉｌｔ制御管の本数は目数本であればとくＧこ制限され
ｔ「いが、’＞ｌ゛σ’：：；２〜２０本程度が適当で
あり、それより本数を増すばあいは連通管を増設すれば
よい。

ｉｊ％、　４〜５図に本発明の分配器の別の実施例を示
す。

ｐ）蔦４図に示す実＆ｉｉＡ例は第１図に示す実施例の
変形であり、比較的少１１１の液体を分配するのＧこｊ
ｌ：１する。この実施例では主ヘッダー（イ）および連
τｒｎ　Ｔ？　Ｈが円筒状の管で形成されてし）るは力
１Ｇは２６１図に示す実施例と同じである。

第５図に本発明の分配器の別の実施例を示す。

この実施例では、流；渓制御管（２）が連通管を介さず
に主ヘッダー（３０の下部からｎ′？：　ｉ９水平方向
に９１；びているほかは、第２図に示す実施例と同じで
ある。

本発明の液体分配器は復数の［ニｉ所に所定の比容）：
で各種の１１の液体を連続的に分配供給するものであり
、たとえば特公昭５７−４１３１３号公報やｊｌ゛、Ｉ
、。

公昭５７−４１３１４号公報に記載された蒸留器や後述
する濃Ｌｌｆｉ装置１′「への被濃縮液の供給手段、海
水淡水化装置の７ｆσ水供給手段などに利用できる。

海水の多重効用蒸留装置や太Ｎ５代′；′（利用蒸留装
置の給水において、各蒸発ｊ？１（の蒸発１１ｔに比例
して給水するとき熱効率が最高となるから、本発明の液
体分配器を利用してあらかじめ定常状Ｌ・（苔における
蒸発Ｅは比（多段蒸発法においては各段の蒸発［、ｔの
比率）に対応する分配比にセットした分配給水などに有
効に用いることができる。

前記濃縮装置は熱をきわめてイｆ効に利用する多段型が
）検装置ａであり、第６図に示すＭ造のものである。

すなわち、熱伝導性の良好な板（Ｅ、、−）〜”ｎ＋　
］）を間１′Ａ’ｔをあけて平行に配置し、熱源（ＨＳ
）側背面のウィック（Ｓ□）〜（Ｓｎ）に被濃縮液を通
して加熱し、溶が１１を；÷：ミ悄せしめ、対面する板
の凝縮面（Ｗ２）〜（ｗｒｌ、、１）で；”、’ｇ　／
、：Ｃをｔ”ｆ：　４Ａ’（ｊせしめるものであり、’
／□’５　Ｕ？ｔの同４に仮にｌｊ、えられたｎ′）熱
をつぎの段の被γ１．“′１とｔｉ液の加熱シ：・：〈
光用のでセ１（源として用いる多重効Ｊｒｌ　ｚ＋’ｌ
ｊ　ｔｒｉ　”＋’＞置である。

したがって、各板（Ｅ□）〜（ＪＴ！ｎ）の温度が異な
るため、各”；／：り発１．（が異なるから活殺に被濃
縮液供給パイプ（Ｐｌ）〜（Ｐゎ）から供給する被濃縮
液の鼠を各段ごとにゴ！りえなりればならない。

本発明の分配器を用いるときは供給管（４）を各供給パ
イプ（Ｐ□）〜（ｐｎ）に接続すればよい。熱源（ＪＩ
Ｓ）の？Ｍ　ｌ’＋ｔの増減に則しては、主ヘッダー（
１）へのはθ、“ｈ　（’ｌ：’Ｉ液のｆｊ（給；・Ｌ
の調ｆｔｉ、すなわち定１迂供給ポンプなどによる１ｉ
ｔｌ　ｆ４ｉ１ｉ士たは水頭のｎ’７Ｎ節で対応ずれば
、１：い。

４１；’〈Ｉ而のｒ’＋ｉｔ単な説明 ａ１）１図は本発明の液体分配器の一実施例の斜視図、
第２図？：ｔ　＃（￥　１　ｍ　（１）　（Ｘ）　−ｆ
Ｘ）　ｉ！１！　ｒｄｉ　面１ｊ’４、’ｆ：？ｒ　３
図はキャピラリー管の特性を、Ｆ９明するための１１゜
第４〜５南はそれぞれ本発明の液体分配器の別の実施例
の斜視図、第６図は本発明の液体分配器を用いる多段儂
荘’Ｄ与ｆＦＴの（［゛ム略［０１而１ズである。

（図面の主要符号） （す、Ｇ？ｎ）、０（多：主ヘッダー （２）、（２ａ）〜（２ｇ）　：流最制御符（８）、（
３ａ）〜（３ｇ）　：　　キャピラリーヘッダー（４）
：　分　　配　　ｉ〒 （５）：　供　　給　　？；゛ （６）、しυ：連通袢 （７）、（７ａ）〜（７ｇ）　：キャビラリー１（′（
８）、（１７）　：孔 （９）ニスリット （１０）二　連　　通　　管 （Ｉ２）、θ→：中間チューブ （１５）　：接続ピース （Ｊ６）、（＋８）：接　続　１′；。

第２図 瑣′３図 ２６図 Ｈ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　液体を貯蔵しかつ上部が大気に開放されている主ヘ
   ッダー、 該主ヘッダーと一端で連通している複数の流ｔ’ａ　ｆ
   ｌｉ！百５市部、 各流ｆｉｔ制御部の他端にそれぞれ設りられておりかつ
   上部が大気に開放されているキャピラリーヘッダー、お
   よび 該キャピラリーヘッダーから延びている分配管 からなり、流量制御部はそれぞれ内径および（または）
   長さが同じかまたは異なる交換可能なキャピラリー管を
   有しており、キャピラリーヘッダー内の液面が主ヘング
   ー内の液面よりも低い位ｉａとなるように流量制御部お
   よびキャピラリーヘッダーを配＋Ｂ　ｔ、てなる液体分
   配器。