JP5129442B2 - Liquid charged substance concentration control device - Google Patents

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Description

本発明は、液体中に存在するイオン等の帯電物質の濃度や存在比率等の液質を、電気的な制御のみで液体を直接的に調節することにより、液体の帯電物質の濃度等の液質を比較的簡単な装置で高精度に調節できる液体の帯電物質の濃度調節装置に関するものである。
The present invention directly adjusts the liquid quality such as the concentration and the abundance ratio of charged substances such as ions existing in the liquid only by electrical control, thereby providing a liquid charged substance concentration and the like. those related to the concentration regulating equipment for charging liquid substances that can be adjusted with high accuracy by a relatively simple device quality.

従来から、さまざまな産業分野において各種の特性を有する液体が用いられている。このような液体は、pH,電気抵抗,濃度,密度,粘度,色,味覚等の各種の液質を、用途に応じて最も適切な特性となるように調整して使用される。このような液質の制御は、主としてイオン濃度を制御することにより行うことが可能であり、特にpH,電気抵抗等は主としてイオン濃度を制御することにより行われる。   Conventionally, liquids having various characteristics have been used in various industrial fields. Such a liquid is used by adjusting various liquid qualities such as pH, electric resistance, concentration, density, viscosity, color, taste and the like so as to have the most appropriate characteristics according to the application. Such liquid quality can be controlled mainly by controlling the ion concentration. In particular, pH, electrical resistance, and the like are mainly controlled by controlling the ion concentration.

上記のようなイオン濃度の制御方法として、例えば下記の特許文献1に示すように、制御対象の液体のイオン濃度を検知して、そのイオン濃度が目標のレベルとなるように所定の薬品を補充することにより行うものが開示されている。   As an ion concentration control method as described above, for example, as shown in Patent Document 1 below, the ion concentration of a liquid to be controlled is detected, and a predetermined chemical is replenished so that the ion concentration becomes a target level. What is done by doing is disclosed.

また、下記の特許文献2に示すように、液体を電気分解しながらイオン透過性膜を透過させることにより、酸性水とアルカリ性水に分離してpHセンサが設けられた塩水タンクに導入し、上記pHセンサの検出信号に基づいて酸性水とアルカリ性水の導入量を調節することにより塩水のpHを所望の値に制御するものが開示されている。   Moreover, as shown in the following Patent Document 2, by allowing the liquid to permeate through the ion permeable membrane while electrolyzing the liquid, it is separated into acidic water and alkaline water and introduced into a salt water tank provided with a pH sensor, There has been disclosed a method in which the pH of salt water is controlled to a desired value by adjusting the introduction amount of acidic water and alkaline water based on a detection signal of a pH sensor.

さらに、下記の特許文献3に示すように、カソードの面積をアノードの面積よりも大きくすることにより、電気化学的手法により被処理水中の窒素化合物を分解除去するものが開示されている。   Furthermore, as shown in Patent Document 3 below, a method is disclosed in which the area of the cathode is made larger than the area of the anode to decompose and remove nitrogen compounds in the water to be treated by an electrochemical method.

さらに、下記の特許文献4および5に示すように、液体中に存在させた2枚の電極に直流電流を印加して液体中のイオンを除去・回収するものが開示されている。
特開2001−103855号公報 特開平7−299457号公報 特開2002−248474号公報 特開平6−325983号公報 特表平11−505463号公報
Furthermore, as shown in Patent Documents 4 and 5 below, a technique is disclosed in which a direct current is applied to two electrodes existing in a liquid to remove and collect ions in the liquid.
JP 2001-103855 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-299457 JP 2002-248474 A JP-A-6-325983 Japanese National Patent Publication No. 11-505463

しかしながら、上記特許文献1のような方法では、制御対象とする溶液のタンク以外に、補充用の薬品タンクおよびその薬品を補充するためのポンプおよび配管が、必要とする薬品の種類の数だけ必要となり、設備が大掛かりなものとなってしまう。また、上記特許文献2の方法でも、導入する酸性水とアルカリ性水をタンクに貯めておくのではなく電気分解で生成するに過ぎず、制御対象とする溶液のタンク(塩水タンク)以外に電気分解装置や配管が必要になり、設備が大掛かりなものとなってしまう。このため、上記いずれの方法でも、設備が複雑かつ大掛かりで、設備コストやメンテナンスコストがかかるという問題がある。しかも、上記特許文献2の方法では、イオン透過性膜を必要とすることから、その交換や再生等のメンテナンスが必要となり、設備維持のために多大なコストがかかっているのが実情である。   However, in the method as described in Patent Document 1, in addition to the solution tank to be controlled, a replenishing chemical tank and pumps and pipes for replenishing the chemical are required for the number of types of chemicals required. As a result, the equipment becomes large. In the method of Patent Document 2 as well, the acidic water and alkaline water to be introduced are not stored in the tank but are only generated by electrolysis, and the electrolysis is performed in addition to the solution tank (salt water tank) to be controlled. Equipment and piping are required, and the equipment becomes large. For this reason, in any of the above methods, there is a problem that the equipment is complicated and large, and equipment costs and maintenance costs are required. Moreover, since the method of Patent Document 2 requires an ion-permeable membrane, maintenance such as replacement and regeneration is necessary, and it is a fact that a great deal of cost is required to maintain the equipment.

また、特許文献1および特許文献2のいずれの方法でも、イオン濃度やpHが目標レベルとなるように調整用の液体を補充するものに過ぎず、制御対象の溶液自体を直接制御するのではない。このような調整用液体を補充する場合、調整用液体の特性ばらつきが制御精度に影響したり、補充過剰による調整精度のばらつきが生じやすかったりするという問題もあった。また、イオン濃度やpHを微調整しようとすると、少量の調整用液体を投入して制御することになるのであるが、少量の調整用液体の投入がタンク内で十分に混ざり、イオン濃度やpHの検出値に反映してから、再度少量の調整用液体を投入することを繰り返す必要があることから、微調整作業には時間と手間がかかるという問題があった。   Further, in any of the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the adjustment liquid is merely replenished so that the ion concentration and pH become the target level, and the control target solution itself is not directly controlled. . When such adjustment liquid is replenished, there are problems that variations in the characteristics of the adjustment liquid affect control accuracy, and variations in adjustment accuracy due to excessive replenishment are likely to occur. Also, when trying to finely adjust the ion concentration or pH, a small amount of adjustment liquid is supplied and controlled. However, a small amount of adjustment liquid is mixed well in the tank, and the ion concentration and pH are mixed. Since it is necessary to repeatedly add a small amount of the adjustment liquid again after reflecting in the detected value, there is a problem that the fine adjustment work takes time and labor.

さらに、上記特許文献3に示す方法は、カソードの面積をアノードの面積よりも大きくすることにより、カソードで生じる還元反応を促進させて窒素化合物を分解・除去するものに過ぎず、溶液の液質が任意の目標値になるようにコントロールし、制御できるものではない。また、上記特許文献4および5に示す方法も、単に溶液中のイオン性物質を除去するだけのものに過ぎず、溶液の液質が任意の目標値になるようにコントロールし、制御できるものではない。   Furthermore, the method shown in Patent Document 3 merely increases the cathode area than the anode area, thereby promoting the reduction reaction generated at the cathode to decompose and remove nitrogen compounds. Is controlled so as to be an arbitrary target value, and cannot be controlled. In addition, the methods shown in Patent Documents 4 and 5 are merely methods for removing ionic substances in a solution, and the liquid quality of the solution can be controlled and controlled to an arbitrary target value. Absent.

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、溶液等の液体中に存在するイオン等の帯電物質の濃度や存在比率等の液質を、電気的な制御で直接的に溶液等の液体を制御することにより、比較的簡単な装置で高精度に調節できる液体の帯電物質の濃度調節装置の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the circumstances as described above. The liquid quality such as the concentration and the existence ratio of charged substances such as ions existing in the liquid such as the solution is directly controlled by the electric control. by controlling the liquid and an object thereof is to provide a concentration regulating equipment for charging liquid substances that can be adjusted with high precision with a relatively simple device.

上記目的を達成するため、本発明の液体の帯電物質の濃度調節装置は、濃度調節対象とする液体中に存在させる陽極および陰極と、上記陽極および陰極に直流電圧を印加する電圧供給手段と、液体のpHを測定するpH計とを備え、
上記陽極と陰極を帯電物質の静電吸着能力が相対的に異なるものとすることにより、上記液体中に存在するプラス帯電物質を多く吸着するプラスイオン吸着モードとマイナス帯電物質を多く吸着するマイナスイオン吸着モードのいずれかによっていずれかの帯電物質を選択的に多く吸着して液体の帯電物質の濃度を調節する際に、
上記pH計によってpHを検知することにより、液体のアルカリ化または酸性化の程度を検知し、プラスイオン吸着モードかマイナスイオン吸着モードかを行って、液体の帯電物質の濃度を目標値に向かって調節するように構成したことを要旨とする。
In order to achieve the above object, a concentration adjusting apparatus for a charged substance of a liquid according to the present invention includes an anode and a cathode that are present in a liquid whose concentration is to be adjusted, a voltage supply unit that applies a DC voltage to the anode and the cathode, A pH meter for measuring the pH of the liquid,
By making the electrostatic adsorption capacity of the charged substance relatively different between the anode and the cathode, a positive ion adsorption mode that adsorbs a lot of positively charged substances existing in the liquid and a negative ion that adsorbs a lot of negatively charged substances. When adjusting the concentration of the charged substance in the liquid by selectively adsorbing a large amount of any charged substance in any of the adsorption modes ,
By detecting the pH with the pH meter, the degree of alkalinity or acidification of the liquid is detected , the positive ion adsorption mode or the negative ion adsorption mode is performed, and the concentration of the charged substance in the liquid is set toward the target value. The gist is that it is configured to adjust .

すなわち、本発明の液体の帯電物質の濃度調節装置は、陽極と陰極を帯電物質の静電吸着能力が相対的に異なるものとすることにより、上記液体中に存在するプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着して液体の帯電物質の濃度を調節する。これにより、調節対象とする液体中に元々存在していたプラス帯電物質とマイナス帯電物質の存在比率すなわち濃度バランスを調節することが可能となる。例えば、陽極の静電吸着能力が陰極よりも大きくなるように設定すると、液体中に元々存在していたマイナス帯電物質の吸着量がプラス帯電物質よりも多くなる。その結果、(液体中に新たなマイナス帯電物質が生成したとしても)元々存在していたプラス帯電物質の存在比率が、元々存在していたマイナス帯電物質よりも高い状態に制御することが可能となる。反対に、陰極の静電吸着能力が陽極よりも大きくなるように設定すると、液体中に元々存在していたプラス帯電物質の吸着量がマイナス帯電物質よりも多くなる。その結果、(液体中に新たなプラス帯電物質が生成したとしても)元々存在していたマイナス帯電物質の存在比率が、元々存在していたプラス帯電物質よりも高い状態に制御することが可能となる。このように、液体中に元々存在していたプラス帯電物質とマイナス帯電物質の濃度バランスを制御できるようになる。   In other words, the concentration adjusting device for a charged substance of a liquid according to the present invention is such that a positively charged substance and a negatively charged substance existing in the liquid are obtained by making the electrostatic adsorption capacity of the charged substance relatively different between the anode and the cathode. One of these is selectively adsorbed to adjust the concentration of the charged substance in the liquid. As a result, it is possible to adjust the existence ratio, that is, the concentration balance, of the positively charged substance and the negatively charged substance that originally existed in the liquid to be adjusted. For example, when the electrostatic adsorption capacity of the anode is set to be larger than that of the cathode, the amount of adsorption of the negatively charged substance originally present in the liquid becomes larger than that of the positively charged substance. As a result, it is possible to control the existence ratio of the positively charged substance that was originally present (even if a new negatively charged substance is generated in the liquid) to be higher than the negatively charged substance that was originally present. Become. On the other hand, when the electrostatic adsorption capacity of the cathode is set to be larger than that of the anode, the amount of adsorption of the positively charged substance originally present in the liquid becomes larger than that of the negatively charged substance. As a result, it is possible to control the existence ratio of the negatively charged substance that was originally present (even if a new positively charged substance is generated in the liquid) to be higher than the positively charged substance that was originally present. Become. As described above, the concentration balance between the positively charged substance and the negatively charged substance originally present in the liquid can be controlled.

このように、制御対象とする液体中に存在する帯電物質の濃度や存在比率を、電気的な制御で直接的に液体の制御を行うことができるため、従来のように、調整用液を蓄えるタンクや調整用液をつくるための電気分解装置、それにともなう複雑な配管等を必要とせず、装置が大幅に簡素化小型化し、設備コストやメンテナンスコストの大幅な節減が可能となった。また、従来のようなイオン交換膜を必要としないことから、イオン交換膜のメンテナンスも不要となる。しかも、従来のように、調整用液体を補充するのではなく、制御対象の溶液自体を直接制御することから、調整用液体の特性ばらつきが制御精度に影響したり、補充過剰による調整精度のばらつきが生じたりするという問題も完全に解消する。
また、液体のpHを測定するpH計を備え、上記pH計によってpHを検知することにより、液体のアルカリ化または酸性化の程度を検知するように構成したことにより、pHを検知することにより液体のアルカリ化または酸性化の程度を検知することができる。
また、上記液体中に存在するプラス帯電物質を多く吸着するプラスイオン吸着モードとマイナス帯電物質を多く吸着するマイナスイオン吸着モードのいずれかによっていずれかの帯電物質を選択的に多く吸着して液体の帯電物質の濃度を調節する際に、上記pH計によってpHを検知することにより、液体のアルカリ化または酸性化の程度を検知し、プラスイオン吸着モードかマイナスイオン吸着モードかを行って、液体の帯電物質の濃度を目標値に向かって調節することができる。
As described above, since the liquid can be directly controlled by electrical control of the concentration and the existence ratio of the charged substance existing in the liquid to be controlled, the adjustment liquid is stored as in the past. Electrolyzers for producing tanks and liquids for adjustment and complicated piping are not required, and the equipment has been greatly simplified and miniaturized, making it possible to greatly reduce equipment costs and maintenance costs. Further, since the conventional ion exchange membrane is not required, maintenance of the ion exchange membrane is also unnecessary. Moreover, since the adjustment target liquid is not directly replenished as in the prior art, the control target solution itself is directly controlled, so that variations in the characteristics of the adjustment liquid affect the control accuracy, or variations in adjustment accuracy due to excessive replenishment. The problem of the occurrence of the problem is completely solved.
Further, a pH meter for measuring the pH of the liquid is provided, and the liquid is detected by detecting the pH by detecting the pH by the pH meter, thereby detecting the degree of alkalinity or acidification of the liquid. The degree of alkalinization or acidification of can be detected.
In addition, either of the positive ion adsorption mode that adsorbs a lot of positively charged substances existing in the liquid and the negative ion adsorption mode that adsorbs a lot of negatively charged substances can selectively adsorb any one of the charged substances. When adjusting the concentration of the charged substance, by detecting the pH with the pH meter, the degree of alkalinity or acidification of the liquid is detected, and the positive ion adsorption mode or the negative ion adsorption mode is performed. The concentration of the charged substance can be adjusted toward the target value.

本発明において、上記陽極と陰極に対して直流電圧を印加して液体中のプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着する吸着モードと、上記陽極と陰極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで陽極と陰極にそれぞれ吸着していた帯電物質を放出する放出モードとを切り替える切替手段を備え
吸着モードにおいて、上記pH計によるpHが所定の閾値を超えたときに切替手段によって放出モードに切り替えるように構成した場合には、
吸着モードでは、液体中に元々存在していたプラス帯電物質とマイナス帯電物質の濃度バランスを調節するが、そのまま吸着を続けると、吸着能力の限界に達する。そこで、このような場合には、上記切替手段を切り換えて放出モードにし、上記陽極と陰極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで陽極と陰極にそれぞれそれまで吸着していた帯電物質を放出することにより、陽極および陰極を再生することができるのである。
また、吸着モードでpHが所定の閾値を超えたときに放出モードに切り替えて電極を再生できる。
In the present invention, a direct current voltage is applied to the anode and the cathode to selectively adsorb either a positively charged substance or a negatively charged substance in the liquid, and the anode and the cathode are short-circuited or It has a switching means for switching between a reverse polarity and a discharge mode for discharging the charged substance that has been adsorbed to the anode and the cathode until then ,
In the adsorption mode, when configured to switch to the release mode by the switching means when the pH by the pH meter exceeds a predetermined threshold ,
In the adsorption mode, the concentration balance between the positively charged substance and the negatively charged substance that originally existed in the liquid is adjusted. If the adsorption is continued as it is, the limit of the adsorption capacity is reached. Therefore, in such a case, the switching means is switched to the emission mode, and the anode and the cathode are short-circuited or reversed in polarity to release the charged substances that have been adsorbed to the anode and the cathode until then. Thus, the anode and the cathode can be regenerated.
Further, when the pH exceeds a predetermined threshold value in the adsorption mode, the electrode can be regenerated by switching to the release mode.

本発明において、陽極の静電吸着能力が陰極よりも大きくなるよう設定されている場合には、陽極の静電吸着能力が陰極よりも大きくなるように設定すると、静電吸着能力の大きな陽極に対して元々液体中に存在していたマイナス帯電物質の吸着量が、静電吸着能力の小さな陰極へのプラス帯電物質の吸着量よりも多くなる。その結果、(液体中に新たなマイナス帯電物質が生成したとしても)元々存在していたプラス帯電物質の存在比率が、元々存在していたマイナス帯電物質よりも高くなる状態に制御することが可能となる。   In the present invention, when the electrostatic adsorption capacity of the anode is set to be larger than that of the cathode, if the electrostatic adsorption capacity of the anode is set to be larger than that of the cathode, an anode having a large electrostatic adsorption capacity can be obtained. On the other hand, the adsorption amount of the negatively charged substance originally present in the liquid becomes larger than the adsorption amount of the positively charged substance on the cathode having a small electrostatic adsorption capability. As a result, even if a new negatively charged substance is generated in the liquid, the existence ratio of the positively charged substance that originally existed can be controlled to be higher than the negatively charged substance that originally existed. It becomes.

本発明において、陰極の静電吸着能力が陽極よりも大きくなるよう設定されている場合には、静電吸着能力の大きな陰極に対して元々液体中に存在していたプラス帯電物質の吸着量が、静電吸着能力の小さな陽極へのマイナス帯電物質の吸着量よりも多くなる。その結果、(液体中に新たなプラス帯電物質が生成したとしても)元々存在していたマイナス帯電物質の存在比率が、元々存在していたプラス帯電物質よりも高くなる状態に制御することが可能となる。   In the present invention, when the electrostatic adsorption capacity of the cathode is set to be larger than that of the anode, the adsorption amount of the positively charged substance originally present in the liquid with respect to the cathode having a large electrostatic adsorption capacity is More than the amount of negatively charged substance adsorbed on the anode having a small electrostatic adsorption capacity. As a result, even if a new positively charged substance is generated in the liquid, the ratio of the negatively charged substance that was originally present can be controlled to be higher than that of the positively charged substance that was originally present. It becomes.

本発明において、上記陽極と陰極は、表面積を異ならせることにより帯電物質の静電吸着能力が相対的に異なるものとなっている場合には、表面積が大きな電極には、表面積が小さい電極よりも多くの帯電物質が吸着されることから、電極の材質を適宜選定したり大きさや枚数を適宜設定したりすることにより、電極の静電吸着能力を適宜設定して運転することが可能となる。   In the present invention, when the electrostatic adsorption capacity of the charged substance is relatively different by changing the surface area, the anode and the cathode have a larger surface area than an electrode with a smaller surface area. Since many charged substances are adsorbed, it is possible to operate by appropriately setting the electrostatic adsorption capacity of the electrode by appropriately selecting the material of the electrode and appropriately setting the size and number of the electrodes.

本発明において、In the present invention,
処理対象の液体を導入する導入路と処理済みの液体を排出する排出路が設けられた処理槽と、  A treatment tank provided with an introduction path for introducing the liquid to be treated and a discharge path for discharging the treated liquid;
上記陽極と陰極に対して直流電圧を印加して液体中のプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着する吸着モードと、上記陽極と陰極を逆極性にしてそれまで陽極と陰極にそれぞれ吸着していた帯電物質を放出する放出モードとを切り替える切替手段を備え、  An adsorption mode in which a DC voltage is applied to the anode and the cathode to selectively adsorb either a positively charged substance or a negatively charged substance in the liquid, and the anode and the cathode are reversed in polarity. Comprising a switching means for switching between a discharge mode for discharging the charged substance adsorbed on each cathode,
上記pH計により、いずれかの帯電物質の濃度が目標値を超えたことを検知したときに、上記切替手段により陽極と陰極を逆極性に切り換えて目標の濃度となるよう制御する場合には、  When it is detected by the pH meter that the concentration of any charged substance exceeds the target value, when the anode and the cathode are switched to the opposite polarity by the switching means to control the target concentration,
連続的に流れる液体を常に目標のイオン濃度となるように制御することが可能となり、目標とする液質への制御を連続的に行い、目標液質の液体を連続的に生成することができるようになる。  It is possible to control the continuously flowing liquid so that the target ion concentration always becomes the target ion concentration, and it is possible to continuously control the target liquid quality and continuously generate the liquid of the target liquid quality. It becomes like this.

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は、本発明が適用されたイオン濃度調節装置の第1実施形態を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an ion concentration adjusting apparatus to which the present invention is applied.

上記イオン濃度調節装置は、貯留槽1に貯留されたイオン濃度調節対象とする液体中に存在させる陽極6および陰極7と、上記陽極6および陰極7に直流電圧を印加する直流電源装置(電圧供給手段)4とを備え、上記陽極6と陰極7をイオンの静電吸着能力が相対的に異なるものとしている。これにより、上記液体中に存在するプラスイオンとマイナスイオンのいずれかを選択的に多く吸着して液体のイオン濃度を調節するようになっている。   The ion concentration adjusting device includes an anode 6 and a cathode 7 that are present in a liquid that is an ion concentration adjusting object stored in the storage tank 1, and a DC power supply device (voltage supply) that applies a DC voltage to the anode 6 and the cathode 7. 4), the anode 6 and the cathode 7 are relatively different in ion electrostatic adsorption ability. As a result, either a positive ion or a negative ion existing in the liquid is selectively adsorbed to adjust the ion concentration of the liquid.

この例では、上記陽極6の静電吸着能力が陰極7よりも大きくなるよう設定されている。具体的には、上記陽極6と陰極7は、表面積を異ならせることによりイオンの静電吸着能力が相対的に異なるものとなっており。上記陽極6の表面積が陰極7の表面積よりも大きくなっている。   In this example, the electrostatic adsorption capacity of the anode 6 is set to be larger than that of the cathode 7. Specifically, the anode 6 and the cathode 7 have relatively different electrostatic adsorption capacities by different surface areas. The surface area of the anode 6 is larger than the surface area of the cathode 7.

上記陽極6と陰極7の表面積を異ならせるために、陽極6と陰極7を異なる材質にしたり、あるいは、陽極6と陰極7の枚数や大きさを異ならせたりすることを行うことができる。   In order to make the surface areas of the anode 6 and the cathode 7 different, the anode 6 and the cathode 7 can be made of different materials, or the number and size of the anode 6 and the cathode 7 can be made different.

陽極6と陰極7を異なる材質の組み合わせにする場合、相対的に表面積が異なる陽極6と陰極7の組み合わせとして、例えば、相対的に表面積が大きい陽極6に、金属粉末の焼結体,板状活性炭,活性炭不織布,炭化ケイ素等の導電性セラミックス,カーボンエアロゲル(BET比表面積を500〜2500m/gに調整した孔径2〜50nmのメソポア主体のカーボンシート)等の多孔質体を用い、相対的に表面積が小さい陰極7に、ステンレス,チタン,ニッケル,銅,白金,金等各種の金属材料や、カーボン等の導電材料を用いることにより、比表面積や実質の表面積を異ならせ、静電吸着能力を異ならせることができるのである。 When the anode 6 and the cathode 7 are made of a combination of different materials, the anode 6 and the cathode 7 having relatively different surface areas can be combined with, for example, the anode 6 having a relatively large surface area, a sintered body of metal powder, and a plate shape. Using porous materials such as activated carbon, activated carbon nonwoven fabric, conductive ceramics such as silicon carbide, carbon aerogel (carbon sheet mainly composed of mesopores having a BET specific surface area adjusted to 500 to 2500 m 2 / g and having a pore diameter of 2 to 50 nm) By using various metal materials such as stainless steel, titanium, nickel, copper, platinum, gold, and conductive materials such as carbon for the cathode 7 with a small surface area, the specific surface area and the actual surface area are made different, and the electrostatic adsorption capability Can be made different.

また、図示していないが、陽極6と陰極7を同じ材質のものとし、陽極6の枚数を陰極7よりも多くしたり、陽極6の大きさを陰極7よりも大きくしたりすることにより、表面積を異ならせ、静電吸着能力を異ならせることができる。   Although not shown, the anode 6 and the cathode 7 are made of the same material, and the number of anodes 6 is made larger than that of the cathode 7 or the size of the anode 6 is made larger than that of the cathode 7. The surface area can be made different and the electrostatic adsorption ability can be made different.

上記陽極6,陰極7は、板状とするのが好ましく、厚みは、特に限定するものではないが、0.1〜5mm程度が好ましく、より好ましいのは0.5〜2mm程度である。陽極6と陰極7の間隔は、特に限定するものではないが、0.1〜5mm程度が好ましく、より好ましいのは0.5〜2mm程度である。なお、陽極6と陰極7の間隔は、液体が通過してイオンの吸着や放出を妨げなければ、0.1mm以下とすることを妨げるものではない。   The anode 6 and the cathode 7 are preferably plate-shaped, and the thickness is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 mm, and more preferably about 0.5 to 2 mm. Although the space | interval of the anode 6 and the cathode 7 is not specifically limited, About 0.1-5 mm is preferable, More preferably, it is about 0.5-2 mm. It should be noted that the distance between the anode 6 and the cathode 7 does not preclude being set to 0.1 mm or less as long as the liquid passes through and does not hinder the adsorption and release of ions.

上記電極として金属板を用いる場合、金属板にめっきや表面改質を施したものを用いることができる。例えば、ステンレス板の表層部に、フッ化処理の後低温浸炭処理を施すことにより、クロム炭化物が実質的に析出していない炭素の拡散浸透層を形成したものを用いることができる。また、チタン板に白金をめっきしたものを用いることもできる。これらは極めて耐食性に優れることから、好適に用いられる。   When a metal plate is used as the electrode, a metal plate subjected to plating or surface modification can be used. For example, the surface layer of a stainless steel plate may be subjected to a low temperature carburizing treatment after a fluorination treatment to form a carbon diffusion permeation layer in which chromium carbide is not substantially precipitated. Moreover, what plated platinum on the titanium plate can also be used. Since these are extremely excellent in corrosion resistance, they are preferably used.

ここで、上記陽極6と陰極7の表面積が異なる組み合わせとは、(1)見かけの面積が同じで陽極6と陰極7に比表面積が異なる材料を用いた場合、(2)陽極6と陰極7に比表面積が同じ材料を用いて見かけの面積が異なる場合、(3)陽極6と陰極7に比表面積が異なる材料を用いてさらに見かけの面積も異なる場合、等があげられる。すなわち、静電吸着能力が異なるとは、これらいずれの場合も含む趣旨である。   Here, the combinations in which the surface areas of the anode 6 and the cathode 7 are different are as follows: (1) When materials having the same apparent area and different specific surface areas are used for the anode 6 and the cathode 7, (2) the anode 6 and the cathode 7 In the case where the apparent area is different using a material having the same specific surface area, (3) the case where the apparent area is further different using materials having different specific surface areas for the anode 6 and the cathode 7, and the like. That is, the different electrostatic attraction capabilities are intended to include both cases.

なお、比表面積とは、電極を構成する物質1gあたりの真の表面積の総和をいう。ここでは、BET比表面積のことをいい、単位はm/gである。これに対し、見かけの面積とは、板形状の電極の場合の最大投影面積をいう。表面の面積と裏面の面積の合算は、してもしなくてもよいが、ここでは表裏の合算をしない最大投影面積を扱うことにする。そして、実質の表面積とは、上記比表面積とから算出した表面積の総和をいい、下記の関係式が成り立つ。
T=S×V×G
T:実質の表面積(m) S:比表面積(m/g)
V:電極の体積(m) G:電極の比重(g/m
The specific surface area refers to the sum of the true surface areas per 1 g of the substance constituting the electrode. Here, it refers to the BET specific surface area, and the unit is m 2 / g. On the other hand, the apparent area refers to the maximum projected area in the case of a plate-shaped electrode. The sum of the area of the front surface and the area of the back surface may or may not be added, but here, the maximum projected area that does not add up the front and back is handled. And a real surface area means the sum total of the surface area computed from the said specific surface area, and the following relational expression is formed.
T = S × V × G
T: Real surface area (m 2 ) S: Specific surface area (m 2 / g)
V: Volume of electrode (m 3 ) G: Specific gravity of electrode (g / m 3 )

また、上記イオン濃度調節装置は、上記陽極6と陰極7に対して直流電圧を印加して液体中のマイナスイオンを選択的に多く吸着する吸着モードと、上記陽極6と陰極7間を短絡させてそれまで陽極6と陰極7にそれぞれ吸着していたイオンを放出する放出モードとを切り替えるスイッチング装置(切替手段)5を備えている。   Further, the ion concentration adjusting device short-circuits the anode 6 and the cathode 7 with an adsorption mode in which a DC voltage is applied to the anode 6 and the cathode 7 to selectively adsorb a large amount of negative ions in the liquid. A switching device (switching means) 5 is provided for switching between emission modes for emitting ions that have been adsorbed on the anode 6 and the cathode 7 until then.

また、上記イオン濃度調節装置は、吸着モードのときに、陽極6と陰極7間に流れる電流を検知する電流計12を備えている。また、上記イオン濃度調節装置は、吸着モードのときに、液体のpHを測定するpH計10を備えている。   Further, the ion concentration adjusting device includes an ammeter 12 that detects a current flowing between the anode 6 and the cathode 7 in the adsorption mode. The ion concentration adjusting device includes a pH meter 10 that measures the pH of the liquid in the adsorption mode.

記pH計10は、液体がどの程度アルカリ化したかを液体のpHを直接測定することによって検知する。
Upper Symbol pH meter 10, the how much alkalized liquid detects by measuring the pH of the liquid directly.

また、上記制御回路8は、上記pH計10で検知されたpHが所定の閾値以上になったときに、報知手段としてのシグナルランプ13を点灯させて報知するようにすることもできる。上記シグナルランプ13が点灯することにより、pH計10で検知されたpHが所定の閾値以上すなわち液体のアルカリ化の程度を検知することが可能となる。   In addition, the control circuit 8 can be notified by turning on the signal lamp 13 as a notifying means when the pH detected by the pH meter 10 exceeds a predetermined threshold value. When the signal lamp 13 is turned on, the pH detected by the pH meter 10 is not less than a predetermined threshold, that is, the degree of alkalinization of the liquid can be detected.

図1(a)に示すように、上記の構成で、上記陽極6と陰極7に対して直流電圧を印加することにより、陽極6には液体中に存在するマイナスイオンが吸着され、陰極7には液体中に存在するプラスイオンが吸着される。そして、陽極6の方が陰極7よりも表面積が大きく、マイナスイオンの静電吸着能力が大きいことから、液体中のマイナスイオンが選択的に多く吸着されるのである。その結果、制御対象とする液体中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを調節することが可能となる。   As shown in FIG. 1A, in the above configuration, by applying a DC voltage to the anode 6 and the cathode 7, negative ions present in the liquid are adsorbed on the anode 6, and the cathode 7 Adsorbs positive ions present in the liquid. The anode 6 has a larger surface area than the cathode 7 and has a larger capacity for electrostatic adsorption of negative ions, so that a large amount of negative ions in the liquid is selectively adsorbed. As a result, it is possible to adjust the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the liquid to be controlled, that is, the concentration balance.

すなわち、図示したものは、陽極6として表面積の大きな多孔質電極を使用し、陰極7として表面積の小さい板状電極を使用している。このように、陽極6の表面積を陰極7よりも大きくなるように設定すると、マイナスイオンの吸着量をプラスイオンよりも増やすことができる。その結果、液体中に元々存在していたマイナスイオン等の陽極6への吸着量が増大し、結果として制御対象とする液体中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。   That is, in the illustrated example, a porous electrode having a large surface area is used as the anode 6 and a plate electrode having a small surface area is used as the cathode 7. Thus, if the surface area of the anode 6 is set to be larger than that of the cathode 7, the amount of negative ions adsorbed can be increased more than that of positive ions. As a result, the amount of adsorption of negative ions or the like originally present in the liquid to the anode 6 increases, and as a result, the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the liquid to be controlled, that is, the concentration balance. Can be controlled.

例えば、制御対象となる液体がNaCl水溶液である場合、プラスイオンとしてNa、マイナスイオンとしてClが等しく存在する。この状態で、陽極6にClの方を多く吸着すると、液体全体として電気的な中性を保つために陰極7側で水が電極反応を起こし、残ったNaに対応するOHが生成する。その結果、液体全体としてはNaとOHが存在することとなり、アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液が生成することとなると考えられる。 For example, when the liquid to be controlled is an aqueous NaCl solution, Na + as positive ions and Cl as negative ions are present equally. In this state, when more Cl is adsorbed on the anode 6, water causes an electrode reaction on the cathode 7 side in order to maintain the electrical neutrality of the entire liquid, and OH corresponding to the remaining Na + is generated. To do. As a result, Na + and OH are present in the entire liquid, and an alkaline aqueous sodium hydroxide solution is considered to be generated.

上記の説明は、わかりやすくするためにNaCl水溶液の場合で説明したが、それ以外の液体でも、元々の液体中にはプラスイオンとマイナスイオンが等しく存在し、その状態で、陽極6にマイナスイオンの方を多く吸着すると、液体全体として電気的な中性を保つために陰極7側で水が電極反応を起こしてOHが生成する。その結果、液体全体としてアルカリ化することとなると考えられる。 Although the above description has been given in the case of an NaCl aqueous solution for the sake of clarity, positive ions and negative ions are present in the original liquid even in other liquids, and in this state, negative ions are present at the anode 6. When a larger amount is adsorbed, water causes an electrode reaction on the cathode 7 side in order to maintain electrical neutrality as a whole liquid, and OH is generated. As a result, it is considered that the entire liquid is alkalized.

すなわち、この例のように、相対的に表面積が大きく静電吸着能力が大きな陽極6と、相対的に表面積が小さく静電吸着能力が小さな陰極7を液体中に存在させて直流電圧を印加することにより、液体をアルカリ化することが可能となるのである。   That is, as in this example, the anode 6 having a relatively large surface area and a large electrostatic adsorption capability and the cathode 7 having a relatively small surface area and a small electrostatic adsorption capability are present in the liquid and a DC voltage is applied. As a result, the liquid can be alkalized.

そして、図1(b)に示すように、pH計10で検知されたpHが所定の閾値以上となって液体がアルカリ化すると、両電極6,7を調節済みの液体から取出して他の液体に浸漬し、スイッチング装置5を切り換えて、上記陽極6と陰極7間を短絡させて放出モードに切り替え、それまでに陽極6と陰極7に吸着されたイオンを放出して陽極6と陰極7を再生するようになっている。
Then, as shown in FIG. 1 (b), when the pH detected by the p H meter 10 is that liquid equal to or larger than a predetermined threshold is turn into an alkali, extraction of the electrodes 6 and 7 from the conditioned liquid other The anode 6 and the cathode 7 are short-circuited to switch to the emission mode, and the ions adsorbed on the anode 6 and the cathode 7 are released so far. 7 is played.

図2は、本発明が適用されたイオン濃度調節装置の第2実施形態を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of an ion concentration adjusting device to which the present invention is applied.

この例では、図1の第1実施形態とは反対に、上記陰極7の静電吸着能力が陽極6よりも大きくなるよう設定されている。それ以外は図1の第1実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。   In this example, contrary to the first embodiment of FIG. 1, the electrostatic adsorption capability of the cathode 7 is set to be larger than that of the anode 6. Other than that, it is the same as that of 1st Embodiment of FIG. 1, and the same code | symbol is attached | subjected to the same part.

具体的には、上記陽極6と陰極7は、表面積を異ならせることによりイオンの静電吸着能力が相対的に異なるものとなっており、上記陰極7の表面積が陽極6の表面積よりも大きくなっている。相対的に表面積が異なる電極6,7の組み合わせの具体例は上述したとおりである。   Specifically, the anode 6 and the cathode 7 have different electrostatic adsorption capacities by making the surface areas different, and the surface area of the cathode 7 is larger than the surface area of the anode 6. ing. Specific examples of combinations of electrodes 6 and 7 having relatively different surface areas are as described above.

したがって、吸着モードでは、上記陽極6と陰極7に対して直流電圧を印加して液体中のプラスイオンを選択的に多く吸着し、pH計10で液体のpHを直接検知してシグナルランプ13を点灯させることにより、液体がどの程度酸性化したかを検知したりするようになっている。

Therefore, in the adsorption mode, by applying a DC voltage to the anode 6 and the cathode 7 selectively more adsorbed positive ions in the liquid, signal lamp directly test knowledge the pH of the liquid at p H meter 10 by turning on the 13, it is adapted to or detects how much acidification liquids.

図2(a)に示すように、上記の構成で、上記陽極6と陰極7に対して直流電圧を印加することにより、陰極7には液体中に存在するプラスイオンが吸着され、陽極6には液体中に存在するマイナスイオンが吸着される。そして、陰極7の方が陽極6よりも表面積が大きく、プラスイオンの静電吸着能力が大きい。すなわち、図示したものは、陰極7として表面積の大きな多孔質電極を使用し、陽極6として表面積の小さい板状電極を使用している。   As shown in FIG. 2A, in the above configuration, by applying a DC voltage to the anode 6 and the cathode 7, positive ions present in the liquid are adsorbed on the cathode 7, and Adsorbs negative ions present in the liquid. The cathode 7 has a larger surface area than the anode 6 and has a larger electrostatic adsorption capacity for positive ions. In other words, the illustrated example uses a porous electrode having a large surface area as the cathode 7 and a plate electrode having a small surface area as the anode 6.

このように、陰極7の表面積を陽極6よりも大きくなるように設定すると、プラスイオンの吸着量をマイナスイオンよりも増やすことができる。その結果、液体中に元々存在していたプラスイオン等の陰極7への吸着量が増大し、結果として制御対象とする液体中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。   Thus, if the surface area of the cathode 7 is set to be larger than that of the anode 6, the amount of adsorption of positive ions can be increased more than that of negative ions. As a result, the amount of adsorption of positive ions or the like originally present in the liquid to the cathode 7 increases, and as a result, the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the liquid to be controlled, that is, the concentration balance. Can be controlled.

例えば、上述した例のように、制御対象となる液体がNaCl水溶液である場合、プラスイオンとしてNa、マイナスイオンとしてClが等しく存在する。この状態で、陰極7にNaの方を多く吸着すると、液体全体として電気的な中性を保つために陽極6側で水が電極反応を起こし、Hが生成する。その結果、液体全体としてはHとClが存在することとなり、酸性の塩化水素水溶液が生成することとなると考えられる。 For example, when the liquid to be controlled is an NaCl aqueous solution as in the above-described example, Na + as positive ions and Cl as negative ions are present equally. In this state, when more Na + is adsorbed on the cathode 7, water causes an electrode reaction on the anode 6 side in order to maintain the electrical neutrality of the entire liquid, and H + is generated. As a result, H + and Cl are present in the entire liquid, and an acidic hydrogen chloride aqueous solution is considered to be generated.

上記の説明は、わかりやすくするためにNaCl水溶液の場合で説明したが、それ以外の液体でも、元々の液体中にはプラスイオンとマイナスイオンが等しく存在し、その状態で、陰極7にプラスイオンの方を多く吸着すると、液体全体として電気的な中性を保つために陽極6側で水が電極反応を起こしてHが生成する。その結果、液体全体として酸性化することとなると考えられる。 In the above description, the case of the NaCl aqueous solution has been described for the sake of clarity. However, even in other liquids, positive ions and negative ions are present in the original liquid, and in this state, positive ions are present in the cathode 7. If more of these are adsorbed, water causes an electrode reaction on the anode 6 side in order to maintain the electrical neutrality of the entire liquid, and H + is generated. As a result, it is considered that the entire liquid is acidified.

すなわち、この例のように、相対的に表面積が大きく静電吸着能力が大きな陰極7と、相対的に表面積が小さく静電吸着能力が小さな陽極6を液体中に存在させて直流電圧を印加することにより、液体を酸性化することが可能となるのである。   That is, as in this example, a cathode 7 having a relatively large surface area and a large electrostatic adsorption capability and an anode 6 having a relatively small surface area and a small electrostatic adsorption capability are present in the liquid and a DC voltage is applied. As a result, the liquid can be acidified.

そして、図2(b)に示すように、pH計10で検知されたpHが所定の閾値以下となって液体が酸性化すると、両電極6,7を調節済みの液体から取出して他の液体に浸漬し、スイッチング装置5を切り換えて、上記陽極6と陰極7間を短絡させて放出モードに切り替え、それまでに陽極6と陰極7に吸着されたイオンを放出して陽極6と陰極7を再生するようになっている。
Then, as shown in FIG. 2 (b), when the pH detected by the p H meter 10 is that liquid equal to or less than a predetermined threshold value turn into acidic extracts the both electrodes 6 and 7 from the conditioned liquid other The anode 6 and the cathode 7 are short-circuited to switch to the emission mode, and the ions adsorbed on the anode 6 and the cathode 7 are released so far. 7 is played.

上記説明では、図1および図2に示した第1および第2の実施態様は、それぞれ両電極6,7に印加した直流電圧の極性を固定した状態を説明したが、第1の実施態様(図1)の装置において、直流電源装置4の両電極6,7に印加する極性を切り換えることにより、第2の実施態様(図2)が実現し、第2の実施態様(図2)の装置において、直流電源装置4の両電極6,7に印加する極性を切り換えることにより、第1の実施態様(図1)が実現する。   In the above description, the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2 have described the state in which the polarity of the DC voltage applied to the electrodes 6 and 7 is fixed, respectively, but the first embodiment ( In the apparatus of FIG. 1), the second embodiment (FIG. 2) is realized by switching the polarity applied to both electrodes 6 and 7 of the DC power supply device 4, and the apparatus of the second embodiment (FIG. 2). In FIG. 1, the first embodiment (FIG. 1) is realized by switching the polarity applied to both electrodes 6 and 7 of the DC power supply device 4.

すなわち、上記装置において、上記制御回路8あるいはスイッチング装置5により、直流電源装置4の両電極6,7に印加する極性を切り換えるように制御することにより、液体中に元々存在していたプラスイオンを多く吸着するプラスイオン吸着モード(第2の実施態様(図2))と、液体中に元々存在していたマイナスイオンを多く吸着するマイナスイオン吸着モード第1の実施態様(図1)とを切り換えるようにすることもできる。   That is, in the above device, the control circuit 8 or the switching device 5 controls the polarity applied to both the electrodes 6 and 7 of the DC power supply device 4 to switch the positive ions originally present in the liquid. Switching between the positive ion adsorption mode (second embodiment (FIG. 2)) that adsorbs a large amount and the first embodiment (FIG. 1) of the negative ion adsorption mode that adsorbs a lot of negative ions originally present in the liquid. It can also be done.

そして、目的に応じてスイッチング装置5を切り換えて、プラスイオン吸着モードやマイナスイオン吸着モードで運転することが行われる。例えば、除菌を目的として液体を酸性化させる場合は、プラスイオン吸着モードで運転し、浸透力の向上や健康志向のために液体をアルカリ化させる場合は、マイナスイオン吸着モードで運転することが行われる。   Then, the switching device 5 is switched according to the purpose, and the operation is performed in the plus ion adsorption mode or the minus ion adsorption mode. For example, when acidifying a liquid for the purpose of sterilization, it is operated in the positive ion adsorption mode, and when the liquid is alkalized for improving osmotic power or health-oriented, it can be operated in the negative ion adsorption mode. Done.

さらに、プラスイオン吸着モードとマイナスイオン吸着モードとを可逆的に切り換えることにより、プラスイオンとマイナスイオンの吸着と放出を可逆的に制御し、液体中のイオン濃度や存在比率を目標値に向かって制御して、液体の液質を目標の特性に制御するようにしてもよい。この場合、プラスイオン吸着モードとマイナスイオン吸着モードとの切り替えは、pH計10で検知したpHに基づいて、pHが目標値よりも低ければpHを上げてアルカリ化するようマイナスイオン吸着モードで運転し、pHが目標値よりも高ければpHを下げて酸性化するようプラスイオン吸着モードで運転することが行われる。   Furthermore, by reversibly switching between the plus ion adsorption mode and the minus ion adsorption mode, the adsorption and release of plus ions and minus ions are controlled reversibly, and the ion concentration and abundance ratio in the liquid toward the target value. The liquid quality of the liquid may be controlled to a target characteristic. In this case, switching between the plus ion adsorption mode and the minus ion adsorption mode is based on the pH detected by the pH meter 10 and is operated in the minus ion adsorption mode so that the pH is raised and alkalized if the pH is lower than the target value. If the pH is higher than the target value, the operation is performed in the positive ion adsorption mode so as to acidify by lowering the pH.

このようにすることにより、上記液体中に存在させた電極6,7へのイオン吸着と放出の双方を可逆的に制御し、液体中のイオン等の濃度や存在比率を目標値に制御することができるようになる。   In this way, both the adsorption and release of ions to and from the electrodes 6 and 7 existing in the liquid are reversibly controlled, and the concentration and ratio of ions and the like in the liquid are controlled to target values. Will be able to.

以上の構成により、陽極6と陰極7をイオンの静電吸着能力が相対的に異なるものとすることにより、上記液体中に存在するプラスイオンとマイナスイオンのいずれかを選択的に多く吸着して液体のイオン濃度を調節する。これにより、調節対象とする液体中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを調節することが可能となる。   With the above configuration, by making the anode 6 and the cathode 7 have relatively different electrostatic adsorption capacities of ions, a large amount of either positive ions or negative ions existing in the liquid can be selectively adsorbed. Adjust the ion concentration of the liquid. As a result, it is possible to adjust the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the liquid to be adjusted, that is, the concentration balance.

陽極6の静電吸着能力が陰極7よりも大きくなるように設定すると、液体中に元々存在していたマイナスイオンの吸着量がプラスイオンよりも多くなる。その結果、(液体中に新たなマイナスイオンが生成したとしても)元々存在していたプラスイオンの存在比率が、元々存在していたマイナスイオンよりも高い状態に制御することが可能となる。   If the electrostatic adsorption capacity of the anode 6 is set to be larger than that of the cathode 7, the negative ion adsorption amount originally present in the liquid is larger than the positive ions. As a result, even if new negative ions are generated in the liquid, it is possible to control the presence ratio of the positive ions that were originally present to be higher than the negative ions that were originally present.

反対に、陰極7の静電吸着能力が陽極6よりも大きくなるように設定すると、液体中に元々存在していたプラスイオンの吸着量がマイナスイオンよりも多くなる。その結果、(液体中に新たなプラスイオンが生成したとしても)元々存在していたマイナスイオンの存在比率が、元々存在していたプラスイオンよりも高い状態に制御することが可能となる。   On the other hand, when the electrostatic adsorption capacity of the cathode 7 is set to be larger than that of the anode 6, the amount of positive ions adsorbed originally in the liquid is larger than that of negative ions. As a result, even if new positive ions are generated in the liquid, it is possible to control the abundance ratio of negative ions that were originally present to be higher than the positive ions that were originally present.

このように、制御対象とする液体中に存在するイオンの濃度や存在比率を、電気的な制御で直接的に液体の制御を行うことができるため、従来のように、調整用液を蓄えるタンクや調整用液をつくるための電気分解装置、それにともなう複雑な配管等を必要とせず、装置が大幅に簡素化小型化し、設備コストやメンテナンスコストの大幅な節減が可能となった。また、従来のようなイオン交換膜を必要としないことから、イオン交換膜のメンテナンスも不要となる。しかも、従来のように、調整用液体を補充するのではなく、制御対象の液体自体を直接制御することから、調整用液体の特性ばらつきが制御精度に影響したり、補充過剰による調整精度のばらつきが生じたりするという問題も完全に解消する。   In this way, since the concentration and ratio of ions present in the liquid to be controlled can be directly controlled by electrical control, the tank for storing the adjustment liquid as in the past This eliminates the need for an electrolyzer for producing liquids for adjustment and complicated piping associated therewith, and greatly simplifies and downsizes the equipment, thereby greatly reducing equipment costs and maintenance costs. Further, since the conventional ion exchange membrane is not required, maintenance of the ion exchange membrane is also unnecessary. In addition, since the adjustment liquid is not replenished directly as in the conventional case, the control target liquid itself is directly controlled, so that variations in the characteristics of the adjustment liquid affect the control accuracy, and variations in adjustment accuracy due to excessive replenishment. The problem of the occurrence of the problem is completely solved.

また、吸着モードと放出モードとを切り替えるスイッチング装置5を備えているため、吸着モードでは、液体中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの濃度バランスを調節するが、そのまま吸着を続けると、吸着能力の限界に達する。そこで、このような場合には、上記スイッチング装置5を切り換えて、上記陽極6と陰極7を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで陽極6と陰極7にそれぞれそれまで吸着していたイオンを放出することにより、陽極6および陰極7を再生することができるのである。   In addition, since the switching device 5 for switching between the adsorption mode and the discharge mode is provided, in the adsorption mode, the concentration balance of positive ions and negative ions originally present in the liquid is adjusted. The limit of adsorption capacity is reached. In such a case, the switching device 5 is switched so that the anode 6 and the cathode 7 are short-circuited or reversed in polarity, and the ions previously adsorbed on the anode 6 and the cathode 7 are released. By doing so, the anode 6 and the cathode 7 can be regenerated.

また、上記陽極6と陰極7は、表面積を異ならせることによりイオンの静電吸着能力が相対的に異なるものとしたため、表面積が大きな電極には、表面積が小さい電極よりも多くのイオンが吸着されることから、電極の材質を適宜選定したり大きさや枚数を適宜設定したりすることにより、電極の静電吸着能力を適宜設定して運転することが可能となる。   In addition, since the anode 6 and the cathode 7 have different electrostatic adsorption capacities by different surface areas, more ions are adsorbed to an electrode having a larger surface area than an electrode having a smaller surface area. Therefore, by appropriately selecting the electrode material and appropriately setting the size and the number of the electrodes, it is possible to operate the electrode by appropriately setting the electrostatic adsorption capability of the electrode.

上述した説明では、放出モードにおいて、上記陽極6と陰極7を短絡させるようにしたが、これに限定するものではなく、上記スイッチング装置5は、単に電源を切って陽極6と陰極7への直流電圧の印加を解除するよう切り替えたり、あるいは、陽極6にマイナス電圧を印加するとともに陰極7にプラス電圧を印加して逆極性にする接続に切り替えたりしてもよい。   In the above description, in the emission mode, the anode 6 and the cathode 7 are short-circuited. However, the present invention is not limited to this, and the switching device 5 simply turns off the power and directs the direct current to the anode 6 and the cathode 7. It may be switched to cancel the application of the voltage, or the negative voltage may be applied to the anode 6 and the positive voltage may be applied to the cathode 7 to switch to the reverse polarity.

なお、上記陽極6と陰極7に印加する電圧としては、特に限定するものではないが、0.5〜5V程度に設定するのが好ましく、液体を電気分解させない範囲が好ましい。具体的には、液体の種類に応じて適宜設定されるが、水を主体とする液体の場合には、2V以下が好ましく、より好適なのは1.5V以下である。   The voltage applied to the anode 6 and the cathode 7 is not particularly limited, but is preferably set to about 0.5 to 5 V, and a range in which the liquid is not electrolyzed is preferable. Specifically, it is appropriately set according to the type of liquid, but in the case of a liquid mainly composed of water, 2 V or less is preferable, and 1.5 V or less is more preferable.

液体を電気分解させてしまうと、それだけでイオン濃度等の液質が変化するが、イオンの吸着および放出を実質的に液体の電気分解を生じない範囲で行なうことにより、イオンの吸着や放出によってのみ液質の制御を行い、電極6,7に印加する電気的制御だけを液質に反映させて他の要因を排除し、常に正確な液質制御を実現し、液質制御の精度を確保できる。このような電圧範囲で制御するのは、特に、上記電極6,7が、金属やカーボン等の液体と通電する導電体からなる場合に有効である。また、液体の電気分解が生じた場合、電極の消耗が加速されてメンテナンスコストがかかったり、スラッジの除去設備が必要になったりするという不都合も生じるからである。   If the liquid is electrolyzed, the liquid quality such as ion concentration changes by itself. However, by performing the adsorption and release of ions within a range that does not substantially cause the electrolysis of the liquid, Only the liquid quality is controlled, and only the electrical control applied to the electrodes 6 and 7 is reflected in the liquid quality, and other factors are eliminated, so that accurate liquid quality control is always realized and the accuracy of liquid quality control is ensured. it can. Control in such a voltage range is particularly effective when the electrodes 6 and 7 are made of a conductor that conducts electricity with a liquid such as metal or carbon. In addition, when the electrolysis of the liquid occurs, there is a disadvantage that the consumption of the electrode is accelerated and the maintenance cost is increased, and a sludge removal facility is required.

図3は、上記第1および第2実施形態を適用した第1実施例を示す。   FIG. 3 shows a first example to which the first and second embodiments are applied.

この装置は、上記陽極6,陰極7,直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,pH計10,シグナルランプ13が一体的な筐体にまとめられたものである。図における装置の下側は、複数組の陽極6と陰極7が所定隙間を隔てて対面した状態で露出した電極部23であり、液体内に浸漬するようになっている。図における装置の上側は、直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,シグナルランプ13が設けられた制御部(電源部)24である。pH計10は液体に浸漬される電極部23の先端近傍に配置されている。   In this device, the anode 6, the cathode 7, the DC power supply device 4, the switching device 5, the control circuit 8, the ammeter 12, the pH meter 10, and the signal lamp 13 are integrated into an integral casing. The lower side of the apparatus in the figure is an electrode portion 23 exposed in a state where a plurality of sets of anodes 6 and cathodes 7 face each other with a predetermined gap, and is immersed in a liquid. The upper side of the device in the figure is a control unit (power supply unit) 24 provided with a DC power supply device 4, a switching device 5, a control circuit 8, an ammeter 12, and a signal lamp 13. The pH meter 10 is disposed in the vicinity of the tip of the electrode part 23 immersed in the liquid.

この装置は、陽極6と陰極7が露出した電極部23を、容器20内に満たされた液体に浸漬し、その状態で陽極6と陰極7間に直流電圧をかけることにより、容器20内の液体のイオン濃度を調節するものである。   In this apparatus, the electrode part 23 where the anode 6 and the cathode 7 are exposed is immersed in a liquid filled in the container 20, and a DC voltage is applied between the anode 6 and the cathode 7 in this state, thereby It adjusts the ion concentration of the liquid.

図1の第1実施形態のように、陽極6の静電吸着能力が陰極7よりも高い装置であれば、液体をアルカリ化し、図2の第2実施形態のように陰極7の静電吸着能力が陽極6よりも高い装置であれば、液体を酸性化する。したがって、目的に応じて、図1の第1実施形態の装置を用いるか、図2の第2実施形態の装置を用いるかを使い分けることが行われる。   If the electrostatic adsorption capacity of the anode 6 is higher than that of the cathode 7 as in the first embodiment of FIG. 1, the liquid is alkalized and the electrostatic adsorption of the cathode 7 as in the second embodiment of FIG. If the device has a higher capacity than the anode 6, the liquid is acidified. Therefore, depending on the purpose, it is used depending on whether the apparatus of the first embodiment in FIG. 1 or the apparatus of the second embodiment in FIG. 2 is used.

例えば、水道水をアルカリ化してアルカリイオン水とする場合、図1の第1実施形態を適用する。また、水道水等の液体を酸性化して酸性水として除菌効果を得る場合には、図2の第2実施形態を適用する。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりする。   For example, when tap water is alkalized to be alkali ion water, the first embodiment of FIG. 1 is applied. Moreover, when acidifying liquids, such as a tap water, and obtaining sterilization effect as acidic water, 2nd Embodiment of FIG. 2 is applied. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose, and it is used in the state of the first embodiment in FIG. 1 or in the state of the second embodiment in FIG.

この装置は、比較的小型として容器20内の液体を卓上でそのまま手軽に処理でき、卓上型アルカリイオン水精製装置等に適用できる。   Since this apparatus is relatively small, the liquid in the container 20 can be easily processed as it is on a table, and can be applied to a table-type alkaline ionized water purification apparatus.

図4は、上記第1および第2実施形態を適用した第2実施例を示す。   FIG. 4 shows a second example to which the first and second embodiments are applied.

この装置は、上記陽極6,陰極7,pH計10が一体的な筐体にまとめられた電極ユニット25と、直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,シグナルランプ13が一体的な筐体にまとめられた制御ユニット(電源ユニット)26とを備えたものである。上記電極ユニット25と制御ユニット26は通電ケーブルで接続されている。   This device includes an electrode unit 25 in which the anode 6, the cathode 7 and the pH meter 10 are integrated into a single housing, a DC power supply device 4, a switching device 5, a control circuit 8, an ammeter 12, and a signal lamp 13. The control unit (power supply unit) 26 is provided in an integrated housing. The electrode unit 25 and the control unit 26 are connected by an energizing cable.

この装置は、陽極6と陰極7が露出した電極ユニット25を、貯留槽21内に満たされた液体に浸漬し、その状態で陽極6と陰極7間に直流電圧をかけることにより、貯留槽21内の液体のイオン濃度を調節するものである。   In this apparatus, the electrode unit 25 with the anode 6 and the cathode 7 exposed is immersed in a liquid filled in the storage tank 21, and a direct current voltage is applied between the anode 6 and the cathode 7 in this state, whereby the storage tank 21. It adjusts the ion concentration of the liquid inside.

図1の第1実施形態のように、陽極6の静電吸着能力が陰極7よりも高い装置であれば、液体をアルカリ化し、図2の第2実施形態のように陰極7の静電吸着能力が陽極6よりも高い装置であれば、液体を酸性化する。したがって、目的に応じて、図1の第1実施形態を適用するか、図2の第2実施形態を適用するかを使い分けることが行われる。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりする。   If the electrostatic adsorption capacity of the anode 6 is higher than that of the cathode 7 as in the first embodiment of FIG. 1, the liquid is alkalized and the electrostatic adsorption of the cathode 7 as in the second embodiment of FIG. If the device has a higher capacity than the anode 6, the liquid is acidified. Therefore, depending on the purpose, whether to apply the first embodiment of FIG. 1 or the second embodiment of FIG. 2 is properly used. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose, and it is used in the state of the first embodiment in FIG. 1 or in the state of the second embodiment in FIG.

この装置は、比較的大型なプラント内の貯留槽21内の液体をイオン調節する際に用いる投げ込み型のイオン濃度調節装置として適用できる。   This device can be applied as a throwing-type ion concentration adjusting device used when ion-adjusting the liquid in the storage tank 21 in a relatively large plant.

図5は、上記第1および第2実施形態を適用した第3実施例を示す。   FIG. 5 shows a third example to which the first and second embodiments are applied.

この装置は、上記陽極6,陰極7,直流電源装置4,スイッチング装置5が一体的な小型のスティック状の筐体にまとめられたものである。   In this device, the anode 6, the cathode 7, the DC power supply device 4, and the switching device 5 are integrated into a small, stick-shaped housing.

図5(a)における装置の下側と、図5(b)における装置の左側は、陽極6と陰極7が所定隙間を隔てて露出した電極部23であり、液体内に浸漬するようになっている。   The lower side of the apparatus in FIG. 5 (a) and the left side of the apparatus in FIG. 5 (b) are electrode portions 23 in which the anode 6 and the cathode 7 are exposed with a predetermined gap, and are immersed in the liquid. ing.

図5(a)における装置の上側と、図5(b)における装置の右側は、直流電源装置4,スイッチング装置5が設けられた制御部(電源部)24である。この制御部24には、必要に応じて制御回路8,電流計12,シグナルランプ13を設けても良い。また、電極部23の先端近傍にpH計10を設けるようにしてもよい。   The upper side of the apparatus in FIG. 5A and the right side of the apparatus in FIG. 5B are a control unit (power supply unit) 24 in which the DC power supply device 4 and the switching device 5 are provided. The control unit 24 may be provided with a control circuit 8, an ammeter 12, and a signal lamp 13 as necessary. Further, the pH meter 10 may be provided near the tip of the electrode part 23.

図5(a)の装置は、例えば、本発明をマドラーに適用した例であり、電極部23をコップ内に満たされた飲み物に浸漬し、その状態で陽極6と陰極7間に直流電圧をかけることにより、飲み物のイオン濃度を調節するものである。例えば、水道水をアルカリ化してアルカリイオン水とする場合は図1の第1実施形態を適用し、水道水を酸性化して酸性水として除菌効果を得る場合は図2の第2実施形態を適用する。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりする。   The apparatus of FIG. 5A is an example in which the present invention is applied to a mudler, for example. The electrode unit 23 is immersed in a drink filled in a cup, and a DC voltage is applied between the anode 6 and the cathode 7 in this state. By applying it, the ion concentration of the drink is adjusted. For example, when tap water is alkalized to be alkali ion water, the first embodiment of FIG. 1 is applied, and when tap water is acidified to obtain a sterilizing effect as acid water, the second embodiment of FIG. 2 is used. Apply. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose, and it is used in the state of the first embodiment in FIG. 1 or in the state of the second embodiment in FIG.

図5(b)の装置は、例えば、本発明をハブラシに適用した例であり、ブラシが設けられた電極部23を口中にいれた状態で陽極6と陰極7間に直流電圧をかけることにより、口中のイオン濃度を調節するものである。例えば、水道水をアルカリ化してアルカリイオン水とし、高い浸透力で歯垢の除去効果を向上させる場合は図1の第1実施形態を適用し、水道水を酸性化して酸性水として除菌効果を得る場合は図2の第2実施形態を適用する。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりする。   The apparatus of FIG. 5B is an example in which the present invention is applied to a toothbrush, for example, by applying a DC voltage between the anode 6 and the cathode 7 with the electrode part 23 provided with the brush in the mouth. It adjusts the ion concentration in the mouth. For example, when tap water is alkalinized to become alkaline ionized water and the plaque removal effect is improved with high penetrating power, the first embodiment of FIG. 1 is applied, and the tap water is acidified to be sterilized as acidic water. 2 is applied, the second embodiment of FIG. 2 is applied. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose, and it is used in the state of the first embodiment in FIG. 1 or in the state of the second embodiment in FIG.

図6は、上記第1および第2実施形態を適用した第4実施例を示す。   FIG. 6 shows a fourth example to which the first and second embodiments are applied.

これらの例は、なべ27、湯沸しポット28、コーヒーサーバ29等の容器類に本発明を適用した例を示す。いずれも、上記陽極6,陰極7,pH計10が一体的な筐体にまとめられた電極ユニット25と、直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,シグナルランプ13が一体的な筐体にまとめられた制御ユニット(電源ユニット)26とを備えている。上記電極ユニット25は容器類の内部に配置され、制御ユニット26は容器類の外側に配置されている。   These examples show examples in which the present invention is applied to containers such as a pan 27, a kettle pot 28, and a coffee server 29. In any case, the electrode unit 25 in which the anode 6, the cathode 7, and the pH meter 10 are integrated into an integrated housing, the DC power supply device 4, the switching device 5, the control circuit 8, the ammeter 12, and the signal lamp 13 are integrated. And a control unit (power supply unit) 26 collected in a typical casing. The electrode unit 25 is disposed inside the containers, and the control unit 26 is disposed outside the containers.

図6(a)は本発明をなべ27に適用した例であり、図6(b)は本発明を湯沸しポット28に適用した例であり、図6(c)は本発明をコーヒーメーカーのコーヒーサーバ29に適用した例である。いずれも内部に貯めた水やお湯、コーヒー等のイオン濃度調節が可能である。例えば、水道水をアルカリ化してアルカリイオン水とする場合は図1の第1実施形態を適用し、水道水を酸性化して酸性水として除菌効果を得る場合は図2の第2実施形態を適用する。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりする。   6A is an example in which the present invention is applied to a pan 27, FIG. 6B is an example in which the present invention is applied to a kettle 28, and FIG. 6C is a coffee maker's coffee. This is an example applied to the server 29. In any case, the ion concentration of water, hot water, coffee, etc. stored inside can be adjusted. For example, when tap water is alkalized to be alkali ion water, the first embodiment of FIG. 1 is applied, and when tap water is acidified to obtain a sterilizing effect as acid water, the second embodiment of FIG. 2 is used. Apply. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose, and it is used in the state of the first embodiment in FIG. 1 or in the state of the second embodiment in FIG.

図6には、第4実施例として、本発明をなべ27、湯沸しポット28、コーヒーサーバ29に適用した例を示したが、これに限定するものではなく、容器類に電極ユニット25と制御ユニット26を取り付けて内部に貯留した液体をイオン濃度調節しうるものであれば、各種のものに適用することができる。例えば、ピッチャー、炊飯器、やかん、哺乳瓶等に適用して内部の水等をアルカリイオン水とすること等が可能である。   FIG. 6 shows an example in which the present invention is applied to the pan 27, the kettle 28, and the coffee server 29 as the fourth embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the electrode unit 25 and the control unit are used as containers. As long as the ion concentration can be adjusted for the liquid stored in the interior of the apparatus 26, the present invention can be applied to various types. For example, it can be applied to a pitcher, a rice cooker, a kettle, a baby bottle, etc., and the internal water can be made into alkali ion water.

図7は、本発明が適用されたイオン濃度調節装置の第3実施形態を示す。   FIG. 7 shows a third embodiment of an ion concentration adjusting apparatus to which the present invention is applied.

この例は、密閉型の貯留槽1の内部に電極6,7を配置し、上記貯留槽1に処理対象の液体を導入してイオン調節処理を行い、処理済の液体を貯留槽1から排出するようにしたものである。それ以外は、図1および図2の第1および第2実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。   In this example, the electrodes 6 and 7 are arranged inside the closed storage tank 1, the liquid to be processed is introduced into the storage tank 1, the ion adjustment process is performed, and the processed liquid is discharged from the storage tank 1. It is what you do. Other than that, it is the same as that of 1st and 2nd embodiment of FIG.1 and FIG.2, and the same code | symbol is attached | subjected to the same part.

上記貯留槽1には、貯留槽1に液体を導入する導入路2と、貯留槽で液質が調整された調整済みの液体を排出する排出路3とが設けられている。上記排出路3には、貯留槽1から排出される調整済み液体のイオン濃度を検知する帯電物質検知手段としてのpH計10が設けられている。また、上記導入路2には、貯留槽1に導入する液体の流量を調節する流量調節弁11と、上記流量調節弁11で調節された流量で貯留槽1に導入される液体の流量を検知する流量計9が設けられている。上記pH計10で検知されたイオン濃度および流量計9で検知された流量は、制御回路8に送られる。   The storage tank 1 is provided with an introduction path 2 for introducing liquid into the storage tank 1 and a discharge path 3 for discharging adjusted liquid whose liquid quality is adjusted in the storage tank. The discharge path 3 is provided with a pH meter 10 as a charged substance detection means for detecting the ion concentration of the adjusted liquid discharged from the storage tank 1. Further, the introduction path 2 detects a flow rate of the liquid introduced into the storage tank 1 at a flow rate adjustment valve 11 for adjusting the flow rate of the liquid introduced into the storage tank 1 and a flow rate adjusted by the flow rate adjustment valve 11. A flow meter 9 is provided. The ion concentration detected by the pH meter 10 and the flow rate detected by the flow meter 9 are sent to the control circuit 8.

上記制御回路8は、上記スイッチング装置5の切り換え制御を行って、陽極6,陰極7に直流電圧を印加する吸着モードと、陽極6,陰極7間を短絡させる放出モードとを切り換える制御を行う。   The control circuit 8 performs switching control of the switching device 5 so as to switch between an adsorption mode in which a DC voltage is applied to the anode 6 and the cathode 7 and an emission mode in which the anode 6 and the cathode 7 are short-circuited.

図示した装置は、図1の第1実施形態を適用したもので、陽極6の静電吸着能力が陰極7よりも高い装置であるが、目的に応じ、図2の第2実施形態を適用して陰極7の静電吸着能力が陽極6よりも高い装置とすることができる。または、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用したり、図2の第2実施形態の状態で使用したりすることができる。   The illustrated apparatus is an apparatus to which the first embodiment of FIG. 1 is applied, and the electrostatic attraction capacity of the anode 6 is higher than that of the cathode 7. However, the second embodiment of FIG. Thus, the electrostatic adsorption capacity of the cathode 7 can be higher than that of the anode 6. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 can be switched according to the purpose and used in the state of the first embodiment of FIG. 1 or in the state of the second embodiment of FIG.

そして、導入路2から導入された液体は、陽極6と陰極7が存在する貯留槽1内に導入され、吸着モードでは、陽極6と陰極7へのイオン等の吸着によりイオン濃度が調節され、調節済みの液体が排出路3から排出されるのである。また、スイッチング装置5により放出モードに切り替えられると、陽極6と陰極7にそれまで吸着されたイオンが液中に放出され、その廃液が排出路3から排出されるのである。   Then, the liquid introduced from the introduction path 2 is introduced into the storage tank 1 where the anode 6 and the cathode 7 exist, and in the adsorption mode, the ion concentration is adjusted by adsorption of ions or the like to the anode 6 and the cathode 7, The adjusted liquid is discharged from the discharge path 3. When the switching mode is switched to the discharge mode by the switching device 5, the ions adsorbed so far on the anode 6 and the cathode 7 are discharged into the liquid, and the waste liquid is discharged from the discharge path 3.

このように、制御対象の液体を導入路2から貯留槽1に導入しながら、貯留槽1において電極6,7へのイオン吸着を行ってイオン濃度の制御を行い、イオン濃度が制御された調整済液体は連続的に排出路3から排出される。このように、連続的に液体を流しながら液体の液質制御を行えることから、極めて良好な処理効率での運転が可能である。   In this way, while the liquid to be controlled is introduced from the introduction path 2 into the storage tank 1, the ion concentration is controlled by performing ion adsorption on the electrodes 6 and 7 in the storage tank 1, and the adjustment in which the ion concentration is controlled. The spent liquid is continuously discharged from the discharge path 3. In this way, since the liquid quality can be controlled while continuously flowing the liquid, it is possible to operate with extremely good processing efficiency.

そして、図7に示した装置を2槽併設し、一方の吸着能力が低下したら他方の装置による吸着を行うよう、2槽の装置を切り換え制御するようにしてもよい。   Then, the two devices shown in FIG. 7 may be provided side by side, and the two tank devices may be switched and controlled so that the suction is performed by the other device when the suction capability of one device is reduced.

なお、図3では、貯留槽1の中に陽極6と陰極7がそれぞれ1枚ずつの例を模式的に表したいわゆるビーカーモデルを示したが、工業的には、複数の集電極(両面電極)を内部に配設したセルとすることができる。   FIG. 3 shows a so-called beaker model schematically showing an example in which the storage tank 1 has one anode 6 and one cathode 7 each. However, industrially, a plurality of collecting electrodes (double-sided electrodes) are shown. ) In the inside.

また、上記制御回路8により、イオン濃度検出手段としてのpH計10による液体中の帯電物質の検知結果に応じて電極6,7に印加する直流電源装置4の極性を切り換え制御するようにしてもよい。すなわち、例えば、pH計10において調整済液体のpHが目標値よりも高くアルカリ側になったときに、図2の第2実施形態の状態に極性を切り替え制御して液体を酸性化し、反対に、調整済液体のpHが目標値よりも低く酸性側になったときに、図1の第1実施形態の状態に極性を切り替え制御して液体をアルカリ化する。なお、イオン濃度検出手段としては、イオン濃度に対応する物理量を検出するものであれば、pH計10に限らず、各種のものを適用することができる。   Further, the control circuit 8 switches and controls the polarity of the DC power supply device 4 applied to the electrodes 6 and 7 in accordance with the detection result of the charged substance in the liquid by the pH meter 10 as the ion concentration detecting means. Good. That is, for example, when the pH of the adjusted liquid in the pH meter 10 becomes higher than the target value and becomes alkaline, the liquid is acidified by switching the polarity to the state of the second embodiment in FIG. When the pH of the adjusted liquid becomes lower than the target value and becomes acidic, the liquid is alkalized by switching the polarity to the state of the first embodiment in FIG. The ion concentration detection means is not limited to the pH meter 10 as long as it detects a physical quantity corresponding to the ion concentration, and various kinds of devices can be applied.

このように、pH計10によるイオン濃度等の検知結果に応じて電極6,7に印加する極性を切り替え制御することにより、連続的に流れる液体を常に目標のイオン濃度となるように制御することが可能となる。このように、目標とする液質への制御を連続的に行い、目標液質の液体を連続的に生成することができるようになる。   In this way, by controlling the polarity applied to the electrodes 6 and 7 according to the detection result of the ion concentration and the like by the pH meter 10, the continuously flowing liquid is controlled to always have the target ion concentration. Is possible. As described above, the control to the target liquid quality is continuously performed, and the liquid having the target liquid quality can be continuously generated.

また、上記制御回路8により、pH計10による液体中のイオン濃度等の検知結果に応じて上記流量調節弁11を制御するようにしてもよい。すなわち、連続的に液体を流しながらイオンの吸着や放出を制御するときに、流量が大きすぎると、電極6,7へのイオンの吸着や放出による液体の液質変化が十分に反映しない状態で液体が排出路3から排出されてしまい、反対に流量が小さすぎると処理効率が低下する。したがって、連続的に液体を流しながらイオンの吸着や放出を制御するときに、pH計10によるpHの検知結果に応じて流量を適切に制御することにより、流量が制御精度に与える影響をなくし、常に目標液質の液体を連続的に生成することができるようになる。   Further, the flow control valve 11 may be controlled by the control circuit 8 in accordance with the detection result of the ion concentration or the like in the liquid by the pH meter 10. That is, when controlling the adsorption and release of ions while continuously flowing the liquid, if the flow rate is too large, the change in the liquid quality due to the adsorption and release of ions to the electrodes 6 and 7 is not sufficiently reflected. If the liquid is discharged from the discharge path 3 and the flow rate is too small, the processing efficiency is lowered. Therefore, when controlling the adsorption and release of ions while continuously flowing the liquid, by appropriately controlling the flow rate according to the pH detection result by the pH meter 10, the influence of the flow rate on the control accuracy is eliminated, A liquid having a target liquid quality can always be continuously produced.

さらに、上記制御回路8は、pH計10において調整済液体のイオン濃度等が目標値よりも高くなったときに、スイッチング装置5を電極6,7に電圧を印加するよう切り換えて液体中のイオンを電極6,7に吸着させるのであるが、この場合において、あらかじめ設定された所定時間が経過しても目標値に達しないときには、流量調節弁11を流量が小さくなるように制御することができる。このような場合に流量を小さくすることにより、液体が貯留槽1内に滞留する時間が長くなり、より多くのイオン等を電極6,7に吸着させて液質を目標値まで制御することができるようになる。反対に、目標値に達するまでの時間が、あらかじめ設定された所定時間以下であるときには、流量調節弁11を流量が大きくなるように制御する。このような場合に流量を大きくすることにより、液体が貯留槽1内に滞留する時間が短くなり、短時間で液質を目標値まで制御することができて処理効率を向上させることができるようになる。   Further, the control circuit 8 switches the switching device 5 to apply a voltage to the electrodes 6 and 7 when the ion concentration or the like of the adjusted liquid in the pH meter 10 becomes higher than the target value. In this case, if the target value is not reached even after a predetermined time set in advance, the flow rate control valve 11 can be controlled so as to reduce the flow rate. . In such a case, by reducing the flow rate, the time during which the liquid stays in the storage tank 1 is lengthened, and the liquid quality can be controlled to the target value by adsorbing more ions and the like to the electrodes 6 and 7. become able to. On the other hand, when the time until the target value is reached is equal to or shorter than a predetermined time set in advance, the flow rate control valve 11 is controlled so that the flow rate becomes larger. In such a case, by increasing the flow rate, the time during which the liquid stays in the storage tank 1 is shortened, so that the liquid quality can be controlled to the target value in a short time and the processing efficiency can be improved. become.

また、上記制御回路8は、pH計10において調整済液体のイオン濃度等が目標値よりも高くなったときに、スイッチング装置5を電極6,7に電圧を印加するよう切り換えて液体中のイオンを電極6,7に吸着させるのであるが、この場合において、あらかじめ設定された所定時間が経過しても目標値に達しないときには、直流電源装置4の電圧を高くするように制御することもできる。このような場合に電圧を高くすることにより、より多くのイオン等を電極6,7に吸着させて液質を目標値まで制御することができるようになる。反対に、目標値に達するまでの時間が、あらかじめ設定された所定時間以下であるときには、直流電源装置4の電圧を低くするように制御する。このような場合に電圧を低くすることにより、電力消費を少なくし、エネルギー効率を向上させることができるようになる。   Further, the control circuit 8 switches the switching device 5 so as to apply a voltage to the electrodes 6 and 7 when the ion concentration or the like of the adjusted liquid in the pH meter 10 becomes higher than the target value. In this case, if the target value is not reached even after a predetermined time set in advance, the voltage of the DC power supply 4 can be controlled to be increased. . In such a case, by increasing the voltage, more ions and the like can be adsorbed on the electrodes 6 and 7 and the liquid quality can be controlled to the target value. On the contrary, when the time until the target value is reached is equal to or less than a predetermined time set in advance, control is performed so that the voltage of the DC power supply device 4 is lowered. In such a case, by reducing the voltage, it is possible to reduce power consumption and improve energy efficiency.

図7の装置において、両電極6,7間に流れる電流値と通電時間を積算した電流積算値を算出する電流積算手段(図示せず)を備え、上記制御回路8は、上記両電極6,7間の電位差および/または電流値を、上記算出された電流積算値に基づいて制御することにより、上記電極6,7への帯電物質の吸着量や放出量を制御するようにすることができる。このようにすることにより、電流積算値という計測が容易な数値に基づいて吸着量および放出量を制御できることから、液体中のイオン濃度や存在比率の制御が行いやすい。   The apparatus shown in FIG. 7 includes current integrating means (not shown) for calculating a current integrated value obtained by integrating the current value flowing between the electrodes 6 and 7 and the energization time, and the control circuit 8 includes the electrodes 6 and 6. By controlling the potential difference and / or current value between 7 based on the calculated current integrated value, it is possible to control the amount of adsorption and release of the charged substance on the electrodes 6 and 7. . By doing so, the adsorption amount and the release amount can be controlled based on a numerical value that is easy to measure, such as an integrated current value, so that it is easy to control the ion concentration and the existence ratio in the liquid.

また、上記装置において、上記直流電源装置4を電圧制御および電流制御が可能なものとし、制御回路8により上記陽極6,陰極7に印加する電圧および/または電流値を制御するようにすることもできる。   In the above device, the DC power supply device 4 can be controlled in voltage and current, and the voltage and / or current value applied to the anode 6 and cathode 7 can be controlled by the control circuit 8. it can.

すなわち、吸着モードにおいて、陽極6,陰極7に印加する電圧や電流値を制御することにより、液体中のイオン等の帯電物質の陽極6,陰極7への吸着速度や吸着量を制御することができる。また、放出モードにおいて、陽極6,陰極7に印加する電圧や電流値を制御することにより、液体中のイオン等の帯電物質の陽極6,陰極7への放出速度や放出量を制御することができる。   That is, in the adsorption mode, by controlling the voltage and current value applied to the anode 6 and the cathode 7, it is possible to control the adsorption speed and the amount of adsorption of charged substances such as ions in the liquid to the anode 6 and the cathode 7. it can. Further, in the emission mode, by controlling the voltage and current value applied to the anode 6 and the cathode 7, it is possible to control the emission rate and the emission amount of charged substances such as ions in the liquid to the anode 6 and the cathode 7. it can.

そして、上述した説明では、陽極6と陰極7に直流電圧を印加させた吸着モードと短絡した放出モードを切り換え、両電極6、7間の電位差を制御してイオン等の吸着および放出を制御する例を示したが、両電極6、7間の通電のオンオフだけでなく、電位差を増減させるようにコントロールしたり、両電極6,7間に流れる電流値を増減させるようにコントロールしたりしてイオン等の吸着および放出を制御することもできる。また、上記電位差と電流値の双方を増減させるようにコントロールしてイオン等の吸着および放出を制御することも可能である。   In the above description, the adsorption mode in which a DC voltage is applied to the anode 6 and the cathode 7 and the short emission mode are switched, and the potential difference between the electrodes 6 and 7 is controlled to control the adsorption and emission of ions and the like. Although an example was shown, not only on / off of energization between both electrodes 6 and 7 but also control to increase or decrease the potential difference or control to increase or decrease the current value flowing between both electrodes 6 and 7. It is also possible to control adsorption and release of ions and the like. It is also possible to control adsorption and release of ions and the like by controlling both the potential difference and the current value to increase or decrease.

そして、両電極6,7への直流電圧の印加と短絡を交互に行ったり、交互に極性を逆にしたり、あるいは、電位差や電流値を連続的にコントロールすることにより、プラスイオンおよびマイナスイオンの吸着と放出を可逆的に行うように制御することができる。このようにすることにより、上記液体中に存在させた電極6,7へのイオン等の帯電物質の吸着と放出の双方を可逆的に制御し、液体中のイオン等の濃度や存在比率を目標値に制御し、液体の液質を目標の特性に制御することができる。   Then, by applying DC voltage to both electrodes 6 and 7 and short-circuiting alternately, reversing the polarity alternately, or continuously controlling the potential difference and current value, positive ions and negative ions The adsorption and release can be controlled to be performed reversibly. By doing so, both adsorption and release of charged substances such as ions to the electrodes 6 and 7 existing in the liquid are reversibly controlled, and the concentration and abundance ratio of ions and the like in the liquid are targeted. The liquid quality of the liquid can be controlled to a target characteristic.

このようにすることにより、液質の微調整を行う場合でも、電極6,7に印加する電位差や電流値を微調整して電極への帯電物質の吸着量や放出量ならびに吸着速度や放出速度を微調整することにより、容易に液質の微調整を行うことができ、従来の調整液体を補充する方法に比べて、極めて短時間で高精度の液質制御を実現することができる。   In this way, even when the liquid quality is finely adjusted, the potential difference and the current value applied to the electrodes 6 and 7 are finely adjusted to adsorb and release the charged substance on the electrode, as well as the adsorption rate and release rate. By finely adjusting the liquid level, it is possible to easily finely adjust the liquid quality, and it is possible to realize highly accurate liquid quality control in an extremely short time compared to the conventional method of replenishing the adjustment liquid.

図8は、上記第3実施形態を適用した第5実施例を示す。   FIG. 8 shows a fifth example to which the third embodiment is applied.

この例は、本発明をアルカリイオン水精製装置に適用した例である。この精製装置は、原水供給路16および精製水排出路17が接続されて内部でアルカリイオン水の精製を行う第1貯槽14と、上記第1貯槽14と上記精製水排出路17で接続されて第1貯槽14で精製されたアルカリイオン水を貯留するとともに、貯留したアルカリイオン水を供給するための精製水供給路18が接続された第2貯槽15とを備えている。   In this example, the present invention is applied to an alkaline ionized water purifier. This purification apparatus is connected to a raw water supply path 16 and a purified water discharge path 17 connected to each other by a first storage tank 14 for purifying alkaline ionized water, and the first storage tank 14 and the purified water discharge path 17. The second storage tank 15 is connected to the purified water supply path 18 for storing the alkaline ionized water purified in the first storage tank 14 and supplying the stored alkaline ionized water.

上記第1貯槽14には、陽極6,陰極7,pH計10(いずれも図示せず)を備えた電極ユニット25が内部に収容され、上記電極ユニット25は陽極6および陰極7が槽内において露出しており、導入された原水と接触するようになっている。また、上記装置は、上記電極ユニット25と電気的に接続され、直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,シグナルランプ13(いずれも図示せず)が一体的な筐体にまとめられた制御ユニット26を備えている。さらに、上記第1貯槽14には、電極ユニット25の陽極6および陰極7に吸着されたイオン等が放出モードで放出された廃液を排出する廃水路19が接続されている。   The first storage tank 14 accommodates therein an electrode unit 25 having an anode 6, a cathode 7, and a pH meter 10 (both not shown), and the electrode unit 25 includes the anode 6 and the cathode 7 in the tank. It is exposed and comes into contact with the introduced raw water. The device is electrically connected to the electrode unit 25, and a DC power supply device 4, a switching device 5, a control circuit 8, an ammeter 12, and a signal lamp 13 (none of which are shown) are integrated in a housing. The control unit 26 is provided. Further, a waste water channel 19 is connected to the first storage tank 14 for discharging the waste liquid from which ions adsorbed by the anode 6 and the cathode 7 of the electrode unit 25 are released in the release mode.

上記原水供給路16、精製水排出路17、精製水供給路18、廃水路19には、それぞれ第1弁22a、第2弁22b、第3弁22c、第4弁22dが設けられている。上記制御ユニット26の制御回路8は、上述した吸着モードと放出モードの切り替え制御等のほかに、第1弁22a、第2弁22b、第4弁22dの開閉制御も行うようになっている。第1貯槽14および第2貯槽15には、図示しない液面計を備えており、上記制御回路8は、各液面計で検知した液面、pH計で検知したpHに基づいて上記第1弁22a、第2弁22b、第4弁22dの開閉制御を行う。
The raw water supply path 16, the purified water discharge path 17, the purified water supply path 18, and the waste water path 19 are provided with a first valve 22a, a second valve 22b, a third valve 22c, and a fourth valve 22d, respectively. The control circuit 8 of the control unit 26 performs opening / closing control of the first valve 22a, the second valve 22b, and the fourth valve 22d in addition to the above-described switching control between the adsorption mode and the discharge mode. The first reservoir 14 and second reservoir 15 has a level gauge (not shown), the control circuit 8, the liquid level detected by the level gauge, said first based on the p H was detected by a pH meter Opening / closing control of the first valve 22a, the second valve 22b, and the fourth valve 22d is performed.

上記精製装置では、第1貯槽14の液面が低下したことを液面計が検知すると、制御回路8は第1弁22aを開けて原水供給路16から第1貯槽14に原水を導入する。第1貯槽14の液面計が、液面が所定以上に上がったことを検知すると、制御回路8は第1弁22aを閉じて原水の導入を停止する。   In the said refinement | purification apparatus, if a liquid level meter detects that the liquid level of the 1st storage tank 14 fell, the control circuit 8 will open the 1st valve 22a, and will introduce | transduce raw water into the 1st storage tank 14 from the raw water supply path 16. FIG. When the liquid level gauge in the first storage tank 14 detects that the liquid level has risen above a predetermined level, the control circuit 8 closes the first valve 22a and stops the introduction of raw water.

液面が上がって原水が導入されると、制御回路8は陽極6および陰極7に対する直流電流を印加して吸着モードでの運転を開始する。このときの極性は、原水をアルカリ化するのであるから、図1の第1実施形態での運転である。pHの調整は、pH計10によるフィードバック制御したり、あるいは電圧を調整したりすることにより行われる。このようにして第1貯槽14で原水の精製が行われる。
When the liquid level rises and the raw water is introduced, the control circuit 8 applies a direct current to the anode 6 and the cathode 7 to start operation in the adsorption mode. Since the polarity at this time alkalizes raw | natural water, it is the driving | operation in 1st Embodiment of FIG. The pH adjustment, or feedback control by pH meter 10, Oh Rui is done by or to adjust the voltage. In this way, the raw water is purified in the first storage tank 14.

第2貯槽15の液面が低下したことを液面計が検知すると、制御回路8は第2弁22bを開けて精製水排出路17から第1貯槽14で精製された精製水を第2貯槽15に導入する。第2貯槽15の液面計が、液面が所定以上に上がったことを検知すると、制御回路8は第2弁22bを閉じて精製水の導入を停止する。第2貯槽15の精製水は、適宜第3弁22cを開けることにより精製水供給路18から供給して使用に供される。   When the liquid level gauge detects that the liquid level in the second storage tank 15 has dropped, the control circuit 8 opens the second valve 22b and supplies the purified water purified in the first storage tank 14 from the purified water discharge path 17 to the second storage tank. 15 is introduced. When the liquid level gauge in the second storage tank 15 detects that the liquid level has risen above a predetermined level, the control circuit 8 closes the second valve 22b and stops the introduction of purified water. The purified water in the second storage tank 15 is supplied from the purified water supply path 18 for use by appropriately opening the third valve 22c.

1貯槽14に導入された原水の精製(吸着モードでの運転)を所定回数繰り返した回数を図示しないカウンタでカウントして所定量の原水の精製をしたりしたタイミングで、制御回路8は、陽極6と陰極7の間を短絡させるか極性を切り換えて放出モードでの運転を行い、電極6,7の再生を行う。放出モードでの運転を所定時間したのち、制御回路8は、第4弁22dを開けて廃水路19から廃水を排出する。
At a timing when the purification of the raw water introduced into the first storage tank 14 (operation in the adsorption mode) is repeated a predetermined number of times, the control circuit 8 counts with a counter (not shown) and purifies a predetermined amount of raw water, The electrodes 6 and 7 are regenerated by short-circuiting the anode 6 and the cathode 7 or switching the polarity and operating in the emission mode. After a predetermined time of operation in the discharge mode, the control circuit 8 opens the fourth valve 22d and discharges the waste water from the waste water channel 19.

図9は、上記第3実施形態を適用した第6実施例を示す。   FIG. 9 shows a sixth example to which the third embodiment is applied.

この例は、本発明をアルカリイオン水精製装置に適用した例である。この精製装置は、原水供給路16が接続された第1貯槽14と、上記第1貯槽14と連通路31を介して連通して原水の精製を行う電極セル30と、上記電極セル30と精製水排出路17で接続されて電極セル30で精製されたアルカリイオン水を貯留するとともに、貯留したアルカリイオン水を供給するための精製水供給路18が接続された第2貯槽15とを備えている。   In this example, the present invention is applied to an alkaline ionized water purifier. The purification apparatus includes a first storage tank 14 to which a raw water supply path 16 is connected, an electrode cell 30 that performs purification of raw water by communicating with the first storage tank 14 through a communication path 31, and the electrode cell 30 and purification. The second storage tank 15 is connected to the purified water supply path 18 connected to the purified water supply path 18 for supplying the stored alkaline ionized water while storing the alkaline ionized water connected by the water discharge path 17 and purified by the electrode cell 30. Yes.

上記電極セル30は、陽極6,陰極7,pH計10(いずれも図示せず)を備えた電極ユニットとして機能するものであり、内部で導入された原水と陽極6、陰極7が接触するようになっている。また、上記装置は、上記電極セル30と電気的に接続され、直流電源装置4,スイッチング装置5,制御回路8,電流計12,シグナルランプ13(いずれも図示せず)が一体的な筐体にまとめられた制御ユニット26を備えている。さらに、上記電極セル30には、電極ユニット25の陽極6および陰極7に吸着されたイオン等が放出モードで放出された廃液を排出する廃水路19が接続されている。   The electrode cell 30 functions as an electrode unit including an anode 6, a cathode 7, and a pH meter 10 (both not shown) so that the raw water introduced inside, the anode 6 and the cathode 7 are in contact with each other. It has become. The device is electrically connected to the electrode cell 30, and a DC power supply device 4, a switching device 5, a control circuit 8, an ammeter 12, and a signal lamp 13 (none of which are shown) are integrated in a housing. The control unit 26 is provided. Further, a waste water channel 19 is connected to the electrode cell 30 for discharging the waste liquid from which ions adsorbed on the anode 6 and the cathode 7 of the electrode unit 25 are released in the release mode.

上記原水供給路16、精製水排出路17、精製水供給路18、廃水路19には、それぞれ第1弁22a、第2弁22b、第3弁22c、第4弁22dが設けられている。上記制御ユニット26の制御回路8は、上述した吸着モードと放出モードの切り替え制御等のほかに、第1弁22a、第2弁22b、第4弁22dの開閉制御も行うようになっている。第1貯槽14および第2貯槽15には、図示しない液面計を備えており、上記制御回路8は、各液面計で検知した液面、pH計で検知したpH等に基づいて上記第1弁22a、第2弁22b、第4弁22dの開閉制御を行う。
The raw water supply path 16, the purified water discharge path 17, the purified water supply path 18, and the waste water path 19 are provided with a first valve 22a, a second valve 22b, a third valve 22c, and a fourth valve 22d, respectively. The control circuit 8 of the control unit 26 performs opening / closing control of the first valve 22a, the second valve 22b, and the fourth valve 22d in addition to the above-described switching control between the adsorption mode and the discharge mode. The first storage tank 14 and the second storage tank 15 are provided with a liquid level gauge (not shown), and the control circuit 8 is based on the liquid level detected by each liquid level gauge, the pH detected by the pH meter, and the like. Opening / closing control of the first valve 22a, the second valve 22b, and the fourth valve 22d is performed.

上記精製装置では、第1貯槽14の液面が低下したことを液面計が検知すると、制御回路8は第1弁22aを開けて原水供給路16から第1貯槽14に原水を導入する。第1貯槽14の液面計が、液面が所定以上に上がったことを検知すると、制御回路8は第1弁22aを閉じて原水の導入を停止する。   In the said refinement | purification apparatus, if a liquid level meter detects that the liquid level of the 1st storage tank 14 fell, the control circuit 8 will open the 1st valve 22a, and will introduce | transduce raw water into the 1st storage tank 14 from the raw water supply path 16. FIG. When the liquid level gauge in the first storage tank 14 detects that the liquid level has risen above a predetermined level, the control circuit 8 closes the first valve 22a and stops the introduction of raw water.

液面が上がって原水が導入されると、制御回路8は第2弁22bを開けるとともに、陽極6および陰極7に対する直流電流を印加して吸着モードでの運転を開始する。このときの極性は、原水をアルカリ化するのであるから、図1の第1実施形態での運転である。pHの調整は、pH計10によるフィードバック制御したり、あるいは電圧を調整したり、もしくは流量を設定したりすることにより行われる。このようにして電極セル30内に原水を通水させながら精製することが行われる。第2貯槽15の精製水は、適宜第3弁22cを開けることにより精製水供給路18から供給して使用に供される。
When the liquid level rises and the raw water is introduced, the control circuit 8 opens the second valve 22b and applies a direct current to the anode 6 and the cathode 7 to start operation in the adsorption mode. Since the polarity at this time alkalizes raw | natural water, it is the driving | operation in 1st Embodiment of FIG. Adjustment of the pH is performed by or set Ri and feedback control by pH meter 10 or to adjust the voltage, or flow rate. In this way, purification is performed while passing raw water through the electrode cell 30. The purified water in the second storage tank 15 is supplied from the purified water supply path 18 for use by appropriately opening the third valve 22c.

2貯槽15に供給した精製水の量を図示しないカウンタでカウントして所定量の原水の精製をしたタイミングで、制御回路8は、陽極6と陰極7の間を短絡させるか極性を切り換えて放出モードでの運転を行い、電極6,7の再生を開始して放出モードでの運転を行うとともに第4弁22dを開けて廃水路19から廃水を排出する。 Count to at timing in which the purification of raw water in a predetermined amount by a counter (not shown) the amount of purified water supplied to the second storage tank 15, the control circuit 8, the polarity or to short-circuit between the anode 6 and the cathode 7 The operation is performed in the discharge mode by switching, the regeneration of the electrodes 6 and 7 is started and the operation in the discharge mode is performed, and the fourth valve 22d is opened to discharge the waste water from the waste water channel 19.

図8および図9には、上記第5実施例および第6実施例として、本発明をアルカリイオン水の精製装置に適用したものを示したが、本発明の適用範囲はこれに限定するものではなく、原水を精製してアルカリイオン水としうるものであれば各種のものに適用することができる。例えば、冷水器や給湯器に適用してアルカリイオン水の冷水やお湯を供給するものとしたり、給茶器やコーヒーサーバ、紙コップ式の自動販売機等に適用してアルカリイオン水のお茶・コーヒー・ジュース等を提供するものとしたり、製氷機や冷蔵庫に適用してアルカリイオン水の氷を供給するものとしたりすることができる。   8 and 9 show the fifth embodiment and the sixth embodiment in which the present invention is applied to an apparatus for purifying alkaline ion water, but the scope of the present invention is not limited to this. However, any material can be used as long as the raw water can be purified into alkali ion water. For example, it can be applied to cold water heaters and water heaters to supply cold water or hot water of alkaline ionized water, or it can be applied to tea water dispensers, coffee servers, paper cup vending machines, etc. -Juice etc. can be provided, or it can be applied to an ice maker or refrigerator to supply alkaline ionized water ice.

また、本発明は、液体を酸性化して利用する場合は、図2の第2実施形態を適用して酸性化を行えばよいし、液体をアルカリ化して利用する場合は、図1の第1実施形態を適用してアルカリ化を行えばよい。あるいは、目的に応じて直流電源装置4の極性を切り換えて、図1の第1実施形態の状態で使用して酸性化を行ったり、図2の第2実施形態の状態で使用してアルカリ化を行ったりすればよい。   Further, in the present invention, when the liquid is used after being acidified, the second embodiment of FIG. 2 may be applied for acidification, and when the liquid is used after being alkalized, the first of FIG. The embodiment may be applied to perform alkalinization. Alternatively, the polarity of the DC power supply device 4 is switched according to the purpose and used in the state of the first embodiment of FIG. 1 to perform acidification, or used in the state of the second embodiment of FIG. Or just go.

このような観点から本発明は、上述したもの以外にも、例えば下記のようなものに適用して実施することができる。   From this point of view, the present invention can be implemented by applying to the following, for example, in addition to those described above.

加湿器に適用し、加湿器の給水カートリッジ内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して肌をしっとりさせる場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to a humidifier to adjust the water ion in the water supply cartridge of the humidifier. When moisturizing the skin using the osmotic power of alkaline ionized water, adjust the ion to make it alkaline and remove acidic ionized water. When utilizing the fungal effect, the ion is adjusted to acidify.

スチームアイロンに適用し、アイロンの給水カートリッジ内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用してしわを伸びやすくさせる場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、しわとり後に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to the steam iron, adjust the water ion in the iron water supply cartridge, and if you want to make the wrinkle easy to stretch using the penetrating power of alkaline ion water, adjust the ion to alkalinize, and after removing wrinkle, acid ion When utilizing the disinfection effect of water, ion adjustment is performed so as to acidify.

洗濯機に適用し、洗濯機の洗濯槽内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して洗濯時に汚れ落ちをよくする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、すすぎ時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to the washing machine, adjust the ion of water in the washing tub of the washing machine, and use the osmotic power of alkaline ionized water to improve the stain removal during washing, adjust the ion to make it alkaline, and when rinsing When utilizing the sterilizing effect of acidic ion water, ion adjustment is performed so as to acidify.

食器洗い乾燥機に適用し、洗浄槽内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して洗浄時に汚れ落ちをよくする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、すすぎ時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to the dishwasher to adjust the water ions in the washing tub. When using the osmotic power of alkaline ionized water to improve the removal of dirt during washing, adjust the ions so that they become alkaline and acid ions during rinsing. When utilizing the disinfection effect of water, ion adjustment is performed so as to acidify.

水洗トイレに適用し、給水タンク内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して水洗時に汚れ落ちをよくする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、水洗時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Applies to flush toilets, adjusts the water ions in the water supply tank, uses the osmotic power of alkaline ionized water to improve stain removal during washing, adjusts the ions so that they become alkaline, and acid ionic water during washing When utilizing the sterilization effect of, adjust the ions to acidify.

入浴設備やフットバスに適用し、バスタブ内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して入浴時等の汚れ落ちをよくし、肌に水分を浸透させてすべすべにする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、おふろ洗い時や入浴時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to bathing facilities and foot baths, adjust the water ions in the bathtub, use the osmotic power of alkaline ionized water to remove dirt when bathing, etc., and make the skin permeate with moisture. Adjust the ion to make it alkaline, and if you want to use the sterilizing effect of acidic ion water at the time of bathing or bathing, adjust the ion to make it acidic.

洗顔機や美顔機に適用し、洗顔槽内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して洗顔時等の汚れ落ちをよくし、肌に水分を浸透させてすべすべにする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、洗顔時や清掃時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Applies to face washers and face washers, adjusts the water ions in the face wash basin, uses alkaline ionized water penetration to improve cleanliness when washing the face, and soaks moisture into the skin to make it smooth In such a case, the ion is adjusted so as to be alkalized, and the ion is adjusted so as to be acidified when the disinfecting effect of the acidic ion water is used at the time of face washing or cleaning.

眼鏡やコンタクトレンズ用をはじめとする超音波洗浄機に適用し、洗浄槽内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して洗浄時等の汚れ落ちをよくする場合はアルカリ化するようイオン調節を行い、すすぎ時に酸性イオン水の除菌効果を利用する場合は酸性化するようイオン調節を行う。   Apply to ultrasonic cleaners such as those for glasses and contact lenses, adjust the water ions in the cleaning tank, and use alkaline ionized water penetration to remove dirt during cleaning. Ion adjustment is performed so that it is acidified, and when sterilizing effect of acidic ion water is used at the time of rinsing, ion adjustment is performed so as to acidify.

自動車のウインドウォッシャー液タンクに適用し、タンク内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力・溶解効果を利用して洗浄時等の汚れ落ちをよくする場合はアルカリ化するようイオン調節を行う。   Apply to automotive window washer liquid tanks to adjust the water ions in the tank, and adjust the ionization to make it alkaline when using the osmotic force / dissolution effect of alkaline ionized water to improve soil removal during washing. I do.

生花陳列棚の給水装置に適用し、タンク内の水のイオン調節を行い、アルカリイオン水の浸透力を利用して生花の寿命を延長させる場合はアルカリ化するようイオン調節を行う。   It is applied to a water supply device for fresh flower display shelves and adjusts the water ions in the tank. If the osmotic force of alkaline ionized water is used to extend the life of fresh flowers, the ions are adjusted to be alkaline.

上記各実施例では、帯電物質が主としてイオンである場合を例にあげて説明したが、これに限定するものではなく、陽極6や陰極7に吸引されうる各種の帯電粒子を制御対象物質とすることができる。例えば、パイロジェンのようなゼータ電位を有する帯電性物質や、帯電した顔料,染料,高分子等を挙げることができる。   In each of the above embodiments, the case where the charged substance is mainly ions has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various charged particles that can be attracted to the anode 6 or the cathode 7 are used as the control target substance. be able to. Examples thereof include a chargeable substance having a zeta potential such as pyrogen, a charged pigment, dye, polymer, and the like.

図10は、本発明の第4および第5の実施の形態において、前提となる溶液の液質制御装置を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a liquid quality control device for a solution which is a premise in the fourth and fifth embodiments of the present invention.

上記液質制御装置は、液質制御対象とする溶液を貯留する貯留槽41と、上記貯留槽41に貯留された溶液中に存在して直流電圧が印加される電極46,47と、上記電極46,47に印加する電位差および/または電流値を制御する制御回路48とを備えている。   The liquid quality control device includes: a storage tank 41 that stores a solution that is a liquid quality control target; electrodes 46 and 47 that are present in the solution stored in the storage tank 41 and to which a DC voltage is applied; And a control circuit 48 for controlling a potential difference and / or a current value applied to 46 and 47.

上記電極46,47は、電圧制御および電流制御が可能な直流電源44に接続されて、プラス電位が印加される陽極46と、マイナス電位が印加される陰極47とから構成されている。45は、上記電極46,47と直流電源を接続して各電極46,47に直流電圧を印加する状態と、両電極46,47間を短絡させる状態とを切り換えるスイッチである。   The electrodes 46 and 47 are connected to a DC power supply 44 capable of voltage control and current control, and are composed of an anode 46 to which a positive potential is applied and a cathode 47 to which a negative potential is applied. Reference numeral 45 denotes a switch that switches between a state in which the electrodes 46 and 47 are connected to a DC power source and a DC voltage is applied to the electrodes 46 and 47 and a state in which the electrodes 46 and 47 are short-circuited.

上記貯留槽41には、貯留槽41に溶液を導入する導入路42と、貯留槽で液質が調整された調整済みの溶液を排出する排出路43とが設けられている。上記排出路43には、貯留槽41から排出される調整済み溶液のイオン濃度を検知する帯電物質検知手段としてのイオン濃度計50が設けられている。また、上記導入路42には、貯留槽41に導入する溶液の流量を調節する流量調節弁51と、上記流量調節弁51で調節された流量で貯留槽41に導入される溶液の流量を検知する流量計49が設けられている。上記イオン濃度計50で検知されたイオン濃度および流量計で検知された流量は、制御回路48に送られる。   The storage tank 41 is provided with an introduction path 42 for introducing the solution into the storage tank 41 and a discharge path 43 for discharging the adjusted solution whose liquid quality is adjusted in the storage tank. The discharge path 43 is provided with an ion concentration meter 50 as a charged substance detection means for detecting the ion concentration of the adjusted solution discharged from the storage tank 41. The introduction path 42 detects the flow rate of the solution introduced into the storage tank 41 at a flow rate adjustment valve 51 that adjusts the flow rate of the solution introduced into the storage tank 41 and the flow rate adjusted by the flow rate adjustment valve 51. A flow meter 49 is provided. The ion concentration detected by the ion concentration meter 50 and the flow rate detected by the flow meter are sent to the control circuit 48.

上記制御回路48は、上記スイッチ45の切り換え制御を行って、両電極46,47に印加する電位を制御することにより、溶液中の帯電物質であるイオンの電極46,47への吸着および電極46,47に吸着されたイオンの溶液中への放出を制御する。   The control circuit 48 controls the switching of the switch 45 to control the potential applied to both the electrodes 46 and 47, thereby adsorbing ions, which are charged substances in the solution, to the electrodes 46 and 47 and the electrode 46. , 47 controls the release of ions adsorbed into the solution.

すなわち、液質制御対象とする溶液中に存在させた電極46,47に印加する電位を制御することにより、溶液中のイオン等の帯電物質の電極46,47への吸着および電極46,47に吸着された帯電物質の溶液中への放出を制御する。このため、制御対象とする溶液中の帯電物質を減少させたいときには、図10(a)に示すように、スイッチ45を電極46,47に電圧を印加するよう切り換え制御して溶液中の帯電物質を電極46,47に吸着させ、反対に溶液中の帯電物質を増加させたいときには、図10(b)に示すように、スイッチ45を電極46,47を短絡させて電圧の印加を解除するよう制御して電極46,47に吸着された帯電物質を溶液中に放出させればよい。   That is, by controlling the potential applied to the electrodes 46 and 47 existing in the solution to be liquid quality controlled, the charged substances such as ions in the solution are adsorbed on the electrodes 46 and 47 and are applied to the electrodes 46 and 47. Control the release of the adsorbed charged substance into the solution. For this reason, when it is desired to reduce the charged substance in the solution to be controlled, as shown in FIG. 10A, the switch 45 is controlled so as to apply a voltage to the electrodes 46 and 47, and the charged substance in the solution is controlled. Is adsorbed on the electrodes 46 and 47, and on the contrary, when it is desired to increase the charged substance in the solution, as shown in FIG. 10B, the switch 45 is short-circuited with the electrodes 46 and 47 to cancel the application of the voltage. The charged substance adsorbed on the electrodes 46 and 47 may be controlled to be released into the solution.

このとき、プラス電位が印加された陽極46には溶液中のマイナスイオンが吸着され、マイナス電位が印加された陰極47にはプラスイオンが吸着され、溶液中のイオンが減少する。また、陽極46と陰極47とを短絡させて上記吸着時に印加された直流電圧を解除することにより、陽極46に吸着されたマイナスイオンは溶液中に放出され、陰極47に吸着されたプラスイオンは溶液中に放出される。このように、上記溶液中に存在させた電極46,47へのイオンや帯電粒子等の吸着と放出の双方を制御することにより、溶液中の帯電物質の濃度や存在比率を目標値に制御し、溶液の液質を制御することができるのである。   At this time, negative ions in the solution are adsorbed to the anode 46 to which the positive potential is applied, and positive ions are adsorbed to the cathode 47 to which the negative potential is applied, and the ions in the solution are reduced. Further, by releasing the DC voltage applied during the adsorption by short-circuiting the anode 46 and the cathode 47, the negative ions adsorbed on the anode 46 are released into the solution, and the positive ions adsorbed on the cathode 47 are Released into solution. In this way, by controlling both the adsorption and release of ions and charged particles to the electrodes 46 and 47 existing in the solution, the concentration and ratio of charged substances in the solution are controlled to target values. The liquid quality of the solution can be controlled.

なお、上記両電極46,47に印加する電圧としては、特に限定するものではないが、0.5〜5V程度に設定するのが好ましい。   The voltage applied to both electrodes 46 and 47 is not particularly limited, but is preferably set to about 0.5 to 5V.

ここで、図10では、貯留槽41の中に陽極46と陰極47がそれぞれ1枚ずつの例を模式的に表したいわゆるビーカーモデルを示したが、工業的には、図11に示すように、複数の集電極(両面電極)58a,58bを配設したセルとすることができる。   Here, FIG. 10 shows a so-called beaker model schematically showing an example in which the storage tank 41 has one anode 46 and one cathode 47, but industrially, as shown in FIG. A cell in which a plurality of collector electrodes (double-sided electrodes) 58a and 58b are arranged can be obtained.

このセルは、2枚の末端プレート56の間に、複数(この例では12)の両面電極58a,58bが積層状態に配置され、各両面電極58a,58b同士の間および両面電極58a,58bと末端プレート56の間には枠状スペーサ63が配置されている。57は積層状の枠状スペーサ63、末端プレート56、両面電極58a,58bを固定するボルトナットである。   In this cell, a plurality (12 in this example) of double-sided electrodes 58a, 58b are disposed between two end plates 56 in a laminated state, and between the double-sided electrodes 58a, 58b and between the double-sided electrodes 58a, 58b. A frame spacer 63 is disposed between the end plates 56. Reference numeral 57 denotes a bolt and nut for fixing the laminated frame spacer 63, the end plate 56, and the double-sided electrodes 58a and 58b.

一方の両面電極58aは、セパレータ52の両面に陽極46が設けられた陽電極であり、他方の両面電極58bは、セパレータ52の両面に陰極47が設けられた陰電極である。そして、陽電極58aと陰電極58bが交互に積層されることにより、隣り合う両面電極58a,58b間において陽極46と陰極47が対面するように配置されている。そして、上記両面電極58a,58b、枠状スペーサ63、末端プレート56により形成される内部空間が、溶液が貯留される貯留空間であり、セル全体が貯留槽41として機能する。上記貯留空間は、両面電極58a,58bによって複数段(この例では13段)の空間に仕切られている。   One double-sided electrode 58 a is a positive electrode in which the anode 46 is provided on both sides of the separator 52, and the other double-sided electrode 58 b is a negative electrode in which the cathode 47 is provided on both sides of the separator 52. Then, the positive electrode 58a and the negative electrode 58b are alternately stacked, so that the anode 46 and the cathode 47 are disposed so as to face each other between the adjacent double-sided electrodes 58a and 58b. The internal space formed by the double-sided electrodes 58a and 58b, the frame-like spacer 63, and the end plate 56 is a storage space in which the solution is stored, and the entire cell functions as the storage tank 41. The storage space is partitioned into a plurality of stages (in this example, 13 stages) by double-sided electrodes 58a and 58b.

また、一方(図では上側)の末端プレート56に導入路42(図11には示していない)に連通する導入口54が形成され、他方の末端プレート56に排出路43(図11には示していない)に連通する排出口55が形成されている。また、この例では、各セパレータ52には、内部の貯留空間に導入された溶液が格段の空間をジグザグに流れるよう、千鳥状の配置で連通口53が形成されている。   Further, an inlet 54 communicating with the introduction path 42 (not shown in FIG. 11) is formed in one end plate 56 (upper side in the drawing), and a discharge path 43 (shown in FIG. 11) is formed in the other end plate 56. A discharge port 55 that communicates with (not) is formed. In this example, each separator 52 is provided with a communication port 53 in a staggered arrangement so that the solution introduced into the internal storage space flows in a zigzag manner through the outstanding space.

そして、導入口54から導入された溶液は、陽極46と陰極47に挟まれる複数の空間を通りながら電極46,47へのイオン等の吸着と放出を受けて液質が制御され、調整済みの溶液が排出口55から排出されるのである。   The solution introduced from the introduction port 54 is subjected to adsorption and release of ions and the like on the electrodes 46 and 47 while passing through a plurality of spaces sandwiched between the anode 46 and the cathode 47, and the liquid quality is controlled and adjusted. The solution is discharged from the discharge port 55.

このように、制御対象とする溶液中に電極46,47を存在させ、その電極に印加する電位差および/または電流値を制御することにより、制御対象とする溶液中に存在する帯電物質の濃度や存在比率等の液質を、電気的な制御のみにより、溶液に対する直接的な制御を行うことができる。したがって、従来のように、調整用液を蓄えるタンクや調整用液をつくるための電気分解装置、それにともなう複雑な配管等を必要とせず、装置が大幅に簡素化小型化し、設備コストやメンテナンスコストの大幅な節減が可能となった。また、従来のようなイオン交換膜を必要としないことから、イオン交換膜のメンテナンスも不要となる。   In this way, by making the electrodes 46 and 47 exist in the solution to be controlled and controlling the potential difference and / or current value applied to the electrodes, the concentration of the charged substance existing in the solution to be controlled The liquid quality such as the abundance ratio can be directly controlled with respect to the solution only by electrical control. Therefore, unlike the conventional case, there is no need for a tank for storing the adjustment liquid, an electrolysis apparatus for producing the adjustment liquid, and complicated piping associated therewith, and the apparatus is greatly simplified and downsized, and the equipment cost and maintenance cost are reduced. Can be saved significantly. Further, since the conventional ion exchange membrane is not required, maintenance of the ion exchange membrane is also unnecessary.

しかも、従来のように、調整用液体を補充するのではなく、制御対象の溶液自体を直接制御することから、調整用液体の特性ばらつきが制御精度に影響したり、補充過剰による調整精度のばらつきが生じたりするという問題も完全に解消する。しかも、液質の微調整を行う場合でも、電極に印加する電位差や電流値を微調整して電極への帯電物質の吸着量や放出量ならびに吸着速度や放出速度を微調整することにより、容易に液質の微調整を行うことができ、従来の調整溶液を補充する方法に比べて、極めて短時間で高精度の液質制御を実現することができるのである。以上のように、本発明によれば、溶液の液質を比較的簡単な装置で高精度に制御することができるようになる。   Moreover, since the adjustment target liquid is not directly replenished as in the prior art, the control target solution itself is directly controlled, so that variations in the characteristics of the adjustment liquid affect the control accuracy, or variations in adjustment accuracy due to excessive replenishment. The problem of the occurrence of the problem is completely solved. In addition, even when finely adjusting the liquid quality, it is easy to make fine adjustments to the potential difference and current applied to the electrode to finely adjust the amount of adsorption and release of the charged substance to the electrode, and the adsorption rate and release rate. In addition, the liquid quality can be finely adjusted, and high-precision liquid quality control can be realized in an extremely short time compared with the conventional method of replenishing the adjustment solution. As described above, according to the present invention, the liquid quality of a solution can be controlled with high accuracy using a relatively simple device.

なお、以上の説明では、電極46,47に吸着したイオン等を溶液内に放出させるときに両電極46,47を短絡させるようにしたが、これに限定するものではなく、単にスイッチ45を切って電極46,47への直流電圧の印加を解除したり、あるいは、陽極46にマイナス電圧を印加するとともに陰極47にプラス電圧を印加して逆極性にする接続を行ったりしてもよい。   In the above description, the electrodes 46 and 47 are short-circuited when ions adsorbed on the electrodes 46 and 47 are released into the solution. However, the present invention is not limited to this, and the switch 45 is simply turned off. Then, the application of the DC voltage to the electrodes 46 and 47 may be canceled, or the negative voltage may be applied to the anode 46 and the positive voltage may be applied to the cathode 47 so that the polarity is reversed.

また、上述した説明では、陽極46と陰極47に直流電圧を印加させた状態と短絡した状態を切り換え、両電極46、47間の電位差を制御してイオン等の吸着および放出を制御する例を示したが、両電極46、47間の通電のオンオフだけでなく、電位差を増減させるようにコントロールしたり、両電極46,47間に流れる電流値を増減させるようにコントロールしたりしてイオン等の吸着および放出を制御することもできる。また、上記電位差と電流値の双方を増減させるようにコントロールしてイオン等の吸着および放出を制御することも可能である。   Further, in the above description, an example in which the direct current voltage is applied to the anode 46 and the cathode 47 and the short-circuited state are switched, and the potential difference between the electrodes 46 and 47 is controlled to control the adsorption and emission of ions and the like. Although shown, not only on / off of energization between both electrodes 46 and 47, but also control to increase or decrease the potential difference, or control to increase or decrease the current value flowing between both electrodes 46 and 47, etc. The adsorption and release of can also be controlled. It is also possible to control adsorption and release of ions and the like by controlling both the potential difference and the current value to increase or decrease.

そして、両電極46,47への直流電圧の印加と短絡を交互に行ったり、交互に極性を逆にしたり、あるいは、電位差や電流値を連続的にコントロールすることにより、プラスイオンおよびマイナスイオンの吸着と放出を可逆的に行うように制御することができる。このようにすることにより、上記溶液中に存在させた電極46,47へのイオン等の帯電物質の吸着と放出の双方を可逆的に制御し、溶液中のイオン等の濃度や存在比率を目標値に制御し、溶液の液質を目標の特性に制御することができる。   Then, by applying DC voltage to both electrodes 46 and 47 and short-circuiting alternately, by reversing the polarity alternately, or by continuously controlling the potential difference and current value, positive ions and negative ions The adsorption and release can be controlled to be performed reversibly. By doing so, both the adsorption and release of charged substances such as ions to the electrodes 46 and 47 existing in the solution are reversibly controlled, and the concentration and ratio of ions and the like in the solution are targeted. The liquid quality of the solution can be controlled to a target characteristic.

また、上記制御回路48は、イオン濃度検出手段としてのイオン濃度計50による溶液中の帯電物質の検知結果に応じて電極46,47に印加する電位差および/または電流値を制御するようになっている。すなわち、例えば、イオン濃度計50において調整済溶液のイオン濃度等が目標値よりも高くなったときに、スイッチ45を電極46,47に電圧を印加するよう切り換えて溶液中の帯電物質を電極46,47に吸着させ、反対にイオン濃度計50における調整済溶液のイオン濃度等が目標値よりも低くなったときには、スイッチ45を電極46,47を短絡させるよう切り換えて電極46,47に吸着された帯電物質を溶液中に放出させればよい。なお、イオン濃度検出手段としては、イオン濃度に対応する物理量を検出するものであれば、イオン濃度計50に限らず、各種のものを適用することができる。   The control circuit 48 controls the potential difference and / or the current value applied to the electrodes 46 and 47 in accordance with the detection result of the charged substance in the solution by the ion concentration meter 50 as the ion concentration detecting means. Yes. That is, for example, when the ion concentration or the like of the adjusted solution in the ion concentration meter 50 becomes higher than the target value, the switch 45 is switched to apply a voltage to the electrodes 46 and 47 so that the charged substance in the solution is transferred to the electrode 46 47, and when the ion concentration of the adjusted solution in the ion concentration meter 50 becomes lower than the target value, the switch 45 is switched so as to short-circuit the electrodes 46, 47 and is adsorbed by the electrodes 46, 47. The charged substance may be released into the solution. The ion concentration detection means is not limited to the ion concentration meter 50 as long as it detects a physical quantity corresponding to the ion concentration, and various kinds of devices can be applied.

そして、制御対象の溶液を導入路42から貯留槽41に導入しながら、貯留槽41において電極46,47への帯電物質の吸着と放出を制御して液質の制御を行い、液質が制御された調整済溶液は連続的に排出路43から排出される。このように、連続的に溶液を流しながら溶液の液質制御を行えることから、極めて良好な処理効率での運転が可能である。また、イオン濃度計50によるイオン等の検知結果に応じて電極46,47に印加する電位差および/または電流値を制御することにより、連続的に流れる溶液を常に目標の液質となるように制御することが可能となる。このように、目標とする液質への制御を連続的に行い、目標液質の溶液を連続的に生成することができるようになる。   Then, while introducing the solution to be controlled into the storage tank 41 from the introduction path 42, the liquid quality is controlled by controlling the adsorption and release of the charged substance to the electrodes 46 and 47 in the storage tank 41. The adjusted solution thus prepared is continuously discharged from the discharge path 43. As described above, since the liquid quality of the solution can be controlled while continuously flowing the solution, it is possible to operate with extremely good processing efficiency. Further, by controlling the potential difference and / or current value applied to the electrodes 46 and 47 in accordance with the detection result of ions or the like by the ion concentration meter 50, the continuously flowing solution is controlled so as to always have the target liquid quality. It becomes possible to do. Thus, the control to the target liquid quality can be continuously performed, and the solution of the target liquid quality can be continuously generated.

また、上記制御回路48は、イオン濃度計50による溶液中のイオン濃度等の帯電物質の検知結果に応じて上記流量調節弁51を制御する。すなわち、連続的に溶液を流しながらイオンの吸着と放出を制御するときに、流量が大きすぎると、電極46,47へのイオンの吸着や放出による溶液の液質変化が十分に反映しない状態で溶液が排出路43から排出されてしまい、反対に流量が小さすぎると処理効率が低下する。したがって、連続的に溶液を流しながら帯電物質の吸着と放出を制御するときに、イオン濃度計50によるイオン濃度の検知結果に応じて流量を適切に制御することにより、流量が制御精度に与える影響をなくし、常に目標液質の溶液を連続的に生成することができるようになる。   Further, the control circuit 48 controls the flow rate control valve 51 according to the detection result of the charged substance such as the ion concentration in the solution by the ion concentration meter 50. That is, when controlling the adsorption and release of ions while continuously flowing the solution, if the flow rate is too large, the change in the liquid quality of the solution due to the adsorption and release of ions to the electrodes 46 and 47 is not sufficiently reflected. If the solution is discharged from the discharge passage 43 and the flow rate is too small, the processing efficiency is lowered. Therefore, when controlling the adsorption and release of the charged substance while continuously flowing the solution, the flow rate affects the control accuracy by appropriately controlling the flow rate according to the detection result of the ion concentration by the ion concentration meter 50. Thus, a solution having a target liquid quality can always be continuously produced.

また、上記制御回路48は、上記直流電源44の電圧の制御を行って、両電極46,47に印加する電位差を制御することにより、溶液中の帯電物質であるイオンの電極46,47への吸着および電極46,47に吸着されたイオンの溶液中への放出を制御する。すなわち、制御対象とする溶液中の帯電物質をより減少させたいときには、直流電源44の電圧を上昇させてより多くのイオン等を電極46,47に吸着させることができる。また、直流電源44の電圧を高くすることにより、電極46,47へのイオン等の吸着速度が早くなり、逆電圧をかけたときの電極46,47からの放出速度も速くなり、より鋭敏な液質制御を行うことができる。同様に、両電極46,47に印加する電流値を制御することにより、溶液中の帯電物質であるイオンの電極46,47への吸着量や吸着速度および電極46,47に吸着されたイオンの溶液中への放出量や放出速度を制御することができる。   The control circuit 48 controls the voltage of the DC power supply 44 to control the potential difference applied to both the electrodes 46 and 47, so that ions of the charged substance in the solution are applied to the electrodes 46 and 47. The adsorption and release of ions adsorbed on the electrodes 46 and 47 into the solution are controlled. That is, when it is desired to further reduce the charged substance in the solution to be controlled, the voltage of the DC power supply 44 can be increased to adsorb more ions or the like to the electrodes 46 and 47. In addition, by increasing the voltage of the DC power supply 44, the adsorption speed of ions and the like to the electrodes 46 and 47 is increased, and the emission speed from the electrodes 46 and 47 when a reverse voltage is applied is also increased. Liquid quality control can be performed. Similarly, by controlling the value of the current applied to both electrodes 46 and 47, the amount and rate of adsorption of ions, which are charged substances in the solution, to the electrodes 46 and 47, and the amount of ions adsorbed on the electrodes 46 and 47 are controlled. The amount released into the solution and the rate of release can be controlled.

さらに、上記制御回路48は、イオン濃度計50において調整済溶液のイオン濃度等が目標値よりも高くなったときに、スイッチ45を電極46,47に電圧を印加するよう切り換えて溶液中の帯電物質を電極46,47に吸着させるのであるが、この場合において、あらかじめ設定された所定時間が経過しても目標値に達しないときには、流量調節弁51を流量が小さくなるように制御することができる。このような場合に流量を小さくすることにより、溶液が貯留槽41内に滞留する時間が長くなり、より多くのイオン等を電極46,47に吸着させて液質を目標値まで制御することができるようになる。反対に、目標値に達するまでの時間が、あらかじめ設定された所定時間以下であるときには、流量調節弁51を流量が大きくなるように制御する。このような場合に流量を大きくすることにより、溶液が貯留槽41内に滞留する時間が短くなり、短時間で液質を目標値まで制御することができて処理効率を向上させることができるようになる。   Further, the control circuit 48 switches the switch 45 so as to apply a voltage to the electrodes 46 and 47 when the ion concentration of the adjusted solution in the ion concentration meter 50 becomes higher than the target value. The substance is adsorbed on the electrodes 46 and 47. In this case, if the target value is not reached even after a preset predetermined time has elapsed, the flow rate control valve 51 may be controlled so that the flow rate becomes small. it can. In such a case, by reducing the flow rate, the time during which the solution stays in the storage tank 41 becomes longer, and more ions can be adsorbed on the electrodes 46 and 47 to control the liquid quality to the target value. become able to. On the contrary, when the time until the target value is reached is equal to or shorter than a predetermined time set in advance, the flow rate control valve 51 is controlled so that the flow rate becomes larger. In such a case, by increasing the flow rate, the time during which the solution stays in the storage tank 41 is shortened, and the liquid quality can be controlled to the target value in a short time so that the processing efficiency can be improved. become.

また、上記制御回路48は、イオン濃度計50において調整済溶液のイオン濃度等が目標値よりも高くなったときに、スイッチ45を電極46,47に電圧を印加するよう切り換えて溶液中の帯電物質を電極46,47に吸着させるのであるが、この場合において、あらかじめ設定された所定時間が経過しても目標値に達しないときには、直流電源44の電圧を高くするように制御することもできる。このような場合に電圧を高くすることにより、より多くのイオン等を電極46,47に吸着させて液質を目標値まで制御することができるようになる。反対に、目標値に達するまでの時間が、あらかじめ設定された所定時間以下であるときには、直流電源44の電圧を低くするように制御する。このような場合に電圧を低くすることにより、電力消費を少なくし、エネルギー効率を向上させることができるようになる。   The control circuit 48 switches the switch 45 to apply a voltage to the electrodes 46 and 47 when the ion concentration or the like of the adjusted solution in the ion concentration meter 50 becomes higher than the target value. The substance is adsorbed to the electrodes 46 and 47. In this case, if the target value is not reached even after a predetermined time has elapsed, the voltage of the DC power supply 44 can be controlled to be increased. . In such a case, by increasing the voltage, it becomes possible to control the liquid quality to the target value by adsorbing more ions or the like to the electrodes 46 and 47. On the contrary, when the time until the target value is reached is equal to or shorter than a predetermined time set in advance, control is performed so that the voltage of the DC power supply 44 is lowered. In such a case, by reducing the voltage, it is possible to reduce power consumption and improve energy efficiency.

また、図10や図11に示した装置を2槽併設し、一方の吸着能力が低下したら他方の装置による吸着を行うよう、2槽の装置を切り換え制御するようにしてもよい。   Also, two apparatuses shown in FIGS. 10 and 11 may be provided side by side, and the apparatus of the two tanks may be switched and controlled so that adsorption by the other apparatus is performed when the adsorption capacity of one of the apparatuses decreases.

また、上記制御回路48は、上記帯電物質の吸着および放出が、実質的に溶液の電気分解を生じない範囲で行なわれるよう、上記電極46,47に印加する電位差を制御する。具体的には、溶液の種類に応じて適宜設定されるが、溶媒が水である場合には、2V以下が好ましく、より好適なのは1.5V以下である。溶液を電気分解させてしまうと、それだけで帯電物質の濃度等の液質が変化するが、帯電物質の吸着および放出を実質的に溶液の電気分解を生じない範囲で行なうことにより、帯電物質の吸着および放出によってのみ液質の制御を行い、電極46,47に印加する電位の制御だけを液質に反映させて他の要因を排除し、常に正確な液質制御を実現し、液質制御の精度を確保できる。このような電圧範囲で制御するのは、特に、上記電極46,47が、金属やカーボン等の溶液と通電する導電体からなる場合に有効である。また、溶液の電気分解が生じた場合、電極の消耗が加速されてメンテナンスコストがかかったり、スラッジの除去設備が必要になったりするという不都合も生じるからである。   The control circuit 48 controls the potential difference applied to the electrodes 46 and 47 so that the charged substance is adsorbed and released within a range that does not substantially cause electrolysis of the solution. Specifically, it is appropriately set according to the type of solution, but when the solvent is water, it is preferably 2 V or less, and more preferably 1.5 V or less. If the solution is electrolyzed, the liquid quality such as the concentration of the charged substance changes by itself. However, by performing the adsorption and release of the charged substance within a range that does not substantially cause the electrolysis of the solution, Liquid quality is controlled only by adsorption and release, and only the control of the potential applied to the electrodes 46 and 47 is reflected in the liquid quality, eliminating other factors, and always realizing accurate liquid quality control. Can be ensured. Control in such a voltage range is particularly effective when the electrodes 46 and 47 are made of a conductor that is energized with a solution of metal or carbon. In addition, when the electrolysis of the solution occurs, there is a disadvantage that the consumption of the electrode is accelerated and a maintenance cost is required, or a sludge removal facility is required.

上記電極46,47としては、ステンレス,チタン,ニッケル,銅,白金,金等各種の金属材料や、カーボン等の導電材料を用いることができる。上記電極46,47は、板状とするのが好ましく、厚みは、特に限定するものではないが、0.1〜5mm程度が好ましく、より好ましいのは0.5〜2mm程度である。陽極46と陰極47の間隔は、特に限定するものではないが、0.1〜5mm程度が好ましく、より好ましいのは0.5〜2mm程度である。なお、陽極46と陰極47の間隔は、溶液が通過してイオンの吸着や放出を妨げなければ、0.1mm以下とすることを妨げるものではない。   As the electrodes 46 and 47, various metal materials such as stainless steel, titanium, nickel, copper, platinum, and gold, and conductive materials such as carbon can be used. The electrodes 46 and 47 are preferably plate-shaped, and the thickness is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 mm, and more preferably about 0.5 to 2 mm. The distance between the anode 46 and the cathode 47 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 mm, more preferably about 0.5 to 2 mm. It should be noted that the distance between the anode 46 and the cathode 47 does not preclude being set to 0.1 mm or less as long as the solution passes and does not hinder the adsorption and release of ions.

上記電極46,47として金属を用いる場合、金属板にめっきや表面改質を施したものを用いることができる。例えば、ステンレス板の表層部に、フッ化処理の後低温浸炭処理を施すことにより、クロム炭化物が実質的に析出していない炭素の拡散浸透層を形成したものを用いることができる。また、チタン板に白金をめっきしたものを用いることもできる。これらは極めて耐食性に優れることから、好適に用いられる。   When a metal is used for the electrodes 46 and 47, a metal plate subjected to plating or surface modification can be used. For example, the surface layer of a stainless steel plate may be subjected to a low temperature carburizing treatment after a fluorination treatment to form a carbon diffusion permeation layer in which chromium carbide is not substantially precipitated. Moreover, what plated platinum on the titanium plate can also be used. Since these are extremely excellent in corrosion resistance, they are preferably used.

また、上記電極46,47として、金属粉末の焼結体,板状活性炭,活性炭不織布,炭化ケイ素等の導電性セラミックス,カーボンエアロゲル(BET比表面積を500〜2500m/gに調整した孔径2〜50nmのメソポア主体のカーボンシート)等の多孔質体を用いることができる。このような多孔質体を電極46,47として用いることにより、電極46,47の表面積を大幅に大きくし、イオン等の吸着量を著しく増大させることができる。 Further, as the electrodes 46 and 47, sintered metal powder, plate-like activated carbon, activated carbon nonwoven fabric, conductive ceramics such as silicon carbide, carbon aerogel (pore diameter 2 to BET specific surface area adjusted to 500-2500 m 2 / g A porous body such as a 50 nm mesopore-based carbon sheet) can be used. By using such a porous body as the electrodes 46 and 47, the surface areas of the electrodes 46 and 47 can be greatly increased, and the adsorption amount of ions and the like can be remarkably increased.

上記陽極46と陰極47は、同じ種類のものを使用することもできるし、制御対象とする溶液の種類や制御しようとする物性に応じて異なる種類のものを組み合わせて使用することもできる。   The anode 46 and the cathode 47 can be of the same type, or can be used in combination of different types depending on the type of solution to be controlled and the physical property to be controlled.

図11の装置において、両電極46,47間に流れる電流値と通電時間を積算した電流積算値を算出する電流積算手段(図示せず)を備え、上記制御回路48は、上記両電極46,47間の電位差および/または電流値を、上記算出された電流積算値に基づいて制御することにより、上記電極46,47への帯電物質の吸着量および放出量を制御するようにすることができる。   The apparatus shown in FIG. 11 includes current integrating means (not shown) for calculating a current integrated value obtained by integrating the current value flowing between the electrodes 46 and 47 and the energization time. By controlling the potential difference and / or current value between 47 based on the calculated current integrated value, it is possible to control the amount of adsorption and release of the charged substance on the electrodes 46 and 47. .

このようにすることにより、電流積算値という計測が容易な数値に基づいて吸着量および放出量を制御できることから、溶液中の帯電物質の濃度や存在比率の制御が行いやすい。   By doing so, the amount of adsorption and the amount of release can be controlled based on a numerical value that is easy to measure, such as an integrated current value, so that it is easy to control the concentration and abundance ratio of the charged substance in the solution.

それ以外は、上記装置と同様であり同様の部分には同じ符号を付している。この実施例でも上記装置と同様の作用効果を奏する。   Other than that, it is the same as that of the said apparatus, and attaches | subjects the same code | symbol to the same part. This embodiment also has the same operational effects as the above apparatus.

図12は、本発明の第4の実施の形態の液質制御装置を示す。   FIG. 12 shows a liquid quality control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

この例は、上記電極46a,47bは、陽極46aと陰極47bが組になっており、上記陽極46aと陰極47bの比表面積が異なるものを組み合わせ、両電極46a,47bの静電吸着能力が異なる電極46a,47bを組としたものである。その結果、比表面積の大きな側の電極(この例では陽極46aである)へのイオン等の帯電物質の吸着量が選択的に増大し、結果として制御対象とする溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。   In this example, the electrodes 46a and 47b are a set of an anode 46a and a cathode 47b, and the electrodes 46a and 47b have different electrostatic adsorption capabilities by combining the anodes 46a and 47b with different specific surface areas. This is a set of electrodes 46a and 47b. As a result, the amount of adsorption of charged substances such as ions to the electrode having the larger specific surface area (in this example, the anode 46a) selectively increased, and as a result, it was originally present in the solution to be controlled. It is possible to control the abundance ratio of positive ions and negative ions, that is, the concentration balance.

すなわち、図示したものは、陽極46aとして比表面積の大きな多孔質電極を使用し、陰極47bとして比表面積の小さい板状電極を使用している。このように、陽極46aの比表面積を陰極47bよりも大きくなるように設定すると、マイナスイオンの吸着量をプラスイオンよりも増やすことができる。その結果、溶液中に元々存在していたマイナスイオン等の陽極46aへの吸着量が増大し、結果として制御対象とする溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。   That is, in the illustrated example, a porous electrode having a large specific surface area is used as the anode 46a, and a plate electrode having a small specific surface area is used as the cathode 47b. Thus, if the specific surface area of the anode 46a is set to be larger than that of the cathode 47b, the amount of negative ions adsorbed can be increased more than that of positive ions. As a result, the amount of adsorption of negative ions or the like originally present in the solution to the anode 46a increases, and as a result, the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the solution to be controlled, that is, the concentration balance. Can be controlled.

例えば、制御対象となる溶液がNaCl水溶液である場合、プラスイオンとしてNa、マイナスイオンとしてClが等しく存在する。この状態で、陽極46aにClの方を多く吸着すると、溶液全体として電気的な中性を保つために陰極47b側で水が電極反応を起こし、残ったNaに対応するOHが生成する。その結果、溶液全体としてはNaとOHが存在することとなり、アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液が生成することとなると考えられる。 For example, when the solution to be controlled is an aqueous NaCl solution, Na + as positive ions and Cl as negative ions are present equally. In this state, when more Cl is adsorbed on the anode 46a, water causes an electrode reaction on the cathode 47b side in order to maintain the electrical neutrality of the whole solution, and OH corresponding to the remaining Na + is generated. To do. As a result, Na + and OH are present in the entire solution, and an alkaline aqueous sodium hydroxide solution is considered to be generated.

反対に、陰極47bに多孔質電極を用い、陽極46aに平板状電極を用いて、陰極47bの比表面積を陽極46aよりも大きくなるように設定すると、プラスイオンの吸着量をマイナスイオンよりも増やすことができる。その結果、溶液中に元々存在していたプラスイオン等の陰極47bへの吸着量が増大し、結果として制御対象とする溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。   Conversely, if a porous electrode is used for the cathode 47b and a flat electrode is used for the anode 46a, and the specific surface area of the cathode 47b is set to be larger than that of the anode 46a, the amount of adsorption of positive ions is increased more than that of negative ions. be able to. As a result, the amount of adsorption of positive ions or the like originally present in the solution to the cathode 47b increases, and as a result, the abundance ratio of positive ions and negative ions originally present in the solution to be controlled, that is, the concentration balance. Can be controlled.

例えば、上述した例のように、制御対象となる溶液がNaCl水溶液である場合、プラスイオンとしてNa、マイナスイオンとしてClが等しく存在する。この状態で、陰極47bにNaの方を多く吸着すると、溶液全体として電気的な中性を保つために陽極46a側で水が電極反応を起こし、Hが生成する。その結果、溶液全体としてはHとClが存在することとなり、酸性の塩化水素水溶液が生成することとなると考えられる。 For example, as in the example described above, when the solution to be controlled is an NaCl aqueous solution, Na + as positive ions and Cl as negative ions are present equally. In this state, when a larger amount of Na + is adsorbed on the cathode 47b, water causes an electrode reaction on the anode 46a side in order to maintain the electrical neutrality of the entire solution, and H + is generated. As a result, H + and Cl are present in the entire solution, and an acidic hydrogen chloride aqueous solution is considered to be generated.

このように、陽極46aの静電吸着能力が陰極47bよりも大きくなるように設定すると、溶液中に元々存在していたマイナスイオンの吸着量がプラスイオンよりも多くなる。その結果、溶液中に新たなマイナスイオンが生成したとしても、元々存在していたプラスイオンの存在比率が、元々存在していたマイナスイオンよりも高い状態に制御することが可能となる。反対に、陰極47bの静電吸着能力が陽極46aよりも大きくなるように設定すると、溶液中に元々存在していたプラスイオンの吸着量がマイナスイオンよりも多くなる。その結果、溶液中に新たなプラスイオンが生成したとしても、元々存在していたマイナスイオンの存在比率が、元々存在していたプラスイオンよりも高い状態に制御することが可能となる。このように、溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの濃度バランスを制御し、液質を制御できるようになる。   Thus, if the electrostatic adsorption capacity of the anode 46a is set to be larger than that of the cathode 47b, the amount of negative ions adsorbed originally in the solution is larger than that of positive ions. As a result, even if new negative ions are generated in the solution, it is possible to control the presence ratio of the positive ions that were originally present to be higher than the negative ions that were originally present. On the contrary, when the electrostatic adsorption capacity of the cathode 47b is set to be larger than that of the anode 46a, the amount of positive ions adsorbed originally in the solution becomes larger than that of negative ions. As a result, even if new positive ions are generated in the solution, it is possible to control the existence ratio of negative ions that were originally present to be higher than that of the positive ions that were originally present. In this way, the liquid quality can be controlled by controlling the concentration balance of positive ions and negative ions originally present in the solution.

図12の装置において、両電極46a,47bに印加した直流電圧の極性を切り換えることにより、溶液中に元々存在していたプラスイオンを多く吸着するモードと、溶液中に元々存在していたマイナスイオンを多く吸着するモードとを切り換えるよう制御することもできる。このように、溶液中に元々存在していたプラスイオンを多く吸着するモードと、溶液中に元々存在していたマイナスイオンを多く吸着するモードとを切り換えることにより、上記溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの吸着と放出を可逆的に制御し、溶液中の帯電物質の濃度や存在比率を目標値に制御して、溶液の液質を目標の特性に制御することができる。   In the apparatus of FIG. 12, by switching the polarity of the DC voltage applied to both electrodes 46a and 47b, a mode for adsorbing more positive ions originally present in the solution and negative ions originally present in the solution. It is also possible to control so as to switch the mode for adsorbing a large amount. Thus, by switching between the mode that adsorbs a lot of positive ions originally present in the solution and the mode that adsorbs a lot of negative ions that were originally present in the solution, it is present in the solution. In addition, the adsorption and release of positive ions and negative ions can be controlled reversibly, the concentration and ratio of charged substances in the solution can be controlled to target values, and the liquid quality of the solution can be controlled to target characteristics.

また、この例において、すなわち、上記陽極46aと陰極47bの実質の表面積が異なるものを組み合わせ、両電極46a,47bの静電吸着能力が異なる電極46a,47bを組としたものとすることもできる。その結果、実質の表面積の大きな側の電極(この例では陽極46aである)へのイオン等の帯電物質の吸着量が選択的に増大し、結果として制御対象とする溶液中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。このように、上記静電吸着能力が異なる電極は、実質の表面積が異なる電極とすることにより、実質の表面積が大きな電極には、実質の表面積が小さい電極よりも多くの帯電物質が吸着されることから、電極を適宜選定することにより、電極の静電吸着能力を適宜設定して運転することが可能となる。   In this example, the anodes 46a and 47b having different surface areas may be combined, and the electrodes 46a and 47b having different electrostatic adsorption capabilities of the electrodes 46a and 47b may be combined. . As a result, the amount of adsorption of charged substances such as ions to the electrode having the substantial surface area (in this example, the anode 46a) selectively increases, and as a result, it is originally present in the solution to be controlled. It is possible to control the abundance ratio of positive ions and negative ions, that is, the concentration balance. As described above, the electrodes having different electrostatic adsorption capacities are electrodes having different real surface areas, so that an electrode having a large real surface area can adsorb more charged substances than an electrode having a small real surface area. Therefore, by appropriately selecting the electrode, it is possible to operate by appropriately setting the electrostatic adsorption capability of the electrode.

ここで、比表面積とは、電極を構成する物質1gあたりの真の表面積の総和をいう。ここでは、BET比表面積のことをいい、単位はm/gである。これに対し、見かけの面積とは、板形状の電極の場合の最大投影面積をいう。表面の面積と裏面の面積の合算は、してもしなくてもよいが、ここでは表裏の合算をしない最大投影面積を扱うことにする。そして、実質の表面積とは、上記比表面積とから算出した表面積の総和をいい、下記の関係式が成り立つ。
T=S×V×G
T:実質の表面積(m) S:比表面積(m/g)
V:電極の体積(m) G:電極の比重(g/m
Here, the specific surface area refers to the sum of the true surface areas per 1 g of the substance constituting the electrode. Here, it refers to the BET specific surface area, and the unit is m 2 / g. On the other hand, the apparent area refers to the maximum projected area in the case of a plate-shaped electrode. The sum of the area of the front surface and the area of the back surface may or may not be added, but here, the maximum projected area that does not add up the front and back is handled. And a real surface area means the sum total of the surface area computed from the said specific surface area, and the following relational expression is formed.
T = S × V × G
T: Real surface area (m 2 ) S: Specific surface area (m 2 / g)
V: Volume of electrode (m 3 ) G: Specific gravity of electrode (g / m 3 )

したがって、上記陽極46aと陰極47bの実質の表面積が異なる電極46a,47bの組み合わせとは、(1)見かけの面積が同じで陽極46aと陰極47bに比表面積が異なる材料を用いた場合、(2)陽極46aと陰極47bに比表面積が同じ材料を用いて見かけの面積が異なる場合、(3)陽極46aと陰極47bに比表面積が異なる材料を用いてさらに見かけの面積も異なる場合、等があげられる。すなわち、静電吸着能力が異なるとは、これらいずれの場合も含む趣旨である。   Therefore, the combination of the electrodes 46a and 47b having the substantially different surface areas of the anode 46a and the cathode 47b is as follows: (1) When materials having the same apparent area and different specific surface areas are used for the anode 46a and the cathode 47b, (2 ) When the apparent area is different using a material having the same specific surface area for the anode 46a and the cathode 47b, (3) When the apparent area is different using a material having a different specific surface area for the anode 46a and the cathode 47b, etc. It is done. That is, the different electrostatic attraction capabilities are intended to include both cases.

それ以外は、上記各実施形態と同様であり同様の部分には同じ符号を付している。この実施例でも上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。   Other than that, it is the same as that of each said embodiment, and attaches | subjects the same code | symbol to the same part. This example also has the same effects as the above embodiments.

図13は、本発明の第5実施形態の液質制御装置を示す。   FIG. 13 shows a liquid quality control apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

この例は、陰極47aよりも陽極46aの比表面積が大きくなるよう設定された第1電極組61aを備えた第1ユニット62aと、陽極46bよりも陰極47bの比表面積が大きくなるよう設定された第2電極組61bを備えた第2ユニット62bとが連結されて構成されている。   In this example, the first unit 62a including the first electrode set 61a set so that the specific surface area of the anode 46a is larger than that of the cathode 47a, and the specific surface area of the cathode 47b is set larger than that of the anode 46b. The second unit 62b including the second electrode set 61b is connected to be configured.

上記第1ユニット62aでは、陽極46aとして多孔質電極を使用し、陰極47aとして平板状電極を使用することにより、陰極47aよりも陽極46aの比表面積が大きくなるよう設定されている。一方、上記第2ユニット62bでは、陽極46bとして平板状電極を使用し、陰極47bとして多孔質電極を使用することにより、陽極46bよりも陰極47bの表面積が大きくなるよう設定されている。   In the first unit 62a, by using a porous electrode as the anode 46a and using a flat electrode as the cathode 47a, the specific surface area of the anode 46a is set to be larger than that of the cathode 47a. On the other hand, in the second unit 62b, a flat electrode is used as the anode 46b, and a porous electrode is used as the cathode 47b, so that the surface area of the cathode 47b is larger than that of the anode 46b.

そして、第1ユニット62aの排出路43が、第2ユニット62bの導入路42に接続され、第1ユニット62aを通過した溶液が、第2ユニット62bを通過し、2段階で液質制御を行うようになっている。   The discharge path 43 of the first unit 62a is connected to the introduction path 42 of the second unit 62b, and the solution that has passed through the first unit 62a passes through the second unit 62b and performs liquid quality control in two stages. It is like that.

このようにすることにより、第1ユニット62aでは、陽極46の比表面積を陰極47よりも大きくなるように設定し、マイナスイオンの吸着量をプラスイオンよりも増やすことができる結果、溶液に元々存在したプラスイオンの存在比率の高い状態に制御することが可能となる。一方、第2ユニット62bでは、陰極47の比表面積を陽極46よりも大きくなるように設定し、プラスイオンの吸着量をマイナスイオンよりも増やすことができる結果、溶液に元々存在したマイナスイオンの存在比率の高い状態に制御することが可能となるのである。   In this way, in the first unit 62a, the specific surface area of the anode 46 is set to be larger than that of the cathode 47, and the amount of negative ions adsorbed can be increased more than the positive ions. Therefore, it is possible to control the positive ion abundance ratio. On the other hand, in the second unit 62b, the specific surface area of the cathode 47 is set to be larger than that of the anode 46, and the adsorption amount of positive ions can be increased more than negative ions. As a result, the presence of negative ions originally present in the solution is present. It is possible to control to a high ratio state.

このように、第1電極組61aを有する第1ユニット62aと第2電極組61bを有する第2ユニット62bのそれぞれで、比表面積の大きな側の電極への帯電物質の吸着量を増大させ、結果として制御対象とする溶液中に元々存在したプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを任意の状態に制御して液質を制御することが可能となるのである。   As described above, the first unit 62a having the first electrode set 61a and the second unit 62b having the second electrode set 61b each increase the adsorption amount of the charged substance to the electrode having the larger specific surface area. As a result, the liquid quality can be controlled by controlling the existence ratio of positive ions and negative ions originally present in the solution to be controlled, that is, the concentration balance, to an arbitrary state.

上記各実施例では、帯電物質が主としてイオンである場合を例にあげて説明したが、これに限定するものではなく、陽極46や陰極47に吸引されうる各種の帯電粒子を制御対象物質とすることができる。例えば、パイロジェンのようなゼータ電位を有する帯電性物質や、帯電した顔料,染料,高分子等を挙げることができる。   In each of the above-described embodiments, the case where the charged substance is mainly ions has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various charged particles that can be attracted to the anode 46 and the cathode 47 are used as the control target substance. be able to. Examples thereof include a chargeable substance having a zeta potential such as pyrogen, a charged pigment, dye, polymer, and the like.

それ以外は、上記各実施形態と同様であり同様の部分には同じ符号を付している。この実施例でも上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。   Other than that, it is the same as that of each said embodiment, and attaches | subjects the same code | symbol to the same part. This example also has the same effects as the above embodiments.

上記図11に示した装置により、溶液としてKOH水溶液を使用して液質の制御を行った。この場合のイオン濃度を変化させて所定の目標値に制御することによって、下記の表1に示すように、KOH水溶液の比重,電気抵抗,pH,粘度,沸点,凝固点等の各種の物性を制御することができる。

Figure 0005129442
The apparatus shown in FIG. 11 was used to control the liquid quality using a KOH aqueous solution as the solution. By controlling the ion concentration in this case to a predetermined target value, various physical properties such as specific gravity, electrical resistance, pH, viscosity, boiling point, and freezing point of the KOH aqueous solution are controlled as shown in Table 1 below. can do.
Figure 0005129442

化粧品の中間原料であるコラーゲン溶液(コラーゲン1.4%)を対象とし、図12に示す装置において通水を行わない状態で試験を行った。コラーゲン溶液は素肌と同じ弱酸性に調整するのが好ましいが、コラーゲンを溶かすためにクエン酸が添加されるために酸性になっている。これを弱酸性になるよう制御した。   The test was conducted in a state where water was not passed through the apparatus shown in FIG. 12 for a collagen solution (collagen 1.4%) which is an intermediate raw material for cosmetics. The collagen solution is preferably adjusted to the same weak acidity as the bare skin, but is acidic because citric acid is added to dissolve the collagen. This was controlled to be slightly acidic.

つぎの電極をコラーゲン溶液100mlに浸漬して1.2Vの直流電圧を印加した。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積84cm;1枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積84cm;1枚
The next electrode was immersed in 100 ml of collagen solution and a DC voltage of 1.2 V was applied.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 84 cm 2 ; 1 cathode, isotropic graphite plate; apparent area 84 cm 2 ; 1 sheet

その結果、下記に示すように、化粧品として好ましい弱酸性のpH範囲(pH5.5)に調整することができた。
電圧印加時間 pH
0分 3.9
16分 4.7
44分 5.5
As a result, as shown below, it was possible to adjust to a weakly acidic pH range (pH 5.5) preferable for cosmetics.
Voltage application time pH
0 min 3.9
16 minutes 4.7
44 minutes 5.5

この例において、処理前のpHが目標値よりアルカリ側にある場合には、陽極に等方性黒鉛板、陰極に活性炭シートを使用することで、目的とする弱酸性溶液を得られる。また、陽極に活性炭シートを使用して陰極に等方性黒鉛板を使用する場合と、陽極に等方性黒鉛板を使用して陰極に活性炭シートを使用する場合、いずれの場合でも、処理中に溶液のpHが目標値よりもアルカリ側になった場合には、両電極間の極性を切り替えることにより、目標値の弱アルカリ溶液を得ることができる。   In this example, when the pH before the treatment is on the alkali side from the target value, the intended weakly acidic solution can be obtained by using an isotropic graphite plate for the anode and an activated carbon sheet for the cathode. In addition, when using an activated carbon sheet for the anode and an isotropic graphite plate for the cathode, and when using an isotropic graphite plate for the anode and an activated carbon sheet for the cathode, in either case When the pH of the solution is more alkaline than the target value, a weak alkaline solution having the target value can be obtained by switching the polarity between both electrodes.

細胞を培養する際に用いる医療用培地(培養液)は、培養しようとする細胞の活動に最適なpHに調整されているが、細胞の活動によって発生する乳酸等の影響により、pHが変動し、最適な細胞の活動pH範囲から外れてしまう。このため、長期の培養を行う場合には細胞を培地から分離して新たな培地に移し変える必要があるため、その労力と培地の使用量の削減を目的としてpHの制御を行った。   The medical medium (culture solution) used for culturing cells is adjusted to the optimum pH for the activity of the cells to be cultured. However, the pH fluctuates due to the influence of lactic acid generated by the cell activity. Deviate from the optimal pH range for cellular activity. For this reason, when performing long-term culture, it is necessary to separate the cells from the medium and transfer them to a new medium. Therefore, the pH was controlled for the purpose of reducing the labor and the amount of the medium used.

図12に示す装置において通水を行わない状態で試験を行った。市販の培地(イントロゲン社;RPMI1640)に予め酢酸を添加して酸性に調整した溶液を準備して試験に供した。   The test was performed in the apparatus shown in FIG. A solution prepared by adding acetic acid in advance to a commercially available medium (Introgen Corp .; RPMI1640) to prepare an acid was prepared for the test.

つぎの電極を培地500mlに浸漬して1.2Vの直流電圧を印加した。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積84cm;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積84cm;6枚
The next electrode was immersed in 500 ml of medium and a DC voltage of 1.2 V was applied.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 84 cm 2 ; 6 cathodes isotropic graphite plate; apparent area 84 cm 2 ; 6 sheets

その結果、下記に示すように、培地として好ましい弱アルカリのpH範囲(pH7.2)に調整することができた。
電圧印加時間 pH
0分 6.8
5分 7.1
15分 7.2
As a result, as shown below, it was possible to adjust to the pH range (pH 7.2) of a weak alkali preferable as a medium.
Voltage application time pH
0 minutes 6.8
5 minutes 7.1
15 minutes 7.2

この例において、処理前のpHが目標値よりアルカリ側にある場合には、陽極に等方性黒鉛板、陰極に活性炭シートを使用することで、目的とする弱アルカリ溶液を得られる。また、陽極に活性炭シートを使用して陰極に等方性黒鉛板を使用する場合と、陽極に等方性黒鉛板を使用して陰極に活性炭シートを使用する場合、いずれの場合でも、処理中に溶液のpHが目標値よりもアルカリ側になった場合には、両電極間の極性を切り替えることにより、目標値の弱アルカリ溶液を得ることができる。   In this example, when the pH before the treatment is on the alkali side from the target value, the intended weak alkaline solution can be obtained by using an isotropic graphite plate for the anode and an activated carbon sheet for the cathode. In addition, when using an activated carbon sheet for the anode and an isotropic graphite plate for the cathode, and when using an isotropic graphite plate for the anode and an activated carbon sheet for the cathode, in either case When the pH of the solution is more alkaline than the target value, a weak alkaline solution having the target value can be obtained by switching the polarity between both electrodes.

水耕栽培溶液は、栽培環境に適正なpHが弱酸性であり、それを目標値としてpHの制御を行った。   The hydroponics solution has a weak acidity suitable for the cultivation environment, and the pH was controlled using this as a target value.

図11に示す装置において通水した状態で試験を行った。ベース溶液として、水耕栽培用液として、市販の溶液を水に溶解し、pHを6.3に調整した(大塚化学社製大塚ハウス1号を1500ppm、同社大塚ハウス2号を1000ppm)。
このベース溶液に水酸化ナトリウムを添加してpH10.3に調整したものを試験に供した。
The test was performed in a state where water passed in the apparatus shown in FIG. As a base solution, as a hydroponics solution, a commercially available solution was dissolved in water and the pH was adjusted to 6.3 (Otsuka House No. 1 made by Otsuka Chemical Co., Ltd. 1500 ppm, Otsuka House No. 2 made 1000 ppm).
The base solution was adjusted to pH 10.3 by adding sodium hydroxide and subjected to the test.

500ml容量のセル内につぎの電極を積層し、溶液を50ml/分の流量で通水しながら1.2Vの直流電圧を印加した。
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
陰極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
The next electrode was stacked in a 500 ml capacity cell, and a DC voltage of 1.2 V was applied while passing the solution at a flow rate of 50 ml / min.
Anode Isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 cathodes activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

その結果、下記に示すように、栽培環境として好ましい弱酸性のpH範囲(pH6.3)に調整することができた。
入口pH 10.3
出口pH 6.3
As a result, as shown below, it was able to be adjusted to a weakly acidic pH range (pH 6.3) preferable as a cultivation environment.
Inlet pH 10.3
Outlet pH 6.3

この例において、処理中に溶液のpHが目標値よりも酸側になった場合には、両電極間の極性を切り替えることにより、目標値の弱酸性溶液を得ることができる。   In this example, when the pH of the solution becomes more acidic than the target value during the treatment, a weakly acidic solution having the target value can be obtained by switching the polarity between both electrodes.

また、上記ベース溶液に塩酸を添加してpH3.6に調整したものを試験に供した。   Further, a solution prepared by adding hydrochloric acid to the above base solution to adjust the pH to 3.6 was used for the test.

500ml容量のセル内につぎの電極を積層し、溶液を50ml/分の流量で通水しながら1.2Vの直流電圧を印加した。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
The next electrode was stacked in a 500 ml capacity cell, and a DC voltage of 1.2 V was applied while passing the solution at a flow rate of 50 ml / min.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 cathodes isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

その結果、下記に示すように、栽培環境として好ましい弱酸性のpH範囲(pH6.3)に調整することができた。
入口pH 3.6
出口pH 6.3
As a result, as shown below, it was able to be adjusted to a weakly acidic pH range (pH 6.3) preferable as a cultivation environment.
Inlet pH 3.6
Outlet pH 6.3

この例において、処理中に溶液のpHが目標値よりもアルカリ側になった場合には、両電極間の極性を切り替えることにより、目標値の弱酸性溶液を得ることができる。   In this example, when the pH of the solution becomes more alkaline than the target value during the treatment, a weakly acidic solution having the target value can be obtained by switching the polarity between both electrodes.

電圧をパラメータとしてpHの制御を行った。1000ppmのNaCl溶液(pH7)を準備して試験に供した。   The pH was controlled using the voltage as a parameter. A 1000 ppm NaCl solution (pH 7) was prepared and used for the test.

図11に示す装置により、500ml容量のセル内に電極を積層し、溶液を25ml/分の流量で通水しながら0.5〜2Vの範囲で電圧を変化させながら直流電圧を印加した。   With the apparatus shown in FIG. 11, electrodes were stacked in a 500 ml capacity cell, and a DC voltage was applied while changing the voltage in the range of 0.5 to 2 V while passing the solution at a flow rate of 25 ml / min.

pH7の原水を、下記の電極でpH制御を行った。その結果を図14に示す。
陰極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
The pH of raw water of pH 7 was controlled with the following electrodes. The result is shown in FIG.
Cathode activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets anode Isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

pH7の原水を、下記の電極でpH制御を行った。その結果を図15に示す。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
The pH of raw water of pH 7 was controlled with the following electrodes. The result is shown in FIG.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 cathodes isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

図14は、入口pH7の原水をpH調整したものの出口pHをプロットした図である。また、図15は、入口pH7の原水をpH調整したものの出口pHをプロットした図である。図からわかるように印加電圧を変化させることで出口pHが変化し、電圧を調節することによりpHを目標値に制御することができることがわかる。   FIG. 14 is a graph plotting the outlet pH of raw water having an inlet pH of 7 adjusted for pH. FIG. 15 is a graph plotting the outlet pH of raw water having an inlet pH of 7 adjusted for pH. As can be seen from the figure, the outlet pH changes by changing the applied voltage, and the pH can be controlled to the target value by adjusting the voltage.

このように、電圧を制御することによりpHを制御して目標値の溶液を得ることができることがわかる。   Thus, it can be seen that the pH can be controlled by controlling the voltage to obtain a solution having a target value.

流量をパラメータとしてpHの制御を行った。1000ppmのNaCl溶液(pH7)を準備して試験に供した。   The pH was controlled using the flow rate as a parameter. A 1000 ppm NaCl solution (pH 7) was prepared and used for the test.

図11に示す装置により、500ml容量のセル内に電極を積層し、溶液を25ml/分の流量で通水しながら1.2Vの範囲で電圧を変化させながら直流電圧を印加した。   With the apparatus shown in FIG. 11, electrodes were stacked in a 500 ml capacity cell, and a DC voltage was applied while changing the voltage in the range of 1.2 V while passing the solution at a flow rate of 25 ml / min.

下記の電極でpH制御を行った。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
The pH was controlled with the following electrodes.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 cathodes isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

その結果、下記に示すように、流量が小さいほどpHの制御幅が大きくなる結果が得られた。
流量ml/分 出口pH
25 10.5
50 10.0
100 9.5
180 9.0
350 8.5
As a result, as shown below, the result that the control width of pH became large, so that flow volume was small was obtained.
Flow rate ml / min Outlet pH
25 10.5
50 10.0
100 9.5
180 9.0
350 8.5

下記の電極でpH制御を行った。
陰極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陽極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
The pH was controlled with the following electrodes.
Cathode activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets anode Isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

その結果、下記に示すように、流量が小さいほどpHの制御幅が大きくなる結果が得られた。
流量ml/分 出口pH
25 3.2
50 4.0
100 5.5
180 6.4
350 6.7
As a result, as shown below, the result that the control width of pH became large, so that flow volume was small was obtained.
Flow rate ml / min Outlet pH
25 3.2
50 4.0
100 5.5
180 6.4
350 6.7

これらの結果からわかるように、流量を変化させることで出口pHが変化し、流量を調節することによりpHを目標値に制御できることがわかる。   As can be seen from these results, it is understood that the outlet pH changes by changing the flow rate, and the pH can be controlled to the target value by adjusting the flow rate.

このように、流量を制御することによりpHを制御して目標値の溶液を得ることができることがわかる。   Thus, it can be seen that by controlling the flow rate, the pH can be controlled to obtain a target value solution.

流量をパラメータとしてpHの制御を行った。セル出口のpHの変化量はセルに流入した溶液中、吸着されたイオンの当量の和に比例し、吸着されるイオン量はセルの電極に流れた電流値に比例する。したがって、電極に流れる電流量をコントロールすることによってセル出口のpHを制御することが可能である。   The pH was controlled using the flow rate as a parameter. The amount of change in pH at the cell outlet is proportional to the sum of equivalents of ions adsorbed in the solution flowing into the cell, and the amount of ions adsorbed is proportional to the value of current flowing through the cell electrode. Therefore, it is possible to control the pH at the cell outlet by controlling the amount of current flowing through the electrode.

1000ppmのNaCl溶液(pH7)を準備して試験に供し、図11に示す装置を使用し、下記の電極でpH制御を行った。
陽極 活性炭シート;比表面積500m/g・みかけ面積135cm;6枚
陰極 等方性黒鉛板;みかけ面積135cm;6枚
A 1000 ppm NaCl solution (pH 7) was prepared and used for the test. Using the apparatus shown in FIG. 11, pH control was performed with the following electrodes.
Anode Activated carbon sheet; specific surface area 500 m 2 / g, apparent area 135 cm 2 ; 6 cathodes isotropic graphite plate; apparent area 135 cm 2 ; 6 sheets

図16は、上記試験の結果であり、電流値を一定にコントロールすることにより、出口pHを一定の値に制御できることがわかる。   FIG. 16 shows the results of the above test, and it can be seen that the outlet pH can be controlled to a constant value by controlling the current value to be constant.

この例において、pHが目標値からずれた場合には、電流値をコントロールしたり、両電極間の極性を切り換えることにより、目標値の溶液を得ることができる。   In this example, when the pH deviates from the target value, a solution having the target value can be obtained by controlling the current value or switching the polarity between both electrodes.

本発明は、アルカリイオン水の精製、水の洗浄力向上、水の殺菌力の向上、飲料の味覚調整、微小重量制御、塩分濃度の調整、浸透圧の微調整、味覚成分の微調整、液体の電気抵抗の微調整、殺菌力の調整、インクの色調や鮮明度の調整、水耕栽培の培養水の調整、食品製造工程における乳酸や酵母の活性度の調整等が行えるほか、屈折率、水頭圧、色、密度、濃度の調整等、各種の技術分野に適用が可能である。   The present invention includes purification of alkaline ionized water, improved water detergency, improved water sterilizing power, beverage taste adjustment, minute weight control, salt concentration adjustment, osmotic pressure fine adjustment, taste component fine adjustment, liquid In addition to fine adjustment of electrical resistance, adjustment of bactericidal power, adjustment of ink color and clarity, adjustment of culture water for hydroponics, adjustment of the activity of lactic acid and yeast in the food production process, etc. It can be applied to various technical fields such as adjustment of water head pressure, color, density and density.

また、本発明は、例えば下記の表2に示すように、ゴミの分別、微小重量制御、塩分濃度の調整、浸透圧の微調整、味覚成分の微調整、溶液の電気抵抗の微調整、殺菌力の調整、インクの色調や鮮明度の調整、水耕栽培の培養水の調整、食品製造工程における乳酸や酵母の活性度の調整等が行えるほか、屈折率、水頭圧、色、密度、濃度の調整等、各種の技術分野に適用が可能である。

Figure 0005129442
Further, the present invention, for example, as shown in Table 2 below, separation of dust, fine weight control, adjustment of salt concentration, fine adjustment of osmotic pressure, fine adjustment of taste components, fine adjustment of electrical resistance of solution, sterilization In addition to adjusting the power, adjusting the color and clarity of the ink, adjusting the culture water for hydroponics, adjusting the activity of lactic acid and yeast in the food production process, the refractive index, head pressure, color, density, concentration It can be applied to various technical fields such as adjustment of
Figure 0005129442

本発明のイオン濃度調節装置の原理と概略構成を示す図である。It is a figure which shows the principle and schematic structure of the ion concentration control apparatus of this invention. 上記イオン濃度調節装置の原理と概略構成を示す図である。It is a figure which shows the principle and schematic structure of the said ion concentration adjusting device. 本発明の第1実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjustment apparatus of 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjustment apparatus of 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjusting apparatus of 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjusting apparatus of 4th Example of this invention. 本発明のイオン濃度調節装置の原理と概略構成を示す図である。It is a figure which shows the principle and schematic structure of the ion concentration control apparatus of this invention. 本発明の第5実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjusting apparatus of 5th Example of this invention. 本発明の第6実施例のイオン濃度調節装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ion concentration adjustment apparatus of 6th Example of this invention. 本発明の前提となる液質制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the liquid quality control apparatus used as the premise of this invention. 上記液質制御装置の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the said liquid quality control apparatus. 本発明の第4実施形態の液質制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the liquid quality control apparatus of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の液質制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the liquid quality control apparatus of 5th Embodiment of this invention. 本発明の実施例10の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of Example 10 of this invention. 本発明の実施例10の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of Example 10 of this invention. 本発明の実施例12の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of Example 12 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 貯留槽
2 導入路
3 排出路
4 直流電源装置
5 スイッチング装置
6 陽極
7 陰極
8 制御回路
9 流量計
10 pH計
11 流量調節弁
12 電流計
13 シグナルランプ
14 第1貯槽
15 第2貯槽
16 原水供給路
17 精製水排出路
18 精製水供給路
19 廃水路
20 容器
21 貯留槽
22a 第1弁
22b 第2弁
22c 第3弁
22d 第4弁
23 電極部
24 制御部
25 電極ユニット
26 制御ユニット
27 なべ
28 湯沸しポット
29 コーヒーサーバ
30 電極セル
31 連通路
41 貯留槽
42 導入路
43 排出路
44 直流電源
45 スイッチ
46 電極(陽極)
46a 電極(陽極)
46b 電極(陽極)
47 電極(陰極)
47a 電極(陰極)
47b 電極(陰極)
48 制御回路
49 流量計
50 イオン濃度計
51 流量調節弁
52 セパレータ
53 連通口
54 導入口
55 排出口
56 末端プレート
57 ボルトナット
58a 両面電極(陽電極)
58b 両面電極(陰電極)
61a 第1電極組
61b 第2電極組
62a 第1ユニット
62b 第2ユニット
63 枠状スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 Introduction path 3 Discharge path 4 DC power supply device 5 Switching apparatus 6 Anode 7 Cathode 8 Control circuit 9 Flowmeter 10 pH meter 11 Flow control valve 12 Ammeter 13 Signal lamp 14 First storage tank 15 Second storage tank 16 Raw water supply Path 17 Purified water discharge path 18 Purified water supply path 19 Waste water path 20 Container 21 Storage tank 22a First valve 22b Second valve 22c Third valve 22d Fourth valve 23 Electrode section 24 Control section 25 Electrode unit 26 Control unit 27 Pan 28 Electric kettle 29 Coffee server 30 Electrode cell 31 Communication path 41 Storage tank 42 Introduction path 43 Discharge path 44 DC power supply 45 Switch 46 Electrode (anode)
46a Electrode (Anode)
46b Electrode (Anode)
47 Electrode (cathode)
47a Electrode (cathode)
47b Electrode (cathode)
48 Control circuit 49 Flow meter 50 Ion concentration meter 51 Flow control valve 52 Separator 53 Communication port 54 Inlet port 55 Outlet port 56 End plate 57 Bolt nut 58a Double-sided electrode (positive electrode)
58b Double-sided electrode (negative electrode)
61a First electrode set 61b Second electrode set 62a First unit 62b Second unit 63 Frame spacer

Claims (6)

濃度調節対象とする液体中に存在させる陽極および陰極と、上記陽極および陰極に直流電圧を印加する電圧供給手段と、液体のpHを測定するpH計とを備え、
上記陽極と陰極を帯電物質の静電吸着能力が相対的に異なるものとすることにより、上記液体中に存在するプラス帯電物質を多く吸着するプラスイオン吸着モードとマイナス帯電物質を多く吸着するマイナスイオン吸着モードのいずれかによっていずれかの帯電物質を選択的に多く吸着して液体の帯電物質の濃度を調節する際に、
上記pH計によってpHを検知することにより、液体のアルカリ化または酸性化の程度を検知し、プラスイオン吸着モードかマイナスイオン吸着モードかを行って、液体の帯電物質の濃度を目標値に向かって調節するように構成したことを特徴とする液体の帯電物質の濃度調節装置。
An anode and a cathode to be present in the liquid whose concentration is to be adjusted, voltage supply means for applying a DC voltage to the anode and the cathode, and a pH meter for measuring the pH of the liquid,
By making the electrostatic adsorption capacity of the charged substance relatively different between the anode and the cathode, a positive ion adsorption mode that adsorbs a lot of positively charged substances existing in the liquid and a negative ion that adsorbs a lot of negatively charged substances. When adjusting the concentration of the charged substance in the liquid by selectively adsorbing a large amount of any charged substance in any of the adsorption modes ,
By detecting the pH with the pH meter, the degree of alkalinity or acidification of the liquid is detected , the positive ion adsorption mode or the negative ion adsorption mode is performed, and the concentration of the charged substance in the liquid is set toward the target value. A device for adjusting the concentration of a charged substance of liquid, characterized in that the device is configured to adjust.
上記陽極と陰極に対して直流電圧を印加して液体中のプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着する吸着モードと、上記陽極と陰極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで陽極と陰極にそれぞれ吸着していた帯電物質を放出する放出モードとを切り替える切替手段を備え、
吸着モードにおいて、上記pH計によるpHが所定の閾値を超えたときに切替手段によって放出モードに切り替えるように構成した請求項1記載の液体の帯電物質の濃度調節装置。
An adsorption mode for selectively adsorbing either a positively charged substance or a negatively charged substance in the liquid by applying a DC voltage to the anode and the cathode, and the anode and the cathode are short-circuited or reversed in polarity. A switching means for switching between the discharge mode for discharging the charged substance that has been adsorbed on the anode and the cathode until then,
The apparatus for adjusting the concentration of a charged substance of liquid according to claim 1, wherein in the adsorption mode, when the pH by the pH meter exceeds a predetermined threshold, the switching unit switches to the release mode.
処理対象の液体を導入する導入路と処理済みの液体を排出する排出路が設けられた処理槽と、
上記陽極と陰極に対して直流電圧を印加して液体中のプラス帯電物質とマイナス帯電物質のいずれかを選択的に多く吸着する吸着モードと、上記陽極と陰極を逆極性にしてそれまで陽極と陰極にそれぞれ吸着していた帯電物質を放出する放出モードとを切り替える切替手段を備え、
上記pH計により、いずれかの帯電物質の濃度が目標値を超えたことを検知したときに、上記切替手段により陽極と陰極を逆極性に切り換えて目標の濃度となるよう制御する請求項1記載の液体の帯電物質の濃度調節装置。
A treatment tank provided with an introduction path for introducing the liquid to be treated and a discharge path for discharging the treated liquid;
An adsorption mode in which a DC voltage is applied to the anode and the cathode to selectively adsorb either a positively charged substance or a negatively charged substance in the liquid, and the anode and the cathode are reversed in polarity. Comprising a switching means for switching between a discharge mode for discharging the charged substance adsorbed on each cathode,
2. The control unit according to claim 1, wherein when the pH meter detects that the concentration of any charged substance exceeds a target value, the switching means switches the anode and the cathode to opposite polarities so as to achieve a target concentration. Liquid charged substance concentration adjusting device.
陽極の静電吸着能力が陰極よりも大きくなるよう設定されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体の帯電物質の濃度調節装置。   The concentration adjusting device for a charged substance of liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrostatic adsorption capacity of the anode is set to be larger than that of the cathode. 陰極の静電吸着能力が陽極よりも大きくなるよう設定されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体の帯電物質の濃度調節装置。   The concentration adjusting apparatus for a charged substance of liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrostatic adsorption capacity of the cathode is set to be larger than that of the anode. 上記陽極と陰極は、表面積を異ならせることにより帯電物質の静電吸着能力が相対的に異なるものとなっている請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体の帯電物質の濃度調節装置。   6. The apparatus for adjusting a concentration of a charged substance of a liquid according to claim 1, wherein the anode and the cathode have relatively different electrostatic adsorption capacities of charged substances by different surface areas. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3994418B2 (en) * 2005-09-27 2007-10-17 有限会社ターナープロセス Ion concentration adjusting method and ion concentration adjusting apparatus
KR20100053672A (en) * 2007-08-27 2010-05-20 테크니온 리서치 엔드 디벨로프먼트 화운데이션 엘티디. Ph gradients controlled by electrolysis, and their use in isoelectric focusing
US8529737B2 (en) 2008-03-25 2013-09-10 Tanah Process Ltd. Portable device for regulating hardness of drinking water
EP2226583A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrical water heating system
CA2770518A1 (en) 2009-08-18 2011-02-24 Technion Research & Development Foundation Ltd. Methods and devices of separating molecular analytes
JP5597855B2 (en) * 2009-12-22 2014-10-01 有限会社ターナープロセス Apparatus and method for preparing toilet flush water
JP5879167B2 (en) * 2012-03-21 2016-03-08 シャープ株式会社 Functional water generator
JP2014050809A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Sharp Corp Functional water generator
JP2014108377A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Panasonic Corp Water treatment equipment
JP6129585B2 (en) * 2013-03-01 2017-05-17 株式会社日本トリム Water treatment apparatus, communication system, information processing method, and program
CN205367831U (en) * 2013-04-15 2016-07-06 棚氏处理有限公司 Ion concentration reducing device and possess device's liquid processing apparatus
JP6213899B2 (en) * 2013-12-26 2017-10-18 Toto株式会社 Disinfecting water discharge device
JP6252980B2 (en) * 2013-12-26 2017-12-27 Toto株式会社 Disinfecting water discharge device
JP6287194B2 (en) * 2013-12-26 2018-03-07 Toto株式会社 Disinfecting water discharge device
JP6466175B2 (en) * 2015-01-07 2019-02-06 シャープ株式会社 Weakly acidic reduced water production equipment
IL257589A (en) * 2018-02-18 2018-04-30 Univ Bar Ilan Method and apparatus for electrochemical ph control
WO2020089989A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 株式会社 ゴーダ水処理技研 Hydrogen water and sterilized water generation device
CN112408669A (en) * 2020-11-30 2021-02-26 海南儋州雅惠科技有限公司 Device and method for removing anions in electric disinfection

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07136653A (en) * 1993-11-17 1995-05-30 Brother Ind Ltd Electrolytic water maker
JP4449204B2 (en) * 2000-10-31 2010-04-14 栗田工業株式会社 Boiler feed water treatment apparatus and boiler feed water treatment method
JP2002273434A (en) * 2001-03-19 2002-09-24 Nec Corp Treating device and treating method for ionic substance- containing water using activated carbon electrode and regenerating method of activated carbon electrode
JP2004024990A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Tmh:Kk Method of removing ionic substance in liquid and liquid treatment apparatus

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