特許 7186482 薬液注入装置、及び薬液注入方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】薬液注入装置、及び薬液注入方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/16 20060101AFI20221202BHJP

   A61M 5/168 20060101ALI20221202BHJP

   A61M 5/172 20060101ALI20221202BHJP

【ＦＩ】

A61M1/16 160

A61M5/168 500

A61M5/172

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018168633

(22)【出願日】2018-09-10

(65)【公開番号】P2020039545

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仁田 大揮

【審査官】井出 和水

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１５５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１００９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ １／１６

Ａ６１Ｍ ５／１７２

Ａ６１Ｍ ５／１６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薬液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンクから導出された薬液を流通する注入用配管と、
前記注入用配管に設けられ薬液を送液する薬液ポンプと、
前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことを検出可能な検出機構と、
前記検出機構の検出結果を基に、前記薬液ポンプの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記薬液ポンプの駆動開始時刻、及び、前記検出機構により前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液の注入速度を求める注入速度演算部を有し、求めた薬液の注入速度を基に、前記薬液ポンプの駆動制御を行う、
薬液注入装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記注入速度演算部が求めた薬液の注入速度、及び、前記薬液ポンプの駆動開始時刻を基に、前記薬液ポンプの駆動停止時刻を求める停止時刻演算部と、
前記停止時刻演算部が求めた駆動停止時刻に前記薬液ポンプの駆動を停止させるポンプ駆動制御部と、を有する、
請求項１に記載の薬液注入装置。

【請求項3】

前記薬液が導電性の液体であり、
前記検出機構は、前記注入用配管の複数箇所において前記注入用配管内に突出するようにそれぞれ設けられた複数の電極と、前記複数の電極の導通を検出する導通検出部と、を有する、
請求項１または２に記載の薬液注入装置。

【請求項4】

前記検出機構は、前記注入用配管内に超音波を出力する超音波発生器と、前記注入用配管内に配置されると共に、前記注入用配管の長手方向において前記超音波発生器と対向配置された受信器とを有し、前記受信器での超音波の受信の有無を基に、前記超音波発生器と前記受信器との間の区間に薬液が満たされたことを検出する、
請求項１または２に記載の薬液注入装置。

【請求項5】

前記注入用配管内に空気を導入する空気導入機構を備えた、
請求項４に記載の薬液注入装置。

【請求項6】

前記薬液ポンプが、容積ポンプである、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の薬液注入装置。

【請求項7】

前記薬液ポンプが、圧電ポンプである、
請求項６に記載の薬液注入装置。

【請求項8】

薬液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンクから導出された薬液を流通する注入用配管と、
前記注入用配管に設けられ薬液を送液する薬液ポンプと、
前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことを検出可能な検出機構と、
前記検出機構の検出結果を基に、前記薬液ポンプの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記薬液ポンプが、容積ポンプである、
薬液注入装置。

【請求項9】

透析液の原料粉末を水に溶解させて透析液の原液を生成する溶解槽を備えた透析液製造装置であって、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の薬液注入装置を備え、
前記注入用配管は、前記薬液タンクから前記溶解槽に至る配管である、
透析液製造装置。

【請求項10】

薬液を薬液タンクに貯留し、
前記薬液タンクから導出された薬液を注入用配管に流通させ、
前記注入用配管に薬液ポンプを設け薬液を送液する薬液注入方法であって、
前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことを検出可能な検出機構を設け、
前記薬液ポンプの駆動開始時刻、及び、前記検出機構により前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液の注入速度を求め、求めた薬液の注入速度を基に前記薬液ポンプの駆動制御を行う、
薬液注入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薬液注入装置、透析液製造装置、及び薬液注入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

透析液用の原料粉末（粉末製剤）を水に溶かして透析液の原液を製造する透析液製造装置が知られている。血液透析に用いる透析液は、一般に、２種類の透析液の原液を希釈混合することにより、調整される。調整された透析液は血液透析に用いられるものであるから、透析液の原液も清浄に保たれる必要がある。そこで、透析液製造装置においては、使用後に次亜塩素酸ナトリウム等の消毒液を用いて内部配管等を消毒することが行われている。

【0003】

内部配管等の消毒の際には、消毒液の原液を配管内に注入した後に水を注入して、予め設定した目標濃度に希釈した消毒液を得る。この際、希釈後の消毒液の濃度が目標濃度よりも低くなった場合には、消毒不足となるおそれが生じる。また、希釈後の消毒液の濃度が目標濃度よりも高くなった場合には、消毒液の洗い流しが不十分となり透析液に消毒液が混入するおそれが生じる。そのため、希釈後の消毒液の濃度が目標濃度となるように、消毒液の原液の注入量を正確に管理する必要があった。従来の透析液製造装置では、定量性の高いポンプを用いて消毒液の原液の注入を行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１７７４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、定量性の高いポンプは高価でありサイズも大きい。よって、消毒液の原液を注入するためだけに定量性の高いポンプを用いることは好ましくない。そこで、消毒液の原液を注入するポンプとして、低コストで比較的定量性が低い小型の圧電ポンプ等を用いた場合であっても、正確な量の消毒液等の薬液を注入可能とすることが望まれていた。

【0006】

特許文献１では、薬液の流量を計測し、所望の流量となるようにフィードバック制御を行う装置が提案されている。しかし、この装置では、流量センサやフィードバック制御を行うための機構が必要であり、装置構成が複雑となり、装置の大型化や高コスト化をまねいてしまう。

【0007】

そこで、本発明は、薬液の注入量を精度よく制御でき、かつ簡単な装置構成で実現可能なコンパクトな薬液注入装置、透析液製造装置、及び薬液注入方法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】

【0008】

本発明は、上記課題を解決することを目的として、薬液を貯留する薬液タンクと、前記薬液タンクから導出された薬液を流通する注入用配管と、前記注入用配管に設けられ薬液を送液する薬液ポンプと、前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことを検出可能な検出機構と、前記検出機構の検出結果を基に、前記薬液ポンプの駆動制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記薬液ポンプの駆動開始時刻、及び、前記検出機構により前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液の注入速度を求める注入速度演算部を有し、求めた薬液の注入速度を基に、前記薬液ポンプの駆動制御を行う、薬液注入装置を提供する。

【0009】

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、透析液の原料粉末を水に溶解させて透析液の原液を生成する溶解槽を備えた透析液製造装置であって、前記薬液注入装置を備え、前記注入用配管は、前記薬液タンクから前記溶解槽に至る配管である、透析液製造装置を提供する。

【0010】

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、薬液を薬液タンクに貯留し、前記薬液タンクから導出された薬液を注入用配管に流通させ、前記注入用配管に薬液ポンプを設け薬液を送液する薬液注入方法であって、前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことを検出可能な検出機構を設け、前記薬液ポンプの駆動開始時刻、及び、前記検出機構により前記注入用配管の所定の区間に薬液が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液の注入速度を求め、求めた薬液の注入速度を基に前記薬液ポンプの駆動制御を行う、薬液注入方法を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、薬液の注入量を精度よく制御でき、かつ簡単な装置構成で実現可能なコンパクトな薬液注入装置、透析液製造装置、及び薬液注入方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態に係る薬液注入装置の概略構成図である。

【図2】電極の構成例を示す斜視図である。

【図3】（ａ），（ｂ）は、図１の薬液注入装置の一変形例を示す概略構成図である。

【図4】図１の薬液注入装置を用いた透析液製造装置の概略構成図である。

【図5】透析液製造装置における消毒作業のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

【0014】

図１は、本実施の形態に係る薬液注入装置の概略構成図である。図１に示すように、薬液注入装置１は、薬液２を貯留する薬液タンク３と、薬液タンク３から導出された薬液２を流通する注入用配管４と、注入用配管４に設けられ薬液２を送液する薬液ポンプ５と、検出機構６と、制御部７とを備えている。

【0015】

薬液タンク３には、注入用配管４が接続されており、薬液タンク３に貯留された薬液２が注入用配管４に導入されるように構成されている。薬液２は、後述する透析液製造装置１０の内部配管を消毒するための消毒液であり、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、酢酸、過酢酸、クエン酸等である。ここでは、薬液２が次亜塩素酸ナトリウムやクエン酸等の導電性の液体である場合を説明する。

【0016】

注入用配管４は、薬液２を透析液製造装置１０内に注入するための配管であり、より詳細には、薬液タンク３から、薬液２の希釈を行うタンク等に至る配管である。よって、注入用配管４は、透析液製造装置１０の内部配管の一部を含んでいる。本実施の形態では、注入用配管４は、薬液タンク３と透析液製造装置１０の水供給ライン１１とを接続する薬液ライン４１と、薬液ライン４１の接続箇所よりも下流側（供給される水の流れにおける下流側）の水供給ライン１１と、からなる。なお、水供給ライン１１とは、図示しない水処理装置から供給された水１１ａを、後述する溶解槽へと導入するための配管である。水処理装置としては、例えば、逆浸透膜により処理水を生成する逆浸透ろ過装置を有するものが用いられる。水供給ライン１１や薬液ライン４１としては、シリコーンチューブ等の可撓性を有するチューブを用いることができる。

【0017】

薬液ライン４１には、薬液２を送液するための薬液ポンプ５が設けられている。本実施の形態では、薬液ポンプ５として、小型で安価な圧電ポンプを用いている。圧電ポンプは、ダイヤフラムに貼り付けた圧電素子に電圧を印加した際の体積変化を利用してポンピング動作を行うものである。なお、薬液ポンプ５としては、圧電ポンプ以外のポンプを適用することも可能であるが、なるべく小型かつ安価なものを用いるとよい。また、薬液ポンプ５よりも下流側の薬液ライン４１には、薬液２の供給、停止を切り替えるための薬液ライン電磁弁８が設けられている。

【0018】

本実施の形態に係る薬液注入装置１は、注入用配管４の所定の区間に薬液２が満たされたことを検出可能な検出機構６と、検出機構６の検出結果を基に、薬液ポンプ５の駆動制御を行う制御部７と、を備えている。

【0019】

本実施の形態では、検出機構６は、注入用配管４の複数箇所において注入用配管４内に突出するようにそれぞれ設けられた複数の電極６１と、複数の電極６１の導通を検出する導通検出部６２ と、を有している。ここでは、発信電極６１ａと受信電極６１ｂの２つの電極６１を用いる場合について説明するが、３つ以上の電極６１を用いてもよい。

【0020】

図１の例では、発信電極６１ａは、薬液ライン４１と水供給ライン１１との接続部分に設けられている。また、受信電極６１ｂは、薬液ライン４１と水供給ライン１１との接続部分よりも下流側の水供給ライン１１に設けられている。注入用配管４における発信電極６１ａと受信電極６１ｂとの間の区間が、本実施の形態において薬液２が満たされたことを検出する区間となる。

【0021】

本実施の形態では、薬液２として導電性の液体を用いているため、発信電極６１ａと受信電極６１ｂとの間の区間に薬液２が満たされると、発信電極６１ａと受信電極６１ｂとが電気的に導通する。導通検出部６２によって、発信電極６１ａと受信電極６１ｂの電気的な導通を検出することで、両電極６１ａ，６１ｂの間の区間に薬液２が満たされたことを検出することができる。

【0022】

導通検出部６２で両電極６１ａ，６１ｂの導通を検出する具体的な方法については、特に限定するものではない。例えば、発信電極６１ａと受信電極６１ｂとの間に所定の電圧（例えば５Ｖ）を印加すると共に、両電極６１ａ，６１ｂ間に流れる電流を測定し、測定した電流の電流値が予め設定した閾値以上となったときに、両電極６１ａ，６１ｂの導通を検出するように導通検出部６２を構成することができる。

【0023】

図２は、電極６１の構成例を示す斜視図である。図２に示すように、電極６１は、チューブコネクタ（継手）６３に一体に設けられていてもよい。図２の例では、チューブコネクタ６３は略円筒状に形成された本体部６３ａを有し、その両端部の開口からチューブ等の配管（水供給ライン１１や薬液ライン４１）が挿入され接続される。本体部６３ａには、先端部が本体部６３ａ内に突出し、かつ、基端部が本体部６３ａの外部へと突出するように棒状の電極６１が設けられている。このように構成することで、電極６１を薬液２に接触可能に設けることができる。ただし、電極６１を設置する具体的な構造はこれに限定されず、適宜変更可能である。

【0024】

図１に戻り、導通検出部６２及び制御部７は、制御装置９に搭載されている。導通検出部６２及び制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算素子、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置、ソフトウェア、インターフェイス等を適宜組み合わせて実現される。制御部７は、注入速度演算部７１と、停止時刻演算部７２と、ポンプ駆動制御部７３と、を有している。

【0025】

注入速度演算部７１は、薬液ポンプ５の駆動開始時刻、及び、検出機構６により注入用配管４の所定の区間（ここでは両電極６１ａ，６１ｂの間の区間）に薬液２が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液２の注入速度を求める。より具体的には、注入速度演算部７１は、駆動開始時刻と検出時刻を記憶しておき、これら時刻から、注入用配管４の所定の区間に薬液２が満たされるまでの薬液ポンプ５の駆動時間を算出すると共に、算出した駆動時間と、薬液２を満たす区間の容量（容積）とを基に、薬液２の注入速度を演算する。

【0026】

例えば、両電極６１ａ，６１ｂ間の注入用配管４の半径が１０ｍｍ、距離が１００ｍｍである場合、両電極６１ａ，６１ｂ間の注入用配管４の容量は３１．４ｍＬとなる。薬液ポンプ５の駆動時間が３１．４秒である場合、１秒あたり１ｍＬの薬液２が注入されることになる。この場合、注入速度は、１ｍＬ／秒となる。

【0027】

停止時刻演算部７２は、注入速度演算部７１が求めた薬液２の注入速度、予め設定された目標注入量、及び、記憶されている薬液ポンプ５の駆動開始時刻を基に、薬液ポンプ５の駆動停止時刻を求める。上記の例では、例えば目標注入量が１００ｍｌと設定されていた場合、薬液ポンプ５の全駆動時間は１００秒となる。よって、薬液ポンプ５の駆動開始時刻から１００秒経過した時刻を薬液ポンプ５の駆動停止時刻とする。

【0028】

ポンプ駆動制御部７３は、薬液ポンプ５の駆動制御と、薬液ライン電磁弁８の開閉制御を行う。ポンプ駆動制御部７３は、停止時刻演算部７２が求めた駆動停止時刻に薬液ポンプ５の駆動を停止させると共に、薬液ライン電磁弁８を閉じる。また、薬液ポンプ５の駆動開始時には、ポンプ駆動制御部７３は、作業者の指示に応じて、薬液ライン電磁弁８を開き、薬液ポンプ５の駆動を開始する。

【0029】

なお、本実施の形態では、薬液ポンプ５の駆動直後から両電極６１ａ，６１ｂ間の区間に薬液２が流れ込むことを想定しているため、上流側に設けられる発信電極６１ａは、なるべく薬液ライン４１と水供給ライン１１との接続部の直近（薬液ライン電磁弁８の直近）に設けられることが望ましく、また発信電極６１ａよりも上流側（薬液ライン電磁弁８よりも上流側）の注入用配管４には薬液２が満たされた状態となっている必要がある。

【0030】

また、図１では、水供給ライン１１に水１１ａが入っている状態で薬液２の注入を行う場合について示しているが、この場合、薬液２を注入している最中に薬液２が水１１ａと混ざり合ってしまい（薬液２が水１１ａに拡散してしまい）、この影響で薬液２の注入量に誤差が生じてしまうことも考えられる。よって、薬液２として水１１ａと混ざりやすいものを用いる場合には、図３（ａ）に示すように、予め水供給ライン１１から水１１ａを排出して注入用配管４内に空気を導入した状態とし、薬液２の注入作業を行うことがより望ましい。この場合、表面張力によって薬液２が注入用配管４内に保持されるため、鉛直方向に沿って注入用配管４を配置することも可能になり、配管レイアウトの自由度が向上する。

【0031】

さらに、図３（ｂ）に示すように、注入用配管４内に空気を導入する空気導入機構４２を備えてもよい。図３（ｂ）の例では、空気導入機構４２が、薬液タンク３と薬液ポンプ５間の薬液ライン４１に設けられた三方電磁弁４３からなる。三方電磁弁４３は、共通ポート４３ａと第１ポート４３ｂとを連通するか、あるいは共通ポート４３ａと第２ポート４３ｃを連通するかを切り替え可能な弁であり、共通ポート４３ａが薬液ポンプ５側の薬液ライン４１、第１ポート４３ｂが薬液タンク３側の薬液ライン４１に接続され、第２ポート４３ｃが大気解放されている。三方電磁弁４３にて共通ポート４３ａと第２ポート４３ｃとを連通させた状態で薬液ポンプ５を駆動させることで、注入用配管４内に空気を導入することができる。通常の薬液２の送液時には、三方電磁弁４３にて共通ポート４３ａと第１ポート４３ｂとを連通させる。

【0032】

空気導入機構４２としての三方電磁弁４３を備えることで、薬液ライン４１の所定箇所（薬液２の間）に空気を導入可能となる。この場合、注入速度演算部７１は、薬液ライン２の先端（発信電極６１ａを設けた位置）から空気導入箇所までの容量と、両電極６１ａ，６１ｂ間の容量を足し合わせ、その足し合わせた容量を、薬液ポンプ５を駆動してから両電極６１ａ，６１ｂが導通するまでの時間（空気を導入させる際の駆動時間は含まない）で除することで、注入速度を演算することができる。ここで、空気を導入した分薬液２の実際の注入量は少ないので、上述の足し合わせた容量から空気の導入量を減じた値が、両電極６１ａ，６１ｂの導通時における薬液２の注入量となる。よって、停止時刻演算部７２では、この注入量を目標注入量から減じて残りの注入量を求め、当該残りの注入量と注入速度とから、薬液ポンプ５の残りの駆動時間を求め、薬液ポンプ５の停止時刻を演算することができる。なお、空気導入機構４２としての三方電磁弁４３はなるべく発信電極６１ａの近くに設置し、三方電磁弁４３と発信電極６１ａの間に溜まる薬液２のみで電極６１ａ，６１ｂ間が導通しないようにすることが望ましい。

【0033】

図３（ｂ）のような空気導入機構４２を備えることで、水供給ライン１１の水１１ａを排出せずとも、導入した空気によって検出機構６による検出の基準となる位置を設定することが可能になる。よって、水１１ａのロスを低減でき、また短時間で消毒作業を行うことが可能になる。なお、図３（ａ）の場合においては、水１１ａを排出することで注入用配管４内に空気を導入していると把握することもできる。この場合、水供給ライン１１から水１１ａを排出する手段が、空気導入機構４２を構成することになる。

【0034】

さらに、両電極６１ａ，６１ｂが導通した時点で、目標注入量と等しい量の薬液２が水供給ライン１１内へと注入されるよう両電極６１ａ，６１ｂの設置位置を適宜調整してもよい。これにより、注入速度演算部７１や停止時刻演算部７２を省略することが可能になり、装置構成がより簡単になる。この場合、ポンプ駆動制御部７３は、両電極６１ａ，６１ｂが導通した時点で、薬液ポンプ５の駆動を停止する。

【0035】

（実験結果の説明）
薬液ポンプ５として圧電ポンプを用い、電源電圧と電源周波数とを変化させた場合において、薬液２の注入量が変化するかを実験により検討した。実験に先立ち、圧電ポンプを８５Ｖ、５０Ｈｚで駆動した場合（条件１という）と、圧電ポンプを１１０Ｖ、６０Ｈｚで駆動した場合（条件２という）の流量を求めた。その結果、条件１では流量が２４．３１ｍＬ／分であったのに対し、条件２では流量が４６．６９ｍＬ／分であり、流量が２倍程度変動していることが確認された。

【0036】

実験では、図３（ａ）のように水供給ライン１１から水を排出した状態とし、薬液２として次亜塩素酸ナトリウムを用いた。また、目標濃度を２５６ｐｐｍに設定し、両電極６１ａ，６１ｂ間の容量が目標注入量の半分となるように設定した。薬液ポンプ５の駆動から両電極６１ａ，６１ｂが導通するまでの時間はストップウォッチにより計測し、導通後さらにストップウォッチで計測した時間薬液ポンプ５を駆動させ、手技により薬液ポンプ５の停止と薬液ライン電磁弁８の閉弁を行った。その後、設定した量の水を注入して希釈を行い、希釈後の次亜塩素酸ナトリウムの濃度を測定した。以上の実験を、上述の条件１、条件２の場合について同様に行った。結果を表１に示す。

【0037】

【表1】

【0038】

表１に示すように、条件１，２の両者において、次亜塩素酸ナトリウムの濃度（次亜濃度）が目標濃度２５６ｐｐｍに非常に近い値になっている。このように、圧電ポンプでは駆動条件等により流量が大きく異なってしまうが、本実施の形態に係る薬液注入装置１では、このような圧電ポンプを薬液ポンプ５として用いた場合であっても、薬液２の注入量を精度よく制御することが可能である。なお、本実験では、時間計測や薬液ライン電磁弁８の閉弁作業を手技により行ったため、目標濃度に対する誤差が生じていると考えられる。

【0039】

（検出機構６の変形例）
本実施の形態では、検出機構６として複数の電極６１を用い、電極６１の導通を検出することで、電極６１間の区間に薬液２が満たされていることを検出したが、検出機構６は、使用する薬液２に応じて、適宜変更可能である。例えば、導電性を有さず、色のついた液体を薬液２として用いる場合、注入用配管４の長手方向における複数箇所に、薬液２が流れる流路を挟んで発光器と受光器とを対向させた光センサを設け、各光センサの受光器で受光される光量の変化を基に、薬液２が所定の区間に満たされていることを検出するよう構成することもできる。

【0040】

また、薬液２が導電性を有さず、かつ無色透明の液体である場合等には、例えば、薬液２を加熱あるいは冷却する温度調整手段を設けて薬液２を外気温と異なる温度に制御すると共に、注入用配管４の長手方向における複数箇所に温度センサを設け、各温度センサの検出結果を基に、薬液２が所定の区間に満たされていることを検出するよう構成することも可能である。

【0041】

さらに、図３（ａ），（ｂ）のように注入用配管４内に空気を導入する場合には、空気中では液体中と比較して超音波が伝わりにくいことを利用して、薬液２が所定の区間に満たされたことを検出することも可能である。この場合、検出機構６は、注入用配管４内に超音波を出力する超音波発生器と、注入用配管４内に配置されると共に、注入用配管４の長手方向において超音波発生器と対向配置された受信器とを有し、受信器での超音波の受信の有無を基に、超音波発生器と受信器との間の区間に薬液２が満たされたことを検出するように構成されるとよい。この場合、注入用配管４としては、シリコーンチューブ等の超音波が伝わり難いものを用いる必要がある。超音波発生器及び受信器を用い、空気導入機構４２を適宜併用することで、薬液２がどんな液体であっても適用可能な汎用性の高い検出機構６を実現できる。

【0042】

（薬液注入装置１を用いた透析液製造装置１０）
図４は、図１の薬液注入装置１を用いた透析液製造装置１０の概略構成図である。図４に示すように、透析液製造装置１０は、透析液の原料粉末を水に溶解させて透析液の原液を生成する溶解槽１２と、溶解槽１２で生成した透析液の原液を貯留する貯槽１３と、を有している。ここでは、Ａ液及びＢ液と呼称される２種類の透析液の原液を作成するため、溶解槽１２及び貯槽１３が２つずつ備えられている。以下、Ａ液製造用の溶解槽１２及び貯槽１３を第１溶解槽１２ａ及び第１貯槽１３ａと呼称し、Ｂ液製造用の溶解槽１２及び貯槽１３を第２溶解槽１２ｂ及び第１貯槽１３ｂと呼称する。

【0043】

給水口１１１から延びる水供給ライン１１は、分岐部１１２にて２分岐され、第１及び第２溶解槽１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続されている。分岐部１１２よりも第１溶解槽１２ａ側の水供給ライン１１には、第１水供給ライン電磁弁１４ａが設けられている。分岐部１１２よりも第２溶解槽１２ｂ側の水供給ライン１１には、第２水供給ライン電磁弁１４ｂが設けられている。分岐部１１２よりも上流側の水供給ライン１１には、薬液タンク３から延びる薬液ライン４１が接続されている。薬液ライン４１の接続部分よりも上流側の水供給ライン１１には、給水元電磁弁１４ｃが設けられている。

【0044】

薬液ライン４１と水供給ライン１１との接続部には、発信電極６１ａが設けられている。薬液ライン４１には、薬液タンク３側から、薬液ポンプ５、薬液ライン電磁弁８が順次設けられている。また、本実施の形態では、第１水供給ライン電磁弁１４ａよりも下流の水供給ライン１１に、受信電極６１ｂが設けられている。図４の例においては、注入用配管４は、薬液タンク３から第１及び第２溶解槽１２ａ，１２ｂに至る配管（すなわち、薬液ライン４１及び水供給ライン１１の一部）となる。

【0045】

第１及び第２溶解槽１２ａ，１２ｂには、循環流路１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。循環流路１５ａ，１５ｂには、循環ポンプ１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられている。また、循環流路１５ａ，１５ｂには、透析液の原料粉末を収容した原料容器１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられており、循環ポンプ１６ａ，１６ｂを駆動することで、透析液の原料粉末が溶第１及び第２溶解槽１２ａ，１２ｂに送られ溶解されるようになっている。このように構成することで、溶解槽１２ａ，１２ｂに直接透析液の原料粉末を投入する場合と比較して、原料粉末の飛び散りを抑制することが可能になる。

【0046】

第１及び第２溶解槽１２ａ，１２ｂと第１及び第２貯槽１３ａ，１３ｂとは、移送ライン１８ａ，１８ｂによりそれぞれ接続されている。移送ライン１８ａ，１８ｂには、それぞれ移送弁１９ａ，１９ｂが設けられている。第１及び第２貯槽１３ａ，１３ｂには、第１及び第２貯槽１３ａ，１３ｂに貯留されている透析液の原液を図示しない血液浄化装置へと供給するための供給ライン２０ａ，２０ｂがそれぞれ接続されている。供給ライン２０ａ，２０ｂには、透析液の原液を送液するための供給ポンプ２１ａ，２１ｂがそれぞれ設けられている。

【0047】

（消毒作業のフロー）
次に、図５を用いて、透析液製造装置１０における消毒作業のフローを説明する。図５に示すように、まず、ステップＳ１にて、ポンプ駆動制御部７３が、第１水供給ライン電磁弁１４ａ及び薬液ライン電磁弁８を開弁し、薬液ポンプ５を駆動する。その後、ステップＳ２にて、注入速度演算部７１が現在時刻を薬液ポンプ５の駆動開始時刻として記憶する。

【0048】

その後、ステップＳ３にて、導通検出部６２が、両電極６１ａ，６１ｂが導通したかを判定する。ステップＳ３にてＮＯと判定された場合、ステップＳ３を繰り返す。ステップＳ３にてＹＥＳと判定された場合、ステップＳ４にて、注入速度演算部７１が現在時刻を導通検出部６２の検出時刻として記憶する。その後、ステップＳ５にて、注入速度演算部７１が、薬液ポンプ５の駆動開始時刻と導通検出部６２の検出時刻とを基に注入速度を演算する。

【0049】

その後、ステップＳ６にて、停止時刻演算部７２が、注入速度と予め設定された目標注入量とを基に、薬液ポンプ５の全駆動時間を演算し、全駆動時間を薬液ポンプ５の駆動開始時刻に足し合わせることによって、薬液ポンプ５の駆動停止時刻を求める。その後、ステップＳ７にて、ポンプ駆動制御部７３が、現在の時刻が薬液ポンプ５の駆動停止時刻になったかを判定する。ステップＳ７でＮＯと判定された場合、ステップＳ７を繰り返す。ステップＳ７でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ８にて、ポンプ駆動制御部７３が、薬液ポンプ５を停止し、薬液ライン電磁弁８を閉弁する。その後、ステップＳ９にて、ポンプ駆動制御部７３が、給水元電磁弁１４ｃを所定時間開弁し、水供給ライン１１内の薬液２（消毒液）を第１溶解槽１２ａに押し流す。その後、ステップＳ１０にて、第１水供給ライン電磁弁１４ａを閉じる。

【0050】

その後、ステップＳ１１にて、ポンプ駆動制御部７３が、第２水供給ライン電磁弁１４ｂ及び薬液ライン電磁弁８を開弁し、薬液ポンプ５を駆動する。その後、ステップＳ１２にて、ポンプ駆動制御部７３が、薬液ポンプ５の駆動からステップＳ６で求めた薬液ポンプ５の全駆動時間が経過したかを判定する。ステップＳ１２でＮＯと判定された場合、ステップＳ１２を繰り返す。ステップＳ１２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ１３にて、ポンプ駆動制御部７３が、薬液ポンプ５を停止し、薬液ライン電磁弁８を閉弁する。その後、ステップＳ１４にて、ポンプ駆動制御部７３が、給水元電磁弁１４ｃを所定時間開弁し、水供給ライン１１内の薬液２（消毒液）を第２溶解槽１２ｂに押し流す。その後、ステップＳ１５にて、第２水供給ライン電磁弁１４ｂを閉じる。

【0051】

なお、ここでは、第２溶解槽１２ｂに第１溶解槽１２ａと同量の薬液２を注入する場合について説明したが、第２溶解槽１２ｂの容量が第１溶解槽１２ａの容量と異なる場合（つまり水の注入量が異なる場合）には、ステップＳ５で求めた注入速度を用いて、薬液２の注入量が所望の量となる薬液ポンプ５の全駆動時間を求め、求めた薬液ポンプ５の全駆動時間をステップＳ６の判定で用いるようにしてもよい。なお、薬液ポンプ５の全駆動時間を求める際には、ステップＳ５で求めた注入速度を用いる必要はなく、第２水供給ライン電磁弁１４ｂ側の水供給ライン１１に別途電極を設け、薬液ポンプ５を駆動してから当該電極と発信電極６１ａとが導通するまでの時間を基に、注入速度を別途演算してもよい。

【0052】

その後、ステップＳ１６にて、第１溶解槽１２ａへの給水処理を行う。図示していないが、第１溶解槽１２ａ内には液位センサが設けられており、第１溶解槽１２ａ内が所定の液位となるまで給水元電磁弁１４ｃ及び第１水供給ライン電磁弁１４ａを開弁することで、第１溶解槽１２ａへの給水を行う。これにより、第１溶解槽１２ａ内に所定量の水が導入され、薬液２（消毒液）が希釈される。

【0053】

その後、ステップＳ１７にて、第２溶解槽１２ｂへの給水処理を行う。図示していないが、第２溶解槽１２ｂ内には液位センサが設けられており、第２溶解槽１２ｂ内が所定の液位となるまで給水元電磁弁１４ｃ及び第２水供給ライン電磁弁１４ｂを開弁することで、第２溶解槽１２ｂへの給水を行う。これにより、第２溶解槽１２ｂ内に所定量の水が導入され、薬液２（消毒液）が希釈される。

【0054】

その後、ステップＳ１８にて、透析液製造装置１０の各部の洗浄処理を行う。すなわち、循環ポンプ１６ａ，１６ｂや供給ポンプ２１ａ，２１ｂを適宜駆動させ、希釈後の薬液２（消毒液）を各配管に循環させて排出し、その後水を導入し各配管に循環させて消毒液を洗い流す処理を行う。各部の洗浄処理の具体的な手順等は特に限定されない。以上により、透析液製造装置１０の消毒作業が終了する。

【0055】

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る薬液注入装置１では、注入用配管４の所定の区間に薬液２が満たされたことを検出可能な検出機構６と、検出機構６の検出結果を基に、薬液ポンプ５の駆動制御を行う制御部７と、を備えている。

【0056】

これにより、薬液ポンプ５として安価な圧電ポンプ等を用いた場合であっても、薬液２の注入量を精度よく制御することが可能になる。その結果、従来用いていた高価かつ大型の定量ポンプを用いる必要がなくなり、またフィードバック制御等の複雑な制御も不要となり、簡単な装置構成で実現可能なコンパクトな薬液注入装置１を実現できる。

【0057】

例えば、インバータを用いることでポンプ電源を安定させ流量を安定させることも考えられるが、本実施の形態で薬液ポンプ５に用いる圧電ポンプでは、使用環境温度や吐出圧、個体差による流量の変動も考えられるため、インバータにより電源を安定させるだけでは薬液の注入量を精度よく制御することはできない。また、例えば薬液ポンプ５の後段に計量シリンダを設け、計量シリンダにより薬液の注入量を計量することも考えられるが、計量シリンダを設けることにより装置が大型化してしまう。本実施の形態では、注入用配管４の所定の区間に薬液２が満たされたことを検出するように検出機構６を構成しており、配管そのものを計量の手段としているため、装置の小型化が可能である。

【0058】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0059】

［１］薬液（２）を貯留する薬液タンク（３）と、前記薬液タンク（３）から導出された薬液（２）を流通する注入用配管（４）と、前記注入用配管（４）に設けられ薬液（２）を送液する薬液ポンプ（５）と、前記注入用配管（４）の所定の区間に薬液（２）が満たされたことを検出可能な検出機構（６）と、前記検出機構（６）の検出結果を基に、前記薬液ポンプ（５）の駆動制御を行う制御部（７）と、を備えた、薬液注入装置（１）。

【0060】

［２］前記制御部（７）は、前記薬液ポンプ（５）の駆動開始時刻、及び、前記検出機構（６）により前記注入用配管（４）の所定の区間に薬液（２）が満たされたことが検出された検出時刻を基に、薬液（２）の注入速度を求める注入速度演算部（７１）と、前記注入速度演算部（７１）が求めた薬液（２）の注入速度、及び、前記薬液ポンプ（５）の駆動開始時刻を基に、前記薬液ポンプ（５）の駆動停止時刻を求める停止時刻演算部（７２）と、前記停止時刻演算部（７２）が求めた駆動停止時刻に前記薬液ポンプ（５）の駆動を停止させるポンプ駆動制御部（７３）と、を有する、［１］に記載の薬液注入装置（１）。

【0061】

［３］前記薬液（２）が導電性の液体であり、前記検出機構（６）は、前記注入用配管（４）の複数箇所において前記注入用配管（４）内に突出するようにそれぞれ設けられた複数の電極（６１）と、前記複数の電極（６１）の導通を検出する導通検出部（６２）と、を有する、［１］または［２］に記載の薬液注入装置（１）。

【0062】

［４］前記検出機構（６）は、前記注入用配管（４）内に超音波を出力する超音波発生器と、前記注入用配管（４）内に配置されると共に、前記注入用配管（４）の長手方向において前記超音波発生器（４）と対向配置された受信器とを有し、前記受信器での超音波の受信の有無を基に、前記超音波発生器と前記受信器との間の区間に薬液（２）が満たされたことを検出する、［１］または［２］に記載の薬液注入装置（１）。

【0063】

［５］前記注入用配管（４）内に空気を導入する空気導入機構（４２）を備えた、［４］に記載の薬液注入装置（１）。

【0064】

［６］前記薬液ポンプ（５）が、容積ポンプである、請求項１乃至５の何れか１項に記載の薬液注入装置。

【0065】

［７］前記薬液ポンプ（５）が、圧電ポンプである、［１］乃至［６］に記載の薬液注入装置（１）。

【0066】

［８］透析液の原料粉末を水に溶解させて透析液の原液を生成する溶解槽（１２）を備えた透析液製造装置（１０）であって、［１］乃至［７］の何れか１項に記載の薬液注入装置（１）を備え、前記注入用配管（４）は、前記薬液タンク（３）から前記溶解槽（１２）に至る配管である、透析液製造装置（１０）。

【0067】

［９］薬液（２）を薬液タンク（３）に貯留し、前記薬液タンク（３）から導出された薬液（２）を注入用配管（４）に流通させ、前記注入用配管（４）に薬液ポンプ（５）を設け薬液（２）を送液する薬液注入方法であって、前記注入用配管（４）の所定の区間に薬液（２）が満たされたことを検出可能な検出機構（６）を設け、前記検出機構（６）の検出結果を基に、前記薬液ポンプ（５）の駆動制御を行う、薬液注入方法。

【0068】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【0069】

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、薬液注入装置１を透析液製造装置１０に適用する場合について説明したが、薬液注入装置１の適用先はこれに限定されず、例えば、血液浄化装置における透析液回路に適用し、透析液回路を消毒する際にも用いることができる。

【0070】

また、上記実施の形態では、薬液ポンプ５のオンオフのみを制御する場合を説明したが、例えば、前回の薬液２の注入時における薬液ポンプ５の全駆動時間に応じて、次回の薬液２の注入時における薬液ポンプ５への印加電圧を調整するポンプ電圧調整機構等を備えてもよい。これにより、例えば全駆動時間が所定の時間閾値よりも長い場合には、薬液ポンプ５への印加電圧を上昇させて、薬液２の注入時間を短縮する、と言った制御も可能になる。

【符号の説明】

【0071】

１…薬液注入装置
２…薬液
３…薬液タンク
４…注入用配管
４１…薬液ライン
４２…空気導入機構
４３…三方電磁弁
５…薬液ポンプ
６…検出機構
６１…電極
６２…導通検出部
７…制御部
１０…透析液製造装置
１１…水供給ライン
１１ａ…水
１２…溶解槽
１３…貯槽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】