JP2001058183A

JP2001058183A - 通液型コンデンサの運転方法及び装置

Info

Publication number: JP2001058183A
Application number: JP11236366A
Authority: JP
Inventors: Makio Tamura; 真紀夫田村; Daisaku Yano; 大作矢野
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】通液型コンデンサが有する電気エネルギの有
効利用を図ると共に、消費電力を低減することができる
通液型コンデンサの運転方法及び装置を提供すること。【解決手段】一対の電極３０、３１に直流電圧３４を
印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去して脱塩
液を得るイオン成分除去工程と、一対の電極３０、３１
への印加を解除して、除去されたイオン成分を通液中の
被処理液と共に濃縮液として回収するイオン成分回収工
程とを有し、イオン成分回収工程中にある通液型コンデ
ンサが蓄積する電気的エネルギを一対の電極３０、３１
間に配置される負荷３７に供給し、負荷３７を駆動させ
る通液型コンデンサ１の運転方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、その保有する一対
の電極に直流電圧を印加して通液中の被処理液のイオン
成分が除去された脱塩液を得、その後、短絡あるいは逆
接続して一対の電極を再生すると共に、前記除去イオン
成分を通液中の被処理液と共に回収するもので、その目
的に合わせて被処理液のイオン成分を除去及び回収する
通液型コンデンサの効率的な運転方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】通液型コンデンサは、静電力を利用して
被処理液中のイオン成分の除去と回収（再生）を行うも
ので、その原理は以下の通りである。すなわち、通液型
コンデンサは、その保有する一対の電極に直流電圧を印
加して、通液中の被処理液のイオン成分、あるいは電荷
のある粒子、有機物を一対の電極に吸着することにより
除去し、イオン成分が除去された脱塩液を得て、その後
一対の電極を短絡あるいは直流電源を逆接続して、一対
の電極に吸着している前記イオン成分を離脱させ、一対
の電極を再生しつつ除去イオン成分を通液中の被処理液
と共に濃縮液として回収することを繰り返し行うもので
ある。

【０００３】このような通液型コンデンサは、特開平５
−２５８９９２号公報に開示されており、この公知例の
一例では、カラムに被処理液を導入する入口と、イオン
成分が除去された液を排出する出口とを設け、そのカラ
ム内に上記一対の電極を収容している。これら一対の電
極は、双方とも導電性支持層に高表面積導電性表面層が
支持され、更に非導電性多孔のスペーサが含まれてい
る。従って、一対の電極は、一方の電極の非導電性多孔
のスペーサ、導電性支持層、高表面積導電性表面層、他
方の電極の非導電性多孔のスペーサ、導電性支持層、高
表面積導電性表面層の６層構造となっている。この一対
の電極は、中空の多孔質中心管に高表面積導電性表面層
を内側にして巻かれてカートリッジを形成している。一
方の電極の導電性支持層及び他方の電極の導電性支持層
からはリード線がカラム外に延出され、直流電源に接続
されている。カラムの入口には被処理液供給源が接続さ
れ、出口にはイオン成分が除去された脱塩液とイオン成
分を回収した濃縮液とを分ける切替え弁が接続されてい
る。

【０００４】上記のような通液型コンデンサの通液方法
を図７を参照して説明する。図７中、５０は通液型コン
デンサである。先ず、切替え弁５１を開、切替え弁５２
を閉の状態とし、スイッチ５３をオンして一対の電極５
４、５５に直流電圧を印加し、被処理液供給源５６から
被処理液を通液型コンデンサ５０に供給すると、一対の
電極５４、５５にイオン成分が吸着され、切替え弁５１
の下流側でイオン成分が除去された脱塩液が得られる。
この状態が継続すると、一対の電極５４、５５にイオン
成分が徐々に吸着され飽和状態となり、イオン成分除去
性能が徐々に低下することが水質監視装置５７により測
定されるから、ある時点でスイッチ５３をオフして直流
電圧の印加を止める。そして、切替え弁５１を閉、切替
え弁５２を開の状態にしておき、イオン成分除去性能を
再生させるために、スイッチ５８を接点５８ａに操作し
て一対の電極５４、５５間を短絡、あるいはスイッチ５
８を接点５８ｂに操作して直流電源６０を接続すると、
一対の電極５４、５５に吸着されていたイオン成分が離
脱し、一対の電極５４、５５が再生されつつ、切替え弁
５２の下流側でイオン成分を回収した濃縮液が得られ、
被処理液中のイオン成分の除去と回収（再生）の１サイ
クルが終了する。そして、被処理液供給源５６から被処
理液が常時に通液型コンデンサ５０に供給され、上記サ
イクルが繰り返されてイオン成分が除去された脱塩液と
イオン成分を回収した濃縮液とを交互に得ることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すような従来
の通液型コンデンサ装置では、通電量に比例した量のイ
オン成分が電極に吸着される。このため、通液型コンデ
ンサ装置へ通液する被処理液の流量、該被処理液中に含
まれるイオン成分濃度及び目標とする脱塩率又は濃縮液
のイオン成分濃度を定めると、該装置の消費電力が決ま
ってしまう。従って、消費電力を低減せしめることは困
難であった。また、イオン成分除去工程直後の通液型コ
ンデンサに蓄積された電気的エネルギを有効利用したも
のではなかったため、電池等の動作電力源、制御回路等
の諸設備を含めた通液型コンデンサ装置の電気効率とい
う点では決して満足のいくものではなかった。

【０００６】従って、本発明の目的は、通液型コンデン
サが有する電気エネルギの有効利用を図ると共に、消費
電力を低減することができる通液型コンデンサの運転方
法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは、鋭意検討を行った結果、一対の電極に直流
電圧を印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去し
て脱塩液を得るイオン成分除去工程と、前記一対の電極
への印加を解除して、除去されたイオン成分を通液中の
被処理液と共に濃縮液として回収するイオン成分回収工
程とを有し、このイオン成分回収工程中にある通液型コ
ンデンサの電気的エネルギを前記一対の電極間に配置さ
れる負荷に供給し、これを駆動させれば、通液型コンデ
ンサに蓄積された電気エネルギを有効利用できること、
更にこの負荷が、通液型コンデンサの附帯設備や他の通
液型コンデンサであれば、装置全体の電気的エネルギの
効率化が図れること等を見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００８】すなわち、請求項１の発明は、一対の電極
に直流電圧を印加して通液中の被処理液のイオン成分を
除去して脱塩液を得るイオン成分除去工程と、前記一対
の電極への印加を解除して、前記除去されたイオン成分
を通液中の被処理液と共に濃縮液として回収するイオン
成分回収工程とを有し、前記イオン成分回収工程中にあ
る通液型コンデンサが蓄積する電気的エネルギを前記一
対の電極間に配置される負荷に供給し、該負荷を駆動さ
せることを特徴とする通液型コンデンサの運転方法を提
供するものである。

【０００９】また、請求項２の発明は、前記負荷が、蓄
電回路又は並列配置されていてもよい他の通液型コンデ
ンサであることを特徴とする請求項１記載の通液型コン
デンサの運転方法を提供するものである。

【００１０】また、請求項３の発明は、被処理液供給源
と、一対の電極に直流電圧を印加して通液中の被処理液
のイオン成分を除去し、前記一対の電極への印加を解除
して、除去されたイオン成分を通液中の被処理液に回収
する通液型コンデンサと、前記一対の電極間に接続さ
れ、前記除去されたイオン成分の回収工程にある前記通
液コンデンサが蓄積する電気的エネルギが供給される負
荷と、前記被処理液供給源と前記通液型コンデンサとを
接続する供給配管と、前記通液型コンデンサの流出側に
接続される流出配管と、前記流出配管から二つに分岐し
て途中に切り替え弁を備える脱塩液流出配管及び濃縮液
流出配管と、を有することを特徴とする通液型コンデン
サ装置を提供するものである。

【００１１】また、請求項４の発明は、前記通液型コン
デンサ装置は、前記脱塩液流出配管同士を連接し、前記
濃縮液流出配管同士を連接することにより並列に配置接
続されることを特徴とする請求項３記載の通液型コンデ
ンサ装置を提供するものである。

【００１２】また、請求項５の発明は、更に、正電極と
前記負荷の間に制御回路を配置したことを特徴とする請
求項３又は４記載の通液型コンデンサ装置を提供するも
のである。

【００１３】また、請求項６の発明は、前記負荷が、蓄
電回路又は並列配置していてもよい他の通液型コンデン
サであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項
記載の通液型コンデンサ装置を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態におけ
る通液型コンデンサの通液方法を図１に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施の形態である通液型コンデンサ
の通液方法を示すフロー図である。図中、１は通液型コ
ンデンサであり、通液型コンデンサ１の下流側は流出配
管６により水質監視装置８に接続し、更に水質監視装置
８の流出配管１０は切替え弁１２Ａを有する脱塩液流出
配管１７と切替え弁１２Ｂを有する濃縮液流出配管２１
の二つに分岐している。通液コンデンサ１の上流側は接
続配管３により被処理液供給源５に接続している。被処
理液供給源５は被処理液タンクと、これから被処理液を
定量的に供給するための送液ポンプとを含んでいる（不
図示）。

【００１５】前記第１通液型コンデンサ１は、一対の電
極３０、３１を内蔵し、電極３０は直流電源３４の陽極
に接続され、電極３１はスイッチ３３Ａを介して直流電
源３４の陰極に接続されている。また、電極３１はスイ
ッチ３２Ａ及び負荷３７を順に介して電極３０に接続さ
れている。そして、これらの図１に表示の機器類の運転
制御は、シーケンサー、マイコン等の公知の制御機器で
行われ、その詳細な運転制御としては、例えば、後述の
通液型コンデンサの通液方法が挙げられる。

【００１６】前記通液型コンデンサ１の構造は、特に制
限されないが、ここではカラム中に金属、黒鉛等の集電
極に高表面積活性炭を接してなる電極３０、３１を収容
し、これら電極３０、３１間に非導電性のスペーサを介
在させたものである。そして、直流電圧、例えば、１〜
２Ｖを印加した状態で、カラム中にイオンを含有する被
処理液を通すと、一対の電極３０、３１がイオンを吸着
して、イオン成分が除去され脱塩液を得ることができ、
その後、一対の電極３０、３１を短絡させると、電気的
に中和し吸着していたイオンが一対の電極３０、３１か
ら離脱し、一対の電極３０、３１を再生させると共に、
濃厚なイオン成分を回収した濃縮液を得ることができる
ものである。

【００１７】通液型コンデンサ１の他の構造例として
は、非導電性多孔質通液性シートからなるスペーサを挟
んで、高比表面積活性炭を主材とする活性炭層である一
対の電極を配置し、該電極の外側に一対の集電極を配置
し、更に該集電極の外側に押さえ板を配置した平板形状
とし、集電極に直流電源を接続し、更に集電極間の短絡
又は直流電源の逆接続を行うものであってもよい。ま
た、電極と集電極とは一体化されたものでもよい。

【００１８】また、水質監視装置８は、いずれも液質を
測定するものでイオン除去の程度を正確に把握できる指
標の測定機器であれば特に限定されず、導電率計、比抵
抗計が挙げられ、本実施の形態では導電率計である。

【００１９】上記のような通液型コンデンサの通液方法
を説明する。先ず、スイッチ３３Ａをオンして直流電圧
を一対の電極３０、３１に印加し、切替え弁１２Ａを
開、切替え弁１２Ｂを閉の状態とし、水質監視装置８を
監視可能状態にして、被処理液供給源５のポンプを作動
させ、被処理液を通液コンデンサ１に定量的に供給す
る。この段階で通液型コンデンサ１はイオン成分除去工
程に入り、被処理液は通液型コンデンサ１の一対の電極
３０、３１にイオン成分を吸着され、イオン成分が除去
された脱塩液となり、接続配管１７（脱塩液流出配管）
により排出される。

【００２０】この状態を継続すると、やがて一対の電極
のイオン吸着能が飽和状態に近づき、イオン除去能は低
下し、徐々に脱塩液の導電率が上昇する。水質監視装置
８により測定された導電率が脱塩液採液不可値になる
と、切替え弁１２Ａを閉、切替え弁１２Ｂを開として、
直ちに通液型コンデンサへの直流電圧の印加を止める。
この状態で、通液型コンデンサ１には電気的エネルギが
蓄積されているから、スイッチ３３Ａをオフ、スイッチ
３２Ａをオンすると、一対の電極３０、３１に吸着され
ていたイオン成分が脱離し、一対の電極３０、３１が再
生されつつ、負荷３７に直流出力が供給される。これに
より、イオン成分除去工程における通液型コンデンサに
蓄積された電気的エネルギを負荷３７に供給でき、負荷
３７に仕事をさせることができる。

【００２１】上記除去工程及び回収工程を１サイクルと
し、このサイクルを繰り返して行うことにより、被処理
液からイオン成分が除去された脱塩液及び前記除去され
たイオン成分を回収したイオン濃度の高い濃縮液を得る
と共に、通液型コンデンサ１の一対の電極３０、３１の
飽和と再生の繰り返しを図る。

【００２２】本発明において、負荷としては、該通液型
コンデンサ装置の内外にて必要なモーター、発光体、ヒ
ーター等の任意の回路、他の通液型コンデンサ及び蓄電
回路等が挙げられる。当該他の通液型コンデンサは、イ
オン成分除去工程にある通液型コンデンサ及びイオン成
分回収工程にある通液型コンデンサが共に使用できる。
また、蓄電回路としては、鉛蓄電池、電気二重層コンデ
ンサ等が挙げられる。

【００２３】次に、負荷として、イオン成分回収工程に
ある通液型コンデンサを用いる場合の運転方法を図２に
基づいて説明する。図２中、図１と同一構成要素には同
一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主
に説明する。図中、通液型コンデンサ１は、第１通液型
コンデンサ１ａ及び負荷としての第２通液型コンデンサ
１ｂを備え、それらの上流側はいずれも供給配管３、供
給配管４により被処理液供給源５に接続され、一方、そ
の下流側はいずれも接続配管６、接続配管７により第１
水質監視装置８及び第２水質監視装置９にそれぞれ接続
されている。そして、これら第１水質監視装置８及び第
２水質監視装置９は、いずれも接続配管１０、接続配管
１１により第１自動弁１２及び第２自動弁１３に接続さ
れ、これら第１自動弁１２及び第２自動弁１３は互いに
接続配管１４により接続されている。更に、第１自動弁
１２は接続配管１４及び集合排出管１５（濃縮液流出配
管）により濃縮液回収槽１６に接続され、接続配管１７
及び集合排出管１８（脱塩液流出配管）により脱塩液回
収槽１９に接続されている。また、第２自動弁１３は接
続配管２０及び集合排出管１８（脱塩液流出配管）によ
り脱塩液回収槽１９に接続され、接続配管２１及び接続
配管１５（濃縮液流出配管）により濃縮液回収槽１６に
接続されている。

【００２４】第１自動弁１２及び第２自動弁１３は三方
弁であり、いずれも上流側の受入ポート１２ａ及び１３
ａ、回収ポート１２ｂ及び１３ｂ、除去ポート１２ｃ及
び１３ｃがあり、受入ポート１２ａ及び１３ａは第１水
質監視装置８及び第２水質監視装置９に、回収ポート１
２ｂ及び１３ｂは濃縮液回収槽１６に、除去ポート１２
ｃ及び１３ｃは脱塩液回収槽１９にそれぞれ接続してい
る。また、一対の電極３０ａ、３１ａ、３０ｂ、３１ｂ
はスイッチ４３により直流電源３４が印加されるように
接続され、スイッチ３２及び３３の操作により、一対の
電極３０ａ、３１ａ並びに一対の電極３０ｂ、３１ｂが
それぞれ短絡するように、あるいは電極３０ａと３０ｂ
が、電極３１ａと３１ｂがそれぞれ独立して接続するよ
うになっている。このように、第１通液コンデンサ１ａ
と第２通液コンデンサ１ｂは、被処理液供給源５を共通
とし、脱塩液流出配管同士を連接し、濃縮液流出配管同
士を連接することにより並列に配置されている。

【００２５】次に、上記実施の形態例の通液型コンデン
サ装置の運転方法を図２に基づいて説明する。図２中、
第１通液型コンデンサ１ａは除去工程、第２通液型コン
デンサ１ｂは回収工程にあるものとして、以降説明す
る。この状態では４３は接点４３ａと接続され、スイッ
チ３２は中立とし、電極３１ａを陽（＋）、電極３０ａ
を陰（−）の直流電圧を印加しながら、被処理液中のイ
オン成分を除去する状態にある。すなわち、第１自動弁
１２を回収ポート１２ｃに操作し、第１水質監視装置８
を監視可能状態にして、被処理液供給源５のポンプを作
動させ、被処理液を第１通液型コンデンサ１ａに定量的
に供給する。被処理液は第１通液型コンデンサ１ａの一
対の電極３０、３１にイオン成分を吸着され、イオン成
分が除去された脱塩液となり、第１水質監視装置８にて
導電率が測定される。そして、イオン成分が除去された
脱塩液を脱塩液回収槽１９に流出して除去工程に入る。

【００２６】一方、第２通液型コンデンサ１ｂはスイッ
チ３３を接点３３ｂと接続し、電極３０ｂと電極３１ｂ
を短絡せしめ、電極３０ｂからは陰イオンを、電極３１
ｂからは陽イオンを被処理液中に回収する状態にある。
すなわち、第２自動弁１３は回収ポート１３ｂに操作
し、吸着したイオン成分を一対の電極３０ｂ、３１ｂか
ら離脱させ、液側に移動させて一対の電極３０ｂ、３１
ｂを再生する状態にある。そして、イオン成分を回収し
た液を濃縮液回収槽１６に流出して回収工程に入る。

【００２７】第１通液型コンデンサ１ａは上記状態を継
続すると、やがて一対の電極のイオン吸着能が飽和状態
に近づき、イオン除去能は低下し、徐々に脱塩液の導電
率が上昇する。第１水質監視装置８にて測定された導電
率が脱塩液採液不可値になると、第１自動弁１２を回収
ポート１２ｂに操作し、直ちにスイッチ４３を中立にし
電極３１ａ、電極３０ａへの直流電圧の印加を止め、ス
イッチ３２を３２ｂ、スイッチ３３を３３ａに操作し、
第１通液型コンデンサ１ａはイオン成分の回収工程に入
る。すなわち、第１通液型コンデンサ１ａと負荷である
通液型コンデンサ１ｂ間に電流が流れることにより、第
１通液型コンデンサ１ａの電極３０ａ、電極３１ａに吸
着されたイオン成分は被処理液中へ脱離し、濃縮液を濃
縮液回収槽１６に排出される。一方、第２通液型コンデ
ンサ１ｂは、電極３０ｂに陰、電極３１ｂに陽の電圧を
印加された状態となり、電気的な反発により電極３０ｂ
からは陰イオン、電極３１ｂからは陽イオンの脱離が更
に進行する。

【００２８】ある時点でスイッチ３２は接点３２ａ、ス
イッチ３３は中立とし、続いてスイッチ４３を接点４３
ｂに操作することにより、以降、第１通液型コンデンサ
１ａは回収工程、第２通液型コンデンサ１ｂは除去工程
に入る。そして、上記サイクルが繰り返されて、イオン
成分が除去された脱塩液とイオン成分を回収した濃縮液
を連続的に得ることができる。このように、負荷とし
て、他の通液型コンデンサを使用し、該他の通液型コン
デンサがイオン成分回収工程にあれば、当該他の通液型
コンデンサに特に直流電源を設けることなく、通液型コ
ンデンサからのイオン成分の脱離を促進せしめることが
でき、本体の通液型コンデンサ装置の電気的エネルギを
有効利用できる。

【００２９】次に、負荷として、イオン成分除去工程に
ある通液型コンデンサを用いる場合の運転方法を図３に
基づいて説明する。図３中、図２と同一構成要素には同
一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主
に説明する。すなわち、図３中、図２と異なる点は、ス
イッチ３８、３９及び４０の操作により、一対の電極３
０ａ、３１ａ並びに一対の電極３０ｂ、３１ｂがそれぞ
れ短絡するように、あるいは電極３０ａと３１ｂが、電
極３１ａと３０ｂがそれぞれ独立して接続するようにな
っている点である。

【００３０】上記実施の形態例の通液型コンデンサ装置
の運転方法を図３に基づいて説明する。図３中、第１通
液型コンデンサ１ａは除去工程、第２通液型コンデンサ
１ｂは回収工程にあるものとして、以降説明する。この
状態では、スイッチ４３は接点４３ａ、スイッチ３８は
中立、スイッチ４０は開とし、電極３１ａに陽（＋）、
電極３０ａに陰（−）の直流電圧を印加しながら、被処
理液中のイオン成分を除去する状態にある。一方、負荷
である第２通液型コンデンサ１ｂはスイッチ３９を接点
３９ｂと接続し、電極３０ｂと電極３１ａを短絡せし
め、電極３０ｂからは陰イオンを、電極３１ｂからは陽
イオンを被処理液中に回収する状態にある。

【００３１】第１通液型コンデンサ１ａはこの状態を継
続すると、やがて一対の電極のイオン吸着能が飽和状態
に近づき、この時点で第１通液型コンデンサ１ａの除去
工程、第２通液型コンデンサ１ｂの回収工程が終了し、
第１通液型コンデンサ１ａは回収工程、第２通液型コン
デンサ１ｂは除去工程に入る。先ず、スイッチ４３を中
立にし、電極３１ａ、電極３０ａへの直流電圧の印加を
止め、スイッチ３８を接点３８ｂ、スイッチ３９を中
立、スイッチ４０を閉に操作する。この時、第１通液型
コンデンサ１ａ、第２通液型コンデンサ１ｂ間に電流が
流れることにより、第１通液型コンデンサ１ａの電極３
１ａ、電極３０ａに吸着されたイオン成分は被処理液へ
脱離する一方、第２通液型コンデンサ１ｂは電極３０ｂ
に陽（＋）、３１ｂに陰（−）の電圧を印加された状態
となり、被処理液からのイオン成分の除去が進行する。

【００３２】ある時点でスイッチ３８を接点３８ａ、ス
イッチ４０を開、スイッチ４３を接点４３ｂに操作する
ことにより、以降、第１通液型コンデンサ１ａは短絡さ
れた状態で回収工程が続き、一方、第２通液型コンデン
サ１ｂは直流電圧を印加された状態で除去工程が続く、
そして、上記サイクルが繰り返されてイオン成分が除去
された脱塩液とイオン成分を回収した濃縮液を連続的に
得ることができる。このように、負荷として、他の通液
型コンデンサを使用し、該他の通液型コンデンサがイオ
ン成分除去工程にあれば、イオン成分の除去工程に必要
な一部の電力を回収工程にある本体側の通液型コンデン
サから供給することができ、本体側の通液型コンデンサ
装置の電気的エネルギを有効利用できると共に、負荷側
の通液型コンデンサ装置の消費電力の低減が図れる。

【００３３】本発明の通液型コンデンサ装置には、通液
型コンデンサの正電極と前記負荷の間に制御回路を設け
ることもできる。該制御回路としては、電流の逆流を防
止する整流回路、回収工程中にある通液型コンデンサの
直流出力を一定に保つ安定化回路、回収工程中にある通
液型コンデンサの直流出力を昇圧する昇圧型直流−直流
変換回路、該直流出力を降圧する降圧型直流−直流変換
回路、該直流出力を監視する監視回路等が挙げられる。

【００３４】制御回路として安定化回路を用いた通液型
コンデンサ装置のフローを図４に示す。図中、イオン成
分の回収工程中にある通液型コンデンサ１から取り出さ
れた直流電流は安定化回路４１にて、一定の直流出力に
整えられた後、負荷３７に供給される。これにより、負
荷３７として供給電源の変動に弱い回路を使用すること
が可能となる。

【００３５】制御回路として監視回路、例えば電流計を
用いた通液型コンデンサ装置のフローを図５に示す。図
中、イオン成分の回収工程の初期段階では、スイッチ４
７は接点４７ｂに操作され、通液型コンデンサ１から取
り出された直流電流は負荷３７に供給される。該直流電
流は監視回路４２にて監視され、一定の電流値を下回る
状態を検知すると、スイッチ４７を接点４７ａに操作
し、電極３０と電極３１間は短絡した状態とすることが
できる。

【００３６】負荷として蓄電回路を用い、制御回路とし
て直流−直流変換回路を用いた通液型コンデンサ装置の
フローを図６に示す。図中、イオン成分の回収工程中に
ある通液型コンデンサ１から取り出された直流電流は直
流−直流変換回路４５にて、任意の電圧に昇圧又は降圧
された後、蓄電回路４６に貯蔵される。蓄電回路４６に
蓄えられた電気エネルギは、通液型コンデンサ装置内外
に設置された電気回路の動作電源として使用することが
できる。また、通液型コンデンサのイオン成分除去工程
又は回収工程に必要な電力の一部として用いることもで
きる。

【００３７】本発明によれば、一対の電極に直流電圧を
印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去して脱塩
液を得るイオン成分除去工程と、前記一対の電極への印
加を解除して、除去されたイオン成分を通液中の被処理
液と共に濃縮液として回収するイオン成分回収工程とを
有し、このイオン成分回収工程中にある通液型コンデン
サの電気的エネルギを前記一対の電極間に配置される負
荷に供給し、これを駆動させるため、通液型コンデンサ
に供給された電気エネルギの一部を回収することが可能
となり、電力の有効利用が図れると共に、負荷側にとっ
ても消費電力を低減することができる。また、通液型コ
ンデンサにおいて消費される電力は分離せしめるイオン
成分量に比例するため、被処理液中に含まれるイオン成
分の濃度が高い場合、消費電力の低減効果は大きくな
る。また、直流電圧を印加する動作電源として電池、バ
ッテリ、燃料電池等を用いる通液型コンデンサにおいて
は、供給される電力が制限され、消費電力を可能な限り
低減せしめる必要があることから、本発明の方法を好適
に用いることができる。このような例として、例えば、
車載式又は可搬式燃料電池を動作電源として使用すれ
ば、該燃料電池から排出される水を通液型コンデンサを
用いて精製し、精製水を再使用することができる点で好
ましい。

【００３８】

【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限
するものではない。実施例１図２に示すように、通液型コンデンサ２台を配置接続し
た。被処理液は導電率３３０μS/cmの市水を用い、０．
３Ｌ／分で定量供給とした。通液型コンデンサは、関西
熱化学社製のものを使用し、また、通液型コンデンサに
対する印加電圧は直流２Ｖとした。一方の通液型コンデ
ンサに３０分間直流電圧を印加しイオン成分の除去工程
とし、同時に、他方（負荷側）の通液型コンデンサを短
絡してイオン成分の回収を行った。その後、直流電圧の
印加を止め、スイッチ３２を接点３２ｂに操作し、スイ
ッチ３３を接点３３ａに操作して、双方の通液型コンデ
ンサを相互に接続するように操作し、５分間放置した。
すなわち、直前まで除去工程にあった一方の通液型コン
デンサはイオン成分の回収工程に入り、また直前まで短
絡状態にあった他方の通液型コンデンサは、除去工程時
とは逆の電圧が印加された。このサイクルを繰り返し、
イオン成分の濃縮水と脱塩水を得た。この条件で、一方
及び他方の通液型コンデンサから流出するイオン成分が
除去された脱塩水及びイオン成分を回収した濃縮水の導
電率を測定し、平均導電率を算出した。その結果、イオ
ン成分が除去された脱塩水の平均導電率は３０μS/cmで
あり、イオン成分を回収した濃縮水の平均導電率は８３
０μS/cmであった。

【００３９】比較例１図７に示すように、通液型コンデンサ１台を配置接続し
た。被処理液は導電率３３０μS/cmの市水を用い、０．
３Ｌ／分で定量供給とした。通液型コンデンサは、関西
熱化学社製のものを使用し、また、通液型コンデンサに
対する印加電圧は直流２Ｖとした。この通液型コンデン
サにスイッチ５３をオンして３０分間直流電圧を印加し
イオン成分の除去工程とし、その後、スイッチ５３をオ
フし、スイッチ５８を接点５８ａに操作して、通液型コ
ンデンサを３５分間短絡させ、更に今度はスイッチ５８
を接点５８ｂに操作して２Ｖの直流電圧をイオン成分除
去工程時とは逆の電位となるように印加した。この条件
で、通液型コンデンサから流出するイオン成分が除去さ
れた脱塩水及びイオン成分を回収した濃縮水の導電率を
測定し、平均導電率を算出した。その結果、イオン成分
が除去された脱塩水の平均導電率は３０μS/cmであり、
イオン成分を回収した濃縮水の平均導電率は８４０μS/
cmであった。

【００４０】実施例１及び比較例１から、同程度の導電
率を有する脱塩水及び濃縮水を得るのに、比較例１では
回収用の直流電源が必要であったのに対し、実施例１で
は除去工程を終えた一方の通液型コンデンサより供給さ
れる電気的エネルギを利用することができた。すなわ
ち、実施例１では消費電力を低減せしめることは明らか
である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、イオン成分の回収工程
中にある通液型コンデンサから取り出される直流電流を
用いて、電極間に接続された負荷を可動させることがで
き、電気エネルギを有効利用することができる。また、
負荷側にとっては、消費電力が低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である通液型コンデンサの
運転方法を示すフロー図である。

【図２】本発明の他の実施の形態である通液型コンデン
サの運転方法を示すフロー図である。

【図３】本発明の他の実施の形態である通液型コンデン
サの運転方法を示すフロー図である。

【図４】図１の変形例を示すフロー図である。

【図５】図１の他の変形例を示すフロー図である。

【図６】図１の他の変形例を示すフロー図である。

【図７】従来の通液型コンデンサの通液方法を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】

１、５０通液型コンデンサ１ａ第１通液型コンデンサ１ｂ第２通液型コンデンサ３、４供給配管６、７、１０、１１、１４、１７、２０、２１接続配
管５、５６被処理液供給源８第１水質監視装置９第２水質監視装置１２第１自動弁１２ａ、１３ａ受入ポート１２ｂ、１３ｂ回収ポート１２ｃ、１３ｃ除去ポート１３第２自動弁１６濃縮液回収槽１５、１８集合排出管１９脱塩液回収槽３０、３１、３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、５４、
５５電極３２、３２Ａ、３３、３３Ａ、３８、３９、４０、４
３、４７スイッチ３４、５９直流電源３７負荷４１安定化回路４２監視回路４５直流−直流変換回路４６蓄電回路５７水質監視装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D061 DA01 DB18 DC19 EA02 EB04 EB05 EB14 EB16 EB29 EB31 EB37 EB39 GA21 GC02 GC14 GC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極に直流電圧を印加して通液中
の被処理液のイオン成分を除去して脱塩液を得るイオン
成分除去工程と、前記一対の電極への印加を解除して、
前記除去されたイオン成分を通液中の被処理液と共に濃
縮液として回収するイオン成分回収工程とを有し、前記
イオン成分回収工程中にある通液型コンデンサが蓄積す
る電気的エネルギを前記一対の電極間に配置される負荷
に供給し、該負荷を駆動させることを特徴とする通液型
コンデンサの運転方法。
【請求項２】前記負荷が、蓄電回路又は並列配置して
いてもよい他の通液型コンデンサであることを特徴とす
る請求項１記載の通液型コンデンサの運転方法。
【請求項３】被処理液供給源と、一対の電極に直流電
圧を印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去し、
前記一対の電極への印加を解除して、除去されたイオン
成分を通液中の被処理液に回収する通液型コンデンサ
と、前記一対の電極間に接続され、前記除去されたイオ
ン成分の回収工程にある前記通液コンデンサが蓄積する
電気的エネルギが供給される負荷と、前記被処理液供給
源と前記通液型コンデンサとを接続する供給配管と、前
記通液型コンデンサの流出側に接続される流出配管と、
前記流出配管から二つに分岐して途中に切り替え弁を備
える脱塩液流出配管及び濃縮液流出配管と、を有するこ
とを特徴とする通液型コンデンサ装置。
【請求項４】前記通液型コンデンサ装置は、前記脱塩
液流出配管同士を連接し、前記濃縮液流出配管同士を連
接することにより並列に配置接続されることを特徴とす
る請求項３記載の通液型コンデンサ装置。
【請求項５】更に、正電極と前記負荷の間に制御回路
を配置したことを特徴とする請求項３又は４記載の通液
型コンデンサ装置。
【請求項６】前記負荷が、蓄電回路又は並列配置して
いてもよい他の通液型コンデンサであることを特徴とす
る請求項３〜５のいずれか１項記載の通液型コンデンサ
装置。