JPH059647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、イオン交換膜法塩化アルカリ水溶
液電解において、戻り塩水の濃度と流量を監視す
ることによつて速やかに電解槽運転の異常を検知
して警報を発する塩化アルカリ電解用戻り塩水の
監視装置に関するものである。

〔従来の技術〕

イオン交換膜法塩化アルカリ水溶液の電解にお
いては、塩化アルカリ水溶液の濃度がある値以下
となると、イオン交換膜に水泡が発生するなどの
劣化が起こり、その結果、陰極室から流通してく
る水酸イオンの阻止能力が低下する。

また、イオン交換膜の劣化によつて時として塩
素イオンの陰極室への拡散移動が生じ、陰極液中
の塩分が増加するなどの問題が生ずる。

極端な場合には、白金族金属を活性物質を主体
にした陽極のコーテイング層が剥離したりするこ
とがある。

このようなトラブルを防止するため、塩化アル
カリ水溶液の濃度を充分に管理する必要があると
同時に、流量の管理も必要である。

かゝる塩化アルカリ水溶液濃度の一般的な管理
方法としては、電解槽に供給する塩化アルカリ水
溶液の流量で行われるが、この方法だけではまだ
充分とは言えず、時として前記のようなトラブル
を発生する虞れがある。

しかして、塩化アルカリ水溶液の流量管理は、
各電解槽に対しては一般にロータメータなどが多
く使用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記ロータメータを使用した場
合には、下記のごときトラブルが発生し易い。

例えば、稀には供給する塩化アルカリの濃度が
何等かの原因で低下し、これにより流量が適正で
あつても、電解槽内の塩化アルカリ濃度が低下す
る場合がある。

一方、電解槽は、通常、陽極室と陰極室の１対
を単位としてこれらの複数組によつて構成される
が、塩化アルカリ水溶液の各陽極室への流れがア
ンバランスになつた時には、流量の減少した陽極
室で問題が生ずる。

また、ロータメータの後方で装置に液漏れが発
生した場合も、発見が遅れると同様なトラブルが
生ずる。

さらに、前記以外に、例えば昼夜間の電力調整
などを行つている場合には、電流を変動させるの
で各電解槽の流量調整を入念に行う必要があり、
この調整が不十分なときには、流量の減つた電解
槽が影響を受けることになる。

このようにイオン交換膜法塩化アルカリ水溶液
電解槽の運転に際しては、塩化アルカリ水溶液濃
度と流量の異常を速やかに検出してこれを適正に
保ち、運転することが必要不可欠である。

これには塩化アルカリ水溶液電解槽を出た戻り
塩水の濃度や、流量の異常を検知することがあら
ゆる点において合理的である。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、この考案の塩化アル
カリ電解用戻り塩水の監視装置は、イオン交換膜
法塩化アルカリ水溶液電解槽において、戻り塩水
主管から分岐した分岐管に、内部の戻り塩水の濃
度又は／及び流量の変化で浮上又は沈下し、かつ
光を遮断又は反射する検出体を設けた透明な筒状
体を直立状態で接続すると共に、該筒状体を通過
した戻り塩水を流出管によつて戻り塩水主管に戻
すように構成し、前記筒状体の外側に前記検出体
の浮上又は沈下を上限設定位置もしくは下限設定
位置で検知して警報を発する警報器が接続された
光センサーを配置したことを特徴とするものであ
る。

この考案において、戻り塩水の監視装置を構成
する筒状体は、検出体を収容して該検出体の浮沈
が可能な内部形状を有するもので、外部より光の
透過が可能な透明体によつて形成され、戻り塩水
主管から分岐した分岐管の一端に直立状態で接続
するものである。

一方、前記筒状体内に装着される検出体は、光
に対する遮断効果もしくは光の反射効果に優れた
もので、筒状体内を流通する戻り塩水の通常の濃
度および通常の流量に対しては、戻り塩水中を浮
遊しているが、戻り塩水の濃度の変化、換言すれ
ば比重の変化に対応して素早く応答し、その比重
が設定値以上になつたときは浮上し、逆に設定下
限値以下になつたとき沈下するものである。

他方、戻り塩水の流量変化に対しても、その変
動に対応して設定の下限値以下で浮上（後述の第
１図のように戻り塩水を下方流として流通させた
場合）、又は沈下（後述の第２図のように戻り塩
水を上方流として流通させた場合）するものであ
る。但し、戻り塩水の流量が、設定上限値以上と
なつたときの検出体の動きは前記と逆になる。

この検出体は、塩化アルカリ水溶液に対する耐
食性と耐熱性を具えたものである。

かゝる検出体を構成する材料としては、プラス
チツク、ガラス、セラミツクおよび金属等の各種
材料がある。

検出体の比重は、戻り塩水の適正濃度と対応す
るように設定され、正常状態にあつては検出体が
戻り塩水中で浮遊するものである。

検出体の比重を調整するために、これを前記の
光に対する遮断効果もしくは光の反射効果に優れ
た中空体又は発泡体等とすることができるが、就
中、黒色に着色したポリフツ化ビニリデン樹脂で
作られた中空体が耐久性、比重の調整容易性およ
び光センサーによる確実な検出可能性などの多く
の点で好適である。

警報器が接続された光センサーとしては、戻り
塩水の比重の変化又は流量の変動によつて浮沈し
た検出体を、前記透明な筒状体を透過する光で捉
えて該検出体の光遮断機能又は光反射機能によつ
てその浮沈を検知し、警報を発する機構を具えた
ものであれば特に制限はない。

この光センサーは、筒状体の外側の一方又は／
及び双方の端部に配置するものである。

透明な筒状体への戻り塩水の供給は、具体的に
は分岐管を直立状態の筒状体の上端面に接続して
戻り塩水を上方から流入させる方法と、分岐管を
直立状態の筒状体の下端面に接続して戻り塩水を
下方から流入させる方法とがある。

なお、戻り塩水は、筒状体内において満液状態
で流通させることが好ましく、筒状体を出た戻り
塩水は流出管によつて筒状体の下方もしくは上方
から戻り塩水主管に戻される。

〔作用〕 塩化アルカリ水溶液の濃度は、比重と温度で求
めることができる。

一般の電解槽においては、電解槽の温度（正確
には電解槽内液温）は、多少の変動がある。

例えば、食塩水の例で説明すると、濃度
220g／におけるNaclの温度90℃のときの比重
は、1.107で、濃度200g／のNaclの温度90℃の
ときの比重は、1.092、温度80℃のときの比重は
1.099である。

また、濃度150g／のNaclの温度90℃のとき
の比重は1.063で、温度が80℃のときの比重は
1.070である。

この考案に使用する検出体は、濃度変化を比重
として捉え、浮き沈みによつて判断することがで
き、しかも筒状体内の戻り塩水の流量変化に伴つ
ても浮き沈みするため、電解槽温度の変化を考慮
して所定の変化に対応して浮沈するよう検出体を
選定することができる。

〔実施例〕

以下、この考案の塩化アルカリ電解用戻り塩水
の監視装置と、その使用法を添付の図面に基づい
て具体的に説明する。

第１図はこの考案の塩化アルカリ電解用戻り塩
水の監視装置の一実施例を示し、戻り塩水を下方
流として使用する場合の監視装置および液の流れ
を示している。

図において、イオン交換膜法塩化アルカリ水溶
液電解槽１０の陽極室を出た戻り塩水は、戻り塩
水主管１１の途中に設けた分岐管１２の一端に直
立状態で接続した透明な筒状体１内に上方から流
入する。

戻り塩水は、満液の状態で透明な筒状体１内を
下方に流れ、下端面に接続した流出管１３および
該流出管１３の途中に設けられた固定式又は可変
式の流量調整弁１４を経て戻り塩水主管１１に戻
るよう構成されている。

監視装置を構成する前記透明な筒状体１の内部
には、光を遮断する機能を備えた中空体から構成
された検出体２が内装され、筒状体１の底部近傍
の外側には、発光部と受光部を備えた光センサー
３が配置されると共に、これに警報器４が接続さ
れている。

なお、第１図では説明の都合上、光センサー３
及び警報器４は、検出体２が沈下した場合のみ作
動する位置に設けているが、検出体２が浮上した
場合に働く位置にも設けることができる。

第２図はこの考案の塩化アルカリ電解用戻り塩
水の監視装置の他の実施例を示し、戻り塩水を上
方流として使用する場合の監視装置および液の流
れを示している。

図において、戻り塩水主管１１より分岐した分
岐管１２の一端は、直立状態に保持される透明な
筒状体１の下端面に接続され、戻り塩水は上端面
に設けられた流出管１３を経て戻り塩水主管１１
に還戻するよう構成されている。

分岐管１２と流出管１３との間にはバイパス管
１５を配設し、該バイパス管１５の途中には固定
式又は可変式の流量調整弁１４を設けたもので、
監視装置を構成する筒状体１は実施例と同一の構
成で、光センサー３と警報器４は、検出体２が沈
下した場合のみ作動する位置に設けているが、検
出体が浮上した場合に作動する位置にも設けるこ
とができる。

なお、この第２図において、第１図と同一の符
号はいずれも同一部分を示す。

かゝる監視装置において、戻り塩水主管１１か
ら分岐管１２を経て、透明な筒状体１内に流入し
た戻り塩水は、流量調整弁１４によつてその流出
量を制限し、透明な筒状体１内を常時満液状態を
保持して流通する。

ついで、検出体２を内装した筒状体１内に戻り
塩水を流通させると、戻り塩水の比重が正常状態
のときは、検出体２は透明な筒状体１内に浮遊し
ているが、戻り塩水の比重が設定下限値に達した
とき又は設定下限値を下回つたときは、検出体２
は沈下して筒状体１の底部に位置する。

この状態において、筒状体１の外部に配した光
センサー３の発光部から照射されている光線を検
出体２が遮断し、付随する警報器４から警報を発
して戻り塩水の濃度や流量の低下を報知するもの
である。

前記の構成において、分岐管１２は電解槽１０
の陽極室出口に設けたマニホールドより直接分岐
せしめてもよい。

なお、前記第１図及び第２図の構成において、
筒状体１内を流れる液の流通方向によつて検出体
２の種類を変えることが望ましい。

例えば、第１図に示す下方流の場合には、検出
体２を下方流の液流通に抗して浮遊させる必要が
あるので、第２図の上方流の場合に比べてより浮
揚性の大きい検出体の使用が有利となる。

また、第１図の下方流の方式は、電解槽１０の
故障など何等かの事故で分岐管１２への戻り塩水
の流通が絶えたときに、筒状体１内の液は速やか
に流出して検出体２の沈下が生じ、即座に警報を
発することができるので有利であるが、第２図の
上方流の方式では、分岐管１２に液溜りが生じて
筒状体１内に液面が残り、この液溜りが流量調整
弁１４を通して排出されるまでの間の警報の時間
遅れが生ずる場合がある。

したがつて、液レベルの低下による流量の検出
精度は、下方流ほどには期待し難い。

つぎに、第１図の下方流の方式によりこの考案
の監視装置を使用して戻り塩水の濃度と流量の監
視を以下の通り実施した。

実施条件 戻り塩水の種類：塩化ナトリウム含有戻り塩水 戻り塩水温度：61〜63℃ 通液流量：530／ｈ 検出体：黒色に着色したフツ化ビニルデン樹脂 25mmφ，重量9.174g 透明筒状体：ガラス管50mmφ 戻り塩水の流れ方向：下方流 上記条件で試験した結果、戻り塩水中の塩化ナ
トリウム濃度220g／で浮いていた検出体が水
を添加して戻り塩水濃度を低下させたところ、
187g／で沈降し、確実に警報が作動した。

また、前記通液流量530／ｈの正常状態から
通液流量を０にしたところ、検出体は沈下して同
様に確実に警報が作動した。

〔考案の効果〕

この考案の塩化アルカリ電解用戻り塩水の監視
装置は、戻り塩水主管から分岐した分岐管に対し
て直立状態で接続した、内部に戻り塩水の濃度又
は／及び流量の変化で浮上又は沈下し、かつ光を
遮断又は反射する検出体を設けた透明な筒状体に
戻り塩水を上方流又は下方流として筒状体内に流
入させ、かつ流出させるというきわめて簡単な手
段によつて、戻り塩水の濃度又は／及び流量に異
常があると、筒状体の外側に配置した光センサー
が検出体の浮上又は沈下を上限設定位置もしくは
下限設定位置で確実に検知して光センサーに接続
された警報器によつて警報を発するものである。

したがつて、常にイオン交換膜法塩化アルカリ
水溶液電解槽の運転を正常に保持し、かつ異常事
態に対して的確な対応を実施することができると
共に、メンテナンス面において従来必要としてい
た煩瑣な作業をなくすことができる。

特に、この考案の塩化アルカリ電解用戻り塩水
の監視装置は、電解槽の戻り塩水配管より分岐し
た経路に取付けて使用するので、電解槽運転のメ
インの経路と容易に切り離して監視装置の点検保
守を簡単かつ容易に、しかも安全に行うことがで
きると共に、検知に要した戻り塩水は再び電解槽
に戻すため、電解液の不必要な消耗がない。

さらに、この考案の塩化アルカリ電解用戻り塩
水の監視装置は、透明な筒状体と、該筒状体内に
装着する検出体および該検出体の上下動によつて
異常を検知する警報付き光センサーというきわめ
て簡単な構成であるため、安価にしかも容易に製
作することができると共に、使用に際して要する
維持費用も実質的に皆無に近く、既存のイオン交
換膜法塩化アルカリ水溶液電解にも簡単に取付け
ることができるなど実用上多大の利点を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の塩化アルカリ電解用戻り
塩水の監視装置の一実施例を示す説明図、第２図
は他の実施例を示す説明図である。 １……筒状体、２……検出体、３……光センサ
ー、４……警報器、１０……電解槽、１１……戻
り塩水主管、１２……分岐管、１３……流出管、
１４……流量調整弁、１５……バイパス管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イオン交換膜法塩化アルカリ水溶液電解槽にお
   いて、戻り塩水主管から分岐した分岐管に、内部
   に戻り塩水の濃度又は／及び流量の変化で浮上又
   は沈下し、かつ光を遮断又は反射する検出体を設
   けた透明な筒状体を直立状態で接続すると共に、
   該筒状体を通過した戻り塩水を流出管によつて前
   記戻り塩水主管に戻すように構成し、前記筒状体
   の外側に前記検出体の浮上又は沈下を上限設定位
   置もしくは下限設定位置で検知して警報を発する
   警報器が接続された光センサーを配置したことを
   特徴とする塩化アルカリ電解用戻り塩水の監視装
   置。