TWI437129B - 電解水製造裝置 - Google Patents

Description

電解水製造裝置 發明領域

本發明係有關於一種用以將為含有氯離子之原料水之電解質水溶液電解而製造電解水之電解水製造裝置。

本申請案係根據2011年8月24日在日本提出申請之特願2011-182492號主張優先權，並在此援用其內容。

發明背景

以往，在食品製造領域等中，係以電解水製造裝置將各種電解質水溶液(含有氯離子之原料水)電解後製造電解殺菌水(電解水)，並將該電解殺菌水使用於殺菌消毒等。例如，將氯化鈉水溶液、鹽酸水溶液等之含有氯離子之電解質水溶液電解時，會藉由電解氧化作用而產生氯氣，並將該氯氣溶解於水而生成次氯酸。含有業已生成之次氯酸之電解殺菌水，相較於將次氯酸蘇打溶解於水而調製出之殺菌水，即使為低氯濃度也可發揮優異之殺菌效果，又，具有不須每次使用都要進行微妙之濃度調整等多項優點。

電解水製造裝置具有：用以將電解質水溶液電解之電解槽及將電解質水溶液供給至電解槽之供水設備。又，電解槽多使用將複數電極板串聯配置之複極式(串聯式)之電解槽。該複極式電解槽構成為，複數電極板在殼體內 設有間隔地並列設置，並且分別將陽極之電極棒熔接而配設於軸線方向一端側之電極板，並將陰極之電極棒熔接而配設於他端側之電極板，由一端側之電極板(陽極)經由中間之電極板而朝向他端側之電極板(陰極)通電。

該電解水製造裝置中，由供水設備將電解質水溶液供給至電解槽之殼體內，使之依序流通並且將預定電壓施加於包含氯化物之電解質水溶液，藉此電流流通，並且以陽極側之氧化反應產生氯氣。將該氯氣(或者氯氣混濁之液體)由電解槽取出，與水混合，藉此於水中生成次氯酸以製造電解殺菌水。

另一方面，切斷電解槽之電極間之電壓施加，使電解停止，又，使用以將電解質水溶液供給至電解槽之泵停止時，在電解槽內，會殘留有混有高濃度之氯氣或次氯酸、未電解之鹽酸等之電解液(再者，本發明中，將該電解槽之殘留液記為電解液)。使電解槽與泵之運轉停止時，有時候連接電解槽與泵之配管(管)內會有電解槽之電解液逆流。因為電解液逆流，泵等之構成構件因氯氣等而產生腐蝕，構成構件可能短壽命化。

相對於此，以往，採取於連接電解槽與泵之配管設置止回閥之對策、或以停止電解槽之電極間之電壓施加，並在經過預定時間後，停止供給電解質水溶液之泵的驅動之方式控制之對策，防止來自電解槽之電解液的逆流(例如，參照專利文獻1)。

先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開平7-299458號公報

發明概要

然而，儘管採取藉由止回閥等的止回機構來防止電解槽之電解液的逆流之對策，可是在電解水製造裝置之運轉停止後、有時候電解液會直接由電解槽進入配管內，而對止回閥或泵、配管(管)、墊圈、O型環等的構成構件產生腐蝕。

該現象不是因電解液之逆流或僅單純之隨著濃度平衡之擴散而產生者，由構成構件之腐蝕狀態等而確認。因此，強烈的要求了解清楚其原因並採取防止構成構件之腐蝕之對策。

另一方面，電解水製造裝置之運轉中，存在著以下的課題。以往、電解水製造裝置運轉中，由暫時停止電解之操作之狀態之後再開始(運轉)時，會有電解槽內產生過電流而裝置全體異常停止的情況。預防此種異常停止對於使電解水製造裝置安定運轉是不可或缺的。此種異常停止之預防也成為電解水製造裝置之課題。

根據本發明之第1態樣，電解水製造裝置係將含有氯離子之原料水電解而製造電解水者，包含有：電解槽；原料泵，係將前述原料水供給至前述電解槽；及配管，係 連接將前述原料水吐出之前述原料泵之吐出口與使前述原料水流入前述電解槽之流入口，且前述原料泵系設置成相對於前述流入口將前述吐出口配置於下方。

根據本發明之第2態樣，上述第1態樣中，電解水製造裝置更具有：稀釋水泵，係供給稀釋水使之混合於前述原料水，以使前述原料水成為預定之電解質濃度；及第2配管，係連接將前述稀釋水吐出之前述稀釋水泵之第2吐出口與使前述稀釋水流入前述電解槽之第2流入口，前述稀釋水泵係設置成相對於前述第2流入口將前述第2吐出口配置於上方。

根據本發明之第3之態樣，上述第1態樣中，電解水製造裝置更具有可裝卸地安裝於前述電解槽之托架，前述托架設置有泵定位保持部，該泵定位保持部係可裝卸地安裝前述原料泵，並且相對於前述流入口，將前述吐出口配置於預定位置並予以保持定位。

根據本發明之第4態樣，上述第2態樣中，電解水製造裝置更具有可裝卸地安裝於前述電解槽之第2托架，前述第2托架設有第2泵定位保持部，第2泵定位保持部係可裝卸地安裝前述稀釋水泵，並且相對於前述第2流入口，將前述第2吐出口配置於預定位置並予以保持定位。

本案之發明人們係如後述，釐清了儘管以止回機構防止電解槽之電解液之逆流，可是在電解水製造裝置之運轉停止後，電解液由電解槽侵入配管內之現象的原因在 於電解液之移流。據此，本發明之第1態樣中之電解水製造裝置中，係相對於電解槽之流入口將原料泵之吐出口配置於下方來設置原料泵。因此，可防止運轉停止後，電解液直接由電解槽移流到連接原料泵之配管內。

結果，可防止構成構件因電解液而腐蝕，並可達到構成構件之長壽命化。又，可降低構成構件之更換頻率，並可提供一種耐久性、經濟性、及信賴性優異之電解水製造裝置。

又，如前所述，本案之發明人們釐清了電解液由電解槽侵入配管之現象的原因在於電解液之移流。進而，如此發現產生了電解液由電解槽向配管移流之現象，並且相反的原料水或稀釋水由配管向電解槽移流之現象。並且查明了如此由配管往電解槽之原料水或稀釋水之移流引起了在電解槽內之氯離子濃度在上下方向之分佈不均，該分佈不均的結果，當停止之電解再開始時，成為電解槽內產生過電流之異常停止的原因。

因此，前述之原料泵的配置可抑止電解液由電解槽向原料水配管移流之現象，並且可抑止相反的原料水由原料水配管向電解槽移流之現象。因此，可抑止在電解槽內氯離子濃度分佈不均的現象。該結果是，可預防電解槽再度開始運轉時之過電流的發生與伴隨之異常停止，提供可更穩定地運轉之電解水製造裝置。

本發明之第2態樣之電解水製造裝置中，根據本案之發明人們已釐清之前述現象之原因，而相對於電解槽 之第2流入口在上方配置稀釋水泵之第2吐出口來設置稀釋水泵。因此，可防止在運轉停止後，電解液直接由電解槽移流到連接於稀釋水泵之第2配管內。

結果，可防止構成構件因電解液而腐蝕，可達到更進一步之構成構件之長壽命化。又，可降低構成構件之更換頻率，進而可提供耐久性、經濟性、及信賴性優異之電解水製造裝置。

又，如上述之稀釋水泵之配置可抑制電解液由電解槽向稀釋水配管(第2配管)移流之現象，並且可抑制相反的稀釋水由稀釋水配管向電解槽移流之現象。可抑止在電解槽內氯離子濃度分佈不均的現象。該結果是，可預防電解槽再度開始運轉時之過電流的發生與伴隨之異常停止，提供可更穩定地運轉之電解水製造裝置。

本發明之第3或第4態樣之電解水製造裝置中，可僅藉將原料泵或稀釋水泵可裝卸地安裝於托架之泵定位保持部，使吐出口相對於電解槽之原料水或稀釋水之流入口，配置於預定位置而可容易地配設原料泵或稀釋水泵。又，原料泵或稀釋水泵可裝卸地安裝於托架，故也可提高維修性。

圖式簡單說明

圖1係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之圖。

圖2係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之電解槽之分解立體圖。

圖3係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之立體圖。

圖4係圖3之X1-X1線之箭頭視圖。

圖5係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之分解立體圖。

圖6A係顯示第一電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖6B係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖6C係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖6D係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子圖。

圖7A係顯示第一電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖7B係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖7C係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖7D係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子。

圖8A係顯示第二電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖8B係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過20小時 後之樣子。

圖8C係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖8D係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過70小時後之樣子。

圖8E係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子。

圖8F係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過200小時後之樣子。

圖9A係顯示第二電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖9B係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖9C係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖9D係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過70小時後之樣子。

圖9E係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子。

圖9F係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過200小時後之樣子。

圖10A係說明電解槽之運轉停止時之電解液、原料水、及稀釋水之相互移流之樣子的原理圖。

圖10B係說明電解槽之運轉停止時之電解液、原料水、 及稀釋水之相互移流之樣子之原理圖。

圖11A係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖11B係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖12A係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖12B係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖13A係說明本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之效果之原理圖。

圖13B係說明本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之效果之原理圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，參照圖1到圖13B，說明本發明之一實施形態之電解水製造裝置。本實施形態係有關於一種用以將含有氯離子之原料水之電解質水溶液電解而製造電解水之電解水製造裝置，特別是有關於一種用以製造包含次氯酸之電解殺菌水之電解水製造裝置。

本實施形態之電解水製造裝置A係如圖1所示，具有：槽體1，係用以貯存鹽酸水溶液、氯化鈉水溶液等的原液W1(含有氯離子之原料水)；電解槽2，係供給混合有原液W1與水W2(稀釋水)之電解質水溶液W3(含有氯離子之原 料水)，並將該電解質水溶液W3電解；及原料泵3，係用以由槽體1向電解槽2送出原液W1。進而，電解水製造裝置A具有：稀釋水泵4，係用以將水W2送到槽體1與電解槽2之間，將原液W1稀釋到預定濃度，並且生成電解質水溶液W3；電解電源5，係用以將電力供給到電解槽2；及混合器6，係混合在電解槽2將電解質水溶液W3電解而產生之氯氣(或者混合有氯氣之電解液W4)與處理水W2而生成電解殺菌水W5(電解水)。

電解槽2係將複數電極板串聯配置之複極式電解槽。電解槽2係如圖1及圖2所示，具備：殼體10，係內部流通電解質水溶液W3；複數電極板11、12，係在該殼體10內於軸線O1方向上設有間隔地並列設置；複數分隔件13、14、15，係使電極板11、12在軸線O1方向上隔有間隔地並列設置之狀態下予以保持；及一對電極棒17、18，係將殼體10之中央部插入設置於由外側貫設於內側之電極棒插入孔16並且分別連接設置於位於在軸線O1方向之兩端側之一對電極板11、12，由電解電源5供給電力給電極板11、12。

殼體10係使用氯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂等之合成樹脂而形成。殼體10係如圖2所示，具有：圓筒狀本體20，其中心軸朝軸線O1方向配置；及一對側體21、22，一體安裝於本體20之軸線O1方向兩端側而密閉本體20之開口部。

又，在其中之一之側體21，於下端部側(電極棒插入孔16之下側)形成有朝向軸線O1方向且由外面貫通於 內面之流入口26。在另外一側體22，於上端部側(電極棒插入孔16之上側)形成有朝向軸線O1方向且由外面貫通內面之取出口27。

複數電極板11、12為鈦合金等之金屬製板體，分別形成為方形板狀。又，該等電極板11、12係於隔著預定之間隔而對向配置之側體21、22間，將各自之板面朝側體21、22之對向方向(軸線O1方向)並列設置。在配置於在軸線O1方向之兩端側之電極板11、12之中央部固定且連接有金屬製電極棒17、18。

複數分隔件13、14、15分別形成為具有與殼體10之本體20之內徑大略相同之外徑之略圓板狀。又，各分隔件13、14、15於其中央形成有由其中一面貫通到另一面且成為電解室28之方形貫通孔。又，在貫通孔(28)較上方，形成有由其中一面貫通到另外一面之取出口27，在貫通孔(28)較下方形成有由其中一面貫通到另外一面之流入口26。該等取出口27與流入口26分別經由形成於其中一面之溝狀流通路30而連通於成為電解室28之貫通孔。

本實施形態之供水設備之原料泵3係如圖1、圖2、圖3及圖4所示，以管31連接槽體1與吸入原液W1之吸入口3a，並且以管32(配管)及管36(配管)連接吐出原液W1之吐出口3b(吐出口)與使電解質水溶液W3流入電解槽2之電解室28之流入口26(流入口)而設置。稀釋水泵4係以管33連接供水源與吸入水W2之吸入口4a，並以管34(第2配管)及管36(第2配管)連接吐出水W2之吐出口4b(第2吐出口)與電解 槽2之流入口26(第2流入口)而設置。

又，本實施形態之供水設備之原料泵3與稀釋水泵4係使用管泵(tube pump)。即，本實施形態之電解水製造裝置A中，係藉由在運轉停止時，同時原料泵3或稀釋水泵4夾入管之狀態下靜止而發揮止回機能。因此，並未如以往，在連接原料泵3或稀釋水泵4之吐出口3b、4b與電解槽2之流入口26之配管路徑設置止回閥。再者，本發明適用於如此設置有止回機構之密閉類裝置者較具效果而較佳。

進而，本實施形態中，將連接於原料泵3之吐出口3b與稀釋水泵4之吐出口4b之各管32、34連接於管接頭35(參照圖4)，並將該管接頭35與電解槽2之流入口26(流入口、第2流入口)以管36(配管、第2配管)連接。藉此，在管接頭35混合原液W1與稀釋水W2而生成電解質水溶液W3並供給到電解槽2。

再者，本實施形態中，可將連接原料泵3之吐出口3b與電解槽2之流入口26之管32、36視為一個配管。同樣的，可將連接稀釋水泵4之吐出口4b與電解槽2之流入口26之管34、36視為一個配管(第2配管)。又，流入口26具有作為使原液W1流入電解槽2之流入口、與使水W2流入電解槽2之流入口(第2流入口)之功能之任一者。

進而，本實施形態中，原料泵3係配設成原料泵3之吐出口3b相對於電解槽2之流入口26配置於下方。換言之，吐出口3b相較於流入口26位置之水平面位於下方。又，稀釋水泵4配設成稀釋水泵4之吐出口4b相對於電解槽2之 流入口26係配置於上方。換言之，吐出口4b相較於流入口26位置之水平面位於上方。

進而，本實施形態之電解水製造裝置A係如圖3到圖5所示，具備有：電解槽托架41，係藉由固定爪40而可裝卸地安裝於電解槽2之各側體21、22之下端側，並用以支持電解槽2；及泵托架(托架、第2托架)42，係藉由螺絲等而可裝卸地安裝於電解槽2之其中一側體22，且藉由固定爪40而可裝卸地安裝於電解槽托架41，而用以將原料泵3及稀釋水泵4設置於預定位置。

又，泵托架42具有：泵定位保持孔43(泵定位保持部)，係藉由將原料泵3插入且使之卡合而可裝卸地安裝原料泵3並定位保持，及泵定位保持孔44(第2泵定位保持部)，係藉由將稀釋水泵4插入且使之卡合而可裝卸地安裝稀釋水泵4並定位保持。僅藉使原料泵3與稀釋水泵4卡合於各泵定位保持孔43、44而安裝於泵托架42，各泵3、4之吐出口3b、4b相對電解槽2之流入口26配設在預定位置。

具有上述構成之本實施形態之電解水製造裝置A中，係由電解電源5將電力供給到電解槽2之電極棒17、18，並且藉由原料泵3之驅動而由槽體1送出原液W1，藉由稀釋水泵4之驅動而由水源送出水W2。流通於管32、34之原液W1與稀釋水W2在管接頭35混合，並且調整為預定之電解質濃度之電解質水溶液W3由電解槽2之流入口26被供給到殼體10內之電解室28且流通。

當在電力供給到電極棒17、18之狀態下，電解質 水溶液W3流通於複數電解室28時，會電解而產生氯氣。該氯氣(或者混合有氯氣之電解液W4)由電解槽2之取出口27取出，並且在混合器6與處理水W2混合後，生成電解殺菌水W5。

以往之電解水製造裝置中，當運轉停止時，電解液W4可能會直接由電解槽2移流到管32、34內。因此，如本實施形態，於泵3、4使用管泵時，會產生管之變色或膨潤之劣化等情況。另一方面，使用止回閥時，會產生墊圈或閥體之短壽命化等情況。

相對於此，本案之發明人們為了釐清該現象，實施了第一電解液舉動確認試驗與第二電解液舉動確認試驗。

首先，參照圖6A~D及圖7A~D，說明第一電解液舉動確認試驗。在該第一電解液舉動確認試驗中，係以如下之(1)~(5)所示之步驟進行試驗。

(1)準備10mL試驗管45、46各3支，分別將水(自來水)、3%之鹽酸溶液、21%之鹽酸溶液注入到試驗管45、46各5mL。以3支試驗管45為第1組、3支試驗管46為第2組。

(2)使用3%之鹽酸溶液作為電解質水溶液W3，將該電解質水溶液W3倒入電解水製造裝置A之電解槽2後連續運轉3小時，由電解槽2採取連續運轉後之電解液W4。再者，採取之電解液W4之其有效氯濃度為265.5ppm。

(3)將採取之電解液W4冷卻到室溫後，添加碘化鉀，使之與電解液W4中之次氯酸反應而染色。將染色後之電解液 W4作為染色電解液W4’。

(4)將染色電解液W4’注入(1)之各試驗管45、46內各1mL。於圖6A、7A顯示染色電解液W4’剛投入後的樣子。此時，如圖6A所示，於3支試驗管45(第1組)，由試驗管45內之上方將染色電解液W4’添加(注液)到液面。又，如圖7所示，在剩餘之3支試驗管46(第2組)，將染色電解液W4’添加到試驗管46之液底。

(5)在各試驗管45、46靜置之狀態下，觀察並記錄自染色電解液W4’剛投入時經過20小時、50小時、100小時後之著色狀態之經時變化。將經過20小時後之樣子表示於圖6B，7B，將經過50小時後之樣子表示於圖6C、7C，將經過100小時後之樣子表示於圖6D、7D。

該第一電解液舉動確認試驗中，如圖6A~D所示，在水的液面添加染色電解液W4’時，電解液W4’朝試驗管45之底部擴散並移流，在底部沈降。添加後沒有立刻完全擴散而是經過一段時間後才擴散到試驗管全體，但移流之電解液W4’之沈降在經過100小時後也可觀察到。相對於此，分別將染色電解液W4’添加到3%鹽酸溶液與21%鹽酸溶液之液面時，添加後，染色電解液W4’不移流，而在液面附近滯留。又，觀察到經過一段時間，電解液W4’擴散到下方之樣子。

又，如圖7A~D所示，將染色電解液W4’添加到水之液底時，添加後，染色電解液W4’不移流而在試驗管46之底部滯留。沒產生移流而僅產生擴散，經過一段時間 後電解液W4’漸漸擴散到上方，但確認了在經過100小時後之階段也不至於擴散到全體之樣子。另一方面，若分別將染色電解液W4’添加到3%之鹽酸溶液與21%之鹽酸溶液之液底，添加後、觀察到染色電解液W4’稍微擴散且向液面移流，藉由該移流而立刻上昇到液面，並且暫時滯留於液面後，經過一段時間並且也擴散到下方之樣子。

由上述之試驗結果，確認了在水中，電解液W4’容易移流到下方且停留在液底，鹽酸溶液中，電解液W4’容易移流到上方且停留在液面。又，經過一段時間並且確認電解液W4’漸漸擴散到全體。

如圖6A~D及圖7A~D所示，電解液W4’之移流係因密度差而在鉛直方向產生。表1表示試驗所使用之水、鹽酸、電解液之比重。表1所表示之鹽酸與電解液中，顯示了不論鹽酸之濃度，鹽酸之比重比電解液大，因此在鹽酸溶液中之電解液W4’在添加後會立刻上昇到液面之舉動(非擴散而為移流)。

比重較大之順序

21%HCl>3%HCl>水>電解液

水與電解液W4’中，在接液部中，產生H₂ O+Cl₂ →HClO+HCl之反應，溶解於電解液W4’之氯氣與水反應而生成次氯酸分子。水與電解液W4’之反應物(次氯 酸水)相較於單獨的水，比重也變大。

因此，如圖6A~D所示，係顯示若由液面將電解液W4’添加到水，電解液W4’之氯分子會與水分子反應，生成次氯酸分子，且伴隨次氯酸與碘化鉀之反應之呈色沈降到液底之舉動(伴隨擴散之移流)。

又，如圖7A~D所示，係顯示若由水的液底添加電解液W4’時，則電解液之氯分子與水分子反應而生成次氯酸分子，且相較於只有水，比重也變大，因此停留於液底之舉動(移流)。正確來說，氯氣次氯酸之反應會反覆進行直到化學反應式達到平衡。

其次，參照圖8A~F及圖9A~F說明第二電解液舉動確認試驗。該第二電解液舉動確認試驗中，係以下述(1)~(8)所示之步驟進行試驗。

(1)以燃燒器加熱PFA管(氟樹脂管)，成形為高度150mm之U字狀，並填充(注液)水或3%鹽酸溶液。

(2)將填充有水或3%鹽酸溶液之PFA管之一端部以燃燒器熔解而封閉。

(3)使用3%鹽酸溶液作為電解質水溶液W3，並將該電解質水溶液W3倒入電解水製造裝置A之電解槽2，連續運轉3小時，並由電解槽2採取連續運轉後之電解液W4。再者，所採取之電解液W4之其有效氯濃度為265.5ppm。

(4)將所採取之電解液W4冷卻到室溫後、添加碘化鉀，使之與電解液W4中之次氯酸反應而染色。將染色後之電解液W4作為染色電解液W4’。

(5)由他端部將300μL之染色電解液W4’注液到一端部密閉之各PFA管。

(6)充滿水之PFA管使用封口膜密閉已注入電解液W4’之他端部。又，充滿3%鹽酸溶液之PFA管係以燃燒器熔解其他端部而密閉。再者，填充水之管進行在燃燒器之加熱熔融之密閉時，電解液W4’會上昇，因此使用封口膜而進行他端部之密閉。

(7)填充水之管係如圖8A~F所示，以逆U字之姿勢靜置，並且填充有3%鹽酸溶液之管係如圖9A~F所示，以U字之姿勢靜置。這是根據第一電解液舉動確認試驗之結果。將染色電解液W4’之投入後之樣子顯示於圖8A、9A。

(8)觀察、記錄自染色電解液W4’投入後經過20小時、50小時、70小時、100小時、200小時之著色狀態的經時變化。將經過20小時後之樣子顯示於圖8B、9B，將經過50小時後之樣子顯示於圖8C、9C，將經過70小時後之樣子顯示於圖8D、9D，將經過100小時後之樣子顯示於圖8E、9E，將經過200小時後之樣子顯示於圖8F、9F。

該第二電解液舉動確認試驗中，在填充了水之殼體中，係如圖8A~F所示，添加於他端部(下端部)之染色電解液W4’在下方滯留，沒有產生移流而僅產生擴散。觀察到經過一段時間後，漸漸地電解液W4’慢慢朝上方擴散，但即使經過200小時，也不會到達逆U字之管頂部之樣子。

另一方面，在填充有3%鹽酸溶液之例中，如圖9A~F所示，添加到他端部(上端部)之染色電解液W4’在上 方滯留，沒有產生移流而僅產生擴散。觀察到經過一段時間後，電解液W4’漸漸朝下方擴散，但即使經過200小時，也沒到達U字之管底部之樣子。

即，該第二電解液舉動確認試驗之結果與第一電解液舉動確認試驗中之電解液之舉動相同。

根據第一及第二電解液舉動確認試驗之結果，當原料泵3在電解槽2較上側時，推定在運轉停止後沒多久電解液W4由電解槽2移流到管32內之電解質水溶液W3(鹽酸溶液)中。由於電解液W4往管32內移流，管32等之構成構件可能會腐蝕。

又，根據第一及第二電解液舉動確認試驗之結果，推定當稀釋水泵4位於電解槽2較下側時，在運轉停止後沒多久，電解液W4會從電解槽2移流到管34內之水中。由於電解液W4往管34內移流，故管34等之構成構件可能會腐蝕。

從第一及第二電解液舉動確認試驗之結果，可清楚瞭解到，以往，其原因不明之連接原料泵3或稀釋水泵4之吐出口3b、4b與電解槽2之流入口26之管32、34之變色或產生膨潤等之劣化、由管32、34之內壁剝離之剝離物造成管32、34之阻塞等發生皆是起因於電解液W4之移流。進而，清楚瞭解到電解液W4之移流是因為原料泵3位於電解槽2較上側、或、稀釋水泵4位於電解槽2較下側而發生。

另一方面，也清楚瞭解到，電解液W4之移流可能會引起其他較不好的狀況。圖10A係表示電解槽2之運轉 剛停止後之狀態，圖10B係表示電解液W4之移流由電解槽2往配管32、34進行之狀態。如圖10A所示，當電解槽2之運轉停止時，如前所述，殘留於電解槽2中之電解液W4會開始朝向原料水配管32或稀釋水配管34移流。而電解水製造裝置之停止中係因原料水配管32與稀釋水配管34因未圖示之止回機構而止回，配管32、34內處於密閉狀態。因此，當電解液W4由電解槽2移流到配管32、34時，如圖10B所示，相反的，原料水W3(W1)會由原料水配管32移流到電解槽2，又稀釋水W2會由稀釋水配管34移流到電解槽2。

移流到電解槽2之原料水W3在電解槽2內滯留於下部，又稀釋水W2在電解槽2內滯留於上部。原料水W3為氯離子濃度高之液體，因此電解槽2之內部中，下部的氯離子濃度較高，而上部之氯離子濃度較低，在電解槽2內部於上下方向，氯離子濃度產生分佈不均。由於該氯離子分佈不均，當電解槽2之運轉再開始時，會產生過電流，電解水製造裝置可能會引起異常停止。

如以上所述，本申請案之發明人們由第一及第二電解液舉動確認試驗之結果，也釐清了電解液W4之移流成為原料泵3或稀釋水泵4之零件或連接管32、34之劣化、管32、34之阻塞等原因，並且成為隨著電解液W4之移流而產生之原料水W3或稀釋水W2之移流處於停止狀態之電解水製造裝置之運轉在再開始時之異常停止的原因。

再者，不論是否產生移流，皆引起擴散。即，會有與移流同時引起擴散，或是僅引起擴散的差異，但與移流之 有無無關，皆產生擴散。但，由於物質之移動速度較慢，又，電解液W4被原液W1、稀釋水W2、或電解質水溶液W3稀釋，因此相較於移流，擴散對於電解水製造裝置的影響程度較小。

如上述，本案發明人們釐清了儘管以止回機構防止電解槽2之電解液W4之逆流，但電解水製造裝置A在運轉停止後，電解液W4還是由電解槽2侵入管32內之現象的原因。據此，本實施形態之電解水製造裝置A中，相對於電解槽2之流入口26，將原料泵3之吐出口3b配置於下方，設置原料泵3。因此，在運轉剛停止後，可防止電解液W4由電解槽2侵入連接於原料泵3之管32內。

結果，可防止構成構件因電解液W4而腐蝕，並可達到構成構件之長壽命化。又，可降低構成構件之更換頻率，而可提供一耐久性、經濟性、及信賴性優異之電解水製造裝置A。

又，根據本案發明人們釐清之上述現象的原因，相對於電解槽2之流入口26，將稀釋水泵4之吐出口4b配置於上方，並列設置稀釋水泵4。因此，可防止在運轉剛停止後，電解液W4由電解槽2侵入連接於稀釋水泵4之管34內。

結果，可防止構成構件因電解液W4而腐蝕，進而達到構成構件之長壽命化。又，可降低構成構件之更換頻率，而可提供一耐久性、經濟性、及信賴性優異之電解水製造裝置A。

進而，可藉僅將原料泵3或稀釋水泵4可裝卸地安 裝於托架42之泵定位保持孔43、44，可相對於電解槽2之流入口26，將吐出口3b、4b配置於預定位置，而容易配設原料泵3或稀釋水泵4。又，由於原料泵3或稀釋水泵4可裝卸地安裝於托架42，因此也可達到提高維修性。

又，本實施形態之電解槽製造裝置A中，由於可抑止由電解槽2朝向管32或管34之電解液W4的移流，因此同時也可抑制由管32或管34朝電解槽2之原料水W3或稀釋水W2的移流。因此，電解水製造裝置A之停止中，原料水W3或稀釋水W2不會侵入電解槽2內，可防止在電解槽2內部，氯離子在上下方向分布不均的現象。因此，當電解水製造裝置A由停止狀態再次開始運轉時，可抑制因過電流之發生而裝置異常停止。因此，可提供一種運轉比以往安定之運轉之電解水製造裝置A。

原料泵3相對於電解槽2之高度位置只要配置成，侵入到管32內之電解槽2之流入口26側之電解液W4之最低液面比管32內之原料泵3之吐出口3b側殘留之原料液面較上方即可。即，如圖11A所示，只要將原料泵3相對於電解槽2配設在下方，使原料泵3之吐出口3b與電解槽2之流入口26之各中心高度之差分為吐出口3b之半徑與流入口26之半徑之和以上即可。再者，當原料泵3之吐出口3b與電解槽2之流入口26為同徑時，如圖11B所示，只要將原料泵3之吐出口3b與電解槽2之流入口26之各中心高度之差分做成吐出口3b或流入口26之內徑1分以上即可。

又，稀釋水泵4相對於電解槽2之高度位置是只要 配置成，侵入到管34內之電解槽2之流入口26側之電解液W4之最高液面比管34內之稀釋水泵4之吐出口4b側殘留之水W2之液面較下方即可。即，如圖12A所示，只要將稀釋水泵4配設在相對於電解槽2為上方，使稀釋水泵4之吐出口4b與電解槽2之流入口26之各中心高度之差分為吐出口4b之半徑與流入口26之半徑之和以上即可。再者，當稀釋水泵4之吐出口4b與電解槽2之流入口26同徑時，如圖12B所示，只要令稀釋水泵4之吐出口4b與電解槽2之流入口26之各中心高度之差分為吐出口4b或流入口26之內徑1分以上即可。

根據本發明之一實施形態之電解水製造裝置A說明上述原理。例如，說明使原液W1流入電解槽2之管32與使稀釋水W2流入之管34分別經由管接頭35而連接之狀態。圖13B為本發明之一實施形態之狀態，圖13A係用以比較之對照例。

如圖13A之對照例，供給原液W1之原料泵3之吐出口3b(在圖13A，B中未圖示)位於比電解槽2之流入口26高的位置，且供給稀釋水W2之稀釋水泵4之吐出口4b(圖13A、B中未圖)位於較電解槽2之流入口26低之位置時，當電解槽2之運轉停止時，殘留於電解槽2之電解液W4會移流到管接頭35。進而，電解液W4朝上方在管32內移流，且在管34朝下方移流。相反的原液W1由管32移流到電解槽2內，且稀釋水W2由管34移流到電解槽2內。

另一方面，如圖13B之本發明之一實施形態，供 給原液W1之原料泵3之吐出口3b位於比電解槽2之流入口26低之位置，且供給稀釋水W2之稀釋水泵4之吐出口4b位於比電解槽2之流入口26高之位置時，即使殘留於電解槽2之電解液W4移流到管接頭35，也不會由管32移流到下方，且不會由管34移流到上方。因此，也不會有原液W1由管32移流到電解槽2內，又也不會有稀釋水W2由管34移流到電解槽2內。

再者，即使是圖13A、B之任一者的情況也會產生擴散之現象，但相較於移流，就擴散對於電解水製造裝置A之影響是比較輕微。

以上，係就本發明之電解水製造裝置之一實施形態加以說明，但本發明不限定於上述之一實施形態，可在本發明之範圍內適當變更。

例如，本實施形態中，供給原液W1或稀釋水W2之原料泵3或稀釋水泵4為管泵，但亦可將其他種類之泵使用於原料泵3或稀釋水泵4。亦可於連接該等泵3、4之吐出口3b、4b與電解槽2之流入口26之管32、34(配管、第2配管)設置止回閥來構成電解水製造裝置A。此種情況下，亦可以與本實施形態相同之位置關係，將原料泵3或稀釋水泵4配設於電解槽2而得到與本實施形態相同的作用效果。

又，本實施形態中，電解水製造裝置A構成為，使稀釋水泵4所供給之稀釋水W2混合於原料泵3所供給之原液W1，生成預定濃度之電解質水溶液W3，並且使生成之電解質水溶液W3流入電解槽2。

相對於此，電解水製造裝置A亦可構成為，將原料泵3與稀釋水泵4分別個別地連接到電解槽2，且將由原料泵3供給之原液W1與由稀釋水泵4供給之稀釋水W2在電解槽2內混合，使預定濃度之電解質水溶液W3在電解槽2內流通。又，亦可於電解槽2分別設置使原液W1流入之流入口與使稀釋水W2流入之第2流入口。原料泵3之吐出口與電解槽2之流入口係以配管連接，且稀釋水泵4之第2吐出口與電解槽2之第2流入口係以第2配管連接。此種情況下，若也可將吐出口相對於流入口配置於下方，將第2吐出口相對於第2流入口配置於上方，則可得到與上述實施形態相同的作用效果。

進而，電解水製造裝置A亦可構成為，將預先混合原液W1與稀釋水W2而調整到預定濃度之電解質水溶液W3以原料泵3供給到電解槽2。即，亦可不具備稀釋水泵4。在該等構成之電解水製造裝置A中，也以與本實施形態相同的位置關係，配設泵3、4、電解槽2，藉此可得到與本實施形態相同的作用效果。

又，即使係吐出口3b配置於較流入口26下方，當管32之中間部配置於較流入口26上方(流入口26位置之水平面較上方)時，在該中間部與流入口26之間，可能產生原液W1與電解液W4之移流。必須也防止該移流時，只要將管32全部配置於比流入口26所位置之水平面較低即可。

同樣的，即使係吐出口4b配置於比流入口26較上方，當管34之中間部配置於比流入口26較下方(比流入口26位 置之水平面較下方)時，在該中間部與流入口26之間，可能產生稀釋水W2與電解液W4之移流。必須也防止該移流時，只要將管34全部配置於比流入口26所位置之水平面較上方即可。

又，本發明之實施形態中，原料泵3與稀釋水泵4之任一者皆安裝於泵托架42。另一方面，原料泵3與稀釋水泵4亦可分別安裝於不同的托架，並且隔著各自之托架而設置於電解槽2。

產業上之可利用性

本發明可廣泛利用於將含有氯離子之原料水電解後製造電解水之電解水製造裝置。

1‧‧‧槽體

2‧‧‧電解槽

3‧‧‧原料泵

3a‧‧‧吸入口

3b‧‧‧吐出口

4‧‧‧稀釋水泵

4a‧‧‧吸入口

4b‧‧‧吐出口(第2吐出口)

5‧‧‧電解電源

6‧‧‧混合器

10‧‧‧殼體

11,12‧‧‧電極板

13,14,15‧‧‧分隔件

16‧‧‧電極棒插入孔

17，18‧‧‧電極棒

20‧‧‧本體

21,22‧‧‧側體

26‧‧‧流入口(流入口、第2流入口)

27‧‧‧取出口

28‧‧‧電解室

30‧‧‧流通路

31‧‧‧管

32‧‧‧管(配管)

33‧‧‧管

34‧‧‧管(第2配管)

35‧‧‧管接頭

36‧‧‧管(配管、第2配管)

40‧‧‧固定爪

41‧‧‧電解槽托架

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‧‧‧試驗管

46‧‧‧試驗管

A‧‧‧電解水製造裝置

O1‧‧‧軸線

W1‧‧‧原液(原料水)

W2‧‧‧水(稀釋水)

W3‧‧‧電解質水溶液(原料水)

W4‧‧‧電解液

W5‧‧‧電解殺菌水(電解水)

圖1係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之圖。

圖2係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之電解槽之分解立體圖。

圖3係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之立體圖。

圖4係圖3之X1-X1線之箭頭視圖。

圖5係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置之分解立體圖。

圖6A係顯示第一電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖6B係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過20小時 後之樣子。

圖6C係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖6D係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子圖。

圖7A係顯示第一電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖7B係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖7C係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖7D係顯示第一電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子

圖8A係顯示第二電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖8B係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖8C係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖8D係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過70小時後之樣子。

圖8E係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子。

圖8F係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過200小時 後之樣子。

圖9A係顯示第二電解液舉動確認試驗中，電解液剛投下後之樣子。

圖9B係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過20小時後之樣子。

圖9C係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過50小時後之樣子。

圖9D係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過70小時後之樣子。

圖9E係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過100小時後之樣子。

圖9F係顯示第二電解液舉動確認試驗中，經過200小時後之樣子。

圖10A係說明電解槽之運轉停止時之電解液、原料水、及稀釋水之相互移流之樣子的原理圖。

圖10B係說明電解槽之運轉停止時之電解液、原料水、及稀釋水之相互移流之樣子之原理圖。

圖11A係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖11B係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖12A係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖12B係顯示本發明之一實施形態之電解水製造裝置 中之電解液之侵入防止對策之想法。

圖13A係說明本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之效果之原理圖。

圖13B係說明本發明之一實施形態之電解水製造裝置中之效果之原理圖。

2‧‧‧電解槽

3‧‧‧原料泵

4‧‧‧稀釋水泵

4b‧‧‧吐出口(第2吐出口)

6‧‧‧混合器

26‧‧‧流入口(流入口、第2流入口)

31‧‧‧管

32‧‧‧管(配管)

33‧‧‧管

34‧‧‧管(第2配管)

35‧‧‧管接頭

36‧‧‧管(配管、第2配管)

40‧‧‧固定爪

41‧‧‧電解槽托架

42‧‧‧泵托架(托架、第2托架)

W1‧‧‧原液(原料水)

W2‧‧‧水(稀釋水)

W3‧‧‧電解質水溶液(原料水)

W4‧‧‧電解液

W5‧‧‧電解殺菌水(電解水)

A‧‧‧電解水製造裝置

Claims (5)

1. 一種電解水製造裝置，係將含有氯離子之原料水電解而製造電解水者，包含有：電解槽；原料泵，係將前述原料水供給至前述電解槽；及配管，係將用以吐出前述原料水之前述原料泵的吐出口與使前述原料水流入前述電解槽的流入口相連接，且在前述電解水裝置停止中是密閉狀態，且前述原料泵係設置成相對於前述流入口將前述吐出口配置於下方。
2. 如請求項第1項之電解水製造裝置，其中更具有：稀釋水泵，係供給稀釋水使之混合於前述原料水，以使前述原料水成為預定之電解質濃度；及第2配管，係連接將前述稀釋水吐出之前述稀釋水泵之第2吐出口與使前述稀釋水流入前述電解槽之第2流入口，前述稀釋水泵係設置成相對於前述第2流入口將前述第2吐出口配置於上方。
3. 如請求項第1項之電解水製造裝置，其中更具有可裝卸地安裝於前述電解槽之托架，前述托架設置有泵定位保持部，該泵定位保持部係可裝卸地安裝前述原料泵，並且相對於前述流入口，將前述吐出口配置於預定位置並予以保持定位。
4. 如請求項第2項之電解水製造裝置，其中更具有可裝卸地安裝於前述電解槽之第2托架，前述第2托架設有第2泵定位保持部，該第2泵定位保持部係可裝卸地安裝前述稀釋水泵，並且相對於前述第2流入口，將前述第2吐出口配置於預定位置並予以保持定位。
5. 如請求項第1項之電解水製造裝置，其中更具有止回機構，該止回機構設置於前述原料泵、或前述配管中位於前述原料泵側的位置，並於前述電解水製造裝置停止中遮斷前述配管內液體的流動，前述配管構成為於前述電解水製造裝置停止中維持前述配管內與前述電解槽內的連通。