JPH10205673A - ヘッダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】隔膜電解法によって電解処理された被処理食塩
水を回収するために使用されるヘッダーの腐食を抑制す
ることができる。 【解決手段】電解槽において隔膜電解法によって電解処
理された被処理食塩水が供給される複数の樹脂製の枝管
部１３が、中空になった樹脂製のヘッダー本体１１の上
部に、それぞれが垂直状態で横方向に並んで配置されて
いる。各枝管部１３に供給される被処理食塩水は、ヘッ
ダー本体１１の内部に流入して一方の端部から排出され
る。ヘッダー本体１１の下部は、内部に流入した被処理
食塩水が、ヘッダー本体１１における被処理食塩水の排
出側に向かって流下するように傾斜している。各枝管部
１３の先端は、１つの平板状のフランジ部１４に接続さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解槽にて食塩溶
解液を電気分解して、カセイソーダ、塩素ガス、水素ガ
スを製造する隔膜電解法を実施する際に、被処理食塩水
を回収および再精製して電解槽に還流するために使用さ
れるヘッダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】カセイソーダ、塩素ガス、水素ガスを生
成するために実施される食塩水の隔膜電解法では、電解
槽に一次食塩水を供給して、電解槽にて食塩水が電解処
理されるようになっている。食塩水の電解処理によって
生成されるカセイソーダ等は、電解処理された被処理食
塩水から分離されて回収される。また、カセイソーダ等
が分離された被処理食塩水は、ヘッダーによって回収さ
れて、一次食塩水とともに電解槽に還流される。

【０００３】被処理食塩水の回収用のヘッダーは、電解
槽にて電解処理された被処理食塩水を集合させる中空の
ヘッダー本体を有している。このヘッダー本体は水平方
向に長くなっており、その上部には、電解槽から供給さ
れる複数の枝管部が、垂直状態で、横方向に並んだ状態
で取り付けられている。

【０００４】電解槽から供給される被処理食塩水は、各
枝管部を通ってヘッダー本体の内部に流入し、ヘッダー
本体内を通流して、ヘッダー本体の一方の端部から排出
される。ヘッダー本体から排出された被処理食塩水は、
電解槽に供給される一次食塩水とともに、電解槽に還流
される。電解槽から供給される被処理食塩水には塩素が
含まれており、ヘッダー本体の内部を被処理食塩水が通
過する間に、被処理食塩水から塩素が分離され、被食塩
水とは別に回収される。

【０００５】このようなヘッダーは、被処理食塩水に塩
素が含まれているために、腐食しやすいという問題があ
る。特に、鉄、銅等の金属製のヘッダーは、短期間で激
しく腐食するために、頻繁に取り替える必要がある。こ
れに対して、ステンレスによって構成されたヘッダー
は、鉄等の金属に比較して塩素による腐食が抑制される
ものの、高価であり、経済性が損なわれる。また、チタ
ン製のヘッダーは、ステンレスに比較しても、塩素に対
する耐腐食性に優れており、ヘッダーを頻繁に取り替え
る必要はなくなるものの、ステンレスよりも一層高価で
あるという問題がある。

【０００６】このために、被処理食塩水の回収用ヘッダ
ーの材料として、樹脂、特に塩化ビニル系の樹脂が採用
されるようになっている。樹脂製のヘッダーは、安価で
あり塩素による腐食も抑制されるために、比較的長期に
わたって安定的に使用することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂製
のヘッダーでも、ヘッダー本体における底面が、塩素に
よって腐食し減肉化するという問題がある。ヘッダー本
体の底面における腐食は、各枝管部に対向する部分、す
なわち、各枝管部から流入する被処理食塩水が落下する
部分よりも、被処理食塩水が落下する部分の間にて顕著
になっている。このことは、各枝管部から流下する被処
理食塩水は、各枝管部に対向するヘッダー本体の底面部
分に衝突して撹拌されるのに対して、各枝管部の間に対
向するヘッダー本体の底面では、被処理食塩水が滞留し
やすく、被処理食塩水中に含まれる塩素が、塩化ビニル
等の樹脂、あるいは、樹脂に含まれる安定剤、滑剤等を
徐々に変質させていると考えられる。ヘッダー本体の底
面は、各枝管部が対向する部分の間にて、著しく腐食し
ていることが確認されている。

【０００８】このように、樹脂製のヘッダーであって
も、ヘッダー本体が腐食するために、経時的に取り替え
る必要がある。ヘッダーにおける各枝管部は、電解槽に
て電解処理された被処理食塩水を還流させる複数の還流
管にそれぞれ接続されているために、ヘッダーを取り替
える場合には、各枝管部と被処理食塩水の還流管とを、
それぞれ、着脱しなければならない。通常、ヘッダーの
各枝管部の先端、および被処理食塩水還流管の先端に
は、フランジ部がそれぞれ設けられており、それぞれの
フランジ部同士が、溶接、ボルト等によって接続され
る。

【０００９】各枝管部は、ヘッダー本体に対して、融着
や溶接によって取り付けられるようになっているが、各
枝管部の長さが不揃いであったり、各枝管部に設けられ
たフランジ部が、それぞれ、不揃いに傾斜していると、
各被処理食塩水還流管に対して各枝管部を容易に接続す
ることができないおそれがある。

【００１０】また、このように、各枝管部の長さや、各
枝管部に設けられた各フランジ部の傾斜状態が不揃いに
なっていると、各枝管部およびヘッダー本体が塩化ビニ
ル等の可撓性を有する樹脂によって構成されているため
に、いずれかの枝管部と被処理食塩水還流管とを、相互
に大きな力が加わった状態で接続されることもある。こ
のように、枝管部と被処理食塩水との間に大きな力が加
わっていると、枝管部の残留応力が局部的に大きくな
り、その部分が破壊するおそれがある。枝管部と被処理
食塩水還流管とをボルトによって連結する際には、枝管
部のフランジ部に形成されるボルト孔と、被処理食塩水
還流管のフランジ部に形成されるボルト孔同士が正確に
整合した状態になっていない場合にも、同様の問題があ
る。

【００１１】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、被処理食塩水による腐食を抑制す
ることができる樹脂製のヘッダーを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、配管する際に局部的に大きな
力が加わるおそれがない樹脂製のヘッダーを提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のヘッダーは、電
解槽において隔膜電解法によって電解処理された被処理
食塩水が供給されるように、それぞれが垂直状態で横方
向に並んで配置された複数の樹脂製の枝管部と、各枝管
部が上部に横方向に並んで取り付けられるように横方向
に延びる中空になっており、各枝管部に供給される被処
理食塩水が横方向の一方の端部から排出されるようにな
った中空の樹脂製ヘッダー本体とを具備し、ヘッダー本
体内に流入した被処理食塩水が、排出側の端部に向かっ
て流下するように、ヘッダー本体の下部が横方向に沿っ
て傾斜していることを特徴とする。

【００１３】前記各枝管部は、ヘッダー本体における被
処理食塩水の排出側になるにつれて、ヘッダー本体から
の突出長さが順次長くなっており、ヘッダー本体全体が
傾斜状態になっている請求項１に記載のヘッダー。

【００１４】前記各枝管部の先端同士が、１つの平板状
のフランジ部によって連結されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明のヘッダーの実施の形態の
一例を示す一部破断正面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に
おける断面図である。このヘッダー１０は、水平方向に
長く延びる中空のヘッダー本体１１を有しており、この
ヘッダー１０の内部に、電解槽にて隔膜電解法により電
解処理された後の被処理食塩水が回収されるようになっ
ている。

【００１７】ヘッダー本体１１は、一方の端面が開放さ
れた円筒状をしており、その開放された端面から、内部
に回収された被処理食塩水が排出される。ヘッダー本体
１１における被処理食塩水排出側の端部には、管継手２
０が取り付けられている。ヘッダー本体１１における開
放された端面から軸方向長さの１／４程度までは、一定
の内径および外径の断面円形状の排出部１１ａになって
いる。そして、この排出部１１ａを除く軸方向長さが３
／４程度の部分は、排出部１１ａから離れるにつれて上
側に傾斜するように、順次、上下方向に偏平化された断
面楕円形状の流下部１１ｂになっている。流下部１１ｂ
の上部は、排出部１１ａと同心状態で、同様の曲率半径
を有する円周面になっているのに対して、下部は、排出
部１１ａから離れるにつれて、下部円周面の曲率半径が
順次大きくなるとともに上部円周面に接近するように偏
平化されている。従って、流下部１１ｂの下部は、排出
部１１ａから離れるにつれて上方に位置するように傾斜
した状態になるとともに、排出部１１ａから離れるにつ
れて左右の各側部の突出量が大きくなっている。

【００１８】ヘッダー本体１１の水平状態になった上部
円周面には、上方に垂直に突出する８個の枝管部１３
が、軸方向に並んだ状態で設けられている。各枝管部１
３は、ヘッダー本体１１の軸方向中央部を挟んで、各側
部に４個ずつ配置されており、各４個の枝管部１３は、
それぞれ一定の間隔をあけて横方向に並んでいる。各枝
管部１３は、ヘッダー本体１１の上部円周面からの突出
量が等しくなっており、各枝管部１３の先端同士は、１
枚の平板にて構成されたフランジ部１４に接続されてい
る。

【００１９】ヘッダー本体１１における排出部１１ａの
下部円周面には、それぞれが下方に突出する一対の流出
管部１５が設けられている。各流出管部１５は、ヘッダ
ー本体１１に取り付けられた管継手２０に近接して配置
された一対の枝管部１３に対向して配置されており、そ
れぞれのヘッダー本体１１からの突出量は等しくなって
いる。各流出管部１５の先端面にはフランジ部１５ａが
それぞれ設けられている。各流出管部１５の周面におけ
る軸心対称の２位置には、ヘッダー本体１１の下部円周
面と一体になった上下方向に延びる一対の補強リブ１５
ｂがそれぞれ設けられている。

【００２０】ヘッダー本体１１における排出部１１ａの
端部に取り付けられた管継手２０は、ヘッダー本体１１
の排出部１１ａと同心状態でヘッダー本体１１の端部に
嵌合される円筒状の継手本体２１を有している。継手本
体２１におけるヘッダー本体１１ａの端部に嵌合された
端部とは反対側の端部には、受け口２１ａが設けられて
いる。また、受け口２１ａに近接した下部には、継手本
体２１に対して４５度の傾斜角度で斜め下方に突出する
排出管部２２が設けられている。排出管部２２は、基端
部が大径になっており、基端部を除いた先端部が基端部
よりも小径の管状になっている。排出管部２２の先端部
は垂直になるように屈曲しており、その先端面にフラン
ジ部２２ａが設けられている。排出管部２２における先
端部の周面には、周方向に等しい間隔をあけて配置され
た４つの補強リブ２２ｂが設けられており、各補強リブ
２２ｂによって、フランジ部２２ａが支持されている。

【００２１】継手本体２１におけるヘッダー本体１１寄
りの上部には、上方に垂直に突出する排気管部２３が設
けられている。この排気管部２３は、ヘッダー本体１１
に設けられた各枝管部１３よりも大径の管状になってお
り、その先端面にフランジ部２３ａが設けられている。
このフランジ部２３ａは、各枝管部１３の先端に一体的
に設けられたフランジ部１４と同一平面内に位置してい
る。排気管部２３の周面における軸心対称の２位置に
は、ヘッダー本体１１の下部円周面と一体になった上下
方向に延びる一対の補強リブ２３ｂが設けられており、
各補強リブ２３ｂによって、排気管部２３が支持されて
いる。

【００２２】このような構成のヘッダー１０は、ヘッダ
ー本体１１の排出部１１ａに設けられた各流出管部１５
と、ヘッダー本体１１の排出部１１ａにおける各流出管
部１５の周辺部とが、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）
によって構成されている。ヘッダー本体１１の排出部１
１ａは、ＦＲＰによって構成された部分以外は、塩素化
ポリ塩化ビニルによって構成されており、また、各枝管
部１３も塩素化ポリ塩化ビニルによって構成されてい
る。各枝管部１３の先端部同士を連結するフランジ部１
４も、塩素化ポリ塩化ビニルによって構成されている。
また、管継手２０は、排気管部２３の補強リブ２３ｂを
除いて、塩素化ポリ塩化ビニルによって構成されてお
り、排気管部２３の補強リブ２３ｂも塩素化ポリ塩化ビ
ニルによって構成されている。

【００２３】なお、ヘッダー１０は、塩化ビニル以外に
も、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ等によって
構成してもよい。

【００２４】このような構成のヘッダー１０は、樹脂に
よって、内径および外径が一定の排出部１１ａおよび偏
平化率が順次変化した偏平状態の流下部１１ｂを有する
ヘッダー本体１１と、それぞれが等しい長さの８本の枝
管部１３とが別個に製造される。ヘッダー本体１１は、
全体が一定の内径および外径の円筒状に構成した後に、
軸方向長さが３／４程度にわたって、順次偏平化させる
ことにより製造される。各枝管部１３は、補強リブ１３
ｂを除いて、それぞれが射出成形によって製造される。

【００２５】ヘッダー本体１１および各枝管部各枝管部
１３は、ヘッダー本体１１の上部に、横方向に並んだ状
態で、それぞれ融着される。そして、ヘッダー本体１１
に融着された各枝管部１３の突出長さを揃えて、各枝管
部１３の先端面を同一平面内に位置させた後に、平板状
のフランジ部１４が、溶接にて、各枝管部１３の先端に
取り付けられる。

【００２６】本発明のヘッダー１０は、例えば、図３に
示すように、電解槽にて食塩水を隔膜電解法により電解
処理してカセイソーダ、塩素ガス、水素ガスを製造する
際に、電解槽３１に取り付けられる。電解槽３１は、通
常、複数が並んで配置されており、各電解槽３１には、
一次食塩水供給管３２によって、食塩水がそれぞれ供給
されるようになっている。各電解槽３１に供給された食
塩水は、隔膜電解法によって電解処理されて、塩素ガ
ス、水素ガス、カセイソーダが生成される。電解槽３１
にて電解処理された被処理食塩水は、本発明のヘッダー
１０によって回収される。

【００２７】電解槽３１には、電解処理された被処理食
塩水を排出する複数の被処理食塩水還流管３３が設けら
れており、各被処理食塩水還流管３３に、ヘッダー１０
の各枝管部１３がそれぞれ接続される。この場合、各枝
管部１３の先端同士が接続されたフランジ部１４が水平
状態とされ、フランジ部１４の上面に、各被処理食塩水
還流管の先端に設けられたフランジ部がそれぞれ突き合
わされて、ヘッダー１０のフランジ部１４に、溶接ある
いはボルトによって接続される。従って、各被処理食塩
水還流管３３に対して、フランジ部１４を、大きな力を
加えることなく接続することができる。

【００２８】このように、各被処理食塩水還流管３３
に、ヘッダー１０の各枝管部１３が接続された状態にな
ると、ヘッダー本体１１における流下部１１ｂの下部
は、水平に対して所定の傾斜状態とされる。

【００２９】このような状態になると、ヘッダー本体１
１に取り付けられた管継手２０の排出管部２２は、垂直
に配置された連結管３４を介して、一次食塩水供給管３
２に接続される。また、管継手２０の排気管２３には、
垂直に配置された連結管３５を介して、塩素ガス排出管
３６に接続される。また、ヘッダー本体１１に設けられ
た各流出管部１５には、開閉弁３７がそれぞれ取り付け
られて、一方の流出管部１５からは、ヘッダー本体１１
内の被処理食塩水がサンプリングされるようになってお
り、他方の流出管部１５は、予備管に接続されるように
なっている。

【００３０】ヘッダー１０のヘッダー本体１１内には、
各枝管部１３を介して、被処理食塩水が流入する。ヘッ
ダー本体１１内に流入した被処理食塩水は、ヘッダー本
体１１における流下部１１ｂの傾斜状態になった下部に
沿って流下して、排出部１１ａ内に流入する。このと
き、ヘッダー本体１１内にて、被処理食塩水から塩素ガ
スが分離され、分離された塩素ガスが、管継手２０の排
気管部２３を通って、塩素ガス排出管３６に排出され
る。塩素ガスが分離された被処理食塩水は、管継手２０
の排出管部２２を通って、一次食塩水供給管３２に供給
され、一次食塩水とともに電解槽３１に還流される。

【００３１】ヘッダー本体１１内に流入した被処理食塩
水は、流下部１１ｂの下部が傾斜状態になっていること
により、内部に滞留することなく、確実に、排出部１１
ａおよび管継手２０の排出管部２２から排出される。そ
の結果、ヘッダー本体１１の内部に滞留する被処理食塩
水に含まれる塩素によって、ヘッダー本体１１の内面が
腐食されることが抑制される。各枝管部１３内も被処理
食塩水が通流するが、各枝管部１３は、射出成形によっ
て製造されていることにより緻密になっており、また、
内部に被処理食塩水が滞留するおそれもないために、塩
素によって腐食されるおそれはほとんどない。その結
果、本発明のヘッダーは、長期にわたって安定的に使用
することができる。

【００３２】ヘッダー本体１１における流下部１１ｂの
傾斜状態になった下部の勾配は、ヘッダー本体１１内に
流入した被処理食塩水が、確実に流下し得るようになっ
ていれば特に限定されるものではなく、通常、３／１０
０〜１／１０程度に設定される。また、流下部１１ｂの
下部を傾斜状態にするためには、前記実施の形態のよう
に、流下部１１ｂを、偏平化率が順次変化するように偏
平化する方法に限らず、例えば、流下部１１ｂを、下部
が上部に順次接近するように、排出部１１ａから離れる
につれて順次縮径させた円錐台形状にしてもよい。

【００３３】図４は、本発明のヘッダーの実施の形態の
他の例を示す概略正面図である。このヘッダー１０は、
ヘッダー本体１１が、内径および外径が一定の円筒状に
構成されている。また、ヘッダー本体１１に設けられた
各枝管部１３は、ヘッダー本体１１の軸心と、管継手２
０が取り付けられた排出側にて、それぞれ等しい鈍角に
なっており、しかも、ヘッダー本体１１の排出側になる
につれて各枝管部１３の突出長さが順次長くなってい
る。そして、各枝管部１３の先端は、同一平面内に位置
しており、１枚のフランジ部１４が各枝管部１３の先端
に取り付けられている。

【００３４】ヘッダー本体１１の下部には、排出側に設
けられた一対の枝管部１３に対向して一対の流出管部１
５が設けられている。各流出管部１５は、対向して配置
された各枝管部１３と同心状態になるように、ヘッダー
本体１１に対して若干傾斜した状態になっており、ヘッ
ダー本体１１の排出側に位置する流出管部１５の突出長
さが、他方の流出管部１５の突出長さよりも短くなって
いる。各流出管部１５の先端には、フランジ部１５ａが
それぞれ設けられている。

【００３５】ヘッダー本体１１の排出側の端部には、継
手本体２１に排出管部２２および排気管部２３が取り付
けられた管継手２０が取り付けられている。排出管部２
２は、ヘッダー本体１１に取り付けられた各流出管部１
５と平行になるように、継手本体２１から突出してお
り、また、排気管部２３は、ヘッダー本体１１に取り付
けられた各枝管部１３と平行になるように、継手本体２
１から突出している。排出管部２２および排気管部２３
の先端には、フランジ部２２ａおよび２３ａがそれぞれ
設けられている。

【００３６】このような構成のヘッダー１０も、電解槽
３１における各被処理食塩水還流管３３に対して、フラ
ンジ部１４が水平になるように取り付けられる。これに
より、ヘッダー本体１１の下部は、管継手２０が取り付
けられた排出側が下側になるように、全体にわたって傾
斜した状態になる。従って、ヘッダー本体１１内に流入
する被処理食塩水は、傾斜した下部周面に沿って排出側
に流下するために、ヘッダー本体１１の内部に滞留する
おそれがなく、ヘッダー本体１１の下部の腐食が抑制さ
れる。

【００３７】

【発明の効果】本発明のヘッダーは、このように、ヘッ
ダー本体の内部に流入した被処理食塩水が、ヘッダー本
体の下部の傾斜に沿って流下するために、ヘッダー本体
の内部において被処理食塩水の滞留が防止され、ヘッダ
ー本体の腐食が抑制される。また、ヘッダー本体に取り
付けられた各枝管部の先端には、１つのフランジ板が取
り付けられているために、各枝管部に対して大きな力を
加えることなく、各枝管部と被処理食塩水還流管とを容
易に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッダーの実施の形態の一例を示す一
部破断正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】図１に示すヘッダーの配管状態を示す概略図で
ある。

【図４】本発明のヘッダーの実施の形態の他の例を示す
正面図である。

【符号の説明】

１０ ヘッダー １１ ヘッダー本体 １１ａ 排出部 １１ｂ 流下部 １３ 枝管部 １４ フランジ部 １５ 流出管部 ２０ 管継手 ２１ 継手本体 ２２ 排出管部 ２３ 排気管部 ３１ 電解槽 ３２ 一次食塩水供給管 ３３ 被処理食塩水還流管

フロントページの続き (72)発明者 相川 敏一 滋賀県栗太郡栗東町野尻75 セキスイ管材 テクニックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽において隔膜電解法によって電解
   処理された被処理食塩水が供給されるように、それぞれ
   が垂直状態で横方向に並んで配置された複数の樹脂製の
   枝管部と、 各枝管部が上部に横方向に並んで取り付けられるように
   横方向に延びる中空になっており、各枝管部に供給され
   る被処理食塩水が横方向の一方の端部から排出されるよ
   うになった中空の樹脂製ヘッダー本体とを具備し、 ヘッダー本体内に流入した被処理食塩水が、排出側の端
   部に向かって流下するように、ヘッダー本体の下部が横
   方向に沿って傾斜していることを特徴とするヘッダー。
2. 【請求項２】 前記各枝管部は、ヘッダー本体における
   被処理食塩水の排出側になるにつれて、ヘッダー本体か
   らの突出長さが順次長くなっており、ヘッダー本体全体
   が傾斜状態になっている請求項１に記載のヘッダー。
3. 【請求項３】 前記各枝管部の先端同士が、１つの平板
   状のフランジ部によって連結されている請求項１に記載
   のヘッダー。