JP2001524388A - 液体のｐＨを調節する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 異なるｐＨ値を有する入力した流体から所望のｐＨ値を有する流体を製造する、あるいは流動性の流体のｐＨを調節する電気化学的あるいは電気透析的方法及び装置は、流動性の流体のｐＨを調節する電気化学的機構及び次に、流体の調節されたｐＨを電気化学的に安定化する機構を要する。この装置は、入口及び流体流通している入口とびチャンネルを含む。このチャンネルは、Ｕ形接続容器の外観及び性質を有する。Ｕ形接続容器は、２つの間隔を設けた電極間の活性領域及び流体流通している入口蓄積通路を含む。ここで、この活性領域は、通路から作用領域の流体流を接続された容器の物理的性質に従って加速するために、この通路と比較して容積が小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、流動性の流体のｐＨを増加あるいは減少させるための方法及び装置
に関する。特に、本発明は、外部からの薬品の添加なしに溶液中の永続的な化学
変化を行う電気化学的方法及び装置を指向する。

【０００２】 （発明の背景） ｐＨを調節する都市用、工業用及び農業用プロセスにおける流体の前処理に種
々のシステムが使用されてきた。工業用すすぎ水の前処理、種々の製造プロセス
における工業排水の処理、撒水ストック及び飼育等の農業用途、及び水供給設備
においてこのようなシステムが使用されてきた。多くのこのようなプロセスは、
結果として、運転に大きな不便とｐＨ変化の結果として大量の固体の堆積物を生
じる化学薬品を使用する。ｐＨ値を予測し、到達した場合の不正確性も認められ
ていた。

【０００３】 代わりに、電気化学的システムが使用されてきた。これらのシステムは、概ね
膜によってカソード域とアノード域を分割する電極間の空間に流体を流し、この
域に電流を流して流体にｐＨ交換を行うステップを含む。このようなシステムの
例は、１９９０年６月２６日発行のＨａｔｚｉｄｉｍｉｔｒｉｕへの米国特許第
４，９３６，９６２号に開示されている。Ｈａｔｚｉｄｉｍｉｔｒｉｕのシステ
ムは、バイポーラー膜とイオン選択性膜を含んでなる膜ペアを入れたセル中で電
気透析により流動性の流体の酸性を調節するプロセスを提供する。１９８３年７
月５日発行のＭａｎｉらへの米国特許第４，３９１，６８０号は、アルカリ金属
塩化物水性流体からアルカリ金属カチオンを除去して、酸性塩溶液を生成するた
めに使用される交互するカチオン及びバイポーラー膜を有する２室の水分割装置
を開示している。１９９１年８月１８日発行のＫａｒｎへの米国特許第４，２８
４，４９２号は、アニオン−カチオンの２層ラミネートのイオン交換組成物の浸
透膜を有し、膜表面で水分割を行って、浸透供給流に酸性を生じさせて、塩の沈
殿を防止する電流を供給する電極を有する逆浸透電気透析アセンブリを開示して
いる。２室あるいは多室電気透析水分割の使用とそれを使用する方法に関する種
々の他の特許が出た。

【０００４】 処理から生じる調節されたｐＨを有する電気透析により製造された流体の安定
性の欠如が存在するために、問題が生じた。また、従来技術のシステムは、電力
消費が高く、容積全体にわたっての酸性変化が不均一であり、電極位置の領域の
流体が破壊され、酸の変化の正確さが低く、またプロセスのエコロジカルな信頼
性が不適当であるために低効率である。

【０００５】 それゆえ、ｐＨ変化のプロセスの効率レベルが増大され、プロセスのｐＨ変化
の特定の電力消費が低減され、プロセスのエコロジカルな純度が増大され、ｐＨ
変化のプロセスの正確性のレベルが増大された流動性の水性流体のｐＨを調節す
る電子的システムを開発することが望ましい。

【０００６】 （発明の概要） 本発明は、異なるｐＨ値の入力流体から所望のｐＨ値の流体を製造する電気化
学的あるいは電気透析的方法及び装置を提供する。この結果は流体にいかなる化
学的組成物も添加せずに達成される。

【０００７】 本発明によれば、流動性の水性流体のｐＨを電気化学的に調節し、次に流体の
調節されたｐＨを電気化学的に安定化することにより、流動性の水性流体のｐＨ
を調節する方法が提供される。ｐＨの調節は、２つの電極の間に流体を誘導する
ことにより行われ、一方、調節されたｐＨの安定化は、電極のエッジの上を通っ
て調節されたｐＨを有する流体を流すようにすることにより行われる。エッジ領
域での電気化学的及び／あるいは電気透析的な活性が高められていることにより
、ｐＨ変化が安定化されると考えられる。

【０００８】 ここで使用されるように、ある液体のｐＨに適用された場合の「調節」あるい
は「調節する」あるいは「調節された」という語は液体のｐＨの変化または変更
を指す。ここで使用されるように、「安定化」あるいは「安定化する」あるいは
「安定化された」という語は、調節されたｐＨの流体が処理あるいは作用を受け
て、調節されたｐＨレベルに高度の永続性を付与することを意味する。

【０００９】 本発明は、更に、Ｕ形状の接続された容器の形のチャンネルに流体を供給し、
入口蓄積通路に関して小さな容積を有する、２つの電極間の作用領域に誘導され
る入口蓄積通路を含む２つの枝部に流体を分割し、入口蓄積通路から作用領域の
流体流を接続容器の物理に従って加速することにより、流動性の水性流体のｐＨ
を調節する方法を提供する。概ね、蓄積通路は、Ｕ形状の容器の第１の脚部にあ
り、一方、作用領域は、Ｕ形状の容器のもう一方の脚部にある。好ましくは、処
理されるべき流体は第１の脚部の上端に導入され、引き続き、第２の脚部中を高
速度で上方に流れる。

【００１０】 本発明は、更に、流動性の水性流体のｐＨを調節する装置であって、その装置
が流体のｐＨを調節する電気化学的調節手段と流体の調節されたｐＨを安定化す
る電気化学的安定化手段とを含むものを提供する。電気化学的調節手段は、好ま
しくは、２つの電極、更に具体的にはカソードとアノードの間の空間または作用
領域を含んでなる。膜は電極の間に配設されて、高ｐＨの通路及び低ｐＨの通路
を形成する。処理されるべき流体は、かくして、高ｐＨの通路及び低ｐＨの通路
において電極及び膜表面を通って流れる。

【００１１】 本発明は、また、流動性の水性流体のｐＨを調節する装置であって、その装置
が 入口及び入口と流体流通しているチャンネルを含むものを提供する。このチャ
ンネルはＵ形状の接続された容器の外観及び性質を有する。Ｕ形状の接続された
容器は、２つの間隔のある電極間の作用領域と流体流通している入口蓄積通路を
含む。作用領域は、通路から作用領域の流体流を接続された容器の物理に従って
加速するために、この通路に関して小容積を有する。

【００１２】 従って、本発明による流体処理方法は、相互に隣接して配設されて、その間に
作用領域を規定する一対の電極を有し、加えて、作用領域を第１の通路またはチ
ャンバーと第２の通路またはチャンバーに分割するために、電極間の作用領域に
配設されているイオン透過性膜を有する電気化学的セルアセンブリを使用する。
この方法によれば、第１の流体流は、第１の通路から誘導され、第１の流体流は
初期のｐＨ値を有し、第２の流体流は、第２の通路から誘導される。この誘導及
び導出時に、電極間に電位差が印加される。電気化学的セルアセンブリの出口で
の流出流体流が、初期のｐＨ値と異なる所望のｐＨ値を有するように、第１の流
体流の誘導、第２の流体流の導出、及び電極間の電位差の印加が調整あるいは制
御される。

【００１３】 所望のｐＨ値の流出流体流は、それぞれ、第１の通路または第２の通路を横断
した後の第１の流体流または第２の流体流である。あるいは、第１の流体流及び
第２の流体流が、独立である場合には、これらの流れは一緒にされて、流出流を
作る。その場合には、第１の流体流及び第２の流体流は、第１の通路及び第２の
通路をそれぞれ横断した後、実質的に異なるｐＨ値を有し、所望のｐＨはこれら
の実質的に異なるｐＨ値の間にある。

【００１４】 本発明のもう一つの様態によれば、調整あるいは制御ステップは、第１の流体
流及び第２の流体流の少なくとも一つの流速を変えることを含む。流速を変える
ことは、作用領域の下流端から第１の流体流及び第２の流体流の入口端に第１の
流体流または第２の流体流の一つの少なくとも一部を転じることを含む。その場
合には、流速を変えることは、更に、ポンプを運転して、作用領域の下流端から
入口端に一部を移すことを含む。

【００１５】 流速を変えることは、ポンプを運転する、及び／またはバルブを調節すること
により行われる。

【００１６】 本発明のもう一つの様態に従えば、この方法は、更に、電気化学的セルアセン
ブリの出口端での流体流のｐＨを自動的に測定し、予め選択された参照ｐＨ値と
測定されたｐＨを自動的に比較することを含んでなる。流速を変えることは、予
め選択された参照ｐＨ値と測定されたｐＨを比較することに応答して行われる。

【００１７】 第１の流体流及び第２の流体流が双方とも少なくとも一部、電気化学的セルア
センブリの入口での第３の流体流から由来する場合には、この方法は、更に、第
３の流体流を分割して、第１の流体流及び第２の流体流の少なくとも一部を形成
する。第１の流体流及び第２の流体流が双方とも全部、第３の流体流から由来す
る場合には、第１の流体流及び第２の流体流は同じ初期のｐＨ値を有する。

【００１８】 本発明の特別な実施の形態として、第１の流体流及び第２の流体流は電気化学
的セルアセンブリの同じ流れの経路に沿っており、第２の流体流は第１の流体流
の下流である。かくして、流れの経路に沿った異なる点で見て、第１の流体流及
び第２の流体流は同じ流れである。流体は、電気化学セルまたは電気透析セルの
通路を流れ、続いてその他の通路を流れる。この実施の形態においては、すべて
の流体の使用が確保される。

【００１９】 本発明のもう一つの様態によれば、この方法は、更に、作用領域の出口端での
第１の流体流及び第２の流体流の少なくとも一のｐＨレベルを安定化することを
含んでなる。安定化は、それぞれの第１の通路または第２の通路における一つの
流れのｐＨを調節した後に、実質的な量の一つの流れが、電極のエッジ部をの上
を流れるように一つの流れを誘導することにより行われる。このエッジは、電極
の一つと共通の電位に保持される。

【００２０】 ここで使用されるように、流体のｐＨに適用された場合の「調節」あるいは「
調節する」あるいは「調節された」という語は、流体のｐＨの変化または変更を
指す。ここで使用されるように、「安定化」あるいは「安定化する」あるいは「
安定化された」という語は、調節されたｐＨの流体が処理あるいは作用を受けて
、調節されたｐＨレベルに高度の永続性を付与することを意味する。

【００２１】 本発明の追加的な様態によれば、この方法は、更に、作用領域の上流の蓄積チ
ャンバーに流入する流体流を供給することを含んでなり、この蓄積チャンバーは
第１の通路及び第２の通路の各々よりも実質的に大きい容積を有する。このよう
にして、作用領域を通る流体は、水力流の原理に従って自動的に加速される。

【００２２】 調整あるいは制御のステップは、電極に印加される電力の特性を変えることを
含む。電流または電圧が変えられる。特に、電流または電圧の振幅または強度が
変えられる。電流または電圧がａ−ｃ成分を含む場合には、変動特性は期間、周
波数、パルス形状、パルス間の間隔等を含む。

【００２３】 本発明による流体処理装置は、相互に隣接して配設され、その間に作用領域を
規定する一対の電極を有し、加えて、作用領域を第１の通路またはチャンバーと
第２の通路またはチャンバーに分割するために、電極間の作用領域に配設されて
いるイオン透過性膜を有する電気化学的セルアセンブリを含んでなる。第１の流
れのガイドは、第２の通路に第２の流れを配送するために、第１の通路の入口端
に延びる。電源が電極に作動可能なように接続されて、電極に電位差を印加する
。第１の流れのガイド、第２の流れのガイド、及び電位差を調整するために電気
化学的セルアセンブリの少なくとも一つ、第１の流れのガイド及び第２の流れの
ガイドに作動可能なように流速制御要素が接続されて、電気化学的セルアセンブ
リの出口での流出流体流が、初期のｐＨと異なる所望のｐＨを有するようにされ
る。

【００２４】 流れの制御部品は、第１の流体流及び第２の流体流の少なくとも一の流速を変
えるために流速制御要素を含む。流速制御要素は、作用領域の下流端から第１の
流体流及び第２の流体流の入口端に第１の流体流または第２の流体流の一つの少
なくとも一部を選択的に転じるように動作するバルブ及び／またはポンプである
。

【００２５】 この装置は、更に、電気化学的セルアセンブリの出口端で流体流のｐＨを自動
的に測定するために、電気化学的セルアセンブリの出口端に配設されるｐＨ検出
器を含んでなる。流速制御要素は、ｐＨ検出器により測定されるｐＨ値に応答し
て流速を変えるためにｐＨ検出器に作動可能なように接続される。

【００２６】 請求項１４に記載の装置は、更に、入口流体流を作用領域の上流で第１の流体
流及び第２の流体流に分割する電気化学的セルアセンブリに接続されたチャンネ
ルを含んでなり、第１の流体流及び第２の流体流の双方は初期のｐＨ値を有する
。

【００２７】 本発明の特別な実施の形態に従えば、第１の流体流及び第２の流体流は、電気
化学的セルアセンブリの同じ流れの経路に沿っており、第２の流体流は第１の流
体流の下流にある。このように、流れの経路の異なる部分に沿って、第１の流体
流及び第２の流体流は同じ流れである。この場合、流出流は第１の流れと同じで
あり、第２の流れと同じである。

【００２８】 好ましくは、電極の少なくとも一つは、作用領域の出口端で流れのｐＨレベル
を安定化するために、各流体流の流れの経路に沿って位置するエッジを有する。

【００２９】 蓄積チャンバーは、作用領域の上流でそれと流体流通して設けられ、この蓄積
チャンバーは第１の通路及び第２の通路の各々よりも実質的に大きい容積を有す
る。大多数の場合、蓄積チャンバーは全体の作用領域よりも実質的に大きい容積
を有する

【００３０】 流動性の流体を処理する装置は、本発明によれば、相互に隣接して配設されて
、その間に作用領域を規定する一対の電極、電極間に電位差を発生させて、電極
間の流れの経路に沿って流れる溶液のｐＨを電気化学的に調節するために、電極
に作動可能なように結合された電導性コネクター及び、溶液のｐＨの調節の後に
、実質的な量の溶液が、電導性のエッジの上を通って流れるように経路に沿って
溶液を誘導する流れのガイドを含んでなり、このエッジは電極の一つと共通の電
位にある。

【００３１】 この装置は、更に、経路に沿った溶液の容積流速を制御するために、流れ制御
アセンブリを設けられる。流れ制御アセンブリは、電極の下流に配設されたｐＨ
検出器を含む。

【００３２】 好ましくは、膜は電極の間に配設されて、経路を２つの別々の流れの領域に仕
切る。その場合には、流れ制御アセンブリは、流れの領域の一つを通る容積流速
を調節するためのポンプ及び／またはバルブ等の第１の要素及び流れの領域のも
う一つを通る容積流速を調節するためのポンプ及び／またはバルブ等の第２の要
素を含む。一つの流れの領域が、入力端及び出力端を有する場合には、この装置
は、更に、出力端から入力端にチャンネルに沿ってｐＨ調節された流体の容積流
速を変えるために、出力端から入力端及び流路に沿った流速制御装置に戻る少な
くとも一つの流路を含んでなる。流れ制御アセンブリは、運転を決定するために
、流速制御装置に作動可能なように接続される。

【００３３】 流動性の流体を処理する装置は、相互に隣接して配設されて、その間に作用領
域を規定する一対の電極、作用領域を２つの通路またはチャンバーに分割するた
めに、電極間の作用領域に配設されているイオン透過性膜、通路またはチャンバ
ーに接続されて、通路またはチャンバーに経路に別々の流れを供給する第１の一
対のチャンネル、及び電極間に電位差を発生させて、電極間の作用領域に延びる
経路に沿って流れる溶液に電気化学的に作用させるようにするために、電極に作
動可能なように結合された電導性コネクターを含んでなる。

【００３４】 流れ制御要素は、通路またはチャンバーの一つを通る容積流速を調節するため
に、経路に沿って配設される。この装置は、更に、電極の下流に配設されたｐＨ
検出器を含んでなり、ｐＨ検出器は、流れ制御要素に作動可能なように接続され
ている。この装置は、更に、（１）一つの通路の出力端から同じ通路の入力端に
戻る少なくとも一つの流路及び（２）出力端から入力端に流路に沿ってｐＨ調節
された流体の容積流速を変えるために、流路に沿った流速制御装置を含んでなる
。あるいは、この装置は、更に、一つの通路の出力端から他の通路の入力端に戻
る少なくとも一つの流路を含んでなる。

【００３５】 流体を殺菌する方法は、本発明によれば、相互に隣接して配設されて、その間
に作用領域を規定する一対の電極を有し、加えて、作用領域を通路またはチャン
バーに分割するために、電極間の作用領域に配設されているイオン透過性膜を有
する電気化学的セルアセンブリを使用する。この方法は、通路の一つの第１の入
口に溶液を供給し、通路の一つの第１の出口から通路の一つの第２の入口に溶液
を誘導し、第１の通路またはチャンバーの一つに溶液を供給する時及び通路また
はチャンバーの一つの第２の出口から入口に溶液を誘導する時に電極に電位差を
加えることを含んでなる。

【００３６】 本発明は、また、一つだけの電極を使用する流体の処理及び特にｐＨの調節も
考慮している。概ね、この場合には膜も除かれる。処理される溶液は、電極を通
り、それと接触する少なくとも部分的に上向きの経路に沿って強制的に流れるよ
うにされる。

【００３７】 本発明は、ｐＨ変化のプロセスの効率が増大した、流動性の水性流体のｐＨを
調節するための電気化学的あるいは電気透析的システムを提供する。このプロセ
スのｐＨ変化のための特定の消費電力は低減される。加えて、ｐＨ変化のプロセ
スの精度が増大し、生態学的な損害は、排除されなくとも最小になる。

【００３８】 ２つの電極間の作用領域を通る高速度の流体は、電極を冷却する効果を有する
。電極の冷却により電流密度の増大とそれによる運転効率の向上が可能になる。
加えて、流体の急速な通過により電極表面上及び動作中のスライムの堆積は低減
する。流体の急速な運動のもう一つの有利な効果は、電極に沿っての流れにくい
領域の形成を禁止することである。表面張力によって流れにくい領域に保持され
た流体は、有効なイオンの泳動に拮抗する停滞した流体層を形成する。加えて、
このような流れにくい領域は、作用領域を通る流体の運動に対する抵抗を増大さ
せ、かくして、流体を動かすためのエネルギー要求を増大させる。

【００３９】 流体は２つの電極間の作用領域に誘導されて、流体を均一に分配し、動く流体
に均一な電気化学的作用を促進する。

【００４０】 ２つの電極間の作用領域を通る流体の高速度は、乱流の量と形成される空気泡
の数を減少させることにより、結果として、電気抵抗の低減をもたらす。更に、
電極のエッジでの空洞現象が抑制される。

【００４１】 異なる条件下での廃液のｐＨを変え、あるいは調節し、並びに化学プロセス及
び工業プロセスに水性流体を製造するために、本発明による電気透析システムを
使用することができる。ｐＨは基本的な水質のパラメーターであり、水、廃水に
おいて、並びに化学プロセス及び工業プロセスにおいて頻繁にモニターされ、調
節を必要とするので、ここで記述される電気透析システムは広い用途を有する。
本発明のシステムは、酸及び塩基等の強い反応性化学薬品の潜在的に危険な購入
、使用、及び廃棄に対して環境面で魅力のある、安全な代替技術を提供する。

【００４２】 本発明による電気透析システムは、例えば、農業用途において化学薬品を使用
することなくｐＨバランスのとれた水を製造すること、昆虫のコントロールの目
的で昆虫の環境を変化させること、穀物及び乳牛の乳房を洗うための農業用の殺
菌、塩素化、医用殺菌において多数の使用を有する。高ｐＨを必要とする他の用
途は、例えば自動車部品のオイルをクリーニングするために、乳化剤として水性
流体を製造することを含む。更なる用途は、歯垢の除去、クエン酸の製造、活性
水の製造、シアン化物の分解、及び水の軟化（ｐＨを上げることにより）を含む
。

【００４３】 付随する図面と関連して考慮する場合、次の詳細な説明を参照することにより
理解することで、本発明の他の利点は容易に認められるであろう。

【００４４】 （発明の詳細な説明） 本発明により作製された装置は、概ね、図面中１０で示される。この装置は流
動性の水性流体のｐＨを調節するための、更に特には流体のｐＨを所望のレベル
に変化させるためのアセンブリである。これは、電極透析または電気化学的方法
により行われる。最も一般的には、本発明は、流体の調節されたｐＨを電気化学
的に安定化するための機構と組み合わせて流体のｐＨを調節する電気化学的調節
機構を含む装置を提供する。更には、この装置は、入口と流体流通しているＵ形
状のチャンネルを包含し、このチャンネルはＵのそれぞれの脚部として配設され
ている２つの相互接続されたチャンバーを有する容器として特に装置とされてい
る。この全体のＵ形状のチャンネルまたは容器はここではＵ形接続容器と呼ばれ
る。Ｕ形接続容器は、２つの間隔のあいた電極間の作用領域またはチャンバー（
Ｕのもう一方の脚部）と流体流通している入口蓄積通路またはチャンバー（Ｕの
一方の脚部）を含む。作用領域は、蓄積通路に関してより小さい容積を有し、こ
れにより、蓄積通路から作用領域への流体流が流体流の物理により加速される。
この方法で、本発明は、アセンブリに入る流体のｐＨと異なる所望のｐＨの安定
な流体を生成する新規な機構を提供する。更に、従来技術のアセンブリと異なり
、以下に詳細に記述される流体力学効果により効率が増大するために、電力消費
が更に少ない。

【００４５】 図１においては、ハウジングは概ね１２で示される。このアセンブリは枠１４
内に支持される。ハウジング１２の外側には、流体のソースからの入口１６がポ
ンプ１８と流体流通している。

【００４６】 好ましくは、ポンプ１８は当業者には公知の遠心水ポンプである。背面図の図
２に更に詳しく示されるように、ポンプ１８は配管２０を通って２つのメカニカ
ルフィルター２２、２４に流体をポンプで送る。フィルター２２、２４はディス
ク要素を含んでなり、当業者には公知の半自動セルフクリーニングフィルターで
ある。このフィルターはシステムを詰まらせる恐れのある粒状物質を流体から除
去する。

【００４７】 流体の流れのシステムの全てにわたって、種々の調節バルブを配設することが
できる。例えば、調節バルブ２６がメカニカルフィルター２２、２４の下流に設
けられている。調節バルブ２６は、ハウジング１２への流体の入口流の量を制御
する。それは、また、メカニカルフィルター２２、２４を洗浄する目的でシステ
ムを通る流体の通りを閉じる。システムを通る流れをモニターする通常の目的で
インライン流速計２８が使用される。流速計２８はポンプ１８と流体入口パイプ
３０と流体流通している。ハウジング１２の入口に更に大きい容量の流体を提供
するために、流体入口パイプ３０は、下流の配管よりも大きい断面積を有する。

【００４８】 図１に最もよく示されるように、制御ユニットまたはコマンドユニット３２は
、枠１４に載せられる。ユニット３２は、アセンブリの自動運転を制御するため
に、当業者には公知のプロセッサー、電気部品を含む。例えば、制御ユニットま
たはコマンドユニット３２は電圧及び／または電流特性を変えるようにプログラ
ムされて、所望のｐＨ変化を生じる。ポンプ１８の作動態並びに電気的に制御さ
れたバルブ操作等、アセンブリの種々の面を自動化することができる。図１及び
２に示されるように、バルブは手動で制御されるが、代わりに、あるいは追加で
電気的に制御することができる。

【００４９】 電源３４もまた枠１４内に載せられる。電源３４は、以下に説明する電極に電
位（負及び／または正）を供給する。電源は、各電極に一つずつの２つの別々の
電圧源を含んでなる。このように、各電極の電位はもう一方の電極とは独立に調
節される。コントロールユニット３２、電源３４、及び当業界で公知のように、
ユニットの残りの間に適当な電気的接続がなされる。

【００５０】 図３は、図１の線III-IIIで切断したハウジング１２の断面図である。ハウジ ング１２は、入口３０と流体流通している内部チャンネルを含み、このチャンネ
ルはＵ形接続容器の外観及び性質を有する。Ｕ形接続容器は、第１の予め決めた
容積を有し、垂直に延びている入口蓄積通路またはチャンバー３６を含む。流体
は、垂直に延びている反応チャンバー３８に入るに先立ち、このチャンバー中で
蓄積する。図４及び５に最もよく示されるように、ロッド４４、４６の形でハウ
ジング１２の上部プレート４８への電流リードコネクターにより支持された、反
応チャンバー３８は、４０、４２で概ね示されている２つの電極を含む。電極４
０、４２の間に配設されているのは、当業界で公知の電気的に中性な膜である半
透過性膜５０である。イオン交換に影響せずに流れの交換が少なくなるためには
、膜５０の織りが細かく、膜が厚いほどよい。

【００５１】 電極４０、４２の間には、膜５０により２つのサブチャンバー４１、４３に分
割されている作用領域がある。サブチャンバー４１、４３を合わせても、入口の
蓄積通路３６よりもはるかに小さい容積を有する。加えて、蓄積通路３６及び作
用領域のサブチャンバー４１、４３は、組み合わせてＵ形接続容器を形成する。
蓄積通路３６は、Ｕ形接続容器の一つの脚部を形成し、一方、電極４０、４２の
間の作用領域はＵ形接続容器のもう一つの脚部を形成する。蓄積通路は、作用領
域に関して容積が比較的大きいために、蓄積通路３６を通って外方に流れ、また
作用領域を通って周囲及び上方に流れる流体は、作用領域で流体流の物理的特性
により加速される。この流体力学効果は、システムの効率を増大させ、従来技術
のアセンブリに比較して必要とする電力消費が少ない。ゆえに、本発明のこの態
様は、運転効率の著しい増大をもたらす。

【００５２】 上述のように流体が作用領域を流れるに従い、中性の膜５０と共同して電極４
０、４２は電気化学的に作用し、一つの電極（カソード）に隣接する流体を有効
に酸性とし、一方、膜の反対側では他の電極（アノード）に隣接して塩基性物質
の流体を生成する。言い換えれば、リードコネクター４４、４６はそれぞれ、ハ
ウジングケース５４内に入れられ、５２で概略的に示される電源から反対電荷を
運ぶ。ここで、ロッド４４、４６はそれぞれ、電源５６、５８に電気的に接続さ
れている。それぞれの電極４０、４２まで運ばれた電荷は、これらの電極を反対
に帯電させて、電極４０、４２及び膜５０は、電気透析システムとして共同的に
作用して、効果的に水を分離させる。このように、このシステムは、そこを流れ
る流体流のｐＨを電気化学的に調節する機構を含む装置を提供する。

【００５３】 図５に図示されるように、電極４０、４２の各々は、垂直に配設された各部分
６０、６２を含み、それらは下部端においてそれぞれ通路３６から作用領域への
入口に近接した曲がった各部分６４、６６が設けられている。電極４０、４２は
、更に、各々がロッド４４、４６により電源５２に接続されている、上部の各水
平部分６８、７０を含む。電極４０、４２の各々は、周辺にエッジ７２、７４を
有し、その上を、またはそれに沿ってｐＨを調節されたすべての流体が流れる。
これらのエッジは増強された電場を発生し、それにより、電極４０、４２の間の
作用領域を通過した後の流体を安定化する機構を提供する。流体は、作用領域か
ら電極４０、４２の水平面６８、７０上を、次にエッジ７２、７４上を流れ、ｐ
Ｈ調節後の流体に対して「エッジ効果」を及ぼす。エッジ７２、７４の領域にお
いて動いている流体に誘起された、増進された電力及び／または電気化学的活性
が、流体の変化したｐＨを電気化学的に安定化すると考えられる。周辺エッジ７
２、７４の上流に配設されたエッジにより調節されたｐＨのこの安定化が、追加
的、あるいは代替的に行われることは注目される。例えば、特に、その下流部分
で、穴または穿孔が電極４０、４２に形成される。（ある場合には、流体は、一
つまたはそれ以上の穿孔を通り、電気化学セルまたは電気透析セルに流れるよう
に強制される）あるいは、各電極４０、４２は、流体流の方向に沿って次々と配
設された一連の電極として形成される。その場合には、連続する電極の後側エッ
ジ（また、多分リーディングエッジの一部）は、ｐＨ変化を安定化する機能をす
る。ｐＨ調節された流体は、単に、エッジを通った直線的な流れの経路に沿って
のみでなく、重力により部分的にエッジを回って流れるように強制されるために
、エッジ７２、７４の安定化効果は増進されると考えられる。かくして、ｐＨ調
節された水は、電力の飽和及びエッジ７２、７４の領域において水中に誘導され
た増進された電気化学的活性に大いにさらされる。勿論、調節されたｐＨのレベ
ルを安定化する同様の結果は、ｐＨ調節された水の単位容積当たりの電力を増加
することによって、直線流の場合においても得られる。この電力の増加は、流体
の流速を低下させることにより、あるいは電流を増加することにより果たされる
。しかしながら、ｐＨ調節された水を電極エッジ７２、７４の回りに部分的に強
制的に流すことは、調節されたｐＨレベルを安定化する特に経済的効果の高い方
法であることは注目される。

【００５４】 ｐＨ調節された流体が電極エッジを通って直線的な経路に沿って流れる場合に
は、ｐＨ安定化の目的のために、流体粒のエッジからの距離が制限されるように
電極エッジの領域における流れの経路の幅を制限することにより、流体を空間的
に閉じ込めることが望ましい。この距離が小さい程、電極エッジの安定化効果は
大きい。流れの経路が、電極部分６０と６２の間の作用領域のサブチャンバー４
１、４３におけるように層流を誘起する場合、当然、有利な空間的な閉じ込めが
達成される。その目的で、電極４０と４２、特にその電極部分６０と２の間の距
離は１０ｃｍ以上であってはならない。

【００５５】 以下に示す実験事実により示されるように、化学的な方法または従来技術の電
気化学的なｐＨ修正方法に比較して、ｐＨを変えた流体は更に長時間安定化され
る。本発明は、特定の電力消費を低減することにより酸性変化の効率の増大をも
たらすが、この低減は少なくとも一部はＵ形接続容器の使用に起因する。また、
このプロセスにおいてはエコロジカルな純度も増加し、エッジ効果と組み合わせ
た作用領域を使用することにより、変化させたり、流体に他の物質を添加せずに
プロセス精度を増大させる。

【００５６】 図４及び５に示されるように、電極４０の少なくとも一つは、ｐＨ調節に及ぼ
す更なる安定化効果を提供するために実質的に垂直な下方への延長部７６を含む
ことができる。図４の矢印７８、８０は、流体が水平面６８から落下して、電極
４０の延長部７６のエッジ７２に接触する流体流パターンを示す。正あるいは負
であれ、電極のいずれか一つ、または双方の電極を延ばすことができ、あるいは
いずれも延ばさないことができる。

【００５７】 図４に最もよく示されるように、電極延長部７６は垂直の電極部分６０、６２
に向かって内側に傾いている。電極延長部７６は下流端で外側に延びる面または
リップ８２が設けられる。電極エッジ７２は、リップ８２の下流端を明確にし、
矢印８０により示されるような流体流を捕らえるように作用して、電極４０の水
平面６８の上を通って流れるすべての流体がエッジ７２の上を通って流れ、それ
によりエッジ効果が確実に起こるようにする。

【００５８】 図５に最もよく示されるように、電極４０、４２の水平面６８、７０の上を流
れる流体流は、流体とリードコネクター４４、４６を直接に接触、あるいは直接
に近接させる。リードコネクター４４、４６は非絶縁性であり、好ましくは電極
部分６０、６２と同じ材料でできている。リードコネクター４４、４６により運
ばれる電流はその近傍を流れる流体に影響する。リードコネクター４４、４６は
、流体を追加的に電力飽和させて、それにより更に、ｐＨ変化及びｐＨ変化の安
定化を行うための追加の電力飽和を提供することが判明した。

【００５９】 好ましくは、リードコネクター４４、４６は、流体流に対して流線形である。
電極４０、４２及びリードコネクター４４、４６は、好ましくは、いかなるｐＨ
値の流体にも不溶の電流の導体材料からできている。このような材料は、ステン
レススチール、チタン及びカーボン複合物を含む。後者はｐＨを低下させる場合
に特に有効であり、これはおそらくこの材料が酸素除去物として作用するためで
あると考えられる。電極延長部７６は、好ましくは化学的に更に不活性な材料か
らできている。このような材料の例は、チタン、白金皮膜付きのチタン、及び電
極技術において公知の他の材料である。

【００６０】 好ましくは、電極部分６０と６２の間の距離は、膜なしで操作する時は１から
２ミリメートル、膜付きで操作する時は４から６ミリメートルに等しい。このよ
うな距離では、電極４０と４２の間の作用領域の流体流を１秒間に２メートルに
加速することができる。加えて、電極４０、４２の曲がった部分６４、６６は電
極の垂直部分６０、６２に対して３０°から４５°の角度で配向していることが
好ましい。

【００６１】 図５に図示されるように、ガス及びエアロゾル出口ポート８４、８６がハウジ
ング１２中電極の水平部分６８、７０の上の位置に設けられる。ポート８４、８
６は、作用領域から作用領域中の流体の移動方向に垂直な方向にガスを抜き出す
ことができるような位置にある。図６Ａに示されるように、フィルターアセンブ
リ８７は、出口８４と流体流通している。アセンブリ８７は、ハウジング８８内
の処理領域からガスを除去するために、空気圧配管９０と真空をつくる配管９２
が設けられたハウジング８８を含む。

【００６２】 図６Ｂに大きな寸法で示されるハウジング８８は、アルミノシリケートの顆粒
化された材料を含むフィルターを入れている。更に具体的には、９４で示される
ように天然顆粒化クリノプチロライトが充填物として使用される。充填物は円筒
９６、９８内に入れられている。ガス及びエアロゾルは、ハウジング８８に入る
ガスまたはエアロゾルの乱流を起こすように配設され、プレート１００、１０２
、１０３、１０４により形成された円錐形の沈降容器９７、９９から円筒９６、
９８に正接方向で誘導される。プレート１０２及び１０４は、ハウジング８８を
通るガスの凝縮物をためる環状の部分１０６及び１０８を含む。このように、こ
のシステムは、クリノプチロライト充填物９４を入れた２つの濾過円筒９６、９
８並びに乱流の運転システムを設ける。ガスは、渦巻効果を持つ円錐形の沈降容
器９７、９９からフィルター円筒９６、９８に正接方向で導かれる。

【００６３】 アセンブリ８７は、また、ガス、エアロゾル、及び流体の普通の濾過のために
布フィルター（示さず）も入れている。

【００６４】 電極４０、４２を保護し、負電極（カソード）の活性表面上の塊片生成及び硬
い塩の沈降を防止するために、ｐＨ平衡装置に流体を導入するのに先立ち、流体
の処理が必要とされ、あるいは推奨される。加えて、電気透析プロセスは、重金
属濃度が比較的低くても電極の電着を起こす。従って、この電着プロセスを無く
すあるいは最少にする努力がされなければならない。

【００６５】 電着プロセスは、電極部分６０、６２の間の距離が小さいこと、及び水中にＣ
ａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｆｅ等の元素が存在することにより起こる。電着プロセスは電極
のエッジで増進される。（電極エッジの電着は、流体のｐＨを安定化することに
おいてその有効性を低下させるので、この場合のエッジ効果は欠点である）更に
、電極がチタンでできている場合には、電極の表面はやや粗く、突出したチタン
粒子が更に急速に電着される傾向がある。

【００６６】 すべての上記の理由により、電極４０、４２の表面及びエッジ上への電着を防
止あるいは禁止するために、前処理装置が考慮される。流体と高電位金属の間の
接触は沈降プロセスを妨害すること、接触時間が長くなると、塩の沈降または塊
片生成が最少になることが知られている。それゆえ、前処理装置は、水流と接触
するように配設された金属コートされたセラミック球を含む。球形またはコート
されたセラミック球は水と接触するように機能して、塊片の生成をなくす。流体
中の塩及びコートされた球の間の接触のサイトを強い磁場にかけると、塩の沈降
は更に低減され、電極電着を阻止することも知られている。ｐＨ調節装置に入る
流体の前処理は、塩の沈降及びカソード（負に帯電した電極）の電着を阻止ある
いは禁止するために行われる。

【００６７】 前処理システムは、概ね図７で１１２で示される。前処理システム１１２は、
ハウジング１１２に対して拡大した寸法で示される。前処理システム１１２は、
流体入口パイプ１１４及び流体出口パイプ１１６及びセントラルハウジング１１
８を含む。入口パイプ１１４は穴１２０を設け、流体出口パイプ１１６は穴１２
２で形成されている。ハウジング１１８を通る流体の処理のために、入口パイプ
１１４と出口パイプ１１６の間には磁気粒子１２４を入れた空間（分離して示し
ていない）がある。ハウジング１１８は、被覆されたセラミック１２６の顆粒を
保持している。被覆されたセラミック１２６の顆粒は、スズでめっきした銅、銅
でめっきしたスズ、及び銀でめっきした銅等の多層を被覆した球の形をとる。球
１２６は、かくして、銅、スズ、銀及び亜鉛の層を被覆した多孔質セラミック材
料からできている。外側の層は銀または亜鉛である。銀及び亜鉛の外側被覆を着
けた球１２６は混合される。球１２６の間を流れる流体は乱流を起こす（沸騰時
の流体の動きと類似した効果）。外側被覆が銀または亜鉛であることにより、２
０から４０ミリボルトの電位が発生する。これは化学的な平衡を生じ、 １．電着等の望まれない活性に対するエネルギー損失がない、 ２．沈降及び塊片の生成を防止するための電極表面の隔離及び保護、 ３．負電極の金属電着の阻止 といった利点が得られる。

【００６８】 この前処理システムは、元素の接触安定化層構造を提供する。流体は、また、
球形セラミック顆粒である接触安定化層構造を通る間、磁場により処理される。

【００６９】 図８に示されるように、電極４０、４２のエッジ７２、７４をの上を通った後
、流体は集められ、出口１２８、１３０から出る。適当なバルブ１３２、１３４
、１３６、１３８が出口流体流を制御する。バルブ１３４と１３８を閉じ、バル
ブ１３２、１３６を開くことにより、流体は別々に出るように制御される。ある
いは、バルブ１３２と１３６をある程度閉じ、バルブ１３４と１３８をある程度
開いて、出口１４４から一緒にされた流れを提供する。バルブ１４６は、バルブ
１４４からの組み合わされた流れを制御し、オン／オフ効果を有する。かくして
、酸性及びアルカリ性の安定化された流体は、出口１４０と１４２から別々に取
り出され、あるいはバルブ１３４と１３８を制御して、出口１４４から出すこと
により、いろいろな比率で混合される。

【００７０】 上記に基づき、本発明は、水溶流体のｐＨを電気化学的に調節し、次に流体の
調節されたｐＨを電気化学的に安定化することにより、水性流体のｐＨを調節す
る新規な方法を提供する。安定化は、ｐＨ調節された流体を電極４０、４２のエ
ッジ７２、７４上を流すことにより行われる。更に具体的には、初めに、ポンプ
１８を運転して、メカニカルフィルター２２、２４及びプレフィルター１１２か
ら入口１６に流体を移送することにより、このプロセスは進行する。流体を活性
領域に入れるのに先立ち、プレフィルター１１２は、活性表面を有する要素を含
む接触安定化層構造を提供する。加えて、流体は、球形セラミック顆粒である接
触安定化層構造を通りながら、磁場により処理される。流体は蓄積性通路３６に
入り、次に、電極４０、４２の垂直部分６０、６２の間の膜５０に沿って作用領
域を上昇しながら、加速する。この作用領域において、流体のｐＨが変化する。
精密には、通路３６及び作用領域は、Ｕ形接続容器として作用する。ここで、こ
の通路は、作用領域よりも大きい容積を有し、流体は作用領域で自然に加速する
。

【００７１】 流体は、加えて、電極４０、４２の上部部分６８、７０の上を通って流れ、電
極４０、４２を電源に相互接続する電流リードコネクターの周りを流れる流体に
より電力飽和している。次に、流体は各電極４０、４２のエッジ７２、７４の上
を通って流れ、それにより、各流体流のｐＨ変化を安定化するエッジ効果が起こ
るようにする。電極４０の少なくとも一つは、電極４０の水平部分６８から狭く
延びる追加の活性電力部分を設けるために延長部７６を含む。

【００７２】 好ましくは、作用領域において電極４０、４２の電圧及び電流パラメーターの
周期的なパルス変化が存在する。また、流体は、作用領域において電極４０、４
２の間を電極に沿って伝搬する電位の方向に相対する方向に流れる。更に、電極
４０、４２においてパルス電流リードを安定化電流により交互させて、流体がそ
の間を流れながらシステムの効果を得ることができる。

【００７３】 ガス、エアロゾルは、アルミノシリケートの顆粒化されたフィルターを入れた
フィルターアセンブリ８７に除去される。このガスは、フィルターアセンブリ８
７の円筒部分に正接方向で誘導され、これにより、渦巻効果を生む。次に、この
流体は、以下に説明されるように出口１２８、１３０によりシステムから除去さ
れる。バルブ１５２により制御された出口１５０により過剰な流体をシステムか
ら排出することができる（図７）。

【００７４】 本発明により種々の流体を処理することができる。例えば、逆浸透により処理
された水のｐＨを調節し、種々のガルバニ電気プロセス後の廃水のｐＨを変化さ
せ、水を工業用洗滌プロセスに適用する前の水のｐＨを変化させ、熱発電プラン
トの冷却塔の水のｐＨを変化させ、医薬品の種々の工業プロセスの流体のｐＨを
変化させ、化粧品製造における種々の工業プロセスの流体のｐＨを変化させ、合
成洗剤製造における種々の工業プロセスの流体のｐＨを変化させ、食品工業関連
の種々の工業プロセスの流体のｐＨを変化させ、実験室で流体のｐＨを変化させ
、学校における訓練目的で流体のｐＨの変化をデモンストレーションし、内燃エ
ンジンに使用される水のｐＨを変化させるのに、本発明は使用され得る。かくし
て、本発明は、工業用途及び農業用途において流体及び溶液のｐＨ調節を要求す
る種々のシステムで使用され得る。

【００７５】 農業においては、本発明は、化学薬品を添加せずにｐＨを安定化させた水の製
造を可能にする。具体的な農業用途としては、ｐＨの制御は昆虫の制御に有用で
ある。加えて、ここで説明されたｐＨ調節装置が処理水のバクテリアを殺す限り
、ｐＨ調節プロセスは穀物の殺菌及び乳牛の乳房の殺菌、並びに洗滌用製品用に
使用され得る。工業においては、本発明は自動車部品及び機械のクリーニングオ
イル及びグリースの乳化剤として使用される高ｐＨの水を製造するのに有用であ
る。他の用途は、歯垢の除去、洗剤の製造、クエン酸及び酢酸の製造、及び活性
化水、すなわち、高電位の水の製造を含む。活性化水は多くのプロセスにおける
前処理物として有用である。

【００７６】 膜５０は、ある用途、例えば、シアン化物、望まれない金属及び他の毒性物質
を分解する凝固プロセスにおいては除去される。

【００７７】 沈降または浮遊プロセスにおいては、別なシステム供することにより、水を仕
上げることが出来る。ここで説明されたｐＨ調節装置を使用することは、沈降を
生じるだけでなく、水に電位を付与し、これはイオン交換または逆浸透を促進す
る。膜は急速には目詰まりせずに、効率が増大する。

【００７８】 ここで説明されたｐＨ調節装置は、異なる汚染物、例えば、重金属及び他の毒
素の除去に最適であるように予め決められているｐＨ値の水性流体を製造するの
に使用される。

【００７９】 あるｐＨの水は皮膚の処理に有益である。

【００８０】 別な領域の用途は、飛行機、織物工業、製紙、マイクロエレクトロニクス、光
学工業用の帯電防止用洗滌水の製造である。電子工業においては、ｐＨ調節装置
は、半導体のプレートまたはコンピューターチップをクリーニングの目的で取り
付けている特異な流れの表面（飛行機翼のように）に接続される。

【００８１】 次に、対象のの装置及び実施例を示す。本発明により組み立てられた逆浸透の
装置で処理後、酸性度の変化（ｐＨ）が水の中で行われた。逆浸透装置にかけた
の後の水のパラメーターは、ｐＨ４から５、電導度３０マイクロＳ、温度２０℃
であった。逆浸透装置での処理前の流入水は、リットル当たり２００から３００ ｍｇの全硬度及び約４００マイクロＳの電導度、ｐＨ７．５の水容器からの普通
の飲料水であった。残りのパラメーター及び濃度は飲料水の標準に対応していた
。この例について酸性度の変化に使用された装置の運転スケジュールは、時間当
たり２５０リットルの処理量、５２Ｖの電圧、電流強度０．３Ａ、２０ｍｍの幅
と３００ｍｍの接触領域長を有するチタン電極であった。電極間の距離は６ｍｍ
であり、電極と膜間の距離は２．８ｍｍであった。膜は中性であり、ポリプロピ
レン布からできていた。電極間の空間を通った後、水のパラメーターは、ｐＨ８
．５、２９マイクロＳの電導度、温度２１．５℃、及びリットル当たり２５ｍｇ
の全硬度であった。ゆえに、有効なｐＨ変化及び僅かな温度変化で水の有意な脱
塩が得られた。電導度の有意な減少も得られた。ゆえに、本発明は、種々の工業
及び農業の場面において種々の流動性水性流体のｐＨを変えるのに有用性を有す
る。

【００８２】 図９に図示されるように、流体のｐＨを変えるバッチプロセスのシステムは電
気化学セルまたは電気透析セル１５４を含んでなり、これは、概ね、相互にほぼ
１０ｃｍ以下の距離で隔てられ、層流となるように電極間の空間を２つのサブチ
ャンバーまたはチャンネルに分割する膜を備えた一対の電極を含む。セル１５４
においてｐＨ調節プロセスで処理する流体は、一括してバッチ貯槽１５６中に保
存され、バッチ処理の開始時には、ポンプ１６０により、貯槽からフィードタン
ク１５８に移される。タンク１５８を予め決められたレベルまで満たした後、タ
ンクから流速計またはロータメーターを通ってセル１５４に流体を配送するため
に、バルブ１６２が開かれる。セル１５４への流体流の速度は、流速計１６４に
より測られ、電源及びコントローラーユニット１６６に伝達される。流速計１６
４により測定された流速が予めセットされた値に達すると、電源が入る。電源及
びコントローラーユニット１６６は、バルブ１６２、並びに電気化学セル１５４
の出口の３つのバルブ１６８、１７０、１７２を操作する。バルブ１６８、１７
０は、セル１５４から各流出流体容器１７４、１７６への酸性及び塩基性溶液の
流れを制御する。バルブ１６８、１７０はバルブ１７２に接続され、これは、混
合タンク１７８と流通している。従って、バルブ１６８、１７０、１７２を適当
に開閉することにより、酸性及び塩基性流出流体の混合が制御された状態で行わ
れ、所望の中間の値のｐＨ値を有する流体を生成し、混合タンク１７８に受けら
れる。図９のシステムは、流速計１６４及びバルブ１８０経由で電気化学セルに
流体の連続的な流れを供給することにより、連続タイプの処理システムに変換さ
れる。

【００８３】 図１０は、変形された連続タイプのｐＨ調節システムを示す。貯槽１８４から
の流体１８２は、２つの経路１８６、１８８に沿って一対のポンプ１９０、１９
２により送られる。経路１８６、１８８に沿った流れは、各バルブ１９４、１９
６により調節され、各流速計１９８、２００によりモニターされる。経路１８６
、１８８は、一つの側の膜２０６ともう一方の側の各電極２０８、２１０の間に
配設された層流の経路部分２０２、２０４を有する。電極２０８、２１０は、ロ
ッド２１６、２１８の形で電流リードコネクターにより電極に接続されている各
電源２１２、２１４により電圧印加される。ロッド２１６、２１８は、特に、電
極２０８、２１０の水平に配向された延長部まで延びる。

【００８４】 図１０のシステムにより行われるｐＨ調節プロセスは、マイクロプロセッサー
２２４により制御される。マイクロプロセッサー２２４は、経路１８６、１８８
に沿った流体の容積流速として流速計１９８、２００からのフィードバックを受
ける。流速の情報に応答して、マイクロプロセッサーはポンプ１９０、１９２を
稼働し、バルブ１９４、１９６を開閉して、２２６、２２８の流出流体のｐＨレ
ベルが、オペレーターによりマイクロプロセッサー２２４にプログラムされたｐ
Ｈ調節レベルに一致するようにする。一般に、流出流体の流れ２２６及び２２８
は、一つは酸性、すなわち陽極液流体、もう一方は塩基性、すなわち陰極液流体
の異なるｐＨを有する。

【００８５】 流出流体のｐＨを精確に調節するためには、マイクロプロセッサー２２４は、
経路１８６、１８８の一つまたは双方に沿って容積流速の変化を起こす。それに
加えて、マイクロプロセッサー２２４は、その運転を制御するために電源２１２
、２１４に接続されている。更に具体的には、マイクロプロセッサー２２４は、
波形、その周波数または周期性、パルスの期間及び継続するパルス間の時間、振
幅等を含む電源の電圧出力の種々のパラメーターを決定する。

【００８６】 図１１に図示されるように、他の変形連続タイプのｐＨ調節システムは、一対
の入口ポート２３２、２３４及び一対の出口ポート２３６、２３８を持つＩ型形
状を有する電気化学調節セルまたは電気透析調節セル２３０を含んでなる。セル
２３０は、一対の電極２４０、２４２を含み、各々は垂直に配向した主部分２４
４、２４６及び上端に水平の延長部２４８、２５０を有する。各水平延長部２４
８、２５０は、延長部の後端に配設された各ｐＨ安定化エッジ２５２、２５４を
備えている。垂直に配向された膜２５６は、電極部分２４４、２４６間に一対の
流れの経路または作用領域のサブチャンバー２５８、２６０を規定するために主
電極部分２４４、２４６の間に配設される。

【００８７】 一対の導管２６２、２６４は、ミキサー２６８を備えた流体貯槽２６６から電
気化学調節セルまたは電気透析調節セル２３０の入口ポート２３２、２３４まで
延びている。流体は、一対のポンプ２７０、２７２によって貯槽２６６から入口
ポート２３２、２３４に配送される。導管２６２、２６４を通る容積流速は、２
つの流速計またはロータメーター２７４、２７６によりモニターされる。

【００８８】 電気化学調節セルまたは電気透析調節セル２３０の出口ポート２３６、２３８
は、撹拌機２８１を備えた受流体タンク２７９まで延びている一対の導管２７８
、２８０に接続されている。受流体タンク２７９は、パーティション２８４によ
って撹拌機２８１により生じる乱流から隔離されている、付属チャンバー２８２
を備えている。

【００８９】 付属チャンバー２８２に挿入されたｐＨセンサーまたは検出器２８６は、マイ
クロプロセッサー等のコントローラー２８８に作動可能なように接続されている
。ｐＨセンサーまたは検出器２８６は、電気化学セルアセンブリの受流体タンク
２７９に排出する流体流のｐＨを自動的に測定する。コントローラーまたはマイ
クロプロセッサー２８８は、測定ｐＨを予め選択した参照ｐＨ値と自動的に比較
する。この参照ｐＨ値は、オペレーターの手によってコントローラーに入力され
る。これ以降に議論されるように、装置を通る一つまたはそれ以上の流速は、測
定ｐＨを予め選ばれた参照ｐＨ値と比較した結果に応じて、調節される。

【００９０】 電気化学調節セルまたは電気透析調節セル２３０の出口ポート２３６、２３８
は、各流速計またはロータメーター２９４、２９６及びバルブ２９８、３００を
包含するフィードバックループ２９０、２９２を経由して各入口ポート２３２、
２３４に接続されている。バルブ２９８、３００は、ポンプ２７０、２７２のよ
うに、コントローラー２８８により操作される。コントローラー２８８は、ポン
プ２７０、２７２を動かし、タンク２７８中の出力流体のｐＨに応答し、オペレ
ーターによってプログラムされた所望のｐＨレベルによりバルブ２９８、３００
の状態を決める。ロータメーター２７４、２７６、２９４、２９６は、コントロ
ーラーに瞬間の容積流速を知らせるために、コントローラー２８８に作動可能な
ように接続されている。コントローラー２８８は、電極２４０、２４２に印加さ
れている電圧を変えるために、場合によっては、出力でデュアル電源３０２に接
続されている。上述のように、振幅、周波数または周期性、分極、波形またはパ
ルスの形状（矩形、鋸歯状、など）、及び電圧の他の特性がコントローラーによ
って変ることができる。

【００９１】 図１１のｐＨ調節システムにおいては、マイクロプロセッサーがバルブ２９８
、３００を操作して、入口ポート２３２、２３４に再循環あるいは戻される低ｐ
Ｈ流体及び高ｐＨ流体の比率を決めることによって、受流体タンク２７９中で所
望のｐＨを生成する。マイクロプロセッサー２８８は、ポンプ２７０、２７２の
ポンプ速度を変えて、フィードバックループ２９０、２９２経由で各入口ポート
２３２、２３４への流体の戻りを補償する。図１１のｐＨ調節システムによって
、どちらの側が各入口ポート２３２、２３４に戻りループ状態にされているかに
依り、低ｐＨ値または高ｐＨ値が得られる。一般に、第１のパス以降のｐＨ値を
得るためには、反応器セルのヘッド端に流れをループにし、または戻すことがで
きる。

【００９２】 図９、１０、及び１１の実施の形態は、図６Ａ及び６Ｂを参照しながら上述さ
れたようにフィルターアセンブリ８７及び／または図７を参照しながら上述され
たように、前処理システム１１２を含んでいる。図９を除いてここで記述される
ようにｐＨ調節装置のすべての実施の形態において、流体流の方向は、電極の主
要部分の間で上向きであることを留意すべきである。引き続き、ｐＨ調節された
流体流は、水平電極延長部の上を通り、ｐＨ安定化エッジを通って側方に外側に
流れる。図９のシステムにおいては、流れ方向は電気化学セルまたは電気透析セ
ル１５４で上向きである。

【００９３】 図９、１０、及び１１の実施の形態は、流入流体を冷却して電極の加熱を補償
するために、電気化学セルまたは電気透析セルの上流に熱交換器を追加的に含む
。更に、電極は、電気化学セルのハウジングに可動的に載せられて、それにより
、電極間距離及び電極と膜間の距離の調節が可能である。

【００９４】 表１に示す特性を有する水道水について試験が行われた。この試験は、図９を
参照しながら上述されたように、バッチ処理を用いて行われた。

【００９５】

【表１】

【００９６】 これらの試験の結果は表２、図１２Ａ−１２Ｄのグラフに示されている。水の
初期ｐＨは７．２９であった。この試験は、５０Ｌ／時、１００Ｌ／時、及び１
５０Ｌ／時の３つの異なる流速で行われた。図１２Ａ及び１２Ｂは、特に低流速
では、アノード流体及びカソード流体の双方において顕著なｐＨ差を示す。例え
ば、５０Ｌ／時の流速では、入力水及び酸性及び塩基性生成水の間のｐＨ値の差
は、４．４９及び３．４８であることが判った。ｐＨ値は、水素イオン濃度のｌ
ｏｇ値なので、ここで記述されている電気化学ｐＨ調節システムに水道水を通す
ことは、結果として、アノード流出流体中では水素イオン濃度の３０，９００倍
の増加及びカソード流出流体中では水素イオン濃度の３，０２０倍の変化を生じ
る。

【００９７】

【表２】

【００９８】 表２、図１２Ａ−１２Ｄのグラフに示されているように、低流速であるほど、
結果として高電導度の最終生成物が得られるが、高アンペア数を必要とし、ゆえ
に電力を多く消費する。明らかに、流入流体または流体供給源として水道水を使
用しても、ここで記述されている電気化学セルまたは電気透析セルのアノード及
びカソードの双方で顕著なｐＨ変化が起こり得る。

【００９９】 脱イオン水及び化学的に純粋な１価、２価及び３価のカチオン及びアニオンを
含む様々な実験室の水溶液により代表される、種々の無機イオンを用いて更なる
試験が行われた。試験は、カチオン及びアニオンの異なる組み合わせ及び濃度に
ついて行われた。試験されたイオン、濃度及び実験室の結果の概要が表３に示さ
れている。

【０１００】

【表３】

【０１０１】 表３に示した結果は、ｐＨについては図１３Ａ−１３Ｆに、ｐＨ差（入力及び
出力ｐＨ値の間の）については図１４Ａ−１４Ｆに、電導度については図１５Ａ
−１５Ｆに、イオン帰属活性については図１６Ａ−１６Ｆに、及び消費電力につ
いては、図１７Ａ−１７Ｆにプロットされている。

【０１０２】 図１３Ａ−１３Ｆ及び１４Ａ−１４Ｆに示されるように、顕著なｐＨ変化が起
こった。試験された大部分の１価及び２価溶液は、ここで記述されている電気化
学セルまたは電気透析セルを通した後、最高５および６ｐＨ単位ものｐＨ増加を
示した。特にこの結果から、イオン濃度が増加することで、結果として更なるｐ
Ｈ変化を生じないことを示す。すべてのイオン溶液は濃度の増加と共にｐＨがプ
ラトーを示した。

【０１０３】 概ね、選択された２価及び３価イオンが測定可能な最小のｐＨ変化を与えたの
に比べて、１価イオンは、大きいｐＨ差を示した。１価アニオンと対になった３
価アニオンの塩化アルミニウムは、極めて大きなｐＨ差は示さなかった。ミョウ
バン（Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・７Ｈ₂Ｏ）は若干良好な性能を与えるのみであった。

【０１０４】 ３価イオンを除いて、塩基を生成する電極であるアノードで、より大きなｐＨ
差が観察された。反応器の酸側は、３ｐＨ単位（１，０００倍）の顕著なｐＨ変
化を与えたが、この結果は反応器の塩基側で測定されたものよりも概ね低かった
。

【０１０５】 測定したすべてのファクター、すなわち、濃度、電導度、イオン活量、電力に
おいてｐＨの上昇または減少を示し、それにプラトーが続いた。更に具体的には
、結果は、塩の濃度が約２００ｍｇ／Ｌ以上のレベルに達するか、あるいは約４
００マイクロオームの電導度を示すと、特に１価及び２価のカチオン及びアニオ
ンでは顕著なｐＨ変化を得ることが可能であるが、３価のカチオンでは顕著に少
ない。試験されたすべてのイオン種についてあるレベル以上に濃度を増加すると
、結果として、明白なプラトーが現れる。

【０１０６】 図１７に示されるように、流体のｐＨを変える別なシステムは、導管３０８経
由でポンプ３０６に接続されている貯槽または流体供給源３０４を含む。ポンプ
３０６は、貯槽３０４から導管３０８及びパイプ３１０を通って電気化学セルま
たは電気透析セル３１４の入口ポート３１２まで流体を移す。入口ポート３１２
は、電気化学セルまたは電気透析セル３１４の蓄積通路またはチャンネル３１６
と流通し、次には、アパーチュア３２０経由で加速通路またはチャンネル３１８
と流通する。入口ポート３１２から電気化学セルまたは電気透析セル３１４に導
入された流体は、アパーチュア３２０から蓄積通路３１６に沿って下方に、また
パネルまたはパーティション３２２及び３２４の間を加速通路３１８に沿って上
方に流れる。加速通路３１８の上端で、その相対する側に、作用領域３３２のサ
ブチャンバー３３０を規定する電極３２６及び膜３２８が配設される。

【０１０７】 作用領域３３２のサブチャンバー３３０を通った後、流体は、電極３２６の水
平電極延長部３３４の上を通って流れ、水平電極延長部３３４の後端あるいは下
流端でｐＨ安定化エッジを通って流れる。流体は、電気化学セルまたは電気透析
セル３１４を出て、パイプ３３８を通って、導管３４２を通り電気化学セルまた
は電気透析セル３１４の第２の蓄積通路３４４に流体を移すポンプ３４０に導か
れる。下端で、第２の蓄積通路３４４は、アパーチュア３４８経由で第２の加速
通路３４６の下端と流通する。第２の加速通路３４６は、パーティション３２４
及び別のパーティション３５０により規定される。上端で、第２の加速通路３４
６は、作用領域３３０のサブチャンバー３５４を規定する膜３２８と別の電極３
５２により側面を構成されている。加速通路３４６を通って上方に移動する流体
は、サブチャンバー３５４を通り、次に、水平延長部３５６の下流端で、電極３
５２の水平延長部３５６の上を通って流れ、ｐＨ安定化エッジ３５８を通って側
方に流れる。流出流体は、パイプ経由でシステムを出る。

【０１０８】 流体流の方向は、反転され得ることを留意すべきである。かくして、ポンプ３
０６が貯槽３０４から導管３４２まで、また加速通路３４４の上端まで流体を移
すように、一方、ポンプ３０６が電極３５２の下流のパイプ３６０から蓄積通路
３１６の上端まで流体を移すように、システムは変更される。このシステムの変
更の効果は、電極３２６、３５２の極性を反転することにより交互に得られる。
これらの電極は、電極３２６、３５２の水平延長部３３４、３５６に接続されて
いる電源３６２からｄ−ｃまたはａ−ｃ電力を供給される。

【０１０９】 図１７のシステムは、２つのＵ形接続容器を含むことを留意すべきである。第
１の容器は脚部の一つとして蓄積通路３１６を、またもう一方の加速通路３１８
を含む。第２の容器は、２つの脚部として蓄積通路３４４と加速通路３１８を含
む。また、ポンプ３４０は除かれ、流体が圧力供給されるようにする。

【０１１０】 流れを反転する例は、表４と表５に示されている。第１の流れの方向は、酸側
からであり、第２の流れの方向は塩基側からである。流れのパターンを酸側に、
引き続き塩基側に反転することは、６．５５から７．２９のｐＨ範囲を示し、最
高のｐＨ値は高い流速においてである。変数を変えることが結果を変え得ること
はよく理解されている。これらは、電極間隔、膜材料、電極材料、電極長さ、電
力入力、及び流速等の変数を含む。

【０１１１】

【表４】

【０１１２】

【表５】

【０１１３】 表４と表５において使用される特別な電気化学セル３１４においては、電極３
２６、３５２（水平延長部３３６、３５６を含まない）は、ほぼ１０と１１／１
６インチの長さ及び１／１６インチの厚さであった。電極３２６、３５２間の距
離はほぼ１／４インチであり、各電極３２６、３５２と膜３２８間の距離はほぼ
３／３２インチであった。膜３２８及びホルダーまたは枠（別々に図示されてい
ない）はほぼ１２．５インチの長さまたは高さを有する。各パーティション３２
２、３５０及びパーティション３２４、すなわち、加速通路３１８、３４６の幅
はほぼ３／１６インチであり、加速通路３１８の幅はほぼ２．７５インチであっ
た。蓄積通路３１６、３４４から各蓄積通路３１８、３４６への断面積の減少（
同じ幅を仮定）は、ここで開示されているｐＨ調節装置の他の実施の形態を表し
ている。

【０１１４】 水道水が最初に図１７に示す直列の流れのシステムの酸側を通る場合には、殺
菌水が生成される。これは，以下に記述される実験室での試験により実証された
。酸側に水を通すと、また直列の流れのシステムの塩基側に存在する非殺菌水が
洗い出される。塩基側が最終生成物として殺菌水によって置き換えられるように
、このことは、低ｐＨの殺菌能力を持つ塩素接触水の入力を確かなものにする。

【０１１５】 図１７の電気化学セルまたは電気透析セルが要求があり次第、殆ど瞬間的な殺
菌性を持つ水を生成する能力により、ユーザーは、公衆衛生の関心である大多数
の病原性微生物を殺すことができる局所殺菌品質を有する安全な殺菌性の洗浄水
を製造する手段を入手することができる。用途には、食品取扱者用の個人の手洗
用の殺菌性洗浄水、肉、家禽、野菜または果物用並びに料理用具または病室の供
給用に殺菌性洗浄を提供するための殺菌性洗浄水が含まれる。このような用途に
おいては、殺菌水を洗滌、洗浄に必要とする工業において、あるいは製品を製造
することに、短時間の一次殺菌洗浄も有用である。このような用途の例は食品及
び飲料工業及び化粧品工業である。

【０１１６】 流体が最初に塩基側を通る場合には、殺菌水は生成されない。しかしながら、
塩基性流出流体を酸性側に通す場合には、中性近傍またはそれ以上のｐＨで塩素
が生成する。この水は部分的に殺菌されるが、上記の酸の一次水の利点は有しな
い。

【０１１７】 図１８及び図１９に図示されるように、流体にｐＨ変化を生起する電気化学セ
ルまたは電気透析セルは、流体供給源（図示しない）に接続され、各蓄積通路、
チャンネルまたはチャンバー３７４、３７６に至る第１の一対の入口ポート３７
０、３７２を有する容器またはケーシング３６８を含んでなる。その下端で、通
路３７４、３７６は、一対の電極３８８、３９０の表面及びエッジ上の電着を防
止あるいは禁止するために、流入する水流３８６と接触して配設される金属コー
トしたセラミック体３７８、３８０、３８２、３８４を含む。電極３８８、３９
０は、膜３９８により２つのサブチャンバー３９４、３９６に分割されている作
用領域またはチャンバー３９２を規定する。金属被覆したセラミック体３７８、
３８０、３８２、３８４の回りに流れた後、流体は電気化学セルまたは電気透析
セルの電気絶縁性内部パネル４０４、４０６のアパーチュア４００、４０２を通
って流れ、作用領域３９２のサブチャンバー３９４、３９６に入る。電極３８８
、３９０は、それぞれ上端で、各電流リードコネクター４１６、４１８経由で電
源４１５に接続されている水平延長部４１２、４１４を備えている。

【０１１８】 サブチャンバー３９４、３９６を通って垂直上方に流体が流れる時、作用領域
３９２において起こるイオン交換は、図１９中で十字に交差する矢印４２０、４
２２により表されている。流体は、電極３８８、３９０及び内部パネル４０４、
４０６に配設されている配列した穿孔４２４、４２８経由でサブチャンバー３９
４、３９６を出て、一対の出口チャンバー４３０、４３２の上端に入る。

【０１１９】 図１８及び図１９の電気化学セルまたは電気透析セルの一つの運転モードとし
て、ｐＨ調節され、安定化された流体は、矢印４３８、４４０により示されるよ
うに、出口チャンバー４３０、４３２を下方に流れ、出口パイプ４３４、４３６
を通りセルから出る。

【０１２０】 図１８及び図１９の電気化学セルまたは電気透析セルの代替する運転モードと
して、ｐＨが調節され、安定化された流体は、各出口パイプに接続されているバ
ルブ（示されていない）を閉じることにより出口パイプ４３４、４３６を通って
セルの一つから出られないようになっている。代わりに、流体は、出口チューブ
４４２または４４４経由で各出口チャンバー４３０、４３２を出て、反対の蓄積
通路またはチャンバー３７４、３７６の上端に接続されている補助入口ポート４
５０または４５２に外部導管４４６または４４８にわたって供給される。この運
転モードは図１７を参照しながら上記に記述されている。

【０１２１】 図２０及び２１は図１８及び図１９の電気化学セルまたは電気透析セルの変形
を図示する。図１８及び図１９の対応する要素と同一である図２０及び図２１の
構造要素は、図１８及び図１９における要素と同じ参照番号を付けている。図２
０及図２１に図示されているように、一対の相対する電極４５４、４５６は、上
記に記述されているｐＨ安定化機能を行う周辺エッジ４６０を有する複数の凹部
４５８持つ上部領域にそれぞれ形成されている。凹部４５８は、示されているよ
うに上方に開いている放物線状弧に沿って位置している。追加の凹部４６４は、
電極４５４、４５６の下部領域に設けられている。

【０１２２】 図２０及び２２に図示されているように、凹部４５８（及び４６４）は、平ら
な底部４６６を有する。代わりに、あるいは加えて、電極４５４、４５６は、図
２３に示されているように、穿孔４６８または円錐形の底部４７２または底４７
２を有する凹部を備えている。

【０１２３】 図２５は、流体のｐＨを調節し、ｐＨ変化が安定であることを確保するための
別の電気化学セルまたは電気透析セルを示す。図２５の電気化学セルまたは電気
透析セルは、図１８及び図１９の電気化学セルまたは電気透析セルの変形バージ
ョンである。図１８及び図１９の対応する要素と同一である図２５の構造要素は
、図１８及び図１９における構造要素と同じ参照番号を付けている。

【０１２４】 図２５に図示されているように、一対の電極４７４、４７６は互いに向き合い
、ｐＨ調節作用領域またはチャンバー４７８を規定している。作用領域４７８は
２つのサブチャンバー４８０、４８２に分割され、それらは、それぞれ、膜と電
極４７４、４７６の各一つにより側部を構成されている。図２５及び２６に図示
されているように、電極４７４、４７６の上部部分は、内側に向き合う面に沿っ
て、各サブチャンバー４８０、４８２の中に延びている複数の突起４８４をそれ
ぞれ備えている。突起４８４は、上方に開いている放物線状弧４８６に沿って配
列されている。図２７に示されているように、各突起４８４は、ヘッド部分４８
８とシャフト部分４９０を含む。ヘッド部分４８８は、各サブチャンバー４８０
、４８２に配設され、シャフト部分４９０は、各電極４７４、４７６に設けられ
ている凹部または穿孔４９２に収められている。凹部の場合には、凹部の底面は
平面、円錐、半球等である。突起４８４のヘッド部分４８８は、内側に向き合っ
ている側の上に（もう一方の電極に向き合って）、上記に記述されているｐＨ安
定化機能を行う機能をする環状のエッジ４９４を有する。この目的で、突起４８
４は、概ね、電極４７４、４７６と同じ電導性で電子捕捉材料でできている。

【０１２５】 図２７に図示されているように、突起４８４のヘッド部分４８８は平らである
。あるいは、図２８及び２９に示されているように、電極４７４、４７６の一つ
または双方は、内側に円錐あるいは凹のヘッド部分５００、または外側に円錐あ
るいは凸のヘッド部分５０２を有する突起４９６または４９８を備えている。内
側に円錐あるいは凹のヘッド部分５００は、ｐＨ安定化エッジ５０４を有し、外
側に円錐あるいは凸のヘッド部分５０２はｐＨ安定化エッジ５０６を有する。

【０１２６】 概ね、電極４７４、４７６の一つの上の突起４８４、４９６、４９８は、もう
一方の電極４７６、４７４の一つの上の突起４８４、４９６、４９８と配列され
ており、あるいは合わせられている。電極４７４、４７６の一つが、外側に円錐
あるいは凸のヘッド部分５０２を有する突起４９８を備えている場合には、もう
一方の電極４７６、４７４は、好ましくは、必然的にではないが、内側に円錐あ
るいは凹のヘッド部分５００を有する突起４９６を備えている。

【０１２７】 ここで記述されている電気化学セルまたは電気透析セルの電極は、種々の組み
合わせの凹部及び突起を備えていることは注目される。かくして、一方の電極が
すべて凹部を有し、もう一方の電極が突起のみを備えている。あるいは、一つま
たは双方の電極が凹部と突起の双方を備えている。

【０１２８】 更に均一で、信頼性のある、効率的なｐＨ変化の目的で、乱流が電気化学セル
または電気透析セルの作用領域の流体流に導入される。例えば、図２５に図示さ
れているように、歯５０８、５１０が作用領域４７８の出口端、特に、アパーチ
ュア４００、４０２の下流端に設けられ、ここで、これらのアパーチュアは作用
領域４７８のサブチャンバー４８０、４８２と流通する。類似の乱流誘起性歯５
１２、５１４は、サブチャンバー４８０、４８２の出口端に配設され、ここでサ
ブチャンバーはアパーチュア４２４、４２６と接続されている。

【０１２９】 ここで記述されている電気化学セルまたは電気透析セルの用途の一つは殺菌で
ある。電気化学セルまたは電気透析セルを使用して、殺菌の目的に好適な低水準
のクロリン溶液が製造される。クロリンは、天然起源の水及び廃水に目下最もよ
くみられる濃度で低水準の塩化物を含有する水から生じ得る。

【０１３０】 １ｍＬ当たり約１００，０００個の大便の腸内バクテリアがニューヨーク市の
水道水に添加され、上記のような電気化学セルまたは電気透析セルを通過させた
。このプロセスは、結果として、使用された低塩素レベル（１．６ｍｇ／Ｌ）及
びこのプロセスにより生じる低ｐＨ（２．６５）で１００％の瞬間殺菌をもたら
した。電気化学セルまたは電気透析セルを通過したニューヨーク市の水道水につ
いての追加の試験の結果、３０分間で１００％の殺菌をもたらした。

【０１３１】 上記に記述されているように電気化学セルまたは電気透析セルを用いて処理さ
れたニュージャージー、ノースベイルの水道水は、電気化学セルまたは電気透析
セルを用いて処理されず、また、塩素を含まず、同じ２のｐＨ値を有する水より
も大便の腸内バクテリアに対して致死的であることが判明した。電気化学セルま
たは電気透析セルに水を通し、脱塩素した２０分後、大便の腸内バクテリアのレ
ベルは１ｍＬ当たり約６００，０００個の大便の腸内バクテリアの初期濃度から
ゼロまで低下した。それに対して、セルを通さず、塩素を含まない、ｐＨ２の対
照の水は、結果として、１ｍＬ当たり大便の腸内バクテリアが２８００個という
値をもたらした。このデータは、電気化学セルまたは電気透析セルが、結果とし
て、大便の腸内バクテリアに対してより大きな致死性をもたらす低ｐＨと無塩素
以外の何らかを水に付与することを強く示唆する。

【０１３２】 本発明は、異なるｐＨの流入流体から目標のｐＨの製造を可能にする。工業用
または農業用の特別なｐＨ値の水溶流体を必要とする。多くの用途においては、
初期の流体は概ね４．５から９または１０の範囲のｐＨを有する。これは飲料水
のｐＨ範囲である。目標のｐＨはほぼ２からほぼ１３のいずれかである。高ｐＨ
値は低ｐＨ値よりも到達が容易であることが判明した。

【０１３３】 廃水処理用途においては、廃水は時には、極めて低いｐＨ、例えばほぼ２．０
から２．５（または極めて高いｐＨさえも）を有する。このような場合において
は、上記に開示されているような電気化学セルまたは電気透析セルアセンブリは
、飲料水の範囲すなわち、約４．５から約９または１０のｐＨを有する水性流体
を生成するのに使用される。

【０１３４】 本発明は特別な実施の形態及び用途の形で記述されたが、当業者であれば、こ
の教示に照らして、請求の範囲の精神を逸脱したり、範囲を超えることなく、追
加の実施の形態及び変形を生み出すことができるであろう。例えば、ここで記述
されているようなｐＨ調節装置の電極は、平行あるいは、高ｐＨ及び低ｐＨの流
路の幅が下流で減少するように、互いに向かって傾いた形状にすることが出来る
。加えて、電極は平面状以外の形状を有することができる。例えば、電極及び膜
は円筒形であり、概ね同軸に配設される。この場合には、蓄積チャンバーは、Ｕ
形接続容器が同軸に形成されるように作用領域またはチャンバーを取り囲む。

【０１３５】 膜が設けられる場合には、膜は、概ね２つの電極から等距離かつ平行に、その
中間に配設される。しかしながら、膜を２つの電極に対して角度をつけて配設す
ることが考えられる。

【０１３６】 膜が設けられる場合には、膜は、概ね電気的に中性である。しかしながら、膜
上に正あるいは負電荷を載せることが可能である。

【０１３７】 また、ある用途においては、単一の電極のみが必要とされることを留意すべき
である。このような実施の形態においては、電極に沿って、電極と接触する単一
の流路のみが存在する。第２の流路または通路が設けられる場合には、それは、
電極と相対する第１の流路の側に位置する。膜は、その場合には２つの流路また
は通路を分離する。いかなる場合においても、またここで開示された電気化学的
ｐＨ調節装置の実施の形態においては、電極に沿った作用領域において流体を、
重力の作用に抗して、上方に流れるようにすることが好ましい。作用領域におけ
る流体流のこの方向は、沈殿物の分離を行うように作用し、沈殿物が流体により
伴出されることが少なくなるようにする。好ましくは、必然的ではないが、電気
化学的作用を受ける流体は、調節されたｐＨレベルを安定化するために、電極エ
ッジを通って流れる。

【０１３８】 従って、ここでの図面及び説明は本発明の理解を促進するとして例として提出
され、その範囲を制限するように考えられるべきでないと理解されるべきである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明による流体のｐＨを調節するための装置の一部を切り取った正
面立面図である。

【図２】 図２は、図１の装置の後面立面図である。

【図３】 図３は、図１の線III-IIIで切断したＵ形状のハウジングの電気化学的処理要 素の縦断面図である。

【図４】 図４は、図３の線IV-IVで切断した縦断面図である。

【図５】 図５は、図３の線IV-IVで切断した、拡大した寸法での、部分の縦断面図であ る。

【図６】 図６Ａは、ガスを抽出するための部品を追加的に示す、図１及び図２の装置の
側面立面図である。図６Ｂは、図６Ａのガス抽出部品の断面図である。

【図７】 図７は、Ｕ形状の電気化学的処理ハウジングの上流の流体前処理ユニットを拡
大した寸法で追加的に示す、図４に部分的に類似の分解組み立て断面図である。

【図８】 図８は、図４及び５のＵ形状の電気化学的処理ハウジングの出口端でｐＨ調節
した流体をチャンネリングための捕集システムの立面図である。

【図９】 図９は、基本的に、本発明により流体のｐＨを調節するためのバッチタイプの
システムまたは装置のフローチャートである。

【図１０】 図１０は、本発明により流体のｐＨを調節するための、連続タイプのシステム
または装置のフローチャートである。

【図１１】 図１１は、本発明により流体のｐＨを調節するための、ほかの連続タイプのシ
ステムまたは装置のフローチャートである。

【図１２】 図１２Ａは、電気化学セルまたは電気透析セルを通る流速の関数としてｐＨを
図示するグラフである。図１２Ｂは、電気化学セルまたは電気透析セルを通る流
速の関数としてｐＨ変化を図示するグラフである。図１２Ｃは、電気化学セルま
たは電気透析セルを通る流速の関数として流体の電導度を図示するグラフである
。図１２Ｄは、電気化学セルまたは電気透析セルを通る流速の関数として印加電
力を図示するグラフである。

【図１３】 図１３Ａ−１３Ｆは、本発明の電気化学セルまたは電気透析セルを流体が通る
前後で、流体中の種々のタイプのイオンの濃度の関数としてｐＨを図示するグラ
フである。

【図１４】 図１４Ａ−１４Ｆは、図１３Ａ−１３Ｆのグラフにそれぞれ示されている種々
のタイプのイオンの濃度の関数としてｐＨ変化を図示するグラフである。

【図１５】 図１５Ａ−１５Ｆは、図１３Ａ−１３Ｆのグラフにそれぞれ示されている種々
のタイプのイオンの濃度の関数として電導度を図示するグラフである。

【図１６】 図１６Ａ−１６Ｆは、図１３Ａ−１３Ｆのグラフにそれぞれ示されている種々
のタイプのイオンのイオン活量の関数としてｐＨを図示するグラフである。

【図１７】 図１７は、基本的に、本発明により流体のｐＨを調節するための別のシステム
のフローチャートである。

【図１８】 図１８は、本発明による電気化学セルまたは電気透析セルアセンブリの等角射
影の概略図である。

【図１９】 図１９は、図１８の面XIX-XIXで切断し、鏡像（左と右が逆）として示された 断面図である。

【図２０】 図２０は、図１８及び図１９の電気化学セルまたは電気透析セルアセンブリの
変形を示す図１９に類似した部分断面図である。

【図２１】 図２１は、図１８に示された電極の等角射影の概略図である。

【図２２】 図２２は、図２１の電極の凹部を示す、図２１の線XXII-XXIIで切断した部分 断面図である。

【図２３】 図２３は、図２１の電極に設けられた穿孔を図示する図２２に類似した部分断
面図である。

【図２４】 図２４は、図２１の電極に設けられた代替の凹部形状を図示する、図２２に類
似した部分断面図である。

【図２５】 図２５は、本発明の別の電気化学セルまたは電気透析セルアセンブリを示す、
図１９に類似した断面図である。

【図２６】 図２６は、図２５の電気化学セルまたは電気透析セルアセンブリに入れられた
電極の等角射影の概略図である。

【図２７】 図２７は、図２６の電極の突起を示す、図２１の線XXVII-XXVIIで切断した部 分断面図である。

【図２８】 図２８は、図２６の電極上に設けられた変形突起を図示する図２７に類似した
部分断面図である。

【図２９】 図２９は、図２６の電極上に設けられた代替の突起を図示する図２７に類似し
た部分断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 カーデナス，ラウル アメリカ合衆国ニューヨーク州10983，タ ッパン，パイン・トゥリー・レイン 66 Ｆターム(参考） 4D061 DA01 DA08 DB01 DB07 DB09 EA02 EA09 EA11 EB07 EB13 EB17 EB35 EB37 EB39 ED20 FA13 GA07 GC02 GC05 GC12 GC14 GC18

Claims (94)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動性の水性流体のｐＨを電気化学的に調節し、流体の調節
   されたｐＨを電気化学的に安定化することを含んでなる流動性の水性流体のｐＨ
   を調節する方法。
2. 【請求項２】 上記安定化ステップが、電極のエッジの上を通るように調節
   されたｐＨを有する流体を誘導するものであることを特徴とする請求項１に記載
   の方法。
3. 【請求項３】 上記誘導するステップが増大した長さの電極の上を通るよう
   に調節されたｐＨを有する流体を誘導して、ｐＨの安定化を強化するものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ｐＨを電気化学的に調節する上記ステップが、透過性膜によ
   り２つのサブチャンバーに分離されているチャンバーに流体を導入するものであ
   り、各サブチャンバーが部分的に各電極により規定され、この電極の一つがアノ
   ードであり、もう一つがカソードであることを特徴とする請求項３に記載の方法
   。
5. 【請求項５】 上記チャンバーに流体を導入することが、各電極の作用表面
   に沿って流体を動かし、流体中に正及び負電位を移すものであることを特徴とす
   る請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 上記チャンバーの下で入口蓄積通路中に流体を誘導し、通路
   がチャンバーよりも大きい容積を有し、通路からチャンバー中に流体をポンプ注
   入し、チャンバーで流体を加速するステップを更に含む請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 流体をポンプ注入する上記ステップが、チャンバーと一緒に
   Ｕ形接続容器を形成し、そこで流体の容積が２つのサブチャンバーへと分割され
   るチャンネルを経由してチャンバーに流体を供給するものであることを特徴とす
   る請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 追加的に流体流を電力飽和させるステップを更に含む請求項
   ４に記載の方法。
9. 【請求項９】 上記電力飽和ステップが、それぞれの電極の上を通るように
   、そして電源に電極を相互接続する電流リードコネクターのまわりに流体を誘導
   するものであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 上記各電極上部の上を通るように流体を誘導することが、
    流体が各電極の水平上部を越えて流れるように、流体流を電流リードコネクター
    に接触させるものであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 増大した長さの電極の上を通るように流体を誘導する上記
    ステップが、上部水平部分の周辺でエッジを有する電極の一つの上を通るように
    一つのサブチャンバーの流体を誘導し、水平部分から下方に延びる追加した活性
    部分を含む電極の上を通るようにもう一つのサブチャンバーの流体を誘導するも
    のであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
12. 【請求項１２】 チャンバーから垂直に延びる出口チャンネル中に流体を回
    収するステップを更に含み、上記追加した活性部分が、出口チャンネルの各一つ
    の中に延びている請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 上記追加した活性部分の底部が内側に曲がっており、上記
    流体が上記水平部分のエッジの上を通るようにを流れ、該追加した活性部分のエ
    ッジに接触するように強制された請求項１１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 正及び負電位に帯電されている追加した活性部分を有する
    電流リードに流体を曝露することにより、流体のｐＨを変える更なるステップを
    含む請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 チャンバー中の流体流の方向に垂直な方向にガスを抜き出
    す更なるステップを含む請求項４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 上記ガスを抜き出すステップが、チャンバーの上部の両側
    に相互に相対して位置されているエジェクターに圧縮された流体を誘導するもの
    であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 抜き出されたガスをアルミノシリケートの顆粒化された充
    填物を入れたフィルターに移すステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 抜き出されたガスをフィルターの円筒形部分に対し正接方
    向に誘導し、渦巻効果を生み出すステップを更に含む請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 電極に直流を供給するステップを更に含む請求項４に記載
    の方法。
20. 【請求項２０】 チャンバー中の電極の電圧及び電流パラメーターを周期的
    に変えるステップを更に含む請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 流体がチャンバーに入るのに先立って、活性表面を有する
    元素を含む接触安定化層構造に流体を通すステップを更に含む請求項４に記載の
    方法。
22. 【請求項２２】 上記流体を通すステップが、増大した電位を有する金属に
    より被覆された球形セラミック部分と流体を接触させるものであることを特徴と
    する請求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】 流体が接触安定化層構造に通る際に、磁場により流体を処
    理するステップを更に含む請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 電極に沿った電位伝搬の方向と逆の、チャンバーの方向に
    電極間の空間に流体を供給するステップを更に含む請求項４に記載の方法。
25. 【請求項２５】 流体が電極間を流れる際に、電極でパルス電流リードを安
    定化された電流と交互に換えるステップを更に含む請求項２４に記載の方法。
26. 【請求項２６】 電極間の膜を中性にするステップを更に含む請求項４に記
    載の方法。
27. 【請求項２７】 Ｕ形接続容器の外観と性質を有するチャンネルに流体を供
    給するステップと、 入口蓄積通路に比べて小さな容積を有する、２つの電極間の作用領域に至る入口
    蓄積通路を含む２つの支流に流体を分割するステップと、 入口蓄積通路から作用領域の流体流を接続容器の物理的性質に従って加速する ステップと を含む流動性の水性流体を処理する方法。
28. 【請求項２８】 上記装置が流体のｐＨを調節する電気化学的調節手段と、 流体の調節されたｐＨを電気化学的に安定化する電気化学的安定化手段と を含んでなる、流動性の水性流体のｐＨを調節する装置。
29. 【請求項２９】 ｐＨを電気化学的に調節する上記ステップが、上記装置が
    サブチャンバーのあいだにひろがる透過性膜により２つのサブチャンバーに分離
    されているチャンバーを含み、 部分的にその間のｐＨ作用領域を一緒に規定する各電極により各サブチャンバー
    が規定され、 上記電気化学的調節手段が上記作用領域内に配設された上記電極の部分を含んで
    なり、 上記作用領域を通った後、流体が流れる上記安定化手段を上記電極の各々が規定
    する周辺エッジを含む 請求項２８に記載の装置。
30. 【請求項３０】 流体が上記電極から流れ去る際に、上記エッジが、すべて
    の流体が上記エッジとの流体力学的接触を確実に行うような形状でつくられてい
    る請求項２９に記載の装置。
31. 【請求項３１】 各電極が、上記活性領域内で第１の垂直延伸部分及び該垂
    直部分の上部から延びる第２の実質的に水平部分を含み、上記水平部分が相互に
    反対の方向に延びる請求項３０に記載の装置。
32. 【請求項３２】 上記電極の少なくとも一つが、上記ｐＨ調節を更に安定化
    する、実質的に下方に延びる追加の部分を含む請求項３１に記載の装置。
33. 【請求項３３】 上記追加の部分が、第１の垂直延伸部分に向かって内側に
    曲がっている請求項３２に記載の装置。
34. 【請求項３４】 さらに流体流を電力飽和するための追加の電力飽和手段を
    更に含んでなる請求項２９に記載の装置。
35. 【請求項３５】 上記追加の電力飽和手段が、電源に各電極を相互接続する
    リードコネクターを含む請求項３４に記載の装置。
36. 【請求項３６】 上記コネクターが流体流に対して流線形であり、非絶縁性
    であって、上記電極と同じ材料からできている請求項３５に記載の装置。
37. 【請求項３７】 上記電極がおのおの少なくとも一つの規定する凹部で形成
    される請求項２９に記載の装置。
38. 【請求項３８】 上記電極の各々がもう一方の電極の作用表面に平行な作用
    表面を含み、上記膜が上記作用表面に関して対称的に配設されている請求項２９
    に記載の装置。
39. 【請求項３９】 上記チャンバーの下の、上記チャンバーと流体流通してい
    る入口蓄積通路を更に含んでなり、流体が上記作用領域を上昇する際、上記通路
    から上記チャンバー中への流体流が流体を加速するように、上記通路が上記チャ
    ンバーに比べて大きな容積を有する請求項２９に記載の装置。
40. 【請求項４０】 上記電極が上記活性領域で４から６ｍｍ離れた間隙を有し
    、上記膜が該間隙で電極間に延びている請求項２９に記載の装置。
41. 【請求項４１】 各電極が上記各電極の上記作用表面に対して３０から４５
    の角度で折り目を有する周辺部分を含む請求項２９に記載の装置。
42. 【請求項４２】 上記電気化学的調節手段装置がその間に作用領域を規定す
    る一対の電極を含み、 上記作用領域を通った後、流体が流れる上記安定化手段を規定するエッジを上
    記電極の各々が含み、 上記電極の各々が、各エッジを規定する少なくとも一つの凹部を備えている請
    求項２８に記載の装置。
43. 【請求項４３】 上記電極の各々が、上記作用領域の下流に複数のｐＨ安定
    化する凹部を備えている請求項４２に記載の装置。
44. 【請求項４４】 上記電気化学的調節手段装置が、その間に作用領域を規定
    する一対の電極を含み、上記電極の各々が上記作用領域を通った後、流体が流れ
    る上記安定化手段を規定するエッジを含み、上記電極の各々が、各エッジを規定
    し、上記電極間の流体流経路中に延びる少なくとも一つの突起を備えている請求
    項２８に記載の装置。
45. 【請求項４５】 突起が各々、平面、内側に円錐形、及び外側に円錐形から
    なる群から選ばれる形状であると共に先端を有する請求項４４に記載の装置。
46. 【請求項４６】 上記電気化学的調節手段装置が、上記作用領域内に配設さ
    れている電極を含み、上記作用領域が入口と出口を有し、上記入口と上記出口の
    少なくとも一つが上記作用領域から流体流中に乱流を導入するための要素を備え
    ている請求項２８に記載の装置。
47. 【請求項４７】 上記作用領域から流体流中に乱流を導入するための上記要
    素が、歯形である請求項２８に記載の装置。
48. 【請求項４８】 入口と、 第１の横断の流域を有する第１の通路またはチャンバーであって、上記入口に
    接続された上記第１の通路またはチャンバーと、 上記第１の断面の流域よりも小さい第２の横断の流域を有し、それにより、上
    記入口から上記第１の通路またはチャンバーを通って上記第２の通路またはチャ
    ンバーまで流れる流体が上記第２の通路またはチャンバー中で、上記第１の通路
    またはチャンバー中の上記流体の流速よりも大きい流速を獲得する上記第２の通
    路またはチャンバーと、 上記第１のポイントよりも高い上記第２のポイントで上記第２の通路またはチ
    ャンバーに接続され、それによって、第２の通路またはチャンバー中の流体流が
    垂直上方に向かう実質的な成分を有する出口と、 上記第２の通路またはチャンバーに配設されている少なくとも一つの電極と を含んでなる流動性の流体を処理する装置。
49. 【請求項４９】 その間に流れの経路を規定するパネルと、 凹部及び突起からなる群から選ばれる構造を設けた、上記流れの経路に沿って
    配設されている少なくとも一つの電極と、 上記電極に電位を印加して、上記電極を通って上記経路に沿って流れる溶液の
    ｐＨを電気化学的に調節することを可能にするために、上記電極に作動可能なよ
    うに接続されている電導性コネクターと を含んでなる流動性の流体を処理する装置。
50. 【請求項５０】 相互に隣接して配設され、その間に一対の電極を有して作
    用領域を規定し、加えて、作用領域を二つの通路またはチャンバーに分割するた
    めに、電極間の作用領域に配設されているイオン透過性膜を有する電気化学的セ
    ルを準備するステップと、 通路の第１の入口またはチャンバーの一つに溶液を供給するステップと、 通路の第１の出口の一つから通路の第２の入口の一つに溶液を誘導するステッ
    プと、 第１の通路またはチャンバーの一つに溶液を供給する時及び第２の通路または
    チャンバーの一つの出口から入口に溶液を誘導する時に電極に電位差を印加する
    ステップと を含んでなる流体の殺菌方法。
51. 【請求項５１】 作用領域に沿って配設されている少なくとも一つの電極を
    有する電気化学的セルを準備するステップと、 上記作用領域に初期のｐＨ値を有する流体流を誘導するステップと、 上記流体流を誘導する時、上記電極に電位差を供給するステップと、 上記電気化学的セルアセンブリの出口での流出流体流が上記初期のｐＨ値と異
    なる所望のｐＨ値を有するように上記電極への上記流体流の誘導及び上記電位差
    の供給を調整するステップと を含んでなる流体の処理方法。
52. 【請求項５２】 調整するステップが上記流体流の流速を変えることを含む
    請求項５１に記載の方法。
53. 【請求項５３】 上記流体流の流速を変えることが、上記作用領域の下流端
    から上記作用領域の入口端まで上記流体流の少なくとも一部を迂回させることを
    含む請求項５２に記載の方法。
54. 【請求項５４】 上記流体流の流速を変えることが、更に、ポンプを運転し
    て、上記作用領域の下流端から上記入口端まで上記一部を動かすことを含む請求
    項５３に記載の方法。
55. 【請求項５５】 上記流体流の流速を変えることが、ポンプを運転すること
    を含む請求項５２に記載の方法。
56. 【請求項５６】 上記電気化学的セルアセンブリの出口端での流体流のｐＨ
    を自動的に測定するステップと、 予め選択された参照ｐＨ値と測定されたｐＨを自動的に比較するステップと、
    上記流体流の流速を変えることが、予め選択された参照ｐＨ値と上記測定された
    ｐＨを比較することに応答して行われるステップと をさらに含む請求項５２に記載の方法。
57. 【請求項５７】 上記流体流が、また、第２の流体流を上記作用領域を通る
    向きに流すことを含んでなる第１の流体流であり、上記作用領域が第１の通路ま
    たはチャンバー及び第２の通路またはチャンバーを有し、上記第１の流体流が第
    １の通路またはチャンバーから導かれ、上記第２の流体流が第２の通路またはチ
    ャンバーをとおる向きに流され、上記第１の流体流及び上記第２の流体流の双方
    が、一部、上記第３の流体流を分割して、上記第１の流体流及び上記第２の流体
    流の少なくとも一部を形成する第３の流体流から由来する請求項５２に記載の方
    法。
58. 【請求項５８】 上記流体流が、また、第２の流体流が上記作用領域を通る
    向きに流すことを含んでなる第１の流体流であり、上記作用領域が、第１の通路
    またはチャンバー及び第２の通路またはチャンバーを有し、上記第１の流体流が
    、第１の通路またはチャンバーから誘導され、上記第２の流体流が第２の通路ま
    たはチャンバーを通るように流れ、上記作用領域の上流で上記第１の流体流及び
    上記第２の流体流に入口流体流を分割することを更に含んでなり、上記第１の流
    体流及び上記第２の流体流の双方が上記の初期ｐＨ値を有する請求項５１に記載
    の方法。
59. 【請求項５９】 上記流体流が、また、第２の流体流が上記作用領域を通る
    向きに流すことを含んでなる第１の流体流であり、上記作用領域が、第１の通路
    またはチャンバー及び第２の通路またはチャンバーを有し、上記第１の流体流が
    、第１の通路またはチャンバーから誘導され、上記第２の流体流が、第２の通路
    またはチャンバーをとおる向きに流され、上記第１の流体流及び上記第２の流体
    流が、上記電気化学的セルアセンブリで同じ流れの経路に沿い、上記第２の流体
    流が上記第１の流体流の下流である請求項５１に記載の方法。
60. 【請求項６０】 上記作用領域の出口端で上記流体流のｐＨレベルを安定化
    することを更に含んでなり、作用領域中で上記流体流をｐＨ調節した後、上記安
    定化が実質的な量の上記流体流が電極エッジの上を通ってを流れるように、上記
    流体流を誘導することを含み、上記エッジが上記電極と共通の電位である請求項
    ５１に記載の方法。
61. 【請求項６１】 上記作用領域の上流の蓄積チャンバーに流入流体流を供給
    することを更に含んでなり、上記蓄積チャンバーが、上記作用領域よりも実質的
    に大きい容積を有する請求項５１に記載の方法。
62. 【請求項６２】 電気化学的セルアセンブリからガスを抜き出す更なるステ
    ップを含む請求項５１に記載の方法。
63. 【請求項６３】 調整するステップが、上記電極に印加される電力の特性を
    変えることを含む請求項５１に記載の方法。
64. 【請求項６４】 上記流体流が、第２の流体流の向きを上記作用領域を通る
    ようにすることを含んでなる第１の流体流であり、上記作用領域が第１の通路ま
    たはチャンバー及び第２の通路またはチャンバーを有し、上記第１の流体流が第
    １の通路またはチャンバーから誘導され、上記第２の流体流が第２の通路または
    チャンバーの方向に向けられ、調整するステップが、上記第２の流体流の向きを
    制御することを含む請求項５１に記載の方法。
65. 【請求項６５】 上記流体流を誘導することが、上記電極に沿って上記流体
    流を少なくとも部分的に上方にむけることを含む請求項５１に記載の方法。
66. 【請求項６６】 上記作用領域に隣接して配設されている少なくとも一つの
    電極を有する電気化学的セルアセンブリと、 上記作用領域に初期ｐＨ値を有する流体流を配送するための上記作用領域の入
    口端に延びている流れガイドと、 上記電極に作動可能なように接続されて、上記電極に電圧を供給する電源と、 上記電気化学的セルアセンブリの出口での流出流体流が、初期のｐＨ値と異な
    る所望のｐＨ値を有するように、上記流体流及び上記電圧を調整するるために、
    上記電気化学的セルアセンブリの少なくとも一つ及び上記流れガイドに作動可能
    なように接続されている流れ制御部品と を含んでなる流体処理装置。
67. 【請求項６７】 上記流れ制御部品が、上記流体流の流速を変えるための流
    速制御要素を含む請求項６６に記載の装置。
68. 【請求項６８】 上記流速制御要素が、上記作用領域の下流端から上記作用
    領域の入口端まで上記流体流の少なくとも一部を選択できるように変更するため
    のバルブを含む請求項６７に記載の装置。
69. 【請求項６９】 上記作用領域の下流端から上記作用領域の入口端まで上記
    流体流の少なくとも一部を移すためのポンプを更に含んでなる請求項６８に記載
    の装置。
70. 【請求項７０】 上記流速制御要素がポンプを含む請求項６７に記載の装置
    。
71. 【請求項７１】 上記出口端での流体流のｐＨを自動的に測定するために、
    上記電気化学的セルアセンブリの出口端に配設されているｐＨ検出器を更に含ん
    でなり、上記ｐＨ検出器により測定されたｐＨ値に応答して上記流速を変えるた
    めに、上記流速制御要素が、上記ｐＨ検出器に作動可能なように接続されている
    請求項６７に記載の装置。
72. 【請求項７２】 流入流体流を分割して、上記流体流の少なくとも一部及び
    追加の流体流を形成するための手段を更に含んでなる請求項６７に記載の装置。
73. 【請求項７３】 上記作用領域の上流で、上記流体流の少なくとも一部及び
    追加の流体流に流入流体流を分割する上記電気化学的セルアセンブリに接続され
    ているチャンネルを更に含んでなる請求項６６に記載の装置。
74. 【請求項７４】 上記流体流が、上記作用領域に第２の流体流を配達するた
    めに、上記作用領域の入口端まで延びる追加の流れガイドを更に含んでなる第１
    の流体流であり、上記第１の流体流及び上記第２の流体流が、上記電気化学的セ
    ルアセンブリの単一の流れの経路に沿い、上記第２の流体流が、上記第１の流体
    流の下流である請求項６６に記載の装置。
75. 【請求項７５】 上記電極が酸素捕捉剤として作用する炭素複合物でできて
    いる請求項７４に記載の装置。
76. 【請求項７６】 上記作用領域の出口端で上記流体流のｐＨレベルを安定化
    するための手段を更に含んでなり、上記安定化するための手段が上記電極の電極
    エッジを含む請求項６６に記載の装置。
77. 【請求項７７】 上記作用領域の上流にあって、またそれと流体流通してい
    る蓄積チャンバーを更に含んでなり、上記蓄積チャンバーが上記作用領域よりも
    大きな容積を有する請求項６６に記載の装置。
78. 【請求項７８】 上記電気化学的セルアセンブリからガスを抜き出すために
    、上記電気化学的セルアセンブリに作動可能なように接続されている手段を更に
    含んでなる請求項６６に記載の装置。
79. 【請求項７９】 上記流速制御要素が、上記電極の電力流を変える手段を含
    む請求項６６に記載の装置。
80. 【請求項８０】 上記流れのガイド及び上記作用領域が上記電極に沿って少
    なくとも部分的に上方の方向に上記流体流をむけるように配置されている請求項
    ６６に記載の装置。
81. 【請求項８１】 流れの経路に隣接して配設されている電極と、 上記電極に電位を印加して、上記電極に接触して上記経路に沿って流れる溶液
    のｐＨを電気化学的に調節することを可能にするために、上記電極に作動可能な
    ように接続されている電導性コネクターと、 上記溶液が上記電極に沿って少なくとも部分的に上方の方向に流れるように流
    れの経路を規定する流れのガイド導管または通路と を含んでなる流動性の流体を処理する装置。
82. 【請求項８２】 上記流体流をｐＨ調節した後、実質的な量の上記流体流が
    、電極エッジの上を通って流れるように、上記経路に沿った方向に上記溶流体を
    むける追加の流れのガイドを更に含んでなり、上記エッジが上記電極と共通の電
    位である請求項８１に記載の装置。
83. 【請求項８３】 上記経路に沿って上記溶流体の容積流速を制御するために
    流れ制御アセンブリを更に含んでなる請求項８２に記載の装置。
84. 【請求項８４】 上記流れ制御アセンブリが、上記電極の下流に配設されて
    いるｐＨ検出器を含む請求項８３に記載の装置。
85. 【請求項８５】 上記電極が上記流れ経路に沿って作用領域の相対する側に
    配設されている２つの電極のうちの一つであり、上記電極間に配設されて、上記
    流れ経路を２つの別々の流域に仕切ることを更に含んでなる請求項８４に記載の
    装置。
86. 【請求項８６】 上記流れ制御アセンブリが、上記流域の一つの容量流速を
    調節するための第１の要素及び上記流域のもうひとつの容量流速を調節するため
    の第２の要素を含む請求項８５に記載の装置。
87. 【請求項８７】 上記流れ制御アセンブリの第１の要素及び第２の要素が、
    それぞれポンプである請求項８６に記載の装置。
88. 【請求項８８】 上記流域の一つが入力及び出力端を有し、 上記出力端から上記入力端に逆に延びる少なくとも一つの流路、及び上記出力端
    から上記入力端まで上記流路に沿ってｐＨ調節された流体の容積流速を変えるた
    めの上記流路に沿った流速調節装置を更に含んでなる請求項８７に記載の装置。
89. 【請求項８９】 上記流れ制御アセンブリが、その運転を促すために、上記
    流速調節装置に作動可能なように接続されている請求項８７に記載の装置。
90. 【請求項９０】 相互に隣接して配設されて、その間に作用領域を規定する
    電極と、 上記作用領域を２つの通路またはチャンバーに分割するために、上記電極間の
    上記作用領域中に配設されているイオン透過性膜と、 上記通路またはチャンバーに接続されて、上記通路またはチャンバーに別々の
    流体流を配送する第１の一対のチャンネルと、 上記電極に電位差を印加して、上記電極間の上記作用領域に延びる経路に沿っ
    て流れる溶液に電気化学的に作用することを可能にするために、上記電極に作動
    可能なように接続されている電導性コネクターと を含んでなる流動性の流体を処理する装置。
91. 【請求項９１】 上記通路またはチャンバーを通る容積流速を調節するため
    に、上記経路に沿って配設されている流速調節装置を更に含んでなる請求項９０
    に記載の装置。
92. 【請求項９２】 上記電極の下流に配設されているｐＨ検出器を更に含んで
    なり、上記ｐＨ検出器が、上記流れ調節要素に作動可能なように接続されている
    請求項９１に記載の装置。
93. 【請求項９３】 上記通路またはチャンバーが入力及び出力端を有し、 上記出力端から上記入力端に逆に延びる少なくとも一つの流路と、 上記出力端から上記入力端まで上記流路に沿ってｐＨ調節された流体の容積流
    速を変えるための上記流路に沿った流速調節装置と を更に含んでなる請求項９０に記載の装置。
94. 【請求項９４】 上記通路またはチャンバーが、入力及び出力端を有し、 上記出力端から上記入力端に逆に延びる少なくとも一つの流路を更に含んでなる
    請求項９０に記載の装置。