KR101803858B1

KR101803858B1 - 전해 생성물 혼합 장치, 밸러스트수 처리 장치, 선박, 흡인 혼합 장치 및 전해 생성물 혼합 방법

Info

Publication number: KR101803858B1
Application number: KR1020160078597A
Authority: KR
Inventors: 고키 마쓰야마; 히데키 모리타; 다쓰야 미도리카와
Original assignee: 모리나가 뉴교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-12-04
Also published as: JP2017042710A; KR20170026104A; CN106477678B; CN106477678A; JP6521519B2

Abstract

본 발명의 전해 생성물 혼합 장치는, 기단(基端) 관부(管部)(43) 및 선단(先端) 관부(44)를 가지는 직관부(直管部)(22)와, 직관부(22)의 기단 관부(43)와 선단 관부(44)의 사이에 교차하는 교차 관부(23)를 가지고, 교차 관부(23)로부터 선단 관부(44)를 향해 원수(原水)가 흐르는 T자관(24)과, 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 설치되고, 직관부(22)와의 사이에 원수를 유동시키는 간극(101)을 형성하고, 전해 생성물을 직관부(22)에 도입하는 내공(內孔)(95)이 형성된 도입 노즐(25)을 구비한다. 도입 노즐(25)은, 직관부(22)와의 사이의 간극(101)의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 도입 노즐(25(A)∼25(D))을 포함한다. 이들 도입 노즐(25(A)∼25(D))이 기단 관부(43)에 택일적으로 장착된다.

Description

전해 생성물 혼합 장치, 밸러스트수 처리 장치, 선박, 흡인 혼합 장치 및 전해 생성물 혼합 방법{ELECTROLYSIS PRODUCT MIXING EQUIPMENT, BALLAST WATER TREATMENT EQUIPMENT, SHIP, SUCTIONING AND MIXING DEVICE, AND ELECTROLYSIS PRODUCT MIXING METHOD}

본 발명은, 전해 생성물 혼합 장치, 밸러스트수(ballast water) 처리 장치, 선박, 흡인 혼합 장치 및 전해 생성물 혼합 방법에 관한 것이다.

본원은, 2015년 8월 26일자에 출원된 일본 특허 출원 제2015-166537호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

희석하는 원수(原水)를 구동 유체로 하여 전해조로부터 전해 생성물을 흡인하고, 또한 전해 생성물과 희석하는 원수를 혼합하여 전해수를 생성하는 전해수 제조 장치(예를 들면, 일본공개특허 평6-99174호 공보, 일본공개특허 제2006-110512호 공보 참조)가 있다.

또한, 종래부터, 선박에 탑재된 밸러스트수에 포함되는 생물이 원격지에서 배출될 때 그 지역의 생태계를 파괴할 가능성에 대하여 지적되고 있다. 이에 따라, 선박에 탑재되는 밸러스트수를 처리하는 기술이 요구되고 있다. 선박에 탑재되는 밸러스트수를 처리하는 기술로서, 현재까지, 필터와 자외선에 의한 살균을 조합한 기술, 열이나 캐비테이션 등 물리적 파쇄에 의한 기술, 염소계의 약액을 주입하여 살균하는 기술 등이 발안(發案)되어 있다. 또한, 전기 분해에 의해 염소를 발생시켜 살균하는 기술 도 제안되어 있다.

일본공개특허 평6-99174호 공보 일본공개특허 제2006-110512호 공보

상기한 전해수 제조 장치에서는, 전해조가 생성한 전해 생성물의 혼합 대상인 희석하는 원수의 유량을 변경하는 것이 용이하지 않고, 예를 들면, 기존 설비의 희석하는 원수의 유량을 변경하는 경우에는 대폭적인 설비 개수(改修)가 필요하게 된다. 이와 같은 과제는, 전해조가 생성한 전해 생성물을 원수에 혼합하는 혼합 처리 장치에 있어서 생길 수 있는 공통의 과제이다. 여기서, 혼합 처리 장치는, 전해수 제조 장치 외에, 예를 들면, 전해조가 생성한 전해 생성물을 혼합 대상의 물에 혼합하여 물을 살균 또는 악취 제거하는 처리 장치가 있다. 이 처리 장치는, 예를 들면, 상수, 하수, 배수, 밸러스트수를 살균 또는 악취 제거하는 처리 장치이다.

본 발명은, 전해조가 생성한 전해 생성물의 혼합 대상인 원수의 유량을 용이하게 변경하는 것이 가능하게 되는 전해 생성물 혼합 장치, 밸러스트수 처리 장치, 선박, 흡인 혼합 장치 및 전해 생성물 혼합 방법을 제공한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 전해 생성물 혼합 장치는, 전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조와, 상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치를 구비한 전해 생성물 혼합 장치이다. 상기 흡인 혼합 장치가, 기단(基端) 관부(管部) 및 선단(宣單) 관부를 가지는 직관부(直管部)와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관과, 상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극(間隙)을 형성하고, 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공(內孔)이 형성된 도입 노즐을 구비한다. 이 흡인 혼합 장치는, 상기 직관부와의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 상기 도입 노즐을 구비하고 있고, 이들 도입 노즐을 연결 가능하며, 이들 도입 노즐 중 1개를 상기 기단 관부에 연결하는 착탈 연결부를 가진다.

이 구성에 따르면, T자관의 기단 관부에 대하여 착탈 가능한 복수 종류의 도입 노즐을, 택일적으로 기단 관부에 장착함으로써, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, T자관을 교차 관부로부터 선단 관부를 향하여 흐르고 도입 노즐의 내공으로부터 전해 생성물을 흡인하여 혼합시키는 원수가, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극을 통하여 흐를 때의 유량을 변경할 수 있다. 따라서, 원수의 유량을 용이하게 변경하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제2 태양에 의하면, 상기 도입 노즐의 내공의 선단부가, 선단을 향하여 확경(擴徑)하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 구성하면, 전해 생성물을 효율적으로 흡인할 수 있다.

본 발명의 제３ 태양에 의하면, 상기 도입 노즐에, 상기 내공에 연결되는 전해 생성물의 도입구가 복수 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 구성하면, 전해조의 접속 수를 증감시켜 전해 생성물의 공급량을 증감시킬 수 있다.

본 발명의 제4 태양에 따르면, 상기 도입 노즐의 기단부(基端部)에, 상기 기단 관부와 맞닿아 상기 직관부내로의 상기 도입 노즐의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부가 설치되어 있어도 된다.

이와 같이 구성하면, 도입 노즐을 T자관에 장착할 때, 맞닿음부를 기단 관부에 접촉시키면, 직관부내로의 도입 노즐의 삽입 길이를 규정할 수 있게 된다. 따라서, T자관에 대하여 도입 노즐의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 제５ 태양에 따르면, 원수에 전해 생성물을 혼합하여 전해수를 생성할 수도 있다.

이 경우에, 원수에 전해 생성물을 혼합하여 전해수를 생성하는 전해수 제조 장치가 구성된다.

본 발명의 제6 태양에 따르면, 원수에 전해 생성물을 혼합하여 원수를 살균 처리 또는 악취 제거 처리할 수도 있다.

이 경우에, 원수에 전해 생성물을 혼합하여 원수를 살균 또는 악취 제거하는 살균 처리 장치가 구성된다.

본 발명의 제7 태양에 따르면, 원수가 상수, 하수, 또는 배수라도 된다. 일반적으로, 이들 상수, 하수나 배수를 처리하는 경우에 있어서는, 필터만으로는 병원균이나 바이러스, 또한 악취 등을 제거하는 것은 곤란하다. 그러나, 전해 생성물을 혼합함으로써, 전술한 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 원수가 선박용의 밸러스트수라도 된다. 이 경우에, 밸러스트수에 전해 생성물을 혼합하여 밸러스트수를 살균하는 밸러스트수 처리 장치를 구성하게 된다.

본 발명의 제8 태양에 따르면, 선박용의 밸러스트수 처리 장치는, 상기 밸러스트수로서의 해수를 저류(貯留)하는 밸러스트수 탱크와, 상기 밸러스트수 탱크에 해수를 압송하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 압송되는 해수의 전부 또는 일부를 상기 흡인 혼합 장치의 교차 관부에 도입하고 상기 원수로 하는 상기 전해 생성물 혼합 장치를 구비한다.

본 발명의 제9 태양으로서, 이와 같은 밸러스트수 처리 장치를 선박에 구비할 수도 있다.

밸러스트수의 처리 능력은 선박의 적재 능력에 맞추어, 매시(每時) 수백 톤으로부터 수만 톤까지 폭넓은 라인 업이 요구되므로, 도입 노즐의 보디부의 직경을 변경하는 것만으로, 유량의 변경이 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 제10 태양에 따르면, 흡인 혼합 장치는, 전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조와, 상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치를 구비한 전해 생성물 혼합 장치의 상기 흡인 혼합 장치이다. 이 흡인 혼합 장치는, 기단 관부 및 선단 관부를 가지는 직관부와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관과, 상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극을 형성하고, 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공이 형성된 도입 노즐을 구비한다. 이 흡인 혼합 장치는, 상기 직관부와의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 상기 도입 노즐을 구비하고 있고, 이들 도입 노즐을 연결 가능하며, 이들 도입 노즐 중 1개를 상기 기단 관부에 연결하는 착탈 연결부를 가진다.

전술한 구성에 따르면, T자관의 기단 관부에 대하여 착탈 가능한 복수 종류의 도입 노즐을, 택일적으로 기단 관부에 장착함으로써, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, T자관을 교차 관부로부터 선단 관부를 향하여 흐르고 도입 노즐의 내공으로부터 전해 생성물을 흡인하여 혼합시키는 원수가, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극을 통하여 흐를 때의 유량을 변경할 수 있다. 따라서, 원수의 유량을 용이하게 변경하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 원리는, 오리피스(orifice) 유량계(차압식 유량계)와 동일하며, 관의 도중에 흐름이 좁혀지면, 유체의 압력이 낮아진다. 이 변화는 유체 밀도와 유속(流速)과 관계가 있으므로, 상류측과 하류측의 압력차를 측정하면 유량이 판명된다. 이 유량은 체적 유량이며, 소유량(小流量)으로부터 대유량(大流量)까지 측정할 수 있다. 시판되고 있는 일반 유량계는 출하 전에 유체를 흐르게 하고, 유량 대(對) 출력의 관계를 조사하는 교정 작업을 필요로 하지만, 차압식 유량계에 대해서는, 특정한 조리개 구조와 관 구경 범위에 따라 제작·설치하면 실류(實流) 교정이 불필요하다. 유량계 등 교정을 필요로 하는 계측 기기에 대하여는, 유량이 커지면 초기 비용, 또한 유지보수 등 많은 비용이 든다. 그러나, 본 발명에서는 도입 노즐의 보디부의 직경에서의 치수 검사의 정밀도로 유량이 보증되므로, 비용의 면에서 매우 유리하다.

본 발명의 제11 태양에 따르면, 전해 생성물 혼합 방법은, 전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조와, 상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치를 구비하고, 상기 흡인 혼합 장치가, 기단 관부 및 선단 관부를 가지는 직관부와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관과, 상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극을 형성하고, 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공이 형성된 도입 노즐을 구비하는 전해 생성물 혼합 장치를 사용한 전해 생성물 혼합 방법이다. 이 전해 생성물 혼합 방법은, 복수 종류의 상기 도입 노즐을 준비하고, 이들 도입 노즐을 상기 기단 관부에 택일적으로 장착함으로써, 상기 기단 관부에 장착된 상기 도입 노즐과 상기 직관부의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경한다.

본 구성에 따르면, T자관의 기단 관부에 대하여 착탈 가능한 복수 종류의 도입 노즐을, 택일적으로 기단 관부에 장착함으로써, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경한다. 따라서, T자관을 교차 관부로부터 선단 관부를 향하여 흐르고 도입 노즐의 내공으로부터 전해 생성물을 흡인하여 혼합시키는 원수가, 도입 노즐과 직관부의 사이의 간극을 통하여 흐를 때의 유량을 변경할 수 있다. 따라서,원수의 유량을 용이하게 변경하는 것이 가능하게 된다.

상기한 전해 생성물 혼합 장치, 밸러스트수 처리 장치, 선박, 흡인 혼합 장치 및 전해 생성물 혼합 방법에 의하면, 전해조가 생성한 전해 생성물의 혼합 대상인 원수의 유량을 용이하게 변경하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 나타낸 계통도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 흡인 혼합 장치를 나타낸 일부를 단면으로 한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 도입 노즐의 선단측을 나타내는 일부를 단면으로 한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 각종 도입 노즐을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 각종 도입 노즐의 T자관으로의 장착 상태를 나타낸 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 착탈 연결부의 변형예를 나타낸 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 착탈 연결부의 변형예를 나타낸 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 착탈 연결부의 변형예를 나타낸 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 흡인 혼합 장치의 변형예를 나타낸 일부를 단면으로 한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 도입 노즐의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치의 상이한 형상의 도입 노즐을 사용하여 흡인압을 조사한 결과를 나타낸 선도(線圖)이다.
도 12는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 포함하는 전해수 제조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 포함하는 밸러스트수 처리 장치를 나타낸 계통도이다.
도 14는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 포함하는 밸러스트수 처리 장치의 변형예를 나타낸 계통도이다.
도 15는 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 포함하는 밸러스트수 처리 장치의 변형예를 나타낸 계통도이다.
도 16은 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치를 포함하는 밸러스트수 처리 장치의 변형예를 나타낸 계통도이다.

이하에서, 본 발명의 일실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 전해질 용액을 저류하는 전해질 용액 탱크(12)와, 전해질 용액 탱크(12)로부터 전해질 용액을 흡인하고 토출하는 전해질 용액 펌프(13)와, 전해질 용액 펌프(13)로부터 토출된 전해질 용액이 도입되는 전해조(14)와, 전해조(14)에 전력을 공급하는 전해 전원(15)을 가지는 전기 분해 모듈(16)을 구비하고 있다. 전해조(14)는, 전해 전원(15)으로부터 공급된 전력으로 전해질 용액을 전기 분해한다.

전해 생성물 혼합 장치(11)는, 원수가 가압되어 도입되고, 또한 도입된 원수의 흐름으로, 전해조(14)가 생성한 전해 생성물을 흡인하고 원수에 혼합하고 도출하는 흡인 혼합 장치(21)를 구비하고 있다.

전해조(14)는, 도입된 전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성한다. 전해질 용액은, 예를 들면, 염화 나트륨 수용액, 염산 수용액 등의 염소 이온을 함유하는 용액이다. 전해조(14)는, 전해 산화의 작용에 의해 전해 생성물로서 염소 가스를 생성한다.

흡인 혼합 장치(21)에는, 원수가 도입된다. 흡인 혼합 장치(21)는, 전해 생성물인 염소 가스를, 도입된 원수의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합한다. 전해조(14)에는, 공지의 것을 적절하게 사용할 수 있다. 이하, 이와 같이 전해조(14)가 전해 생성물로서 염소 가스를 생성하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 흡인 혼합 장치(21)는, 직선형으로 연장되는 원통형의 직관부(22)와, 직선형으로 연장되고 직관부(22)의 축 방향의 중간 위치의 주위벽과 교차하는 원통형의 교차 관부(23)를 가지는 T자형의 T자관(24)(Tee, Tees)과, 이 T자관(24)에 착탈 가능하게 설치되는 도입 노즐(25)과, T자관(24)에 대하여 도입 노즐(25)을 장착하거나 분리하기 위한 유니온 너트(26)를 가지고 있다.

교차 관부(23)는, 직관부(22)의 중심축선에 대하여 수직으로 되어 있다. 교차 관부(23)는, 직관부(22)의 주위벽으로부터 직경 방향 외측으로 돌출한다. 교차 관부(23)는, 일정 직경의 내공(31)을 가지고 있다. 교차 관부(23)는, 직관부(22)와는 반대측의 도입구(32)가 원수의 공급원와 연통되어 있다. 즉, T자관(24)에는, 교차 관부(23)에 도입구(32)로부터 원수가 도입된다. 이 원수의 흐름 방향에 있어서의 교차 관부(23)의 하류측에 직관부(22)가 배치되어 있다.

직관부(22)는, 교차 관부(23)의 직관부(22)로의 개구부인 내측 개구부(33)를 제외하고, 내주면(41)이 축 방향 위치와 관계없이 일정 직경의 원통면으로 되어 있다. 즉, 직관부(22)는, 일정 직경의 내공(42)을 가지고 있다.

직관부(22)는, 교차 관부(23)보다 축 방향 일측의 부분이, 도입 노즐(25)이 접속되고 폐색되는 기단 관부(43)로 되어 있다. 직관부(22)의, 교차 관부(23)보다 축 방향의 기단 관부(43)와는 반대측의 부분이 선단 관부(44)로 되어 있다. 선단 관부(44)는, 축 방향의 교차 관부(23)와는 반대의 선단 주둥이부(45)가, 염소 가스 혼합 후의 원수의 공급 대상에 접속된다. 즉, 원수의 흐름 방향에서의 교차 관부(23)의 하류측에, 선단 관부(44)가 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, T자관(24)에 있어서는, 교차 관부(23)가 선단 관부(44)보다 원수의 흐름 방향의 상류측에 있고, 선단 관부(44)가 교차 관부(23)보다 원수의 흐름 방향의 하류측에 있다. 따라서, T자관(24)에는, 교차 관부(23)로부터 선단 관부(44)를 향해 원수가 흐른다. 원수는, 염소 가스가 혼합된 후(후술함), 선단 관부(44)의 선단 주둥이부(45)로부터 공급 대상을 향하여 배출된다.

기단 관부(43)에는, 단부에 직경 방향 외측으로 돌출하는 원환형(圓環形)의 플랜지부(48)가 형성되어 있다. 유니온 너트(26)는, 원통형의 형상을 가진다. 유니온 너트(26)에는, 축 방향 일단에 직경 방향 내측으로 돌출하는 원환형의 내(內) 플랜지부(51)가 형성되고, 축 방향 타측의 내주측에 암나사(52)가 형성되어 있다. 유니온 너트(26)는, 내 플랜지부(51)가 기단 관부(43)의 유니온 플랜지로서의 플랜지부(48)와 교차 관부(23)의 사이에서 이동 가능하도록, T자관(24)에 유지되어 있다. 유니온 너트(26)는, 내 플랜지부(51)가 기단 관부(43)의 플랜지부(48)와 맞닿음으로써, 그 이상, 교차 관부(23)로부터 이격되는 방향으로의 이동이 규제된다. 이와 같이 내 플랜지부(51)가 플랜지부(48)와 맞닿으면, 유니온 너트(26)의 암나사(52)가 기단 관부(43)보다 축 방향 외측에 배치된다.

도입 노즐(25)은, T자관(24)의 직관부(22)에 기단 관부(43)로부터 삽입되고, 이 기단 관부(43)에 장착되어 있다. 도입 노즐(25)은, 기단 관부(43)에 대하여 반복적인 장착 및 반복적인 분리가 가능한, 즉 장착 및 분리 가능하도록 되어 있다. 도입 노즐(25)은, 유니온 너트(26)의 암나사(52)에 나사 결합하는 수나사(61)가 축 방향 일측의 외주부에 형성된 기단의 유니온 볼트(62)와, 유니온 볼트(62)의 내측에 끼워맞추어지고 고정되는 기단의 원통형의 베이스(63)와, 베이스(63)로부터 T자관(24)의 직관부(22) 내를 향하여 연장되는 노즐 본체(64)와, 베이스(63)의 직관부(22)와는 반대측에 일단측이 장착되는 접속관체(65)을 가지고 있다. 접속관체(65)은, 타단측이 도 1에 나타낸 전해조(14)와 연통된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유니온 볼트(62)는, 원통형의 형상을 가진다. 유니온 볼트(62)는, 내측에, 축 방향의 수나사(61)와는 반대측의 단부로부터 중간부에 걸쳐 형성된 끼워맞춤공(71)과, 축 방향의 수나사(61) 측의 단부에 형성된 내공(72)을 가지고 있다. 내공(72)은 끼워맞춤공(71)보다 소경(小徑)으로 되어 있다. 따라서, 유니온 볼트(62)에는, 축 방향의 수나사(61) 측의 단부에, 직경 방향 내측으로 돌출하는 원환형의 내 플랜지부(73)가 형성되어 있다. 베이스(63)는, 유니온 볼트(62)의 끼워맞춤공(71)에 끼워맞춤 고정되어 내 플랜지부(73)와 맞닿아 있고, 이 상태에서 유니온 볼트(62)와의 간극이 밀폐된다. 유니온 볼트(62)에는, 축 방향의 수나사(61) 측의 단면(端面)(76)에, 단면(76)으로부터 축 방향으로 오목한 원환형의 오목부(77)가 형성되어 있다. 이 오목부(77)에는 O링(78)이 배치되어 있다.

도입 노즐(25)은, 하기와 같이 하여 T자관(24)의 기단 관부(43)에 장착된다.

유니온 볼트(62)의 오목부(77)에 O링(78)이 배치된 상태에서, 노즐 본체(64)가 T자관(24)의 직관부(22)의 내공(42)에 기단 관부(43)로부터 삽입된다.

그 후, 유니온 볼트(62)의 오목부(77) 측의 단면(76)을 T자관(24)의 기단 관부(43)의 플랜지부(48) 측의 단면(端面)(81)에 맞닿게한다.

이 상태에서, 유니온 볼트(62)의 수나사(61)에, 유니온 너트(26)의 암나사(52)를 나사 결합시켜 유니온 너트(26)를 체결한다.

이에 따라, 유니온 너트(26)의 내 플랜지부(51)가 기단 관부(43)의 플랜지부(48)를 유니온 볼트(62)에 가압한다.

이 때, 유니온 볼트(62)의 오목부(77)의 O링(78)이, 기단 관부(43)의 단면(81)과 맞닿아 탄성 변형된다.

이에 따라, O링(78)이 유니온 볼트(62)와 기단 관부(43)와의 간극을 실링한다.

이와 같이 하여, 도입 노즐(25)이 T자관(24)의 기단 관부(43)에 장착된다.

이 상태로부터, 유니온 너트(26)의 암나사(52)의 유니온 너트(26)의 수나사(61)로의 나사 결합이 느슨하게 되어 해제되면, 도입 노즐(25)은, T자관(24)의 기단 관부(43)로의 연결이 해제되어, 기단 관부(43)로부터 분리된다.

도입 노즐(25)은, 그 기단부가 되는 유니온 볼트(62) 및 베이스(63)가, 직관부(22)의 내공에 삽입되지 않고 직관부(22)의 밖에 배치되고 T자관(24)에 유니온 너트(26)에 의해 장착되는 장착부(85)로 되어 있다. 또한, 기단 관부(43)의 플랜지부(48)와, 유니온 너트(26)와, 유니온 볼트(62)가, 도입 노즐(25)의 장착부(85)를 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(86)로 되어 있다. 즉, 착탈 연결부(86)는 유니온 조인트(자재(自在) 유니온)이다. 유니온 볼트(62)의 내 플랜지부(73)의 내주면(88)은, T자관(24)의 직관부(22)의 내주면(41)과 동일한 직경으로 되어 있다. 내주면(88)은, 도입 노즐(25)이 T자관(24)에 장착된 상태에서, 직관부(22)의 내주면(41)과 중심축선을 일치시켜 연속한다.

유니온 볼트(62)의 축 방향의 수나사(61) 측의 단부는, 기단 관부(43)의 축 방향의 플랜지부(48) 측의 단면(81)에, 그 단면(76)에서 맞닿는 맞닿음부(91)로 되어 있다. 도입 노즐(25)은, 그 수나사(61)가 유니온 너트(26)의 암나사(52)에 나사 결합되어 체결되면, 맞닿음부(91)가 기단 관부(43)의 축 방향의 단부와 맞닿는다. 이 상태에서, 도입 노즐(25)의 기단부에 있는 유니온 볼트(62)의 맞닿음부(91)가, 기단 관부(43)와 맞닿아서 직관부(22) 내로의 도입 노즐(25)의 삽입 길이를 규정한다. 바꾸어 말하면, 맞닿음부(91)로부터의 노즐 본체(64)의 돌출 길이는 기정(旣定)되어 있다. 맞닿음부(91)가 기단 관부(43)와 맞닿으면, 이 기정된 길이의 노즐 본체(64)의 선단면(94)이 직관부(22)에 대하여 축 방향으로 위치 결정된다. 도입 노즐(25)의 삽입 길이는, 노즐 본체(64)가 교차 관부(23)의 내측 개구부(33)를 직관부(22)의 축 방향으로 횡단하고, 선단 관부(44)의 선단 주둥이부(45)와 교차 관부(23)의 내측 개구부(33)의 사이에 선단면(94)이 위치하는 길이로 되어 있다.

도입 노즐(25)은, 중심축선 상에 내공(95)을 가지고 있다. 노즐 본체(64)는 이 내공(95)이 축 방향으로 관통하는 원통형으로 형성되어 있다. 노즐 본체(64)는, 그 외주면(96)이 축 방향의 위치와 관계없이 일정 직경의 원통면으로 되어 있다. 노즐 본체(64)는, 장착부(85)가 T자관(24)의 기단 관부(43)에 유니온 너트(26)에 의해 장착된 상태에서는, 직관부(22)의 내측에 직관부(22)와 중심축을 일치시켜 배치된다. 따라서, T자관(24)의 직관부(22)는, 도입 노즐(25)의 노즐 본체(64)를 덮도록 외측에 배치되는 외통관(外筒管)이며, 노즐 본체(64)는, 직관부(22)의 내측에 배치되는 내통관이다.

장착부(85)가 기단 관부(43)에 장착된 상태에서, 직관부(22)의 내주면(41) 및 유니온 볼트(62)의 내 플랜지부(73)의 내주면(88)과 노즐 본체(64)의 외주면(96)의 사이에는 간극(101)이 형성된다. 바꾸어 말하면, 도입 노즐(25)은, T자관(24)의 직관부(22)에 장착된 상태에서 직관부(22) 및 유니온 볼트(62)의 내 플랜지부(73)와의 사이에 간극(101)을 형성한다. 이 간극(101)은, 원통형의 형상을 가진다. 간극(101)은, 베이스(63)로 일단이 폐색되고, 타단의 개구부(102)가 노즐 본체(64)의 선단 위치에서, 직관부(22) 내의 노즐 본체(64)보다 선단 주둥이부(45) 측에 개구되어 있다. 이 간극(101)은, 노즐 본체(64)의 베이스(63)로부터의 돌출 길이와 동일한 길이이며, 교차 관부(23)의 내측 개구부(33)를 직관부(22)의 축 방향으로 횡단하는 길이로 되어 있다. 교차 관부(23)에 도입된 원수는, 이 간극(101)을 유동하여 간극(101)의 개구부(102)로부터 선단 관부(44) 내의 노즐 본체(64)가 없는 범위에 도달하고, 선단 주둥이부(45)로부터 공급 대상을 향하여 흐른다.

도입 노즐(25)의 내공(95)은, 접속관체(65)의 내부로 연통되어 있다. 따라서, 도 1에 나타낸 전해조(14)에서 생성된 염소 가스는, 내공(95) 내를 유동한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 도입 노즐(25)의 내공(95)은, 선단부에, 선단면(94)을 향하여 확경하는 테이퍼 형상을 이루는 테이퍼공부(105)를 가지고 있고, 테이퍼공부(105)보다 기단측에, 축 방향의 위치와 관계없이 일정 직경의 원통공부(106)를 가지고 있다. 테이퍼공부(105)의 원통공부(106)와는 반대측의 단부가 내공(95)의 개구부(107)로 되어 있다.

도 2에 나타낸 흡인 혼합 장치(21)는, T자관(24)의 교차 관부(23)에 가압된 원수가 도입되고, 노즐 본체(64)와 직관부(22)의 사이의 간극(101)을 통과하여 직관부(22)의 선단 관부(44)에 도달하고, 공급 대상을 향하여 흐른다. 이 때의 원수의 흐름이, 이젝터(ejector)의 원리로 도입 노즐(25)의 내공(95)의 개구부(107) 부근에 부압(負壓)을 발생시켜, 전해조(14)로부터 전해 생성물인 염소 가스를 내공(95)을 통하여 흡인한다. 이에 따라, 염소 가스가, 내공(95)으로부터 직관부(22)의 내공(42) 내의 개구부(107) 근방의 혼합부(111)에서 원수에 도입되어 혼합된다. 이와 같이 염소 가스가 혼합된 원수가 공급 대상을 향하여 흐른다. 즉, 흡인 혼합 장치(21)는, 액체인 원수를 구동 유체로 하여 기체인 염소 가스를 흡인하는 이젝터로 되어 있다.

여기서, 흡인 혼합 장치(21)의 원수 및 염소 가스의 흐름에 관계하는 부분의 치수의 구체예를 설명한다. 예를 들면, 직관부(22)의 내공(42)의 내경(內徑)이φ30 ㎜로 되어 있다. 노즐 본체(64)의 외경(外徑)이 φ29 ㎜로 되어 있다. 도 3에 나타낸 도입 노즐(25)의 내공(95)의 원통공부(106)의 내경이 φ4 ㎜로 되어 있다. 테이퍼공부(105)의 노즐 본체(64)의 선단면(94)으로부터의 깊이가 25 ㎜로 되어 있다. 테이퍼공부(105)의 각도(테이퍼공부(105)를 중심축선을 포함하는 평면에서 단면으로 했을 때 출현하는 2선이 이루는 각도)가 40°로 되어 있다. 이 경우에, 도 2에 나타낸 직관부(22)와 노즐 본체(64)와의 간극(101)은, 중심축선으로부터 직경 방향 한쪽으로 연장되는 반경 선상에서 0.5 ㎜의 치수로 된다.

전해 생성물 혼합 장치(11)는, 노즐 본체(64)가 상이한 도입 노즐(25)을 복수 종류, 구체적으로는 도 4의 A∼도 4의 D에 나타낸 바와 같이 4 종류 구비하고 있다. 이하의 설명에 있어서, 이들을 구별할 필요가 있는 경우, 도입 노즐(25(A)), 도입 노즐(25(B)), 도입 노즐(25(C)), 도입 노즐(25(D))로서 구별한다. 그리고, 각각과 관련된 부위에 대해서도 마찬가지로 부호에 (A), (B), (C), (D)를 부여하여 구별한다.

전해 생성물 혼합 장치(11)는, 도 4의 A에 나타낸 노즐 본체(64(A))를 가지는 도입 노즐(25(A))과, 이 도입 노즐(25(A))의 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 동일하고 굵기가 굵은, 도 4의 B에 나타낸 노즐 본체(64(B))를 가지는 도입 노즐(25(B))과, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 동일한, 도 4의 C에 나타낸 노즐 본체(64(C))를 가지는 도입 노즐(25(C))과, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 굵은, 도 4의 D에 나타낸 노즐 본체(64(D))를 가지는 도입 노즐(25(D))을 구비하고 있다. 노즐 본체(64(D))는, 노즐 본체(64(C))와 길이가 동일하며, 노즐 본체(64(B))와 굵기가 동일하게 되어 있다. 즉, 노즐 본체(64(A)∼64(D)) 중, 노즐 본체(64(A))는 짧고 가늘다. 노즐 본체(64(B))는 짧고 굵다. 노즐 본체(64(C))는 길고 가늘다. 노즐 본체(64(D))는 길고 굵다.

여기서, 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D))는, 장착부(85) 및 유니온 너트(26)가 공통의 형상으로 되어 있다. 따라서, 모두 유니온 너트(26)로 동일한 기단 관부(43)에 대하여 장착 및 분리 가능하도록 되어 있다. 바꾸어 말하면, 도입 노즐(25(A))∼25(D))은, 모두 동일한 T자관(24)의 기단 관부(43)에 대하여 장착 및 분리 가능하도록 되어 있고, 택일적으로 선택되어 동일한 T자관(24)의 기단 관부(43)에 장착된다. 또한 바꾸어 말하면, 1개만의 도입 노즐(25)의 장착부(85)를 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(86)는, 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D))에 대하여 공통의 형상을 가지며, 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D)) 모두를 기단 관부(43)에 연결 가능하게 되어 있다.

즉, 도입 노즐(25(A))∼25(D))은, 동일한 T자관(24)의 기단 관부(43)에 대하여 교환하여 장착이 가능하게 되어 있다.

이들의 도입 노즐(25(A))∼25(D))이 택일적으로 T자관(24)의 기단 관부(43)에 장착되면, 다른 도입 노즐(25)이 장착되는 경우와 비교하여, 직관부(22)와의 사이의 간극(101)의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽이 변경된다. 즉, 도 5의 A에 나타낸 바와 같이, 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D)) 중에서 도입 노즐(25(A))이 선택되어 기단 관부(43)에 장착된 경우의 간극(101(A))의 길이 및 단면적을 기준으로 하면, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 동일하고 굵기가 굵은, 도 5의 B에 나타낸 노즐 본체(64(B))를 가지는 도입 노즐(25(B))이 선택되어 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(B))은, 간극(101(A))에 대하여 길이는 동일하지만 단면적이 작아진다. 또한, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 동일한, 도 5의 C에 나타낸 노즐 본체(64(C))를 가지는 도입 노즐(25(C))이 선택되어 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(C))은, 간극(101(A))에 대하여 단면적이 동일하며 길이가 길어진다. 또한, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 굵은, 도 5의 D에 나타낸 노즐 본체(64(D))를 가지는 도입 노즐(25(D))이 선택되어 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(D))은, 간극(101(A))에 대하여 단면적이 작고 길이가 길어진다.

바꾸어 말하면, 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 그 흡인 혼합 장치(21)가, 직관부(22)와의 사이의 간극(101)의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 도입 노즐(25(A))∼25(D))을 구비하고 있다. 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D))이 기단 관부(43)에 택일적으로 장착된다. 또한 바꾸어 말하면, 이 전해 생성물 혼합 장치(11)를 사용하여 염소 가스를 원수에 혼합하는 전해 생성물 혼합 방법은, 복수 종류의 도입 노즐(25(A))∼25(D))을 준비하고, 이들 도입 노즐(25(A))∼25(D))을 기단 관부(43)에 택일적으로 장착함으로써, 기단 관부(43)에 장착된 도입 노즐(25)과 직관부(22)의 사이의 간극(101)의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경한다.

전술한 실시형태에 따르면, T자관(24)의 기단 관부(43)에 대하여 착탈 가능한 복수 종류의 도입 노즐(25)을, 택일적으로 기단 관부(43)에 장착함으로써, 도입 노즐(25)과 직관부(22)의 사이의 간극(101)의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, T자관(24)을 교차 관부(23)로부터 선단 관부(44)를 향하여 흐르고 도입 노즐(25)의 내공(95)으로부터 염소 가스를 흡인하여 혼합시키는 원수가, 도입 노즐(25)과 직관부(22)의 사이의 간극(101)을 통하여 흐를 때의 유량을 변경할 수 있다. 따라서, 원수의 유량을 용이하게 변경할 수 있다.

구체적으로는, 도 5의 A에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(64(A))를 가지는 도입 노즐(25(A))이 선택되어 기단 관부(43)에 장착된 경우에는, 4개의 도입 노즐(25(A))∼25(D))의 각각이 장착된 경우 중에서, 가장 원수의 유량이 많아진다. 이 유량을 기준으로 하면, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 동일하고 굵기가 굵은, 도 5의 B에 나타낸 노즐 본체(64(B))를 가지는 도입 노즐(25(B))이 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(B))은, 간극(101(A))에 대하여 길이는 동일하지만 단면적이 작아지므로, 원수의 유량이 감소한다. 또한, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 동일한, 도 5의 C에 나타낸 노즐 본체(64(C))를 가지는 도입 노즐(25(C))이 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(C))은, 간극(101(A))에 대하여 단면적이 동일하지만 길이가 길어지므로, 압력 손실에 의해 원수의 유량이 감소한다. 또한, 노즐 본체(64(A))에 대하여 길이가 길고 굵기가 굵은, 도 5의 D에 나타낸 노즐 본체(64(D))를 가지는 도입 노즐(25(D))이 기단 관부(43)에 장착되면, 간극(101(D))은, 간극(101(A))에 대하여 단면적이 작고 길이가 길어지므로, 원수의 유량이 감소한다. 이 도입 노즐(25(D))이 장착된 경우가, 4개의 도입 노즐(25(A))∼25(D))의 각각이 장착된 경우 중에서, 가장 원수의 유량이 작다.

여기서, 전해조(14)에 의한 염소 가스의 발생량이 일정한 경우, 원수의 유량이 증가하면, 혼합 후의 원수의 염소 농도는 낮아진다. 원수의 유량이 증가하면, 혼합 후의 원수의 염소 농도는 높아진다. 또한, 전해조(14)에 의한 염소 가스의 발생량을 제어함으로써, 혼합 후의 원수의 유량을, 염소 농도를 일정하게 한 채로 증감시킬 수 있다.

전해 생성물 혼합 장치의 일례로서의 전해수 제조 장치의 종래의 것은, 장치의 능력에 의해, 설비의 규모가 거의 고정되어 있었다. 따라서, 한 번 설비가 완성되면 제조 능력의 변경에는 많은 비용과 노력이 필요하다. 또한, 대형 장치나 설비는, 신설 시에는 비교적 도입이 용이하지만, 기존의 설비에 내장하는 데는 곤란한 경우가 많았다. 통상, 전해수 제조 장치는, 유량이나 전해 능력, 전해조의 크기는, 제조 장치의 형식마다 정해져 있어 제조원에 따라, 복수의 제품 사양이 준비되어 있다. 고객은 그에 맞추어서, 최적인 것을 선택한다. 이 때, 오버 스팩이나, 능력 부족 등이 생기는 경우가 있다. 또한, 능력 문제뿐만 아니라, 배관의 배치나 장치의 크기, 형상 등이, 기존의 설비에는 들어가지 않을 가능성도 있다. 지금까지는 1 능력에 대하여 1 기종이며, 능력 변경에는, 장치 본체의 교환, 즉 다른 상품, 또는 복수 대의 장치를 준비할 필요가 있었다. 이에 비해, 본 실시형태의 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 전술한 것과는 상이한 구조의 기설(旣設) 전해 생성물 혼합 장치에 대하여, 흡인 혼합 장치(21)를 교환하는 것만으로 능력의 변경이 가능하게 되어, 저비용으로 능력을 변경할 수 있다.

또한, 장치의 비용 절감을 고려한 경우, 부품의 공통화 등을 고려하면 제품 아이템수는, 적을수록 좋다. 그러나, 고객의 요망에 부응하기 위해서는, 다수의 아이템을 준비할 필요가 있어, 비용이 높아진다. 또한 제품으로서의 재고 도 어느 정도 떠안고 있지 않으면 안되는 문제도 있었다. 이에 비해, 본 실시형태의 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 도입 노즐(25)을 교환하는 것만으로 능력의 변경이 가능하게 되고, 다른 부품은 공통화할 수 있으므로, 제품 아이템수를 많이 해도 실질적으로 도입 노즐(25)의 아이템수를 많이 함으로써 대응할 수 있어, 재고의 총량도 감소시킬 수 있다.

또한, 도입 노즐(25)이 착탈 가능하므로, 도입 노즐(25)의 점검 보수를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 도입 노즐(25)의 내공(95)의 선단부가, 선단을 향하여 확경하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있으므로, 전해 생성물인 염소 가스를 효율적으로 흡인할 수 있다.

또한, 도입 노즐(25)의 기단부에, 기단 관부(43)와 맞닿아 직관부(22) 내로의 도입 노즐(25)의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부(91)가 설치되어 있으므로, 도입 노즐(25)을 T자관(24)에 장착할 때, 맞닿음부(91)를 기단 관부(43)에 맞닿게하면, 직관부(22) 내로의 도입 노즐(25)의 삽입 길이를 규정할 수 있다. 따라서, T자관(24)에 대하여 도입 노즐(25)의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 원수로의 염소 가스의 혼합을 적절하게 또한 일정하게 할 수 있다.

여기서, 복수 종류의 도입 노즐(25) 모두를 연결 가능하며, 복수 종류의 도입 노즐(25) 중 1개에 대해서만 장착부(85)를 T자관(24)의 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(86)로서는, 상기한 유니온 조인트 구조의 착탈 연결부(86) 이외의 것을 채용하는 것도 가능하다.

예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 도 2에 나타낸 유니온 너트(26)를 없애는 동시에, 유니온 볼트(62) 대신 장착 부재(121)를 베이스(63)(도 6에서는 도시 생략)에 고정시킨다. 이 장착 부재(121)의 접속관체(65)와는 반대측의 단부에는 직경 방향 외측으로 돌출하는 원환형의 플랜지부(122)가 설치되어 있다. 그리고, 기단 관부(43)의 플랜지부(48)와 플랜지부(122)를 맞닿게 하고, 이들 플랜지부(48, 122)를 클립 부재(123)로 협지한다.

이 클립 부재(123)는, 밴드형의 판재를 벤딩 가공하여 형성된다. 클립 부재(123)는, 탄성 변형 가능하다. 이 클립 부재(123)에는, 끼워맞춤 홈(124)이 형성되어 있다. 끼워맞춤 홈(124)에 플랜지부(48, 122)를 배열하여 동시에 끼워맞춤으로써, 플랜지부(48, 122)를 협지한다. 이 경우에, 플랜지부(48, 122)와 클립 부재(123)가, 복수 종류의 도입 노즐(25) 모두를 연결 가능하며, 복수 종류의 도입 노즐(25) 중 1개만을 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(125)를 구성한다. 이에 따라, 장착 부재(121)의 플랜지부(122)의 선단부가, 기단 관부(43)와 맞닿아 직관부(22) 내로의 도입 노즐(25)(도 6에서는 도시 생략)의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부(126)를 구성한다.

또한, 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 도 2에 나타낸 유니온 너트(26)를 없애는 동시에, 유니온 볼트(62) 대신 구멍이 형성된 유공(有孔) 원판형의 장착 부재(131)를 베이스(63)에 고정시킨다. 또한, 기단 관부(43)의 플랜지부(48)의 외경을 장착 부재(131)에 맞추어서 크게 한다. 그리고, 장착 부재(131)와 플랜지부(48)에 의해 유공 원판형의 패킹(132)을 협지한 상태에서, 장착 부재(131)와 플랜지부(48)를 볼트(133) 및 너트(134)를 포함하는 복수의 체결구(135)로 체결한다. 이 경우에, 장착 부재(131)와 플랜지부(48)와 패킹(132)과 복수의 체결구(135)가, 복수 종류의 도입 노즐(25) 모두를 연결 가능하며, 복수 종류의 도입 노즐(25) 중 1개만을 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(136)를 구성한다.

또한, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 도 2에 나타낸 유니온 너트(26)를 없애는 동시에, 유니온 볼트(62) 대신 장착 부재(141)를 베이스(63)(도 8에서는 도시 생략)에 고정시킨다.

이 장착 부재(141)는, 축 방향의 중간부에 직경 방향 외측으로 돌출하는 원환형의 플랜지부(142)가 형성되어 있다. 장착 부재(141)의, 선단측의 외주부에 수나사(143)가 형성되어 있다. 장착 부재(141)의, 수나사(143)보다 선단측에 원환형의 홈(144)이 형성되어 있다. 또한, 기단 관부(43)에 축 방향으로 연장되는 원통형의 통형부(148)를 형성하고, 그 내주부에 암나사(149)를 형성한다. 그리고, 장착 부재(141)의 선단의 홈(144)에 O링(150)을 배치하고, 장착 부재(141)의 수나사(143)를 기단 관부(43)의 암나사(149)에, 플랜지부(142)가 통형부(148)와 맞닿을 때까지 나사 결합시킨다. 이 경우에, 수나사(143)와 암나사(149)가, 복수 종류의 도입 노즐(25) 모두를 연결 가능하며, 복수 종류의 도입 노즐(25) 중 1개만을 기단 관부(43)에 착탈 가능하게 연결하는 착탈 연결부(151)를 구성한다. 이에 따라, 플랜지부(142)의 수나사(143) 측의 단부가, 기단 관부(43)와 맞닿아 직관부(22) 내로의 도입 노즐(25)의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부(152)를 구성한다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도입 노즐(25)의 베이스(63)에, 내공(95)에 연결되는 염소 가스의 도입구(161)를 복수 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에, 전해조(14)의 접속 수를 증감시켜 염소 가스의 공급량을 증감시킬 수 있다.

또한, 도 10의 A에 나타낸 바와 같이, 테이퍼공부(105)와 원통공부(106)를 가지는 상기한 도입 노즐(25)의 형상 이외에, 다른 형상을 채용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 10의 B에 나타낸 바와 같이, 테이퍼공부(105)와 원통공부(106)의 사이에 테이퍼공부(105) 측으로 갈수록 소경으로 되는 역테이퍼공부(171)를 설치할 수 있다. 도 10의 C에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(64)의 선단측의 외주부에 선단측으로 갈수록 소경으로 되는 테이퍼 외주면(172)을 형성하여 외경이 선단에서 좁아지는 형상으로 하고, 또한 내공(95)의 직경을 전체에 걸쳐 일정하게 할 수 있다. 도 10의 D에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(64)의 외경, 즉 외주면(96)의 직경을 선단까지 일정하게 하고 내공(95)의 직경을 전체에 걸쳐 일정하게 할 수 있다. 도 10의 E에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(64)의 선단측의 외주부에 원환형의 V자 홈(173)을 형성할 수 있다.

여기서, 내공(95)의 직경이 선단부에 있어서 선단을 향하여 테이퍼형으로 점차 확경된 도입 노즐(25)(도 10의 A 참조)과, 내공(95)의 직경이 전체에 걸쳐 일정한 도입 노즐(25)(도 10의 C 참조)을 사용하여, 상이한 길이의 도입 노즐(25)을 T자관(24)에 장착한 경우의 흡인압을 시험했다. 그리고, 이 시험에 있어서, 도입 노즐(25)의 길이 및 내공(95)의 선단부의 형상 이외의 조건은 일정하게 하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 도 10의 C의 내공(95)의 직경이 전체에 걸쳐 일정한 도입 노즐(25)(도 11의 통상 노즐)에 비해, 도 10의 A의 내공(95)의 직경이 선단부에 있어서 선단을 향하여 테이퍼형으로 점차 확경된 도입 노즐(25)(도 11의 개구 노즐) 쪽이 흡인압의 절대값이 커지고, 강하게 흡인할 수 있는 것이 밝혀졌다.

도 10의 C에 나타낸 외경이 선단에서 좁아지는 도입 노즐(25)의 경우, 간극(101)이 혼합부(111)의 직전에서 커져서 유속이 낮아져서 부압이 작아지므로, 염소 가스의 흡인압이 저하되는 경우가 있다. 그러나, 도 10의 D와 같이 외경이 일정한 도입 노즐(25)이면 부압이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 도입 노즐(25)의 외경이 선단에서 좁아지지 않는 것이 바람직하다. 이상을 감안하면, 도 10의 A, 도 10의 B의 도입 노즐(25)이 보다 흡인압을 높일 수 있다.

따라서, 흡인압을 변경하고자 할 경우에 대비하여, 내공(95)의 선단의 테이퍼공부(105)의 각도를 상이하게 한 도입 노즐(25)을 복수 준비해 둘 수도 있다. 또한, 염소 가스의 유량을 변경시키기 위하여, 내공(95)의 원통공부(106)의 내경을 상이하게 한 복수 종류의 도입 노즐(25)을 준비해 둘 수도 있다. 또한, 내공(95)의 테이퍼공부(105)의 내경 및 원통공부(106)의 내경의 양쪽을 적절하게 상이하게 한 복수 종류의 교환 가능한 도입 노즐(25)을 준비해 둘 수도 있다.

전술한 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 물에 전해 생성물로서의 염소 가스를 혼합하여 전해수를 생성함으로써, 전해수 제조 장치를 구성한다. 예를 들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 소정의 농도의 염산수를 전기 분해하여 염소 가스를 발생시키는 전해조(14)와, 물을 공급하는 급수관(181)을 구비한 전해수 제조 장치(182)를 구성한다. 도 12에 나타낸 전해수 제조 장치(182)는, 복수의 전해조(14)의 각각의 도출구(183)에 장착된 배관(184)이, 도입 노즐(25)의 복수의 도입구(161)에 접속되고, 원수로서, 예를 들면, 가압된 수도수(水道水)를 급수하는 급수관(181)이 교차 관부(23)에 접속되어 있다. 전해수 제조 장치(182)의 구동 시에는, 흡인 혼합 장치(21)의 교차 관부(23)에 물이 공급되고, 도 9에 나타낸 교차 관부(23)의 내측 개구부(33)의 위치로부터 간극(101)에 물이 고속으로 침입하여 유동한다. 한편, 전해조(14) 내에서는 염산수의 전기 분해가 진행된다. 간극(101)을 통과하여 직관부(22)의 도입 노즐(25)보다 전방에 흐른 물이, 도입 노즐(25)의 내공(95)을 흡인하고, 그 결과, 도 12에 나타낸 전해조(14)의 도출구(183)에 접속된 배관(184)을 경유하여, 생성된 염소 가스가, 도 9에 나타낸 내공(95)으로부터 혼합부(111)로 분출하고 직관부(22) 내의 물에 혼합된다.

또한, 전술한 전해 생성물 혼합 장치(11)는, 원수에 전해 생성물로서의 염소 가스를 혼합하여 원수를 살균 처리 또는 악취 제거 처리함으로써, 처리 장치를 구성한다. 이 경우의 원수는, 예를 들면, 풀의 물, 입욕 설비의 입욕수, 정수장의 정화 대상수, 하수, 배수, 선박의 밸러스트수 등이다.

선박용의 밸러스트수를 정화 처리하는 밸러스트수 처리 장치로서는, 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 해수를 선박의 밸러스트수 탱크(194)에 주수(注水)하는 밸러스트수 처리 장치(191)가 있다. 이 밸러스트수 처리 장치(191)는, 밸러스트수 탱크(194)에 해수를 송수(送水)하는 관로(管路)(195)와, 이 관로(195)에 설치되고 해수를 퍼올리는 펌프(192)와, 펌프(192)로 퍼올려지고 압송되는 밸러스트수가 되는 해수를 여과하는 필터(193)를 가지고 있다. 그리고, 이 밸러스트수 처리 장치(191)에서는, 필터(193)로 여과된 후의 해수에 전해 생성물로서의 염소 가스를 혼합하기 위해 상기한 전기 분해 모듈(16)과 흡인 혼합 장치(21)로 이루어지는 전해 생성물 혼합 장치(11)가 사용된다. 즉, 필터(193)로 여과된 후의 해수의 전량을 흡인 혼합 장치(21)의 교차 관부(23)에 도입함으로써, 해수에 염소 가스를 혼합하여 해수를 살균 처리한다. 염소 가스가 혼합된 후의 해수를 선박의 밸러스트수 탱크(194)에 주수한다. 그리고, 이 경우에, 필터(193)의 위치, 펌프(192)의 위치는 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 필터(193)를 펌프(192)의 상류에 배치할 수도 있고, 전해 생성물 혼합 장치(11)의 하류에 배치할 수도 있다. 또한, 펌프(192)를 전해 생성물 혼합 장치(11)의 하류에 배치할 수도 있다. 이와 같은 점은, 이하의 도 14∼도 16에 나타낸 태양에서도 동일하다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 해수를 선박의 밸러스트수 탱크(194)에 주수하는 다른 밸러스트수 처리 장치(201)로서, 상기와 동일한 펌프(192)와 필터(193)를 관로(195)에 가지고, 필터(193)로 여과된 후의 해수를 선박의 밸러스트수 탱크(194)에 주수하는 주(主) 루트(202)로부터 일부 해수를 바이패스(bypass)시키는 바이패스 루트(203)를 설치하고, 이 바이패스 루트(203)를 흐르는 일부 해수에 전해 생성물 혼합 장치(11)에서 염소 가스를 혼합하는 구성을 예로 들 수 있다. 이 밸러스트수 처리 장치(201)에서는, 흡인 혼합 장치(21)의 교차 관부(23)에 바이패스 루트(203)의 해수를 도입함으로써, 이 해수에 염소 가스를 혼합하여 해수를 살균 처리한다. 그리고, 이와 같이 염소 가스를 혼합한 해수를, 주 루트(202)에 합류시켜 주 루트(202)를 흐르는 해수에 혼합시켜 살균 처리하고 선박의 밸러스트수 탱크(194)에 주수한다. 이 경우에, 바이패스 루트(203)의 해수에, 전해 생성물 혼합 장치(11)에서 고농도로 되도록 염소 가스를 혼합하고, 이 바이패스 루트(203)의 해수를 주 루트(202)를 흐르는 해수에 혼합한 후, 해수의 염소 가스의 농도가 원하는 농도로 되도록 혼합을 조정한다. 즉, 이 밸러스트수 처리 장치(201)는, 염소 농도가 고농도인 밸러스트수를 희석하는 방식을 채용하고 있다.

또한, 도 15에 나타낸 바와 같이, 다른 밸러스트수 처리 장치(211)로서, 선박의 밸러스트수 탱크(194)로부터 밸러스트수를 퍼올리는 펌프(212)를 가지고, 펌프(212)에 의해 퍼올려지고 압송되는 밸러스트수에 전해 생성물 혼합 장치(11)에서 염소 가스를 혼합하고 밸러스트수 탱크(194)로 되돌리는 구성을 예로 들 수 있다. 즉, 펌프(212)에 의해 압송되는 밸러스트수의 전량을, 흡인 혼합 장치(21)의 교차 관부(23)에 도입함으로써, 밸러스트수에 염소 가스를 혼합하여 밸러스트수를 살균 처리하고, 그 후, 밸러스트수 탱크(194)로 되돌린다. 이 밸러스트수 처리 장치(211)는, 밸러스트수 탱크(194)의 밸러스트수를 관로(195)를 통하여 순환시켜 살균 처리한다.

또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 다른 밸러스트수 처리 장치(221)로서, 상기와 동일한 펌프(212)와 관로(195)를 가지고, 펌프(212)에 의해 퍼올려지고 압송되는 밸러스트수를 선박의 밸러스트수 탱크(194)로 되돌리는 주 루트(222)로부터 일부 밸러스트수를 바이패스시키는 바이패스 루트(223)를 설치하고, 이 바이패스 루트(223)를 흐르는 일부 밸러스트수에 전해 생성물 혼합 장치(11)에서 염소 가스를 혼합하는 구성을 예로 들 수 있다. 이 밸러스트수 처리 장치(221)에서는, 흡인 혼합 장치(21)의 교차 관부(23)에 바이패스 루트(223)의 밸러스트수를 도입함으로써, 이 밸러스트수에 염소 가스를 혼합하여 밸러스트수를 살균 처리한다. 그리고, 이와 같이 염소 가스를 혼합한 밸러스트수를, 주 루트(222)에 합류시켜 주 루트(222)를 흐르는 밸러스트수에 혼합시켜 살균 처리하고 선박의 밸러스트수 탱크(194)로 되돌린다. 이 경우에, 바이패스 루트(223)의 밸러스트수에 전해 생성물 혼합 장치(11)에서 고농도로 되도록 염소 가스를 혼합하고, 이 바이패스 루트(223)의 밸러스트수를 주 루트(222)를 흐르는 밸러스트수에 혼합한 후, 밸러스트수의 염소 농도가 원하는 농도로 되도록 혼합을 조정한다.

이 밸러스트수 처리 장치(221)는, 밸러스트수 탱크(194)의 밸러스트수를 순환시켜 살균 처리하는 것이며, 염소 농도가 고농도인 밸러스트수를 희석하는 방식을 채용하고 있다.

그리고, 실시형태에 있어서, 흡인 혼합 장치(21)는, T자관(24)의 직관부(22)가 수평 방향을 향하도록 설치되는 경우를 예시하여 설명하였으나, T자관(24)의 방향은 어떤 방향으로도 설정할 수도 있다.

여기서, 노즐 본체(64)의 외경과 직관부(22)의 내경과 흡인 혼합 장치(21)의 유량과의 관계에 대하여 고찰한다.

액체의 경우, 배관 내를 흐르는 유체의 유량과 유속의 관계는 하기 식으로 표시된다.

Q=C×A×V

여기서, Q: 유량[m³/s], C: 유출 계수, A: 유로 면적[m²], V: 유속[m/s]

V=√(2g×P÷ρ)

베르누이의 정리를 응용하면,

Q=C×A×√(2×P÷ρ)

여기서, P: 압력(차압)[MPa], ρ: 유체 밀도[kg/m³]

1 Pa=N/m=1[Kgm^-1s^-2], 물의 밀도: ρ=1000[kg/m³]

내경 30.4 ㎜의 배관에 외경 29 ㎜의 원기둥을 삽입하면, 유체가 흐르는 단면적(A)은,

A=(15.2×15.2×3.14)-(14.5×14.5×3.14)

=65.3[㎜²]

=6.53×10^-5[m²]

흡인 혼합 장치(21)의 2차 측이 대기 개방되어 있으면, 구동수인 원수의 압력이 0.2 MPa일 때, 유량(Q)은,

Q=C×A×√(2×P÷ρ)

=1×6.53×10^-5×√(2×0.2×1000000÷1000)

=1.30×10^-3[m³/s]

=4.64[m³/h]

근사값으로 실측하면 0.195 MPa일 때 유량은 4.05[m³/h]였다.

유출 계수 C=1로 가정하여 계산하면 4.64[m³]의 유량이다.

이로부터, 유출 계수는 4.05/4.64=0.873이 되며, 이것을 0.9로서 계산하면, 유량은 4.18[m³/h]였다.

유출 계수를 0.9로서 계산하면 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 도입 노즐(25)의 노즐 본체(64)의 외경, 및 T자관(24)의 직관부(22)의 내경에 관계없이, 이론대로 설계가 가능하다.

[표 1]

이하의 표 2에 나타낸 바와 같이, 구경 40A(상기와는 배관 직경이 상이한 흡인 혼합 장치(21))의 경우, 유출 계수를 0.9로서 계산하면 이론대로의 설계가 가능하다. 노즐 본체(64)의 외경의 상이에 의한 유출 계수의 변화는 없으며, 직관부(22)의 내경이 동일한 경우에는, 동일한 유출 계수를 사용할 수 있어, 노즐 본체(64)의 외경과는 관계가 없는 것을 알았다.

[표 2]

Claims

전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조; 및
상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수(原水)의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치
를 포함하는 전해 생성물 혼합 장치로서,
상기 흡인 혼합 장치가,
기단(基端) 관부(管部) 및 선단(先端) 관부를 가지는 직관부(直管部)와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 동시에 상기 직관부에 대하여 내측 개구부에 의해 개구하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관; 및
상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극(間隙)을 형성하고, 상기 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공(內孔)이 형성된 도입 노즐
을 포함하고,
상기 흡인 혼합 장치는, 상기 직관부와의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 상기 도입 노즐을 포함하고 있고, 복수 종류의 상기 도입 노즐을 연결 가능하며, 복수 종류의 상기 도입 노즐 중 1개를 상기 기단 관부에 연결하는 착탈 연결부를 구비하고,
상기 도입 노즐의 기단부(基端部)에, 상기 기단 관부와 맞닿아 상기 직관부 내로의 상기 도입 노즐의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부가 설치되어 있고,
상기 도입 노즐의 삽입 길이는, 상기 선단 관부의 선단과 상기 교차 관부의 내측 개구부와의 사이에 도입 노즐의 선단이 위치하는 길이로 되어 있는,
전해 생성물 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 도입 노즐의 내공의 선단부가, 선단을 향하여 확경(擴徑)하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있는, 전해 생성물 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 도입 노즐에, 상기 내공에 연결되는 전해 생성물의 도입구가 복수 형성되어 있는, 전해 생성물 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 원수에 상기 전해 생성물을 혼합하여 전해수를 생성하는, 전해 생성물 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 원수에 전해 상기 생성물을 혼합하여 상기 원수를 살균 처리 또는 악취 제거 처리하는, 전해 생성물 혼합 장치.
제5항에 있어서,
상기 원수가 상수, 하수, 배수, 또는 선박용의 밸러스트수(ballast water)인, 전해 생성물 혼합 장치.
선박용의 밸러스트수 처리 장치로서,
상기 밸러스트수로서의 해수를 저류(貯留)하는 밸러스트수 탱크;
상기 밸러스트수 탱크에 해수를 압송하는 펌프; 및
상기 펌프에 의해 압송되는 해수의 전부 또는 일부를 흡인 혼합 장치의 교차 관부에 도입하여 원수(原水)로 하는 제1항에 기재된 전해 생성물 혼합 장치
를 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
제7항에 기재된 밸러스트수 처리 장치를 포함하는 선박.
전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조; 및
상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수(原水)의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치
를 포함하는 전해 생성물 혼합 장치의 상기 흡인 혼합 장치로서,
기단 관부 및 선단 관부를 가지는 직관부와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 동시에 상기 직관부에 대하여 내측 개구부에 의해 개구하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관; 및
상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극을 형성하고, 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공이 형성된 도입 노즐
을 포함하고,
상기 직관부와의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 상기 도입 노즐을 포함하고 있고, 복수 종류의 상기 도입 노즐을 연결 가능하며, 복수 종류의 상기 도입 노즐 중 1개를 상기 기단 관부에 연결하는 착탈 연결부를 구비하고,
상기 도입 노즐의 기단부(基端部)에, 상기 기단 관부와 맞닿아 상기 직관부 내로의 상기 도입 노즐의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부가 설치되어 있고,
상기 도입 노즐의 삽입 길이는, 상기 선단 관부의 선단과 상기 교차 관부의 내측 개구부와의 사이에 도입 노즐의 선단이 위치하는 길이로 되어 있는,
흡인 혼합 장치.
전해질 용액을 전기 분해하여 전해 생성물을 생성하는 전해조; 및
상기 전해조가 생성한 전해 생성물을, 도입된 원수(原水)의 흐름으로 흡인하여 원수에 혼합하는 흡인 혼합 장치
를 포함하고,
상기 흡인 혼합 장치가,
기단 관부 및 선단 관부를 가지는 직관부와, 상기 직관부의 상기 기단 관부와 상기 선단 관부의 사이에 교차하는 동시에 상기 직관부에 대하여 내측 개구부에 의해 개구하는 교차 관부를 가지고, 상기 교차 관부로부터 상기 선단 관부를 향해 원수가 흐르는 T자관; 및
상기 기단 관부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 직관부와의 사이에 원수를 유동시키는 간극을 형성하고, 전해 생성물을 상기 직관부에 도입하는 내공(內孔)이 형성된 도입 노즐
을 포함하고,
상기 직관부와의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경 가능한 복수 종류의 상기 도입 노즐을 포함하고 있고, 복수 종류의 상기 도입 노즐을 연결 가능하며, 복수 종류의 상기 도입 노즐 중 1개를 상기 기단 관부에 연결하는 착탈 연결부를 구비하고,
상기 도입 노즐의 기단부(基端部)에, 상기 기단 관부와 맞닿아 상기 직관부 내로의 상기 도입 노즐의 삽입 길이를 규정하는 맞닿음부가 설치되어 있고,
상기 도입 노즐의 삽입 길이는, 상기 선단 관부의 선단과 상기 교차 관부의 내측 개구부와의 사이에 도입 노즐의 선단이 위치하는 길이로 되어 있는 전해 생성물 혼합 장치를 사용한 전해 생성물 혼합 방법으로서,
복수 종류의 상기 도입 노즐을 준비하고, 복수 종류의 상기 도입 노즐을 상기 기단 관부에 택일적으로 장착함으로써, 상기 기단 관부에 장착된 상기 도입 노즐과 상기 직관부의 사이의 간극의 길이 및 단면적 중 적어도 어느 한쪽을 변경하는,
전해 생성물 혼합 방법.
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