CN106477678A - 电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法 - Google Patents

电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法。该电解生成物混合装置包括：T形管(24)，其具有：直管部(22)，其具有基端管部(43)以及顶端管部(44)；以及交叉管部(23)，其在直管部的基端管部和顶端管部之间与直管部(22)交叉，原水从交叉管部朝向顶端管部流动；以及导入喷嘴(25)，其装卸自如地设于基端管部，并在其与直管部之间形成有供原水流动的间隙(101)，形成有将电解生成物导入直管部的内孔(95)。导入喷嘴包含能够变更与直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者的多种导入喷嘴(25(A)～25(D))。这些导入喷嘴择一地安装于基端管部。

Description

电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置 以及电解生成物混合方法
技术领域
本发明涉及电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法。
本申请主张2015年8月26日提出申请的日本国特许出愿第2015－166537号的优先权，将其内容援用于此。
背景技术
存在如下电解水制造装置，该电解水制造装置将稀释的原水作为驱动流体从电解槽抽吸电解生成物，并且将电解生成物与稀释的原水混合而生成电解水(例如，参照日本特开平6－99174号公报，日本特开2006－110512号公报)。
另外，在以前，被指出在远处将搭载于船舶的压舱水所包含的生物排出时可能破坏该地域的生态系统。因此，要求对搭载于船舶的压舱水进行处理的技术。作为对搭载于船舶的压舱水进行处理的技术，到现在为止，提出了将基于过滤器与紫外线的杀菌组合的技术、基于热、气蚀等物理破碎的技术、注入氯系药液来进行杀菌的技术等。另外，也提出了利用电解产生氯而进行杀菌的技术。
在上述电解水制造装置中，变更作为电解槽所生成的电解生成物的混合对象的稀释的原水的流量并不容易，例如，在变更已有设备所稀释的原水的流量的情况下，必须对设备进行大幅的修改。这样的问题是在将电解槽所生成的电解生成物混合于原水的混合处理装置中可产生的共同的问题。在此，对于混合处理装置，除了电解水制造装置，例如，还有将电解槽所生成的电解生成物混合于混合对象的水而对水进行杀菌或者除臭的处理装置。该处理装置是对例如上水、下水、排水以及压舱水进行杀菌或者除臭的处理装置。
发明内容
本发明提供一种能够容易地变更作为电解槽所生成的电解生成物的混合对象的原水的流量的电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法。
根据本发明的第一技术方案，电解生成物混合装置包括：电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；以及抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽所生成的电解生成物，并将该电解生成物与原水混合。所述抽吸混合装置包括：T形管，该T形管具有：直管部，其具有基端管部以及顶端管部；交叉管部，其在所述直管部的所述基端管部与所述顶端管部之间与所述直管部交叉，原水从所述交叉管部向所述顶端管部流动；以及导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，在其所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有使原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔。该抽吸混合装置具有能够变更该所述导入喷嘴与所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者的多种所述导入喷嘴，该抽吸混合装置具有装卸连结部，该装卸连结部能够连结这些导入喷嘴，并将这些导入喷嘴中的一个导入喷嘴与所述基端管部连结。
根据该结构，通过将相对于T形管的基端管部装卸自如的多种导入喷嘴择一地安装于基端管部，从而能够变更导入喷嘴与直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者。因此，能够变更在T形管中从交叉管部向顶端管部流动并从导入喷嘴的内孔抽吸电解生成物并与之混合的原水流过导入喷嘴与直管部之间的间隙时的流量。因而，能够容易地变更原水的流量。
根据本发明的第二技术方案，也可以是，所述导入喷嘴的内孔的顶端部形成为朝向顶端扩径的锥形形状。
若这样地构成，则能够高效地抽吸电解生成物。
根据本发明的第三技术方案，也可以是，在所述导入喷嘴形成有多个与所述内孔相连的电解生成物的导入口。
若这样地构成，则能够通过增减电解槽的连接数而增减电解生成物的供给量。
根据本发明的第四技术方案，也可以是，在所述导入喷嘴的基端部设有抵接部，该抵接部抵接于所述基端管部而限定所述导入喷嘴向所述直管部内插入的长度。
若这样地构成，在将导入喷嘴安装于T形管时，如果使抵接部抵接于基端管部，则能够限定导入喷嘴向直管部内插入的长度。因此，相对于T形管能够容易地进行导入喷嘴的定位。
根据本发明的第五技术方案，也可以是，将电解生成物混合于原水而生长电解水。
在该情况下，可构成将电解生成物混合于原水而生成电解水的电解水制造装置。
根据本发明的第六技术方案，也可以是，将电解生成物混合于原水而对原水进行杀菌处理或者除臭处理。
在该情况下，可构成将电解生成物混合于原水而对原水进行杀菌或者除臭的杀菌处理装置。
根据本发明的第七技术方案，也可以是，原水为上水、下水或者排水。一般来说，在处理这些上水、下水以及排水的情况下，仅利用过滤器去除病原菌、病毒以及恶臭等是困难的。但是，通过混合电解生成物，能够解决该问题。
另外，也可以是，原水为船舶用的压舱水。在该情况下，构成将电解生成物混合于压舱水而对压舱水进行杀菌的压舱水处理装置。
根据本发明的第八技术方案，船舶用的压舱水处理装置包括：压舱水罐，其用于贮存作为所述压舱水的海水；泵，其用于向所述压舱水罐压送海水；以及上述电解生成物混合装置，其将被所述泵压送的海水的全部或者一部分导入所述抽吸混合装置的交叉管部并作为所述原水。
作为本发明的第九技术方案，也可以将这样的压舱水处理装置装备于船舶。
压舱水的处理能力对应于船舶的装载能力，需要调试成从每小时数百吨到每小时数万吨的较大的范围，因此，仅通过变更导入喷嘴的主体部的直径，就能够容易地进行流量的变更。
根据本发明的第十技术方案，抽吸混合装置是电解生成物混合装置的抽吸混合装置，该电解生成物混合装置包括：电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；所述抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽所生成的电解生成物，并将该电解生成物与原水混合。该抽吸混合装置包括：T形管，该T形管具有：直管部和交叉管部，所述直管部具有基端管部以及顶端管部，所述交叉管部在所述直管部的所述基端管部和所述顶端管部之间与所述直管部交叉，原水从所述交叉管部向所述顶端管部流动；导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，在所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有供原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔。该抽吸混合装置具有能够变更所述导入喷嘴与所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者的多种所述导入喷嘴，该抽吸混合装置具有装卸连结部，所述装卸连结部能够连结这些导入喷嘴，并将导入喷嘴中的一个导入喷嘴与所述基端管部连结。
根据该结构，通过将相对于T形管的基端管部装卸自如的多种导入喷嘴择一地安装于基端管部，从而能够变更导入喷嘴与直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者。因此，能够变更在T形管中从交叉管部向顶端管部流动并从导入喷嘴的内孔抽吸电解生成物并与之混合的原水流过导入喷嘴与直管部之间的间隙时的流量。因而，能够容易地变更原水的流量。
本发明的原理与节流孔流量计(压差式流量计)相同，如果在管的中途流动被节流，那么流体的压力下降。由于该变化与流体密度以及流速有关，所以只要测定上游侧和下游侧之间的压力差就可以判明流量。该流量为体积流量，从小流量到大流量都能够测定。市场上销售的一般的流量计需要在出厂前使流体流过，进行检查流量对输出的关系的校正操作，对于压差式流量计，如果根据特定的节流构造和管口径范围进行制作、设置，那么无需实流校正。对于流量计等需要校正的测量设备，如果流量变大，那么将耗费初期费用以及维护等很大的成本。但是，在本发明中利用导入喷嘴的主体部的直径的尺寸检查的精度来保证流量，因此在成本方面是非常有利的。
根据本发明的第十一技术方案，电解生成物混合方法是使用电解生成物混合装置的电解生成物混合方法，所述电解生成物混合装置包括：电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽生成的电解生成物，并将该电解生成物与原水混合，所述抽吸混合装置包括：T形管，该T形管具有直管部和交叉管部，所述直管部具有基端管部以及顶端管部，所述交叉管部在所述直管部的所述基端管部和所述顶端管部之间与所述直管部交叉，原水从所述交叉管部朝向所述顶端管部流动；导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，并在所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有供原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔。在该电解生成物混合方法中，准备多种所述导入喷嘴，并通过将这些导入喷嘴择一地安装于所述基端管部，从而变更被安装于所述基端管部的所述导入喷嘴与所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者。
根据该结构，通过将相对于T形管的基端管部装卸自如的多种导入喷嘴择一地安装于基端管部，从而变更导入喷嘴与直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者。因此，能够变更在T形管中从交叉管部朝向顶端管部流动并从导入喷嘴的内孔抽吸电解生成物并与之混合的原水流过导入喷嘴与直管部之间的间隙时的流量。因而，能够容易地变更原水的流量。
根据上述电解生成物混合装置、压舱水处理装置、船舶、抽吸混合装置以及电解生成物混合方法，能够容易地变更作为电解槽所生成的电解生成物的混合对象的原水的流量。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的系统图。
图2是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的抽吸混合装置的局部剖视的立体图。
图3是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的导入喷嘴的顶端侧的局部剖视的立体图。
图4是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的各种导入喷嘴的立体图。
图5是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的各种导入喷嘴的向T形管安装的状态的局部立体图。
图6是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的装卸连结部的变形例的局部立体图。
图7是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的装卸连结部的变形例的局部立体图。
图8是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的装卸连结部的变形例的局部立体图。
图9是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的抽吸混合装置的变形例的局部剖视的立体图。
图10是表示本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的导入喷嘴的变形例的剖视图。
图11是表示使用本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的不同形状的导入喷嘴来检查抽吸压的结果的线图。
图12是表示包含本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的电解水制造装置的立体图。
图13是表示包含本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的压舱水处理装置的系统图。
图14是表示包含本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的压舱水处理装置的变形例的系统图。
图15是表示包含本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的压舱水处理装置的变形例的系统图。
图16是表示包含本发明的一实施方式的电解生成物混合装置的压舱水处理装置的变形例的系统图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式的电解生成物混合装置。
如图1所示，本实施方式的电解生成物混合装置11具有电解模块16，该电解模块16具有：电解质溶液罐12，其贮存电解质溶液；电解质溶液泵13，其从电解质溶液罐12抽吸并喷出电解质溶液；电解槽14，其可导入从电解质溶液泵13喷出的电解质溶液；以及电解电源15，其向电解槽14供给电力。电解槽14利用自电解电源15供给的电力电解电解质溶液。
电解生成物混合装置11具有抽吸混合装置21，将原水加压并导入该抽吸混合装置21，并且该抽吸混合装置21利用被导入的原水的流动抽吸电解槽14生成的电解生成物且将该电解生成物与原水混合后导出。
电解槽14电解被导入的电解质溶液而生成电解生成物。电解质溶液是例如氯化钠水溶液、盐酸水溶液等含有氯离子的溶液。电解槽14在电解氧化的作用下生成作为电解生成物的氯气。
原水被导入抽吸混合装置21。抽吸混合装置21利用被导入的原水的流动抽吸作为电解生成物的氯气，并将作为电解生成物的氯气与原水混合。电解槽14能够适当地使用已知的电解槽。以下，以电解槽14这样生成作为电解生成物的氯气的情况为例进行说明。
如图2所示，抽吸混合装置21具有：T字状的T形管24(Tee，Tees)，该T形管24具有呈直线状延伸的圆筒状的直管部22和呈直线状延伸且在直管部22的轴向的中间位置的周壁与直管部22交叉的圆筒状的交叉管部23；导入喷嘴25，其装卸自如地设于该T形管24；以及连接螺母26，其用于相对于T形管24安装或拆卸导入喷嘴25。
交叉管部23垂直于直管部22的中心轴线。交叉管部23从直管部22的周壁向径向外方突出。交叉管部23具有恒定直径的内孔31。交叉管部23的与直管部22相反的一侧的导入口32与原水的供给源相连通。即，在T形管24处，将原水从导入口32导入交叉管部23。在交叉管部23的该原水的流动的方向上的下游侧配置有直管部22。
在直管部22中，除了作为交叉管部23的朝向直管部22的开口部的内侧开口部33，内周面41成为无论轴向位置如何直径恒定的圆筒面。即，直管部22具有恒定直径的内孔42。
直管部22的比交叉管部23靠轴向一侧的部分成为基端管部43，该基端管部43与导入喷嘴25连接而被封闭。直管部22的比交叉管部23靠轴向的与基端管部43相反的一侧的部分成为顶端管部44。顶端管部44的轴向的与交叉管部23相反的顶端口部45连接于氯气混合后的原水的供给处。即，在交叉管部23的原水的流动的方向上的下游侧配置有顶端管部44。换言之，在T形管24中，交叉管部23位于比顶端管部44靠原水的流动方向的上游侧的位置，顶端管部44位于比交叉管部23靠原水的流动方向的下游侧的位置。因此，在T形管24中，原水从交叉管部23向顶端管部44流动。原水与氯气混合后(后述)，从顶端管部44的顶端口部45向供给处排出。
在基端管部43处，在端部形成有向径向外方突出的圆环状的凸缘部48。连接螺母26具有圆筒状的形状。在连接螺母26处，在轴向一端形成有向径向内侧突出的圆环状的内凸缘部51，在轴向另一侧的内周侧形成有内螺纹52。连接螺母26以内凸缘部51能够在作为基端管部43的连接凸缘的凸缘部48和交叉管部23之间移动的方式保持于T形管24。通过连接螺母26的内凸缘部51抵接于基端管部43的凸缘部48，由此，连接螺母26进一步向离开交叉管部23的方向的移动被限制。如果内凸缘部51这样与凸缘部48相抵接，那么连接螺母26的内螺纹52配置于比基端管部43靠轴向外侧的位置。
导入喷嘴25从基端管部43插入T形管24的直管部22，并安装于该基端管部43。导入喷嘴25相对于基端管部43反复的安装以及反复的拆卸是自如的，即装卸自如。导入喷嘴25具有：基端的连接螺栓62，其在轴向一侧的外周部形成有与连接螺母26的内螺纹52螺纹结合的外螺纹61；基端的圆筒状的基座63，其嵌合并固定于连接螺栓62的内侧；喷嘴主体64，其自基座63朝向T形管24的直管部22内延伸；以及连接管体65，其一端侧安装于基座63的与直管部22相反的一侧。连接管体65的另一端侧与图1所示的电解槽14相连通。
如图2所示，连接螺栓62具有圆筒状的形状。连接螺栓62在其内侧具有在从轴向的与外螺纹61相反的一侧的端部到中间部的范围内形成的嵌合孔71和形成于轴向的外螺纹61侧的端部的内孔72。内孔72的直径比嵌合孔71的直径小。因此，在连接螺栓62处，在轴向的外螺纹61侧的端部形成有向径向内方突出的圆环状的内凸缘部73。基座63嵌合并固定于连接螺栓62的嵌合孔71而与内凸缘部73相抵接，在该状态下，基座63与连接螺栓62之间的间隙被密封。在连接螺栓62处，在轴向的外螺纹61侧的端面76形成有从端面76向轴向凹陷的圆环状的凹部77。在该凹部77配置有O形密封圈78。
导入喷嘴25如以下的那样安装于T形管24的基端管部43。
在O密封圈78配置于连接螺栓62的凹部77的状态下，喷嘴主体64从基端管部43插入T形管24的直管部22的内孔42。
之后，使连接螺栓62的凹部77侧的端面76抵接于T形管24的基端管部43的凸缘部48侧的端面81。
在该状态下，使连接螺母26的内螺纹52螺合于连接螺栓62的外螺纹61而紧固连接螺母26。
由此，连接螺母26的内凸缘部51将基端管部43的凸缘部48按压于连接螺栓62。
此时，连接螺栓62的凹部77的O密封圈78抵接于基端管部43的端面81而弹性变形。
由此，O密封圈78密封连接螺栓62与基端管部43之间的间隙。
这样地，导入喷嘴25安装于T形管24的基端管部43。
如果自该状态松缓并解除连接螺母26的内螺纹52向连接螺母26的外螺纹61的螺纹结合，则解除导入喷嘴25向T形管24的基端管部43的连结，进而从基端管部43拆下导入喷嘴25。
导入喷嘴25的作为其基端部的连接螺栓62以及基座63不插入直管部22的内孔而配设于直管部22之外，成为利用连接螺母26安装于T形管24的安装部85。另外，基端管部43的凸缘部48、连接螺母26、连接螺栓62成为将导入喷嘴25的安装部85装卸自如地连结于基端管部43的装卸连结部86。即，装卸连结部86为连接接头(自由连接)。连接螺栓62的内凸缘部73的内周面88与T形管24的直管部22的内周面41直径相同。内周面88在导入喷嘴25安装于T形管24的状态下使直管部22的内周面41与中心轴线一致且连续。
连接螺栓62的轴向的外螺纹61侧的端部成为以其端面76抵接于基端管部43的轴向的凸缘部48侧的端面81的抵接部91。如果导入喷嘴25的外螺纹61螺纹结合并紧固于连接螺母261内螺纹52，那么抵接部91抵接于基端管部43的轴向的端部。在该状态下，连接螺栓62的位于导入喷嘴25的基端部的抵接部91抵接于基端管部43且限定导入喷嘴25向直管部22内插入的长度。换言之，喷嘴主体64自抵接部91突出的长度是既定的。如果抵接部91抵接于基端管部43，那么该既定的长度的喷嘴主体64的顶端面94相对于直管部22在轴向上被定位。导入喷嘴25的插入长度成为这样的长度：喷嘴主体64在直管部22的轴向上横穿交叉管部23的内侧开口部33，且顶端面94位于顶端管部44的顶端口部45与交叉管部23的内侧开口部33之间。
导入喷嘴25在中心轴线上具有内孔95。喷嘴主体64形成为该内孔95沿轴向贯通的圆筒状。喷嘴主体64的外周面96成为无论轴向位置如何直径恒定的圆筒面。在安装部85利用连接螺母26安装于T形管24的基端管部43的状态下，喷嘴主体64使其中心轴线与直管部22的中心轴线一致地配置于直管部22的内侧。因此，T形管24的直管部22是以覆盖导入喷嘴25的喷嘴主体64的方式配置于外侧的外筒管，喷嘴主体64是配置于直管部22的内侧的内筒管。
在安装部85安装于基端管部43的状态下，在直管部22的内周面41以及连接螺栓62的内凸缘部73的内周面88和喷嘴主体64的外周面96之间形成有间隙101。换言之，在导入喷嘴25安装于T形管24的直管部22的状态下，在导入喷嘴25和直管部22以及连接螺栓62的内凸缘部73之间形成间隙101。该间隙101具有圆筒状的形状。间隙101的一端被基座63封闭，间隙101的另一端的开口部102在喷嘴主体64的顶端位置相对于直管部22内的喷嘴主体64向顶端口部45侧开口。该间隙101是与喷嘴主体64自基座63突出的长度相同的长度，且成为在直管部22的轴向上横穿交叉管部23的内侧开口部33的长度。导入到交叉管部23的原水在该间隙101流动且从间隙101的开口部102到达顶端管部44内的没有喷嘴主体64的范围，并从顶端口部45朝向供给处流动。
导入喷嘴25的内孔95连通于连接管体65的内部。因此，由图1所示的电解槽14生成的氯气在内孔95内流动。如图3所示，导入喷嘴25的内孔95在其顶端部具有呈朝向顶端面94扩径的锥形形状的锥形孔部105，在比锥形孔部105靠基端侧的位置具有无论轴向位置如何直径恒定的圆筒孔部106。锥形孔部105的与圆筒孔部106相反的一侧的端部成为内孔95的开口部107。
对于图2所示的抽吸混合装置21，加压的原水被导入T形管24的交叉管部23，通过喷嘴主体64与直管部22之间的间隙101而到达直管部22的顶端管部44，并向供给处流动。此时的原水的流动由于喷射原理在导入喷嘴25的内孔95的开口部107附近产生负压，经由内孔95从电解槽14抽吸作为电解生成物的氯气。由此，在直管部22的内孔42内的开口部107附近的混合部111处将氯气从内孔95向原水导入并进行混合。这样地混合有氯气的原水朝向供给处流动。即，抽吸混合装置21成为将液体的原水作为驱动流体来抽吸气体的氯气的喷射器。
在此，说明有关抽吸混合装置21的原水的流动以及氯气的流动的部分的尺寸的具体例。例如，直管部22的内孔42的内径为φ30mm。喷嘴主体64的外径为φ29mm。图3所示的导入喷嘴25的内孔95的圆筒孔部106的内径为φ4mm。锥形孔部105的自喷嘴主体64的顶端面94的深度为25mm。锥形孔部105的角度(以包含中心轴线的平面剖切锥形孔部105时出现的2条线所成的角度)为40度。在该情况下，图2所示的直管部22与喷嘴主体64之间的间隙101在从中心轴线向径向单侧延伸的半径线上为0.5mm的尺寸。
电解生成物混合装置11具有喷嘴主体64不同的多种导入喷嘴25，具体而言，如图4A～图4D所示具有4种。在以下的说明中，在需要区别它们的情况下，将它们作为导入喷嘴25(A)、导入喷嘴25(B)、导入喷嘴25(C)、导入喷嘴25(D)而进行区别。然后，对于分别与之相关联的部位也同样地标注附图标记(A)、(B)、(C)、(D)加以区別。
电解生成物混合装置11具有：导入喷嘴25(A)，其具有图4A所示的喷嘴主体64(A)；导入喷嘴25(B)，其具有图4B所示的喷嘴主体64(B)，且该喷嘴主体64(B)相对于导入喷嘴25(A)的喷嘴主体64(A)长度相同而粗细较粗；导入喷嘴25(C)，其具有图4C所示的喷嘴主体64(C)，且该喷嘴主体64(C)相对于喷嘴主体64(A)长度较长而粗细相同；导入喷嘴25(D)，其具有图4D所示的喷嘴主体64(D)，该喷嘴主体64(D)相对于喷嘴主体64(A)长度较长且粗细较粗。喷嘴主体64(D)的长度与喷嘴主体64(C)的长度相同，喷嘴主体64(D)的粗细与喷嘴主体64(B)的粗细相同。即，在喷嘴主体64(A)～64(D)中，喷嘴主体64(A)短且细。喷嘴主体64(B)短且粗。喷嘴主体64(C)长且细。喷嘴主体64(D)长且粗。
在此，这些导入喷嘴25(A)～25(D)的安装部85以及连接螺母26呈相同的形状。因此，这些导入喷嘴25(A)～25(D)都利用连接螺母26相对于同一基端管部43装卸自如。换言之，导入喷嘴25(A)～25(D)都相对于同一T形管24的基端管部43装卸自如，择一地选择而安装于同一T形管24的基端管部43。进而换言之，将仅一个导入喷嘴25的安装部85装卸自如地连结于基端管部43的装卸连结部86相对于这些导入喷嘴25(A)～25(D)为相同的形状，能够将所有这些导入喷嘴25(A)～25(D)与基端管部43连结。
即，导入喷嘴25(A)～25(D)能够更换地安装于同一T形管24的基端管部43。
若这些导入喷嘴25(A)～25(D)择一地安装于T形管24的基端管部43，那么相比于安装其他的导入喷嘴25的情况，与直管部22之间的间隙101的长度以及截面积中的至少任一者被变更。即，如图5A所示，如果将从这些导入喷嘴25(A)～25(D)中选择出导入喷嘴25(A)并将其安装于基端管部43的情况下的间隙101(A)的长度以及截面积作为基准，那么当具有相对于喷嘴主体64(A)长度相同而粗细较粗的图5B所示的喷嘴主体64(B)的导入喷嘴25(B)被选择而安装于基端管部43时，间隙101(B)相对于间隙101(A)长度相同而截面积变小。另外，当具有相对于喷嘴主体64(A)长度较长而粗细相同的图5C所示的喷嘴主体64(C)的导入喷嘴25(C)被选择而安装于基端管部43时，间隙101(C)相对于间隙101(A)截面积相同而长度变长。另外，当具有相对于喷嘴主体64(A)长度较长且粗细较粗的图5D所示的喷嘴主体64(D)的导入喷嘴25(D)被选择而安装于基端管部43时，间隙101(D)相对于间隙101(A)截面积变小而长度变长。
换言之，电解生成物混合装置11的抽吸混合装置21具有多种导入喷嘴25(A)～25(D)，该多种导入喷嘴25(A)～25(D)能够变更其与直管部22之间的间隙101的长度以及截面积中的至少任一者。这些导入喷嘴25(A)～25(D)择一地安装于基端管部43。进而换言之，对于使用该电解生成物混合装置11来将氯气混合于原水的电解生成物混合方法，准备多种导入喷嘴25(A)～25(D)，通过将这些导入喷嘴25(A)～25(D)择一地安装于基端管部43，从而变更被安装于基端管部43的导入喷嘴25与直管部22之间的间隙101的长度以及截面积中的至少任一者。
根据以上所述的实施方式，通过将相对于T形管24的基端管部43装卸自如的多种导入喷嘴25择一地安装于基端管部43，从而能够变更导入喷嘴25与直管部22之间的间隙101的长度以及截面积中的至少任一者。因此，能够变更在T形管24中从交叉管部23朝向顶端管部44流动并从导入喷嘴25的内孔95抽吸氯气并与之混合的原水流过导入喷嘴25和直管部22之间的间隙101时的流量。因而，能够容易地变更原水的流量。
具体而言，如图5A所示，在分别安装四根导入喷嘴25(A)～25(D)的情况中，具有喷嘴主体64(A)的导入喷嘴25(A)被选择而安装于基端管部43的情况的原水的流量最多。将该流量作为基准，当具有相对于喷嘴主体64(A)长度相同而粗细较粗的图5B所示的喷嘴主体64(B)的导入喷嘴25(B)安装于基端管部43时，由于间隙101(B)相对于间隙101(A)虽然长度相同但截面积变小，所以原水的流量减少。另外，当具有相对于喷嘴主体64(A)长度较长而粗细相同的图5C所示的喷嘴主体64(C)的导入喷嘴25(C)安装于基端管部43时，由于间隙101(C)相对于间隙101(A)虽然截面积相同但长度变长，所以由于压力损失原水的流量减少。另外，当具有相对于喷嘴主体64(A)长度较长且粗细较粗的图5D所示的喷嘴主体64(D)的导入喷嘴25(D)安装于基端管部43时，由于间隙101(D)相对于间隙101(A)截面积变小且长度变长，所以原水的流量减少。在分别安装四根导入喷嘴25(A)～25(D)的情况中，安装该导入喷嘴25(D)的情况的原水的流量最小。
在此，在由电解槽14产生的氯气的产生量恒定的情况下，若原水的流量增加，则混合后的原水的氯浓度变低。若原水的流量减少，则混合后的原水的氯浓度变高。另外，通过控制由电解槽14产生的氯气的产生量，能够在使氯浓度保持恒定的情况下增减混合后的原水的流量。
作为电解生成物混合装置的一例的电解水制造装置的以往的例子根据装置的能力来大致固定设备的规模。因而，如果设备一旦完成那么对于制造能力的变更需要很大的费用和劳力。另外，对于大型的装置、设备，在新设时比较容易导入，但若将其装入已有的设备则存在诸多困难。通常，电解水制造装置的流量、电解能力、电解槽的大小按照不同的制造装置的每个形式决定，由制造商准备多个产品规格。顾客据此来选择最合适的。此时，会产生超规格、能力不足等问题。另外，不仅是能力的问题，配管的配置、装置的大小、形状等也可能无法装入已有的设备。到目前为止针对某一能力而存在某一机种，而对于能力变更，需要装置主体的更换，即需要准备另一商品、或者多台装置。对此，本实施方式的电解生成物混合装置11相对于与此不同的构造的已设的电解生成物混合装置，仅通过更换抽吸混合装置21就能够进行能力的变更，能够以低成本变更能力。
另外，在考虑到装置的成本降低的情况下，如果考虑部件的共用化等产品项目数越少越好。但是，为了满足顾客的要求，需要准备多个项目，成本变高。进而也存在必须持有一定程度的产品的库存的问题。对此，本实施方式的电解生成物混合装置11能够仅通过更换导入喷嘴25来进行能力的变更，其他的部件能够共用化，所以即使增多产品项目数也能够实质地通过增多导入喷嘴25的项目数来加以应对，也能够减少库存的总量。
另外，由于导入喷嘴25装卸自如，所以能够容易地进行导入喷嘴25的检查保养。
另外，由于导入喷嘴25的内孔95的顶端部形成为朝向顶端扩径的锥形形状，所以能够高效地抽吸作为电解生成物的氯气。
另外，由于在导入喷嘴25的基端部设有抵接于基端管部43且限定导入喷嘴25向直管部22内插入的长度的抵接部91，所以在将导入喷嘴25安装于T形管24时，若使抵接部91抵接于基端管部43，则能够限定导入喷嘴25向直管部22内插入的长度。因此，相对于T形管24能够容易进行导入喷嘴25的定位。因而，能够使氯气向原水的混合适当且恒定。
在此，作为装卸连结部86，也能够采用除上述连接接头构造的装卸连结部86以外的装卸连结部，所述装卸连结部86能够连接全部多种导入喷嘴25，且将多种导入喷嘴25中的仅一个导入喷嘴25的安装部85装卸自如地连结于T形管24的基端管部43。
例如，如图6所示，去掉图2所示的连接螺母26，并且代替连接螺栓62而将安装构件121固定于基座63(图6中省略图示)。在该安装构件121的与连接管体65相反的一侧的端部设有向径向外方突出的圆环状的凸缘部122。然后，使基端管部43的凸缘部48与凸缘部122抵接，利用夹持构件123夹持这些凸缘部48、122。
该夹持构件123是弯曲加工带状的板材而形成的。夹持构件123能够弹性变形。在该夹持构件123形成有嵌合槽124。使凸缘部48、122并列地同时嵌合于嵌合槽124，由此夹持凸缘部48、122。在该情况下，凸缘部48、122和夹持构件123构成装卸连结部125，该装卸连结部125能够连结全部多种导入喷嘴25，且将多种导入喷嘴25中的仅一个导入喷嘴25装卸自如地连结于基端管部43。由此，安装构件121的凸缘部122的顶端部构成抵接部126，该抵接部126抵接于基端管部43且限定导入喷嘴25(图6中省略图示)向直管部22内插入的长度。
另外，例如，如图7所示，去掉图2所示的连接螺母26，并且代替连接螺栓62将有孔圆板状的安装构件131固定于基座63。另外，配合安装构件131地增大基端管部43的凸缘部48的外径。然后，在利用安装构件131和凸缘部48夹持有孔圆板状的密封件132的状态下，利用包括螺栓133以及螺母134的多个紧固件135紧固安装构件131和凸缘部48。在该情况下，安装构件131、凸缘部48、密封件132以及多个紧固件135构成装卸连结部136，该装卸连结部136能够连结全部多种导入喷嘴25，且将多种导入喷嘴25中的仅一个导入喷嘴25装卸自如地连结于基端管部43。
另外，例如，如图8所示，去掉图2所示的连接螺母26，并且代替连接螺栓62将安装构件141固定于基座63(图8中省略图示)。
该安装构件141在轴向的中间部形成有向径向外方突出的圆环状的凸缘部142。在安装构件141的顶端侧的外周部形成有外螺纹143。在安装构件141的比外螺纹143靠顶端侧的位置形成有圆环状的槽144。另外，在基端管部43形成有沿轴向延伸的圆筒状的筒状部148，且在其内周部形成内螺纹149。然后，将O密封圈150配置于安装构件141的顶端的槽144，将安装构件141的外螺纹143螺纹结合于基端管部43的内螺纹149，直到凸缘部142抵接于筒状部148。在该情况下，外螺纹143和内螺纹149构成装卸连结部151，该装卸连结部151能够连结全部多种导入喷嘴25，且将多种导入喷嘴25中的仅一个导入喷嘴25装卸自如地连结于基端管部43。由此，凸缘部142的外螺纹143侧的端部构成抵接部152，该抵接部152抵接于基端管部43且限定导入喷嘴25向直管部22内插入的长度。
另外，如图9所示，也能够在导入喷嘴25的基座63形成多个与内孔95相连的氯气的导入口161。在该情况下，能够增减电解槽14的连接数而增减氯气的供给量。
另外，如图10A所示，除具有锥形孔部105和圆筒孔部106的上述导入喷嘴25的形状以外，也能够采用其他的形状。例如，如图10B所示，能够在锥形孔部105和圆筒孔部106之间设置越向锥形孔部105侧直径越小的倒锥形孔部171。如图10C所示，能够在喷嘴主体64的顶端侧的外周部形成越向顶端侧直径越小的锥形外周面172而成为外径在顶端收缩的形状，并且使内孔95的直径在整体上保持恒定。如图10D所示，能够使喷嘴主体64的外径即外周面96的直径直到顶端都保持恒定且使内孔95的直径在整体上保持恒定。如图10E所示，能够在喷嘴主体64的顶端侧的外周部形成圆环状的V字槽173。
在此，使用其内孔95的直径在顶端部朝向顶端以锥形状逐渐扩径的导入喷嘴25(参照图10A)和其内孔95的直径在整体上恒定的导入喷嘴25(参照图10C)，测试将不同长度的导入喷嘴25安装于T形管24的情况下的抽吸压。另外，在该测试中，导入喷嘴25的长度以及内孔95的顶端部的形状以外的条件恒定。其结果如图11所示。如图11所示可知，相比于图10C的内孔95的直径在整体上恒定的导入喷嘴25(图11的通常喷嘴)，图10A的内孔95的直径在顶端部朝向顶端以锥形状逐渐扩径的导入喷嘴25(图11的开口喷嘴)的抽吸压的绝对值更大，能够更强力地抽吸。
对于图10C所示的其外径在顶端收缩的导入喷嘴25的情况，间隙101在紧挨混合部111的前面变大、流速下降、负压变小，所以有时氯气的抽吸压下降。但是，如图10D那样，如果是外径恒定的导入喷嘴25，那么能够防止负压下降。因此，优选的是，导入喷嘴25的外径在顶端不收缩。鉴于以上，图10A、图10B的导入喷嘴25能够进一步提高抽吸压。
因而，在欲变更抽吸压的情况下，也可以预先准备使内孔95的顶端的锥形孔部105的角度不同的多个导入喷嘴25。另外，为了变更氯气的流量，也可以预先准备使内孔95的圆筒孔部106的内径不同的多种导入喷嘴25。进而，也可以预先准备使内孔95的锥形孔部105的内径以及圆筒孔部106的内径这两者适当不同的多种能够更换的导入喷嘴25。
上述电解生成物混合装置11通过将作为电解生成物的氯气与水混合而生成电解水，从而构成电解水制造装置。例如，如图12所示，构成包括电解槽14和供水管181的电解水制造装置182，电解槽14电解规定的浓度的盐酸水溶液而产生氯气，供水管181供给水。对于图12所示的电解水制造装置182，安装于多个电解槽14各自的导出口183的配管184与导入喷嘴25的多个导入口161连接，供给作为原水的例如被加压的水道水的供水管181与交叉管部23连接。在驱动电解水制造装置182时，向抽吸混合装置21的交叉管部23供给水，水以高速从图9所示的交叉管部23的内侧开口部33的位置向间隙101进入地流动。另一方面，在电解槽14内进行盐酸水溶液的电解。通过间隙101流到比直管部22的导入喷嘴25靠前方的位置的水抽吸导入喷嘴25的内孔95，其结果，生成的氯气经由连接于图12所示的电解槽14的导出口183的配管184从图9所示的内孔95向混合部111喷出并和直管部22内的水混合。
另外，上述电解生成物混合装置11通过将作为电解生成物的氯气与原水混合而对原水进行杀菌处理或者除臭处理，从而构成处理装置。该情况下的原水为例如泳池的水、洗浴设备的洗浴水、净水厂的净化对象水、下水、排水、船舶的压舱水等。
作为对船舶用的压舱水进行净化处理的压舱水处理装置，例如，如图13所示，存在将海水注入到船舶的压舱水罐194的压舱水处理装置191。该压舱水处理装置191具有：管路195，其将海水送到压舱水罐194；泵192，其设于该管路195且吸上海水；以及过滤器193，其过滤由泵192吸上而被压送的作为压舱水的海水。然后，在该压舱水处理装置191中，为了将作为电解生成物的氯气与由过滤器193过滤后的海水混合而使用包括上述电解模块16和抽吸混合装置21的电解生成物混合装置11。即，将所有由过滤器193过滤后的海水导入抽吸混合装置21的交叉管部23，由此将氯气与海水混合而对海水进行杀菌处理。将混合有氯气的海水注入到船舶的压舱水罐194。另外，在该情况下，能够适当地变更过滤器193的位置、泵192的位置。例如，既可以将过滤器193配置于泵192的上游，也可以配置于电解生成物混合装置11的下游。另外，也可以将泵192配置于电解生成物混合装置11的下游。这一点在以下的图14～图16所示的方式中都是相同的。
如图14所示，作为将海水注入到船舶的压舱水罐194的其他的压舱水处理装置201，列举了如下结构，在管路195具有与上述相同的泵192和过滤器193，且具有旁路203，该旁路203从用于将由过滤器193过滤后的海水注入到船舶的压舱水罐194的主路202分流出部分海水，在该旁路203中流动的那部分海水利用电解生成物混合装置11混合氯气。在该压舱水处理装置201中，通过将旁路203中的海水导入抽吸混合装置21的交叉管部23，将氯气与该海水混合而对海水进行杀菌处理。然后，使这样地混合有氯气的海水合流到主路202且与在主路202中流动的海水混合而进行杀菌处理并注入到船舶的压舱水罐194。在该情况下，利用电解生成物混合装置11将氯气与旁路203的海水混合而成为高浓度，将该旁路203的海水与在主路202中流动的海水混合，之后，调整混合以使海水的氯气的浓度变成期望的浓度。即，该压舱水处理装置201采用对氯浓度为高浓度的压舱水进行稀释的方式。
另外，如图15所示，作为其他的压舱水处理装置211，可列举出如下结构，该压舱水处理装置211具有从船舶的压舱水罐194吸上压舱水的泵212，利用电解生成物混合装置11将氯气与由泵212吸上而被压送的压舱水混合而返回压舱水罐194。即，通过将所有由泵212压送的压舱水导入抽吸混合装置21的交叉管部23，将氯气与压舱水混合而对压舱水进行杀菌处理，之后，返回压舱水罐194。该压舱水处理装置211使压舱水罐194的压舱水经由管路195进行循环而进行杀菌处理。
另外，如图16所示，作为其他的压舱水处理装置221，可列举出如下结构，该压舱水处理装置221具有与上述相同的泵212和管路195，且设有旁路223，该旁路223从将由泵212吸上而被压送的压舱水送回船舶的压舱水罐194的主路222分流出部分压舱水，利用电解生成物混合装置11将氯气与在该旁路223中流动的那部分压舱水混合。在该压舱水处理装置221中，通过将旁路223的压舱水导入抽吸混合装置21的交叉管部23，将氯气与该压舱水混合而对压舱水进行杀菌处理。然后，使这样地混合有氯气的压舱水合流到主路222并使其与在主路222中流动的压舱水混合而进行杀菌处理，并返回船舶的压舱水罐194。在该情况下，利用电解生成物混合装置11将氯气与旁路223的压舱水混合而成为高浓度，将该旁路223的压舱水与在主路222中流动的压舱水混合，之后，调整混合以使压舱水的氯浓度变成期望的浓度。
该压舱水处理装置221使压舱水罐194的压舱水循环而进行杀菌处理，且采用对氯浓度为高浓度的压舱水进行稀释的方式。
另外，在实施方式中，举例说明了抽吸混合装置21以T形管24的直管部22朝向水平方向的方式设置的情况，但T形管24的朝向也能够设定为任意朝向。
在此，对喷嘴主体64的外径、直管部22的内径以及抽吸混合装置21的流量之间的关系进行考察。
在液体的情况下，在配管内流动的流体的流量和流速的关系以下面的式子表示。
Q＝C×A×V
在此，Q：流量[m3/s]，C：流出系数，A：流路面积[m2]，V：流速[m/s]
伯努利定理的应用，
在此，P：压力(压差)[MPa]，ρ：流体密度[kg/m3]
1Pa＝N/m＝1[Kgm-1s-2]，水的密度：ρ＝1000[kg/m3]
如果将外径为29mm的圆柱插入内径为30.4mm的配管，那么流体所流动的截面积A为，
A＝(15.2×15.2×3.14)－(14.5×14.5×3.14)
＝65.3[mm2]
＝6.53×10-5[m2]
如果抽吸混合装置21的二次侧向大气开放，作为驱动水的原水的压力为0.2MPa时，那么流量Q为，
如果以近似値进行实测，则在0.195MPa时，流量为4.05[m3/h]。
如果假设流出系数C＝1而进行计算，则为4.64[m3]的流量。
由此，流出系数为4.05/4.64＝0.873，近似为0.9而进行计算，流量为4.18[m3/h]。
如果将流出系数设为0.9而进行计算，那么如以下的表1所示，与导入喷嘴25的喷嘴主体64的外径以及T形管24的直管部22的内径无关，能够进行与理论一致的设计。
【表1】
如以下的表2所示，对于口径40A(配管直径与上述不同的抽吸混合装置21)的情况，如果将流出系数设为0.9而进行计算，则能够进行与理论一致的设计。
【表2】
可知没有由于喷嘴主体64的外径的不同所导致的流出系数的变化，对于直管部22的内径相同的情况，能够使用相同的流出系数，而与喷嘴主体64的外径无关。

Claims (11)

1.一种电解生成物混合装置，该电解生成物混合装置包括：
电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；
抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽所生成的电解生成物并使该电解生成物与原水混合，其中，
所述抽吸混合装置包括：
T形管，该T形管具有：具有基端管部以及顶端管部的直管部；以及在所述直管部的所述基端管部和所述顶端管部之间与所述直管部交叉的交叉管部，原水从所述交叉管部朝向所述顶端管部流动；
导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，并在所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有供原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔，
所述抽吸混合装置具有能够变更所述导入喷嘴与所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者的多种所述导入喷嘴，
所述抽吸混合装置具有装卸连结部，所述装卸连结部能够连结这些导入喷嘴，而将这些导入喷嘴中的一个导入喷嘴与所述基端管部连结。
2.根据权利要求1所述的电解生成物混合装置，其中，
所述导入喷嘴的内孔的顶端部形成为朝向顶端扩径的锥形形状。
3.根据权利要求1所述的电解生成物混合装置，其中，
在所述导入喷嘴形成有多个与所述内孔相连的电解生成物的导入口。
4.根据权利要求1所述的电解生成物混合装置，其中，
在所述导入喷嘴的基端部设有抵接部，所述抵接部抵接于所述基端管部而限定所述导入喷嘴向所述直管部内插入的长度。
5.根据权利要求1所述的电解生成物混合装置，其中，
将电解生成物与原水混合而生成电解水。
6.根据权利要求1所述的电解生成物混合装置，其中，
将电解生成物与原水混合而对原水进行杀菌处理或者除臭处理。
7.根据权利要求6所述的电解生成物混合装置，其中，
原水为上水、下水、排水或者船舶用的压舱水。
8.一种船舶用的压舱水处理装置，其中，
该压舱水处理装置包括：压舱水罐，其用于贮存作为所述压舱水的海水；泵，其用于向所述压舱水罐压送海水；以及权利要求1所述的电解生成物混合装置，其将被所述泵压送的海水的全部或者一部分导入所述抽吸混合装置的交叉管部并作为所述原水。
9.一种船舶，其中，
该船舶具有权利要求8所述的压舱水处理装置。
10.一种抽吸混合装置，该抽吸混合装置是电解生成物混合装置的抽吸混合装置，
该电解生成物混合装置包括：
电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；
所述抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽所生成的电解生成物，并将该电解生成物与原水混合，
其中，所述抽吸混合装置包括：
T形管，该T形管具有：直管部，其具有基端管部以及顶端管部；以及在所述直管部的所述基端管部和所述顶端管部之间与所述直管部交叉的交叉管部，原水从所述交叉管部朝向所述顶端管部流动；
导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，并在所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有供原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔，
所述抽吸混合装置具有能够变更所述导入喷嘴与所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者的多种所述导入喷嘴，所述抽吸混合装置具有装卸连结部，所述装卸连结部能够连结这些导入喷嘴，并将这些导入喷嘴中的一个导入喷嘴与所述基端管部连结。
11.一种电解生成物混合方法，其是使用电解生成物混合装置的电解生成物混合方法，所述电解生成物混合装置包括：
电解槽，其用于电解电解质溶液而生成电解生成物；
抽吸混合装置，其通过导入的原水的流动来抽吸所述电解槽生成的电解生成物，并将该电解生成物与原水混合，
所述抽吸混合装置包括：
T形管，该T形管具有：直管部，其具有基端管部以及顶端管部；以及在所述直管部的所述基端管部和所述顶端管部之间与所述直管部交叉的交叉管部，原水从所述交叉管部朝向所述顶端管部流动；
导入喷嘴，其装卸自如地设于所述基端管部，并在所述导入喷嘴与所述直管部之间形成有供原水流动的间隙，所述导入喷嘴形成有将电解生成物导入所述直管部的内孔，其中，
在该电解生成物混合方法中，准备多种所述导入喷嘴，并将这些导入喷嘴择一地安装于所述基端管部，由此变更被安装于所述基端管部的所述导入喷嘴和所述直管部之间的间隙的长度以及截面积中的至少任一者。
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