電解水制造裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】該電解水制造裝置（A）包括：電解槽（2）；原料泵（3），其用于向電解槽（2）供給原料水（W1、W3）；原料水配管（32、26），其將原料泵（3）的排出口（3b）和電解槽（2）的流入口（26）連接起來(lái)；以及電解液平流抑制部（40），其形成于原料水配管（32、26）中的、排出口（3b）與流入口（26）之間的部分。以排出口（3b）配置在比流入口（26）靠上方的位置的方式設(shè)置原料泵（3）。在電解液平流抑制部（40）的至少一部分設(shè)有斜度配管（32c），在該斜度配管（32c）中，流入口（26）側(cè)的部分配置于比排出口（3b）側(cè)的部分靠上方的位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電解水制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電解水制造裝置，該電解水制造裝置用于對(duì)含有氯離子的原料水亦即電解質(zhì)水溶液進(jìn)行電解而制造電解水。
[0002]本申請(qǐng)以2011年8月24日在日本提出申請(qǐng)的日本特愿2011 — 182493號(hào)為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，在食品制造領(lǐng)域等中，利用電解水制造裝置對(duì)各種電解質(zhì)水溶液(含有氯離子的原料水)進(jìn)行電解而制造電解殺菌水(電解水)，并將該電解殺菌水用于殺菌消毒等。例如，當(dāng)對(duì)氯化鈉水溶液、鹽酸水溶液等含有氯離子的電解質(zhì)水溶液進(jìn)行電解時(shí)，在電解氧化作用下產(chǎn)生氯氣，該氯氣溶解于水而生成次氯酸。與將次氯酸鈉溶解于水而制備的殺菌水相比，對(duì)于含有生成的次氯酸的電解殺菌水而言，氯濃度雖低卻發(fā)揮優(yōu)異的殺菌效果，另外，具有不必在每次使用時(shí)對(duì)濃度進(jìn)行微小調(diào)整等較多優(yōu)點(diǎn)。
[0004]電解水制造裝置包括:電解槽，其用于對(duì)電解質(zhì)水溶液進(jìn)行電解；以及供水設(shè)備，其用于向電解槽供給電解質(zhì)水溶液。另外，作為電解槽，大多使用將多個(gè)電極板串聯(lián)配置而成的多極式(串聯(lián)式)的電解槽。該多極式電解槽構(gòu)成為，多個(gè)電極板以隔開(kāi)間隔的方式排列設(shè)置在殼體內(nèi)，在軸線方向一端側(cè)的電極板上焊接而配設(shè)陽(yáng)極的電極棒，在軸線方向另一端側(cè)的電極板上焊接而配設(shè)陰極的電極棒，自一端側(cè)的電極板(陽(yáng)極)經(jīng)由中間的電極板朝向另一端側(cè)的電極板(陰 極)通電。
[0005]在該電解水制造裝置中，一邊自供水設(shè)備向電解槽的殼體內(nèi)供給電解質(zhì)水溶液并使該電解質(zhì)水溶液依次流通，一邊對(duì)含有氯化物的電解質(zhì)水溶液施加規(guī)定的電壓而使電流流動(dòng)，利用陽(yáng)極側(cè)的氧化反應(yīng)使電解質(zhì)水溶液產(chǎn)生氯氣。自電解槽取出該氯氣(或混有氯氣的液體)并與水混合，由此在水中生成次氯酸而制得電解殺菌水。
[0006]另一方面，在切斷對(duì)電解槽的電極之間施加的電壓而使電解停止并使用于向電解槽供給電解質(zhì)水溶液的泵停止時(shí)，在電解槽內(nèi)殘留混合有高濃度的氯氣、次氯酸以及未電解的鹽酸等的電解液。此外，在本發(fā)明中，將該電解槽的殘留液記載為電解液。在使電解槽和泵的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)，有時(shí)電解槽的電解液會(huì)倒流至將電解槽和泵連接起來(lái)的配管(管)內(nèi)。在電解液的倒流的作用下，會(huì)因氯氣等而在泵等構(gòu)成構(gòu)件中產(chǎn)生腐蝕，從而有可能使構(gòu)成構(gòu)件的壽命變短。
[0007]與此相對(duì)，以往，提出了在將電解槽和泵連接起來(lái)的配管中設(shè)置止回閥的對(duì)策、以停止向電解槽的電極之間施加電壓并在經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后停止驅(qū)動(dòng)用于供給電解質(zhì)水溶液的泵的方式進(jìn)行控制的對(duì)策，以防止電解液自電解槽倒流(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)_9] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平7 - 299458號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]然而，盡管提出了利用止回閥等止回機(jī)構(gòu)來(lái)防止電解槽的電解液倒流的對(duì)策，但有時(shí)電解液在電解水制造裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)停止后立即自電解槽進(jìn)入到配管內(nèi)，止回閥、泵、配管(管)、密封件以及O形環(huán)等構(gòu)成構(gòu)件產(chǎn)生腐蝕。
[0013]根據(jù)構(gòu)成構(gòu)件的腐蝕狀態(tài)等確認(rèn)到，該現(xiàn)象并不是由于電解液的倒流、僅隨著濃度平衡而產(chǎn)生的擴(kuò)散而導(dǎo)致的。因此，強(qiáng)烈要求查明其原因并提出防止構(gòu)成構(gòu)件腐蝕的對(duì)策。
[0014]另一方面，在電解水制造裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)中，存在如下問(wèn)題。以往，在電解水制造裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)中，在自暫時(shí)停止?fàn)顟B(tài)起再次開(kāi)始(運(yùn)轉(zhuǎn))電解的操作時(shí)，有時(shí)在電解槽內(nèi)產(chǎn)生過(guò)電流而使整個(gè)裝置異常停止。為了使電解水制造裝置穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)防這樣的異常停止是必不可少的。預(yù)防這樣的異常停止也成為電解水制造裝置的問(wèn)題。
[0015]用于解決問(wèn)題的方案
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第I方案，電解水制造裝置用于對(duì)含有氯離子的原料水進(jìn)行電解而制造電解水，其中，該電解水制造裝置包括:電解槽；原料泵，其用于向上述電解槽供給上述原料水；原料水配管，其將用于排出上述原料水的上述原料泵的排出口和用于使上述原料水流入的上述電解槽的流入口連接起來(lái)；以及電解液平流抑制部，其形成于上述原料水配管中的、上述排出口與上述流入口之間的部分。另外，以上述排出口配置在比上述流入口靠上方的位置的方式設(shè)置有上述原料泵。另外，在上述電解液平流抑制部的至少一部分設(shè)有斜度配管，在該斜度配管中，上述流入口側(cè)的部分配置于比上述排出口側(cè)的部分靠上方的位置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第2方案，在上述第I方案的基礎(chǔ)上，電解水制造裝置還包括:稀釋水泵，其供給用于稀釋上述原料水的稀釋水，以使得上述原料水達(dá)到規(guī)定的電解質(zhì)濃度；稀釋水配管，其將用于排出上述稀釋水的上述稀釋水泵的第2排出口和用于使上述稀釋水流入的上述電解槽的第2流入口連接起來(lái)；以及第2電解液平流抑制部，其形成于上述稀釋水配管中的、上述第2排出口與上述第2流入口之間的部分。另外，以上述第2排出口配置在比上述第2流入口靠下方的位置的方式設(shè)置有上述稀釋水泵。另外，在上述第2電解液平流抑制部的至少一部分設(shè)有第2斜度配管，在該第2斜度配管中，上述第2流入口側(cè)的部分配置于比上述第2排出口側(cè)的部分靠下方的位置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第3方案，在上述第I方案的基礎(chǔ)上，電解水制造裝置還包括固定部件，該固定部件在上述原料水配管形成有上述電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該原料水配管。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第4方案，在上述第2方案的基礎(chǔ)上，電解水制造裝置還包括第2固定部件，該第2固定部件在上述稀釋水配管形成有上述第2電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該稀釋水配管。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第5方案,在上述第I方案~第4方案中的任一方案的基礎(chǔ)上,上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿水平方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第6方案,在上述第I方案~第4方案中的任一方案的基礎(chǔ)上,上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為包括繞沿水平方向延伸的中心軸線彎曲的U字狀部和倒U字狀部中的至少一者。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第7方案,在上述第I方案~第4方案中的任一方案的基礎(chǔ)上,上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿鉛垂方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第8方案，在上述第I方案~第4方案中的任一方案的基礎(chǔ)上，上述電解液平流抑制部形成為包括隨著自上述排出口朝向上述流入口去而向上方傾斜的臺(tái)階部。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第9方案，在上述第2方案或第4方案的基礎(chǔ)上，上述第2電解液平流抑制部形成為包括隨著自上述第2排出口朝向上述第2流入口去而向下方傾斜的第2臺(tái)階部。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]如后所述，本申請(qǐng)的發(fā)明人查明了即使利用止回機(jī)構(gòu)防止電解槽的電解液的倒流但電解液在電解水制造裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)停止后仍會(huì)自電解槽進(jìn)入到配管內(nèi)的現(xiàn)象的原因在于電解液的平流。據(jù)此，在本發(fā)明的第I方案的電解水制造裝置中，將原料水配管配設(shè)為形成有電解液平流抑制部，該電解液平流抑制部包括以電解槽的流入口側(cè)的部分相對(duì)于原料泵的排出口側(cè)的部分配置于上方的方式構(gòu)成的斜度配管。由此，即使在以原料泵的排出口配置在比電解槽的流入口靠上方的位置的方式設(shè)置原料泵的情況下，也能夠抑制電解液在運(yùn)轉(zhuǎn)停止后立即自電解槽平流至與原料泵相連接的配管內(nèi)。
[0027]因此，能夠抑制構(gòu)成構(gòu)件被電解液腐蝕，從而能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成構(gòu)件的壽命增長(zhǎng)。另外，能夠降低構(gòu)成構(gòu)件的更換頻率，從而能夠提供耐久性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性?xún)?yōu)異的電解水制造裝置。
[0028]另外，如上所述，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】查明了電解液自電解槽進(jìn)入配管的現(xiàn)象的原因在于電解液的平流。并且，發(fā)現(xiàn)了會(huì)產(chǎn)生電解液如此自電解槽朝向配管平流的現(xiàn)象以及原料水、稀釋水自配管逆向地朝向電解槽平流的現(xiàn)象。清楚了這樣的原料水、稀釋水自配管向電解槽的平流會(huì)引起電解槽內(nèi)的氯離子濃度在上下方向上的不均勻分布，作為該不均勻分布的結(jié)果，在使停止的電解再次開(kāi)始時(shí)，在電解槽內(nèi)產(chǎn)生過(guò)電流而導(dǎo)致異常停止。
[0029]因而，上述電解液平流抑制部抑制電解液自電解槽朝向原料水配管平流的現(xiàn)象，并且抑制原料水自原料水配管逆向地朝向電解槽平流的現(xiàn)象。因此，能夠抑制氯離子濃度在電解槽內(nèi)不均勻分布。其結(jié)果，能夠預(yù)防在使電解槽開(kāi)始再次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生過(guò)電流和與此相伴的裝置的異常停止，能夠提供能夠進(jìn)行更加穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)的電解水制造裝置。
[0030]在本發(fā)明的第2方案的電解水制造裝`置中，根據(jù)本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】查明的上述現(xiàn)象的原因，將稀釋水配管配設(shè)為形成有第2電解液平流抑制部，該第2電解液平流抑制部包括電解槽的第2流入口側(cè)的部分相對(duì)于稀釋水泵的第2排出口側(cè)的部分配置于下方的第2斜度配管。由此，即使在以稀釋水泵的排出口配置在比電解槽的流入口靠下方的位置的方式設(shè)置稀釋水泵的情況下，也能夠抑制電解液在運(yùn)轉(zhuǎn)停止后立即自電解槽平流至與稀釋水泵相連接的配管內(nèi)。
[0031]因此，能夠抑制構(gòu)成構(gòu)件被電解液腐蝕，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成構(gòu)件的壽命增長(zhǎng)。另外，能夠降低構(gòu)成構(gòu)件的更換頻率，進(jìn)而能夠提供耐久性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性?xún)?yōu)異的電解水制造裝置。
[0032]在本發(fā)明的第3方案的電解水制造裝置中，包括在原料水配管形成有電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該原料水配管的固定部件。因此，能夠?qū)⒃纤涔鼙３譃樾纬捎须娊庖浩搅饕种撇康臓顟B(tài)。另外，在本發(fā)明的第4方案的電解水制造裝置中，包括在稀釋水配管形成有第2電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該稀釋水配管的第2固定部件。因此，能夠?qū)⑾♂屗涔鼙３譃樾纬捎械?電解液平流抑制部的狀態(tài)。因而，能夠可靠地抑制電解液自電解槽進(jìn)入到與原料泵、稀釋水泵相連接的配管內(nèi)。另外，還能夠可靠地抑制原料水、稀釋水自與原料泵、稀釋水泵相連接的配管逆向地進(jìn)入到電解槽內(nèi)。 [0033]在本發(fā)明的第5方案的電解水制造裝置中，電解液平流抑制部和第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿水平方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。由此，在原料水配管中，能夠可靠且容易地形成電解液平流抑制部，該電解液平流抑制部包括電解槽的流入口側(cè)的部分相對(duì)于原料泵的排出口側(cè)的部分配置于上方的斜度配管。另外，在稀釋水配管中，能夠可靠且容易地形成第2電解液平流抑制部，該第2電解液平流抑制部包括電解槽的第2流入口側(cè)的部分相對(duì)于稀釋水泵的第2排出口側(cè)的部分配置于下方的第2斜度配管。
[0034]在本發(fā)明的第6方案的電解水制造裝置中，電解液平流抑制部和第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為包括繞沿水平方向延伸的中心軸線彎曲的U字狀部和倒U字狀部中的至少一者。由此，在原料水配管中，能夠可靠且容易地形成電解液平流抑制部，該電解液平流抑制部包括電解槽的流入口側(cè)的部分相對(duì)于原料泵的排出口側(cè)的部分配置于上方的斜度配管。另外，在稀釋水配管中，能夠可靠且容易地形成第2電解液平流抑制部，該第2電解液平流抑制部包括電解槽的第2流入口側(cè)的部分相對(duì)于稀釋水泵的第2排出口側(cè)的部分配置于下方的第2斜度配管。
[0035]在本發(fā)明的第7方案的電解水制造裝置中，電解液平流抑制部和第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿鉛垂方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。由此，在原料水配管中，能夠可靠且容易地形成電解液平流抑制部，該電解液平流抑制部包括電解槽的流入口側(cè)的部分相對(duì)于原料泵的排出口側(cè)的部分配置于上方的斜度配管。另外，在稀釋水配管中，能夠可靠且容易地形成第2電解液平流抑制部，該第2電解液平流抑制部包括電解槽的第2流入口側(cè)的部分相對(duì)于稀釋水泵的第2排出口側(cè)的部分配置于下方的第2斜度配管。
[0036]在本發(fā)明的第8方案的電解水制造裝置中，電解液平流抑制部形成為包括隨著自原料泵的排出口朝向電解槽的流入口去而向上方傾斜的臺(tái)階部。由此，在原料水配管中，能夠可靠且容易地形成電解液平流抑制部，該電解液平流抑制部包括電解槽的流入口側(cè)的部分相對(duì)于原料泵的排出口側(cè)的部分配置于上方的斜度配管。
[0037]在本發(fā)明的第9方案的電解水制造裝置中，第2電解液平流抑制部形成為包括隨著自稀釋水泵的第2排出口朝向電解槽的第2流入口去而向下方傾斜的第2臺(tái)階部。由此，在稀釋水配管中，能夠可靠且容易地形成第2電解液平流抑制部，該第2電解液平流抑制部包括電解槽的第2流入口側(cè)的部分相對(duì)于稀釋水泵的第2排出口側(cè)的部分配置于下方的第2斜度配管。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式~第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的圖。[0039]圖2是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式~第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的電解槽的分解立體圖。
[0040]圖3是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電解水制造裝置的立體圖。
[0041]圖4A是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中剛注入電解液后的情形的圖。
[0042]圖4B是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)20小時(shí)后的情形的圖。
[0043]圖4C是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)50小時(shí)后的情形的圖。
[0044]圖4D是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)100小時(shí)后的情形的圖。
[0045]圖5A是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中剛注入電解液后的情形的圖。
[0046]圖5B是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)20小時(shí)后的情形的圖。
[0047]圖5C是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)50小時(shí)后的情形的圖。
[0048]圖是示出在第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)100小時(shí)后的情形的圖。
[0049]圖6A是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中剛注入電解液后的情形的圖。
[0050]圖6B是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)20小時(shí)后的情形的圖。
[0051]圖6C是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)50小時(shí)后的情形的圖。
[0052]圖6D是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)70小時(shí)后的情形的圖。
[0053]圖6E是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)100小時(shí)后的情形的圖。
[0054]圖6F是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)200小時(shí)后的情形的圖。
[0055]圖7A是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中剛注入電解液后的情形的圖。
[0056]圖7B是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)20小時(shí)后的情形的圖。
[0057]圖7C是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)50小時(shí)后的情形的圖。
[0058]圖7D是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)70小時(shí)后的情形的圖。
[0059]圖7E是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)100小時(shí)后的情形的圖。
[0060]圖7F是示出在第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)200小時(shí)后的情形的圖。
[0061]圖8A是說(shuō)明使電解槽的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)的電解液、原料水以及稀釋水之間的相互平流的情形的原理圖。
[0062]圖SB是說(shuō)明使電解槽的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)的電解液、原料水以及稀釋水之間的相互平流的情形的原理圖。
[0063]圖9是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖。
[0064]圖10是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式~第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的圖。
[0065]圖11是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管(原料水配管)的電解液平流抑制部的圖。
[0066]圖12是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管(稀釋水配管)的電解液平流抑制部的圖。
[0067]圖13是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式~第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的圖。
[0068]圖14是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0069]圖15是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
[0070]圖16是示出電解液自電解槽向原料水管、稀釋水管平流的狀態(tài)的圖。
[0071]圖17是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電解水制造裝置的立體圖。
[0072]圖18是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0073]圖19是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
[0074]圖20是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的立體圖。
[0075]圖21是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖。
[0076]圖22是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖。
[0077]圖23是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0078]圖24是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
[0079]圖25是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0080]圖26是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
[0081]圖27是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0082]圖28是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
[0083]圖29是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的立體圖。
[0084]圖30是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出原料水管的電解液平流抑制部的圖。
[0085]圖31 是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電解水制造裝置的變形例的立體圖，且是示出稀釋水管的電解液平流抑制部的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0086]第I實(shí)施方式
[0087]以下，參照?qǐng)D1~圖SB說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電解水制造裝置。本實(shí)施方式涉及用于對(duì)含有氯離子的原料水亦即電解質(zhì)水溶液進(jìn)行電解而制造電解水的電解水制造裝置，尤其涉及用于制造含有次氯酸的電解殺菌水的電解水制造裝置。
[0088]如圖1所示，本實(shí)施方式的電解水制造裝置A包括:容器1，其用于貯存鹽酸水溶液、氯化鈉水溶液等原液Wl (含有氯離子的原料水);電解槽2，向該電解槽2供給將原液Wl和水W2 (稀釋水)混合而成的電解質(zhì)水溶液W3 (含有氯離子的原料水)，該電解槽2用于對(duì)該電解質(zhì)水溶液W3進(jìn)行電解；以及原料泵3，其用于自容器I朝向電解槽2輸送原液Wl。并且，電解水制造裝置A還包括:稀釋水泵4，其用于向容器I與電解槽2之間輸送水W2而將原液Wl稀釋至規(guī)定濃度，以生成電解質(zhì)水溶液W3 ；電解電源5，其用于向電解槽2供給電力；以及混合器6，其用于將在電解槽2中對(duì)電解質(zhì)水溶液W3進(jìn)行電解而產(chǎn)生的氯氣(或混合有氯氣的電解液W4 )和處理水W2混合而生成電解殺菌水W5 (電解水)。
[0089]電解槽2是將多個(gè)電極板串聯(lián)配置而成的多極式的電解槽。如圖1和圖2所示，電解槽2包括:殼體10，其內(nèi)部供電解質(zhì)水溶液W3流通；多個(gè)電極板11、12，它們?cè)谳S線01方向上隔開(kāi)間隔地排列設(shè)置在該殼體10內(nèi)；多個(gè)間隔件13、14、15,其用于將電極板11、12保持為在軸線01方向上隔開(kāi)間隔地排列設(shè)置的狀態(tài)；以及一對(duì)電極棒17、18，它們以插入設(shè)置于自外側(cè)向內(nèi)側(cè)貫穿設(shè)置于殼體10的中央部的電極棒插入孔16且分別與位于軸線01方向上的兩端側(cè)的一對(duì)電極板11、12相連接的方式設(shè)置,該一對(duì)電極棒17、18用于自電解電源5向電極板11、12供給電力。
[0090]殼體10使用氯乙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、丙稀酸樹(shù)脂等合成樹(shù)脂而形成。如圖2所不，殼體10包括:圓筒狀的筒體20,其配置為中心軸線朝向軸線01方向；以及一對(duì)側(cè)體21、22，它們以將筒體20的開(kāi)口部密閉的方式一體地安裝于筒體20的軸線01方向兩端側(cè)。
[0091]另外，在一側(cè)的側(cè)體21的下端部側(cè)(電極棒插入孔16的下側(cè))形成有以軸線01方向?yàn)槌蜃酝獗砻嫦騼?nèi)表面貫穿側(cè)體21的流入口 26。在另一側(cè)的側(cè)體22的上端部側(cè)(電極棒插入孔16的上側(cè))形成有以軸線01方向?yàn)槌蜃酝獗砻嫦騼?nèi)表面貫穿側(cè)體22的取出Π 27。
[0092]多個(gè)電極板11、12是鈦合金等金屬制的板體，分別形成為方形板狀。另外，上述電極板11、12以使各自的板面朝向側(cè)體21、22的對(duì)置方向(軸線01方向)的方式排列設(shè)置于以隔開(kāi)規(guī)定的間隔的方式對(duì)置配置的側(cè)體21、22之間。在配置于軸線01方向上的兩端側(cè)的電極板11、12的中央部固定并連接有金屬制的電極棒17、18。
[0093]多個(gè)間隔件13、14、15分別形成為具有與殼體10的筒體20的內(nèi)徑大致相同直徑的外徑的大致圓板狀。另外，在各間隔件13、14、15的中央形成有自一側(cè)的面向另一側(cè)的面貫穿并成為電解室28的方形狀的通孔。另外，在比通孔(28)靠上方的部位形成有自一側(cè)的面向另一側(cè)的面貫穿的取出口 27，在比通孔(28)靠下方的部位形成有自一側(cè)的面向另一側(cè)的面貫穿的流入口 26。上述取`出口 27和流入口 26分別經(jīng)由形成于一側(cè)的面的槽狀的流通路徑30與成為電解室28的通孔相連通。
[0094]如圖1、圖2以及圖3所示，本實(shí)施方式的供水設(shè)備的原料泵3設(shè)置為，利用管31將容器I和用于吸入原液Wl的吸入口 3a連接起來(lái)，利用原料水管32(原料水配管)和管36(原料水配管)將用于排出原液Wl的排出口 3b (排出口)和用于使電解質(zhì)水溶液W3流入電解槽2的電解室28的流入口 26 (流入口)連接起來(lái)。稀釋水泵4設(shè)置為，利用管33將供水源和用于吸入水W2的吸入口 4a連接起來(lái)，利用稀釋水管34 (稀釋水配管)和管36 (稀釋水配管)將用于排出水W2的排出口 4b (第2排出口)和電解槽2的流入口 26 (第2流入口)連接起來(lái)。
[0095]另外，在本實(shí)施方式的供水設(shè)備的原料泵3和稀釋水泵4中使用管泵。即，在本實(shí)施方式的電解水制造裝置A中，在運(yùn)轉(zhuǎn)停止的同時(shí)，原料泵3、稀釋水泵4以?shī)A住管的狀態(tài)靜止而發(fā)揮止回功能。因此，沒(méi)有如以往那樣在將原料泵3、稀釋水泵4的排出口 3b、4b與電解槽2的流入口 26連接起來(lái)的配管路徑上設(shè)置止回閥。此外，本發(fā)明應(yīng)用于這樣設(shè)有止回機(jī)構(gòu)的密閉系統(tǒng)的裝置中會(huì)更有效果，故此優(yōu)選。
[0096]并且，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，將與原料泵3的排出口 3b相連接的管32和與稀釋水泵4的排出口 4b相連接的管34連接于T形接頭35，利用管36 (原料水配管、稀釋水配管)將該T形接頭35和電解槽2的流入口 26 (流入口、第2流入口)連接起來(lái)。由此，利用T形接頭35將原液Wl和稀釋水W2混合而生成電解質(zhì)水溶液W3，并將該電解質(zhì)水溶液W3供給至電解槽2。
[0097]此外，在本實(shí)施方式中，能夠?qū)⑦B接原料泵3的排出口 3b和電解槽2的流入口 26的管32、36視作一個(gè)配管(原料水配管)。同樣地，能夠?qū)⑦B接稀釋水泵4的排出口 4b和電解槽2的流入口 26的管34、36視作一個(gè)配管(稀釋水配管)。另外，流入口 26具有作為用于使原液Wl流入電解槽2的流入口的功能和作為用于使水W2流入電解槽2的流入口(第2流入口)的功能。
[0098]并且，在本實(shí)施方式中，以原料泵3的排出口 3b相對(duì)于電解槽2的流入口 26配置于上方的方式配設(shè)有原料泵3。換言之，排出口 3b位于比流入口 26所在的水平面靠上方的位置。另外，以稀釋水泵4的排出口 4b相對(duì)于電解槽2的流入口 26配置于下方的方式配設(shè)有稀釋水泵4。換言之，排出口 4b位于比流入口 26所在的水平面靠下方的位置。
[0099]并且，在本實(shí)施方式的電解水制造裝置A中，原料水管32配設(shè)為，在與原料泵3的排出口 3b相連接的一端32a和與電解槽2的流入口 26 (直接地或經(jīng)由管36間接地)連接的另一端32b之間形成有以另一端32b側(cè)的部分相對(duì)于一端32a側(cè)的部分配置于上方的方式構(gòu)成的電解液平流抑制部40。即，在原料水管32中的一端32a (或排出口 3b)與另一端32b (或流入口 26)之間形成有電解液平流抑制部40。
[0100]另外，在本實(shí)施方式中，該原料水管32隨著自一端32a朝向另一端32b去而自一端32a向下方延伸，在繞沿橫向(水平方向)延伸的中心軸線02彎曲后朝向上方延伸，并在繞沿橫向(水平方向)延伸的中心軸線03彎曲后朝向下方延伸，另一端32b與電解槽2的流入口 26相連接。此外，另一端32b經(jīng)由T形接頭35和管36與流入口 26相連接，作為將另一端32b連接于流入口 26的結(jié)構(gòu),不僅包括直接連接,還包括這樣的間接連接。通過(guò)如此配設(shè)原料水管32，從而在自一端32a到另一端32b之間形成U字狀部41和倒U字狀部42，由上述U字狀部41和倒U字狀部42形成有以另一端32b側(cè)的部分相對(duì)于一端32a側(cè)的部分配置于上方的方式構(gòu)成的電解液平流抑制部40。即，電解液平流抑制部40形成為包括U字狀部41和倒U字狀部42。
[0101]此外，所謂“以另一端32b側(cè)的部分相對(duì)于一端32a側(cè)的部分配置于上方的方式構(gòu)成”，換言之指的是存在具有自另一端32b側(cè)朝向一端32a側(cè)的方向去而朝下的斜度的管路。因而，更具體地講，由U字狀部41和倒U字狀部42形成有隨著自另一端32b側(cè)(或流入口 26側(cè))朝向一端32a 側(cè)(或排出口 3b側(cè))去而下降的下斜管路32c (斜度配管)。以該下斜管路32c為主要部分形成有電解液平流抑制部40。即，在電解液平流抑制部40的至少一部分中設(shè)有下斜管路32c。另外，下斜管路32c配置于U字狀部41與倒U字狀部42之間。
[0102]并且，在本實(shí)施方式的電解水制造裝置A中，稀釋水管34配設(shè)為，在一端34a與另一端34b之間形成有以另一端34b側(cè)的部分相對(duì)于一端34a側(cè)的部分配置于下方的方式構(gòu)成的第2電解液平流抑制部45。即，在稀釋水管34中的一端34a (或排出口 4b)與另一端34b (或流入口 26)之間形成有第2電解液平流抑制部45。
[0103]在本實(shí)施方式中，該稀釋水管34隨著自與稀釋水泵4的排出口 4b相連接的一端34a朝向另一端34b去而自一端34a向上方延伸，在繞沿橫向(水平方向)延伸的中心軸線04彎曲后朝向下方延伸，并在繞沿橫向(水平方向)延伸的中心軸線05彎曲后朝向上方延伸，另一端34b與電解槽2的流入口 26 (直接地或經(jīng)由T形接頭35和管36間接地)相連接。通過(guò)如此配設(shè)稀釋水管34，從而在自一端34a到另一端34b之間形成倒U字狀部43和U字狀部44，由上述倒U字狀部43和U字狀部44形成有以另一端34b側(cè)的部分相對(duì)于一端34a側(cè)的部分配置于下方的方式構(gòu)成的第2電解液平流抑制部45。即，第2電解液平流抑制部45形成為包括倒U字狀部43和U字狀部44。
[0104]此外，所謂“以另一端34b側(cè)的部分相對(duì)于一端34a側(cè)的部分配置于下方的方式構(gòu)成”，換言之指的是存在具有自另一端34b側(cè)朝向一端34a側(cè)的方向去而朝上的斜度的管路。因而，更具體地講，由倒U字狀部43和U字狀部44形成有隨著自另一端34b側(cè)(或流入口 26側(cè))朝向一端34a側(cè)(或排出口 4b側(cè))去而上升的上斜管路34c (第2斜度配管)。以該上斜管路34c為主要部分形成有第2電解液平流抑制部45。即，在第2電解液平流抑制部45的至少一部分中設(shè)有上斜管路34c。另外，上斜管路34c配置于倒U字狀部43與U字狀部44之間。 [0105]另外，如此配設(shè)的原料水管32和稀釋水管34在形成有電解液平流抑制部40、45的狀態(tài)下借助例如捆束帶等未圖示的固定部件(固定部件、第2固定部件)被定位并固定。
[0106]接下來(lái)，在具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的電解水制造裝置A中，自電解電源5向電解槽2的電極棒17、18供給電力，并且利用原料泵3的驅(qū)動(dòng)自容器I輸送原液Wl，利用稀釋水泵4的驅(qū)動(dòng)自水源輸送水W2。在管32、34中流通的原液Wl和稀釋水W2在T形接頭35處混合，被調(diào)整為規(guī)定的電解質(zhì)濃度的電解質(zhì)水溶液W3自電解槽2的流入口 26向殼體10內(nèi)的電解室28供給而流通。
[0107]若電解質(zhì)水溶液W3在向電極棒17、18供給電力的狀態(tài)下在多個(gè)電解室28中流通時(shí)，電解質(zhì)水溶液W3被電解而產(chǎn)生氯氣。該氯氣(或混合有氯氣的電解液W4)自電解槽2的取出口 27被取出并在混合器6中與處理水W2混合而生成電解殺菌水W5。
[0108]在以往的電解水制造裝置中，當(dāng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電解液W4有可能立即自電解槽2平流至管32、34內(nèi)。因此，如本實(shí)施方式那樣，若在泵3、4中使用管泵，則有時(shí)會(huì)產(chǎn)生管的變色、膨脹這樣的劣化等。另一方面，在使用止回閥時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生密封件、閥體壽命變短等。
[0109]對(duì)此，為了查明該現(xiàn)象，本申請(qǐng)的發(fā)明人們實(shí)施了第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)和第二電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)。
[0110]首先，參照?qǐng)D4A~圖4D和圖5A~圖說(shuō)明第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)。在該第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中，按照如下(I)~(5)所示的步驟進(jìn)行試驗(yàn)。
[0111](I)準(zhǔn)備3個(gè)IOmL試管46和3個(gè)IOmL試管47，向各個(gè)試管46分別注入5mL的水(自來(lái)水)、5mL的3%鹽酸溶液以及5mL的21%鹽酸溶液，向各個(gè)試管47分別注入5mL的水(自來(lái)水)、5mL的3%鹽酸溶液以及5mL的21%鹽酸溶液。將3個(gè)試管46稱(chēng)作第I組，將3個(gè)試管47稱(chēng)作第2組。
[0112](2)將3%鹽酸溶液用作電解質(zhì)水溶液W3，將該電解質(zhì)水溶液W3裝入電解水制造裝置A的電解槽2并連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3小時(shí)，自電解槽2獲取連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后的電解液W4。此外，所獲取的電解液W4的有效氯濃度是265.5ppm。
[0113](3)在將所獲取的電解液W4冷卻至室溫之后添加碘化鉀，使其與電解液W4中的次氯酸反應(yīng)而染色。將染色后的電解液W4稱(chēng)作染色電解液W4’。
[0114](4)向(I)的各試管46、47內(nèi)分別注入Iml的染色電解液W4’。在圖4A、5A中示出剛裝入染色電解液W4’之后的情形。此時(shí)，如圖4A所示，在3個(gè)試管46 (第I組)中，將染色電解液W4’自試管46內(nèi)的上方添加(注入)至液面。另外，如圖5A所示，在余下的3個(gè)試管47 (第2組)中，將染色電解液W4’添加至試管47的液底。
[0115](5)在將各試管46、47靜置的狀態(tài)下，觀察并記錄自裝入染色電解液W4’經(jīng)過(guò)20小時(shí)、50小時(shí)、100小時(shí)后的著色狀態(tài)的歷時(shí)變化。在圖4B、5B中示出經(jīng)過(guò)20小時(shí)后的情形，在圖4C、5C中示出經(jīng)過(guò)50小時(shí)后的情形，在圖4D、5D中示出經(jīng)過(guò)100小時(shí)后的情形。
[0116]在該第一電解液行為確認(rèn)試驗(yàn)中，如圖4A~圖4D所示，在向水的液面添加了染色電解液W4’的情況下，電解液W4’一邊朝向試管46的底部擴(kuò)散一邊平流，并在底部沉淀。雖然在添加后沒(méi)有立即完全擴(kuò)散而是隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)擴(kuò)散至整個(gè)試管，但在經(jīng)過(guò)100小時(shí)之后也觀察到平流后的電解液W4’的沉淀。與此相對(duì)，在向3%鹽酸溶液和21%鹽酸溶液的液面分別添加了染色電解液W4’的情況下，在添加后，染色電解液W4’沒(méi)有平流而是在液面附近滯留。另外，觀察到電解液W4’隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)逐漸向下方擴(kuò)散的情形。
[0117]另外，圖5A~圖所示，在向水的液底添加了染色電解液W4’的情況下，在添加后，染色電解液W4’沒(méi)有平流而是在試管47的底部滯留。確認(rèn)到以下情形:電解液W4’沒(méi)有發(fā)生平流而是僅產(chǎn)生擴(kuò)散并隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而向逐漸上方擴(kuò)散，但在經(jīng)過(guò)了 100小時(shí)之后的階段，電解液W4’也沒(méi)有擴(kuò)散至整個(gè)試管。另一方面，在向3%鹽酸溶液和21%鹽酸溶液的液底分別添加了染色電解液W4’的情況下，在添加后，觀察到以下情形:染色電解液W4’一邊略微擴(kuò)散一邊朝向液面平流，染色電解液W4’在該平流的作用下立即上升至液面，暫時(shí)在液面滯留之后隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而向下方擴(kuò)散。
[0118]由上述試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)到:在水中，電解液W4’向下方平流且容易滯留于液底，在鹽酸溶液中，電解液W4’向上方平流且容易滯留于液面。另外，確認(rèn)到隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)，電解液W4’擴(kuò)散至整個(gè)試管。
[0119]如圖4A~圖4D和圖5A~圖所示，由于密度的差而在鉛垂方向上發(fā)生電解液W4’的平流。在表1中示出試驗(yàn)所使用的水、鹽酸以及電解液的比重。在表1所示的鹽酸和電解液中，不管鹽酸的濃度如何，鹽酸的比重均大于電解液的比重，因此，鹽酸溶液中的電解液W4’顯示出在添加后立即上升到液面的行為(不是擴(kuò)散而是平流)。
[0120]表1
[0121]
【權(quán)利要求】
1.一種電解水制造裝置，其用于對(duì)含有氯離子的原料水進(jìn)行電解而制造電解水，其中， 該電解水制造裝置包括: 電解槽； 原料泵，其用于向上述電解槽供給上述原料水； 原料水配管，其將用于排出上述原料水的上述原料泵的排出口和用于使上述原料水流入的上述電解槽的流入口連接起來(lái)；以及 電解液平流抑制部，其形成于上述原料水配管中的、上述排出口與上述流入口之間的部分， 以上述排出口配置在比上述流入口靠上方的位置的方式設(shè)置有上述原料泵， 在上述電解液平流抑制部的至少一部分設(shè)有斜度配管，在該斜度配管中，上述流入口側(cè)的部分配置于比上述排出口側(cè)的部分靠上方的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解水制造裝置，其中， 該電解水制造裝置還包括: 稀釋水泵，其供給用于 稀釋上述原料水的稀釋水，以使得上述原料水達(dá)到規(guī)定的電解質(zhì)濃度； 稀釋水配管，其將用于排出上述稀釋水的上述稀釋水泵的第2排出口和用于使上述稀釋水流入的上述電解槽的第2流入口連接起來(lái)；以及 第2電解液平流抑制部，其形成于上述稀釋水配管中的、上述第2排出口與上述第2流入口之間的部分， 以上述第2排出口配置在比上述第2流入口靠下方的位置的方式設(shè)置有上述稀釋水泵， 在上述第2電解液平流抑制部的至少一部分設(shè)有第2斜度配管，在該第2斜度配管中，上述第2流入口側(cè)的部分配置于比上述第2排出口側(cè)的部分靠下方的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解水制造裝置，其中， 該電解水制造裝置還包括固定部件，該固定部件在上述原料水配管形成有上述電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該原料水配管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解水制造裝置，其中， 該電解水制造裝置還包括第2固定部件，該第2固定部件在上述稀釋水配管形成有上述第2電解液平流抑制部的狀態(tài)下固定該稀釋水配管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電解水制造裝置，其中， 上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿水平方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電解水制造裝置，其中， 上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為包括繞沿水平方向延伸的中心軸線彎曲的U字狀部和倒U字狀部中的至少一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電解水制造裝置，其中， 上述電解液平流抑制部和上述第2電解液平流抑制部中的至少一者形成為繞沿鉛垂方向延伸的中心軸線卷繞的環(huán)狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電解水制造裝置，其中，上述電解液平流抑制部形成為包括隨著自上述排出口朝向上述流入口去而向上方傾斜的臺(tái)階部。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電解水制造裝置，其中， 上述第2電解液平流抑制部形成為包括隨著自上述第2排出口朝向上述第2流入口去而向下方傾斜的第2臺(tái)階部。
【文檔編號(hào)】C02F1/46GK103748043SQ201280040643
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月24日
【發(fā)明者】白土雅康, 松山公喜 申請(qǐng)人:森永乳業(yè)株式會(huì)社