JP2002098669A - 塩素濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】性質の異なる電解酸性水の残留塩素濃度を正確
に知ることができる測定方法を提供する。 【解決手段】電解酸性水が流通する流通経路に配設され
ている貴金属製の陽極３３ｃ1と卑金属製の陰極３３ｃ2
間での酸化還元反応により発生する電流の電流値に基づ
いて、電解酸性水中の残留塩素濃度を測定する塩素濃度
測定方法であって、前記電流値に基づく塩素濃度を、電
解酸性水の性質変化に応じて予め設定されている補正値
に基づいて補正するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解生成水の塩素
濃度を測定するカルバニ方式による濃度測定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電解生成水中の残留する塩素（残留塩
素）は、電解生成水の機能（殺菌作用等）上の有効塩素
としての意味を有するものとして測定されるものであ
り、貴金属製の陽極と卑金属製の陰極間での酸化還元反
応により発生する電流の電流値に基づくカルバニ方式の
測定方法が採用される。

【０００３】カルバニ方式の塩素濃度測定方法は、実用
新案登録第３０５１９２１号登録実用新案公報に示され
ているように、被測定水が流通する流通経路に配設され
ている貴金属製の陽極（例えばＰｔ）と卑金属製の陰極
（例えばＡｇ）間での酸化還元反応により発生する電流
の電流値に基づいて、被測定水中の塩素濃度を測定する
塩素濃度測定方法であり、消毒、滅菌、脱臭、漂白等の
工程で加えられた塩素ガス、さらし粉、次亜塩素酸等の
有効塩素を含有する処理用水や、処理済み水を測定の対
象としている。

【０００４】遊離塩素を含む水中では、陽極と陰極間で
酸化還元反応が発生して電流が流れる。この電流が遊離
塩素の濃度に比例することを利用して、水中の遊離塩素
の濃度を測定する。各電極間での酸化還元反応は、Ｐｔ
陽極側：ＨＯＣｌ＋Ｈ⁺＋ｅ^-→１／２Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ、Ａ
ｇ陰極側：Ａｇ＋Ｃｌ^-→ＡｇＣｌ＋ｅ^-である。

【０００５】当該測定方法は、基本的には、濃ＮａＯＣ
ｌ水を約１３重量％に希釈した水溶液中のＣｌ^-とＮａ⁺
の量が一律に決定し易いことを利用しているものであ
る。すなわち、濃ＮａＯＣｌ水は、構成成分としてＮａ
ＯＨ（Ｎａ⁺、ＯＨ^-）、ＯＣｌ ^-、Ｎａ⁺を含有してい
て、ｐＨが約１３、ＮａＯＣｌとして１３重量％含有し
ている。かかる水溶液を純水で希釈すると、ＮａＯＨ
（Ｎａ⁺、ＯＨ^-）、ＯＣｌ^-、Ｎａ⁺のうち測定に関与す
るＯＣｌ^-がＣｌ^-となる量は一対一の関係として、電子
の授受すなわち電流値によって関係づけられる。このた
め、同一濃度の薬剤（濃ＮａＯＣｌ水）を希釈すると、
Ｃｌ^-濃度は希釈倍率と直線的に一致する。

【０００６】従って、当該方式の濃度測定方法は、当然
のことながら電解生成水の塩素濃度の測定にも適用し得
るものと推測される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解生
成水は、上記した薬剤（濃ＮａＯＣｌ水）の水溶液とは
異なる特異の性質を有することから、電解生成水の性質
が変更された場合には、塩素濃度の正確な値と実測値と
の間にずれが生じるということが判明した。

【０００８】すなわち、電解生成水は、一般には、Ｎａ
Ｃｌ等の無機塩の水溶液を被電解水として、この水溶液
を電気分解することにより生成される。このため、電解
生成水には、未電解のＮａＣｌ等の無機塩が残存すると
ともにＨＣｌが生成される。従って、当該方式の実測値
には、ＮａＣｌやＨＣｌ中のＣｌ^-が加算されることに
なる。また、未電解のＮａＣｌや生成されるＨＣｌは、
電解生成水の性質に密接に関係していて、電解水の生成
条件によって、未電解のＮａＣｌや生成されるＨＣｌの
量を変更して所望の性質の電解生成水を製造することが
できるものである。

【０００９】このため、当該方式の塩素濃度測定方法で
は、電解生成水の塩素濃度の正確な値と実測値との間に
ずれが存在するとともに、この実測値のずれは異なる性
質の電解生成水間でも差があることになり、当該塩素濃
度測定方法をそのまま採用しても、正確な塩素濃度を測
定することができない。従って、本発明の目的は、かか
る問題に対処することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は塩素濃度測定方
法に関するもので、特に、電解生成水が流通する流通経
路に配設されている陽極と陰極間での酸化還元反応によ
り発生する電流の電流値に基づいて、電解生成水中の塩
素濃度を測定する方式の塩素濃度測定方法に関するもの
である。

【００１１】しかして、本発明に係る塩素濃度測定方法
は、上記した方式の塩素濃度測定方法において、前記電
流値に基づく塩素濃度を、電解生成水の性質変化に応じ
て予め設定されている補正値に基づいて補正することを
特徴とするものである。

【００１２】本発明に係る塩素濃度測定方法において
は、塩素濃度を補正するための電解生成水の性質変化
は、電解生成水の生成条件である電解電圧、電解電流、
被電解水の塩濃度、被電解水の供給速度からなる群の少
なくとも１つの生成条件に拘わり、これらの生成条件の
少なくとも１つの条件に応じて、前記電流値に基づく塩
素濃度を補正するようにすることをができる。また、電
解生成水は塩水を電気分解して生成される酸性水であっ
て、被測定塩素は酸性水に残留する遊離塩素とすること
ができる。

【００１３】

【発明の作用・効果】本発明に係る塩素濃度測定方法に
おいては、電解生成水の塩素濃度の実測値を、電解生成
水の性質変化に応じて予め設定されている補正値に基づ
いて補正するものであり、異なる性質の電解生成水にお
いても、正確な塩素濃度を得ることができるものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明すると、図１は、本発明に係る塩素濃度測定方法によ
り、電解生成酸性水の残留塩素濃度を測定し得る電解水
生成装置を示している。当該電解水生成装置は、電解水
生成機構１０と、塩水調製機構２０と、電力付与機構３
０ａと、残留塩素測定装置３０ｂと、制御装置３０ｃと
を備えている。

【００１５】電解水生成機構１０は、電解槽１０ａと切
替弁１０ｂとにより構成されている。電解槽１０ａは有
隔膜電解槽であって、槽本体１１と、槽本体１１の中央
部に配設されて槽本体１１を２つの電解室Ｒ1，Ｒ2に区
画する隔膜１２と、各電解室Ｒ1，Ｒ2に配設された一対
の電極１３，１４とからなり、各電解室Ｒ1，Ｒ2には、
それらの下方の部位に後述する塩水調製機構２０を構成
する濃度調製管路２６に接続する各塩水供給管路２７
ａ，２７ｂがそれぞれ接続されている。また、各電解室
Ｒ1，Ｒ2の上方の部位には、各流出管路１５ａ，１５ｂ
が接続されている。

【００１６】切替弁１０ｂは、弁本体１６と切替弁体１
７とからなり、弁本体１６には、各流出管路１５ａ，１
５ｂと各排出管路１８ａ，１８ｂとが接続されている。
切替弁１０ｂにおいては、切替弁体１７の切替動作によ
り、各流出管路１５ａ，１５ｂと各排出管路１８ａ，１
８ｂとが選択的に接続され、切替弁体１７が図示実線で
示し動作状態では、排出管路１８ａと流出管路１５ａが
互いに接続されるとともに、排出管路１８ｂと流出管路
１５ｂが互いに接続され、かつ、図示２点鎖線で示す動
作状態では、排出管路１８ａと流出管路１５ｂが互いに
接続されるとともに、排出管路１８ｂと流出管路１５ａ
が互いに接続される。

【００１７】塩水調製機構２０は、濃塩水タンク２１、
濃塩水供給管路２２、塩水供給ポンプ２３、水供給管路
２４、給水弁２５、濃度調製管路２６、および塩水供給
管路２７ａ，２７ｂにて構成されている。濃塩水タンク
２１は、飽和食塩水を貯留するもので、濃塩水供給管路
２２を介して水供給管路２４に接続されており、濃塩水
供給管路２２には塩水供給ポンプ２３が介装され、か
つ、水供給管路２４には給水弁２５が介装されている。
濃度調製管路２６は、濃塩水供給管路２２と水供給管路
２４との接続部位より下流側の管路であり、かつ、各塩
水供給管路２７ａ，２７ｂは濃度調製管路２６の下流側
の端部から分岐した各管路である。塩水供給ポンプ２３
は吐出流量が可変のタイプのものであり、給水弁２５は
一定流量を流出する開閉タイプのものである。

【００１８】電力付与機構３０ａは、直流電源３１と電
磁開閉器３２からなり、直流電源３１の各電極が電磁開
閉器３２を介して電解槽１０内の各電極１３，１４に接
続されている。直流電源３１は印加電圧が可変の電圧可
変タイプのもので、また、電磁開閉器３２は切替動作に
より、各電極１３，１４に対する印加電圧の極性を互い
に切替るべく機能するもので、中立状態では開成してい
て直流電源３１と両電極１３，１４の接続を遮断する。

【００１９】残留塩素濃度測定装置３０ｂは、カルバニ
式の塩素濃度測定器３３、演算器３４および表示器３５
を備えている。塩素濃度測定器３３は公知のもので、図
２および図３に示すように、ケーシング３３ａと、ケー
シング３３ａ内にて回転可能に支持されて同軸的に位置
する水車３３ｂと、ケーシング３３ａ内にて水車３３ｂ
に同軸的に配設された陽極３３ｃ1および陰極３３ｃ2を
有する電極板３３ｃと、水車３３ｂ内に収容された多数
のガラスビース３３ｄを備えた構成となっている。

【００２０】ケーシング３３ａは、給水管路３３ａ1お
よび流出管路３３ａ2を備え、電解水生成機構１０の排
出管路１８ａの途中に配設されていて、排出管路１８ａ
から流出される電解生成水である酸性水を給水管路３３
ａ1、水車３３ｂ、および流出管路３３ａ2を通して流出
させる。この間、水車３３ｂが水流により回転し、水車
３３ｂ内に取り込まれた酸性水はガラスビース３３ｄに
より撹拌されつつ流出し、かつ、この間に塩素濃度が測
定される。測定された塩素濃度は、電流値の信号として
リード線３３ｅを経て演算器３４に出力され、演算器３
４ではこの信号に基づいて塩素濃度を算出して、算出さ
れた塩素濃度を表示器３５にて表示させる。

【００２１】制御装置３０ｃは、切替弁１０ａの切替弁
体１７を切替制御し、塩水供給ポンプ２２の吐出量を可
変制御し、給水弁２５を開閉制御し、直流電源３１の印
加電圧の電圧を可変制御し、かつ、電磁開閉器３２を切
替制御する。なお、制御装置３０ｃには、電磁開閉器３
２と電極１４とを接続する接続回路に介装した電流セン
サー３６からの電流値が信号として入力される。

【００２２】制御装置３０ｃは、電解水生成装置の電源
の投入により作動して、給水弁２５を開成するとともに
塩水供給ポンプ２３を駆動して塩水調製機構２０を塩水
調製動作させ、直流電源３１を動作しかつ電磁開閉器３
２を閉成動作して電解槽１０ａ内の両電極１３，１４に
所定の電圧を印加するとともに、切替弁１０ｂを動作す
る。

【００２３】これにより、当該電解水生成装置において
は、塩水調製機構２０にて調製された塩水が各塩水供給
管路２７ａ，２７ｂを通って電解槽１０ａの各電解室Ｒ
1，Ｒ2に供給され、各電解室Ｒ1，Ｒ2に供給された塩水
は電解されて電解生成水として切替弁１０ｂを通って各
排出管路１８ａ，１８ｂから流出される。この場合、電
解槽１０ａは有隔膜電解槽であることから、正極側の電
解室（例えば電解室Ｒ1）では酸性水が生成され、酸性
水は排出管路１８ａを通って流出し、負極側の電解室
（例えば電解室Ｒ2）ではアルカリ水が生成され、アル
カリ水は排出管路１８ｂを通って流出する。制御装置３
０ｃは、電解開始から所定時間この状態に制御する。

【００２４】この間、制御装置３０ｃは、電流センサー
３６からの電流値信号に基づき、両電極１３，１４間の
電解電流値が一定になる塩水濃度を演算し、この塩水濃
度が確保されるように塩水供給ポンプ２３の濃塩水の吐
出量を微調整する。当該電解水生成装置においては、こ
の電解状態を１サイクルとし、電解運転を一旦中断して
両電極１３，１４に対する印加電圧の極性を互いに切替
えて、上記と同様の運転条件で電解運転を再開する。

【００２５】この再開運転では、各電極１３，１４に対
する印加電圧の極性が互いに切替えられ、これに対応し
て切替弁１０ｂも切替えられていることから、正極側の
電解室（例えば電解室Ｒ2）では酸性水が生成され、酸
性水は流出管路１５ｂおよび排出管路１８ａを通って流
出し、負極側の電解室（例えば電解室Ｒ1）ではアルカ
リ水が生成され、アルカリ水は流出管路１５ａおよび排
出管路１８ｂを通って流出する。

【００２６】しかして、当該電解水生成装置において
は、電解電圧値を８Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖの３通りに変更
して電解生成水の性質を変更し得るようになっている。
電解電圧値の変更は、図示しない操作ボタンの操作によ
り制御装置３０ｃに指示するもので、制御装置３０ｃは
電解電圧値の指示に基づいて、両電極１３，１４に印加
する電圧を指示通りに変更する。この場合、被電解水で
ある塩水の塩濃度および供給速度が一定であれば、電解
電流値は電解電圧値に比例する。従って、この条件の下
では、電解電圧値の変更により電解効率変更して、電解
生成水の性質を変更し得る。すなわち、電解電圧値を高
く変更した場合には電解効率が高くなって、電解生成水
中の未電解の塩類（例えばＮａＣｌ）の量が低下し、例
えば、酸性水にあってはＣｌ^-（有効塩素）濃度が高く
なってｐＨが低下し、また、アルカリ水にあってはＯＨ
^-濃度が高くなってｐＨが上昇する。また、電解電圧値
が低く変更された場合には、電解生成水の性質はこれら
とは逆の関係になる。

【００２７】このように、当該電解水生成装置において
は、電解電圧値の変更により、電解生成水である酸性水
の性質が変更されるが、酸性水の残留塩素であるＣｌ^-
（有効塩素）の濃度は塩素濃度測定器３３により常時ま
たは定時的に測定されて、演算器３４を介して表示器３
５に表示される。

【００２８】当該電解水生成装置においては、制御装置
３０ｃに、酸性水が性質を変更された場合の塩素濃度の
実測値に対する補正値が記憶されていて、制御装置３０
ｃは、電解電圧値の変更の指示信号に基づいて、予め設
定されている補正値を加算すべく演算器３４に指示す
る。演算器３４は、制御装置３０ｃからの加算すべき指
示に基づいて、塩素濃度の実測値に設定されている補正
値を加算して、正確な塩素濃度として表示器３５に表示
させる。塩素濃度の補正値は、各電解電圧値に対応した
補正値として予め実験により算出しておくもので、各電
解電圧値に対応した各補正値は制御装置３０ｃに記憶さ
れる。

【００２９】表１には、被電解水の塩濃度０．１２ｗｔ
％、水温２５℃、電解電流１０Ａ、電解水流速２．０ｌ
／ｍｉｎの条件下での電解運転における電解電圧の変更
に対応する補正値

【００３０】

【表１】

【００３１】当該補正値は、補正係数として示してある
もので、塩素濃度の正確な値は実測値に当該補正係数を
掛けた値となる。すなわち、変更前の電解電圧を変更し
た場合、塩素濃度の実測値に、変更後の電解電圧に対応
する欄の補正係数を掛けた値が塩素濃度の正確値とな
る。例えば、８Ｖの電解電圧を１０Ｖに変更した場合に
は、その補正係数は１．２５となる。

【００３２】このように、当該電解水生成装置において
は、電解生成水である酸性水の塩素濃度（残留塩素濃
度）の実測値を、酸性水の性質変化に応じて予め設定さ
れている補正値に基づいて補正していることから、異な
る性質の酸性水においても、正確な残留塩素濃度を得る
ことができる。

【００３３】なお、当該電解水生成装置では、電解電圧
値以外に、電解電流値、被電解水である塩水の塩濃度、
塩水の供給速度等を変更することにより、電解生成水の
性質を変更することができる。このため、これらの要因
の変更に対応した補正値を予め確保しておいて、これら
の要因の変更に応じて、かかる補正値を塩素濃度の実測
値に加算するようにして、正確な塩素濃度を得るように
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塩素濃度測定方法を実施し得る塩
素濃度測定装置を備えた電解水生成装置の概略的構成図
である。

【図２】塩素濃度測定装置を構成する塩素濃度測定器の
縦断面図である。

【図３】同塩素濃度測定器の平面図である。

【符号の説明】

１０…電解水生成機構、１０ａ…電解槽、１０ｂ…切替
弁、１１…槽本体、１２…隔膜、１３，１４…電極、１
５ａ，１５ｂ…流出管路、１６…弁本体、１７…切替弁
体、１８ａ，１８ｂ…排出管路、２０…塩水調製機構、
２１…濃塩水タンク、２２…濃塩水供給管路、２３…塩
水供給ポンプ、２４…水供給管路、２５，２８…給水
弁、２６…濃度調製管路、２７ａ，２７ｂ…塩水供給管
路、３０ａ…電力付与機構、３０ｂ…残留塩素濃度測定
装置、３０ｃ…制御装置、３１…直流電源、３２…電磁
開閉器、３３…塩素濃度測定器、３３ａ…ケーシング、
３３ａ1…給水管路、３３ａ2…流出管路、３３ｂ…水
車、３３ｃ…電極板、３３ｃ1…陽極、３３ｃ2…陰極、
３３ｄ…ガラスビース、３４…演算器、３５…表示器、
３６…電流センサー、Ｒ1，Ｒ2…電解室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電解生成水が流通する流通経路に配設され
   ている陽極と陰極間での酸化還元反応により発生する電
   流の電流値に基づいて、電解生成水中の塩素濃度を測定
   する塩素濃度測定方法において、前記電流値に基づく塩
   素濃度を、電解生成水の性質変化に応じて予め設定され
   ている補正値に基づいて補正することを特徴とする塩素
   濃度測定方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の塩素濃度測定方法におい
   て、塩素濃度を補正するための電解生成水の性質変化
   は、電解生成水の生成条件である電解電圧、電解電流、
   被電解水の塩濃度、被電解水の供給速度からなる群の少
   なくとも１つの生成条件に拘わり、これらの生成条件の
   少なくとも１つの条件に応じて、前記電流値に基づく塩
   素濃度を補正することを特徴とする塩素濃度測定方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の塩素濃度測定方
   法において、電解生成水は塩水を電気分解して生成され
   る酸性水であって、被測定塩素は酸性水中に残留する遊
   離塩素であることを特徴とする塩素濃度測定方法。