(57)【要約】【課題】塩類溶解槽の壁面に塩類の析出および結晶成長が生じる状況でも、塩類の析出が塩類溶解槽の外へ及ばない塩類溶解槽を提供する。【解決手段】本発明による、塩類溶解水を収容する塩類溶解槽１は、塩類溶解水を電解して電解水を生成する電解槽２との間で該塩類溶解水を循環させる循環路としての導入管１０および導出管１１を備える。塩類溶解槽１の側壁の内周に沿って、水で満たされ且つ上部が開放された溝からなる水槽１９が設けられている。さらに、水槽１９に水を供給する供給管２０が備えられ、これにより、水を水槽１９の上部開口縁から越流させて塩類溶解槽１内に補給する構成になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩類溶解水を収容する塩類溶解槽において、
前記塩類溶解槽の側壁の内周に沿って設けられた、水で満たされ且つ上部が開放された溝からなる水槽と、
前記水を前記水槽に供給することで、前記水を前記水槽の上部開口縁から越流させて前記水槽の外側壁面に沿って流しつつ前記塩類溶解槽内に補給する供給管と、
を備えたことを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の塩類溶解槽において、
前記塩類溶解水の液面が所定のレベルにあることを検出し、前記供給管により前記水槽を介して所定量の前記水を前記塩類溶解槽内に補給する液面検知手段をさらに備えたことを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塩類溶解槽において、
前記塩類溶解槽の一部が開放されているか、もしくは前記塩類溶解槽に換気設備が設けられていることを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塩類溶解槽において、
前記供給管による前記水槽への給水位置は前記水槽の下部からであることを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塩類溶解槽において、
前記塩類溶解水に溶解される塩類はハロゲン化物イオンを含有する塩類であることを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項６】
請求項５に記載の塩類溶解槽において、
前記塩類が塩化ナトリウムもしくは塩化カリウムであることを特徴とする塩類溶解槽。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の塩類溶解槽において、
前記塩類溶解槽から供給される塩類溶解水を直接又は希釈して電解する電解槽と、
前記塩類溶解槽と前記電解槽の間で前記塩類溶解水を循環させる循環路と、
をさらに備えた塩類溶解槽。
【請求項８】
請求項７に記載の塩類溶解槽において、
前記電解槽が三室型であることを特徴とする塩類溶解槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩類を溶解させた水（以下、塩類溶解水）を収容する塩類溶解槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の塩類溶解槽を備えた装置として電解装置がある。例えば図３に示すように、電解槽６０の本体内部を中間室Ａとその両側の陽極室Ｂ及び陰極室Ｃにイオン交換膜６２，６３で分離し、陽極室Ｂ側のイオン交換膜６２近傍に陽極６４を、陰極室Ｃ側のイオン交換膜６３近傍に陰極６５を設け、中間室Ａに食塩水タンク６６から食塩水を循環供給して両電極６４、６５間にて電気分解し、それによってそれぞれ陽極室Ｂ及び陰極室Ｃに供給される水から酸性水及びアルカリ性水を生成させ、これらの電解水を取り出す装置が知られている。（特許文献１及び２等）
このような三室型の電解槽６０においては、中間室Ａに供給された食塩水などの塩類溶解水は電気分解により、中間室Ａと陽極６４の間に配置された陰イオン交換膜６２を介して陽極室Ｂに陰イオンが供給され、また中間室Ａと陰極６５の間に配置された陽イオン交換膜６３を介して陰極室Ｃに陽イオンが供給される。そのため、中間室Ａから排出される塩類溶解水の塩濃度は低下している。この塩類溶解水の塩濃度は低下しているものの、まだ塩分は残っているため、その塩類溶解水をそのまま捨ててしまうと効率的でない。
【０００３】
このため、中間室Ａから排出される塩類溶解水を食塩水タンク６６（以下、塩類溶解槽）に戻して循環させる方法が行われている。しかしこの場合、一般的には塩類濃度を再び高濃度にするために粉末状の塩類を加えているが、不足なく必要十分な濃度にするために、塩類溶解槽内に塩類を飽和濃度以上に加えておき、未溶解の塩類が常に残っている状態に塩類溶解槽内を管理している。
【０００４】
また、塩類溶解槽を備えたその他の装置として、カチオン交換樹脂を用いた軟化器も知られている。水を扱う一部の機器類は、その水中に硬度成分が多く含まれる場合、様々な障害（ボイラーをはじめとする様々な機器でのスケール生成による流路の閉塞、伝熱効率の低下、洗濯等の洗剤の泡立ち不良など）が起こる。これを解決するためにカチオン交換樹脂を用いた軟化器が使われている。硬水を多く含む被処理水を通水することで硬度成分（カルシウムとマグネシウム）をナトリウムと置き換えることができる。但し、この装置は所定の処理量に達したら再生を行う必要がある。そこでカチオン交換樹脂を再びナトリウム型にするのに、食塩水が使われる。この食塩水は一定の濃度にしておく必要がある。そのため、塩類溶解槽底部に食塩が通過しない孔を開けた板を脚を履かせて敷き、その上に飽和溶解度以上の量の食塩を投入しておき、塩類溶解槽内に所定量の水を適時補給することで、食塩水の濃度が自動的に一定になるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９９４５７号公報
【特許文献２】特開２００９−５０７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、塩類溶解水を常に飽和濃度以上に保つようにされている塩類溶解槽は、通常、簡単な蓋がされた構造であるが、食塩の補充や呼吸のために密閉構造にはされていない。よって、塩類溶解槽内が必ず高湿度に保たれるというものではなく、周囲湿度や塩類溶解槽の形状によっては塩の析出が発生することがある。塩類が槽内壁面伝いに結晶成長して塩類投入口から塩類溶解槽の外へ出てしまうと、塩類が無駄になるばかりでなく、塩類溶解槽の周囲の機器類などの金属部品を腐食させてしまうという問題が発生する。
【０００７】
また、塩類溶解槽を備えた電解装置の場合、塩類溶解槽内の塩類溶解水は塩類溶解槽と中間室との間を循環する。この場合、陽極室で発生した有効塩素の一部が、拡散により中間室に移行し、塩類溶解水に含有される。したがって、塩類溶解水のｐＨ条件（中性〜酸性）によっては、塩類溶解槽内に塩素ガスが発生する。また、図３のような中間室Ａを設置せずに陽極室Ｂ及び陰極室Ｃをイオン交換膜で分離する二室型においても、陽極室で生成される酸性水を必要としない場合、酸性水を塩類溶解槽に戻して循環させることが考えられ、この場合も三室型と同じように塩類溶解槽内に塩素ガスが発生する。そのため、電解装置に適用する塩類溶解槽では、槽の上部を開放あるいは、ブロアやファンなどの換気装置を設置して塩素ガス濃度を低下させる手段を講じている。しかし、電解装置用の塩類溶解槽にはブロアやファン等が必要である反面、これは塩類溶解槽内の湿度を下げ、塩類の析出および結晶成長を促進させる原因でもあった。
【０００８】
析出した塩類が成長して塩類溶解槽の外へ出てしまわないようにするには、塩類溶解槽内の塩類溶解水の塩類濃度を、水の蒸発で濃縮された際に飽和に達する濃度未満に予め調整しなければならず、高精度な濃度調整機構が必要になる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上述した実情の下、塩類溶解槽の壁面に塩類の析出および結晶成長が生じる状況でも、塩類の析出が塩類溶解槽の外へ及ばない塩類溶解槽及びこれを備えた電解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様は、塩類溶解水を収容する塩類溶解槽において、該塩類溶解槽の側壁の内周に沿って設けられた、水で満たされ且つ上部が開放された溝からなる水槽と、水を該水槽に供給することで、該水を該水槽の上部開口縁から越流させて該水槽の外側壁面に沿って流しつつ該塩類溶解槽内に補給する供給管と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、塩類溶解槽の液面より上の壁面に塩類の析出および結晶成長が生じる状況でも、塩類の析出が塩類溶解槽の外へ及ばないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る塩類溶解槽を適用した電解装置の概略構成を示す正面図。
【図２】図１のＸ―Ｘ’断面での塩類溶解槽の上面図。
【図３】従来の電解装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る塩類溶解槽を適用した電解装置の概略構成を示す正面図、図２は図１のＸ−Ｘ’断面での塩類溶解槽の上面図である。
【００１５】
本実施形態の電解装置は、図１に示すように、電解される食塩水等の塩類溶解水を貯留する塩類溶解槽１と、該塩類溶解水を電解して電解水を生成する三室型の電解槽２とを備える。三室型の電解槽２は、電解槽本体３と、この本体３内部を中央の中間室４とその両側の陽極室５及び陰極室６に分離する２枚のイオン交換膜７Ａ，７Ｂと、陽極室５の内側であって一方のイオン交換膜７Ａの近傍に設けられた液体通過可能な陽極８と、陰極室６の内側であって他方のイオン交換膜７Ｂの近傍に設けられた液体通過可能な陰極９とを備える。
【００１６】
中間室４の底部又は側面下部には、塩類溶解水を塩類溶解槽１の底部又は側面下部から中間室４内へ導入する導入管１０が接続され、中間室４の天井又は側面上部には、塩類溶解水を中間室４の内部から塩類溶解槽１内へ導出する導出管１１が接続され、これによって、塩類溶解水の循環経路が構成されている。導入管１０及び導出管１１のいずれか一方に、塩類溶解槽１と中間室４との間で塩類溶解水を循環させる循環ポンプ１２が設けられている。なお、塩類溶解槽１に対する導出管１１の接続箇所は、塩類溶解槽１内の塩類溶解水が直接流れ出るように塩類溶解槽１の塩類溶解水水面下近傍の側壁であることが好ましい。中間室４からの塩類溶解水を塩類溶解槽１内にノズルを使って塩類溶解槽水の水面の上から落とすと塩類溶解水が跳ねて塩類溶解槽の内壁に塩類が析出する、又はノズル先端部の縁からの蒸発により析出が成長し、ノズルの外周を遡って塩類溶解槽内壁に蔦ってしまうからである。
【００１７】
陽極室５及び陰極室６の底部又は側面下部には、水道水等の水を陽極室５及び陰極室６の中に供給する給水管１３が接続されている。さらに、陽極室５の天井又は側面上部には酸性水を取り出す配管１４が接続され、陰極室６の天井又は側面上部にはアルカリ性水を取り出す配管１５が接続されている。
【００１８】
塩類溶解槽１の中には、ハロゲン化物イオンを含有する塩類、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）等が水に飽和濃度以上に十分に加えられた塩類溶解水が収容されている。そして、塩類溶解槽１内の未溶解の塩類が槽の底部又は側面下部の導入管１０の入口を塞がないように、塩類溶解槽１内の底面より高い位置に、未溶解の塩類の塊２３を捕らえるが塩類溶解水を通過させる大きさの孔が形成された板１６が配置されている。
【００１９】
このような電解装置では、塩類溶解槽１内の塩類溶解水は、塩類溶解槽１と中間室４との間を循環する。この場合、陽極室５で発生した有効塩素の一部が、拡散により中間室４に移行し、塩類溶解水に含有される。したがって、塩類溶解水のｐＨ条件（中性〜酸性）によっては、塩類溶解槽１内に塩素ガスが発生する。あるいは、上記の構成の電解装置を電解アルカリ水製造装置として使用する場合、ハロゲン化物イオンを含有しない塩類、例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）、炭酸水素カリウム（ＫａＨＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）等が使用されている。この場合には、塩類溶解槽１内の塩類溶解水は、塩類溶解槽１と中間室４との間を循環することによって、陽極室５で発生した炭酸ガスや生臭いオゾンガスの一部が、拡散により中間室４に移行し、塩類溶解水に含有される。
【００２０】
また、この場合は陽極水を必要としなければ、陽極室５の入口にも分岐して中間室出口水をつなぎ、陽極室５の出口を塩類溶解槽１への導入管に合流させることもできる。さらには陰イオン交換膜を取り除き、陽極室５と中間室４を一室にすることもできる。
【００２１】
上記のような塩類溶解槽１内に発生する塩素ガスや、炭酸ガス、オゾンガス等の濃度を低減するため、塩類溶解槽１の上部は開放されているか、もしくは、塩類溶解槽１の上部の壁に、図１に示すようなファン、ブロア等の換気設備１７および換気口１８が設けられている。塩類溶解槽１の側壁の上部には、塩類溶解層１内に塩類を投入するための塩類投入口（不図示）もある。
【００２２】
さらに、塩類溶解槽１の側壁の内周には、水道水等の水で満たされ上部が開放された溝からなる水槽１９が存在している。水槽１９を形成する溝の両側壁のうちの一方は塩類溶解槽１の側壁からなり、もう一方の側壁は、塩類溶解槽１の塩類溶解水の中からその水面より十分に高い所定の位置まで延びている。
【００２３】
水槽１９の下部には、水道水等の水を水槽１９内に供給する供給管２０が接続されている。水槽１９の下部に水が供給されると、水槽１９の上部の開口縁まで達している水が水槽１９から外へ溢れる。溢れた水は、塩類溶解槽１の内側空間に面する水槽１９の外側壁面１９ａを伝って下側へ流れ、塩類溶解槽１内の塩類溶解水に加わる。なお、塩類溶解槽１が装置に搭載されるような小型のものの場合だけでなく、塩類溶解槽単体で用いられて、それが大型且つ、補給水も多量な場合には、補給水を全て水槽１９から越流させる必要がない場合もある。このような場合では供給管２０が水槽１９に接続される前に分岐され、その分岐管からも塩類溶解槽１内に水が供給されてもよい。例えば、供給管２０の分岐管により塩類溶解槽１の塩類溶解水水面下近傍の側壁から水が供給される構造となっていても良い。
【００２４】
ところで塩は、塩に接する空気中の相対湿度が７５％以上である場合には空気中の水分を吸収し、７５％未満では塩の結晶の周りについている水分を空気中に出すという性質がある。そのため、塩類溶解槽１内の塩類溶解水の水面より上に未溶解の塩類が出ている状態で、塩類溶解槽１内の湿度が７５％未満になると、水面より上に露出している塩類は結晶成長する。したがって、塩類溶解槽１内の塩類溶解水の水面より上に位置する水槽１９の外側壁面１９ａに塩類が析出すると、ファン等で塩類溶解槽１内を換気している状況すなわち塩類溶解槽１内の湿度が下がる状況では、塩類は外側壁面１９ａに沿って上方へと結晶成長していくおそれがある。
【００２５】
しかし本発明による塩類溶解槽１では、上記のように水槽１９から水が外側壁面１９ａ上を流れ落ちるため、外側壁面１９ａ伝いに成長してきた塩類は水と一緒に流し落とされる。結果、外側壁面１９ａの上端側への塩類の成長、ひいては、塩類溶解槽１の側壁上側の塩類投入口（不図示）から装置周囲への塩類の漏出が抑えられる。
【００２６】
水槽１９内への水の供給は、塩類溶解槽１内の塩類溶解水の水面位置を監視して行なわれる。このため、塩類溶解水の水面が所定のレベルにあることを検出する液面レベルセンサ２１が備えられている。槽上部の開放による自然乾燥やファン等の換気により塩類溶解槽１内の塩類溶解水が蒸発するため、および、電解により中間室４からイオンと共に一部の塩類溶解水が同伴水として各電極室に出て行くため、塩類溶解水が減り、塩類溶解槽１内に水を補給する必要が生じる。この水の補給は、液面レベルセンサ２１が塩類溶解水の液面を検知したタイミングで供給管２０の止水バルブ２２を一定時間開放することにより行われる。この止水バルブ２２の開放時間は調整可能である。
【００２７】
なお、水槽１９への供給管２０の接続口は水槽１９の下部としているが、これは、水槽１９の上部が開放されているために水槽１９内に塩類が入ることがあるのでそうした塩類を水槽１９の底側に留めることなく水槽１９の外へ排出させるためである。つまり、水槽１９への給水開始位置が水槽１９の上部からであると、水槽１９内の上澄み液だけが水槽１９の外へ出てしまって水槽１９下部の塩類濃度が上昇し、水槽１９の底に未溶解の塩類が溜まるおそれがある。こうした状況では、水槽１９内の水面より上側の塩類溶解槽１の内側壁に塩類が析出しやすくなり、析出した塩類が塩類溶解槽１の内側壁伝いに成長して装置の周囲に漏出するおそれがある。そのため、水槽１９へ給水開始位置を水槽１９の下部としている。
【００２８】
以上、本発明について具体的な態様を開示して説明したが、本発明は、上で述べた実施形態に限定されるものはなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更をすることが可能である。例えば、三室型の電解槽２を備えた電解装置を例示したが、本発明に係る塩類溶解槽１は二室型の電解槽を備えた電解装置に適用することも可能である。特に、上述した電解槽２の構成要素に関して中間室４を設置せずに陽極室５及び陰極室６をイオン交換膜で分離してなる二室型の電解槽を備えた電解装置であって、陽極室５で生成される酸性水を塩類溶解槽１に循環させる方式の電解装置に、上述した構成の塩類溶解槽１を適用することができる。
【００２９】
また本明細書では本発明の一実施形態として電解装置を示したが、本発明の塩類溶解槽を適用できる装置は電解装置に限定されない。例えば、他の適用可能な装置として、背景技術の欄で述べたような、カチオン交換樹脂を用いた軟化器が挙げられる。この用途においても本発明を適用することで塩の析出がタンク外部に出ることを防止できる。尚、軟化器の場合、食塩のグレードとしては並塩が使われることがあるが、塩化ナトリウムが主成分であることには変わりない。
【符号の説明】
【００３０】
１    塩類溶解槽
２    三室型の電解槽
３    電解槽本体
４    中間室
５    陽極室
６    陰極室
７Ａ，７Ｂ    イオン交換膜
８    陽極
９    陰極
１０    導入管
１１    導出管
１２    循環ポンプ
１３    給水管
１４，１５    配管
１６    板
１７    換気設備
１８    換気口
１９    水槽
１９ａ    水槽の外側壁面
２０    供給管
２１    液面レベルセンサ
２２    止水バルブ
２３    未溶解の塩類の塊
【図１】
2012036471.tif 000003
【図２】
2012036471.tif 000004
【図３】
2012036471.tif 000005