CN103748044A - 电解水制造装置 - Google Patents

Abstract

电解水制造装置（A）是用于对含有氯离子的原料水（W1、W3）进行电解而制造电解水（W5）的装置，该电解水制造装置（A）包括：电解槽（2）；原料泵（3），其用于向电解槽（2）供给原料水（W1、W3）；以及配管（32、36），其将用于排出原料水（W1、W3）的原料泵（3）的排出口（3b）和用于使原料水（W1、W3）流入到电解槽（2）的流入口（26）连接起来。另外，以排出口（3b）相对于流入口（26）配置于下方的方式设置有原料泵（3）。

Description

电解水制造装置

技术领域

本发明涉及一种用于对含有氯离子的原料水亦即电解质水溶液进行电解而制造电解水的电解水制造装置。

本申请以2011年8月24日在日本提出申请的日本特愿2011－182492号为基础要求优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往，在食品制造领域等中，利用电解水制造装置对各种电解质水溶液（含有氯离子的原料水）进行电解而制造电解杀菌水（电解水），并将该电解杀菌水用于杀菌消毒等。例如，当对氯化钠水溶液、盐酸水溶液等含有氯离子的电解质水溶液进行电解时，在电解氧化作用下产生氯气，该氯气溶解于水而生成次氯酸。与将次氯酸钠溶解于水而制备的杀菌水相比，对于含有生成的次氯酸的电解杀菌水而言，氯浓度虽低却发挥优异的杀菌效果，另外，具有不必在每次使用时对浓度进行微小调整等较多优点。

电解水制造装置包括：电解槽，其用于对电解质水溶液进行电解；以及供水设备，其用于向电解槽供给电解质水溶液。另外，作为电解槽，大多使用将多个电极板串联配置而成的多极式（串联式）的电解槽。该多极式电解槽构成为，多个电极板以隔开间隔的方式排列设置在壳体内，在轴线方向一端侧的电极板上焊接而配设阳极的电极棒，在轴线方向另一端侧的电极板上焊接而配设阴极的电极棒，自一端侧的电极板（阳极）经由中间的电极板朝向另一端侧的电极板（阴极）通电。

在该电解水制造装置中，一边自供水设备向电解槽的壳体内供给电解质水溶液并使该电解质水溶液依次流通，一边对含有氯化物的电解质水溶液施加规定的电压而使电流流动，利用阳极侧的氧化反应使电解质水溶液产生氯气。自电解槽取出该氯气（或混有氯气的液体）并与水混合，由此在水中生成次氯酸而制得电解杀菌水。

另一方面，在切断对电解槽的电极之间施加的电压而使电解停止并使用于向电解槽供给电解质水溶液的泵停止时，在电解槽内残留混合有高浓度的氯气、次氯酸以及未电解的盐酸等的电解液（此外，在本发明中，将该电解槽的残留液记载为电解液）。在使电解槽和泵的运转停止时，有时电解槽的电解液会倒流至将电解槽和泵连接起来的配管（管）内。在电解液的倒流的作用下，会因氯气等而在泵等构成构件中产生腐蚀，从而有可能使构成构件的寿命变短。

与此相对，以往，提出了在将电解槽和泵连接起来的配管中设置止回阀的对策、以停止向电解槽的电极之间施加电压并在经过规定时间之后停止驱动用于供给电解质水溶液的泵的方式进行控制的对策，以防止电解液自电解槽倒流（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－299458号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，尽管提出了利用止回阀等止回机构来防止电解槽的电解液倒流的对策，但有时电解液在电解水制造装置的运转停止后立即自电解槽进入到配管内，止回阀、泵、配管（管）、密封件以及O形环等构成构件产生腐蚀。

根据构成构件的腐蚀状态等确认到，该现象并不是由于电解液的倒流、仅随着浓度平衡而产生的扩散而导致的。因此，强烈要求查明其原因并提出防止构成构件腐蚀的对策。

另一方面，在电解水制造装置的运转中，存在如下问题。以往，在电解水制造装置的运转中，在自暂时停止状态起再次开始（运转）电解的操作时，有时在电解槽内产生过电流而使整个装置异常停止。为了使电解水制造装置稳定地运转，预防这样的异常停止是必不可少的。预防这样的异常停止也成为电解水制造装置的问题。

用于解决问题的方案

根据本发明的第1方案，电解水制造装置用于对含有氯离子的原料水进行电解而制造电解水，其中，该电解水制造装置包括：电解槽；原料泵，其用于向上述电解槽供给上述原料水；以及配管，其将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上述电解槽的流入口连接起来。另外，以上述排出口相对于上述流入口配置于下方的方式设置有上述原料泵。

根据本发明的第2方案，在上述第1方案的基础上，电解水制造装置还包括：稀释水泵，其用于供给与上述原料水混合的稀释水，使得上述原料水达到规定的电解质浓度；以及第2配管，其将用于排出上述稀释水的上述稀释水泵的第2排出口和用于使上述稀释水流入上述电解槽的第2流入口连接起来。另外，以上述第2排出口相对于上述第2流入口配置于上方的方式设置有上述稀释水泵。

根据本发明的第3方案，在上述第1方案的基础上，电解水制造装置还包括以可装卸的方式安装于上述电解槽的托架。另外，在上述托架设有泵定位保持部，该泵定位保持部供上述原料泵以可装卸的方式安装并且以上述排出口相对于上述流入口配置在规定位置的方式对上述原料泵进行定位保持。

根据本发明的第4方案，在上述第2方案的基础上，电解水制造装置还包括以可装卸的方式安装于上述电解槽的第2托架。另外，在上述第2托架设有第2泵定位保持部，该第2泵定位保持部供上述稀释水泵以可装卸的方式安装并且以上述第2排出口相对于上述第2流入口配置在规定位置的方式对上述稀释水泵进行定位保持。

发明的效果

如后述那样，本申请的发明者查明了即使利用止回机构防止电解槽的电解液的倒流但电解液在电解水制造装置的运转停止后仍会自电解槽进入到配管内的现象的原因在于电解液的平流。据此，在本发明的第1方案的电解水制造装置中，以原料泵的排出口相对于电解槽的流入口配置于下方的方式设置有原料泵。因此，能够防止电解液在运转停止后立即自电解槽平流至与原料泵相连接的配管内。

其结果，能够防止构成构件被电解液腐蚀，从而能够实现构成构件的寿命增长。另外，能够降低构成构件的更换频率，从而能够提供耐久性、经济性以及可靠性优异的电解水制造装置。

另外，如上所述，本申请的发明者查明了电解液自电解槽进入配管的现象的原因在于电解液的平流。并且，发现了会产生电解液如此自电解槽朝向配管平流的现象以及原料水、稀释水自配管逆向地朝向电解槽平流的现象。并弄清了这样的原料水、稀释水自配管向电解槽的平流会引起电解槽内的氯离子浓度在上下方向上的不均匀分布，该不均匀分布会导致在使停止了的电解再次开始时、在电解槽内产生过电流而发生异常停止。

因而，上述原料泵的配置抑制电解液自电解槽朝向原料水配管平流的现象，并且抑制原料水自原料水配管逆向地朝向电解槽平流的现象。因此，能够抑制氯离子浓度在电解槽内不均匀地分布。其结果，能够预防在使电解槽开始再次运转时产生过电流和与此相伴的装置的异常停止，从而能够提供能够进行更加稳定的运转的电解水制造装置。

在本发明的第2方案的电解水制造装置中，根据本申请的发明者查明的上述现象的原因，以稀释水泵的第2排出口相对于电解槽的第2流入口配置于上方的方式设置有稀释水泵。因此，能够防止电解液在运转停止后立即自电解槽平流至与稀释水泵相连接的第2配管内。

其结果，能够防止构成构件被电解液腐蚀，能够进一步实现构成构件的寿命增长。另外，能够降低构成构件的更换频率，进而能够提供耐久性、经济性以及可靠性优异的电解水制造装置。

另外，上述那样的稀释水泵的配置抑制电解液自电解槽朝向稀释水配管（第2配管）平流的现象，并且抑制稀释水自稀释水配管逆向地朝向电解槽平流的现象。因此，能够抑制氯离子浓度在电解槽内不均匀地分布。其结果，能够预防在使电解槽开始再次运转时产生过电流和由此带来的装置的异常停止，从而能够提供能够进行更加稳定的运转的电解水制造装置。

在本发明的第3方案或第4方案的电解水制造装置中，仅将原料泵、稀释水泵以可装卸的方式安装于托架的泵定位保持部，就能够以排出口相对于电解槽中的原料水、稀释水的流入口配置于规定位置的方式容易地配设原料泵、稀释水泵。另外，由于原料泵、稀释水泵以可装卸的方式安装于托架，因此还能够实现提高维护性。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置的图。

图2是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置的电解槽的分解立体图。

图3是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置的立体图。

图4是图3的X1－X1向视图。

图5是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置的分解立体图。

图6A是示出在第一电解液行为确认试验中刚投下电解液后的情形的图。

图6B是示出在第一电解液行为确认试验中经过20小时后的情形的图。

图6C是示出在第一电解液行为确认试验中经过50小时后的情形的图。

图6D是示出在第一电解液行为确认试验中经过100小时后的情形的图。

图7A是示出在第一电解液行为确认试验中刚投下电解液后的情形的图。

图7B是示出在第一电解液行为确认试验中经过20小时后的情形的图。

图7C是示出在第一电解液行为确认试验中经过50小时后的情形的图。

图7D是示出在第一电解液行为确认试验中经过100小时后的情形的图。

图8A是示出在第二电解液行为确认试验中刚投下电解液后的情形的图。

图8B是示出在第二电解液行为确认试验中经过20小时后的情形的图。

图8C是示出在第二电解液行为确认试验中经过50小时后的情形的图。

图8D是示出在第二电解液行为确认试验中经过70小时后的情形的图。

图8E是示出在第二电解液行为确认试验中经过100小时后的情形的图。

图8F是示出在第二电解液行为确认试验中经过200小时后的情形的图。

图9A是示出在第二电解液行为确认试验中刚投下电解液后的情形的图。

图9B是示出在第二电解液行为确认试验中经过20小时后的情形的图。

图9C是示出在第二电解液行为确认试验中经过50小时后的情形的图。

图9D是示出在第二电解液行为确认试验中经过70小时后的情形的图。

图9E是示出在第二电解液行为确认试验中经过100小时后的情形的图。

图9F是示出在第二电解液行为确认试验中经过200小时后的情形的图。

图10A是说明在使电解槽的运转停止时的电解液、原料水以及稀释水之间的相互平流的情形的原理图。

图10B是说明在使电解槽的运转停止时的电解液、原料水以及稀释水之间的相互平流的情形的原理图。

图11A是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置中的防止电解液进入的对策的想法的图。

图11B是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置中的防止电解液进入的对策的想法的图。

图12A是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置中的防止电解液进入的对策的想法的图。

图12B是示出本发明的一实施方式的电解水制造装置中的防止电解液进入的对策的想法的图。

图13A是说明本发明的一实施方式的电解水制造装置的效果的原理图。

图13B是说明本发明的一实施方式的电解水制造装置的效果的原理图。

具体实施方式

以下，参照图1～图13B说明本发明的一实施方式的电解水制造装置。本实施方式涉及一种用于对含有氯离子的原料水亦即电解质水溶液进行电解而制造电解水的电解水制造装置，尤其涉及一种用于制造含有次氯酸的电解杀菌水的电解水制造装置。

如图1所示，本实施方式的电解水制造装置A包括：容器1，其用于贮存盐酸水溶液、氯化钠水溶液等原液W1（含有氯离子的原料水）；电解槽2，向该电解槽2供给将原液W1和水W2（稀释水）混合而成的电解质水溶液W3（含有氯离子的原料水），该电解槽2用于对该电解质水溶液W3进行电解；以及原料泵3，其用于自容器1朝向电解槽2输送原液W1。并且，电解水制造装置A还包括：稀释水泵4，其用于向容器1与电解槽2之间输送水W2而将原液W1稀释至规定浓度，以生成电解质水溶液W3；电解电源5，其用于向电解槽2供给电力；以及混合器6，其用于将在电解槽2中对电解质水溶液W3进行电解而产生的氯气（或混合有氯气的电解液W4）和处理水W2混合而生成电解杀菌水W5（电解水）。

电解槽2是将多个电极板串联配置而成的多极式的电解槽。如图1和图2所示，电解槽2包括：壳体10，其内部供电解质水溶液W3流通；多个电极板11、12，它们在轴线O1方向上隔开间隔地排列设置在该壳体10内；多个间隔件13、14、15，其用于将电极板11、12保持为在轴线O1方向上隔开间隔地排列设置的状态；以及一对电极棒17、18，它们以插入设置于自外侧向内侧贯穿设置于壳体10的中央部的电极棒插入孔16且分别与位于轴线O1方向上的两端侧的一对电极板11、12相连接的方式设置，该一对电极棒17、18用于自电解电源5向电极板11、12供给电力。

壳体10使用氯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙稀酸树脂等合成树脂而形成。如图2所示，壳体10包括：圆筒状的筒体20，其配置为中心轴线朝向轴线O1方向；以及一对侧体21、22，它们以将筒体20的开口部密闭的方式一体地安装于筒体20的轴线O1方向两端侧。

另外，在一侧的侧体21的下端部侧（电极棒插入孔16的下侧）形成有以轴线O1方向为朝向自外表面向内表面贯穿侧体21的流入口26。在另一侧的侧体22的上端部侧（电极棒插入孔16的上侧）形成有以轴线O1方向为朝向自外表面向内表面贯穿侧体22的取出口27。

多个电极板11、12是钛合金等金属制的板体，分别形成为方形板状。另外，上述电极板11、12以使各自的板面朝向侧体21、22的对置方向（轴线O1方向）的方式排列设置于以隔开规定的间隔的方式对置配置的侧体21、22之间。在配置于轴线O1方向上的两端侧的电极板11、12的中央部固定并连接有金属制的电极棒17、18。

多个间隔件13、14、15分别形成为具有与壳体10的筒体20的内径大致相同直径的外径的大致圆板状。另外，在各间隔件13、14、15的中央形成有自一侧的面向另一侧的面贯穿并成为电解室28的方形状的通孔。另外，在比通孔（28）靠上方的部位形成有自一侧的面向另一侧的面贯穿的取出口27，在比通孔（28）靠下方的部位形成有自一侧的面向另一侧的面贯穿的流入口26。上述取出口27和流入口26分别经由形成于一侧的面的槽状的流通路径30与成为电解室28的通孔相连通。

如图1、图2、图3以及图4所示，本实施方式的供水设备的原料泵3设置为，利用管31将容器1和用于吸入原液W1的吸入口3a连接起来，利用管32（配管）和管36（配管）将用于排出原液W1的排出口3b（排出口）和用于使电解质水溶液W3流入电解槽2的电解室28的流入口26（流入口）连接起来。稀释水泵4设置为，利用管33将供水源和用于吸入水W2的吸入口4a连接起来，利用管34（第2配管）和管36（第2配管）将用于排出水W2的排出口4b（第2排出口）和电解槽2的流入口26（第2流入口）连接起来。

另外，在本实施方式的供水设备的原料泵3和稀释水泵4中使用管泵。即，在本实施方式的电解水制造装置A中，在运转停止的同时，原料泵3、稀释水泵4以夹住管的状态静止而发挥止回功能。因此，没有如以往那样在将原料泵3、稀释水泵4的排出口3b、4b与电解槽2的流入口26连接起来的配管路径上设置止回阀。此外，本发明应用于这样设有止回机构的密闭系统的装置中会更有效果，故此优选。

并且，在本实施方式中，将分别与原料泵3的排出口3b和稀释水泵4的排出口4b相连接的各管32、34连接于T形接头35（参照图4），利用管36（配管、第2配管）将该T形接头35和电解槽2的流入口26（流入口、第2流入口）连接起来。由此，利用T形接头35将原液W1和稀释水W2混合而生成电解质水溶液W3，并将该电解质水溶液W3供给至电解槽2。

此外，在本实施方式中，能够将连接原料泵3的排出口3b和电解槽2的流入口26的管32、36视作一个配管。同样地，能够将连接稀释水泵4的排出口4b和电解槽2的流入口26的管34、36视作一个配管（第2配管）。另外，流入口26具有作为用于使原液W1流入电解槽2的流入口的功能和作为用于使水W2流入电解槽2的流入口（第2流入口）的功能。

并且，在本实施方式中，以原料泵3的排出口3b相对于电解槽2的流入口26配置于下方的方式配设有原料泵3。换言之，排出口3b位于比流入口26所处的水平面靠下方的位置。另外，以稀释水泵4的排出口4b相对于电解槽2的流入口26配置于上方的方式配设有稀释水泵4。换言之，排出口4b位于比流入口26所处的水平面靠上方的位置。

并且，如图3～图5所示，本实施方式的电解水制造装置A包括：电解槽托架41，其利用固定爪40以可装卸的方式安装于电解槽2的各侧体21、22的下端侧，用于支承电解槽2；以及泵托架（托架、第2托架）42，其利用螺钉等以可装卸的方式安装于电解槽2的一侧的侧体22，且利用固定爪40以可装卸的方式安装于电解槽托架41，用于将原料泵3和稀释水泵4设置于规定位置。

另外，泵托架42包括：泵定位保持孔43（泵定位保持部），其供原料泵3插入并卡合，从而使原料泵3以可装卸的方式安装并对原料泵3进行定位保持；以及泵定位保持孔44（第2泵定位保持部），其供稀释水泵4插入并卡合，从而使稀释水泵4以可装卸的方式安装并对稀释水泵4进行定位保持。仅使原料泵3和稀释水泵4以卡合于各泵定位保持孔43、44的方式安装于泵托架42，就能够将各泵3、4的排出口3b、4b相对于电解槽2的流入口26配设于规定位置。

在具有上述结构的本实施方式的电解水制造装置A中，自电解电源5向电解槽2的电极棒17、18供给电力，并且利用原料泵3的驱动自容器1输送原液W1，利用稀释水泵4的驱动自水源输送水W2。在管32、34中流通的原液W1和稀释水W2在T形接头35处混合，被调整为规定的电解质浓度的电解质水溶液W3自电解槽2的流入口26向壳体10内的电解室28供给而流通。

若电解质水溶液W3在向电极棒17、18供给电力的状态下在多个电解室28中流通时，电解质水溶液W3被电解而产生氯气。该氯气（或混合有氯气的电解液W4）自电解槽2的取出口27被取出并在混合器6中与处理水W2混合而生成电解杀菌水W5。

在以往的电解水制造装置中，当停止运转时，电解液W4有可能立即自电解槽2平流至管32、34内。因此，如本实施方式那样，若在泵3、4中使用管泵，则有时会产生管的变色、膨胀这样的劣化等。另一方面，在使用止回阀时，有时会产生密封件、阀体寿命变短等。

对此，为了查明该现象，本申请的发明人们实施了第一电解液行为确认试验和第二电解液行为确认试验。

首先，参照图6A～图6D和图7A～图7D说明第一电解液行为确认试验。在该第一电解液行为确认试验中，按照如下（1）～（5）所示的步骤进行试验。

（1）准备3个10mL试管45和3个10mL试管46，向各个试管45分别注入5mL的水（自来水）、5mL的3%盐酸溶液以及5mL的21%盐酸溶液，向各个试管46分别注入5mL的水（自来水）、5mL的3%盐酸溶液以及5mL的21%盐酸溶液。将3个试管45称作第1组，将3个试管46称作第2组。

（2）将3%盐酸溶液用作电解质水溶液W3，将该电解质水溶液W3装入电解水制造装置A的电解槽2并连续运转3小时，自电解槽2获取连续运转后的电解液W4。此外，所获取的电解液W4的有效氯浓度是265.5ppm。

（3）在将所获取的电解液W4冷却至室温之后添加碘化钾，使其与电解液W4中的次氯酸反应而染色。将染色后的电解液W4称作染色电解液W4’。

（4）向（1）的各试管45、46内分别注入1ml的染色电解液W4’。在图6A、7A中示出刚装入染色电解液W4’之后的情形。此时，如图6A所示，在3个试管45（第1组）中，将染色电解液W4’自试管45内的上方添加（注入）至液面。另外，如图7所示，在余下的3个试管46（第2组）中，将染色电解液W4’添加至试管46的液底。

（5）在将各试管45、46静置的状态下，观察并记录自装入染色电解液W4’经过20小时、50小时、100小时后的着色状态的历时变化。在图6B、7B中示出经过20小时后的情形，在图6C、7C中示出经过50小时后的情形，在图6D、7D中示出经过100小时后的情形。

在该第一电解液行为确认试验中，如图6A～图6D所示，在向水的液面添加了染色电解液W4’的情况下，电解液W4’一边朝向试管45的底部扩散一边平流，并在底部沉淀。虽然在添加后没有立即完全扩散而是随着时间经过扩散至整个试管，但在经过100小时之后也观察到平流后的电解液W4’的沉淀。与此相对，在向3%盐酸溶液和21%盐酸溶液的液面分别添加了染色电解液W4’的情况下，在添加后，染色电解液W4’没有平流而是在液面附近滞留。另外，观察到电解液W4’随着时间经过逐渐向下方扩散的情形。

另外，图7A～图7D所示，在向水的液底添加了染色电解液W4’的情况下，在添加后，染色电解液W4’没有平流而是在试管46的底部滞留。确认到以下情形：电解液W4’没有发生平流而是仅产生扩散并随着时间经过而向逐渐上方扩散，但在经过了100小时之后的阶段，电解液W4’也没有扩散至整个试管。另一方面，在向3%盐酸溶液和21%盐酸溶液的液底分别添加了染色电解液W4’的情况下，在添加后，观察到以下情形：染色电解液W4’一边略微扩散一边朝向液面平流，染色电解液W4’在该平流的作用下立即上升至液面，暂时在液面滞留之后随着时间经过而向下方扩散。

由上述试验结果确认到：在水中，电解液W4’向下方平流且容易滞留于液底，在盐酸溶液中，电解液W4’向上方平流且容易滞留于液面。另外，确认到随着时间经过，电解液W4’扩散至整个试管。

如图6A～图6D和图7A～图7D所示，由于密度的差而在铅垂方向上发生电解液W4’的平流。在表1中示出试验所使用的水、盐酸以及电解液的比重。在表1所示的盐酸和电解液中，不管盐酸的浓度如何，盐酸的比重均大于电解液的比重，因此，盐酸溶液中的电解液W4’显示出在添加后立即上升到液面的行为（不是扩散而是平流）。

表1

取样次数	1	2	3	4	5	平均	标准偏差
								水	1.0003	0.9968	0.9853	1.0015	0.9907	0.9949	0.006101
3%HCl	0.9989	1.0225	1.0085	1.0086	1.0057	1.0088	0.007687
								21%HCl	1.0938	1.0879	1.0889	1.0840	1.0710	1.0853	0.007392
电解液	0.9927	0.9810	0.9746	0.9793	0.9803	0.9816	0.005992

比重大小顺序

21%HCl＞3%HCl水＞电解液

在水和电解液W4’的液体接触部发生H₂O+Cl₂→HClO+HCl的反应，溶解于电解液W4’的氯气与水反应而生成次氯酸分子。水与电解液W4’之间的反应物（次氯酸水）的比重大于水单独的比重。

因此，在如图6A～图6D所示那样在自液面向水添加了电解液W4’的情况下，电解液W4’的氯分子与水分子反应而生成次氯酸分子，随着次氯酸和碘化钾的反应而产生的显色显示出电解液W4’沉淀至液底的行为（与扩散相伴的平流）。

另外，在如图7A～图7D所示那样将电解液W4’自水的液底添加的情况下，电解液的氯分子与水分子反应而生成次氯酸分子，该次氯酸分子的比重大于水单独的比重，因此显示出电解液W4’滞留于液底的行为（平流）。准确地讲，反复进行氯气

次氯酸的反应，直至化学反应式达到平衡。

接下来，参照图8A～图8F和图9A～图9F说明第二电解液行为确认试验。在该第二电解液行为确认试验中，按照如下（1）～（8）所示的步骤进行试验。

（1）利用燃烧器加热PFA管（氟树脂管）而使其成形为高度150mm的U字状，向PFA管中填充（注入）水或3%盐酸溶液。

（2）利用燃烧器使填充有水或3%盐酸溶液的PFA管的一端部熔化而密闭。

（3）将3%盐酸溶液用作电解质水溶液W3，将该电解质水溶液W3装入电解水制造装置A的电解槽2并连续运转3小时，自电解槽2获取连续运转后的电解液W4。此外，所获取的电解液W4的有效氯浓度是265.5ppm。

（4）在将提取后的电解液W4冷却至室温之后添加碘化钾，使其与电解液W4中的次氯酸反应而染色。将染色后的电解液W4称作染色电解液W4’。

（5）自一端部密闭后的各PFA管的另一端部注入300μL的染色电解液W4’。

（6）充满水后的PFA管使用封口膜（parafilm）对注入有电解液W4’的另一端部进行密闭。另外，充满3%盐酸溶液的PFA管借助燃烧器使其另一端部熔化而密闭。此外，若利用燃烧器所进行的加热熔融使填充有水的管密闭，则电解液W4’上升，因此使用封口膜将另一端部密闭。

（7）填充有水的管如图8A～图8F所示那样以倒U字的姿势静置，填充有3%盐酸溶液的管如图9A～图9F所示那样以U字的姿势静置。这样做是基于第一电解液行为确认试验的结果的。在图8A、9A中示出刚装入染色电解液W4’之后的情形。

（8）观察并记录自装入染色电解液W4’起经过20小时、50小时、70小时、100小时、200小时的情况下的着色状态的历时变化。在图8B、9B中示出经过20小时后的情形，在图8C、9C中示出经过50小时后的情形，在图8D、9D中示出经过70小时后的情形，在图8E、9E中示出经过100小时后的情形，在图8F、9F中示出经过200小时后的情形。

在该第二电解液行为确认试验中，在填充有水的情况中，如图8A～图8F所示，向另一端部（下端部）添加的染色电解液W4’在下方滞留，没有发生平流而仅产生了扩散。观察到如下情形：电解液W4’随着时间经过而逐渐向上方扩散，但即使经过200小时，电解液W4’也没有达到倒U字的管顶部。

另一方面，在填充有3%盐酸溶液的情况中，如图9A～图9F所示，向另一端部（上端部）添加的染色电解液W4’在上方滞留，没有发生平流而仅产生了扩散。观察到如下情形：电解液W4’随着时间经过而逐渐向下方扩散，但即使经过200小时，电解液W4’也没有达到U字的管底部。

即，该第二电解液行为确认试验的结果与第一电解液行为确认试验中的电解液的行为相同。

根据第一电解液行为确认试验和第二电解液行为确认试验的结果，当原料泵3位于比电解槽2靠上方的位置时，推定电解液W4会在运转停止后立即自电解槽2平流至管32内的电解质水溶液W3（盐酸溶液）中。由于电解液W4向管32内平流，从而有可能使管32等构成构件腐蚀。

另外，根据第一电解液行为确认试验和第二电解液行为确认试验的结果，在稀释水泵4位于比电解槽2靠下方的位置时，推定电解液W4会在运转停止后立即自电解槽2平流至管34内的水中。由于电解液W4向管34内平流，从而有可能使管34等构成构件腐蚀。

根据第一电解液行为确认试验和第二电解液行为确认试验的结果判断出：以往，其原因不明的、将原料泵3、稀释水泵4的排出口3b、4b和电解槽2的流入口26连接起来的管32、34的变色、膨胀这样的劣化的发生、因自管32、34的内壁剥离下来的剥离物而导致的管32、34的封堵等的发生是由于电解液W4的平流而产生的。并且，判断出：电解液W4的平流是由于原料泵3位于比电解槽2靠上方的位置、或者稀释水泵4位于电解槽2的下方而产生的。

另一方面，还判断出电解液W4的平流有可能引起其他不期望的状况。图10A示出刚使电解槽2的运转停止后的状态，图10B示出电解液W4进行自电解槽2向配管32、34的平流的状态。如图10A所示，在电解槽2的运转停止后，如上述那样残留于电解槽2中的电解液W4开始朝向原料水配管32、稀释水配管34平流。但是，在电解水制造装置的停止过程中，原料水配管32和稀释水配管34借助未图示的止回机构阻止回流而使配管32、34内处于密闭状态。因此，当电解液W4自电解槽2向配管32、34平流时，如图10B所示，原料水W3（W1）自原料水配管32向电解槽2逆向地平流，并且稀释水W2自稀释水配管34向电解槽2逆向地平流。

平流至电解槽2内的原料水W3在电解槽2内滞留于下部，并且稀释水W2在电解槽2内滞留于上部。由于原料水W3是氯离子浓度较高的液体，因此，在电解槽2的内部，下部的氯离子浓度较高，上部的氯离子浓度较低，在电解槽2内部在上下方向上产生氯离子浓度的不均匀分布。该氯离子的不均匀分布有可能导致在再次开始电解槽2的运转时产生过电流，引起电解水制造装置的异常停止。

如上所示，本申请的发明人们还根据第一电解液行为确认试验和第二电解液行为确认试验的结果查明了：电解液W4的平流会导致原料泵3、稀释水泵4的零件、连接管32、34的劣化、管32、34的封堵等，并且随着电解液W4的平流而产生的原料水W3、稀释水W2的平流会导致在使处于停止状态的电解水制造装置再次开始运转时发生异常停止。

此外，不管是否产生平流，均会发生扩散。即，存在平流的同时发生扩散或仅发生扩散这样的差异，但发生扩散与有无平流无关。但是，扩散物质的移动速度较慢，另外，电解液W4被原液W1、稀释水W2或电解质水溶液W3稀释，因此与平流相比，扩散对电解水制造装置造成的影响的程度较小。

如上所述，本申请的发明者查明了即使利用止回机构防止电解槽2的电解液W4的倒流但电解液W4在电解水制造装置A的运转停止后仍会自电解槽2进入到管32内的现象的原因。据此，在本实施方式的电解水制造装置A中，以原料泵3的排出口3b相对于电解槽2的流入口26配置于下方的方式设置原料泵3。因此，能够防止电解液W4在运转停止后立即自电解槽2进入到与原料泵3相连接的管32内。

其结果，能够防止构成构件被电解液W4腐蚀，从而能够实现构成构件的寿命增长。另外，能够降低构成构件的更换频率，从而能够提供耐久性、经济性以及可靠性优异的电解水制造装置A。

另外，根据本申请的发明者查明的上述现象的原因，以稀释水泵4的排出口4b相对于电解槽2的流入口26配置于上方的方式设置有稀释水泵4。因此，能够防止电解液W4在运转停止后立即自电解槽2进入到与稀释水泵4相连接的管34内。

其结果，能够防止构成构件被电解液W4腐蚀，能够进一步实现构成构件的寿命增长。另外，能够降低构成构件的更换频率，进而能够提供耐久性、经济性以及可靠性优异的电解水制造装置A。

并且，仅将原料泵3、稀释水泵4以可装卸的方式安装于托架42的泵定位保持孔43、44，就能够以排出口3b、4b相对于电解槽2的流入口26配置于规定位置的方式容易地配设原料泵3、稀释水泵4。另外，由于原料泵3、稀释水泵4以可装卸的方式安装于托架42，因此还能够实现提高维护性。

另外，在本实施方式的电解槽制造装置A中，由于能够抑制电解液W4自电解槽2朝向管32、管34平流，因此，同时还能够抑制原料水W3、稀释水W2自管32、管34朝向电解槽2平流。因此，原料水W3、稀释水W2不会在电解水制造装置A的停止过程中进入到电解槽2内，能够防止氯离子在电解槽2内部在上下方向上不均匀地分布的现象。因而，能够抑制自停止状态再次开始电解水制造装置A的运转时因产生的过电流而导致装置异常停止。因此，能够提供能够进行比以往稳定的运转的电解水制造装置A。

对于原料泵3相对于电解槽2的高度位置而言，只要进入到管32内的电解槽2的流入口26侧的电解液W4的最低的液面配置在比残留于管32内的原料泵3的排出口3b侧的原料液面靠上方的位置即可。即，如图11A所示，只要以原料泵3的排出口3b和电解槽2的流入口26的各中心高度的差值为排出口3b的半径和流入口26的半径之和以上的方式将原料泵3相对于电解槽2配设于下方即可。此外，在原料泵3的排出口3b和电解槽2的流入口26为相同直径的情况下，如图11B所示，只要使原料泵3的排出口3b和电解槽2的流入口26的各中心高度的差值为排出口3b或流入口26的内径以上即可。

另外，对于稀释水泵4相对于电解槽2的高度位置而言，只要进入到管34内的电解槽2的流入口26侧的电解液W4的最高的液面配置在比残留于管34内的稀释水泵4的排出口4b侧的水W2的液面靠下方的位置即可。即，如图12A所示，只要以稀释水泵4的排出口4b和电解槽2的流入口26的各中心高度的差值为排出口4b的半径和流入口26的半径之和以上的方式将稀释水泵4相对于电解槽2配设于上方即可。此外，在稀释水泵4的排出口4b和电解槽2的流入口26为相同直径的情况下，如图12B所示，只要使稀释水泵4的排出口4b和电解槽2的流入口26的各中心高度的差值为排出口4b或流入口26的内径以上即可。

根据本发明的一实施方式的电解水制造装置A说明上述原理。例如，对用于使原液W1流入到电解槽2的管32和用于使稀释水W2流入到电解槽2的管34分别经由T形接头35连接起来的状态进行说明。图13B是本发明的一实施方式的状态，图13A是用于进行比较的对照例。

如图13A的对照例那样，若用于供给原液W1的原料泵3的排出口3b（在图13A、13B中未图示）位于比电解槽2的流入口26高的位置，且用于供给稀释水W2的稀释水泵4的排出口4b（在图13A、13B中未图示）位于比电解槽2的流入口26低的位置，则在电解槽2的运转停止时，残留于电解槽2的电解液W4会向T形接头35平流。并且，电解液W4在管32内向上方平流且在管34内向下方平流。原液W1自管32逆向地平流至电解槽2内，且稀释水W2自管34逆向地平流至电解槽2内。

另一方面，如图13B的本发明的一实施方式那样，若用于供给原液W1的原料泵3的排出口3b位于比电解槽2的流入口26低的位置，且用于供给稀释水W2的稀释水泵4的排出口4b位于比电解槽2的流入口26高的位置，则即使残留于电解槽2的电解液W4平流至T形接头35，电解液W4也不会在管32中向下方平流，且不会在管34中向上方平流。因而，不仅原液W1不会自管32平流至电解槽2内，而且稀释水W2也不会自管34平流至电解槽2内。

此外，在图13A、13B的情况下，均产生扩散的现象，但与平流相比，扩散对电解水制造装置A造成的影响很小。

以上，说明了本发明的电解水制造装置的一实施方式，但本发明并不限定于上述一实施方式，能够在本发明的范围内适当变更。

例如，在本实施方式中，用于供给原液W1、稀释水W2的原料泵3、稀释水泵4是管泵，但也可以将其他种类的泵用作原料泵3、稀释水泵4。电解水制造装置A也可以构成为在将上述泵3、4的排出口3b、4b和电解槽2的流入口26连接起来的管32、34（配管、第2配管）中设置有止回阀。在该情况下，通过以与本实施方式同样的位置关系相对于电解槽2配设原料泵3、稀释水泵4，也能够获得与本实施方式相同的作用效果。

另外，在本实施方式中，以如下方式构成电解水制造装置A：使利用稀释水泵4供给的稀释水W2与利用原料泵3供给的原液W1混合而生成规定浓度的电解质水溶液W3，并使生成的电解质水溶液W3流入电解槽2。

与此相对，也可以如下方式构成电解水制造装置A：将原料泵3和稀释水泵4分别单独连接于电解槽2，使自原料泵3供给的原液W1和自稀释水泵4供给的稀释水W2在电解槽2内混合，使规定浓度的电解质水溶液W3在电解槽2内流通。另外，也可以在电解槽2分别设置有供原液W1流入的流入口和供稀释水W2流入的第2流入口。利用配管使原料泵3的排出口和电解槽2的流入口相连接，利用第2配管使稀释水泵4的第2排出口和电解槽2的第2流入口相连接。在该情况下，若使排出口相对于流入口配置于下方，使第2排出口相对于第2流入口配置于上方，则也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。

并且，电解水制造装置A也可以构成为利用原料泵3向电解槽2供给预先将原液W1和稀释水W2混合而调整为规定浓度的电解质水溶液W3。即，电解水制造装置A也可以不包括稀释水泵4。在上述结构的电解水制造装置A中，通过以与本实施方式同样的位置关系配设泵3、4、电解槽2，也能够获得与本实施方式相同的作用效果。

另外，即使将排出口3b配置在比流入口26靠下方的位置，在管32的中间部配置在比流入口26靠上方（比流入口26所在的水平面靠上方）的位置的情况下，也有可能在该中间部与流入口26之间产生原液W1与电解液W4之间的平流。在还需要防止该平流的情况下，只要将管32全部配置在比流入口26所在的水平面靠下方的位置即可。

同样地，即使将排出口4b配置在比流入口26靠上方的位置，在管34的中间部配置在比流入口26靠下方（比流入口26所在的水平面靠下方）的位置的情况下，也有可能在该中间部与流入口26之间产生稀释水W2与电解液W4之间的平流。在还需要防止该平流的情况下，只要将管34全部配置在比流入口26所在的水平面靠上方的位置即可。

另外，在本发明的实施方式中，原料泵3和稀释水泵4均安装于泵托架42。另一方面，也可以是，原料泵3和稀释水泵4分别安装于不同的托架并经由各自的托架设置于电解槽2。

产业上的可利用性

本发明能够广泛地应用于对含有氯离子的原料水进行电解而制造电解水的电解水制造装置中。

附图标记说明

1、容器；2、电解槽；3、原料泵；3a、吸入口；3b、排出口；4、稀释水泵；4a、吸入口；4b、排出口（第2排出口）；5、电解电源；6、混合器；10、壳体；11、12、电极板；13、14、15、间隔件；16、电极棒插入孔；17、18、电极棒；20、筒体；21、22、侧体；26、流入口（流入口、第2流入口）；27、取出口；28、电解室；30、流通路径；31、管；32、管（配管）；33、管；34、管（第2配管）；35、T形接头；36、管（配管、第2配管）；40、固定爪；41、电解槽托架；42、泵托架（托架、第2托架）；43、泵定位保持孔（泵定位保持部）；44、泵定位保持孔（第2泵定位保持部）；45、试管；46、试管；A、电解水制造装置；O1、轴线；W1、原液（原料水）；W2、水（稀释水）；W3、电解质水溶液（原料水）；W4、电解液；W5、电解杀菌水（电解水）。

Claims (4)

1.一种电解水制造装置，其用于对含有氯离子的原料水进行电解而制造电解水，其中，

该电解水制造装置包括：

电解槽；

原料泵，其用于向上述电解槽供给上述原料水；以及

配管，其将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上述电解槽的流入口连接起来，

以上述排出口相对于上述流入口配置于下方的方式设置有上述原料泵。

2.根据权利要求1所述的电解水制造装置，其中，

该电解水制造装置还包括：

稀释水泵，其用于供给与上述原料水混合的稀释水，使得上述原料水达到规定的电解质浓度；以及

第2配管，其将用于排出上述稀释水的上述稀释水泵的第2排出口和用于使上述稀释水流入上述电解槽的第2流入口连接起来，

以上述第2排出口相对于上述第2流入口配置于上方的方式设置有上述稀释水泵。

3.根据权利要求1所述的电解水制造装置，其中，

该电解水制造装置还包括以可装卸的方式安装于上述电解槽的托架，

在上述托架设有泵定位保持部，该泵定位保持部供上述原料泵以可装卸的方式安装并且以上述排出口相对于上述流入口配置在规定位置的方式对上述原料泵进行定位保持。

4.根据权利要求2所述的电解水制造装置，其中，

该电解水制造装置还包括以可装卸的方式安装于上述电解槽的第2托架，

在上述第2托架设有第2泵定位保持部，该第2泵定位保持部供上述稀释水泵以可装卸的方式安装并且以上述第2排出口相对于上述第2流入口配置在规定位置的方式对上述稀释水泵进行定位保持。

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