JPH11192484A - 電解装置 - Google Patents

電解装置

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JPH11192484A
JPH11192484A JP36817297A JP36817297A JPH11192484A JP H11192484 A JPH11192484 A JP H11192484A JP 36817297 A JP36817297 A JP 36817297A JP 36817297 A JP36817297 A JP 36817297A JP H11192484 A JPH11192484 A JP H11192484A
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JP
Japan
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water
concentration
electrolysis
cathode
anode
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JP36817297A
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English (en)
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Yukiaki Matsuo
尾 至 明 松
Kokichi Hanaoka
岡 孝 吉 花
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RIVER SUTON KK
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RIVER SUTON KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水道水あるいは電解質溶液を電解し、電極側
に生成される電解生成水の有効成分を明らかにし、有効
成分そのものの濃度表示をする電解装置を提供する。 【解決手段】 不活性電極の陰極および陽極と、それら
の間に配置した隔膜とを具備した電解槽に、純水あるい
は水道水に電解質を溶解した希薄電解質溶液か、あるい
は水道水のいずれかを入れ、前記陰極と陽極間に直流印
加電流を流して電解し、電解生成水を製造する電解装置
において、その生成された電解生成水の溶存水素及び遊
離水酸イオン濃度の演算及び表示手段と、電解生成水の
貯液槽とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解生成水の物性
表示として、溶存水素および遊離水酸イオンを表示した
電解装置に関し、更に詳しくは、陰極に生成した電解生
成水中の有効成分として溶存水素および遊離水酸イオン
の濃度表示を施した電解装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水道水あるいは純水に微量な電解
質を溶解させた溶液を電解槽中で陰極及び陽極の白金系
不活性電極を用い、直流電圧を印加して隔膜を介して電
解質溶液を電解し、電解生成水を生成する電解装置にお
ける電解生成水の物性を表示する場合、水素イオン濃度
や酸化還元電位を表示し、電解生成水の状態を示してき
た。例えば、pH表示を弱、中、強のように示したり、
デジタル表示で実際の値を表示したり、また酸化還元電
位を表示し、還元性の指標としてきた。また、これらの
電解装置により生成される電解水は、医療用として認可
を受けた場合、陰極側電解生成水は、胃腸内異常発酵を
防ぎ、胃酸の中和を行なうという標榜を許される。家庭
用還元水製造装置の普及により、水道水の電解により陰
極側電解水を飲用することにより、糖尿病やアトピー性
皮膚炎等に効果があることが報告されている。水道水を
電解した場合、陰極側電解生成水は塩基性を示し、酸化
還元電位は比較電極使用時で、マイナスの電位を示すの
が一般的である。
【0003】また陽イオン交換膜を介して水道水を電解
した場合、水道水中に含まれる陽イオンが陽極側から陰
極側に拡散移動し、電極反応で生成した水酸基と水酸化
物を生成し、塩基性を示す。また水の還元により水素ガ
スが水に溶存し、陰極側には水素分子が溶存水素として
存在することになる。
【0004】しかしながら、水道水あるいは純水に微量
な電解質を溶解した電解質溶液の電解により陰極側電解
生成水が何故胃腸内異常発酵や、糖尿病あるいはアトピ
ー性皮膚炎に効果があるのか、またあるとすれば電解生
成水の何がそのような現象を引き起こしているかは、未
だ明確ではない。報告された文献では、活性水素を示唆
しているものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みなされたものであり、その目的は、水道水あるい
は純水に電解質を溶解した電解質溶液を電気分解し、陰
極側に生成される電解生成水の有効成分を明らかにし、
有効成分そのものの濃度表示をするものである。
【0006】現状の電解装置の電解生成水の物性表示
は、pHあるいは酸化還元電位であり、直接的有効成分
の表示でないので、本発明は遊離の水酸イオンおよび溶
存水素の濃度表示をさせ、直接的有効成分の表示をさせ
ることにより、電解生成された有効成分の濃度を直接表
示して使用者に提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電解装置は、不活性電極の陰極および陽極
と、それらの間に配置した隔膜とを具備した電解槽に、
純水あるいは水道水に電解質を溶解した希薄電解質溶液
か、あるいは水道水のいずれかを入れ、前記陰極と陽極
間に直流印加電流を流して電解し、電解生成水を製造す
る電解装置において、その生成された電解生成水の溶存
水素及び遊離水酸イオン濃度の演算及び表示手段と、電
解生成水の貯液槽とを備えたことを特徴とする。
【0008】また、前記貯液槽は1000ml以上であ
ることを特徴とする。
【0009】また、前記溶存水素濃度の演算手段は、p
H値と酸化還元電位値と容存酸素値とを基に演算し、前
記遊離水酸イオン濃度の演算手段は印加した電気量とp
H値とを基に演算することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の電解装置の一実施の形態
を図1に示す。図1に示すように電解槽1を使用し電解
を行う。すなわち、陰極2と陽極3の間に隔膜4を配置
し、電解質溶液6を流入口6aより入れて、両極間に直
流電源5の電圧を印加し、陰極側流出口7a及び陽極側
流出口8aより、それぞれ電解生成水7,8を流出させ
る。陰極側電解生成水7は貯液槽11に保存し、必要に
応じてコック12aを開き、その電解生成水7を取り出
す。貯液槽11にはpH計11a,酸化還元電位計11
b,溶存酸素計11cを設置し、それらの出力と直流電
源5が印加した電気量を演算制御部13に送信し、その
信号をデジタル量に変換して表示部14に送信する。そ
こで遊離水酸イオンと溶存酸素の濃度をそれぞれ14
a,14bにデジタル出力表示する。
【0011】本発明の電解生成水の物性の表示は、有効
成分を直接表示させるようにしたものである。また、不
活性電極2,3は、例えば、白金あるいは白金合金等で
あればよく、更にチタン板に白金をコーティングしたも
のでもかまわない。電解質溶液6は、水道水のみでも、
水道水中に含まれる微量イオン種、例えば、陽イオンで
は、カルシウムイオンやナトリウムイオン、また陰イオ
ンでは塩素イオンや硝酸イオンや硫酸イオンが電解助剤
の役目を果たし、電解できる。純水に電解質として塩化
ナトリウム、塩化カリウムおよび塩化カルシウム等の電
解質を微量溶解させたものでもよい。
【0012】隔膜4は、陽イオン交換膜あるいは陰イオ
ン交換膜のいずれでも採用することができる。更に、非
荷電膜である中性膜も採用できるが、荷電膜はイオン選
択性をより高めることができるので、中性膜よりも好ま
しいが、中性膜でも、膜の構成ポアの小さいものならば
よい。また、1000ml以上の貯液槽11を具備する
ことも本発明の特徴である。
【0013】本発明による有効成分の直接的表示の対象
は、遊離水酸イオンと溶存水素であり、遊離水酸イオン
および溶存水素は以下のような根拠に基づき、示すこと
ができる。
【0014】遊離水酸イオンは (OH-)free = C/F - MOH (1) ここで、(OH-)free, C/F, MOH はそれぞれ、遊離の水酸
イオン濃度、Faradayの法則により生成される水酸イオ
ン濃度および生成された塩基性物質の濃度を示す。
【0015】水酸イオン化物濃度はpH測定より求める
ことができるので、次のような式により導かれる。 (OH-)free = f(A) - f(pH) (2) 従って、遊離の水酸イオンの濃度は、印加した電気量と
pHの関数として示すことができる。
【0016】また、溶存水素は、酸化還元電位より次の
ようにして求めることができる。陰極側における電極反
応は、 2H2O + 2e- ⇔ H2 + 2OH- Eho = -0.83 V (3)
【0017】この時の酸化還元電位はネルンストの式よ
り、次のようになる。 Eh = -0.83 + 0.059/2log[H2O]2/[H2][OH-] = 0.099 - 0.059pH - 0.059/2log[H2] V (4)
【0018】また、源水にはもともと溶存酸素が存在し
ていることから、溶存酸素と水の間の酸化還元電位を考
慮に入れる必要がある。従って、溶存酸素と水の間の酸
化還元電位は、 2H2O ⇔ O2 + 4H+ + 4e- Eho = 1.229 V (5) Eh = 1.178 - 0.059/4log[O2][H+]4/[H2O]2 V (6)
【0019】(3)式を(5)式の電子数に対応させて
(4)式と(6)式の和をとると、 Eh = 0.688 - 0.0885pH + 0.007log[O2] - 0.0295log[H2] (7) log[H2] = 1/0.0295(0.688 - 0.0885pH + 0.007log[O2] - Eh) (8) となり、(8)式より溶存酸素と酸化還元電位およびp
Hの値から溶存水素濃度を求めることができる。
【0020】また、上記した遊離の水素イオンと溶存水
素は、活性酸素の消去能を有し、以下のような化学反応
により、活性酸素の消去を行う。 AsA(-2-OH-3-OH) + OH- → AsA(-2-OH-3-00H) + H+ (9) 2H+ + O2 - → H2O2 (10) H2 + 2・OH → H2O (11) 従って、遊離の水素イオンと溶存水素の濃度表示は、活
性酸素であるス−パ−オキサイドとヒドロキシラジカル
の消去能を示すことになる。
【0021】また、1000ml貯水槽を設けることに
より、正確なpH値を得ることができる。1000ml
よりも少ない場合、電解の場合、生成物は絶対濃度であ
るので、モル濃度表示した際に採取量を1リットル除す
る必要があり、モル濃度で規定されているpHの値が測
定値と異なっている。従って1リットル以上の採取が必
要になる。
【0022】
【実施例】本発明を実施例によって更に詳細に説明す
る。本発明はこれらの実施例に限定されない。実施例1 電極2,3にチタンに白金をコ−トした電極を用い、隔
膜4として陽イオン交換膜を介して東京都港区西新橋の
水道水を蛇口に直結した1000ml貯液槽11を設け
た流水式電解装置により、電流値5Aで2分間電解し毎
分500mlの流速で電解し、pH計11aと酸化還元
電位計11bおよび溶存酸素計11cを設置し、遊離の
水素イオン濃度と溶存水素の濃度を(2)および(8)
式から算出しデジタル表示をした。尚電解生成水のpH
は9.0で、溶存酸素濃度は6.5ppmで、酸化還元
電位は、水素電極換算で0.025Vであった。
【0023】 (0H-)free = f(A) - f(pH) (2) log[H2] = 1/0.0295(0.688 - 0.0885pH + 0.007log[O2] - Eh) (8)
【0024】(2)式から f(A) = 2(min) × 60(seconds)× 5(A)/96485(Faraday 定数) = 6.2185 × 10-3mol/l (12) f(pH) = 1 × 10-5mol/l (13) (OH-)free = 6.2185× 10-3 - 1 × 10-5 = 6.2085× 10-3mol/l (14)
【0025】(8)式から log[H2] = 1/0.0295(0.688-0.0885 × 9+0.007log[2.0313×10-4]-0.025) = -5.4015 (15) H2 = 3.9676 × 10-6mol/l (16) 遊離の水酸イオン濃度 : 6.2185 × 10-3mol/l 溶存水素農度 : 3.9673 × 10-6mol/l
【0026】実施例2 電極2,3にチタンに白金をコ−トした電極を用い、隔
膜4として陽イオン交換膜を介して東京都港区西新橋の
水道水を蛇口に直結した1000mlの貯液槽11を設
けた流水式電解装置により、電流値5Aで2分間電解し
500mlの流速で電解し、pH計11aと酸化還元電
位計11bおよび溶存酸素計11cを設置し、遊離の水
酸イオン濃度と溶存水素の濃度を(2)および(8)式
から算出しデジタル表示をした。尚、電解生成水のpH
は9.5で、溶存酸素濃度は7.3ppmで、酸化還元
電位は、水素電極換算で−0.010Vであった。
【0027】 (0H-)free = f(A) - f(pH) (2) log[H2] = 1/0.0295(0.688 - 0.0885pH + 0.007log[O2] - Eh) (8)
【0028】(2)式から f(A) = 2(min) × 60(seconds)× 5(A)/96485(Faraday 定数) = 6.2185 × 10-3mol/l (12) f(pH) = 3.1623× 10-5mol/l (17) (OH-)free = 6.2185× 10-3 - 3.1623× 10-5 = 6.1869× 10-3mol/l (18)
【0029】(8)式から log[H2] = 1/0.0295(0.688-0.0885 × 9.5+0.007log[2.2813× 10-4]+0.01) = -5.7031 (19) H2 = 1.9811 × 10-6mol/l (20) 遊離の水酸イオン濃度 : 6.1869 × 10-3mol/l 溶存水素農度 : 1.9811 × 10-6mol/l
【0030】本発明は実施例に限定されることはないの
は言うまでもないが、水の特性からして、水道水の溶存
酸素量はほぼ一定な値となっているので、統計的平均値
を採用すれば、溶存水素濃度はpHと酸化還元電位のみ
により、算出できる。
【0031】
【発明の効果】本発明に係わる陰極側電解生成水中に含
まれる遊離水酸イオンと溶存水素濃度を表示した電解装
置は、以下のような効果を奏する。 1)遊離水酸イオン濃度を表示することによりス−パオ
キサイドラジカルの消去能を直接的に示すことができる
ので、利用する側にとってその有効性を容易に判断でき
る。 2)溶存水素の直接測定はきわめて困難であるが、ネル
ンストの酸化還元電位の式を用いることにより容易に算
出でき、しかもヒドロキラジカルの消去能を直接的に示
すことができるので、利用する側にとってその有効性を
容易に判断できる。 3)電解装置により生成される陰極電解生成水の定量的
な取り扱いが容易にでき、医療分野での科学的応用が期
待できる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解装置の一実施の形態の構成を示す
図である。
【符号の説明】
1 電解槽 2 陰極 3 陽極 4 隔膜 5 直流電源 6 電解質溶液 7,12 陰極側電解生成水 8 陽極側電解生成水 11 貯液槽 13 演算制御部(演算手段) 14 表示部(表示手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花 岡 孝 吉 長野県上田市大字上田1041

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不活性電極の陰極および陽極と、それら
    の間に配置した隔膜とを具備した電解槽に、純水あるい
    は水道水に電解質を溶解した希薄電解質溶液か、あるい
    は水道水のいずれかを入れ、前記陰極と陽極間に直流印
    加電流を流して電解し、電解生成水を製造する電解装置
    において、 その生成された電解生成水の溶存水素及び遊離水酸イオ
    ン濃度の演算及び表示手段と、電解生成水の貯液槽とを
    備えたことを特徴とする電解装置。
  2. 【請求項2】 前記貯液槽は1000ml以上であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の電解装置。
  3. 【請求項3】 前記溶存水素濃度の演算手段は、pH値
    と酸化還元電位値と容存酸素値とを基に演算し、前記遊
    離水酸イオン濃度の演算手段は印加した電気量とpH値
    とを基に演算することを特徴とする請求項1又は2記載
    の電解装置。
JP36817297A 1997-12-27 1997-12-27 電解装置 Pending JPH11192484A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013047242A (ja) * 2012-10-12 2013-03-07 Spring:Kk 活性酸素除去剤、血圧降下剤、血糖値低下剤、肌状態改善剤および肥満防止剤
JP2016165667A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 株式会社日本トリム 電解水生成装置
JP2017209625A (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 株式会社日本トリム 機能水生成装置

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