(57)【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。
【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８−２９２１７２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】
0003557331.tif 000002
【００２２】
ここで、Ｃｉ  （Ａ）  、Ｃｉ  （Ｂ）  は、イオン種ｉの濃度、Ｋｉ  （Ａ）  、Ｋｉ  （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ωｉ  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、ｚｉ  は電荷数、Δφｆ  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Ｎｉ  は、イオンｉのｚ方向での物質流束で、Ｎｉ  （０）  、Ｎｉ  （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。Ｎｉ  （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】
0003557331.tif 000003
【数３】
0003557331.tif 000004
【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】
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【数５】
0003557331.tif 000006
【００２８】
なお、境界条件は、Ｃｉ  （Ａ）  ＝Ｃｉ  （Ｂ）  ＝Ｃｉ  （０）  である。Ｃｉ  （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】
0003557331.tif 000007
【数７】
0003557331.tif 000008
【数８】
0003557331.tif 000009
【数９】
0003557331.tif 000010
【数１０】
0003557331.tif 000011
【数１１】
0003557331.tif 000012
【数１２】
0003557331.tif 000013
【数１３】
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【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−ｇ１）、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Ｎｉ  （ｄ）  、Ｎｉ  （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】
0003557331.tif 000015
【数１５】
0003557331.tif 000016
【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１６、数１７によって表される。
【００３３】
【数１６】
0003557331.tif 000017
【数１７】
0003557331.tif 000018
【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】
0003557331.tif 000019
【数１９】
0003557331.tif 000020
【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】
0003557331.tif 000021
【数２１】
0003557331.tif 000022
【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】
0003557331.tif 000023
【数２３】
0003557331.tif 000024
【００４０】
数２２、数２３から明らかなようにＤ＋  、Ｄ−  には、温度Ｔ、電位差Δφｆ  、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Δφｆ  、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Δφｆ  、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】
0003557331.tif 000025
【００４３】
数２４において、ｚｉ  は電荷数、Ｆはファラデー定数、Ｎｉ  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Ｃｉ  （０）  ＝０．０５ｗｔ％、流速ｖ＝３．７ｌ／ｍｉｎ、温度Ｔ＝２５°Ｃ）、電位差Δφｆ  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。ｆ１は、電位差Δφｆ  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Δφｆ  以外の電解条件を一定に保って、電位差Δφｆ  を変化させたときのｆ１を、電位差Δφｆ  と対応させて記憶させておき、実際に電解を行い、電位差Δφｆ  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Δφｆ  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Δφｆ  を測定し、これら電位差Δφｆ  に対応するｆ１を記憶させ、測定されていない電位差Δφｆ  に対応するｆ１は、例えば記憶されている電位差Δφｆ  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Δφｆ  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Δφｆ  、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Δφｆ  、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、４２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５４、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６４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６０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
６４  ｐＨ設定器
６６  ｐＨ表示器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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