JP5213864B2 - 電気脱イオン装置内でのイオン交換材料の配置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気脱イオン装置に関し、さらに詳しくは、電気脱イオン装置の濃縮室内におけるイオン交換材料の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気脱イオン装置の性能は、それぞれのイオン透過膜を通って脱塩室から移行した不純物イオンの濃縮室内における拒絶／閉塞／カプセル化に依存する。電気脱イオン装置内の濃縮室は、（ａ）不純物イオンを受け入れる水又は水溶液で満たされるか、或いは（ｂ）ある種のイオン伝導性物質と共に水又は水溶液で満たされることがある。濃縮室スペーサーが非イオン伝導性メッシュで満たされている場合、脱塩室からのイオンは膜表面で直接に濃縮室の液相に入る。溶液混合、イオン移動及びイオン拡散が起こることで、膜表面から一定の距離では均質な液体が得られる。濃縮室がイオン伝導性物質を含む場合、脱塩室から移行した不純物は、（ａ）不純物が溶液からの別のイオン交換を行うか、或いは（ｂ）不純物が反対符号に帯電したイオン交換材料からの対応する反対符号のイオンと共に移動して液相に移るまでは、それぞれのイオン伝導相中に留まる。
【０００３】
濃縮室内に移行する通常の塩イオン（例えば、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+など及びＣｌ-、Ｂｒ-、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-など）に関しては、濃縮室を通って流れる液体中でその濃度が単に高まるだけである。
【０００４】
酸性及び塩基性イオンに関しては、イオン交換材料相から溶液中へのこれらのイオンの移行は酸／塩基反応を生起させて中性化合物を生成することがある。例えば、下記の反応が起こり得る。
Ｈ+(水溶液)＋ＯＨ-(水溶液) → Ｈ2Ｏ(液体)
Ｈ+(水溶液)＋ＣＨ3ＣＯＯ-(水溶液) → ＣＨ3ＣＯＯＨ(水溶液) （酢酸生成）
Ｈ+(水溶液)＋ＨＣＯ3 -(水溶液) → Ｈ2ＣＯ3(水溶液) → ＣＯ2(水溶液)＋Ｈ2Ｏ(液体) （炭酸生成）
ＮＨ4 +(水溶液)＋ＯＨ-(水溶液) → ＮＨ4ＯＨ(水溶液) → ＮＨ3(水溶液)＋Ｈ2Ｏ(液体) （アンモニア生成）
溶液相に入る陽イオン及び陰イオンが溶解度の低い化合物を生成する場合には、高い局部濃度レベルが発生して沈殿の形成を引き起こすことがある。例えば、下記の機構が働くことがある。
Ｃａ2+(水溶液)＋ＣＯ3 2-(水溶液) → ＣａＣＯ3(固体)
及び
Ｍｇ2+(水溶液)＋２ＯＨ-(水溶液) → Ｍｇ(ＯＨ)2(固体)
これらのスケーリング反応が起こる場所を制御することは、高抵抗率の生成水を製造すると共に、濃縮室内でのスケール形成を低減させるための電気脱イオン装置の能力にとって極めて重要である。生成水の抵抗率に対する濃縮室内でのイオン交換材料の配置の効果は、濃縮室内で酸／塩基中和反応から生成する中性化学種が２種のイオン透過膜の一方によって拒絶されないという事実に由来する。生成する中性化学種（例えば、ＣＯ2、ＣＨ3ＣＯＯＨ及び他の弱酸）は低ｐＨの陽イオン透過膜を通して拡散できるが、高ｐＨの陰イオン透過膜に接触するとイオン化されて拒絶される。同様に、ＮＨ3のような弱塩基は陰イオン透過膜によって拒絶されず、陰イオン透過膜を通して拡散できるが、低ｐＨの陽イオン透過膜に接触するとイオン化される。このような逆拡散（例えば、陽イオン透過膜を通してのＣＯ2又はＣＨ3ＣＯＯＨ或いは陰イオン透過膜を通してのＮＨ3）が起こる速度は、濃縮室内における化学種の局部濃度及び膜表面に対するそれの位置並びに固有の膜特性に依存する。
【０００５】
不活性メッシュで満たされた濃縮室スペーサーを含む電気脱イオン装置では、これらの中性弱酸又は弱塩基化学種の濃度は膜表面で増加せず、脱塩室への逆拡散は最小限である。しかし、イオン交換材料で満たされた電気脱イオン装置の場合にはそうでない。イオン交換材料構造が純陰イオン、純陽イオン又は混合層イオン交換樹脂からなる場合、弱酸及び弱塩基不純物化学種はイオン濃度室の厚さ全体を通してイオン交換材料相中を移動し、対向するイオン透過膜の表面まで達することができる。この界面では、イオンはヒドロニウムイオン（陽イオン透過膜表面）又はヒドロキシドイオン（陰イオン透過膜表面）に出会って中性分子を形成する。膜表面での低い線速度のため、これらの中性化学種の高い濃度が生じ、これらの化学種を隣接する脱塩室に逆拡散させる大きい推進力を生み出すことがある。このような逆拡散によってこれらの化学種が脱塩室内に輸送されると、イオン化が起こって生成水の抵抗率を低下させる。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献】
【特許文献１】国際公開第２００５／００９５９６号パンフレット
【特許文献２】国際公開第９７／２５１４７号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００４／０２４９９２号パンフレット
【特許文献４】国際公開第００／４４４７７号パンフレット
【特許文献５】欧州特許出願公開第１３３８５６８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
イオン交換材料の特異な構成を有する濃縮室を含む電気脱イオン装置が提供される。
【０００８】
一態様では、部分的に陰イオン透過膜を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜を境界とする濃縮室と、濃縮室内に配設されたイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置であって、イオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、かつ陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している電気脱イオン装置が提供される。陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している。イオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインである。イオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜である場合、イオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインである。
【０００９】
別の態様では、部分的に第１のイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素を境界とする濃縮室であって、第１のイオン透過膜は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方である濃縮室と、濃縮室内に配設された第１のイオン交換材料ドメインであって、第１のイオン交換材料ドメインは第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している第１のイオン交換材料ドメインと、濃縮室内に配設された第２のイオン交換材料ドメインであって、セパレーター要素に対する第１のイオン交換材料ドメインの配置は第１のイオン交換材料ドメインとセパレーター要素との間に第１の空間を画成し、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分が第１の空間内に配設されている第２のイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置が提供される。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインであり、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメインである。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陽イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインであり、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメインである。
【００１０】
さらに別の態様では、部分的に陰イオン透過膜を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜を境界とする濃縮室であって、陰イオン透過膜は陰イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定する濃縮室側側面を含み、陽イオン透過膜は陽イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定する濃縮室側側面を含んでいる濃縮室と、濃縮室内に配設された第１のイオン交換材料ドメインであって、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の反対側に配設された脱塩室の出口に近い第１のイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置が提供される。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインであり、陰イオン交換材料優勢ドメインは陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、陰イオン交換材料優勢ドメインは陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分を画成し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近い。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインであり、陽イオン交換材料優勢ドメインは陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分を画成し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、陽イオン交換材料優勢ドメインは陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近い。
【００１１】
以下、下記の添付図面を用いて本発明の好ましい実施形態の方法及び装置を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は電気脱イオン装置の略図である。
【図２】図２は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図３】図３は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図４】図４は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図５】図５は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図６】図６は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図７】図７は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図８】図８は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図９】図９は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１０】図１０は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１１】図１１は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１２】図１２は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１３】図１３は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１４】図１４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１５】図１５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１６】図１６は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１７】図１７は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１８】図１８は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１９】図１９は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２０】図２０は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２１】図２１は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２２】図２２は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２３】図２３は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２４】図２４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２５】図２５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２６】図２６は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２７】図２７は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２８】図２８は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２９】図２９は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３０】図３０は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３１】図３１は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３２】図３２は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３３】図３３は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３４】図３４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３５】図３５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３６】図３６は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３７】図３７は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３８】図３８は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３９】図３９は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４０】図４０は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４１】図４１は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４２】図４２は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４３】図４３は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４４】図４４は電気脱イオン装置の構成部品の分解図である。
【図４５】図４５は電気脱イオン方法の略図である。
【図４６】図４６は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４７】図４７は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４８】図４８は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４９】図４９は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図５０】図５０は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図５１】図５１は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（ａ）電気脱イオン装置
図１を参照すれば、内部にイオン交換材料を配設した１以上の濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が示されている。
【００１４】
例えば電気脱イオン装置１０に関して図４４及び図４５を参照しながら述べれば、電気脱イオン装置１０は、陽極３２を備えた陽極室３０及び陰極３５を備えた陰極室３４を含んでいる。室３０、３４の各々は、水又は水溶液のような電解液の流れ１２５を受け入れるように構成されている。陽極３２及び陰極３５は、陽極３２と陰極３５との間に電位差を生み出し、それにより電位差の作用下で液体媒質及びイオン交換媒体中におけるイオン性物質の輸送に影響を及ぼすため、ＤＣ電源に接続するように構成されている。
【００１５】
複数の陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０が陽極室３０と陰極室３４との間に交互に配置されて、交互に位置する脱塩室３６及び濃縮室１２を形成している。脱塩室３６の各々は、陽極側では陰イオン透過膜１８を境界とし、陰極側では陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２の各々は、陽極側では陽イオン透過膜２０を境界とし、陰極側では陰イオン透過膜１８を境界としている。陰イオン透過膜１８は、濃縮室１２内への陰イオンの優先的輸送を許すように構成されている。陽イオン透過膜２０は、濃縮室１２内への陽イオンの優先的輸送を許すように構成されている。脱塩室３６は、入口３６３を通して処理すべき液体（例えば、水溶液）の流れ３６１を受け入れるように構成されている。液体流れ３６１は室３６内で浄化され、出口３６７を通して浄化液体流れ３６５として排出される。濃縮室１２は液体（例えば、水又は水溶液）の流れ１２１を受け入れるように構成されており、この液体流れ１２１が隣接する脱塩室３６から濃縮室１２外に輸送されるイオンを受け取る。これらのイオンで濃縮された液体流れ１２３は室１２から排出される。室３６を通って流れる液体は、室１２を通って流れる液体に対し、並流方向又は向流方向又は直交流方向或いはその他の可能な流れ構成で流れることができる。図４５に示す通り、電解液流れ１２５は液体流れ１２１から供給できる。別法として、電解液流れ１２５は液体流れ３６１又は液体流れ３６５或いはその他適宜の供給源から供給できる。
【００１６】
電気脱イオン装置の各室は、２つの対向する側面がそれぞれ陽イオン透過膜２０及び陰イオン透過膜１８によって画成された実質的に直方体の形状を有しているが、かかる電気脱イオン装置の（ｉ）脱塩室３６及び（ii）濃縮室の例示的な寸法は、それぞれ（ｉ）１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．８ｃｍ及び（ii）１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．３ｃｍである。ここで、第１の寸法は室の幅であり、第２の寸法は室の長さであり、第３の寸法は室の厚さ（さらに詳しくは、膜１８及び２０の間の距離）である。電気脱イオン装置の各電極室は、２つの対向する側面がそれぞれイオン透過膜（陽極室３０の場合には陰イオン透過膜１８、又は陰極室３４の場合には陽イオン透過膜２０）及び電極によって画成された実質的に直方体の形状を有しているが、かかる電気脱イオン装置の電極室３０、３４の例示的な寸法は、１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．５ｃｍである。ここで、第１の寸法は室の幅であり、第２の寸法は室の長さであり、第３の寸法は室の厚さ（さらに詳しくは、イオン透過膜と電極との間の距離）である。
【００１７】
本明細書中で使用する「陰イオン透過膜」という用語は、電気脱イオン装置１０の動作中に脱塩室３６から濃縮室１２への陰イオンの輸送を陽イオンの輸送に比べて優先的に許すように構成され、約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ未満の透水度で特徴づけられる膜を意味する。
【００１８】
本明細書中で使用する「陽イオン透過膜」という用語は、電気脱イオン装置１０の動作中に脱塩室３６から濃縮室１２への陽イオンの輸送を陰イオンの輸送に比べて優先的に許すように構成され、約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ未満の透水度で特徴づけられる膜を意味する。
【００１９】
好適なイオン透過膜の例には、不均質イオン交換膜及び均質イオン透過膜がある。好適な不均質イオン透過膜には、例えば、Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のＣＭＩ−７０００Ｓ（商標）（陽イオン透過膜）及びＭｅｍｂｒａｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のＣＭＩ−７００１Ｓ（商標）（陰イオン透過膜）がある。好適な均質イオン透過膜には、例えば、ＧＥ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（旧ＩＯＮＩＣＳ社）のＣＲ６７ＨＭＰ（商標）（陽イオン透過膜）及びＧＥ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（旧ＩＯＮＩＣＳ社）のＡ１０３ＱＤＰ（商標）（陰イオン透過膜）がある。
【００２０】
ある実施形態では、陽極室３０及び／又は陰極室３４は脱塩室３６に隣接して配設できる（若干の例では、室３０、３４の一方又は両方を濃縮室１２に隣接して配設できることは言うまでもない）ので、室３０及び３４は濃縮室と見なすこともできる。このような状況下では、室３０又は３４はイオン透過膜１８又は２０を通して脱塩室３６と連絡しており、それによって脱塩室３６からイオン性物質を受け入れるように構成されている結果、室３０及び３４を濃縮室１２と見なすこともできる。このことは、脱塩室３６に隣接しかつ陰イオン透過膜１８によって脱塩室３６から隔てられた陽極室３０について言える。同じくこのことは、脱塩室３６に隣接しかつ陽イオン透過膜２０によって脱塩室３６から隔てられた陰極室３４についても言える。室３０、３４はイオン交換材料を含んでいてもよいし、或いはそれぞれの室を通して電解液を流すためにそれぞれの膜をそれぞれの電極から離隔させるためのプラスチックメッシュのような不活性材料を含んでいてもよい。
【００２１】
各々の脱塩室３６内にはイオン交換材料が配設されている。例えば、イオン交換材料は混合イオン交換材料である。別の例としては、脱塩室３６は陽イオン交換材料及び陰イオン交換材料の交互ドメインで満たされている。脱塩室３６内に配設するためのさらに他の好適なイオン交換材料構成は米国特許第６，１９７，１７４号に記載されている。
【００２２】
イオン交換材料の好適な形態の例には、ビーズ、不規則形状粒子、繊維、ロッド、織物及び多孔質モノリスがある。イオン交換材料は天然物質及び合成物質の両方を含み得る。濃縮室又は脱塩室内に配設する場合、イオン交換材料は米国特許第６，１９７，１７４号の第５段６１行目以降に記載されているように圧縮成形できる（米国特許第５，９６１，８０５号及び同第６，２２８，２４０号も参照されたい）。
【００２３】
本明細書で用いる「陰イオン交換材料」という用語は、陰イオン性化学種に対して優先的な伝導性を有する物質を意味する。これに関して述べれば、かかる物質は、物質中に存在する陰イオン化学種を周囲の液体からの陰イオン化学種と選択的に交換し、印加された電界の下での交換された陰イオン化学種の移動を容易にするように構成されている。
【００２４】
本明細書で用いる「陽イオン交換材料」という用語は、陽イオン性化学種に対して優先的な伝導性を有する物質を意味する。これに関して述べれば、かかる物質は、物質中に存在する陽イオン化学種を周囲の液体からの陽イオン化学種と選択的に交換し、印加された電界の下での交換された陽イオン化学種の移動を容易にするように構成されている。
【００２５】
好適な陰イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはトリメチルアンモニウム基又はジメチルエタノールアンモニウム基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）又は三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ２０Ａ（商標））。
【００２６】
好適な陽イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはスルホン酸基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標））。
【００２７】
本明細書で用いる「陰イオン交換材料優勢ドメイン１４」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１４は陰イオン交換材料を含むと共に陽イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１４が陽イオン交換材料も含むならばドメイン１４内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１４のγは約４：１以上であり、ドメイン１４が異なるイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１６、２２、１４１又は１６１（下記参照）のいずれか）に接触している場合には、ドメイン１４のγはドメイン１４が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγの値の２倍以上であり（即ち、（ドメイン１４のγ）≧２×（ドメイン１４が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγ））、（ii）ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約２０体積％以上の陰イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１４は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１４５を有し、ドメイン１４が陰イオン交換膜１８に接触している場合には、厚さ１４５は陰イオン透過膜１８の表面上の点１４０１から陰イオン透過膜１８に垂直な軸線１４３に平行な方向に沿って測定され（図４６参照）、（iv）ドメイン１４はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１４は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約３０体積％以上の陰イオン交換材料を含む。さらに別の例としては、ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約５０体積％以上の陰イオン交換材料を含む。
【００２８】
本明細書で用いる「非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１４１は陰イオン交換材料を含むと共に陽イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１４が陽イオン交換材料も含むならばドメイン１４１内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１４１のγは約１：４以上であり、（ii）ドメイン１４１はドメイン１４１の全体積を基準にして約１０体積％以上の陰イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１４１は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１４５を有し、ドメイン１４１が陰イオン交換膜１８に接触している場合には、厚さ１４５は陰イオン透過膜１８の表面上の点１４０１から陰イオン透過膜１８に垂直な軸線１４３に平行な方向に沿って測定され（図５０参照）、（iv）ドメイン１４１はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１４１は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。好適な陽イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはスルホン酸基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標））。例えば、ドメイン１４１のγは約１：１以上である。
【００２９】
本明細書で用いる「陽イオン交換材料優勢ドメイン１６」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１６は陽イオン交換材料を含むと共に陰イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１６が陰イオン交換材料も含むならばドメイン１６内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１６のγは約１：４以下であり、ドメイン１６が異なるイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１４、２２、１４１又は１６１のいずれか）に接触している場合には、ドメイン１６のγはドメイン１６が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγの値の１／２（即ち、２分の１）以下であり（即ち、（ドメイン１６のγ）≦０．５×（ドメイン１６が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγ））、（ii）ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約２０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１６は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１８１を有し、ドメイン１６が陽イオン交換材料２０に接触している場合には、厚さは陽イオン透過膜２０の表面上の点１８３から陽イオン透過膜２０に垂直な軸線１８５に平行な方向に沿って測定され（図４７参照）、（iv）ドメイン１６はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１６は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約３０体積％以上の陽イオン交換材料を含む。さらに別の例としては、ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約５０体積％以上の陽イオン交換材料を含む。
【００３０】
本明細書で用いる「非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１６１は陽イオン交換材料を含むと共に陰イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１６１が陰イオン交換材料も含むならばドメイン１６１内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１６１のγは約４：１以下であり、（ii）ドメイン１６１はドメイン１６１の全体積を基準にして約１０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１６１は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１８１を有し、ドメイン１６１が陽イオン交換材料２０に接触している場合には、厚さは陽イオン透過膜２０の表面上の点１８３から陽イオン透過膜２０に垂直な軸線１８５に平行な方向に沿って測定され（図５１参照）、（iv）ドメイン１６１はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１６１は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１６１内における陽イオン交換材料と陰イオン交換材料との体積比（即ち、ドメイン１６１のγ）は約１：１以上である。
【００３１】
本明細書で用いる「混合イオン交換材料ドメイン２２」という用語は、下記のいずれかを意味する。即ち、
（ａ）ドメイン２２はイオン交換材料を含む室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン２２は陰イオン交換材料及び陽イオン交換材料を含み、ドメイン２２内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン２２のγは約１：４〜約４：１であり、（ii）ドメイン２２はドメイン２２の全体積を基準にして約１０体積％以上の陰イオン交換材料を含むと共に、ドメイン２２の全体積を基準にして約１０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン２２は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ２２１を有し、厚さ２２１は陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに最も近いドメイン２２上の点２２３から陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに垂直な軸線２２５に平行な方向に沿って測定され（図４８参照、ここに図示された例では、軸線２２５は陽イオン透過膜２０に垂直な軸線２２５とし、点２２３は陽イオン透過膜２０に最も近いドメイン２２上の点２２３としてある）、（iv）ドメイン２２はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられ、或いは
（ｂ）ドメイン２２は陰イオン化学種及び陽イオン化学種の両方に対して伝導性を有する両性イオン交換材料を含む室１２内の空間であり、かかるドメイン２２は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ２２１を有し、最小厚さ２２０１は陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに最も近いドメイン２２上の点２２０３から陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに垂直な軸線２２０５に平行な方向に沿って測定され（図４９参照、ここに図示された例では、軸線２２０５は陽イオン透過膜２０に垂直な軸線２２０５とし、点２２０３は陽イオン透過膜２０に最も近いドメイン２２上の点２２０３としてある）、（iv）ドメイン２２はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。
【００３２】
例えば、部分（ａ）又は部分（ｂ）のいずれかは１粒径以上の厚さに相当する最小厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。
【００３３】
混合イオン交換材料ドメイン２２の「一部分」は上述したような「混合イオン交換材料ドメイン２２」の同一特性を含むが、相違点は混合イオン交換材料ドメイン２２の一部分が同じ混合イオン交換材料ドメイン２２の１以上の他の部分に接触していることであり、その結果として混合イオン交換材料ドメイン２２はこれらの部分からなることを理解すべきである。
【００３４】
また、混合イオン交換材料ドメイン２２は同時に１以上の「空間」内に配設されることがあるが、これはかかる空間がいかに画成されるかに依存することも理解すべきである。さらに、２以上の画成された空間が交差して交差部を形成し、２以上の画成された空間の各々の少なくとも一部分が交差部内に同時に位置することがあり、かかる状況下では、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が交差部内に配設される場合、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は２以上の画成された空間の各々の内部に配設されるとも言われることはもちろんである。
【００３５】
濃縮室側側面に関連して本明細書で用いる「実質的にすべての残存部分」という用語は、
（ａ）残存部分のほとんど全部、又は
（ｂ）残存部分の全部
を意味するものである。ここで「残存部分」は、（陰イオン透過膜又は陽イオン透過膜の）濃縮室側側面のうち、有効作用側面部分以外の部分を意味する。有効作用側面部分が陰イオン透過膜又は陽イオン透過膜の濃縮室側側面全体で画成される場合、「残存部分」は存在しない。
【００３６】
対向する陰イオン及び陽イオン透過膜１８、２０の間に間隔を維持し、それによって室１２、３６に液体流れのためのそれぞれの流路を設けるため、交互に位置する陰イオン及び陽イオン透過膜１８、２０の間にスペーサー３８、４０が配置される。電気脱イオン装置１０用の好適なスペーサー３８、４０の例は、米国特許第６，９２９，７６５号及び米国特許出願公開第２００４／０１０４１６６号に記載されている。これらのスペーサー例は、メッシュを備えたスペーサーを示している。この場合にメッシュは、電気脱イオン装置１０の濃縮室の対向する膜の間或いは対向する膜とエンドフレームアセンブリとの間に間隔を維持し、それによって濃縮室内における流体流路の設置を容易にするために設けられる。濃縮室内のイオン交換材料は室内における流路の設置を容易にするので、イオン交換材料を含む濃縮室は必ずしもメッシュを備えたスペーサーを必要としないことは言うまでもない。上述した通り、メッシュを備えたスペーサーを含む構造の濃縮室は本発明の技術的範囲から除外されない。したがって、好適なスペーサーはメッシュを備えたスペーサー及びメッシュを備えないスペーサーを含む。
【００３７】
図４４及び図４５を参照すれば、装置１０の末端に陽極及び陰極室３０、３４が設けられている。各室３０、３４は、それぞれの電極エンドフレームアセンブリ４２、４４と、それぞれの電極エンドフレームアセンブリ４２、４４に押し付けられたそれぞれの膜との間に画成されかつそれぞれの電極エンドフレームアセンブリ及びそれぞれの膜を境界とするそれぞれの流路を有している。装置１０を組み立てるためには、陰イオン透過膜１８、陽イオン透過膜２０、関連するスペーサー３８、４０及びエンドフレームアセンブリ４２、４４を強制的に結合することで実質的に液密の集成装置が生み出される。電気脱イオン装置の構造例は、米国特許第６，１９３，８６９号に示されている。別法として、電気脱イオン装置の構成部品を水圧プレス及び／又はタイロッドによって結合状態に保つこともできる。
【００３８】
（ｂ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第１の実施形態
一実施形態では、図２乃至図１３を参照しながら説明すれば、電気脱イオン装置１０の濃縮室１２は、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設されている。第１のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している。図２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００３９】
例えば、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設されている。第２のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。図２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。さらに別の例としては、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１６１はドメイン１４に接触している。図３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。さらに別の例としては、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１４１はドメイン１６に接触している。
【００４０】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図４を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４及び陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は膜１８の側面２６の少なくとも一部分に接触しており、膜２０から離隔している。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、膜１８から離隔している。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００４１】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図５を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は膜１８の側面２６の少なくとも一部分に接触しており、膜２０から離隔している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は膜２０の側面２８の少なくとも一部分に接触しており、膜１８から離隔している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は、それぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００４２】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図６及び図７を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々はそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含んでおり、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有している。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料が配設され、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触しており、また陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図８及び図９を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図６及び図８を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８のものである場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図７及び図９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０のものである場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００４３】
例えば、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインが配設され、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。図６及び図８を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８のものである場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。さらに別の例としては、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１６１はドメイン１４に接触している。図７及び図９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０のものである場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。さらに別の例としては、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１４１はドメイン１６に接触している。
【００４４】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図１０を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々がそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含み、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有し、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触しており、陽イオン透過膜２０から離隔している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、陰イオン透過膜１８から離隔している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図１１を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００４５】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図１２を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々がそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含み、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有している。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室内１２に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触しており、陽イオン透過膜２０から離隔している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、陰イオン透過膜２０から離隔している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図１３を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は、それぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００４６】
（ｃ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第２の実施形態
別の実施形態では、図１４乃至図３４を参照しながら説明すれば、電気脱イオン装置１０の濃縮室１２は、部分的に第１のイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界としている。第１のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方である。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設され、第１のイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陰イオン透過膜１８である場合（図１４参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陽イオン透過膜２０である場合（図１５参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設されている。セパレーター要素２４に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６とセパレーター要素２４との間にそれぞれの空間を画成し、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインに接触している。さらに別の例としては、セパレーター要素２４が第２のイオン透過膜である場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方であり、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば図１４を参照すれば、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば図１５を参照すれば、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。例えば、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４が電極である場合のようにセパレーター要素は実質的に不透過性である。さらに別の例としては、セパレーター要素については、セパレーター要素は第２のイオン透過膜である。この場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方である。
【００４７】
この実施形態では、第１のイオン交換材料１４又は１６はセパレーター要素２４から離隔している必要がない。この点に関しては、例えば、セパレーター要素２４が陰イオン透過膜１８である図２０を参照すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２が設けられている。濃縮室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が配設され、かつ陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陰イオン透過膜１８に対するドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの空間を画成している。それぞれの空間内には混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が配設されている。また、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。注目すべきことには、ドメイン１６は陰イオン透過膜１８の少なくとも一部分８ａにも接触している。
【００４８】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図１６を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。電極２５に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と電極２５との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４に接触している。例えば、これは電極２５が陽極３２である陽極室３０の場合に該当し得る。
【００４９】
部分的に陽イオン透過膜２０を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図１７を参照すれば、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。電極２５に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と電極２５との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。例えば、これは電極２５が陰極３５である陰極室３４の場合に該当し得る。
【００５０】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図１８及び図１９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合（図１８参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合（図１９参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と膜１８及び２０の他方との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。
【００５１】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図２１を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触して配設されている。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触して配設されている。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成し、陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００５２】
部分的に陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方であるイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とする濃縮室については、例えば図２２及び図２３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、セパレーター要素２４に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６とセパレーター要素２４との間にそれぞれの空間を画成している。また、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設され、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。イオン透過膜１８又は２０は側面積を有する濃縮室側側面２６又は２８を含み、濃縮室１２内に配設された第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６はイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これはイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２４及び図２５を参照すれば、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、イオン透過膜１８又は２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図２２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分を有するイオン透過膜１８又は２０が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図２３及び図２５を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分を有するイオン透過膜１８又は２０が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインに接触している。さらに別の例としては、セパレーター要素２４が第２のイオン透過膜である場合、セパレーター要素２４は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜１８の他方であり、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜１８の他方に接触している。図２２及び図２４を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメインである。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。図２３及び図２５を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメインである。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメインである。例えば、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４が電極である場合（図２６乃至図２９参照）のようにセパレーター要素は実質的に不透過性である。さらに別の例としては、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４は第２のイオン透過膜である。この場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方である（図３０乃至図３５参照）。
【００５３】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図２６を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、電極２５に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置はドメイン１４と電極２５との間にそれぞれの空間を画成している。濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、濃縮室１２内に配設された陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２７を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン２２はドメイン１４に接触している。例えば、これは電極が陽極３２である陽極室３０の場合に該当し得る。
【００５４】
部分的に陽イオン透過膜２０を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図２８を参照すれば、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、電極２５に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置はドメイン１６と電極２５との間にそれぞれの空間を画成している。濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含み、濃縮室１２内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２９を参照すれば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。例えば、これは電極が陰極３５である陰極室３４の場合に該当し得る。
【００５５】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図３０及び図３１を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方との間にそれぞれの空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図３２及び図３３を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図３０及び図３２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触して配設されている濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図３１及び図３３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触して配設されている濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００５６】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図３４を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と陽イオン透過膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と陰イオン透過膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図３５を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００５７】
（ｄ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第３の実施形態
図３６及び図３７を参照しながら説明すれば、別の実施形態では、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設され、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメインはまた、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分から離隔している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００５８】
図３６を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４）は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４）はまた、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分から離隔している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００５９】
図３７を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６）は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６）はまた、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分から離隔している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００６０】
この実施形態では、第１のイオン交換材料１４又は１６は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面から離隔している必要がない。この点に関しては、例えば図４３を参照すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２が設けられている。第１のイオン交換材料ドメインは、濃縮室１２内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分２８ａに接触しており、濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６はまた、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分２６ａから離隔しており、その少なくとも一部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。注目すべきことには、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の一部分２６ｂにも接触しており、この一部分２６ｂは陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７から相対的に遠い。
【００６１】
例えば、電気脱イオン装置はさらに、濃縮室１２内に配設された第２のイオン交換材料ドメインを含んでいる。第２のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分（即ち、第１のイオン交換材料ドメインが離隔している部分）に接触している。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインにも接触している。
【００６２】
第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合（図３６参照）、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、第２のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００６３】
第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合（図３７参照）、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００６４】
例えば図３８及び図３９を参照すれば、濃縮室１２内にはさらに混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と膜１８又は２０との間にそれぞれの空間を画成している。それぞれの空間内には混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。
【００６５】
さらに別の例としては、図４０を参照しながら説明すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。室１２内には陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が配設され、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６も配設され、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分が、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分によって画成されている。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００６６】
例えば、図４０の実施形態の変形例としては、図４０を参照すれば、濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と陽イオン透過膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と陰イオン透過膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００６７】
例えば、図４２を参照しながら説明すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。室１２内には陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が配設され、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体に接触している。必然的な結果として、ドメイン１４が接触している陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が配設され、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体に接触している。必然的な結果として、ドメイン１６が接触している陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には、混合イオン交換材料ドメイン２２が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４と陽イオン交換材料優勢ドメイン１６との間に配設されている。ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々にも接触し、かつ室１２の全長（入口末端から出口末端まで）にわたって延在している。濃縮室は、３ｍｍの厚さをもった実質的に直方体の形状を有している。ドメイン１４は、ドメイン１４の全体にわたって約０．２ｍｍの厚さ１４５を有している。ドメイン１６は、ドメイン１６の全体にわたって約０．２ｍｍの厚さ１８１を有している。ドメイン２２は、ドメイン２２の全体にわたって約２．６ｍｍの厚さ２２１を有している。この点に関しては、ドメイン１４及び１６の各々の厚さは最小限（例えば、イオン交換材料が粒子の形態で供給される場合には１又は２粒径）に保たれ、ドメイン２２の厚さは最大化される。
【００６８】
（ｅ）動作
動作に当たっては、陽極３２と陰極３６との間に電位差が印加される。脱塩室３６及び濃縮室１２を通って電流が流れ、脱塩室３６内でのイオン輸送及び水の分解を可能にする。陰イオン及び陽イオンが脱塩室３６から透過膜１８、２０を通して隣接する濃縮室１２（場合によっては隣接する電極室３０、３４）に輸送されることで、脱塩室３６を通って流れる液体からイオンが除去される。その結果、脱塩室３６を通って流れる液体は脱イオンされて精製された液体の流れ３６５を生じる一方、濃縮室１２を通って流れる液体中にはイオン種が濃縮されて濃縮流出液１２３を生じる。図５に示す例では、室１２、３６を通る液体の流れは互いに向流状態にある。
【００６９】
陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は膜表面における非帯電弱酸濃度を低下させ、かくして非帯電弱酸種の逆拡散を低減させるために役立つと考えられる。詳しくは、陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を設けることで、陽イオン透過膜２０を通しての拡散によって非帯電弱酸種（例えば、ＣＯ2又はＣＨ3ＣＯＯＨ）が濃縮室１２から脱塩室３６に輸送されて脱塩室３６内で非帯電弱酸種がイオン化し、それに伴って脱塩室３６から排出される生成水の品質が低下する傾向が減少する。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の存在は、下記の機構のいずれか一方又は両方を可能にすることでこのような逆拡散の低減に役立つと考えられる。即ち、（ｉ）弱酸が濃縮室１２内から陽イオン透過膜２０に移動する（次いで陽イオン透過膜２０中を浸透して脱塩室３６内に至る）するための拡散長さを増加させること、及び（ii）濃縮室１２を通って流れる液体の線速度が（陽イオン透過膜２０に隣接して流れる液体の線速度に比べて）速い場合、陰イオン交換材料／陽イオン交換材料界面を陽イオン透過膜２０から遠ざけて、この界面で生成する弱酸を陽イオン透過膜２０からさらに遠い位置で生成させることにより、陽イオン透過膜２０の表面近傍における弱酸の局部濃度を減少させることである。
【００７０】
同様に、陰イオン透過膜１８に接触した陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、アンモニア及び窒素含有弱有機塩基（例えば、アニリン、ブチルアミン、ヒドラジン、エチルアミン及びヒドロキシルアミン）のような弱塩基物質の逆拡散を低減させるために役立つと考えられる。
【００７１】
陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の例及び／又は陰イオン透過膜１８に接触した陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の例と共に、濃縮室１２内での硬度スケール形成を軽減させるために混合イオン交換材料ドメイン２２が設けられる。濃縮室１２内において陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との間の界面の数を増加させることは、硬度及びスケール形成陰イオンの局部濃度の例を低下させる。かかる界面の数は、主として単一相のイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１４又は１６のいずれか）と異なり、混合イオン交換材料ドメイン２２において最適化される。したがって、上述したドメイン１４、１６の一方又は両方に加えて混合イオン交換材料ドメイン２２を設けることは、混合イオン交換材料ドメイン２２を設けずに上述したドメイン１４、１６の一方又は両方のみを濃縮室１２内に設けた場合に広く起こることがある硬度スケール形成を軽減させる。
【００７２】
下記の非限定的な実施例を参照しながら、本発明の実施形態を一層詳しく説明する。
【００７３】
（ｆ）実施例
（ｉ）濃縮室が混合イオン交換材料のみで充填された電気脱イオン装置の性能を、（ii）濃縮室が陽イオン透過膜に接触した陽イオン交換材料ドメイン及び陽イオン交換材料ドメインと陰イオン透過膜との間に配設された混合イオン交換材料ドメインを含む電気脱イオン装置の性能と比較するために電気脱イオンプロセスを実施した。
【実施例１】
【００７４】
陽極を収容した陽極室及び陰極を収容した陰極室を含む第１の電気脱イオン装置を用意した。陽極室と陰極室との間に複数の陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜を交互に配置することで、交互に位置する脱塩室及び濃縮室を形成する。その結果、全部で１６の濃縮室及び全部で１５の脱塩室が存在する。脱塩室３６の各々は、陽極側で陰イオン透過膜１８を境界とし、陰極側で陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２の各々は、陽極側で陽イオン透過膜２０を境界とし、陰極側で陰イオン透過膜１８を境界としている。濃縮室及び脱塩室の各々は、実質的に直方体の形状を有している。各々の脱塩室の寸法は１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．８ｃｍ（幅×長さ×厚さ）である。
【００７５】
各々の脱塩室は、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物である混合イオン交換材料で充填される。各々の脱塩室内の混合イオン交換材料ドメインは脱塩室の形状に従う結果、混合イオン交換材料ドメインの厚さは０．８ｃｍである。
【００７６】
各々の濃縮室は、２つの相異なるイオン交換材料ドメインを形成するようにしてイオン交換材料で充填される。詳しくは、各々の濃縮室は陽イオン交換材料ドメイン及び混合イオン交換材料ドメインを含んでいる。濃縮室の陽イオン交換材料優勢ドメインは、濃縮室の陽イオン交換材料優勢ドメイン中で使用する陽イオン交換材料樹脂ビーズ直径のサイズ範囲が０．４２〜０．６ｍｍとなるようにふるい分けで大きい樹脂ビーズを除去した三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）を含んでいる。濃縮室の混合イオン交換材料ドメインは、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物である混合イオン交換材料を含んでいる。濃縮室の陽イオン交換材料ドメインは実質的に直方体の形状に画成され、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。濃縮室の混合イオン交換材料ドメインは実質的に直方体の形状に画成され、陽イオン交換材料ドメインと陰イオン透過膜との間の空間全体の内部に配設されている。陽イオン交換材料ドメインの厚さは０．０８ｃｍである。混合イオン交換材料ドメインの厚さは０．２ｃｍである。
【００７７】
脱塩室、濃縮室及び電極室の各々への供給流れは、同一の組成を有している。かかる供給流れは、重炭酸ナトリウム注入後に１５．９ｐｐｍの濃度で溶存ＨＣＯ3 -を含有する実質的な超純水（逆浸透で前処理した水道水）である。各々の脱塩室からは、約０．４１６７ｇｐｍの速度で生成水が流出する。各々の濃縮室からは、約０．０２３５ｇｐｍの速度で水が流出する。併合された電極室からは、約０．２５ｇｐｍの速度で水が流出する。回収率は９０％と測定される。脱塩室及び濃縮室の各々を通しての流れが確立された後、装置に接続された外部回路を通して３クーロン／秒の電流を印加し、かくして脱塩室を通って流れる供給水の電気脱イオンを行った。
【００７８】
定常状態では、脱塩室の出口から流出する生成水の抵抗率は１７．７Ｍｏｈｍ・ｃｍと測定された。
【比較例１】
【００７９】
各々の濃縮室が混合イオン交換材料のみ（即ち、三菱化学（株）のＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物）で充填されている点を除き、実施例１に記載したものと実質的に同じ電気脱イオン装置を用いて実質的に同じ動作条件下で比較例を実施した。
【００８０】
定常状態では、これらの条件下で脱塩室の出口から流出する生成水の抵抗率は１２Ｍｏｈｍ・ｃｍと測定された。
【００８１】
もちろん、特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載された本発明の実施形態に修正を行い得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 電気脱イオン装置
１２ 濃縮室
１４ 陰イオン交換材料優勢ドメイン
１６ 陽イオン交換材料優勢ドメイン
１８ 陰イオン透過膜
２０ 陽イオン透過膜
２２ 混合イオン交換材料ドメイン
１４１ 非陽イオン交換材料優勢ドメイン
１６１ 非陰イオン交換材料優勢ドメイン
【０００１】
本発明は電気脱イオン装置に関し、さらに詳しくは、電気脱イオン装置の濃縮室内におけるイオン交換材料の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気脱イオン装置の性能は、それぞれのイオン透過膜を通って脱塩室から移行した不純物イオンの濃縮室内における拒絶／閉塞／カプセル化に依存する。電気脱イオン装置内の濃縮室は、（ａ）不純物イオンを受け入れる水又は水溶液で満たされるか、或いは（ｂ）ある種のイオン伝導性物質と共に水又は水溶液で満たされることがある。濃縮室スペーサーが非イオン伝導性メッシュで満たされている場合、脱塩室からのイオンは膜表面で直接に濃縮室の液相に入る。溶液混合、イオン移動及びイオン拡散が起こることで、膜表面から一定の距離では均質な液体が得られる。濃縮室がイオン伝導性物質を含む場合、脱塩室から移行した不純物は、（ａ）不純物が溶液からの別のイオン交換を行うか、或いは（ｂ）不純物が反対符号に帯電したイオン交換材料からの対応する反対符号のイオンと共に移動して液相に移るまでは、それぞれのイオン伝導相中に留まる。
【０００３】
濃縮室内に移行する通常の塩イオン（例えば、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+など及びＣｌ-、Ｂｒ-、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-など）に関しては、濃縮室を通って流れる液体中でその濃度が単に高まるだけである。
【０００４】
酸性及び塩基性イオンに関しては、イオン交換材料相から溶液中へのこれらのイオンの移行は酸／塩基反応を生起させて中性化合物を生成することがある。例えば、下記の反応が起こり得る。
Ｈ+(水溶液)＋ＯＨ-(水溶液) → Ｈ2Ｏ(液体)
Ｈ+(水溶液)＋ＣＨ3ＣＯＯ-(水溶液) → ＣＨ3ＣＯＯＨ(水溶液) （酢酸生成）
Ｈ+(水溶液)＋ＨＣＯ3 -(水溶液) → Ｈ2ＣＯ3(水溶液) → ＣＯ2(水溶液)＋Ｈ2Ｏ(液体) （炭酸生成）
ＮＨ4 +(水溶液)＋ＯＨ-(水溶液) → ＮＨ4ＯＨ(水溶液) → ＮＨ3(水溶液)＋Ｈ2Ｏ(液体) （アンモニア生成）
溶液相に入る陽イオン及び陰イオンが溶解度の低い化合物を生成する場合には、高い局部濃度レベルが発生して沈殿の形成を引き起こすことがある。例えば、下記の機構が働くことがある。
Ｃａ2+(水溶液)＋ＣＯ3 2-(水溶液) → ＣａＣＯ3(固体)
及び
Ｍｇ2+(水溶液)＋２ＯＨ-(水溶液) → Ｍｇ(ＯＨ)2(固体)
これらのスケーリング反応が起こる場所を制御することは、高抵抗率の生成水を製造すると共に、濃縮室内でのスケール形成を低減させるための電気脱イオン装置の能力にとって極めて重要である。生成水の抵抗率に対する濃縮室内でのイオン交換材料の配置の効果は、濃縮室内で酸／塩基中和反応から生成する中性化学種が２種のイオン透過膜の一方によって拒絶されないという事実に由来する。生成する中性化学種（例えば、ＣＯ2、ＣＨ3ＣＯＯＨ及び他の弱酸）は低ｐＨの陽イオン透過膜を通して拡散できるが、高ｐＨの陰イオン透過膜に接触するとイオン化されて拒絶される。同様に、ＮＨ3のような弱塩基は陰イオン透過膜によって拒絶されず、陰イオン透過膜を通して拡散できるが、低ｐＨの陽イオン透過膜に接触するとイオン化される。このような逆拡散（例えば、陽イオン透過膜を通してのＣＯ2又はＣＨ3ＣＯＯＨ或いは陰イオン透過膜を通してのＮＨ3）が起こる速度は、濃縮室内における化学種の局部濃度及び膜表面に対するそれの位置並びに固有の膜特性に依存する。
【０００５】
不活性メッシュで満たされた濃縮室スペーサーを含む電気脱イオン装置では、これらの中性弱酸又は弱塩基化学種の濃度は膜表面で増加せず、脱塩室への逆拡散は最小限である。しかし、イオン交換材料で満たされた電気脱イオン装置の場合にはそうでない。イオン交換材料構造が純陰イオン、純陽イオン又は混合層イオン交換樹脂からなる場合、弱酸及び弱塩基不純物化学種はイオン濃度室の厚さ全体を通してイオン交換材料相中を移動し、対向するイオン透過膜の表面まで達することができる。この界面では、イオンはヒドロニウムイオン（陽イオン透過膜表面）又はヒドロキシドイオン（陰イオン透過膜表面）に出会って中性分子を形成する。膜表面での低い線速度のため、これらの中性化学種の高い濃度が生じ、これらの化学種を隣接する脱塩室に逆拡散させる大きい推進力を生み出すことがある。このような逆拡散によってこれらの化学種が脱塩室内に輸送されると、イオン化が起こって生成水の抵抗率を低下させる。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献】
【特許文献１】国際公開第２００５／００９５９６号パンフレット
【特許文献２】国際公開第９７／２５１４７号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００４／０２４９９２号パンフレット
【特許文献４】国際公開第００／４４４７７号パンフレット
【特許文献５】欧州特許出願公開第１３３８５６８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
イオン交換材料の特異な構成を有する濃縮室を含む電気脱イオン装置が提供される。
【０００８】
一態様では、部分的に陰イオン透過膜を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜を境界とする濃縮室と、濃縮室内に配設されたイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置であって、イオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、かつ陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している電気脱イオン装置が提供される。陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している。イオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインである。イオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜である場合、イオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインである。
【０００９】
別の態様では、部分的に第１のイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素を境界とする濃縮室であって、第１のイオン透過膜は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方である濃縮室と、濃縮室内に配設された第１のイオン交換材料ドメインであって、第１のイオン交換材料ドメインは第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は第１のイオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している第１のイオン交換材料ドメインと、濃縮室内に配設された第２のイオン交換材料ドメインであって、セパレーター要素に対する第１のイオン交換材料ドメインの配置は第１のイオン交換材料ドメインとセパレーター要素との間に第１の空間を画成し、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分が第１の空間内に配設されている第２のイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置が提供される。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインであり、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメインである。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陽イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインであり、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメインである。
【００１０】
さらに別の態様では、部分的に陰イオン透過膜を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜を境界とする濃縮室であって、陰イオン透過膜は陰イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定する濃縮室側側面を含み、陽イオン透過膜は陽イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定する濃縮室側側面を含んでいる濃縮室と、濃縮室内に配設された第１のイオン交換材料ドメインであって、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の反対側に配設された脱塩室の出口に近い第１のイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置が提供される。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメインであり、陰イオン交換材料優勢ドメインは陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、陰イオン交換材料優勢ドメインは陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分を画成し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近い。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメインであり、陽イオン交換材料優勢ドメインは陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分を画成し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近く、陽イオン交換材料優勢ドメインは陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分から離隔し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分を画成し、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上であり、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜の反対側に配設された脱塩室の出口に近い。
【００１１】
以下、下記の添付図面を用いて本発明の好ましい実施形態の方法及び装置を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は電気脱イオン装置の略図である。
【図２】図２は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図３】図３は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図４】図４は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図５】図５は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図６】図６は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図７】図７は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図８】図８は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図９】図９は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１０】図１０は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１１】図１１は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１２】図１２は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１３】図１３は電気脱イオン装置の濃縮室の一実施形態の略図である。
【図１４】図１４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１５】図１５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１６】図１６は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１７】図１７は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１８】図１８は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図１９】図１９は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２０】図２０は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２１】図２１は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２２】図２２は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２３】図２３は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２４】図２４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２５】図２５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２６】図２６は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２７】図２７は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２８】図２８は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図２９】図２９は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３０】図３０は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３１】図３１は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３２】図３２は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３３】図３３は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３４】図３４は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３５】図３５は電気脱イオン装置の濃縮室の別の実施形態の略図である。
【図３６】図３６は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３７】図３７は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３８】図３８は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図３９】図３９は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４０】図４０は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４１】図４１は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４２】図４２は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４３】図４３は電気脱イオン装置の濃縮室のさらに別の実施形態の略図である。
【図４４】図４４は電気脱イオン装置の構成部品の分解図である。
【図４５】図４５は電気脱イオン方法の略図である。
【図４６】図４６は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４７】図４７は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４８】図４８は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図４９】図４９は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図５０】図５０は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【図５１】図５１は濃縮室内のイオン交換材料ドメインの厚さの測定を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（ａ）電気脱イオン装置
図１を参照すれば、内部にイオン交換材料を配設した１以上の濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が示されている。
【００１４】
例えば電気脱イオン装置１０に関して図４４及び図４５を参照しながら述べれば、電気脱イオン装置１０は、陽極３２を備えた陽極室３０及び陰極３５を備えた陰極室３４を含んでいる。室３０、３４の各々は、水又は水溶液のような電解液の流れ１２５を受け入れるように構成されている。陽極３２及び陰極３５は、陽極３２と陰極３５との間に電位差を生み出し、それにより電位差の作用下で液体媒質及びイオン交換媒体中におけるイオン性物質の輸送に影響を及ぼすため、ＤＣ電源に接続するように構成されている。
【００１５】
複数の陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０が陽極室３０と陰極室３４との間に交互に配置されて、交互に位置する脱塩室３６及び濃縮室１２を形成している。脱塩室３６の各々は、陽極側では陰イオン透過膜１８を境界とし、陰極側では陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２の各々は、陽極側では陽イオン透過膜２０を境界とし、陰極側では陰イオン透過膜１８を境界としている。陰イオン透過膜１８は、濃縮室１２内への陰イオンの優先的輸送を許すように構成されている。陽イオン透過膜２０は、濃縮室１２内への陽イオンの優先的輸送を許すように構成されている。脱塩室３６は、入口３６３を通して処理すべき液体（例えば、水溶液）の流れ３６１を受け入れるように構成されている。液体流れ３６１は室３６内で浄化され、出口３６７を通して浄化液体流れ３６５として排出される。濃縮室１２は液体（例えば、水又は水溶液）の流れ１２１を受け入れるように構成されており、この液体流れ１２１が隣接する脱塩室３６から濃縮室１２外に輸送されるイオンを受け取る。これらのイオンで濃縮された液体流れ１２３は室１２から排出される。室３６を通って流れる液体は、室１２を通って流れる液体に対し、並流方向又は向流方向又は直交流方向或いはその他の可能な流れ構成で流れることができる。図４５に示す通り、電解液流れ１２５は液体流れ１２１から供給できる。別法として、電解液流れ１２５は液体流れ３６１又は液体流れ３６５或いはその他適宜の供給源から供給できる。
【００１６】
電気脱イオン装置の各室は、２つの対向する側面がそれぞれ陽イオン透過膜２０及び陰イオン透過膜１８によって画成された実質的に直方体の形状を有しているが、かかる電気脱イオン装置の（ｉ）脱塩室３６及び（ii）濃縮室の例示的な寸法は、それぞれ（ｉ）１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．８ｃｍ及び（ii）１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．３ｃｍである。ここで、第１の寸法は室の幅であり、第２の寸法は室の長さであり、第３の寸法は室の厚さ（さらに詳しくは、膜１８及び２０の間の距離）である。電気脱イオン装置の各電極室は、２つの対向する側面がそれぞれイオン透過膜（陽極室３０の場合には陰イオン透過膜１８、又は陰極室３４の場合には陽イオン透過膜２０）及び電極によって画成された実質的に直方体の形状を有しているが、かかる電気脱イオン装置の電極室３０、３４の例示的な寸法は、１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．５ｃｍである。ここで、第１の寸法は室の幅であり、第２の寸法は室の長さであり、第３の寸法は室の厚さ（さらに詳しくは、イオン透過膜と電極との間の距離）である。
【００１７】
本明細書中で使用する「陰イオン透過膜」という用語は、電気脱イオン装置１０の動作中に脱塩室３６から濃縮室１２への陰イオンの輸送を陽イオンの輸送に比べて優先的に許すように構成され、約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ未満の透水度で特徴づけられる膜を意味する。
【００１８】
本明細書中で使用する「陽イオン透過膜」という用語は、電気脱イオン装置１０の動作中に脱塩室３６から濃縮室１２への陽イオンの輸送を陰イオンの輸送に比べて優先的に許すように構成され、約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ未満の透水度で特徴づけられる膜を意味する。
【００１９】
好適なイオン透過膜の例には、不均質イオン交換膜及び均質イオン透過膜がある。好適な不均質イオン透過膜には、例えば、Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のＣＭＩ−７０００Ｓ（商標）（陽イオン透過膜）及びＭｅｍｂｒａｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のＣＭＩ−７００１Ｓ（商標）（陰イオン透過膜）がある。好適な均質イオン透過膜には、例えば、ＧＥ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（旧ＩＯＮＩＣＳ社）のＣＲ６７ＨＭＰ（商標）（陽イオン透過膜）及びＧＥ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（旧ＩＯＮＩＣＳ社）のＡ１０３ＱＤＰ（商標）（陰イオン透過膜）がある。
【００２０】
ある実施形態では、陽極室３０及び／又は陰極室３４は脱塩室３６に隣接して配設できる（若干の例では、室３０、３４の一方又は両方を濃縮室１２に隣接して配設できることは言うまでもない）ので、室３０及び３４は濃縮室と見なすこともできる。このような状況下では、室３０又は３４はイオン透過膜１８又は２０を通して脱塩室３６と連絡しており、それによって脱塩室３６からイオン性物質を受け入れるように構成されている結果、室３０及び３４を濃縮室１２と見なすこともできる。このことは、脱塩室３６に隣接しかつ陰イオン透過膜１８によって脱塩室３６から隔てられた陽極室３０について言える。同じくこのことは、脱塩室３６に隣接しかつ陽イオン透過膜２０によって脱塩室３６から隔てられた陰極室３４についても言える。室３０、３４はイオン交換材料を含んでいてもよいし、或いはそれぞれの室を通して電解液を流すためにそれぞれの膜をそれぞれの電極から離隔させるためのプラスチックメッシュのような不活性材料を含んでいてもよい。
【００２１】
各々の脱塩室３６内にはイオン交換材料が配設されている。例えば、イオン交換材料は混合イオン交換材料である。別の例としては、脱塩室３６は陽イオン交換材料及び陰イオン交換材料の交互ドメインで満たされている。脱塩室３６内に配設するためのさらに他の好適なイオン交換材料構成は米国特許第６，１９７，１７４号に記載されている。
【００２２】
イオン交換材料の好適な形態の例には、ビーズ、不規則形状粒子、繊維、ロッド、織物及び多孔質モノリスがある。イオン交換材料は天然物質及び合成物質の両方を含み得る。濃縮室又は脱塩室内に配設する場合、イオン交換材料は米国特許第６，１９７，１７４号の第５段６１行目以降に記載されているように圧縮成形できる（米国特許第５，９６１，８０５号及び同第６，２２８，２４０号も参照されたい）。
【００２３】
本明細書で用いる「陰イオン交換材料」という用語は、陰イオン性化学種に対して優先的な伝導性を有する物質を意味する。これに関して述べれば、かかる物質は、物質中に存在する陰イオン化学種を周囲の液体からの陰イオン化学種と選択的に交換し、印加された電界の下での交換された陰イオン化学種の移動を容易にするように構成されている。
【００２４】
本明細書で用いる「陽イオン交換材料」という用語は、陽イオン性化学種に対して優先的な伝導性を有する物質を意味する。これに関して述べれば、かかる物質は、物質中に存在する陽イオン化学種を周囲の液体からの陽イオン化学種と選択的に交換し、印加された電界の下での交換された陽イオン化学種の移動を容易にするように構成されている。
【００２５】
好適な陰イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはトリメチルアンモニウム基又はジメチルエタノールアンモニウム基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）又は三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ２０Ａ（商標））。
【００２６】
好適な陽イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはスルホン酸基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標））。
【００２７】
本明細書で用いる「陰イオン交換材料優勢ドメイン１４」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１４は陰イオン交換材料を含むと共に陽イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１４が陽イオン交換材料も含むならばドメイン１４内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１４のγは約４：１以上であり、ドメイン１４が異なるイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１６、２２、１４１又は１６１（下記参照）のいずれか）に接触している場合には、ドメイン１４のγはドメイン１４が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγの値の２倍以上であり（即ち、（ドメイン１４のγ）≧２×（ドメイン１４が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγ））、（ii）ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約２０体積％以上の陰イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１４は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１４５を有し、ドメイン１４が陰イオン交換膜１８に接触している場合には、厚さ１４５は陰イオン透過膜１８の表面上の点１４０１から陰イオン透過膜１８に垂直な軸線１４３に平行な方向に沿って測定され（図４６参照）、（iv）ドメイン１４はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１４は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約３０体積％以上の陰イオン交換材料を含む。さらに別の例としては、ドメイン１４はドメイン１４の全体積を基準にして約５０体積％以上の陰イオン交換材料を含む。
【００２８】
本明細書で用いる「非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１４１は陰イオン交換材料を含むと共に陽イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１４が陽イオン交換材料も含むならばドメイン１４１内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１４１のγは約１：４以上であり、（ii）ドメイン１４１はドメイン１４１の全体積を基準にして約１０体積％以上の陰イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１４１は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１４５を有し、ドメイン１４１が陰イオン交換膜１８に接触している場合には、厚さ１４５は陰イオン透過膜１８の表面上の点１４０１から陰イオン透過膜１８に垂直な軸線１４３に平行な方向に沿って測定され（図５０参照）、（iv）ドメイン１４１はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１４１は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。好適な陽イオン交換材料の例には、ジビニルベンゼンで架橋された合成ポリスチレンビーズがあり、かかるビーズはスルホン酸基で官能化されている（例えば、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標））。例えば、ドメイン１４１のγは約１：１以上である。
【００２９】
本明細書で用いる「陽イオン交換材料優勢ドメイン１６」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１６は陽イオン交換材料を含むと共に陰イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１６が陰イオン交換材料も含むならばドメイン１６内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１６のγは約１：４以下であり、ドメイン１６が異なるイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１４、２２、１４１又は１６１のいずれか）に接触している場合には、ドメイン１６のγはドメイン１６が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγの値の１／２（即ち、２分の１）以下であり（即ち、（ドメイン１６のγ）≦０．５×（ドメイン１６が接触している異なるイオン交換材料ドメインのγ））、（ii）ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約２０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１６は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１８１を有し、ドメイン１６が陽イオン交換材料２０に接触している場合には、厚さは陽イオン透過膜２０の表面上の点１８３から陽イオン透過膜２０に垂直な軸線１８５に平行な方向に沿って測定され（図４７参照）、（iv）ドメイン１６はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１６は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約３０体積％以上の陽イオン交換材料を含む。さらに別の例としては、ドメイン１６はドメイン１６の全体積を基準にして約５０体積％以上の陽イオン交換材料を含む。
【００３０】
本明細書で用いる「非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１」という用語は、イオン交換材料を含む濃縮室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン１６１は陽イオン交換材料を含むと共に陰イオン交換材料も含むことができ、ドメイン１６１が陰イオン交換材料も含むならばドメイン１６１内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン１６１のγは約４：１以下であり、（ii）ドメイン１６１はドメイン１６１の全体積を基準にして約１０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン１６１は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ１８１を有し、ドメイン１６１が陽イオン交換材料２０に接触している場合には、厚さは陽イオン透過膜２０の表面上の点１８３から陽イオン透過膜２０に垂直な軸線１８５に平行な方向に沿って測定され（図５１参照）、（iv）ドメイン１６１はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。例えば、ドメイン１６１は１粒径以上の厚さに相当する厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。例えば、ドメイン１６１内における陽イオン交換材料と陰イオン交換材料との体積比（即ち、ドメイン１６１のγ）は約１：１以上である。
【００３１】
本明細書で用いる「混合イオン交換材料ドメイン２２」という用語は、下記のいずれかを意味する。即ち、
（ａ）ドメイン２２はイオン交換材料を含む室１２内の空間であって、下記の特性を含んでいる。（ｉ）ドメイン２２は陰イオン交換材料及び陽イオン交換材料を含み、ドメイン２２内における陰イオン交換材料と陽イオン交換材料との体積比はγで定義され、ドメイン２２のγは約１：４〜約４：１であり、（ii）ドメイン２２はドメイン２２の全体積を基準にして約１０体積％以上の陰イオン交換材料を含むと共に、ドメイン２２の全体積を基準にして約１０体積％以上の陽イオン交換材料を含み、（iii）ドメイン２２は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ２２１を有し、厚さ２２１は陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに最も近いドメイン２２上の点２２３から陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに垂直な軸線２２５に平行な方向に沿って測定され（図４８参照、ここに図示された例では、軸線２２５は陽イオン透過膜２０に垂直な軸線２２５とし、点２２３は陽イオン透過膜２０に最も近いドメイン２２上の点２２３としてある）、（iv）ドメイン２２はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられ、或いは
（ｂ）ドメイン２２は陰イオン化学種及び陽イオン化学種の両方に対して伝導性を有する両性イオン交換材料を含む室１２内の空間であり、かかるドメイン２２は約０．２ｍｍ以上の最小厚さ２２１を有し、最小厚さ２２０１は陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに最も近いドメイン２２上の点２２０３から陰イオン透過膜１８又は陽イオン透過膜２０のいずれかに垂直な軸線２２０５に平行な方向に沿って測定され（図４９参照、ここに図示された例では、軸線２２０５は陽イオン透過膜２０に垂直な軸線２２０５とし、点２２０３は陽イオン透過膜２０に最も近いドメイン２２上の点２２０３としてある）、（iv）ドメイン２２はそれを通しての液体の流れを許すのに有効な程度の多孔性を有し、この目的を達するために約６×１０-7Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉ〜約１．５Ｌ／ｍｉｎ／ｃｍ／ｐｓｉの透水度（即ち、ドメインの「比圧力損失」の逆数）によって特徴づけられる。
【００３２】
例えば、部分（ａ）又は部分（ｂ）のいずれかは１粒径以上の厚さに相当する最小厚さを有し、１粒径の厚さは約０．２ｍｍ以上である。
【００３３】
混合イオン交換材料ドメイン２２の「一部分」は上述したような「混合イオン交換材料ドメイン２２」の同一特性を含むが、相違点は混合イオン交換材料ドメイン２２の一部分が同じ混合イオン交換材料ドメイン２２の１以上の他の部分に接触していることであり、その結果として混合イオン交換材料ドメイン２２はこれらの部分からなることを理解すべきである。
【００３４】
また、混合イオン交換材料ドメイン２２は同時に１以上の「空間」内に配設されることがあるが、これはかかる空間がいかに画成されるかに依存することも理解すべきである。さらに、２以上の画成された空間が交差して交差部を形成し、２以上の画成された空間の各々の少なくとも一部分が交差部内に同時に位置することがあり、かかる状況下では、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が交差部内に配設される場合、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は２以上の画成された空間の各々の内部に配設されるとも言われることはもちろんである。
【００３５】
濃縮室側側面に関連して本明細書で用いる「実質的にすべての残存部分」という用語は、
（ａ）残存部分のほとんど全部、又は
（ｂ）残存部分の全部
を意味するものである。ここで「残存部分」は、（陰イオン透過膜又は陽イオン透過膜の）濃縮室側側面のうち、有効作用側面部分以外の部分を意味する。有効作用側面部分が陰イオン透過膜又は陽イオン透過膜の濃縮室側側面全体で画成される場合、「残存部分」は存在しない。
【００３６】
対向する陰イオン及び陽イオン透過膜１８、２０の間に間隔を維持し、それによって室１２、３６に液体流れのためのそれぞれの流路を設けるため、交互に位置する陰イオン及び陽イオン透過膜１８、２０の間にスペーサー３８、４０が配置される。電気脱イオン装置１０用の好適なスペーサー３８、４０の例は、米国特許第６，９２９，７６５号及び米国特許出願公開第２００４／０１０４１６６号に記載されている。これらのスペーサー例は、メッシュを備えたスペーサーを示している。この場合にメッシュは、電気脱イオン装置１０の濃縮室の対向する膜の間或いは対向する膜とエンドフレームアセンブリとの間に間隔を維持し、それによって濃縮室内における流体流路の設置を容易にするために設けられる。濃縮室内のイオン交換材料は室内における流路の設置を容易にするので、イオン交換材料を含む濃縮室は必ずしもメッシュを備えたスペーサーを必要としないことは言うまでもない。上述した通り、メッシュを備えたスペーサーを含む構造の濃縮室は本発明の技術的範囲から除外されない。したがって、好適なスペーサーはメッシュを備えたスペーサー及びメッシュを備えないスペーサーを含む。
【００３７】
図４４及び図４５を参照すれば、装置１０の末端に陽極及び陰極室３０、３４が設けられている。各室３０、３４は、それぞれの電極エンドフレームアセンブリ４２、４４と、それぞれの電極エンドフレームアセンブリ４２、４４に押し付けられたそれぞれの膜との間に画成されかつそれぞれの電極エンドフレームアセンブリ及びそれぞれの膜を境界とするそれぞれの流路を有している。装置１０を組み立てるためには、陰イオン透過膜１８、陽イオン透過膜２０、関連するスペーサー３８、４０及びエンドフレームアセンブリ４２、４４を強制的に結合することで実質的に液密の集成装置が生み出される。電気脱イオン装置の構造例は、米国特許第６，１９３，８６９号に示されている。別法として、電気脱イオン装置の構成部品を水圧プレス及び／又はタイロッドによって結合状態に保つこともできる。
【００３８】
（ｂ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第１の実施形態
一実施形態では、図２乃至図１３を参照しながら説明すれば、電気脱イオン装置１０の濃縮室１２は、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設されている。第１のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している。図２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００３９】
例えば、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設されている。第２のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。図２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。さらに別の例としては、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１６１はドメイン１４に接触している。図３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。さらに別の例としては、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１４１はドメイン１６に接触している。
【００４０】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図４を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４及び陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は膜１８の側面２６の少なくとも一部分に接触しており、膜２０から離隔している。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、膜１８から離隔している。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００４１】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図５を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は膜１８の側面２６の少なくとも一部分に接触しており、膜２０から離隔している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は膜２０の側面２８の少なくとも一部分に接触しており、膜１８から離隔している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は、それぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００４２】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図６及び図７を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々はそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含んでおり、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有している。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料が配設され、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触しており、また陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図８及び図９を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図６及び図８を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８のものである場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図７及び図９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０のものである場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００４３】
例えば、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインが配設され、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。図６及び図８を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８のものである場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。さらに別の例としては、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１６１はドメイン１４に接触している。図７及び図９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０のものである場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。さらに別の例としては、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。なお一層別の例としては、ドメイン１４１はドメイン１６に接触している。
【００４４】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図１０を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々がそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含み、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有し、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触しており、陽イオン透過膜２０から離隔している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、陰イオン透過膜１８から離隔している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図１１を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００４５】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界としている濃縮室１２については、例えば図１２を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の各々がそれぞれの濃縮室側側面２６、２８を含み、各側面２６、２８はそれぞれの側面積を有している。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室内１２に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触しており、陽イオン透過膜２０から離隔している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触しており、陰イオン透過膜２０から離隔している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図１３を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分は、それぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００４６】
（ｃ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第２の実施形態
別の実施形態では、図１４乃至図３４を参照しながら説明すれば、電気脱イオン装置１０の濃縮室１２は、部分的に第１のイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界としている。第１のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方である。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設され、第１のイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陰イオン透過膜１８である場合（図１４参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する第１のイオン透過膜が陽イオン透過膜２０である場合（図１５参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設されている。セパレーター要素２４に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６とセパレーター要素２４との間にそれぞれの空間を画成し、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインに接触している。さらに別の例としては、セパレーター要素２４が第２のイオン透過膜である場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方であり、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば図１４を参照すれば、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、ドメイン１６１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば図１５を参照すれば、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。例えば、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４が電極である場合のようにセパレーター要素は実質的に不透過性である。さらに別の例としては、セパレーター要素については、セパレーター要素は第２のイオン透過膜である。この場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方である。
【００４７】
この実施形態では、第１のイオン交換材料１４又は１６はセパレーター要素２４から離隔している必要がない。この点に関しては、例えば、セパレーター要素２４が陰イオン透過膜１８である図２０を参照すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２が設けられている。濃縮室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が配設され、かつ陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陰イオン透過膜１８に対するドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの空間を画成している。それぞれの空間内には混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が配設されている。また、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。注目すべきことには、ドメイン１６は陰イオン透過膜１８の少なくとも一部分８ａにも接触している。
【００４８】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図１６を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。電極２５に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と電極２５との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４に接触している。例えば、これは電極２５が陽極３２である陽極室３０の場合に該当し得る。
【００４９】
部分的に陽イオン透過膜２０を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図１７を参照すれば、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。電極２５に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と電極２５との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。例えば、これは電極２５が陰極３５である陰極室３４の場合に該当し得る。
【００５０】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図１８及び図１９を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合（図１８参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合（図１９参照）、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と膜１８及び２０の他方との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。
【００５１】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図２１を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触して配設されている。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触して配設されている。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成し、陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成し、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００５２】
部分的に陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方であるイオン透過膜を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とする濃縮室については、例えば図２２及び図２３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、セパレーター要素２４に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６とセパレーター要素２４との間にそれぞれの空間を画成している。また、濃縮室１２内には第２のイオン交換材料ドメインも配設され、第２のイオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。イオン透過膜１８又は２０は側面積を有する濃縮室側側面２６又は２８を含み、濃縮室１２内に配設された第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６はイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これはイオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２４及び図２５を参照すれば、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、イオン透過膜１８又は２０の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、イオン透過膜１８又は２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図２２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分を有するイオン透過膜１８又は２０が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図２３及び図２５を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分を有するイオン透過膜１８又は２０が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインに接触している。さらに別の例としては、セパレーター要素２４が第２のイオン透過膜である場合、セパレーター要素２４は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜１８の他方であり、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜１８の他方に接触している。図２２及び図２４を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、ドメイン１６１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１６１の全体が混合イオン交換材料ドメインである。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いはドメイン１６１の全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。図２３及び図２５を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、ドメイン１４１は混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いはドメイン１４１の全体が混合イオン交換材料ドメインである。さらに別の例としては、ドメイン１４１は陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いはドメイン１４１の全体が陰イオン交換材料優勢ドメインである。例えば、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４が電極である場合（図２６乃至図２９参照）のようにセパレーター要素は実質的に不透過性である。さらに別の例としては、セパレーター要素２４については、セパレーター要素２４は第２のイオン透過膜である。この場合、第２のイオン透過膜は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方である（図３０乃至図３５参照）。
【００５３】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図２６を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、電極２５に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置はドメイン１４と電極２５との間にそれぞれの空間を画成している。濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、濃縮室１２内に配設された陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２７を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン２２はドメイン１４に接触している。例えば、これは電極が陽極３２である陽極室３０の場合に該当し得る。
【００５４】
部分的に陽イオン透過膜２０を境界とし、また部分的にセパレーター要素２４を境界とし、かつセパレーター要素２４が電極２５である濃縮室１２については、例えば図２８を参照すれば、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、電極２５に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置はドメイン１６と電極２５との間にそれぞれの空間を画成している。濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設され、混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含み、濃縮室１２内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図２９を参照すれば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン２２はドメイン１６に接触している。例えば、これは電極が陰極３５である陰極室３４の場合に該当し得る。
【００５５】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図３０及び図３１を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６が濃縮室１２内に配設され、かつ陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。濃縮室１２内には混合イオン交換材料ドメイン２２も配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方との間にそれぞれの空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図３２及び図３３を参照すれば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。図３０及び図３２を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触して配設されている濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。図３１及び図３３を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触して配設されている濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００５６】
部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２については、例えば図３４を参照すれば、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が濃縮室１２内に配設され、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が濃縮室１２内に配設され、かつ混合イオン交換材料ドメイン２２が濃縮室１２内に配設されている。陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と陽イオン透過膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と陰イオン透過膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。例えば図３５を参照すれば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分の空間配置については、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分の空間配置については、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００５７】
（ｄ）イオン交換材料を含む濃縮室を有するＥＤＩ装置の第３の実施形態
図３６及び図３７を参照しながら説明すれば、別の実施形態では、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。濃縮室１２内には第１のイオン交換材料ドメインが配設され、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメインはまた、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分から離隔している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面２６又は２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００５８】
図３６を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陰イオン透過膜１８である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４）は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第１の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陰イオン交換材料優勢ドメイン１４）はまた、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分から離隔している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第１の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００５９】
図３７を参照すれば、第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の一方が陽イオン透過膜２０である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６）は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の側面２８の少なくとも一部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分を画成している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の第２の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。第１のイオン交換材料ドメイン（即ち、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６）はまた、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分から離隔している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の第２の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。
【００６０】
この実施形態では、第１のイオン交換材料１４又は１６は陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面から離隔している必要がない。この点に関しては、例えば図４３を参照すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２が設けられている。第１のイオン交換材料ドメインは、濃縮室１２内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分２８ａに接触しており、濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６はまた、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分２６ａから離隔しており、その少なくとも一部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。注目すべきことには、陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の一部分２６ｂにも接触しており、この一部分２６ｂは陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７から相対的に遠い。
【００６１】
例えば、電気脱イオン装置はさらに、濃縮室１２内に配設された第２のイオン交換材料ドメインを含んでいる。第２のイオン交換材料ドメインは、陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方の濃縮室側側面の少なくとも一部分（即ち、第１のイオン交換材料ドメインが離隔している部分）に接触している。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは第１のイオン交換材料ドメインにも接触している。
【００６２】
第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン交換材料優勢ドメイン１４である場合（図３６参照）、第２のイオン交換材料ドメインは非陰イオン交換材料優勢ドメイン１６１である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、第２のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００６３】
第１のイオン交換材料ドメインが陽イオン交換材料優勢ドメイン１６である場合（図３７参照）、第２のイオン交換材料ドメインは非陽イオン交換材料優勢ドメイン１４１である。例えば、第２のイオン交換材料ドメインは混合イオン交換材料ドメイン２２を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が混合イオン交換材料ドメイン２２である。さらに別の例としては、第２のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン１４を含むか、或いは第２のイオン交換材料ドメインの全体が陰イオン交換材料優勢ドメイン１６である。
【００６４】
例えば図３８及び図３９を参照すれば、濃縮室１２内にはさらに混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陰イオン透過膜１８及び陽イオン透過膜２０の他方に対する第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６の配置は、第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６と膜１８又は２０との間にそれぞれの空間を画成している。それぞれの空間内には混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分が配設されている。例えば、ドメイン２２は第１のイオン交換材料ドメイン１４又は１６に接触している。
【００６５】
さらに別の例としては、図４０を参照しながら説明すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。室１２内には陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が配設され、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の少なくとも一部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分を画成している。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面積部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の有効作用側面部分は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６も配設され、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分に接触している。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分が、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の少なくとも一部分によって画成されている。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の１０％以上である。例えば、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の５０％以上である。さらに別の例としては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分の相対サイズに関しては、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面積部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体である。陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の有効作用側面部分は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。例えば、ドメイン１４はドメイン１６に接触している。
【００６６】
例えば、図４０の実施形態の変形例としては、図４０を参照すれば、濃縮室内には混合イオン交換材料ドメイン２２が配設されている。陽イオン透過膜２０に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の配置は、ドメイン１４と陽イオン透過膜２０との間にそれぞれの第１の空間を画成している。陰イオン透過膜１８に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の配置は、ドメイン１６と陰イオン透過膜１８との間にそれぞれの第２の空間を画成している。混合イオン交換材料ドメイン２２の少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている。例えば、ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々に接触している。
【００６７】
例えば、図４２を参照しながら説明すれば、部分的に陰イオン透過膜１８を境界とし、また部分的に陽イオン透過膜２０を境界とする濃縮室１２を含む電気脱イオン装置１０が提供される。陰イオン透過膜１８は側面積を画定する濃縮室側側面２６を含み、陽イオン透過膜２０は側面積を画定する濃縮室側側面２８を含んでいる。室１２内には陰イオン交換材料優勢ドメイン１４が配設され、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面積の実質的に全体に接触している。必然的な結果として、ドメイン１４が接触している陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６は、陰イオン透過膜１８の濃縮室側側面２６の実質的にすべての残存部分に比べて、陰イオン透過膜１８の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には陽イオン交換材料優勢ドメイン１６が配設され、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面積の実質的に全体に接触している。必然的な結果として、ドメイン１６が接触している陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８は、陽イオン透過膜２０の濃縮室側側面２８の実質的にすべての残存部分に比べて、陽イオン透過膜２０の反対側に配設された脱塩室３６の出口３６７に近い。室１２内には、混合イオン交換材料ドメイン２２が陰イオン交換材料優勢ドメイン１４と陽イオン交換材料優勢ドメイン１６との間に配設されている。ドメイン２２はドメイン１４及び１６の各々にも接触し、かつ室１２の全長（入口末端から出口末端まで）にわたって延在している。濃縮室は、３ｍｍの厚さをもった実質的に直方体の形状を有している。ドメイン１４は、ドメイン１４の全体にわたって約０．２ｍｍの厚さ１４５を有している。ドメイン１６は、ドメイン１６の全体にわたって約０．２ｍｍの厚さ１８１を有している。ドメイン２２は、ドメイン２２の全体にわたって約２．６ｍｍの厚さ２２１を有している。この点に関しては、ドメイン１４及び１６の各々の厚さは最小限（例えば、イオン交換材料が粒子の形態で供給される場合には１又は２粒径）に保たれ、ドメイン２２の厚さは最大化される。
【００６８】
（ｅ）動作
動作に当たっては、陽極３２と陰極３６との間に電位差が印加される。脱塩室３６及び濃縮室１２を通って電流が流れ、脱塩室３６内でのイオン輸送及び水の分解を可能にする。陰イオン及び陽イオンが脱塩室３６から透過膜１８、２０を通して隣接する濃縮室１２（場合によっては隣接する電極室３０、３４）に輸送されることで、脱塩室３６を通って流れる液体からイオンが除去される。その結果、脱塩室３６を通って流れる液体は脱イオンされて精製された液体の流れ３６５を生じる一方、濃縮室１２を通って流れる液体中にはイオン種が濃縮されて濃縮流出液１２３を生じる。図５に示す例では、室１２、３６を通る液体の流れは互いに向流状態にある。
【００６９】
陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６は膜表面における非帯電弱酸濃度を低下させ、かくして非帯電弱酸種の逆拡散を低減させるために役立つと考えられる。詳しくは、陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６を設けることで、陽イオン透過膜２０を通しての拡散によって非帯電弱酸種（例えば、ＣＯ2又はＣＨ3ＣＯＯＨ）が濃縮室１２から脱塩室３６に輸送されて脱塩室３６内で非帯電弱酸種がイオン化し、それに伴って脱塩室３６から排出される生成水の品質が低下する傾向が減少する。陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の存在は、下記の機構のいずれか一方又は両方を可能にすることでこのような逆拡散の低減に役立つと考えられる。即ち、（ｉ）弱酸が濃縮室１２内から陽イオン透過膜２０に移動する（次いで陽イオン透過膜２０中を浸透して脱塩室３６内に至る）するための拡散長さを増加させること、及び（ii）濃縮室１２を通って流れる液体の線速度が（陽イオン透過膜２０に隣接して流れる液体の線速度に比べて）速い場合、陰イオン交換材料／陽イオン交換材料界面を陽イオン透過膜２０から遠ざけて、この界面で生成する弱酸を陽イオン透過膜２０からさらに遠い位置で生成させることにより、陽イオン透過膜２０の表面近傍における弱酸の局部濃度を減少させることである。
【００７０】
同様に、陰イオン透過膜１８に接触した陰イオン交換材料優勢ドメイン１４は、アンモニア及び窒素含有弱有機塩基（例えば、アニリン、ブチルアミン、ヒドラジン、エチルアミン及びヒドロキシルアミン）のような弱塩基物質の逆拡散を低減させるために役立つと考えられる。
【００７１】
陽イオン透過膜２０に接触した陽イオン交換材料優勢ドメイン１６の例及び／又は陰イオン透過膜１８に接触した陰イオン交換材料優勢ドメイン１４の例と共に、濃縮室１２内での硬度スケール形成を軽減させるために混合イオン交換材料ドメイン２２が設けられる。濃縮室１２内において陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との間の界面の数を増加させることは、硬度及びスケール形成陰イオンの局部濃度の例を低下させる。かかる界面の数は、主として単一相のイオン交換材料ドメイン（例えば、ドメイン１４又は１６のいずれか）と異なり、混合イオン交換材料ドメイン２２において最適化される。したがって、上述したドメイン１４、１６の一方又は両方に加えて混合イオン交換材料ドメイン２２を設けることは、混合イオン交換材料ドメイン２２を設けずに上述したドメイン１４、１６の一方又は両方のみを濃縮室１２内に設けた場合に広く起こることがある硬度スケール形成を軽減させる。
【００７２】
下記の非限定的な実施例を参照しながら、本発明の実施形態を一層詳しく説明する。
【００７３】
（ｆ）実施例
（ｉ）濃縮室が混合イオン交換材料のみで充填された電気脱イオン装置の性能を、（ii）濃縮室が陽イオン透過膜に接触した陽イオン交換材料ドメイン及び陽イオン交換材料ドメインと陰イオン透過膜との間に配設された混合イオン交換材料ドメインを含む電気脱イオン装置の性能と比較するために電気脱イオンプロセスを実施した。
【実施例１】
【００７４】
陽極を収容した陽極室及び陰極を収容した陰極室を含む第１の電気脱イオン装置を用意した。陽極室と陰極室との間に複数の陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜を交互に配置することで、交互に位置する脱塩室及び濃縮室を形成する。その結果、全部で１６の濃縮室及び全部で１５の脱塩室が存在する。脱塩室３６の各々は、陽極側で陰イオン透過膜１８を境界とし、陰極側で陽イオン透過膜２０を境界としている。濃縮室１２の各々は、陽極側で陽イオン透過膜２０を境界とし、陰極側で陰イオン透過膜１８を境界としている。濃縮室及び脱塩室の各々は、実質的に直方体の形状を有している。各々の脱塩室の寸法は１３ｃｍ×３９ｃｍ×０．８ｃｍ（幅×長さ×厚さ）である。
【００７５】
各々の脱塩室は、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物である混合イオン交換材料で充填される。各々の脱塩室内の混合イオン交換材料ドメインは脱塩室の形状に従う結果、混合イオン交換材料ドメインの厚さは０．８ｃｍである。
【００７６】
各々の濃縮室は、２つの相異なるイオン交換材料ドメインを形成するようにしてイオン交換材料で充填される。詳しくは、各々の濃縮室は陽イオン交換材料ドメイン及び混合イオン交換材料ドメインを含んでいる。濃縮室の陽イオン交換材料優勢ドメインは、濃縮室の陽イオン交換材料優勢ドメイン中で使用する陽イオン交換材料樹脂ビーズ直径のサイズ範囲が０．４２〜０．６ｍｍとなるようにふるい分けで大きい樹脂ビーズを除去した三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）を含んでいる。濃縮室の混合イオン交換材料ドメインは、三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物である混合イオン交換材料を含んでいる。濃縮室の陽イオン交換材料ドメインは実質的に直方体の形状に画成され、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の実質的に全体に接触している。濃縮室の混合イオン交換材料ドメインは実質的に直方体の形状に画成され、陽イオン交換材料ドメインと陰イオン透過膜との間の空間全体の内部に配設されている。陽イオン交換材料ドメインの厚さは０．０８ｃｍである。混合イオン交換材料ドメインの厚さは０．２ｃｍである。
【００７７】
脱塩室、濃縮室及び電極室の各々への供給流れは、同一の組成を有している。かかる供給流れは、重炭酸ナトリウム注入後に１５．９ｐｐｍの濃度で溶存ＨＣＯ3 -を含有する実質的な超純水（逆浸透で前処理した水道水）である。各々の脱塩室からは、約０．４１６７ｇｐｍの速度で生成水が流出する。各々の濃縮室からは、約０．０２３５ｇｐｍの速度で水が流出する。併合された電極室からは、約０．２５ｇｐｍの速度で水が流出する。回収率は９０％と測定される。脱塩室及び濃縮室の各々を通しての流れが確立された後、装置に接続された外部回路を通して３クーロン／秒の電流を印加し、かくして脱塩室を通って流れる供給水の電気脱イオンを行った。
【００７８】
定常状態では、脱塩室の出口から流出する生成水の抵抗率は１７．７Ｍｏｈｍ・ｃｍと測定された。
【比較例１】
【００７９】
各々の濃縮室が混合イオン交換材料のみ（即ち、三菱化学（株）のＳＫ−１Ｂ（商標）樹脂ビーズ（陽イオン交換材料）及び三菱化学（株）のＳＡ１０Ａ（商標）樹脂ビーズ（陰イオン交換材料）の体積比１：１の混合物）で充填されている点を除き、実施例１に記載したものと実質的に同じ電気脱イオン装置を用いて実質的に同じ動作条件下で比較例を実施した。
【００８０】
定常状態では、これらの条件下で脱塩室の出口から流出する生成水の抵抗率は１２Ｍｏｈｍ・ｃｍと測定された。
【００８１】
もちろん、特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載された本発明の実施形態に修正を行い得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 電気脱イオン装置
１２ 濃縮室
１４ 陰イオン交換材料優勢ドメイン
１６ 陽イオン交換材料優勢ドメイン
１８ 陰イオン透過膜
２０ 陽イオン透過膜
２２ 混合イオン交換材料ドメイン
１４１ 非陽イオン交換材料優勢ドメイン
１６１ 非陰イオン交換材料優勢ドメイン
Claims (13)
- 対向する側面を有する濃縮室（１２）であって、その一方の側面が部分的に陰イオン透過膜（１８）を境界とし、他方の側面が部分的に陽イオン透過膜（２０）を境界とする濃縮室（１２）と、濃縮室（１２）内に配設された第１のイオン交換材料ドメインとを含んでなる電気脱イオン装置であって、
第１のイオン交換材料ドメインが陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触し、かつ陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方から離隔しており、
陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の少なくとも一部分が、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成していて、
第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜（１８）である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）であり、
第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜（２０）である場合、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）であり、
さらに、濃縮室内に配設された混合イオン交換材料ドメインを含んでいて、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方に対する第１のイオン交換材料ドメインの配置は第１のイオン交換材料ドメインと陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の他方との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている、電気脱イオン装置。 - 第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜（１８）であり、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）である、請求項１記載の電気脱イオン装置。
- 陽イオン透過膜に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）の配置は陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）と陽イオン透過膜との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている、請求項２記載の電気脱イオン装置。
- さらに、濃縮室内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）を含んでいて、陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触しかつ陰イオン透過膜から離隔しており、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している、請求項２記載の電気脱イオン装置。
- 陽イオン透過膜に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）の配置は陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）と陽イオン透過膜との間にそれぞれの第１の空間を画成し、陰イオン透過膜に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）の配置は陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）と陰イオン透過膜との間にそれぞれの第２の空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の少なくとも一方の内部に配設されている、請求項４記載の電気脱イオン装置。
- 第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陽イオン透過膜（２０）であり、第１のイオン交換材料ドメインは陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）である、請求項１記載の電気脱イオン装置。
- 陰イオン透過膜に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）の配置は陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）と陰イオン透過膜との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている、請求項６記載の電気脱イオン装置。
- 陰イオン透過膜の濃縮室側側面が陰イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定し、陽イオン透過膜の濃縮室側側面が陽イオン透過膜の濃縮室側側面積を画定し、陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面部分が陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方の濃縮室側側面積の１０％以上である、請求項１記載の電気脱イオン装置。
- 第１のイオン交換材料ドメインが接触している濃縮室側側面の少なくとも一部分を有する陰イオン透過膜及び陽イオン透過膜の一方が陰イオン透過膜（１８）であり、第１のイオン交換材料ドメインは陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）であり、陰イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分が陰イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陰イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上である、請求項８記載の電気脱イオン装置。
- 陽イオン透過膜に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）の配置は陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）と陽イオン透過膜との間にそれぞれの空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの空間内に配設されている、請求項９記載の電気脱イオン装置。
- さらに、濃縮室内に配設された陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）を含んでいて、陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分に接触しかつ陰イオン透過膜から離隔しており、陽イオン透過膜の濃縮室側側面の少なくとも一部分は陽イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分を画成している、請求項９記載の電気脱イオン装置。
- 陽イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面部分が陽イオン透過膜の濃縮室側側面の有効作用側面積部分を画定し、これは陽イオン透過膜の濃縮室側側面積の１０％以上である、請求項１１記載の電気脱イオン装置。
- 陽イオン透過膜に対する陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）の配置は陰イオン交換材料優勢ドメイン（１４）と陽イオン透過膜との間にそれぞれの第１の空間を画成し、陰イオン透過膜に対する陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）の配置は陽イオン交換材料優勢ドメイン（１６）と陰イオン透過膜との間にそれぞれの第２の空間を画成し、混合イオン交換材料ドメインの少なくとも一部分がそれぞれの第１及び第２の空間の１以上の内部に配設されている、請求項１１記載の電気脱イオン装置。
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