(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、
前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、
を備える電解生成物混合装置であって、
前記吸引混合装置が、
基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、
前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備え、
前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更可能な複数種類の前記導入ノズルを備えており、これら導入ノズルを連結可能であって、これら導入ノズルのうちの一つを前記基端管部に連結する着脱連結部を有する電解生成物混合装置。
【請求項２】
前記導入ノズルの内孔の先端部が、先端に向けて拡径するテーパ形状に形成されている請求項１に記載の電解生成物混合装置。
【請求項３】
前記導入ノズルに、前記内孔に繋がる電解生成物の導入口が複数形成されている請求項１または２に記載の電解生成物混合装置。
【請求項４】
前記導入ノズルの基端部に、前記基端管部に当接して前記直管部内への前記導入ノズルの挿入長さを規定する当接部が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の電解生成物混合装置。
【請求項５】
原水に電解生成物を混合して電解水を生成する請求項１から４のいずれか一項に記載の電解生成物混合装置。
【請求項６】
原水に電解生成物を混合して原水を殺菌処理または消臭処理する請求項１から４のいずれか一項に記載の電解生成物混合装置。
【請求項７】
原水が上水、下水、排水、または船舶用のバラスト水である請求項６に記載の電解生成物混合装置。
【請求項８】
船舶用のバラスト水処理装置であって、前記バラスト水としての海水を貯留するバラスト水タンクと、前記バラスト水タンクに海水を圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送される海水の全部または一部を前記吸引混合装置の交差管部に導入し前記原水とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電解生成物混合装置と、を備えたバラスト水処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載のバラスト水処理装置を備えた船舶。
【請求項１０】
電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、
前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、
を備える電解生成物混合装置の前記吸引混合装置であって、
基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、
前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備え、
前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更可能な複数種類の前記導入ノズルを備えており、これら導入ノズルを連結可能であって、これら導入ノズルのうちの一つを前記基端管部に連結する着脱連結部を有する吸引混合装置。
【請求項１１】
電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、
前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、
を備え、
前記吸引混合装置が、
基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、
前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備える電解生成物混合装置を用いた電解生成物混合方法であって、
複数種類の前記導入ノズルを準備し、これら導入ノズルを前記基端管部に択一的に取り付けることで、前記基端管部に取り付けられた前記導入ノズルと前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更する電解生成物混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解生成物混合装置、バラスト水処理装置、船舶、吸引混合装置および電解生成物混合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
希釈する原水を駆動流体として電解槽から電解生成物を吸引するとともに電解生成物と希釈する原水とを混合して電解水を生成する電解水製造装置（例えば、特許文献１，２参照）がある。
また、以前より、船舶に搭載されたバラスト水に含まれる生物が遠隔地で排出されたときにその地域の生態系を破壊することが危惧されていた。このため、船舶に搭載されるバラスト水を処理する技術が求められており、現在まで、フィルタと紫外線による殺菌を組み合わせたもの、熱やキャビテーションなど物理的破砕によるもの、塩素系の薬液を注入して殺菌するもの等が発案されているが、電気分解によって塩素を発生させて殺菌するもの、も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９９１７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１０５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の電解水製造装置では、電解槽が生成した電解生成物の混合対象である希釈する原水の流量を変更することが容易ではなく、例えば、既存設備の希釈する原水の流量を変更する場合には大幅な設備改修が必要となってしまう。このような課題は、電解槽が生成した電解生成物を原水に混合する混合処理装置において生じ得る共通の課題である。ここで、混合処理装置は、電解水製造装置の他に、例えば、電解槽が生成した電解生成物を混合対象の水に混合して水を殺菌または消臭する処理装置がある。この処理装置は、例えば、上水、下水、排水、バラスト水を殺菌または消臭する処理装置である。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電解槽が生成した電解生成物の混合対象である原水の流量を容易に変更することが可能となる電解生成物混合装置、バラスト水処理装置、船舶、吸引混合装置および電解生成物混合方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電解生成物混合装置は、電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、を備える電解生成物混合装置であって、前記吸引混合装置が、基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備え、前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更可能な複数種類の前記導入ノズルを備えており、これら導入ノズルを連結可能であって、これら導入ノズルのうちの一つを前記基端管部に連結する着脱連結部を有する。
【０００７】
この構成によれば、チーズ管の基端管部に対し着脱自在な複数種類の導入ノズルを、択一的に基端管部に取り付けることで、導入ノズルと直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更することができる。よって、チーズ管を交差管部から先端管部に向けて流れて導入ノズルの内孔から電解生成物を吸引して混合させる原水が、導入ノズルと直管部との間の間隙を通って流れる際の流量を変更することができる。したがって、原水の流量を容易に変更することが可能となる。
【０００８】
前記導入ノズルの内孔の先端部が、先端に向けて拡径するテーパ形状に形成されていても良い。このように構成すれば、電解生成物を効率良く吸引することができる。
【０００９】
前記導入ノズルに、前記内孔に繋がる電解生成物の導入口が複数形成されていても良い。このように構成すれば、電解槽の接続数を増減させて電解生成物の供給量を増減させることができる。
【００１０】
前記導入ノズルの基端部に、前記基端管部に当接して前記直管部内への前記導入ノズルの挿入長さを規定する当接部が設けられていても良い。このように構成すれば、導入ノズルをチーズ管に取り付ける際に、当接部を基端管部に当接させれば、直管部内への導入ノズルの挿入長さを規定できることになる。よって、チーズ管に対して導入ノズルの位置決めを容易に行うことができる。
【００１１】
原水に電解生成物を混合して電解水を生成しても良い。この場合、原水に電解生成物を混合して電解水を生成する電解水製造装置を構成することになる。
【００１２】
原水に電解生成物を混合して原水を殺菌処理または消臭処理しても良い。この場合、原水に電解生成物を混合して原水を殺菌または消臭する殺菌処理装置を構成することになる。
【００１３】
原水が上水、下水、または排水であっても良い。一般に、これら上水、下水や排水を処理する場合においては、フィルターだけでは病原菌やウイルス、さらに悪臭などを除去することは困難である。しかしながら、電解生成物を混合することにより、この問題を解決することができる。
また、原水が船舶用のバラスト水であっても良い。この場合、バラスト水に電解生成物を混合してバラスト水を殺菌するバラスト水処理装置を構成することになる。
本発明に係る船舶用のバラスト水処理装置は、前記バラスト水としての海水を貯留するバラスト水タンクと、前記バラスト水タンクに海水を圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送される海水の全部または一部を前記吸引混合装置の交差管部に導入し前記原水とする上記の電解生成物混合装置と、を備える。このようなバラスト水処理装置は船舶に備えると好ましい。
バラスト水の処理能力は船舶の積載能力に合わせて、毎時数百トンから数万トンのものまで幅広いラインアップが要求されるので、導入ノズルの胴部の径を変更するだけで、流量の変更が容易にできる。
【００１４】
本発明に係る吸引混合装置は、電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、を備える電解生成物混合装置の前記吸引混合装置であって、基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備え、前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更可能な複数種類の前記導入ノズルを備えており、これら導入ノズルを連結可能であって、これら導入ノズルのうちの一つを前記基端管部に連結する着脱連結部を有する。
【００１５】
この構成によれば、チーズ管の基端管部に対し着脱自在な複数種類の導入ノズルを、択一的に基端管部に取り付けることで、導入ノズルと直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更することができる。よって、チーズ管を交差管部から先端管部に向けて流れて導入ノズルの内孔から電解生成物を吸引して混合させる原水が、導入ノズルと直管部との間の間隙を通って流れる際の流量を変更することができる。したがって、原水の流量を容易に変更することが可能となる。
本発明の原理は、オリフィス流量計(差圧式流量計)と同じであり、管の途中で流れが絞られると、流体の圧力が下がる。この変化は流体密度と流速に関係するので、上流側と下流側の圧力差を測れば流量が判明する。この流量は体積流量であり、小流量から大流量まで測ることができる。市販されている一般の流量計は出荷前に流体を流し、流量対出力の関係を調べる校正作業を必要とするが、差圧式流量計については、特定の絞り構造と管口径範囲に従って製作・設置すれば実流校正が不要である。流量計等校正を必要とする計測機器に対しては、流量が大きくなると初期費用、さらにはメンテナンス等多大なコストがかかる。しかし、本発明では導入ノズルの胴部の径における寸法検査の精度で流量が保証されるので、コストの面で非常に有利である。
【００１６】
本発明に係る電解生成物混合方法は、電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する電解槽と、前記電解槽が生成した電解生成物を、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する吸引混合装置と、を備え、前記吸引混合装置が、基端管部および先端管部を有する直管部と、前記直管部の前記基端管部と前記先端管部との間に交差する交差管部とを有し、前記交差管部から前記先端管部に向けて原水が流れるチーズ管と、前記基端管部に着脱自在に設けられ、前記直管部との間に原水を流動させる間隙を形成し、電解生成物を前記直管部に導入する内孔が形成された導入ノズルと、を備える電解生成物混合装置を用いた電解生成物混合方法であって、複数種類の前記導入ノズルを準備し、これら導入ノズルを前記基端管部に択一的に取り付けることで、前記基端管部に取り付けられた前記導入ノズルと前記直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更する。
【００１７】
この構成によれば、チーズ管の基端管部に対し着脱自在な複数種類の導入ノズルを、択一的に基端管部に取り付けることで、導入ノズルと直管部との間の間隙の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更する。よって、チーズ管を交差管部から先端管部に向けて流れて導入ノズルの内孔から電解生成物を吸引して混合させる原水が、導入ノズルと直管部との間の間隙を通って流れる際の流量を変更することができる。したがって、原水の流量を容易に変更することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電解槽が生成した電解生成物の混合対象である原水の流量を容易に変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を示す系統図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の吸引混合装置を示す一部を断面とした斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の導入ノズルの先端側を示す一部を断面とした斜視図である。
【図４】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の各種導入ノズルを示す斜視図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の各種導入ノズルのチーズ管への取付状態を示す部分斜視図である。
【図６】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の着脱連結部の変形例を示す部分斜視図である。
【図７】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の着脱連結部の変形例を示す部分斜視図である。
【図８】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の着脱連結部の変形例を示す部分斜視図である。
【図９】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の吸引混合装置の変形例を示す一部を断面とした斜視図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の導入ノズルの変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置の異なる形状の導入ノズルを用いて吸引圧を調べた結果を示す線図である。
【図１２】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を含む電解水製造装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を含むバラスト水処理装置を示す系統図である。
【図１４】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を含むバラスト水処理装置の変形例を示す系統図である。
【図１５】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を含むバラスト水処理装置の変形例を示す系統図である。
【図１６】本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置を含むバラスト水処理装置の変形例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る一実施形態の電解生成物混合装置について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、実施形態の電解生成物混合装置１１は、電解質溶液を貯留する電解質溶液タンク１２と、電解質溶液タンク１２から電解質溶液を吸引し吐出する電解質溶液ポンプ１３と、電解質溶液ポンプ１３から吐出された電解質溶液が導入される電解槽１４と、電解槽１４に電力を供給する電解電源１５とを有する電気分解モジュール１６を備えている。電解槽１４は、電解電源１５から供給された電力で電解質溶液を電気分解する。また、電解生成物混合装置１１は、原水が加圧されて導入されるとともに、導入された原水の流れで、電解槽１４が生成した電解生成物を吸引し原水に混合して導出する吸引混合装置２１を備えている。
【００２２】
電解槽１４は、導入された電解質溶液を電気分解して電解生成物を生成する。ここで、例えば、電解質溶液は、塩化ナトリウム水溶液、塩酸水溶液等の塩素イオンを含有するものであり、電解槽１４は、電解酸化の作用により電解生成物として塩素ガスを生成する。吸引混合装置２１には、原水が導入されることになり、電解生成物である塩素ガスを、導入された原水の流れで吸引し原水に混合する。電解槽１４には、公知のものを適宜用いることができる。以下、このように電解槽１４が電解生成物として塩素ガスを生成する場合を例にとり説明する。
【００２３】
図２に示すように、吸引混合装置２１は、直線状に延びる円筒状の直管部２２と、直線状に延びて直管部２２の軸方向の中間位置の周壁に交差する円筒状の交差管部２３とを有するＴ字状のチーズ管２４（Ｔｅｅ、Ｔｅｅｓ）と、このチーズ管２４に着脱自在に設けられる導入ノズル２５と、チーズ管２４に対し導入ノズル２５を取り付けたり取り外したりするためのユニオンナット２６とを有している。
【００２４】
交差管部２３は、直管部２２の中心軸線に垂直となっており、直管部２２の周壁から径方向外方に突出する。交差管部２３は、一定径の内孔３１を有している。交差管部２３は、直管部２２とは反対側の導入口３２が原水の供給元に連通させられている。つまり、チーズ管２４には、交差管部２３に導入口３２から原水が導入されることになり、この原水の流れの方向における交差管部２３の下流側に直管部２２が配置されている。
【００２５】
直管部２２は、交差管部２３の直管部２２への開口部である内側開口部３３を除き、内周面４１が軸方向位置によらず一定径の円筒面となっている。つまり、直管部２２は、一定径の内孔４２を有している。
【００２６】
直管部２２は、交差管部２３よりも軸方向一側の部分が、導入ノズル２５が接続されて閉塞される基端管部４３となっており、交差管部２３よりも軸方向の基端管部４３とは反対側の部分が先端管部４４となっている。先端管部４４は、軸方向の交差管部２３とは反対の先端口部４５が、塩素ガス混合後の原水の供給先に接続される。つまり、原水の流れの方向における交差管部２３の下流側に、先端管部４４が配置されている。言い換えれば、チーズ管２４においては、交差管部２３が先端管部４４よりも原水の流れ方向の上流側にあり、先端管部４４が交差管部２３よりも原水の流れ方向の下流側にある。よって、チーズ管２４には、交差管部２３から先端管部４４に向けて原水が流れることになり、原水は塩素ガスが混合された後（後述）、先端管部４４の先端口部４５から供給先に向けて排出される。
【００２７】
基端管部４３には、端部に径方向外方に突出する円環状のフランジ部４８が形成されている。ユニオンナット２６は、円筒状をなしており、軸方向一端に径方向内側に突出する円環状の内フランジ部５１が形成され、軸方向他側の内周側にメネジ５２が形成されている。ユニオンナット２６は、内フランジ部５１が基端管部４３のユニオンフランジとしてのフランジ部４８と交差管部２３との間で移動可能となるように、チーズ管２４に保持されており、内フランジ部５１が基端管部４３のフランジ部４８に当接することで、それ以上、交差管部２３から離れる方向への移動が規制される。このように内フランジ部５１がフランジ部４８に当接すると、ユニオンナット２６のメネジ５２が基端管部４３よりも軸方向外側に配置される。
【００２８】
導入ノズル２５は、チーズ管２４の直管部２２に基端管部４３から挿入されて、この基端管部４３に装着されている。導入ノズル２５は、基端管部４３に対し繰り返しの装着および繰り返しの取り外しが自在、つまり着脱自在となっている。導入ノズル２５は、ユニオンナット２６のメネジ５２に螺合するオネジ６１が軸方向一側の外周部に形成された基端のユニオンボルト６２と、ユニオンボルト６２の内側に嵌合されて固定される基端の円筒状のベース６３と、ベース６３からチーズ管２４の直管部２２内に向けて延出するノズル本体６４と、ベース６３の直管部２２とは反対側に一端側が取り付けられる接続管体６５とを有している。接続管体６５は、他端側が図１に示す電解槽１４に連通される。
【００２９】
図２に示すように、ユニオンボルト６２は、円筒状をなしており、内側に、軸方向のオネジ６１とは反対側の端部から中間部にかけて形成された嵌合孔７１と、軸方向のオネジ６１側の端部に形成された内孔７２とを有している。内孔７２は嵌合孔７１よりも小径となっており、よって、ユニオンボルト６２には軸方向のオネジ６１側の端部に、径方向内方に突出する円環状の内フランジ部７３が形成されている。ベース６３は、ユニオンボルト６２の嵌合孔７１に嵌合固定されて内フランジ部７３に当接しており、この状態でユニオンボルト６２との隙間が密閉される。ユニオンボルト６２には、軸方向のオネジ６１側の端面７６に、端面７６から軸方向に凹む円環状の凹部７７が形成されている。この凹部７７にはＯリング７８が配置されている。
【００３０】
導入ノズル２５は、ユニオンボルト６２の凹部７７にＯリング７８が配置された状態で、ノズル本体６４がチーズ管２４の直管部２２の内孔４２に基端管部４３から挿入された後、ユニオンボルト６２の凹部７７側の端面７６をチーズ管２４の基端管部４３のフランジ部４８側の端面８１に当接させる。この状態で、ユニオンボルト６２のオネジ６１に、ユニオンナット２６のメネジ５２を螺合させてユニオンナット２６を締め付けることで、ユニオンナット２６の内フランジ部５１が基端管部４３のフランジ部４８をユニオンボルト６２に押し付ける。その際に、ユニオンボルト６２の凹部７７のＯリング７８が、基端管部４３の端面８１に当接して弾性変形する。これにより、Ｏリング７８がユニオンボルト６２と基端管部４３との隙間をシールする。このようにして、導入ノズル２５がチーズ管２４の基端管部４３に取り付けられる。この状態から、ユニオンナット２６のメネジ５２のユニオンナット２６のオネジ６１への螺合が緩められて解除されると、導入ノズル２５は、チーズ管２４の基端管部４３への連結が解除され、基端管部４３から取り外される。
【００３１】
導入ノズル２５は、その基端部となるユニオンボルト６２およびベース６３が、直管部２２の内孔に挿入されずに直管部２２の外に配されてチーズ管２４にユニオンナット２６によって取り付けられる取付部８５となっている。また、基端管部４３のフランジ部４８と、ユニオンナット２６と、ユニオンボルト６２とが、導入ノズル２５の取付部８５を基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部８６となっている。つまり、着脱連結部８６はユニオンジョイント（自在ユニオン）である。ユニオンボルト６２の内フランジ部７３の内周面８８は、チーズ管２４の直管部２２の内周面４１と同径となっており、導入ノズル２５がチーズ管２４に取り付けられた状態で、直管部２２の内周面４１と中心軸線を一致させて連続する。
【００３２】
ユニオンボルト６２の軸方向のオネジ６１側の端部は、基端管部４３の軸方向のフランジ部４８側の端面８１に、その端面７６で当接する当接部９１となっている。導入ノズル２５は、そのオネジ６１がユニオンナット２６のメネジ５２に螺合されて締め付けられると、当接部９１が基端管部４３の軸方向の端部に当接する。この状態で、導入ノズル２５の基端部にあるユニオンボルト６２の当接部９１が、基端管部４３に当接して直管部２２内への導入ノズル２５の挿入長さを規定する。言い換えれば、当接部９１からノズル本体６４の突出長さは既定であり、当接部９１が、基端管部４３に当接するとこの既定の長さのノズル本体６４の先端面９４が直管部２２に対して軸方向に位置決めされる。導入ノズル２５の挿入長さは、ノズル本体６４が交差管部２３の内側開口部３３を直管部２２の軸方向に横断し、先端管部４４の先端口部４５と交差管部２３の内側開口部３３との間に先端面９４が位置する長さとなっている。
【００３３】
導入ノズル２５は、中心軸線上に内孔９５を有しており、ノズル本体６４はこの内孔９５が軸方向に貫通する円筒状に形成されている。ノズル本体６４は、その外周面９６が軸方向位置によらず一定径の円筒面となっている。ノズル本体６４は、取付部８５がチーズ管２４の基端管部４３にユニオンナット２６によって取り付けられた状態では、直管部２２の内側に直管部２２と中心軸を一致させて配置されることになる。よって、チーズ管２４の直管部２２は、導入ノズル２５のノズル本体６４を覆うように外側に配置される外筒管であり、ノズル本体６４は、直管部２２の内側に配置される内筒管である。
【００３４】
取付部８５が基端管部４３に取り付けられた状態で、直管部２２の内周面４１およびユニオンボルト６２の内フランジ部７３の内周面８８と、ノズル本体６４の外周面９６との間には間隙１０１が形成される。言い換えれば、導入ノズル２５は、チーズ管２４の直管部２２に装着された状態で直管部２２およびユニオンボルト６２の内フランジ部７３との間に間隙１０１を形成する。この間隙１０１は、円筒状をなしており、ベース６３で一端が閉塞され、他端の開口部１０２がノズル本体６４の先端位置で、直管部２２内のノズル本体６４よりも先端口部４５側に開口している。この間隙１０１は、ノズル本体６４のベース６３からの突出長さと同じ長さであり、交差管部２３の内側開口部３３を直管部２２の軸方向に横断する長さとなっている。交差管部２３に導入された原水は、この間隙１０１を流動して間隙１０１の開口部１０２から先端管部４４内のノズル本体６４がない範囲に至り、先端口部４５から供給先に向けて流れる。
【００３５】
導入ノズル２５の内孔９５は、接続管体６５の内部に連通しており、よって、図１に示す電解槽１４で生成された塩素ガスを流動させる。図３に示すように、導入ノズル２５の内孔９５は、先端部に、先端面９４に向けて拡径するテーパ形状をなすテーパ孔部１０５を有しており、テーパ孔部１０５よりも基端側に、軸方向位置によらずに一定径の円筒孔部１０６を有している。テーパ孔部１０５の円筒孔部１０６とは反対側の端部が内孔９５の開口部１０７となっている。
【００３６】
図２に示す吸引混合装置２１は、チーズ管２４の交差管部２３に加圧された原水が導入されて、ノズル本体６４と直管部２２との間の間隙１０１を通過して直管部２２の先端管部４４に至り、供給先に向けて流れる。その際の原水の流れが、エジェクタの原理で導入ノズル２５の内孔９５の開口部１０７付近に負圧を発生させ、電解槽１４から電解生成物である塩素ガスを内孔９５を介して吸引する。これにより、塩素ガスが、内孔９５から直管部２２の内孔４２内の開口部１０７近傍の混合部１１１で原水に導入されて混合される。このように塩素ガスが混合された原水が供給先に向けて流れる。つまり、吸引混合装置２１は、液体である原水を駆動流体として気体である塩素ガスを吸引するエジェクタとなっている。
【００３７】
ここで、吸引混合装置２１の原水および塩素ガスの流れに関係する部分の寸法の具体例を説明する。例えば、直管部２２の内孔４２の内径がφ３０ｍｍに、ノズル本体６４の外径がφ２９ｍｍに、図３に示す導入ノズル２５の内孔９５の円筒孔部１０６の内径がφ４ｍｍに、テーパ孔部１０５のノズル本体６４の先端面９４からの深さが２５ｍｍに、テーパ孔部１０５の角度（テーパ孔部１０５を中心軸線を含む平面で断面としたときに出現する２線のなす角度）が４０度となっている。この場合、図２に示す直管部２２とノズル本体６４との間隙１０１は、中心軸線から径方向片側に延びる半径線上で０．５ｍｍの寸法となる。
【００３８】
電解生成物混合装置１１は、ノズル本体６４が異なる導入ノズル２５を複数種類、具体的には図４に示すように４種類備えている。以下の説明において、これらを区別する必要がある場合、導入ノズル２５（Ａ）、導入ノズル２５（Ｂ）、導入ノズル２５（Ｃ）、導入ノズル２５（Ｄ）、として区別する。そして、それぞれに関連する部位についても同様に符号に（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）を付して区別する。
【００３９】
電解生成物混合装置１１は、図４（ａ）に示すノズル本体６４（Ａ）を有する導入ノズル２５（Ａ）と、この導入ノズル２５（Ａ）のノズル本体６４（Ａ）に対し長さが同じで太さが太い図４（ｂ）に示すノズル本体６４（Ｂ）を有する導入ノズル２５（Ｂ）と、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが同じ図４（ｃ）に示すノズル本体６４（Ｃ）を有する導入ノズル２５（Ｃ）と、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが太い図４（ｄ）に示すノズル本体６４（Ｄ）を有する導入ノズル２５（Ｄ）とを備えている。ノズル本体６４（Ｄ）は、ノズル本体６４（Ｃ）と長さが同じであり、ノズル本体６４（Ｂ）と太さが同じとなっている。つまり、ノズル本体６４（Ａ）〜６４（Ｄ）の中で、ノズル本体６４（Ａ）は短くて細く、ノズル本体６４（Ｂ）は短くて太く、ノズル本体６４（Ｃ）は長くて細く、ノズル本体６４（Ｄ）は長くて太い。
【００４０】
ここで、これらの導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）は、取付部８５およびユニオンナット２６が共通の形状となっており、よって、いずれもユニオンナット２６で同一の基端管部４３に対し着脱自在となっている。言い換えれば、導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）は、いずれも同一のチーズ管２４の基端管部４３に対し着脱自在となっており、択一的に選択されて同一のチーズ管２４の基端管部４３に取り付けられる。さらに言い換えれば、一つのみの導入ノズル２５の取付部８５を基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部８６は、これら導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）に対して共通の形状であって、これら導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）のすべてを基端管部４３に連結可能となっている。つまり、導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）は、同一のチーズ管２４の基端管部４３に対し交換しての取り付けが可能となっている。
【００４１】
これらの導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）が択一的にチーズ管２４の基端管部４３に取り付けられると、他の導入ノズル２５が取り付けられる場合と比べて、直管部２２との間の間隙１０１の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方が変更される。つまり、図５（ａ）に示すように、これらの導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）の中から導入ノズル２５（Ａ）が選択されて基端管部４３に取り付けられた場合の間隙１０１（Ａ）の長さおよび断面積を基準とすると、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが同じで太さが太い図５（ｂ）に示すノズル本体６４（Ｂ）を有する導入ノズル２５（Ｂ）が選択されて基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｂ）は、間隙１０１（Ａ）に対し長さは同じで断面積が小さくなる。また、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが同じ図５（ｃ）に示すノズル本体６４（Ｃ）を有する導入ノズル２５（Ｃ）が選択されて基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｃ）は、間隙１０１（Ａ）に対し断面積が同じで長さが長くなる。また、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが太い図５（ｄ）に示すノズル本体６４（Ｄ）を有する導入ノズル２５（Ｄ）が選択されて基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｄ）は、間隙１０１（Ａ）に対し断面積が小さく長さが長くなる。
【００４２】
言い換えれば、電解生成物混合装置１１は、その吸引混合装置２１が、直管部２２との間の間隙１０１の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更可能な複数種類の導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）を備えており、これら導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）が基端管部４３に択一的に取り付けられる。さらに言い換えれば、この電解生成物混合装置１１を用いて塩素ガスを原水に混合する電解生成物混合方法は、複数種類の導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）を準備し、これら導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）を基端管部４３に択一的に取り付けることで、基端管部４３に取り付けられた導入ノズル２５と直管部２２との間の間隙１０１の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更する。
【００４３】
以上に述べた実施形態によれば、チーズ管２４の基端管部４３に対し着脱自在な複数種類の導入ノズル２５を、択一的に基端管部４３に取り付けることで、導入ノズル２５と直管部２２との間の間隙１０１の長さおよび断面積のうちの少なくともいずれか一方を変更することができる。よって、チーズ管２４を交差管部２３から先端管部４４に向けて流れて導入ノズル２５の内孔９５から塩素ガスを吸引して混合させる原水が、導入ノズル２５と直管部２２との間の間隙１０１を通って流れる際の流量を変更することができる。したがって、原水の流量を容易に変更することができる。
【００４４】
具体的には、図５（ａ）に示すように、ノズル本体６４（Ａ）を有する導入ノズル２５（Ａ）が選択されて基端管部４３に取り付けられた場合は、四本の導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）のそれぞれが取り付けられた場合の中で、最も原水の流量が多くなる。この流量を基準とすると、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが同じで太さが太い図５（ｂ）に示すノズル本体６４（Ｂ）を有する導入ノズル２５（Ｂ）が基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｂ）は、間隙１０１（Ａ）に対し長さは同じものの断面積が小さくなるため、原水の流量が減ることになる。また、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが同じ図５（ｃ）に示すノズル本体６４（Ｃ）を有する導入ノズル２５（Ｃ）が基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｃ）は、間隙１０１（Ａ）に対し断面積が同じものの長さが長くなるため、圧力損失により原水の流量が減ることになる。また、ノズル本体６４（Ａ）に対し長さが長く太さが太い図５（ｄ）に示すノズル本体６４（Ｄ）を有する導入ノズル２５（Ｄ）が基端管部４３に取り付けられると、間隙１０１（Ｄ）は、間隙１０１（Ａ）に対し断面積が小さく長さが長くなるため、原水の流量が減ることになる。この導入ノズル２５（Ｄ）が取り付けられた場合が、四本の導入ノズル２５（Ａ）〜２５（Ｄ）のそれぞれが取り付けられた場合の中で、最も原水の流量が減ることになる。
【００４５】
ここで、電解槽１４による塩素ガスの発生量が一定の場合、原水の流量が増えると、混合後の原水の塩素濃度は低くなり、原水の流量が増えると、混合後の原水の塩素濃度は高くなる。また、電解槽１４による塩素ガスの発生量を制御することで、混合後の原水の流量を、塩素濃度を一定のまま増減させることができる。
【００４６】
電解生成物混合装置の一例としての電解水製造装置のこれまでのものは、装置の能力により、設備の規模がほぼ固定されていた。したがって、一度設備が完成すると製造能力の変更には多大な費用と労力を要した。また、大型の装置や設備は、新設時には比較的導入が容易であるが、既存の設備に組み込むには困難なことが多かった。通常、電解水製造装置は、流量や電解能力、電解槽の大きさは、製造装置の形式ごとに決まっており、製造元によって、複数の製品仕様が用意されている。顧客はそれに合わせて、最適なものを選択することになる。その際、オーバスペックや、能力不足などが生じることがある。また、能力だけの問題ではなく、配管の配置や装置の大きさ、形状等が、既存の設備には入らないなど欠点もある。これまでは一能力に対して一機種であり、能力変更には、装置本体の交換、すなわち別の商品、または複数台の装置を準備する必要であった。これに対して、本実施形態の電解生成物混合装置１１は、これとは異なる構造の既設の電解生成物混合装置に対して、吸引混合装置２１を交換するだけで能力の変更が可能となり、低コストで能力を変更することができる。
【００４７】
また、装置のコストダウンを考えた場合、部品の共通化などを考慮すると製品アイテム数は、少ないほどよい。しかし、顧客の要望にこたえるためには、多数のアイテムを用意する必要があり、コスト高になる。さらに製品としての在庫もある程度抱えていなければならない問題もあった。これに対して、本実施形態の電解生成物混合装置１１は、導入ノズル２５を交換するだけで能力の変更が可能となり、他の部品は共通化できるため、製品アイテム数を多くしても実質的に導入ノズル２５のアイテム数を多くすることで対応でき、在庫の総量も減らすことができる。
【００４８】
また、導入ノズル２５が着脱自在であるため、導入ノズル２５の点検保守を容易に行うことができる。
【００４９】
また、導入ノズル２５の内孔９５の先端部が、先端に向けて拡径するテーパ形状に形成されているため、電解生成物である塩素ガスを効率良く吸引することができる。
【００５０】
また、導入ノズル２５の基端部に、基端管部４３に当接して直管部２２内への導入ノズル２５の挿入長さを規定する当接部９１が設けられているため、導入ノズル２５をチーズ管２４に取り付ける際に、当接部９１を基端管部４３に当接させれば、直管部２２内への導入ノズル２５の挿入長さを規定できることになる。よって、チーズ管２４に対して導入ノズル２５の位置決めを容易に行うことができる。したがって、原水への塩素ガスの混合を適切かつ一定にすることができる。
【００５１】
ここで、複数種類の導入ノズル２５のすべてを連結可能であって、複数種類の導入ノズル２５のうちの一つのみの取付部８５をチーズ管２４の基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部８６としては、上記したユニオンジョイント構造の着脱連結部８６以外を採用することも可能である。
【００５２】
例えば、図６に示すように、図２に示すユニオンナット２６をなくすとともにユニオンボルト６２に換えて取付部材１２１をベース６３（図６では図示略）に固定する。この取付部材１２１の接続管体６５とは反対側の端部には径方向外方に突出する円環状のフランジ部１２２が設けられている。そして、基端管部４３のフランジ部４８と、フランジ部１２２とを当接させて、これらフランジ部４８，１２２をクリップ部材１２３で挟持する。このクリップ部材１２３は、帯状の板材を曲げ加工して形成されるもので弾性変形可能となっている。このクリップ部材１２３には、嵌合溝１２４が形成されており、嵌合溝１２４にフランジ部４８，１２２を並べて同時に嵌合させることでフランジ部４８，１２２を挟持する。この場合、フランジ部４８，１２２とクリップ部材１２３とが、複数種類の導入ノズル２５のすべてを連結可能であって、複数種類の導入ノズル２５のうちの一つのみを基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部１２５を構成することになり、取付部材１２１のフランジ部１２２の先端部が、基端管部４３に当接して直管部２２内への導入ノズル２５（図６では図示略）の挿入長さを規定する当接部１２６となる。
【００５３】
また、例えば、図７に示すように、図２に示すユニオンナット２６をなくすとともにユニオンボルト６２に換えて有孔円板状の取付部材１３１をベース６３に固定する。また、基端管部４３のフランジ部４８の外径を取付部材１３１に合わせて大きくする。そして、取付部材１３１とフランジ部４８とで有孔円板状のパッキン１３２を挟持した状態で、取付部材１３１とフランジ部４８とをボルト１３３およびナット１３４を含む複数の締結具１３５で締結する。この場合、取付部材１３１とフランジ部４８とパッキン１３２と複数の締結具１３５とが、複数種類の導入ノズル２５のすべてを連結可能であって、複数種類の導入ノズル２５のうちの一つのみを基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部１３６を構成することになる。
【００５４】
また、例えば、図８に示すように、図２に示すユニオンナット２６をなくすとともにユニオンボルト６２に換えて取付部材１４１をベース６３（図８では図示略）に固定する。この取付部材１４１は、軸方向の中間部に径方向外方に突出する円環状のフランジ部１４２が形成されており、先端側の外周部にオネジ１４３が、オネジ１４３よりも先端側に円環状の溝１４４が形成されている。また、基端管部４３に軸方向に延出する円筒状の筒状部１４８を形成し、その内周部にメネジ１４９を形成する。そして、取付部材１４１の先端の溝１４４にＯリング１５０を配置して、取付部材１４１のオネジ１４３を基端管部４３のメネジ１４９に、フランジ部１４２が筒状部１４８に当接するまで螺合させる。この場合、オネジ１４３とメネジ１４９とが、複数種類の導入ノズル２５のすべてを連結可能であって、複数種類の導入ノズル２５のうちの一つのみを基端管部４３に着脱自在に連結する着脱連結部１５１を構成することになり、フランジ部１４２のオネジ１４３側の端部が、基端管部４３に当接して直管部２２内への導入ノズル２５の挿入長さを規定する当接部１５２となる。
【００５５】
また、図９に示すように、導入ノズル２５のベース６３に、内孔９５に繋がる塩素ガスの導入口１６１を複数形成することも可能である。この場合、電解槽１４の接続数を増減させて塩素ガスの供給量を増減させることができる。
【００５６】
また、図１０（ａ）に示すように、テーパ孔部１０５と円筒孔部１０６とを有する上記した導入ノズル２５の形状以外に、他の形状を採用することも可能である。例えば、図１０（ｂ）に示すように、テーパ孔部１０５と円筒孔部１０６との間にテーパ孔部１０５側ほど小径となる逆テーパ孔部１７１を設けたり、図１０（ｃ）に示すように、ノズル本体６４の先端側の外周部に先端側ほど小径となるテーパ外周面１７２を形成して外径が先端で窄む形状とするとともに内孔９５の径を全体に亘って一定としたり、図１０（ｄ）に示すように、ノズル本体６４の外径つまり外周面９６の径を先端まで一定とし内孔９５の径を全体に亘って一定としたり、図１０（ｅ）に示すように、ノズル本体６４の先端側の外周部に円環状のＶ字溝１７３を形成したりすることが可能である。
【００５７】
ここで、内孔９５の径が先端部において先端に向かってテーパ状に漸次拡径した導入ノズル２５（図１０（ａ）参照）と、内孔９５の径が全体に亘って一定の導入ノズル２５（図１０（ｃ）参照）とを用い、異なる長さの導入ノズル２５をチーズ管２４に装着した場合の吸引圧を試験した。なお、この試験において、導入ノズル２５の長さおよび内孔９５の先端部の形状以外の条件は一定とした。その結果を図１１に示す。図１１に示すように、図１０（ｃ）の内孔９５の径が全体に亘って一定の導入ノズル２５（図１１の通常ノズル）に比べると、図１０（ａ）の内孔９５の径が先端部において先端に向かってテーパ状に漸次拡径した導入ノズル２５（図１１の開口ノズル）の方が吸引圧の絶対値が大きくなり、強く吸引できることがわかった。
【００５８】
図１０（ｃ）に示した外径が先端で窄む導入ノズル２５の場合、間隙１０１が混合部１１１の直前で大きくなり流速が下がって負圧が小さくなるため、塩素ガスの吸引圧が下がることがある。しかし、図１０（ｄ）のように外径が一定の導入ノズル２５であれば負圧が低下することを防止することができる。このため、導入ノズル２５の外径が先端で窄まないことが好ましい。以上に鑑みると、図１０（ａ），（ｂ）の導入ノズル２５がより吸引圧を上げることができる。
【００５９】
したがって、吸引圧を変更したい場合に備えて、内孔９５の先端のテーパ孔部１０５の角度を異ならせた導入ノズル２５を複数用意しておくことが好ましい。また、塩素ガスの流量を変更させるために、内孔９５の円筒孔部１０６の内径を異ならせた複数種類の導入ノズル２５を用意しておいてもよく、さらには、内孔９５のテーパ孔部１０５の内径および円筒孔部１０６の内径を両方適宜異ならせた複数種類の交換可能な導入ノズル２５を用意しておいてもよい。
【００６０】
上述した電解生成物混合装置１１は、水に電解生成物としての塩素ガスを混合して電解水を生成することにより、電解水製造装置を構成する。例えば、図１２に示すように、所定の濃度の塩酸水を電気分解して塩素ガスを発生させる電解槽１４と、水を供給する給水管１８１とを備えた電解水製造装置１８２を構成する。図１２に示す電解水製造装置１８２は、複数の電解槽１４のそれぞれの導出口１８３に取り付けられた配管１８４が、導入ノズル２５の複数の導入口１６１に接続され、原水として例えば加圧された水道水を給水する給水管１８１が交差管部２３に接続されている。電解水製造装置１８２の駆動時には、吸引混合装置２１の交差管部２３に水が供給され、図９に示す交差管部２３の内側開口部３３の位置から間隙１０１に水が高速で浸入して流動する。一方、電解槽１４内では塩酸水の電気分解が進む。間隙１０１を通過して直管部２２の導入ノズル２５よりも前方に流れた水が、導入ノズル２５の内孔９５を吸引し、その結果、図１２に示す電解槽１４の導出口１８３に接続された配管１８４を経由して、生成された塩素ガスが、図９に示す内孔９５から混合部１１１に噴出し直管部２２内の水に混合される。
【００６１】
また、上述した電解生成物混合装置１１は、原水に電解生成物としての塩素ガスを混合して原水を殺菌処理または消臭処理することにより、処理装置を構成する。この場合の原水は、例えばプールの水、入浴設備の入浴水、浄水場の浄化対象水、下水、排水、船舶のバラスト水等である。
【００６２】
船舶用のバラスト水を浄化処理するバラスト水処理装置としては、例えば、図１３に示すように、海水を船舶のバラスト水タンク１９４に注水するバラスト水処理装置１９１がある。このバラスト水処理装置１９１は、バラスト水タンク１９４に海水を送水する管路１９５と、この管路１９５に設けられ海水を汲み上げるポンプ１９２と、ポンプ１９２で汲み上げられて圧送されるバラスト水となる海水を濾過するフィルタ１９３とを有している。そして、このバラスト水処理装置１９１では、フィルタ１９３で濾過後の海水に電解生成物としての塩素ガスを混合するために上記した電気分解モジュール１６と吸引混合装置２１とからなる電解生成物混合装置１１が用いられる。つまり、フィルタ１９３で濾過後の海水の全量を吸引混合装置２１の交差管部２３に導入することで、海水に塩素ガスを混合して海水を殺菌処理する。塩素ガスが混合された後の海水を船舶のバラスト水タンク１９４に注水する。なお、この場合、フィルター１９３の位置、ポンプ１９２の位置は適宜変更することが可能であり、例えば、フィルター１９３をポンプ１９２の上流に配置しても良く、電解生成物混合装置１１の下流に配置しても良い。また、ポンプ１９２を電解生成物混合装置１１の下流に配置しても良い。このような点は、以下の図１４〜図１６に示す態様でも同様である。
【００６３】
また、図１４に示すように、海水を船舶のバラスト水タンク１９４に注水する他のバラスト水処理装置２０１として、上記と同様のポンプ１９２とフィルタ１９３とを管路１９５に有し、フィルタ１９３で濾過後の海水を船舶のバラスト水タンク１９４に注水する主ルート２０２から一部の海水をバイパスさせるバイパスルート２０３を設け、このバイパスルート２０３を流れる一部の海水に電解生成物混合装置１１で塩素ガスを混合するものがある。このバラスト水処理装置２０１では、吸引混合装置２１の交差管部２３にバイパスルート２０３の海水を導入することで、この海水に塩素ガスを混合して海水を殺菌処理する。そして、このように塩素ガスを混合した海水を、主ルート２０２に合流させて主ルート２０２を流れる海水に混合させて殺菌処理し船舶のバラスト水タンク１９４に注水する。この場合、バイパスルート２０３の海水に、電解生成物混合装置１１で高濃度となるように塩素ガスを混合し、このバイパスルート２０３の海水を主ルート２０２を流れる海水に混合後、海水の塩素ガスの濃度が所望の濃度となるように混合を調整する。つまり、このバラスト水処理装置２０１は、塩素濃度が高濃度のバラスト水を希釈する方式のものである。
【００６４】
また、図１５に示すように、他のバラスト水処理装置２１１として、船舶のバラスト水タンク１９４からバラスト水を汲み上げるポンプ２１２を有し、ポンプ２１２で汲み上げられて圧送されるバラスト水に電解生成物混合装置１１で塩素ガスを混合してバラスト水タンク１９４に戻すものがある。つまり、ポンプ２１２で圧送されるバラスト水の全量を、吸引混合装置２１の交差管部２３に導入することで、バラスト水に塩素ガスを混合してバラスト水を殺菌処理し、その後、バラスト水タンク１９４に戻す。このバラスト水処理装置２１１は、バラスト水タンク１９４のバラスト水を管路１９５を介して循環させて殺菌処理するものである。
【００６５】
また、図１６に示すように、他のバラスト水処理装置２２１として、上記と同様のポンプ２１２と管路１９５を有し、ポンプ２１２で汲み上げられて圧送されるバラスト水を船舶のバラスト水タンク１９４に戻す主ルート２２２から一部のバラスト水をバイパスさせるバイパスルート２２３を設け、このバイパスルート２２３を流れる一部のバラスト水に電解生成物混合装置１１で塩素ガスを混合するものがある。このバラスト水処理装置２２１では、吸引混合装置２１の交差管部２３にバイパスルート２２３のバラスト水を導入することで、このバラスト水に塩素ガスを混合してバラスト水を殺菌処理する。そして、このように塩素ガスを混合したバラスト水を、主ルート２２２に合流させて主ルート２２２を流れるバラスト水に混合させて殺菌処理し船舶のバラスト水タンク１９４に戻す。この場合、バイパスルート２２３のバラスト水に電解生成物混合装置１１で高濃度となるように塩素ガスを混合し、このバイパスルート２２３のバラスト水を主ルート２２２を流れるバラスト水に混合後、バラスト水の塩素濃度が所望の濃度となるように混合を調整する。このバラスト水処理装置２２１は、バラスト水タンク１９４のバラスト水を循環させて殺菌処理するものであり、塩素濃度が高濃度のバラスト水を希釈する方式のものである。
【００６６】
なお、実施形態において、吸引混合装置２１は、チーズ管２４の直管部２２が水平方向を向くように設置される場合を例示して説明したが、チーズ管２４の向きはどのような向きに設定することもできる。
【００６７】
ここで、ノズル本体６４の外径と直管部２２の内径と吸引混合装置２１の流量との関係について考察する。
【００６８】
液体の場合、配管内を流れる流体の流量と流速の関係は次式で表される。
Ｑ＝Ｃ×Ａ×Ｖ
ここで、Ｑ：流量［ｍ３／ｓ］、Ｃ：流出係数、Ａ：流路面積［ｍ２］、Ｖ：流速［ｍ／ｓ］
【００６９】
Ｖ＝√（２ｇ×Ｐ÷ρ）
ベルヌーイの定理の応用より、
Ｑ＝Ｃ×Ａ×√（２×Ｐ÷ρ）
ここで、Ｐ：圧力（差圧）［ＭＰａ］、ρ：流体密度［ｋｇ／ｍ３］
１Ｐａ＝Ｎ／ｍ＝１［Ｋｇｍ−１ｓ−２］、水の密度：ρ＝１０００［ｋｇ／ｍ３］
【００７０】
内径３０．４ｍｍの配管に外径２９ｍｍの円柱を挿入すると流体が流れる断面積Ａは、
Ａ＝（１５．２×１５．２×３．１４）−（１４．５×１４．５×３．１４）
＝６５．３［ｍｍ２］
＝６．５３×１０−５［ｍ２］
【００７１】
吸引混合装置２１の２次側が大気開放されていると、駆動水である原水の圧力が０．２ＭＰａのとき、流量Ｑは、
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］
【００７２】
近似値で実測すると０．１９５ＭＰａのとき流量は４．０５［ｍ３／ｈ］であった。
流出係数Ｃ＝１と仮定して計算すると４．６４［ｍ３］の流量である。
このことから、流出係数は４．０５／４．６４＝０．８７３となり、これを０．９として計算すると、流量は４．１８［ｍ３／ｈ］であった。
【００７３】
流出係数を０．９として計算すると以下の表１のとおり、導入ノズル２５のノズル本体６４の外径、およびチーズ管２４の直管部２２の内径に関係なく、理論通りの設計が可能である。
【００７４】
【表１】
0006521519.tif 000002
【００７５】
以下の表２のとおり、口径４０Ａ（上記とは配管径の異なる吸引混合装置２１)の場合、流出係数を０．９として計算すると理論通りの設計が可能であった。ノズル本体６４の外径の違いによる流出係数の変化はなく、直管部２２の内径が同一の場合は、同じ流出係数を使うことができ、ノズル本体６４の外径に関係ないことがわかった。
【００７６】
【表２】
0006521519.tif 000003
【符号の説明】
【００７７】
１１  電解生成物混合装置
１４  電解槽
２１  吸引混合装置
２２  直管部
２３  交差管部
２４  チーズ管
２５  導入ノズル
４３  基端管部
４４  先端管部
８６，１２５，１３６，１５１  着脱連結部
９１，１２６，１５２  当接部
９５  内孔
１０１  間隙
１８５  導入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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