精密計量装置
第１のチャンバ及び第２のチャンバと、第１のチャンバ内に配置されて第１のチャンバを混合部と駆動部とに区分するピストンと、第２のチャンバ内に配置され第２のチャンバ内の濃縮部を画定する第２のピストンとを備える装置を含む、精密計量装置が提供される。第２のチャンバの濃縮部は第１のチャンバの混合部と液体的に連通している。この提供される計量装置を利用した、濃縮物を溶媒に加える方法も提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は広くは、溶液に精密量の濃縮物を加えるために用いられる計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの流体の特定の量を他の流体又は溶液に量的比例関係で加えるために、産業全体にわたって計量装置が用いられている。例えば、飲料業界でソーダにシロップを加えるため、散水システムに肥料を加えるため、また解毒又は除染目的で水に添加剤を加えるためなどに、計量装置が用いられてきた。一般に計量システムは、混合ヘッドなどの混合装置を介して規定量の濃縮物を溶液の液体流中に投入する。濃縮物は通常、液体計量器によって液体流中の電磁弁に供給される信号の関数として、液体流中に計量投入される。このような計量システムは電子制御装置と機械弁とに依存するが、機械弁はやや精密性に劣ることがあり、また相当量のエネルギーを消費し得る。様々な液体用のピストンを受容するためのチャンバを備える単一の一体シリンダーを採用した、他の計量装置も知られており、これらの液体は装置下流において相互に加えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
精密量の濃縮物を溶液に非常に高い希釈度で加えることができる装置が必要とされている。例えば、容積比で約１：１〜約１：１０，０００、約１：１０〜約１：５，０００又は更に約１：５０〜約１：１０００の範囲の希釈率で濃縮物を溶液に供給することが可能な装置が必要とされている。最新の装置でもこのような希釈率を達成することは困難である。追加的な電気エネルギーを要しない完全機械式の計量装置もまた、必要とされている。最後に、必要な溶液量とは独立に精密量の希釈溶液を常に供給する計量装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、第１の容積を有する第１のチャンバ及び第２の容積を有する第２のチャンバと、第１のチャンバ内に摺動可能に配置されて第１のチャンバを混合部と駆動部とに密閉可能に区分する第１のピストンと、第１のピストンに結合され、第２のチャンバ内に摺動可能に配置されて第２のチャンバ内の濃縮部を密閉可能に画定する第２のピストンとを含み、第１のチャンバ及び第２のチャンバの各々が少なくとも１つの外壁を有し、濃縮部が混合部と流体的に連通している装置が提供される。追加的な濃縮部を有する追加的なチャンバもまた、本開示の一部として想定される。
【０００５】
別の態様では、上述した装置を用意する工程と、第１のピストンを、第１のチャンバの混合部の容積が拡大しかつ第２のチャンバの濃縮部の容積が縮小する方向に付勢し、溶媒を１つ以上の溶媒源から第１のチャンバの混合部内へと流入させ、かつ濃縮物を第２のチャンバの濃縮部から濃縮物導管を通して混合チャンバ内へと流入させる工程と、混合部の容積が増大するにつれて濃縮物と溶媒とを混合して溶媒／濃縮物混合物を生成する工程と、濃縮物導管内の複数の弁であって第１のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁及び第２のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁を閉じ、かつ、第１のチャンバの混合部とも流体的に連通している出力導管と流体的に連通している、少なくとも１つの弁を開ける工程と、ピストンを反対方向に付勢して第２のチャンバ内の弁を開け、濃縮物を１つ以上の濃縮物源から濃縮物導管を通して第２のチャンバの濃縮部内へと流入させ、かつ溶媒／濃縮物混合物を出力導管を通して排出する工程と、を含む、濃縮物を溶媒に加える方法が提供される。上記の装置について説明したと同様に第３のチャンバ及び第３のピストンも本開示によって具現される。
【０００６】
本開示では、
「軸方向に整列」は２つ以上の部品が対称軸又は平行な対称軸を共有することを指す。
【０００７】
「袋」は変形可能な容器を指す。
【０００８】
「導管」は流体通路を指す。
【０００９】
「流体」は液体又は気体を指す。
【００１０】
「流体的に連通」は２つの装置又は装置の部品が相互に流体を直接伝達する状況を指すが、他の流量調整装置が流体連通システム内に含まれることもあると理解される。
【００１１】
「リンク」は運動の伝達に用いられる要素のシステムを指し、このリンクは直接的な機械的リンクであってもよいし、後に機械的運動に変換されるエネルギー伝達媒体、例えば電磁弁に対する電気信号を介した、間接的なリンクであってもよい。
【００１２】
「機械的結合」はリンクを有する２つ以上の部品を指す。
【００１３】
「比例的」は所定の一定比率によることを指すが、予測可能な方法で変化する比率によることを意味するとも解釈され得る。
【００１４】
「溶媒」は濃縮物が加えられる任意の溶液を指し、純溶媒であるか溶液であるかを問わない。
【００１５】
提供される装置及び方法によれば、少量の濃縮物の精密計量が可能となり、必要な溶液量とは独立に精密量の希釈溶液を常に供給することが可能である。提供される装置及び方法は、例えば化学反応に触媒を加えたり、製品混合物に酸化防止剤、熱及び光安定剤、染料溶液、又はその他の液体添加剤を加えたりするのに有用であり得る。加えて、提供される装置及び方法は、飲用水に精密量の添加剤を投入するのにも有用であり得る。
【００１６】
上記の概要は、本発明の全ての実施の開示された各実施形態を記述することを意図したものではない。図面の簡単な説明及び後に続く発明を実施するための形態は、説明に役立つ実施形態をより詳しく例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】提供される精密計量装置の一実施形態の概略図。
【図２】１つの濃縮物源を含む、提供される精密計量装置の別の実施形態の概略図。
【図３】２つの濃縮物源を含む、提供される精密計量装置の更に別の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明において、本明細書の説明の一部を構成し、いくつかの特定の実施形態が例として示される添付の一連の図面を参照する。本発明の範囲又は趣旨を逸脱せずに、その他の実施形態が考えられ、実施され得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定する意味で理解すべきではない。
【００１９】
他に指示がない限り、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」で使用される特徴寸法、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の「特許請求の範囲」で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。終点による数の範囲の使用は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）の全ての数及びその範囲内の任意の範囲を含む。
【００２０】
提供される精密計量装置は、本明細書において、図をもって更に説明される。図１に、提供される装置の一実施形態を示す。装置１００は、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０、第１のピストン１１２、第２のピストン１２２、リンク１３０、及び濃縮物導管１４０を含む。提供される装置では、第１のチャンバは典型的には、第２のチャンバの一定の容積より大きい、一定の容積を有する。第１のチャンバ１１０は２つの部分に区分される。すなわち、混合部１１４（第１のピストン１１２より上方の容積）及び駆動部１１６（第１のピストン１１２より下方の容積）である。混合部１１４の容積及び駆動部１１６の容積は第１のチャンバ１１０内の第１のピストン１１２の位置の関数として変化する。例えば、第１のピストン１１２が完全に進出した（図１に示すようにその上限位置にある）状態では、混合部１１４の容積は最小となり、したがって駆動部１１６の容積は最大となる。第２のピストン１２２は濃縮部１２６を画定する。
【００２１】
第１のチャンバは第２のチャンバと軸方向に整列してよい。例えば、第１のチャンバは共通軸を介して第２のチャンバと直接整列することができる。あるいは第２のチャンバは、第１の軸に平行な別の軸上にあって整列することもできる。あるいはまた、第２のチャンバは第１のチャンバが整列する軸に対して特定の角度のある軸を有することもできる。例えば、第２のチャンバを第１のチャンバに対して実質的に垂直にすることができるねじ歯車を用いることが可能である。適切な歯車によって、他の任意の角度とすることもまた、可能である。
【００２２】
第１のチャンバ又は第２のチャンバが回転対称にある必要はない。例えば、第１のピストンと第２のピストンとの間のリンクは一方又は他方のピストンの中心からずれていてもよい。
【００２３】
リンク１３０は、第１のピストン１１２と第２のピストン１２２との間における機械的運動の伝達を可能にするものであれば、任意のシステムであってよい。図１では、リンクは一般リンク要素である１３０によって表されている。リンク１３０は、例えば第１のピストン１１２及び第２のピストン１２２に機械的に連結される固体棒であってもよいし、又は実施形態によっては、棒要素の各先端に第１のピストン１１２及び第２のピストン１２２を備える棒要素である。したがって、一実施形態では、第１のピストン１１２、リンク１３０（棒要素）、及び第２のピストン１２２は全て１つの部品をなす。別の実施形態では、リンク１３０は例えば連結棒、半径方向リンク、軸方向リンク、シフトリンク、クラッチリンク、回転リンク、ぜん動リンク、ばね若しくはばねシステム、歯車若しくは歯車システム、油圧システム、伸縮システム、磁気結合システム、又は機械的運動を比例的に第１のピストン１１２から第２のピストン１２２へと伝達することができるその他のシステムであってよい。加えて、リンクは、電気信号などの信号がピストン間の結合リンクの一部であり得るという意味において間接的であってもよい。例えば、１つのピストンが電気信号を、この信号を電磁弁を介して機械的運動に変換することが可能な別のピストンに送ってもよい。
【００２４】
第１のチャンバ１１０及び第２のチャンバ１２０は、流体を収容することが可能な任意の容積要素の形状であってよい。例えば、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０又はその両方は、円筒形であってもよい。しかしながら、第１のチャンバ１１０及び第２のチャンバ１２０について、別の容積要素形状もまた想定される。例えば、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０、又はその両方が、三角形からより多くの辺を有する多角形まで、任意の種類の多角形である断面を有する斜方体形状であってもよい。第１のピストン１１２は、この第１のピストン１１２の縁が第１のチャンバ１１０の外壁全体に接触して第１のチャンバ１１０を上述したような２つの部分に区分する封を形成するように、第１のチャンバ１１０内に配置される。同様に、第２のピストン１２２は、この第２のピストン１２２の縁が第２のチャンバ１２０の外壁全体に接触して濃縮部を画定する封を形成するように、第２のチャンバ１２０内に配置される。両チャンバ内において、封は、流体がチャンバの一方の部分から同チャンバの他方の部分へと実質的に移動するのを防ぐように意図されている。第１のチャンバは第１のチャンバに通じる複数の開口部を備えてよく、第２のチャンバは第２のチャンバに通じる複数の開口部を備えてよい。これらの開口部は典型的には導管に接続される。
【００２５】
具現された装置では、第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６は第１のチャンバ１１０の混合部１１４と流体的に連通している。図１では、流体連通は濃縮物導管１４０を介する。濃縮物導管１４０はチューブ、パイプ、チャネル、ホース、通路、ダクト、トンネル、トラフ、又は第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６から第１のチャンバ１１０の混合部１１４内へと流体を流すことができる部品の任意の組み合せであってよい。濃縮物導管１４０は他のアイテム、例えば濾過器、計量器、絞り、圧力変換器、逆流防止弁、又は第２のチャンバ１２０から第１のチャンバ１１０への流体の流れの速さ、圧力、及び方向を変更することができる他の任意のアイテムを含んでもよい。随意選択的な逆流防止弁が図１に示されているが、これらは単に例示を目的とするものである。逆流防止弁１４４は、第２のピストン１２２の進出により濃縮物が第１のチャンバ１１０の濃縮部１２６から押し出された後にこの濃縮物が逆流するのを防ぐ。逆流防止弁１４２は、第１のピストン１１２の進出中における濃縮物の逆流を防止する。第１のピストンと機械的結合状態にある追加的なピストンを備えた追加的な濃縮物チャンバがあってもよく、そのような追加的な濃縮物チャンバもまた第１の円筒の混合部と流体的に連通していてよいことが、想定される。
【００２６】
典型的には、有用な濃縮物としては例えば、酸化防止剤、熱及び光安定剤、化学線吸収剤、染料、並びに分散色素などの製剤補助剤、触媒、薬剤、アジュバント、共溶剤、香味料、ビタミン、ミネラル、殺菌剤、消臭剤、防汚剤、並びに清かん剤などが挙げられる。
【００２７】
溶媒に濃縮物を加える方法は、やはり図１を参照することにより最もよく説明され得る。図１は垂直方向に示されるが、これは限定するためではなく、提供される方法を説明するためにのみ、本明細書において用いられるものである。溶媒導管１５２を介して第１のチャンバ１１０の混合部１１４と流体的に連通している溶媒源１５０が設けられている。同様に、濃縮物導管１６２を介して第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６と流体的に連通している濃縮物源１６０が設けられている。濃縮物源１６０は濃縮物を有する容器であってよい。容器は例えばタンク、ビン、箱、又は袋であってよい。図１に示した実施形態では、溶媒の逆流を防ぐために溶媒導管１５２内に逆流防止弁１５４が設けられ、濃縮物の逆流を防ぐために濃縮物導管１６２内に逆流防止弁１６４が設けられている。
【００２８】
第１のピストン１１２が、第１のチャンバ１１０の混合部１１４の容積を増大するように（図１では下向きに）付勢される。第１のピストン１１２のこの運動により、溶媒が溶媒源１５０から導管１５２及び逆流防止弁１５４を通して混合部１１４内へと引き込まれる。同時に、第２のピストン１２２が第１のピストン１１２の運動に対して比例的に動いて第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６の容積を縮小し、濃縮物を逆流防止弁１４４を通して濃縮物導管１４０内へ、更に逆流防止弁１４２を通して第１のチャンバ１１０の混合部１１４内へ、と送り込む。このようにして、計量された量の濃縮物及び溶媒が同時に混合部１１４を満たし、混合部１１４は同混合部の容積にかかわらず、同じ濃度の濃縮物及び溶媒を有する。混合は静的に行われてもよいし、又は、混合部１１４と連通する追加的な混合要素があってもよく、この要素を利用することによって混合が行われてもよい。このように第１のピストン１１２を付勢する間、図１に例示した実施形態では、逆流防止弁１４２、１４４及び１５４は開位置にあって、矢印で示される方向の流れを可能にするとともに、逆流防止弁１５６及び１６４は閉位置にあって矢印で示される方向の流れに抗する。
【００２９】
混合部１１４がその最大容積（これは第１のピストン１１２の行程長により決定される任意の容積であり得る）に達した後、逆流防止弁１４２、１４４、及び１５４が閉められ、逆流防止弁１５６及び１６４が開けられる。逆流防止弁は、単に流れの方向に反応することによって受動的にその状態を変化させるものであってもよいし、外部の制御システムによって油圧又は電子的に操作されるものとしてもよい。第１のピストン１１２はその後、混合部１１４の容積を縮小するように（図１では上向きに）付勢される。この運動により、溶媒と濃縮物との混合物が逆流防止弁１５６を通して、また溶媒／濃縮物混合物導管１５８を通して、最終用途又は保存容器（図示せず）へと送り出される。同時に第２のピストン１２２が、第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６の容積を増大するように比例的に動く。この運動により、濃縮物が濃縮物源１６０から濃縮物導管１６２及び逆流防止弁１６４を通して流れ、濃縮部１２６内の濃縮物を補充する。
【００３０】
随意選択的な逆流防止弁１７６を備える流体入力導管１７２及び逆流防止弁１７８を備える流体出力導管１７４が、図１の一部として例示されている。入力導管１７２は流体を第１のチャンバ１１０の駆動部１１６内へと導く手段となる。有用な流体には液体又は気体が挙げられる。流体は第１のピストン１１２に油圧的揚力を与えることができる。この流体は任意の液体又は気体であってよく、ポンプによって駆動部１１６内へと送り込まれてもよい。第１のピストン１１２が反対方向に付勢されると、流体は駆動部１１６から出力導管１７４を通して流出し、例えば容器へと戻ることができる。
【００３１】
図２は提供される精密計量装置の一実施形態の例である。この実施形態では装置２００は、第１のチャンバ２１０、第２のチャンバ２２０、第１のピストン２１２、第２のピストン２２２、及び濃縮物導管２４０を含む。第１のチャンバ２１０は２つの部分に区分される。すなわち、混合部２１４（第１のピストン２１２より上方の容積）及び駆動部２１６（第１のピストン２１２より下方の容積）である。混合部２１４の容積及び駆動部２１６の容積は、図１に示した実施形態について上述したと同じように、第１のチャンバ２１０の第１のピストン２１２の位置の関数として変化する。図２に示した実施形態では、第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は、相互間のリンクとして固体棒を有する。この実施形態では、第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は実際には一体である。第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は軸方向に整列していることから、第１のピストン２１２が混合部２１４の容積を増大するように付勢されるとき、第２のピストン２２２は共通軸に沿って等しい距離だけ動いて濃縮部２２６内の容積を縮小する。
【００３２】
図２はまた、（逆流防止弁２５４を備える）溶媒導管２５２を通して第１のチャンバ２１０の混合部２１４と流体的に連通している溶媒源２５０、（逆流防止弁２６４を備える）導管２６２を通して第２のチャンバ２２０の濃縮部２２６と流体的に連通している濃縮物源２６０、（逆流防止弁２５６を備える）溶媒／濃縮物混合物導管２５８、濃縮物導管２４０を通る濃縮物の流れを制御するための逆流防止弁２４２及び２４４、並びに随意選択的なものとして、逆流防止弁２７６を備える流体入力導管２７２及び逆流防止弁２７８を備える流体出力導管２７４を示している。
【００３３】
図３は、提供される装置の別の実施形態を例示する。図３は、第１のチャンバ３１０、第２のチャンバ３２０Ａ、及び第３のチャンバ３２０Ｂを含む、装置３００を示している。溶媒源３５０は溶媒導管３５２及び逆流防止弁３５４を通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通している。第１の濃縮物源３６０Ａは濃縮物導管３６２Ａ及び逆流防止弁３６４Ａを介して第２のチャンバ３２０Ａの濃縮部３１６Ａと流体的に連通しており、第２の濃縮物源３６０Ｂは濃縮物導管３６２Ｂ及び逆流防止弁３６４Ｂを介して第３のチャンバ３２０Ｂの濃縮部３１６Ｂと流体的に連通している。更に、濃縮部３１６Ａは、逆流防止弁３４２Ａ及び３４４Ａを備える流体導管３４０Ａを通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通しており、濃縮部３１６Ｂは、逆流防止弁３４２Ｂ及び３４４Ｂを備える流体導管３４０Ｂを通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通している。第１のピストン３１２が第１のチャンバ３１０を混合部３１４と駆動部３１８とに区分する。駆動部３１８は逆流防止弁３７６を含む流体入力導管３７２及び逆流防止弁３７８を含む流体出力導管３７４と流体的に連通している。第１のピストン３１２は第２のピストン３２２Ａ及び第３のピストン３２２Ｂの両方と機械的結合状態にある。第２のチャンバ３２０Ａは第３のチャンバ３２０Ｂと寸法、容積、及び形状が異なってよい。同様に、第２のピストン３２２Ａは第３のピストン３２２Ｂと寸法及び形状が異なってよい。第１のチャンバ３１０の混合部３１４もまた、（逆流防止弁３５６を備える）溶媒／混合物導管３５８と流体的に連通している。図３には示されないが、第２のピストン及び第３のピストンは、第１のピストン３１２に対してそれぞれ独立に異なる種類のリンクを有することができると想定される。
【００３４】
図示した実施形態は、第１のチャンバと、濃縮物を含む１つ又は２つの第２のチャンバとを備える。また、追加的な濃縮物を収容する、第１のチャンバの混合部と流体的に連通している追加的なチャンバを設けてもよいことも、想定される。
【００３５】
提供される装置及び方法は、濃縮物を精密計量して溶媒中に加えるのに有用である。提供される装置を用い、第１のチャンバの混合部内において濃縮物の比例的な量を溶媒中に加えることにより、混合部内の溶媒／濃縮物混合物が、混合部の容積（第１のピストンの位置）にかかわらず同じ比率を有することが可能となる。適切な歯車を用いることによって、この比率は１：１（溶媒／濃縮物容積比）から極めて高い希釈率までの範囲にわたり得る。例えば濃縮物は、容積比で１：１、１：２０、１：５０、１：１００、１：５００、１：１０００、１：１０，０００又はより高い比率で希釈することが可能である。操作モードによっては、第１のピストン、第２のピストン、又はその両方が、第１のチャンバ又は第２のチャンバの一定容積全体を変化させなくてもよいこともまた、想定される。濃縮物導管を通して第１のチャンバの混合チャンバ内へと押し出される濃縮物の量が機械的又は電気的なストップによって制限され得ることもまた、想定される。
【００３６】
リンクは様々であり、かつ／又は機械的若しくは電気的制御システムを用いて調整可能であり得ることもまた、想定される。例えばリンクは制御システムにより、装置の操作中に調整可能及び変更可能であり得る。
【００３７】
提供される装置及び方法は、例えば反応混合物に触媒を加えたり、液体製品流若しくは液体製品に添加剤を加えたり、薬剤を製剤したり、又は食品若しくは飲料に添加剤を加えたりするのに有用であり得る。提供される装置及び方法は、希釈率が極めて重要で製品の容積が小さい場合に非常に有用である。提供される装置及び方法により、バッチ製剤に代り、要求に応じて大量又は少量の溶媒／濃縮物混合物を供給することの可能な、信頼性の高い精密計量システムが実現できる。
【００３８】
実施形態によっては、提供される装置は独自の電源を用いる必要がない。例えばシステムは、第１のチャンバの駆動部内へと流入して第１のピストンを一方向に付勢する廃水流と、対抗力として作用してピストンを反対方向に付勢し得る溶媒源とによって駆動されることも可能である。
【００３９】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。本開示に引用された全ての参照文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００１】
本開示は広くは、溶液に精密量の濃縮物を加えるために用いられる計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの流体の特定の量を他の流体又は溶液に量的比例関係で加えるために、産業全体にわたって計量装置が用いられている。例えば、飲料業界でソーダにシロップを加えるため、散水システムに肥料を加えるため、また解毒又は除染目的で水に添加剤を加えるためなどに、計量装置が用いられてきた。一般に計量システムは、混合ヘッドなどの混合装置を介して規定量の濃縮物を溶液の液体流中に投入する。濃縮物は通常、液体計量器によって液体流中の電磁弁に供給される信号の関数として、液体流中に計量投入される。このような計量システムは電子制御装置と機械弁とに依存するが、機械弁はやや精密性に劣ることがあり、また相当量のエネルギーを消費し得る。様々な液体用のピストンを受容するためのチャンバを備える単一の一体シリンダーを採用した、他の計量装置も知られており、これらの液体は装置下流において相互に加えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
精密量の濃縮物を溶液に非常に高い希釈度で加えることができる装置が必要とされている。例えば、容積比で約１：１〜約１：１０，０００、約１：１０〜約１：５，０００又は更に約１：５０〜約１：１０００の範囲の希釈率で濃縮物を溶液に供給することが可能な装置が必要とされている。最新の装置でもこのような希釈率を達成することは困難である。追加的な電気エネルギーを要しない完全機械式の計量装置もまた、必要とされている。最後に、必要な溶液量とは独立に精密量の希釈溶液を常に供給する計量装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、第１の容積を有する第１のチャンバ及び第２の容積を有する第２のチャンバと、第１のチャンバ内に摺動可能に配置されて第１のチャンバを混合部と駆動部とに密閉可能に区分する第１のピストンと、第１のピストンに結合され、第２のチャンバ内に摺動可能に配置されて第２のチャンバ内の濃縮部を密閉可能に画定する第２のピストンとを含み、第１のチャンバ及び第２のチャンバの各々が少なくとも１つの外壁を有し、濃縮部が混合部と流体的に連通している装置が提供される。追加的な濃縮部を有する追加的なチャンバもまた、本開示の一部として想定される。
【０００５】
別の態様では、上述した装置を用意する工程と、第１のピストンを、第１のチャンバの混合部の容積が拡大しかつ第２のチャンバの濃縮部の容積が縮小する方向に付勢し、溶媒を１つ以上の溶媒源から第１のチャンバの混合部内へと流入させ、かつ濃縮物を第２のチャンバの濃縮部から濃縮物導管を通して混合チャンバ内へと流入させる工程と、混合部の容積が増大するにつれて濃縮物と溶媒とを混合して溶媒／濃縮物混合物を生成する工程と、濃縮物導管内の複数の弁であって第１のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁及び第２のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁を閉じ、かつ、第１のチャンバの混合部とも流体的に連通している出力導管と流体的に連通している、少なくとも１つの弁を開ける工程と、ピストンを反対方向に付勢して第２のチャンバ内の弁を開け、濃縮物を１つ以上の濃縮物源から濃縮物導管を通して第２のチャンバの濃縮部内へと流入させ、かつ溶媒／濃縮物混合物を出力導管を通して排出する工程と、を含む、濃縮物を溶媒に加える方法が提供される。上記の装置について説明したと同様に第３のチャンバ及び第３のピストンも本開示によって具現される。
【０００６】
本開示では、
「軸方向に整列」は２つ以上の部品が対称軸又は平行な対称軸を共有することを指す。
【０００７】
「袋」は変形可能な容器を指す。
【０００８】
「導管」は流体通路を指す。
【０００９】
「流体」は液体又は気体を指す。
【００１０】
「流体的に連通」は２つの装置又は装置の部品が相互に流体を直接伝達する状況を指すが、他の流量調整装置が流体連通システム内に含まれることもあると理解される。
【００１１】
「リンク」は運動の伝達に用いられる要素のシステムを指し、このリンクは直接的な機械的リンクであってもよいし、後に機械的運動に変換されるエネルギー伝達媒体、例えば電磁弁に対する電気信号を介した、間接的なリンクであってもよい。
【００１２】
「機械的結合」はリンクを有する２つ以上の部品を指す。
【００１３】
「比例的」は所定の一定比率によることを指すが、予測可能な方法で変化する比率によることを意味するとも解釈され得る。
【００１４】
「溶媒」は濃縮物が加えられる任意の溶液を指し、純溶媒であるか溶液であるかを問わない。
【００１５】
提供される装置及び方法によれば、少量の濃縮物の精密計量が可能となり、必要な溶液量とは独立に精密量の希釈溶液を常に供給することが可能である。提供される装置及び方法は、例えば化学反応に触媒を加えたり、製品混合物に酸化防止剤、熱及び光安定剤、染料溶液、又はその他の液体添加剤を加えたりするのに有用であり得る。加えて、提供される装置及び方法は、飲用水に精密量の添加剤を投入するのにも有用であり得る。
【００１６】
上記の概要は、本発明の全ての実施の開示された各実施形態を記述することを意図したものではない。図面の簡単な説明及び後に続く発明を実施するための形態は、説明に役立つ実施形態をより詳しく例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】提供される精密計量装置の一実施形態の概略図。
【図２】１つの濃縮物源を含む、提供される精密計量装置の別の実施形態の概略図。
【図３】２つの濃縮物源を含む、提供される精密計量装置の更に別の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明において、本明細書の説明の一部を構成し、いくつかの特定の実施形態が例として示される添付の一連の図面を参照する。本発明の範囲又は趣旨を逸脱せずに、その他の実施形態が考えられ、実施され得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定する意味で理解すべきではない。
【００１９】
他に指示がない限り、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」で使用される特徴寸法、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の「特許請求の範囲」で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。終点による数の範囲の使用は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）の全ての数及びその範囲内の任意の範囲を含む。
【００２０】
提供される精密計量装置は、本明細書において、図をもって更に説明される。図１に、提供される装置の一実施形態を示す。装置１００は、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０、第１のピストン１１２、第２のピストン１２２、リンク１３０、及び濃縮物導管１４０を含む。提供される装置では、第１のチャンバは典型的には、第２のチャンバの一定の容積より大きい、一定の容積を有する。第１のチャンバ１１０は２つの部分に区分される。すなわち、混合部１１４（第１のピストン１１２より上方の容積）及び駆動部１１６（第１のピストン１１２より下方の容積）である。混合部１１４の容積及び駆動部１１６の容積は第１のチャンバ１１０内の第１のピストン１１２の位置の関数として変化する。例えば、第１のピストン１１２が完全に進出した（図１に示すようにその上限位置にある）状態では、混合部１１４の容積は最小となり、したがって駆動部１１６の容積は最大となる。第２のピストン１２２は濃縮部１２６を画定する。
【００２１】
第１のチャンバは第２のチャンバと軸方向に整列してよい。例えば、第１のチャンバは共通軸を介して第２のチャンバと直接整列することができる。あるいは第２のチャンバは、第１の軸に平行な別の軸上にあって整列することもできる。あるいはまた、第２のチャンバは第１のチャンバが整列する軸に対して特定の角度のある軸を有することもできる。例えば、第２のチャンバを第１のチャンバに対して実質的に垂直にすることができるねじ歯車を用いることが可能である。適切な歯車によって、他の任意の角度とすることもまた、可能である。
【００２２】
第１のチャンバ又は第２のチャンバが回転対称にある必要はない。例えば、第１のピストンと第２のピストンとの間のリンクは一方又は他方のピストンの中心からずれていてもよい。
【００２３】
リンク１３０は、第１のピストン１１２と第２のピストン１２２との間における機械的運動の伝達を可能にするものであれば、任意のシステムであってよい。図１では、リンクは一般リンク要素である１３０によって表されている。リンク１３０は、例えば第１のピストン１１２及び第２のピストン１２２に機械的に連結される固体棒であってもよいし、又は実施形態によっては、棒要素の各先端に第１のピストン１１２及び第２のピストン１２２を備える棒要素である。したがって、一実施形態では、第１のピストン１１２、リンク１３０（棒要素）、及び第２のピストン１２２は全て１つの部品をなす。別の実施形態では、リンク１３０は例えば連結棒、半径方向リンク、軸方向リンク、シフトリンク、クラッチリンク、回転リンク、ぜん動リンク、ばね若しくはばねシステム、歯車若しくは歯車システム、油圧システム、伸縮システム、磁気結合システム、又は機械的運動を比例的に第１のピストン１１２から第２のピストン１２２へと伝達することができるその他のシステムであってよい。加えて、リンクは、電気信号などの信号がピストン間の結合リンクの一部であり得るという意味において間接的であってもよい。例えば、１つのピストンが電気信号を、この信号を電磁弁を介して機械的運動に変換することが可能な別のピストンに送ってもよい。
【００２４】
第１のチャンバ１１０及び第２のチャンバ１２０は、流体を収容することが可能な任意の容積要素の形状であってよい。例えば、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０又はその両方は、円筒形であってもよい。しかしながら、第１のチャンバ１１０及び第２のチャンバ１２０について、別の容積要素形状もまた想定される。例えば、第１のチャンバ１１０、第２のチャンバ１２０、又はその両方が、三角形からより多くの辺を有する多角形まで、任意の種類の多角形である断面を有する斜方体形状であってもよい。第１のピストン１１２は、この第１のピストン１１２の縁が第１のチャンバ１１０の外壁全体に接触して第１のチャンバ１１０を上述したような２つの部分に区分する封を形成するように、第１のチャンバ１１０内に配置される。同様に、第２のピストン１２２は、この第２のピストン１２２の縁が第２のチャンバ１２０の外壁全体に接触して濃縮部を画定する封を形成するように、第２のチャンバ１２０内に配置される。両チャンバ内において、封は、流体がチャンバの一方の部分から同チャンバの他方の部分へと実質的に移動するのを防ぐように意図されている。第１のチャンバは第１のチャンバに通じる複数の開口部を備えてよく、第２のチャンバは第２のチャンバに通じる複数の開口部を備えてよい。これらの開口部は典型的には導管に接続される。
【００２５】
具現された装置では、第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６は第１のチャンバ１１０の混合部１１４と流体的に連通している。図１では、流体連通は濃縮物導管１４０を介する。濃縮物導管１４０はチューブ、パイプ、チャネル、ホース、通路、ダクト、トンネル、トラフ、又は第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６から第１のチャンバ１１０の混合部１１４内へと流体を流すことができる部品の任意の組み合せであってよい。濃縮物導管１４０は他のアイテム、例えば濾過器、計量器、絞り、圧力変換器、逆流防止弁、又は第２のチャンバ１２０から第１のチャンバ１１０への流体の流れの速さ、圧力、及び方向を変更することができる他の任意のアイテムを含んでもよい。随意選択的な逆流防止弁が図１に示されているが、これらは単に例示を目的とするものである。逆流防止弁１４４は、第２のピストン１２２の進出により濃縮物が第１のチャンバ１１０の濃縮部１２６から押し出された後にこの濃縮物が逆流するのを防ぐ。逆流防止弁１４２は、第１のピストン１１２の進出中における濃縮物の逆流を防止する。第１のピストンと機械的結合状態にある追加的なピストンを備えた追加的な濃縮物チャンバがあってもよく、そのような追加的な濃縮物チャンバもまた第１の円筒の混合部と流体的に連通していてよいことが、想定される。
【００２６】
典型的には、有用な濃縮物としては例えば、酸化防止剤、熱及び光安定剤、化学線吸収剤、染料、並びに分散色素などの製剤補助剤、触媒、薬剤、アジュバント、共溶剤、香味料、ビタミン、ミネラル、殺菌剤、消臭剤、防汚剤、並びに清かん剤などが挙げられる。
【００２７】
溶媒に濃縮物を加える方法は、やはり図１を参照することにより最もよく説明され得る。図１は垂直方向に示されるが、これは限定するためではなく、提供される方法を説明するためにのみ、本明細書において用いられるものである。溶媒導管１５２を介して第１のチャンバ１１０の混合部１１４と流体的に連通している溶媒源１５０が設けられている。同様に、濃縮物導管１６２を介して第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６と流体的に連通している濃縮物源１６０が設けられている。濃縮物源１６０は濃縮物を有する容器であってよい。容器は例えばタンク、ビン、箱、又は袋であってよい。図１に示した実施形態では、溶媒の逆流を防ぐために溶媒導管１５２内に逆流防止弁１５４が設けられ、濃縮物の逆流を防ぐために濃縮物導管１６２内に逆流防止弁１６４が設けられている。
【００２８】
第１のピストン１１２が、第１のチャンバ１１０の混合部１１４の容積を増大するように（図１では下向きに）付勢される。第１のピストン１１２のこの運動により、溶媒が溶媒源１５０から導管１５２及び逆流防止弁１５４を通して混合部１１４内へと引き込まれる。同時に、第２のピストン１２２が第１のピストン１１２の運動に対して比例的に動いて第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６の容積を縮小し、濃縮物を逆流防止弁１４４を通して濃縮物導管１４０内へ、更に逆流防止弁１４２を通して第１のチャンバ１１０の混合部１１４内へ、と送り込む。このようにして、計量された量の濃縮物及び溶媒が同時に混合部１１４を満たし、混合部１１４は同混合部の容積にかかわらず、同じ濃度の濃縮物及び溶媒を有する。混合は静的に行われてもよいし、又は、混合部１１４と連通する追加的な混合要素があってもよく、この要素を利用することによって混合が行われてもよい。このように第１のピストン１１２を付勢する間、図１に例示した実施形態では、逆流防止弁１４２、１４４及び１５４は開位置にあって、矢印で示される方向の流れを可能にするとともに、逆流防止弁１５６及び１６４は閉位置にあって矢印で示される方向の流れに抗する。
【００２９】
混合部１１４がその最大容積（これは第１のピストン１１２の行程長により決定される任意の容積であり得る）に達した後、逆流防止弁１４２、１４４、及び１５４が閉められ、逆流防止弁１５６及び１６４が開けられる。逆流防止弁は、単に流れの方向に反応することによって受動的にその状態を変化させるものであってもよいし、外部の制御システムによって油圧又は電子的に操作されるものとしてもよい。第１のピストン１１２はその後、混合部１１４の容積を縮小するように（図１では上向きに）付勢される。この運動により、溶媒と濃縮物との混合物が逆流防止弁１５６を通して、また溶媒／濃縮物混合物導管１５８を通して、最終用途又は保存容器（図示せず）へと送り出される。同時に第２のピストン１２２が、第２のチャンバ１２０の濃縮部１２６の容積を増大するように比例的に動く。この運動により、濃縮物が濃縮物源１６０から濃縮物導管１６２及び逆流防止弁１６４を通して流れ、濃縮部１２６内の濃縮物を補充する。
【００３０】
随意選択的な逆流防止弁１７６を備える流体入力導管１７２及び逆流防止弁１７８を備える流体出力導管１７４が、図１の一部として例示されている。入力導管１７２は流体を第１のチャンバ１１０の駆動部１１６内へと導く手段となる。有用な流体には液体又は気体が挙げられる。流体は第１のピストン１１２に油圧的揚力を与えることができる。この流体は任意の液体又は気体であってよく、ポンプによって駆動部１１６内へと送り込まれてもよい。第１のピストン１１２が反対方向に付勢されると、流体は駆動部１１６から出力導管１７４を通して流出し、例えば容器へと戻ることができる。
【００３１】
図２は提供される精密計量装置の一実施形態の例である。この実施形態では装置２００は、第１のチャンバ２１０、第２のチャンバ２２０、第１のピストン２１２、第２のピストン２２２、及び濃縮物導管２４０を含む。第１のチャンバ２１０は２つの部分に区分される。すなわち、混合部２１４（第１のピストン２１２より上方の容積）及び駆動部２１６（第１のピストン２１２より下方の容積）である。混合部２１４の容積及び駆動部２１６の容積は、図１に示した実施形態について上述したと同じように、第１のチャンバ２１０の第１のピストン２１２の位置の関数として変化する。図２に示した実施形態では、第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は、相互間のリンクとして固体棒を有する。この実施形態では、第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は実際には一体である。第１のピストン２１２及び第２のピストン２２２は軸方向に整列していることから、第１のピストン２１２が混合部２１４の容積を増大するように付勢されるとき、第２のピストン２２２は共通軸に沿って等しい距離だけ動いて濃縮部２２６内の容積を縮小する。
【００３２】
図２はまた、（逆流防止弁２５４を備える）溶媒導管２５２を通して第１のチャンバ２１０の混合部２１４と流体的に連通している溶媒源２５０、（逆流防止弁２６４を備える）導管２６２を通して第２のチャンバ２２０の濃縮部２２６と流体的に連通している濃縮物源２６０、（逆流防止弁２５６を備える）溶媒／濃縮物混合物導管２５８、濃縮物導管２４０を通る濃縮物の流れを制御するための逆流防止弁２４２及び２４４、並びに随意選択的なものとして、逆流防止弁２７６を備える流体入力導管２７２及び逆流防止弁２７８を備える流体出力導管２７４を示している。
【００３３】
図３は、提供される装置の別の実施形態を例示する。図３は、第１のチャンバ３１０、第２のチャンバ３２０Ａ、及び第３のチャンバ３２０Ｂを含む、装置３００を示している。溶媒源３５０は溶媒導管３５２及び逆流防止弁３５４を通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通している。第１の濃縮物源３６０Ａは濃縮物導管３６２Ａ及び逆流防止弁３６４Ａを介して第２のチャンバ３２０Ａの濃縮部３１６Ａと流体的に連通しており、第２の濃縮物源３６０Ｂは濃縮物導管３６２Ｂ及び逆流防止弁３６４Ｂを介して第３のチャンバ３２０Ｂの濃縮部３１６Ｂと流体的に連通している。更に、濃縮部３１６Ａは、逆流防止弁３４２Ａ及び３４４Ａを備える流体導管３４０Ａを通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通しており、濃縮部３１６Ｂは、逆流防止弁３４２Ｂ及び３４４Ｂを備える流体導管３４０Ｂを通して第１のチャンバ３１０の混合部３１４と流体的に連通している。第１のピストン３１２が第１のチャンバ３１０を混合部３１４と駆動部３１８とに区分する。駆動部３１８は逆流防止弁３７６を含む流体入力導管３７２及び逆流防止弁３７８を含む流体出力導管３７４と流体的に連通している。第１のピストン３１２は第２のピストン３２２Ａ及び第３のピストン３２２Ｂの両方と機械的結合状態にある。第２のチャンバ３２０Ａは第３のチャンバ３２０Ｂと寸法、容積、及び形状が異なってよい。同様に、第２のピストン３２２Ａは第３のピストン３２２Ｂと寸法及び形状が異なってよい。第１のチャンバ３１０の混合部３１４もまた、（逆流防止弁３５６を備える）溶媒／混合物導管３５８と流体的に連通している。図３には示されないが、第２のピストン及び第３のピストンは、第１のピストン３１２に対してそれぞれ独立に異なる種類のリンクを有することができると想定される。
【００３４】
図示した実施形態は、第１のチャンバと、濃縮物を含む１つ又は２つの第２のチャンバとを備える。また、追加的な濃縮物を収容する、第１のチャンバの混合部と流体的に連通している追加的なチャンバを設けてもよいことも、想定される。
【００３５】
提供される装置及び方法は、濃縮物を精密計量して溶媒中に加えるのに有用である。提供される装置を用い、第１のチャンバの混合部内において濃縮物の比例的な量を溶媒中に加えることにより、混合部内の溶媒／濃縮物混合物が、混合部の容積（第１のピストンの位置）にかかわらず同じ比率を有することが可能となる。適切な歯車を用いることによって、この比率は１：１（溶媒／濃縮物容積比）から極めて高い希釈率までの範囲にわたり得る。例えば濃縮物は、容積比で１：１、１：２０、１：５０、１：１００、１：５００、１：１０００、１：１０，０００又はより高い比率で希釈することが可能である。操作モードによっては、第１のピストン、第２のピストン、又はその両方が、第１のチャンバ又は第２のチャンバの一定容積全体を変化させなくてもよいこともまた、想定される。濃縮物導管を通して第１のチャンバの混合チャンバ内へと押し出される濃縮物の量が機械的又は電気的なストップによって制限され得ることもまた、想定される。
【００３６】
リンクは様々であり、かつ／又は機械的若しくは電気的制御システムを用いて調整可能であり得ることもまた、想定される。例えばリンクは制御システムにより、装置の操作中に調整可能及び変更可能であり得る。
【００３７】
提供される装置及び方法は、例えば反応混合物に触媒を加えたり、液体製品流若しくは液体製品に添加剤を加えたり、薬剤を製剤したり、又は食品若しくは飲料に添加剤を加えたりするのに有用であり得る。提供される装置及び方法は、希釈率が極めて重要で製品の容積が小さい場合に非常に有用である。提供される装置及び方法により、バッチ製剤に代り、要求に応じて大量又は少量の溶媒／濃縮物混合物を供給することの可能な、信頼性の高い精密計量システムが実現できる。
【００３８】
実施形態によっては、提供される装置は独自の電源を用いる必要がない。例えばシステムは、第１のチャンバの駆動部内へと流入して第１のピストンを一方向に付勢する廃水流と、対抗力として作用してピストンを反対方向に付勢し得る溶媒源とによって駆動されることも可能である。
【００３９】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。本開示に引用された全ての参照文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の容積を有する第１のチャンバ及び第２の容積を有する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ内に摺動可能に配置されて前記第１のチャンバを混合部と駆動部とに密閉可能に区分する第１のピストンと、
前記第１のピストンに結合され、前記第２のチャンバ内に摺動可能に配置されて前記第２のチャンバ内の濃縮部を密閉可能に画定する第２のピストンと、を含み、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの各々が少なくとも１つの外壁を有し、前記濃縮部が前記混合部と流体的に連通している、装置。
【請求項２】
前記第１の容積及び前記第２の容積が一定である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のチャンバの一定の容積が前記第２のチャンバの一定の容積より大きい、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のチャンバが前記第２のチャンバと軸方向に整列している、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のピストン及び前記第２のピストンがリンクによって結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記リンクが連結棒、ばね、磁石、歯車、油圧システムの１つ、又はこれらの組み合せである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２のピストンが変化させる容積は前記第１のピストンとは異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
１つ以上の溶媒導管が前記第１のチャンバの前記混合部及び１つ以上の溶媒源の両方と流体的に連通している、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のチャンバの前記濃縮部が１つ以上の濃縮物源と流体的に連通している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
１つ以上の濃縮物源が袋内に収容される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置と、濃縮物を有する濃縮物源と、溶媒を有する溶媒源とを用意する工程と、
前記第１のピストンを、前記第１のチャンバの前記混合部の容積が拡大しかつ前記第２のチャンバの前記濃縮部の容積が縮小する方向に付勢し、溶媒を１つ以上の溶媒源から前記第１のチャンバの前記混合部内へと流入させ、かつ濃縮物を前記第２のチャンバの前記濃縮部から濃縮物導管を通して前記混合チャンバ内へと流入させる工程と、
前記混合部の前記容積が増大するにつれて前記濃縮物と前記溶媒とを混合して溶媒／濃縮物混合物を生成する工程と、
前記濃縮物導管内の複数の弁であって前記第１のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁及び前記第２のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁を閉じ、かつ、前記第１のチャンバの前記混合部とも流体的に連通している出力導管と流体的に連通している、少なくとも１つの弁を開ける工程と、
前記ピストンを反対方向に付勢して前記第２のチャンバ内の弁を開け、濃縮物を１つ以上の濃縮物源から前記濃縮物導管を通して前記第２のチャンバの前記濃縮部内へと流入させ、かつ前記溶媒／濃縮物混合物を出力導管を通して排出する工程と、を含む、濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１２】
前記第１のチャンバが前記第２のチャンバと軸方向に整列している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１３】
前記第１のチャンバが、前記第２のチャンバの一定の容積よりも大きい一定の容積を有する、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１４】
機械的結合がリンクを有する、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１５】
前記リンクが連結棒、ばね、歯車、油圧システム、及びこれらの組み合せから選択される、請求項１４に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１６】
前記第２のピストンが変化させる容積は前記第１のピストンとは異なる、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１７】
１つ以上の溶媒導管が前記第１のチャンバの前記混合部及び１つ以上の溶媒源の両方と流体的に連通している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１８】
前記第２のチャンバの前記濃縮部が１つ以上の濃縮物源と流体的に連通している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１９】
１つ以上の濃縮物源が袋内に収容される、請求項１８に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１】
第１の容積を有する第１のチャンバ及び第２の容積を有する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ内に摺動可能に配置されて前記第１のチャンバを混合部と駆動部とに密閉可能に区分する第１のピストンと、
前記第１のピストンに結合され、前記第２のチャンバ内に摺動可能に配置されて前記第２のチャンバ内の濃縮部を密閉可能に画定する第２のピストンと、を含み、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの各々が少なくとも１つの外壁を有し、前記濃縮部が前記混合部と流体的に連通している、装置。
【請求項２】
前記第１の容積及び前記第２の容積が一定である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のチャンバの一定の容積が前記第２のチャンバの一定の容積より大きい、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のチャンバが前記第２のチャンバと軸方向に整列している、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のピストン及び前記第２のピストンがリンクによって結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記リンクが連結棒、ばね、磁石、歯車、油圧システムの１つ、又はこれらの組み合せである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２のピストンが変化させる容積は前記第１のピストンとは異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
１つ以上の溶媒導管が前記第１のチャンバの前記混合部及び１つ以上の溶媒源の両方と流体的に連通している、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のチャンバの前記濃縮部が１つ以上の濃縮物源と流体的に連通している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
１つ以上の濃縮物源が袋内に収容される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置と、濃縮物を有する濃縮物源と、溶媒を有する溶媒源とを用意する工程と、
前記第１のピストンを、前記第１のチャンバの前記混合部の容積が拡大しかつ前記第２のチャンバの前記濃縮部の容積が縮小する方向に付勢し、溶媒を１つ以上の溶媒源から前記第１のチャンバの前記混合部内へと流入させ、かつ濃縮物を前記第２のチャンバの前記濃縮部から濃縮物導管を通して前記混合チャンバ内へと流入させる工程と、
前記混合部の前記容積が増大するにつれて前記濃縮物と前記溶媒とを混合して溶媒／濃縮物混合物を生成する工程と、
前記濃縮物導管内の複数の弁であって前記第１のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁及び前記第２のチャンバの内部又は近傍に配置された少なくとも１つの弁を閉じ、かつ、前記第１のチャンバの前記混合部とも流体的に連通している出力導管と流体的に連通している、少なくとも１つの弁を開ける工程と、
前記ピストンを反対方向に付勢して前記第２のチャンバ内の弁を開け、濃縮物を１つ以上の濃縮物源から前記濃縮物導管を通して前記第２のチャンバの前記濃縮部内へと流入させ、かつ前記溶媒／濃縮物混合物を出力導管を通して排出する工程と、を含む、濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１２】
前記第１のチャンバが前記第２のチャンバと軸方向に整列している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１３】
前記第１のチャンバが、前記第２のチャンバの一定の容積よりも大きい一定の容積を有する、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１４】
機械的結合がリンクを有する、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１５】
前記リンクが連結棒、ばね、歯車、油圧システム、及びこれらの組み合せから選択される、請求項１４に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１６】
前記第２のピストンが変化させる容積は前記第１のピストンとは異なる、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１７】
１つ以上の溶媒導管が前記第１のチャンバの前記混合部及び１つ以上の溶媒源の両方と流体的に連通している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１８】
前記第２のチャンバの前記濃縮部が１つ以上の濃縮物源と流体的に連通している、請求項１１に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【請求項１９】
１つ以上の濃縮物源が袋内に収容される、請求項１８に記載の濃縮物を溶媒に加える方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５１５６０７（Ｐ２０１３−５１５６０７Ａ）
【公表日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４７１３３（Ｐ２０１２−５４７１３３）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６１４２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９０６５２
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６１４２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９０６５２
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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