JPH1164274A

JPH1164274A - イオン濃度算出方法、イオン濃度算出装置及び電解水生成装置

Info

Publication number: JPH1164274A
Application number: JP9240487A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Tatsumi; 良城辰己; Kazuhiko Hasegawa; 和彦長谷川
Original assignee: Glory Kiki Co Ltd
Current assignee: Glory Kiki Co Ltd
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: JP3557331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度に水素イオン濃度を測定する【解決手段】電解槽10に水溶液供給手段28から水溶液
を供給し、電解槽10に電解電力を電源26から供給して、
水溶液を電解する。水溶液の電解時の電解条件である水
溶液の流量、濃度、温度、電解電圧、電解電流を、流量
計48、濃度計50、温度計52、電圧計54、電流計56によっ
て検出する。１つの電解条件、例えば電解電圧の異なる
値での、水溶液の酸化による水素イオンの生成反応比率
と、これらに対応する電解電圧とを記憶部60が記憶して
いる。電解時に、電圧計54によって検出された電解電圧
に対応する生成反応比率を、記憶部60から演算部58が読
み出し、これを、各流量計48、濃度計50、温度計52、電
圧計54、電流計56によって検出された電解条件と共に水
素イオン濃度算出式に、代入して、水素イオン濃度を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶液を電解（電
気分解）して、酸性水とアルカリ性水とからなる電解水
を得る電解水生成装置と、この電解水の水素イオン濃度
を測定する方法及び装置に関する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】従来、水素イオン濃度の測定
装置としては、例えば特開平８−２９２１７２号公報に
開示されているようなものがある。これは、基準溶液室
に供給されている基準溶液に比較電極を接触させ、検水
溶液室に供給されている試験水（水素イオン濃度を測定
しようとする水）に作用電極を接触させ、両室間を繋ぐ
液絡部を設け、比較電極と作用電極との電位差を検出し
て、イオン濃度を測定するものである。

【０００３】また、別の水素イオン濃度の測定装置とし
ては、特開平６−６３５５０号公報に開示されているよ
うなものもある。これは、電解水の流量と電解電流値、
または原水の導電率と電解電流値とを測定し、予め蓄積
したｐＨ判定基準に基づいてｐＨ（水素イオン濃度）を
求めるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２９２１７
２号公報に開示されているような測定装置では、電極表
面の洗浄や、基準溶液室への基準液の補充等のメンテナ
ンスが頻繁に必要であるという問題がある。また、水溶
液に電極を接触させるので、電極の寿命が短いという問
題がある。

【０００５】また、特開平６−６３５５０号公報に開示
されているような測定装置では、電解水の流量と電解電
流値との関係、または原水の導電率と電解電流値との関
係のみで、ｐＨを求めている。しかし、電解水のｐＨ
は、上記の他に、電解槽の大きさや形状、電極の大き
さ、形状、材質、電解により発生する物質の溶存度、電
解時の温度等によっても変化するので、流量と電解電流
値との関係または導電率と電解電流値との関係のみで
は、高精度にｐＨを測定することができないという問題
点がある。

【０００６】本発明は、高寿命で、なおかつメンテナン
スが容易で、高精度に水素イオン濃度を測定することが
できる水素イオン濃度測定方法及び装置を提供すること
を目的とする。また、このような測定方法または装置に
よって測定された水素イオン濃度に基づいて水素イオン
濃度を所定値に維持する電解水生成装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、水溶液を電解して電解水を得ているときの電解条件
を検出する段階と、前記検出された電解条件に対応する
前記水溶液の酸化による水素イオンの生成反応比率を決
定する段階と、前記反応比率を変数とする水素イオン濃
度算出式に、前記決定された反応比率と電解条件を代入
し、前記電解水の水素イオン濃度を算出する段階とを、
備えるものである。

【０００８】電解条件としては、例えば水溶液を電解す
るために供給されている電解電圧、同じく電解電流、水
溶液が供給されている流速、水溶液への添加物の濃度、
水溶液の温度等がある。電解条件としては、これらの一
部、例えば請求項２記載の発明のように、少なくとも、
電解電圧値と、電解電流値と、前記水溶液の電解質濃度
のいずれかを使用することができる。また、これらに加
えて、請求項３記載の発明のように前記水溶液の流量を
使用することもできる。また、電解電圧値と、電解電流
値と、前記水溶液の電解質濃度に、請求項４記載の発明
のように、水溶液の温度を加えて使用することもでき
る。無論、上述した全ての条件を使用することもでき
る。

【０００９】水素濃度の算出式は、後述するように、電
解槽及び電解の現象をモデル化し、電解により生成され
る各種イオンの物質流束を定式化し、電解槽の陽極室、
陰極室におけるイオンの物質収支を定式化し、定式化さ
れた物質流束と物質収支とから、電解によって発生する
各種イオンの移動に関する基礎式を導き、ラプラス変換
により求めたものである。この水素濃度の算出式には、
水溶液の酸化による水素イオンの生成反応比率が、変数
として含まれている。また、各電解条件も変数として、
この算出式に含まれている。

【００１０】この反応比率は、電解条件によって値が変
化する。そこで、種々の電解条件に対応した各反応比率
を予め決定しておく。例えば、種々の電解条件におい
て、実際のイオン濃度を測定し、これらイオン濃度を得
るために必要な各反応比率を、イオン濃度の算出式に実
際のイオン濃度と電解条件とを代入して求めておく。そ
して、実際に水溶液の電解が行われているときに、電解
条件を検出し、この電解条件に対応する反応比率を決定
し、この反応比率と電解条件とを水素濃度の算出式に代
入し、水素イオン濃度を算出している。

【００１１】請求項５記載の発明は、電解槽に水溶液供
給手段から水溶液を供給し、前記電解槽に電解電力を電
源手段から供給して、前記水溶液を電解する電解水生成
装置において、前記水溶液の電解時の電解条件を検出す
る電解条件検出手段と、複数パターンの電解条件におけ
る前記水溶液の酸化による水素イオンの生成反応比率
と、これらに対応する前記電解条件とを記憶している記
憶手段と、前記電解条件検出手段によって検出された電
解条件に相当する前記生成反応比率を前記記憶手段の記
憶値に基づいて決定し、前記生成反応比率を変数とする
水素イオン濃度算出式に、前記決定された生成反応比率
を代入して、水素イオン濃度を算出する演算手段とを、
具備するものである。

【００１２】電解槽は、例えば２つの電極を有するもの
とでき、これら電極が接触するように水溶液が、水溶液
供給手段によって供給される。これら電極に電源手段か
ら電解電力が供給され、電解が行われる。

【００１３】電解条件検出手段としては、請求項６記載
の発明のように、少なくとも、電解電圧値の検出手段
と、電解電流値検出手段と、電解槽内の水溶液の電解質
濃度の検出手段のいずれかを使用することができる。ま
た、これに加えて、請求項７記載の発明のように、前記
電解槽内の水溶液の流量測定手段を使用することもでき
る。また、請求項８記載の発明のように、電解電圧値の
検出手段と、電解電流値検出手段と、電解槽内の水溶液
の電解質濃度の検出手段のいずれかに加えて、前記電解
槽内の水溶液の温度測定手段を使用することもできる。
さらに、請求項９記載の発明のように、前記演算手段に
よって算出した水素イオン濃度を表示する手段を備える
こともできる。

【００１４】この発明でも、請求項１記載の発明と同様
に、水素イオン濃度算出式と、電解条件と実際のイオン
濃度とを使用して、水素イオンの生成反応比率を決定す
る。この水素イオンの生成反応比率は、様々な電解条件
に対応付けられて、記憶手段に記憶されている。演算手
段は、電解条件検出手段によって検出された電解条件を
入力するが、入力された電解条件が記憶手段に記憶され
ている電解条件に一致する場合には、一致する電解条件
に対応する水素イオンの生成反応比率を記憶手段から読
み出す。また、一致しない場合には、入力された電解条
件に近いものを読み出すか、或いは補間演算等を行って
入力された電解条件に対応する水素イオンの生成反応比
率を決定する。決定された水素イオンの生成反応比率
と、検出された電解条件とを、水素イオン濃度の算出式
に代入して、水素イオン濃度を算出する。

【００１５】請求項１０記載の発明は、水溶液供給手段
から水溶液が供給される電解槽と、この電解槽に電解電
力を供給して、前記水溶液を電解する電源手段と、前記
水溶液の電解時の電解条件を検出する電解条件検出手段
と、複数パターンの電解条件における前記水溶液の酸化
による水素イオンの生成反応比率と、これらに対応する
前記電解条件とを記憶している記憶手段と、前記電解条
件検出手段によって検出された電解条件に相当する前記
生成反応比率を前記記憶手段の記憶値に基づいて決定
し、前記生成反応比率を変数とする水素イオン濃度算出
式に、前記決定された生成反応比率を代入して、水素イ
オン濃度を算出する演算手段と、前記電解槽で生成すべ
き電解水の水素イオン濃度が設定されている設定手段
と、設定された水素イオン濃度と、前記演算手段により
算出した水素イオン濃度とを比較する比較手段と、この
比較手段による比較結果によって、前記電源手段が供給
する電解電圧または電解電流または前記水溶液供給手段
からの流量を制御する制御手段とを、具備している。

【００１６】請求項１０記載の発明では、電解槽と電源
手段とを備える電解水生成装置に、請求項５記載の発明
と同様な水素イオン濃度の測定装置を設け、測定された
水素イオン濃度と、予め設定された水素イオン濃度とを
比較し、その比較結果に基づいて、制御手段が、実際の
水素イオン濃度が設定された水素イオン濃度に等しくな
るように、電解電圧、電解電流または水溶液の流量を制
御している。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基礎となる水の電
解反応とイオンの物質移動について考える。図２に示す
ような電解槽では、それの内部に、互いに対向するよう
に正の板状の電極（陽電極）２と、負の板状の電極（陰
電極）４が配置され、これら電極２、４の中間にイオン
のみを通過させる膜６が配置されている。膜厚はδで、
膜６と電極２、４との間の距離はそれぞれｄ／２であ
る。両電極２、４に接触するように、水溶液、例えば食
塩水が電解槽内に連続的に供給されている。両電極２、
４に直流電源が供給されて、電解が行われ、生成された
酸性水とアルカリ性水とが電解槽から吐出されている。
即ち、流水式の電解水生成装置である。

【００１８】この電解槽で電解を行うと、図２内に示す
反応式で示すように、水素イオン、水酸化物イオン、ナ
トリウムイオン、塩素イオンのような各種イオンが発生
する。これらイオンの濃度は、ｘ方向、即ち電極２、４
の方向に一定で、ｚ方向、即ち電極２、４の高さ方向の
みの関数とする。またｘ方向のイオンの濃度及び電位勾
配は、膜６内のみで存在するとする。また、イオンの速
度分布は一様であると考える。

【００１９】図２において、正電極２での水の酸化によ
る水素イオンの生成反応は比率ｆ１で、同水酸化物イオ
ンの酸化反応は比率ｆ２で、塩素イオンの還元による塩
素ガスの発生反応は比率（１−ｆ１−ｆ２）で、それぞ
れ発生するものとする。また、正電極２側では、この反
応に加えて、塩素の加水分解により次亜塩素酸が生成さ
れる。負電極４では、水の還元による水酸化物イオンの
生成反応は比率ｇ１で、水素イオンの酸化による水素ガ
スの発生は比率（１−ｇ１）で発生するものとする。

【００２０】各種イオンは、化学ポテンシャル（濃度）
と電位の勾配を推進力として移動する。従って、各種イ
オンの物質流束は、数１で示される。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここで、Ｃ_i ^(A)、Ｃ_i ^(B)は、イオン種
ｉの濃度、Ｋ_i ^(A)、Ｋ_i ^(B)は係数を表し、これらに
おいて、Ａは酸性側（正電極２側）、Ｂはアルカリ側
（負電極４側）を示す。またω_iはモル移動度、Ｒは気
体定数、Ｔは温度、Ｆはファラデー定数、ｚ_iは電荷
数、Δφ^fは電位差を表す。

【００２３】図３は、酸性側、アルカリ側におけるイオ
ンの移動の模式図で、同図に示すＮ_iは、イオンｉのｚ
方向での物質流束で、Ｎ_i ⁽⁰⁾、Ｎ_i ^(d)は、それぞれ
負電極４、正電極２でのイオンの発生流束である。Ｎ_i
^(f)は膜６を通過するイオンの流束である。

【００２４】酸性側、アルカリ側におけるイオンｉの物
質収支式は、数２、数３によって示される。

【００２５】

【数２】

【数３】

【００２６】ここで、ｖは食塩水の流速、ｂは、電極
２、４の幅である。数２、数３を整理し、Ｑ＝ｖｄ／２
と置くと、数４、数５が得られる。

【００２７】

【数４】

【数５】

【００２８】なお、境界条件は、Ｃ_i ^(A)＝Ｃ_i ^(B)＝
Ｃ_i ⁽⁰⁾である。Ｃ_i ⁽⁰⁾は、電解開始前の食塩水の濃
度である。数１を数４、数５に代入して、整理すると、
各種イオンの移動に対する基礎式として数６乃至数１３
が得られる。

【００２９】

【数６】

【数７】

【数８】

【数９】

【数１０】

【数１１】

【数１２】

【数１３】

【００３０】数６、数７、数８、数９、数１２、の第２
項に含まれるＪｅは、電流密度で、この電流密度に比例
して、水素イオン、水酸化物イオン、塩素イオンが発生
している。その比例定数が上述したｆ１、（１−ｇ
１）、ｆ２、ｇ１、（１−ｆ１−ｆ２）、である。即
ち、これら第２項が、食塩水が電解されることによって
発生する各種イオンの発生流束Ｎ_i ^(d)、Ｎ_i ⁽⁰⁾をそ
れぞれ表している。数６乃至数１３の連立微分方程式
は、ラプラス変換によって容易に解くことができる。酸
性側における水素イオンの濃度と、アルカリ側における
水素イオンの濃度は数１４、数１５によって表される。

【００３１】

【数１４】

【数１５】

【００３２】同様に酸性側における水酸化物イオンの濃
度と、アルカリ側における水酸化物イオンの濃度は数１
６、数１７によって表される。

【００３３】

【数１６】

【数１７】

【００３４】同様に酸性側におけるナトリウムイオンの
濃度と、アルカリ側におけるナトリウムイオンの濃度
は、数１８、数１９によって表される。

【００３５】

【数１８】

【数１９】

【００３６】酸性側における塩化物イオンの濃度と、ア
ルカリ側における塩化物イオンの濃度は数２０、数２１
によって表される。

【００３７】

【数２０】

【数２１】

【００３８】数１４乃至数２１に現れるＤ⁺、Ｄ^-は、
数２２、数２３に定義される定数である。

【００３９】

【数２２】

【数２３】

【００４０】数２２、数２３から明らかなようにＤ⁺、
Ｄ^-には、温度Ｔ、電位差Δφ^f、Ｑが含まれ、Ｑには
食塩水の流速ｖが含まれている。また、Ｄ⁺、Ｄ^-が含
まれている数１４、数１５が、水素イオンの濃度を表し
ているが、これには、電流密度Ｊｅ、初期の水溶液の濃
度Ｃi ⁽⁰⁾、水素イオンの発生比率ｆ１、水酸化物の発
生比率ｇ１が含まれている。但し、負電極４における水
素イオンの還元反応が起こりにくいことを考慮すると、
ｇ１＝１と見なせる。従って、温度Ｔ、電位差Δφ^f、
食塩水の流速ｖ、初期の水溶液の濃度Ｃi ⁽⁰⁾、電流密
度Ｊｅ、水素イオンの発生比率ｆ１が分かれば、数１４
によって、酸性側における水素イオンの濃度を決定でき
る。

【００４１】温度Ｔ、電位差Δφ^f、食塩水の流速ｖ、
初期の水溶液の濃度Ｃi ⁽⁰⁾、電流密度Ｊｅは、電解が
行われているときに、測定可能な電解条件である。しか
し、ｆ１は、測定不能である。そこで、電極２、４間を
流れる電流値と、実際に測定したイオン濃度とから、水
素イオンの発生比率ｆ１を決定している。即ち、電極
２、４間を流れる電流値Ｉは、数２４によって表され
る。

【００４２】

【数２４】

【００４３】数２４において、ｚ_iは電荷数、Ｆはファ
ラデー定数、Ｎ_iは各イオンの流束である。数２２と電
流の実測値が一致するように、ｆ１を決定している。図
４は、他の電解条件を一定として（例えば初期濃度Ｃ_i
⁽⁰⁾＝０．０５ｗｔ％、流速ｖ＝３．７ｌ／ｍｉｎ、温
度Ｔ＝２５°Ｃ）、電位差Δφ^fを変化させた場合の水
素イオンの発生比率ｆ１の変化を示したものである。ｆ
１は、電位差Δφ^fが１０Ｖ以下の低電圧域では０．１
以下の小さい値を示し、この電圧域では電力の９９％以
上が塩素イオンの酸化（塩素ガスの発生）に費やされて
いる。ｆ１は１０Ｖ以上２０Ｖ以下の電圧域では急激に
増加しており、塩素の酸化過程から水の電解過程に移行
していることを示している。２０Ｖを超える高電圧域で
は、ｆ１はほぼ０．８に漸近している。この電圧域で
は、水素イオンの発生と塩素イオンの酸化とは、８対２
の比率で進行していることを示している。

【００４４】従って、電位差Δφ^f以外の電解条件を一
定に保って、電位差Δφ^fを変化させたときのｆ１を、
電位差Δφ^fと対応させて記憶させておき、実際に電解
を行い、電位差Δφ^fを測定し、この測定値に対応する
ｆ１を求め、このｆ１と電位差Δφ^fを含む電解条件を
数１４に代入することによって、実際の水素イオンの濃
度を算出することができる。記憶させるｆ１のデータを
少なくさせる場合には、例えば適当な間隔ごとに電位差
Δφ^fを測定し、これら電位差Δφ^fに対応するｆ１を
記憶させ、測定されていない電位差Δφ^fに対応するｆ
１は、例えば記憶されている電位差Δφ^fとｆ１とを用
いて、補間演算等を行うことによって求めてもよい。

【００４５】また、上記の説明では、電位差Δφ^fを変
化させたが、これに代えて電解電流、水溶液の初期濃度
のいずれか１つの電解条件を変化させ、これら変化させ
られた電解条件に対応させてｆ１を記憶し、実際に水素
イオン濃度を測定する場合、電解電流、水溶液の初期濃
度を測定し、この測定値に対応するｆ１を求め、他の電
解条件と共に数１４に代入することによって、水素イオ
ン濃度を決定してもよい。

【００４６】上記の説明では、電解条件のうち変化させ
ているのは１つだけである。しかし、複数の電解条件を
変化させて、ｆ１を決定してもよい。例えば、電位差Δ
φ^f、電解電流、水溶液の初期濃度のうちいずれか１つ
と、温度Ｔまたは水溶液の流速（流量）とを変化させ、
これらに対応してｆ１を記憶させ、実際に電解が行われ
ているときに、電位差Δφ^f、電解電流、水溶液の初期
濃度のうちいずれか１つと、温度Ｔまたは水溶液の流速
（流量）とを測定し、これら両測定値に対応するｆ１を
求めて、上述したのと同様にして水素イオン濃度を算出
してもよい。無論、全ての電解条件を変化させてもよい
し、適切に選択した３以上の電解条件を変化させてもよ
い。

【００４７】図１に、上述した水素イオン濃度の測定方
法を実施した水素イオン濃度測定装置を備えた電解水生
成装置を示す。この電解水生成装置は流水式のもので、
電解槽１０を有している。この電解槽１０は、その内部
に対向配置された陽電極１２と陰電極１４とを有してい
る。これら陽電極１２と陰電極１４との中間に、イオン
のみを通過させる隔膜１６が配置され、電解槽１０内を
陽極室１８と陰極室２０とに分離している。電解槽１０
は、後述するように供給された水溶液を電解し、陽極室
１８に酸性水を、陰極室２０にアルカリ性水をそれぞれ
生成する。生成された酸性水を吐出するための酸性水吐
出管２２が陽極室１８に設けられ、生成されたアルカリ
性水を吐出するためのアルカリ性水吐出管２４が、陰極
室２０に設けられている。電解するために、陽電極１２
が、直流電源２６の正極に接続され、陰電極１４が直流
電源２６の負極に接続されている。

【００４８】電解槽１０には、電解される水溶液が水溶
液供給手段２８によって供給されている。水溶液供給手
段２８は、原水、例えば水道水を導入するための原水導
入管３０を有し、さらに例えば塩水タンク３２から塩水
を導入するための塩水導入管３４も有している。これら
原水と塩水とは、混合部３６に供給される。混合部３６
は、例えばベンチュリー効果を利用したエゼクターで、
原水に塩水を混合した水溶液を生成し、この水溶液を給
水管３８を介して電解槽１０に供給する。無論、陽電極
１２、陰電極１４それぞれに水溶液が接触するように、
電解槽１０に水溶液が供給されている。

【００４９】原水導入管３０には、原水の流量を調整す
るための流量調整弁３９と、原水の混合部３６への供給
開始、停止を行うための開閉弁４０とが設けられてい
る。同様に、塩水導入管３４にも流量調整弁４２と開閉
弁４４とが設けられている。これら流量調整弁３９、４
２によって原水及び塩水の流量を調整することにより、
水溶液の流量や濃度を調整することができる。

【００５０】原水導入管３０には、原水の流量を検出す
る原水流量センサ４６が設けられている。給水管３８に
は、水溶液の流量を検出するための流量計４８と、水溶
液の濃度を検出するための濃度計５０が設けられてい
る。また、電解槽１０には、水溶液の温度を検出するた
めの温度計５２が設けられている。さらに、電解槽１０
の両電極１２、１４間に印加されている電圧を検出する
ための電圧計５４が設けられ、両電極１２、１４を流れ
る電流を検出するための電流計５６も設けられている。

【００５１】これら原水流量センサ４６、流量計４８、
濃度計５０、温度計５２、電圧計５４、電流計５６から
の各検出信号は、演算部５８に供給されている。演算部
５８は、供給された各検出信号と、水素イオンの発生比
率ｆ１とを用いて、上述した水素イオン濃度の算出を行
うように、構成されている。

【００５２】演算部５８には、記憶部６０が接続されて
おり、これには上述したように、特定の電解条件、例え
ば電解電圧を一定の間隔ごとに変化させ、各電解電圧と
これら電解電圧に対応するｆ１とを記憶させてある。従
って、電圧計５４によって検出された電圧を表す検出信
号が演算部５８に供給されたとき、演算部５８は、これ
に対応するｆ１を記憶部６０から読み出す。電圧検出信
号が、記憶されている電圧に対応しないときには、演算
部５８は、補間法等を用いて、供給された電圧検出信号
に対応するｆ１を算出する。この算出したｆ１と、その
ときの流量計４８、濃度計５０、温度計５２、電圧計５
４、電流計５６の各検出信号とを、水素イオン濃度算出
式に代入して、そのときの水素イオン濃度を算出する。

【００５３】算出された水素イオン濃度は、制御部６２
に供給される。制御部６２には、電解水生成装置から吐
出する酸性水の水素イオン濃度（ｐＨ）がｐＨ設定器６
４によって設定されている。制御部６２は、この設定さ
れた水素イオン濃度と、演算部５８から供給された実際
の水素イオン濃度とが一致するように、電源２６から電
解槽１０に供給している電解電圧または電解電流の値を
調整するか、或いは、流量調整弁３９、４２を調整し
て、混合部３６から供給されている水溶液の流量を調整
する。従って、この電解水生成装置から吐出される酸性
水の水素イオン濃度は、ｐＨ設定器６４によって設定さ
れた水素イオン濃度となる。水素イオン濃度を調整する
ために、他の電解条件を変更することも考えられるが、
電解電圧、電解電流または流量を調整するのが最も容易
である。また、算出された水素イオン濃度は、ｐＨ表示
器６６に表示される。

【００５４】なお、演算部５８、制御部６２は、例えば
マイクロコンピュータによって構成することができる。
その場合、演算部５８及び制御部６２としてマイクロコ
ンピュータを機能させるためのプログラムは、記憶部６
０に記憶されている。また、電解電圧とｆ１との関係を
記憶部６０に記憶させたが、電解電流とｆ１との関係ま
たは水溶液の濃度とｆ１との関係を記憶させてもよい
し、電解電圧、電解電流または水溶液の濃度と、電解槽
内の水溶液の温度または水溶液の流量と、ｆ１との関係
を、記憶部６０に記憶させてもよい。或いは、各電解条
件のうち３つ以上のものとｆ１との関係を、記憶部６０
に記憶させてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明の測定方法及び装
置によれば、単に電解条件のみを考慮して水素イオンの
濃度を決定するのではなく、電解条件に加えて水素イオ
ンの生成反応比率も考慮して、水素イオンの濃度を決定
しているので、あらゆる水質の水溶液であっても、水素
イオンの濃度を高精度に測定することができる。また、
本発明の電解水生成装置によれば、水素イオンの濃度を
高精度に測定し、その結果に基づいて、電解条件を変更
しているので、設定した濃度に水素イオンの濃度を高精
度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電解水生成装置の１実施の形態の
ブロック図である。

【図２】電解槽における電解反応のモデルを示す図であ
る。

【図３】電解槽におけるイオンの移動の模式図である。

【図４】電解槽における電位差と水素イオン生成反応比
率との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０電解槽１２陽電極１４陰電極１６隔膜２６直流電源２８水溶液供給手段４８流量計５０濃度計５２温度計５４電圧計５６電流計５８演算部６０記憶部６２制御部６４ｐＨ設定器６６ｐＨ表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶液を電解して電解水を得ているとき
の電解条件を検出する段階と、前記検出された電解条件に対応する前記水溶液の酸化に
よる水素イオンの生成反応比率を決定する段階と、前記反応比率を変数とする水素イオン濃度算出式に、前
記決定された反応比率と前記電解条件を代入し、前記電
解水の水素イオン濃度を算出する段階とを、備えるイオ
ン濃度算出方法。
【請求項２】請求項１記載のイオン濃度算出方法にお
いて、前記電解条件は、少なくとも、電解電圧値と、電
解電流値と、前記水溶液の電解質濃度のいずれかを含む
ことを特徴とするイオン濃度算出方法。
【請求項３】請求項２記載のイオン濃度算出方法にお
いて、前記電解条件は、前記水溶液の流量を含むことを
特徴とするイオン濃度算出方法。
【請求項４】請求項２記載のイオン濃度算出方法にお
いて、前記電解条件は、前記水溶液の温度を含むイオン
濃度算出方法。
【請求項５】電解槽に水溶液供給手段から水溶液を供
給し、前記電解槽に電解電力を電源手段から供給して、
前記水溶液を電解する電解水生成装置において、前記水
溶液の電解時の電解条件を検出する電解条件検出手段
と、複数パターンの電解条件における前記水溶液の酸化によ
る水素イオンの生成反応比率と、これらに対応する前記
電解条件とを記憶している記憶手段と、前記電解条件検出手段によって検出された電解条件に相
当する前記生成反応比率を前記記憶手段の記憶値に基づ
いて決定し、前記生成反応比率を変数とする水素イオン
濃度算出式に、前記決定された生成反応比率と前記電解
条件とを代入して、水素イオン濃度を算出する演算手段
とを、具備する水素イオン濃度算出装置。
【請求項６】請求項５記載の水素イオン濃度算出装置
において、前記電解条件検出手段は、少なくとも、電解
電圧値の検出手段と、電解電流値検出手段と、電解槽内
の水溶液の電解質濃度の検出手段のいずれかを備えてい
ることを特徴とする水素イオン濃度算出装置。
【請求項７】請求項６記載の水素イオン濃度算出装置
において、前記電解条件検出手段は、前記電解槽内の水
溶液の流量測定手段を含むことを特徴とする水素イオン
濃度算出装置。
【請求項８】請求項６記載の水素イオン濃度算出装置
において、前記電解条件検出手段は、前記電解槽内の水
溶液の温度測定手段を含むことを特徴とする水素イオン
濃度測定装置。
【請求項９】請求項５記載の水素イオン濃度算出装置
において、前記演算手段によって算出した水素イオン濃
度を表示する手段を備えたことを特徴とする水素イオン
濃度測定装置。
【請求項１０】水溶液供給手段から水溶液が供給され
る電解槽と、この電解槽に電解電力を供給して、前記水溶液を電解す
る電源手段と、前記水溶液の電解時の電解条件を検出する電解条件検出
手段と、複数パターンの電解条件における前記水溶液の酸化によ
る水素イオンの生成反応比率と、これらに対応する前記
電解条件とを記憶している記憶手段と、前記電解条件検出手段によって検出された電解条件に相
当する前記生成反応比率を前記記憶手段の記憶値に基づ
いて決定し、前記生成反応比率を変数とする水素イオン
濃度算出式に、前記決定された生成反応比率と前記電解
条件とを代入して、水素イオン濃度を算出する演算手段
と、前記電解槽で生成すべき電解水の水素イオン濃度が設定
される設定手段と、設定された水素イオン濃度と、前記演算手段により算出
した水素イオン濃度とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果によって、前記電源手段が
供給する電解電圧または電解電流または前記水溶液供給
手段からの流量を制御する制御手段とを、具備する電解
水生成装置。