JP4151874B2 - 電気式イオン処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の脱塩あるいは濃縮を行う電気式イオン処理装置に関し、とくに純水製造装置等に好適な電気式イオン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理水の脱塩や濃縮を行うために、直流電圧を印加する電極間に、イオン交換膜により複数の脱塩室と濃縮室を画成し、脱塩室に被処理水、濃縮室に濃縮水を流すようにした電気式イオン処理装置が知られている。このような電気式イオン処理装置は、脱塩装置あるいは濃縮装置として使用され、脱塩装置の代表としては、たとえば純水製造装置が挙げられる。純水の用途としては、ボイラー用水、電子産業その他の洗浄用水、医製薬分野の精製水、燃料電池やバッテリーの補給水、食品用途の原料水、分析用途の希釈水等が挙げられる。また、濃縮装置としては、希薄な原液からホウ素、ウラン等のイオンを選択的に濃縮する装置が挙げられる。
【０００３】
このような用途に使用される電気式イオン処理装置の原理は、一対の電極間にイオン交換膜により仕切られた脱塩室と濃縮室を交互に配置し、場合によっては脱塩室内にイオン交換体を配し、両外側に電極室を配置して、電極間に直流電圧を印加することにより、脱塩室中の被処理水から特定のイオンを選択的にイオン交換膜を介して濃縮室側に移行させ、脱塩室側からは脱塩処理された水、濃縮室側からはイオンが濃縮された水を、それぞれ取り出すことにある。
【０００４】
従来の電気式イオン処理装置の構造としては、プレートアンドフレーム（以下、「ＰＦ」と略称することもある。）型構造と、スパイラル（以下「ＳＰ」と略称することもある。）型構造とに大別できる。ＰＦ型構造は、複数の枠体を介して各イオン交換膜を間隔をもって積層配置し、各脱塩室、濃縮室を画成するようにしたもので、積層体を両側からエンドプレートで締め込む構造となっている。また、ＳＰ型構造は、集水管周りに各イオン交換膜と流路形成材をスパイラル状に巻回して、スパイラル状の脱塩室と濃縮室とを形成するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記２種の従来構造のうち、ＰＦ型構造の方が電気式イオン処理装置としては基本的な構造と考えられており、市販の電気式イオン処理装置の大半はこの構造を有している。しかし、ＰＦ型構造の問題点としては、脱塩室、濃縮室を構成するために本質的には脱塩に関与しない大型の枠体が必要であること、この枠体を複数積層してエンドプレートで締め込む構造のため、外部への液漏れを完全に防止するのが難しいこと等がある。
【０００６】
一方、スパイラル構造の電気式イオン処理装置に関しては、外部との被処理水、濃縮水、脱塩水の出入構造が極めて複雑になること、その結果複数の脱塩室、濃縮室を有する構成としつつ、大型化することが極めて困難なこと等が挙げられる。その結果、極少数しか製造に至っていないのが現状である。
【０００７】
本発明の課題は、上記のような現状に鑑み、基本的にＰＦ型に類似した積層構成を有するものの、従来のような枠体が不要であり、しかも外部への液漏れのない、新規な構造の電気式イオン処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気式イオン処理装置は、直流電圧が印加される電極間に、イオン交換膜により画成された脱塩室と濃縮室が複数積層配置され、平面形状が円板状に形成された積層体を設け、積層体の積層方向に沿う方向に延び積層体外部へと通じる脱塩水排出路および濃縮水排出路を形成し、前記脱塩室および濃縮室の流路の入口を積層体の外周面に形成するとともに、脱塩室および濃縮室の流路の出口を前記脱塩水排出路および濃縮水排出路にそれぞれ独立に連通させたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
また、上記脱塩水排出路および濃縮水排出路は、積層体に排出路形成構造体を隣接配置し、その排出路形成構造体内に形成することができる。排出路形成構造体内には、脱塩室および濃縮室の流路の出口と、脱塩水排出路および濃縮水排出路との連通路が形成されていることが好ましい。このような排出路形成構造体は、複数の構造体片の積層構造を有する構造体として構成可能である。排出路形成構造体は、平面形状が円板状の積層体の中央部、あるいは、平面形状が矩形状の積層体の中央部または一方の端部等に配置することができる。
【００１１】
積層体に隣接させて排出路形成構造体を配置する場合、前記濃縮室の流路は、前記脱塩室の流路よりも、排出路形成構造体側に長く延びていることが好ましい。このように構成することによって、脱塩室および濃縮室の流路の出口を脱塩水排出路および濃縮水排出路にそれぞれ適切に連通させることができる。すなわち、電極側からの投影方向で見た場合の濃縮室の大きさを、脱塩室よりも多少大きめに形成しておく。本質的には、電極側からの投影方向で見た場合の脱塩室と濃縮室は同じサイズに形成されればよいのであるが、実際の製作では多少の誤差が入るおそれがある。もし、脱塩室が濃縮室よりも大きいと、その部分が電極側からみて影になり、十分に電流が流れず、結果として脱塩室から濃縮室への塩の移動が妨げられるおそれがある。したがって、濃縮室を脱塩室よりも多少大きめに形成しておくことにより、このような不具合を確実に防止できるようになる。
【００１２】
本発明に係る電気式イオン処理装置においては、上記積層体の積層方向における両側最外部に電極室を形成することができる。電極室の流路の出口は前記濃縮水排出路へと連通させることにより、電極水を濃縮水とともに排出することができる。ただし、電極水の流路は独立に形成してもよい。
【００１３】
また、脱塩室は、所定のイオン交換膜によって区画されているだけでもよいが、脱塩効率を上げるために、望ましくは脱塩室内にイオン交換体を配しておくことができる。イオン交換体は、脱塩室を画成する少なくとも一方のイオン交換膜と一体化されていてもよく、別体として単に脱塩室内に充填されるだけでもよい。イオン交換体としては、その官能基が特定のイオン選択性を有するものから構成でき、さらにカチオン交換体やアニオン交換体の混在あるいは交互配置構成とすることもできる。イオン交換膜についても、その官能基が特定のイオン選択性を有することが好ましく、配設部位に応じて、その部位に最適なカチオン交換膜やアニオン交換膜が配設される。
【００１４】
濃縮室や電極室の形態保持構造はとくに限定しないが、たとえば濃縮室や電極室内にネット等の適当な流路材が配されていると、所望形状の濃縮室や電極室が安定して保持される。
【００１５】
このような本発明に係る電気式イオン処理装置は、たとえば、該電気式イオン処理装置を圧力容器内に収容するとともに、該電気式イオン処理装置と圧力容器外部とを接続する被処理水、濃縮水、脱塩水の各流路を設けることにより、溶液処理装置として構成することができる。また、電気式イオン処理装置を容器内の被処理水中に浸漬した溶液処理装置とすることもできる。
【００１６】
上記のような本発明に係る電気式イオン処理装置においては、脱塩室と濃縮室が積層配置された積層体の外側面に形成された、脱塩室の入口から被処理水が流入され、濃縮室の入口から濃縮水が流入され、脱塩室で脱塩処理された脱塩水、濃縮室で濃縮された濃縮水は、積層体の積層方向に沿う方向に延びる脱塩水排出路、濃縮水排出路へとそれぞれ導入されて、両排出路を介してそれぞれ独立に排出される。このような脱塩室、濃縮室の積層配置構造、脱塩室、濃縮室の流路入口の位置、脱塩室、濃縮室から脱塩水排出路、濃縮水排出路への連通構造、脱塩水排出路、濃縮水排出路の延設方向の設定等により、後述の各実施態様に示すように、従来のＰＦ型構造における複数の枠体の配設を不要化することが可能になり、しかも外部への液漏れの生じない構造とすることが可能になる。すなわち、被処理水、脱塩水、濃縮水の流路を、従来にない全く新規な構成とすることが可能になる。
【００１７】
枠体の不要化により、装置全体の構造の簡略化、小型化が可能となり、しかも、上述した溶液処理装置のように、処理装置全体のシステムも簡素に構成可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１ないし図７は、本発明の一実施態様に係る電気式イオン処理装置を示している。図１に示すように、電気式イオン処理装置１は、本実施態様では、平面形状が円板状に形成された積層体２と、その中央部に積層体２に対し隣接配置された排出路形成構造体３とを有している。積層体２内には、図２に示すように、直流電圧が印加される上部電極４（図１に図示）と下部電極５間に、イオン交換膜６によって画成された脱塩室７と濃縮室８とが複数、交互に積層配置されている。イオン交換膜６は、互いに隣接されたもののうち一方がカチオン交換膜、他方がアニオン交換膜からなっている。このイオン交換膜６としては、特定のイオンを選択的に透過させる官能基を有するイオン交換膜を利用することもできる。
【００１９】
脱塩室７の流路の入口７ａおよび濃縮室８の流路の入口８ａは、円筒状の積層体２の外周面に形成されている。積層体２の最上部および最下部と各電極４、５との間は、電極室９に形成されており、これら電極室９の流路の入口９ａも外周面に形成されている。被処理水は入口７ａを介して脱塩室７に流入され、濃縮水は入口８ａを介して濃縮室８に流入され、電極水は入口９ａを介して電極室９に流入される。
【００２０】
本実施態様では、濃縮室８、電極室９内に流路材１０（たとえば、ネットからなる流路材）が配されており、各室を所定の形状に保持できるようになっている。また、脱塩室７内には、イオン交換体１１が配置されており、脱塩効率を上げることができるようになっている。イオン交換体１１は、カチオン交換体あるいはアニオン交換体、もしくはそれらの混床あるいは交互配置の形態のイオン交換体からなる。イオン交換体としては、通常のイオン交換樹脂の他に、多孔質イオン交換体やイオン交換繊維等も利用できる。また、特定のイオンを選択的に吸着する官能基を有するイオン交換体を利用することもできる。
【００２１】
積層体２の中央部には、積層体２に隣接配置された排出路形成構造体３が設けられている。排出路形成構造体３は、本実施態様では図２に示すように、複数の構造体片１２の積層構造体からなっている。この排出路形成構造体３内に、上記積層体２の積層方向に沿う方向に延び、積層体２外へと通じる脱塩水排出路１３および濃縮水排出路１４が形成されている。本実施態様では、脱塩水排出路１３が中心部に、濃縮水排出路１４がその周囲に形成されている。脱塩室７の流路の出口７ｂと脱塩水排出路１３、濃縮室８の流路の出口８ｂと濃縮水排出路１４とは、排出路形成構造体３内に形成された連通路１５、１６を介して、それぞれ独立に連通されている。本実施態様では、電極室９の流路の出口９ｂも、連通路１７を介して濃縮水排出路１４に連通しており、濃縮水排出路１４は、濃縮水と電極水の両方の排出路を構成している。
【００２２】
電極５（４）は、その外側から電極ホルダ１８によって保持されている。本実施態様では、上記排出路形成構造体３も、上下の電極ホルダ１８によって両側から挟持されている。したがって、この電極ホルダ１８は、いわゆるエンドプレートの機能も有している。各電極４、５と電極ホルダ１８間は、材質的に、または構造的に絶縁されている。
【００２３】
脱塩水排出路１３、濃縮水排出路１４および各連通路１５、１６（および１７）は、図３ないし図７に示すように形成されている。各構造体片１２は、その外周側が段付形状に形成されており、段部１２ｂ上に、イオン交換膜６と流路材１０が挟持されている。図３に示す構造体片１２ａでは、その下面側の位置が脱塩室７の位置に対応しており、該下面側に、図４および図５に示すように、脱塩室７から脱塩水排出路１３への連通路１５を形成する溝１５ａが放射状に刻設されている。また、構造体片１２ａの上面側の位置は濃縮室８の位置に対応しており、該上面側に、図６および図７に示すように、濃縮室８から濃縮水排出路１４への連通路１６を形成する溝１６ａが放射状に刻設されている。
【００２４】
構造体片１２ａの中央部には貫通穴１９が穿設されており、各構造体片が積層され、それらの貫通穴同士が接続されることにより、前述の脱塩水排出路１３が形成されるようになっている。貫通穴１９の周囲には、周方向に適当数、濃縮水排出路１４形成用の貫通孔２０が設けられており、同様に各構造体片が積層され、それらの貫通孔２０同士が接続されることにより、前述の濃縮水排出路１４が形成されるようになっている。なお、貫通孔２０が配列されている部位の内径側は、環状に延びる堰部２１に形成されており、濃縮水排出路１４側と脱塩水排出路１３側との連通を遮断している。
【００２５】
このように構成された本実施態様に係る電気式イオン処理装置１においては、各脱塩室７および濃縮室８、さらには電極室９は、従来のＰＦ型構造におけるような枠体を使用することなく、濃縮室６、流路材１０、イオン交換体１１、電極４、５等の積層構造を有する積層体２によって形成される。この積層体２を形成する各部材はそれらの内周側にて、複数の構造体片１２の積層構造を有する排出路形成構造体３によって適切に保持されるとともに、該排出路形成構造体３内に、各連通路１５、１６、１７および積層体２の積層方向に沿う方向に延びる脱塩水排出路１３、濃縮水排出路１４が、各構造体片１２を積層するだけで自然に形成される。この積層配置された脱塩室７、濃縮室８、電極室９の外周側の入口７ａ、８ａ、９ａから被処理水、濃縮水、電極水が流入され、各水が径方向内側に向かって各室を流れた後、各連通路１５、１６、１７を介して、脱塩水は脱塩水排出路１３へ、濃縮水、電極水は濃縮水排出路１４へと流入され、脱塩水排出路１３、濃縮水排出路１４を通して外部へ排出される。このように外周部から内周部に流れ、内周部で方向を変換されて排出されるという各流路形状の構成は、従来にない新規なものであり、装置全体が極めてコンパクトに、かつ簡素に構成される。しかも、枠体の不要化により、枠体と隣接部材との間からの液漏れの不安もない。
【００２６】
図８および図９は、排出路形成構造体の連通路形成構造について他の態様を示しており、とくに脱塩室からの連通路の形成例について示している。本実施態様では、排出路形成構造体３１を構成する構造体片３２の対向面に、互い違いに配置された突起３３が設けられており、両対向面からの突起３３間に、脱塩室３４から脱塩水排出路３５への連通路３６が形成されている。濃縮水排出路３７は、脱塩水排出路３５周りに配置された各貫通孔３８を接続することによって形成される。
【００２７】
このように突起３３間に連通路３６を形成することにより、連通路３６に適切な圧損をもたせたり、連通路３６内で脱塩水を適当に攪拌して処理水質の均一化をはかることが可能になる。
【００２８】
本発明においては、脱塩室は各種の形態に構成することができる。図１０ないし図１４は、脱塩室の各構成例を示している。図１０は基本的な態様を示しており、図１０（Ａ）に示す態様では、たとえば前述の実施態様における脱塩室７は、イオン交換膜６と独立したイオン交換体１１がイオン交換膜６間に挟まれている構造に形成されている。このイオン交換体１１は、ある程度形を維持できるものに構成されていればよく、イオン交換樹脂、イオン交換繊維を多孔質状に固めたものを使用できる。また、その形態としても、カチオン交換体単床、アニオン交換体単床、あるいはそれらの混床形態のものが使用できる。また、図１０（Ｂ）に示す態様では、イオン交換膜６と独立したイオン交換体として、外径側にアニオン交換体１１ａ、内径側にカチオン交換体とアニオン交換体の混床形態のイオン交換体１１ｂが配置されている。さらに、図１０（Ｃ）に示す態様では、イオン交換膜６と独立したイオン交換体として、外径側にカチオン交換体１１ｃ、内径側にアニオン交換体１１ｄが配置されている。このように、イオン交換膜６間に挟まれるイオン交換体の種類は各種の形態を採り得る。
【００２９】
さらに、脱塩室を形成するに際し、イオン交換体とイオン交換膜を一体化したり、一体化したイオン交換体とイオン交換膜とは独立のイオン交換体とを組み合わせたりすることもできる。図１１ないし図１４は、そのような脱塩室の各構成例を示している。図１１に示す態様においては、脱塩室４１を画成する一対のイオン交換膜４２、４３のそれぞれにイオン交換体４４、４５が一体化されており、イオン交換膜４２、４３の内周端部が排出路形成構造体４６に保持されている。イオン交換体４４、４５は、内部に多孔質の流路を形成した構造を有し、たとえば、イオン交換膜上にイオン交換樹脂を多孔質状に成形したもの等が利用できる。一体化されたイオン交換体４４、４５を互いに突き合わせるように配置することにより、脱塩室４１が形成されている。このように一体化しておけば、イオン交換体４４、４５自身にも、脱塩室４１の形態保持機能をもたせることができる。
【００３０】
図１２に示す態様においては、図１１に示した態様に比べ、一方のイオン交換膜５１にのみイオン交換体５２が一体化されており、イオン交換体５２部分により脱塩室５３が形成されるようになっている。他方のイオン交換膜５４にはイオン交換体は一体化されていない。この図１２に示す形態は、イオン交換膜とイオン交換体に特定イオン選択性の官能基を持たせることにより、特定イオンの選択濃縮、選択除去を行うことができるので、そのような目的で使用する場合に望ましい形態と言える。図１３に示す態様においては、一方のイオン交換膜６１にイオン交換体６２が、他方のイオン交換膜６３にイオン交換体６４がそれぞれ一体化されており、各イオン交換体６２、６４は径方向に異なる位置に配置されている。したがって脱塩室６５内においては、被処理水はイオン交換体６２を通過した後イオン交換体６４を通過することになり、たとえばイオン交換体６２、６４に異なる特性をもたせることにより処理効率を向上することも可能になる。図１４に示す態様においては、一方のイオン交換膜７１にイオン交換体７２が一体化されており、脱塩室７３内の内径側に配置されたイオン交換体７４は、いずれのイオン交換膜７１、７５に対しても独立に形成されたものとなっている。図１４に示す別の実施形態として、イオン交換体７２がイオン交換膜７１と一体化されてドーナツ状の形態をなし、これを外周部に配置する構成とすれば、内周部にはイオン交換体７４を構成するイオン交換樹脂等を自由に配置できる。ドーナツ状のイオン交換体７２は積層体の外周面にネット等を配置することにより、あるいは圧力容器内壁により、積層体からずれて脱落することがない構造になっている。このように、脱塩室内に配置されるイオン交換体の形態は自由に設定することができる。
【００３１】
本発明に係る電気式イオン処理装置の積層体の形状は、前述のように平面形状が円板状のものには限定している。ここで、参考例として、たとえば図１５および図１６に示すような矩形状のものを示す。図に示す電気式イオン処理装置８１では、平面形状が矩形の積層体８２内に脱塩室８３、濃縮室８４、電極室８５が積層配置され、積層体８２の中央部に排出路形成構造体８６が設けられ、その中に積層体８２の積層方向に沿う方向に延びる脱塩水排出路８７と濃縮水排出路８８が形成されている。濃縮水排出路８８は、電極水の排出路も兼ねている。積層体８２の両側面には、たとえば接着剤層等からなるシール層８９が設けられている。
【００３２】
図の矢印で示すように、被処理水、濃縮水、電極水は、矩形状の積層体８２の両外側面から脱塩室８３、濃縮室８４、電極室８５に流入し、排出路形成構造体８６内の連通路（図示略）を経た後、脱塩水が脱塩水排出路８７、濃縮水、電極水が濃縮水排出路８８へと流入されてそこから各々独立に外部に排出される。
【００３３】
また、図１７に類似の別構造を別の参考例として示す。本参考例に係る電気式イオン処理装置９１では、矩形状の積層体９２の一端部に排出路形成構造体９３が設けられ、積層体９２の中央部にたとえばプラスの電極９４が設けられ、両端部にマイナスの電極９５が設けられている。本実施態様では、各脱塩室、濃縮室、電極室を経た脱塩水、濃縮水、電極水は、脱塩水排出路９６と濃縮水排出路９７とに集められ、中央の電極９４部分に形成された脱塩水排出路９６の出口９６ａ、濃縮水排出路９７の出口９７ａからそれぞれ排出されるようになっている。
【００３５】
本発明に係る電気式イオン処理装置は、液漏れの不安なくコンパクトに構成でき、上述の如く、円筒状の積層体の外周部から、あるいは矩形状の積層体の外側面部から給水できるので、たとえば溶液処理装置としてのシステムを構成する場合、以下のような便利な使用形態を採用できる。
【００３６】
図１８は、本発明に係る電気式イオン処理装置の一使用形態を示している。本使用形態においては、電気式イオン処理装置１０１が圧力容器１０２内に収容されており、たとえばポンプ１０３を介して被処理水１０４が圧力容器１０２内に供給される。本使用形態では、被処理水１０４が、被脱塩水、濃縮水、電極水として利用される。電気式イオン処理装置１０１により脱塩処理された脱塩水は脱塩水排出管１０５を介して排出され、濃縮水と電極水は濃縮水排出管１０６を介して排出される。外部に配置した直流電源を積層体内の電極部に接続することにより電位を印加して、脱塩、濃縮を行う（図示略）。前述の電極ホルダを圧力容器１０２の蓋として利用することも可能である。各流量は、ポンプ１０３の調節、あるいは各排出管１０５、１０６の出口バルブの開度により調整できる。
【００３７】
図１９は、本発明に係る電気式イオン処理装置の別の使用形態を示している。本使用形態においては、電気式イオン処理装置１１１が容器１１２内の溶液中（被処理水中）に複数基浸漬されている。各電気式イオン処理装置１１１から排出管がそれぞれまとめられて、脱塩水排出管１１３、ポンプ１１４を介して脱塩水が、濃縮水排出管１１５、ポンプ１１６を介して濃縮水と電極水が、それぞれ排出される。外部に配置した直流電源を積層体内の電極部に接続することにより電位を印加して、脱塩、濃縮を行う（図示略）。
【００３８】
このように、本発明に係る電気式イオン処理装置は、溶液処理装置として、各使用形態のシステムに組み込むことが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電気式イオン処理装置によれば、従来のＰＦ型構造における大形の枠体を不要化でき、液漏れの不安を解消しつつ、装置全体を小型かつ簡素に構成することができる。また、脱塩水や濃縮水の流路構造を、従来にない新規なかつ合理的な構造に構成できるので、溶液処理装置にシステムとして組み込む際にも、各種の便利で簡素な使用形態を採用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る電気式イオン処理装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の拡大部分縦断面図である。
【図３】図２の装置の拡大部分縦断面図である。
【図４】図３の構造体片の部分底面図である。
【図５】図４のＡ矢視に係る構造体片の部分斜視図である。
【図６】図３の構造体片の部分平面図である。
【図７】図６のＢ矢視に係る構造体片の部分斜視図である。
【図８】本発明の別の実施態様に係る電気式イオン処理装置の排出路形成構造体部の部分縦断面図である。
【図９】図８の構造体片の部分平面図である。
【図１０】本発明における脱塩室の基本構成例を示す部分縦断面図である。
【図１１】本発明における脱塩室の別の構成例を示す部分縦断面図である。
【図１２】本発明における脱塩室のさらに別の構成例を示す部分縦断面図である。
【図１３】本発明における脱塩室のさらに別の構成例を示す部分縦断面図である。
【図１４】本発明における脱塩室のさらに別の構成例を示す部分縦断面図である。
【図１５】 本発明の参考例に係る電気式イオン処理装置の斜視図である。
【図１６】図１５の装置の正面図である。
【図１７】 本発明のさらに別の参考例に係る電気式イオン処理装置の斜視図である。
【図１８】本発明に係る電気式イオン処理装置を使用した溶液処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図１９】溶液処理装置の別の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、８１、９１ 電気式イオン処理装置
２、８２、９２ 積層体
３、３１、４６、８６、９３ 排出路形成構造体
４、５、９４、９５ 電極
６、４２、４３、５１、５４、６１、６３、７１、７５ イオン交換膜
７、３４、３９、４０、４１、５３、６５、７３、８３ 脱塩室
７ａ 脱塩室の流路の入口
７ｂ 脱塩室の流路の出口
８、８４ 濃縮室
８ａ 濃縮室の流路の入口
８ｂ 濃縮室の流路の出口
９、８５ 電極室
９ａ 電極室の流路の入口
９ｂ 電極室の流路の出口
１０ 流路材
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、４４、４５、５２、６２、６４、７２、７４ イオン交換体
１２、１２ａ、３２ 構造体片
１２ｂ 段部
１３、３５、８７、９６ 脱塩水排出路
１４、３７、８８、９７ 濃縮水排出路
１５、１６、１７、３６ 連通路
１５ａ、１６ａ 溝
１８ 電極ホルダ
１９ 貫通穴
２０、３８ 貫通孔
２１ 堰部
３３ 突起
８９ シール層
９６ａ 脱塩水排出路の出口
９７ａ 濃縮水排出路の出口
１０１、１１１ 電気式イオン処理装置
１０２ 圧力容器
１０３、１１４、１１６ ポンプ
１０４ 被処理水
１０５、１１３ 脱塩水排出管
１０６、１１５ 濃縮水排出管
１１２ 容器

Claims (12)

1. 直流電圧が印加される電極間に、イオン交換膜により画成された脱塩室と濃縮室が複数積層配置され、平面形状が円板状に形成された積層体を設け、積層体の積層方向に沿う方向に延び積層体外部へと通じる脱塩水排出路および濃縮水排出路を形成し、前記脱塩室および濃縮室の流路の入口を積層体の外周面に形成するとともに、脱塩室および濃縮室の流路の出口を前記脱塩水排出路および濃縮水排出路にそれぞれ独立に連通させたことを特徴とする電気式イオン処理装置。
2. 前記脱塩水排出路および濃縮水排出路が、前記積層体に隣接配置された排出路形成構造体内に形成されており、該排出路形成構造体内に、前記脱塩室および濃縮室の流路の出口と、前記脱塩水排出路および濃縮水排出路との連通路が形成されている、請求項１の電気式イオン処理装置。
3. 前記排出路形成構造体が、複数の構造体片の積層構造を有する、請求項２の電気式イオン処理装置。
4. 前記排出路形成構造体が、前記積層体の中央部に設けられている、請求項２または３の電気式イオン処理装置。
5. 前記濃縮室の流路は、前記脱塩室の流路よりも、前記排出路形成構造体側に長く延びている、請求項２ないし４のいずれかに記載の電気式イオン処理装置。
6. 前記積層体の積層方向における両側最外部に電極室が形成されており、該電極室の流路の出口が前記濃縮水排出路へと連通されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の電気式イオン処理装置。
7. 前記脱塩室内にイオン交換体が配されている、請求項１ないし６のいずれかに記載の電気式イオン処理装置。
8. 前記イオン交換体が、脱塩室を画成する少なくとも一方のイオン交換膜と一体化されている、請求項７の電気式イオン処理装置。
9. 前記イオン交換体の官能基が特定のイオン選択性を有する、請求項７または８の電気式イオン処理装置。
10. 前記イオン交換膜の官能基が特定のイオン選択性を有する、請求項１ないし９のいずれかに記載の電気式イオン処理装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の電気式イオン処理装置を圧力容器内に収容するとともに、該電気式イオン処理装置と圧力容器外部とを接続する被処理水、濃縮水、脱塩水の各流路を設けた溶液処理装置。
12. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の電気式イオン処理装置を容器内の被処理水中に浸漬した溶液処理装置。

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