JP2002011477A - 電気的脱イオン装置 - Google Patents
電気的脱イオン装置Info
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Abstract
置を提供する。 【解決手段】 陽極28と陰極22との間に直流電圧を
印加し、開口50〜54を介して原水(被処理水)を脱
塩室に流入させ、脱塩された水を開口55,56,5
7,59を介して流出させる。陽極室には開口41,4
2を介して原水を流入させる。開口43,44から流出
する陽極電極水を開口32を介して陰極電極室に流入さ
せ、開口33,34を介して流出させる。枠状フレーム
25内の脱塩室スペースにあっては、左右の側縁部から
水平横方向に延出部63が交互に延設され、これによっ
て脱塩室内の流路が蛇行したものとなっている。
Description
に係り、特に脱塩室の構成を改良した電気的脱イオン装
置に係り、好適には処理水流量が10L/h以下程度の
小型の電気的脱イオン装置に関する。
複数のカチオン交換膜とアニオン交換膜とを交互に配列
して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン
交換体を充填した構成を有する。この電気的脱イオン装
置にあっては陽極、陰極間に電圧を印加しながら脱塩室
に被処理水を流入させると共に、濃縮室に濃縮水を流入
させ被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を
製造する。
的脱イオン装置の基本的な構成を示す分解図である。
極板2が配置され、この陰極電極板2の周縁部に枠状の
陰極用スペーサ3が重ね合わされる。この陰極用スペー
サ3の上にカチオン交換膜4、脱塩室形成用の枠状フレ
ーム5、アニオン交換膜6及び濃縮室形成用の枠状フレ
ーム7がこの順に重ね合わされる。このカチオン交換膜
4、脱塩室形成用の枠状フレーム5、アニオン交換膜6
及び濃縮室形成用の枠状フレーム7を1単位として多数
重ね合わされる。即ち、膜4、フレーム5、膜6、フレ
ーム7が連続して繰り返し積層される。最後のアニオン
交換膜6に対し枠状の陽極用スペーサ8を介して陽極電
極板9が重ね合わされ、その上に陽極側エンドプレート
10が重ね合わされて積層体とされる。この積層体はボ
ルト等によって締め付けられる。
が脱塩室となっており、この脱塩室にはイオン交換樹脂
等のイオン交換体5Rが充填される。濃縮室用フレーム
7の内側が濃縮室となっている。この濃縮室にはメッシ
ュスペーサなどが配置される。
2の間に直流電流を通じ、且つ被処理水(原水)を被処
理水流入ライン11を通して脱塩室内に通水せしめ、ま
た、濃縮水を濃縮水流入ライン12を通して濃縮室8内
に通水せしめる。脱塩室内に流入してきた被処理水はイ
オン交換樹脂の充填層を流下し、その際、該被処理水中
の不純物イオンが除かれて脱イオン水となり、これが脱
イオン水流出ライン13を経て流出する。
室内を流下するときに、イオン交換膜4,6を介して移
動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イオンを濃
縮した濃縮水として濃縮水流出ライン14より流出す
る。電極室にはそれぞれ導入ライン15,16及び取出
ライン17,18を介して電極水が流通される。
オン装置にあっては、脱塩室内を流入部から流出部へ水
が短絡的に流れやすく、水とイオン交換樹脂との接触効
率が悪い。さらに、脱塩室の下部においてイオン交換樹
脂が自重で圧縮され、脱塩室の上部に隙間があき、イオ
ン交換樹脂の充填率が低くなりがちであるという短所も
ある。
し、水とイオン交換体との接触効率が高く、イオン交換
体等の充填密度も高い電気的脱イオン装置を提供するこ
とを目的とする。
装置は、電極同士の間に複数のカチオン交換膜とアニオ
ン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを形成し、脱塩
室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水を通水
し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気的脱イオ
ン装置であって、該カチオン交換膜とアニオン交換膜と
の間に脱塩室形成用の枠状フレームが介在されており、
該枠状フレームに被処理水の流入部と、脱塩された水の
流出部とが設けられている電気的脱イオン装置におい
て、該枠状フレームの該流入部から該流出部に向って蛇
行するように該脱塩室が設けられていることを特徴とす
るものである。
塩室内において被処理水が蛇行して流れるため、被処理
水とイオン交換体との接触効率が良く、また、脱塩室内
の流路長が長くなるので、優れた処理水質を得ることが
できる。
っては、流入部から流出部に向う方向を上下方向とした
場合、脱塩室内に水平方向の横行部を複数個配設した構
成となる。このため、各横行部内のイオン交換体の充填
高さが小さく、イオン交換体が圧縮されにくくなり、イ
オン交換体の充填率が高く維持され、脱塩効率が良くな
る。
ついて説明する。第1図は実施の形態に係る電気的脱イ
オン装置の分解斜視図、第2図は枠状フレームの正面
図、第3図は電気的脱イオン装置の通水系統図である。
0に沿って陰極固定板21が配置される。この陰極固定
板21に陰極22が設けられている。陰極固定板21の
周縁部に枠状の陰極用フレーム23が重ね合わされる。
この陰極用フレーム23の上にカチオン交換膜24、脱
塩室形成用の枠状フレーム25、アニオン交換膜26及
び陽極用フレーム27を介して陽極固定板29が重ね合
わされ、その上に陽極側エンドプレート30が重ね合わ
されて積層体とされる。この積層体はボルト等によって
締め付けられる。陽極固定板29に陽極28が設けられ
ている。
スが脱塩室となっており、この脱塩室にはイオン交換樹
脂等のイオン交換体70が充填される。陰極及び陽極用
フレーム23,27の内側が電極室となっている。この
電極室にはメッシュスペーサ23A,27Aが配置され
る。
極室には陰極エンドプレート20の通水用の開口(図示
略)及び陰極固定板21に設けられた開口32を介して
陰極用電極水がフレーム23内の上部23aに流入す
る。この電極水は、フレーム23内の下部23bから陰
極固定板21の開口33及び陰極エンドプレート20の
開口34を介して流出する。なお、この実施の形態で
は、第3図の通り、陰極用電極水は陽極室の流出水とな
っている。
極室の上部27aには、陽極エンドプレート30の通水
用の開口41及び陽極固定板29の開口42を介して原
水が電極水として導入される。この電極水は、フレーム
27の下部27bから陽極固定板29の開口43及び陽
極エンドプレート30の開口44を介して流出する。前
述の通り、この流出水が陰極用電極水として陰極室に流
通される。
第2図の通り、略長方形状であり、長方形の長辺方向が
上下方向となるように設置される。この枠状フレーム2
5の上部には被処理水の流入用の開口54が設けられ、
下部には処理された水(脱塩水)の流出用の開口55が
設けられている。
6には、この開口54、55と重なる位置に開口52,
57が設けられている。また、エンドプレート30に
も、この開口54,55と重なる位置に開口50,59
が設けられている。
っては、左右の側縁部から水平横方向に延出部63が交
互に延設され、これによって脱塩室内には複数の横行部
60が設けられている。
ておらず、右側縁からの延出部63は左側縁には達して
おらず、これによって横行部60の端部同士は縦行部6
1によって連通されている。左側縁からの延出部63
と、右側縁からの延出部63とが上下方向において交互
に配置されているので、縦行部61も交互に左右に配置
され、これによって脱塩室が一続きの蛇行形状となる。
脱塩室形状の脱塩室の上部は通水孔64を介して前記開
口54に連通しており、脱塩室の下部は通水孔65を介
して前記開口55に連通している。
5に穿孔されたものであってもよく、フレーム25の表
面に設けられた溝であってもよい。また、2枚の薄いフ
レーム薄体を重ね合わせて構成されたフレームの場合で
あれば、このフレーム薄体の重ね合わせ面に溝を形成し
ておくことにより流路孔を形成することができる。
が好ましい。この枠状フレーム25の横行部60の縦幅
(第2図の上下方向長さ)Lは5〜15mm程度が好適
である。横行部60の横幅(第2図の左右方向長さ)W
はLの2.5〜5倍程度が好ましい。すべての横行部6
0の横幅Wの総和(すなわちWと横行部60の数との
積)は200〜600mm程度が好ましい。
においては、陽極28と陰極22との間に直流電圧を印
加し、開口50〜54を介して原水(被処理水)を脱塩
室に流入させ、脱塩された水を開口55,56,57,
59を介して流出させる。陽極室には開口41,42を
介して原水を流入させる。開口43,44から流出する
陽極電極水を開口32を介して陰極電極室に流入させ、
開口33,34を介して流出させる。この陽極室及び陰
極室からの流出水には、アニオン交換膜26及びカチオ
ン交換膜24を通過した陽イオン及び陰イオンが含まれ
ている。
室内の流路が蛇行しており、流入部から流出部へ短絡的
に水が流れることがない。また、横行部60の縦幅が小
さく、該横行部60の下部におけるイオン交換体の圧縮
がなく、イオン交換体と被処理水との接触効率がよい。
さらに、延出部63が無い従来例のものに比べて脱塩室
内の流路長が大きく、十分に脱イオンが行われる。
室のみを通過するよう構成されており、陽極室と陰極室
が濃縮室を兼用しているが、第4図の如く、複数の脱塩
室をそれらの間に濃縮室を介在させて複数個積層し、且
つ各脱塩室を直列に接続してもよい。なお、第4図では
3個の脱塩室と、それらの間の2個の濃縮室とが積層配
置されている。濃縮室はフレーム23,27と同一のフ
レームによって構成されており、スペーサ23A,27
Aと同一のスペーサが該濃縮室内に配置されている。各
濃縮室に原水が導入され、該濃縮室からの濃縮水は電極
水と共に排出される。
ン装置においても、濃縮室の形状は、第2図と同様の延
出部を有した蛇行状のものであってもよく、延出部を有
しない従来タイプのものであってもよい。
を陰極室に流通させているが、これとは逆としてもよ
く、また陽極室と陰極室とに別々に原水を流通させても
よい。
の電気的脱イオン装置に適用することができる。この小
型の電気的脱イオン装置は家庭用燃料電池との組み合わ
せ又はラボ用純水製造装置として好適である。
電池では、固体高分子の保湿又は水素ガス改質のために
純水が必要であり、限られたスペースの中で連続して純
水を生成できる小型の電気脱イオン装置が必要となる。
本発明の電気的脱イオン装置はコンパクトであり、限ら
れたスペースに組み込まれる用途にきわめて好適であ
る。
仕様にて製作した。
L/hの通水速度にて電気的脱イオン装置に通水したと
きの処理水水質を表1に示す。
の仕様の枠状フレームを用いた。この枠状フレームに設
けられた脱塩室用スペースの大きさは縦152.5m
m、横40mmである。
水した後、3L/hの通水速度にて電気的脱イオン装置
に通水したときの処理水水質を表1に示す。
イオン装置で同一条件にて通水したときに、実施例の方
が比較例よりも処理水の水質が優れている。
蛇行しており、優れた処理水水質を得ることができる電
気的脱イオン装置が提供される。
視図である。
面図である。
統図である。
水系統図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 電極同士の間に複数のカチオン交換膜と
アニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを形成
し、脱塩室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水
を通水し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気的
脱イオン装置であって、 該カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に脱塩室形成
用の枠状フレームが介在されており、該枠状フレームに
被処理水の流入部と、脱塩された水の流出部とが設けら
れている電気的脱イオン装置において、 該枠状フレームの該流入部から該流出部に向って蛇行す
るように該脱塩室が設けられていることを特徴とする電
気的脱イオン装置。 - 【請求項2】 請求項1において、該枠状フレームは、
略長方形状であり、その長辺方向の一端側に流入部が設
けられ、他端側に流出部が設けられており、 前記脱塩室は、枠状フレームの短辺方向に延在する複数
の横行部と、該横行部の一端側同士を連通する縦行部と
を備えていることを特徴とする電気的脱イオン装置。 - 【請求項3】 請求項2において、 該横行部の該長辺方向の幅は5〜15mmであり、該横
行部の該短辺方向の幅は該横行部の該長辺方向の幅の
2.5〜5倍であり、すべての横行部の該短辺方向の幅
の総和が200〜600mmであり、 枠状フレームの厚みが1〜5mmであることを特徴とす
る電気的脱イオン装置。
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2000
- 2000-06-30 JP JP2000199287A patent/JP4599669B2/ja not_active Expired - Fee Related
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