JP7388708B2

JP7388708B2 - フィルタープレス型の透析装置、及びばね治具

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Publication number: JP7388708B2
Application number: JP2020049575A
Authority: JP
Inventors: 真太郎久保; 英治梅本
Original assignee: Astom Corp
Current assignee: Astom Corp
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: CN113491951A; JP2021146294A; CN214914967U

Description

本発明は、フィルタープレス型の透析装置、及びフィルタープレス型の透析装置に配設されるばね治具に関する。

従来から、イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽と、前記透析槽を固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み移動プレス盤側から押圧して前記積層方向に締め付ける押圧部材を有するプレス機と、を備えたフィルタープレス型の透析装置が知られている。

フィルタープレス型の透析装置としては、例えば、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをガスケットを間に介在させながら交互に配列して脱塩室及び濃縮室を構成したスタックを一対の電極間に配設した電気透析槽を備え、脱塩室に食塩を含む被処理液を供給して、前記一対の電極に直流電流を通すことにより、該被処理液から塩分を除去して脱塩液と濃縮液とを生成する電気透析装置が知られている（例えば、特許文献１、２を参照。）。

また、フィルタープレス型の透析装置の他の例としては、例えば、酸の回収を目的とするものであって、陰イオン交換膜とガスケットとを交互に配列して酸廃液を供給する室と水を供給する室とを構成して複数積層したスタックを有する透析槽を備え、酸廃液に含まれる有効酸を濃度差によって陰イオン交換膜を透過させて水側に拡散移動させて前記有効酸を回収する拡散透析装置が知られている（例えば、特許文献３を参照。）。

特開２０１４－１４７７６号公報特開２０１６－２０９８６５号公報特開２０１６－２２１５０７号公報

上記した特許文献１～３に記載されたフィルタープレス型の透析装置は、透析槽を、押圧部材を有するプレス機の固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み、移動プレス盤側から前記押圧部材によって押圧し、イオン交換膜とガスケットとを積層方向に締め付けて所定の締付圧力として、押圧部材を固定するようになっている。このようにすることで、電気透析装置である場合は、脱塩室及び濃縮室を構成するガスケットを弾性変形させ、また、拡散透析装置である場合は、酸廃液を供給する室、及び水を供給する室を構成するガスケットを弾性変形させて、イオン交換膜とガスケットとを密着させて処理液の漏洩を防止し締付圧力が保持されるようになっている。

しかし、季節的な変化による設置場所の温度変化の影響、流通させる液温の熱的影響、日光による紫外線の影響、流通させる液体の薬液による影響等、様々な要因によって、ガスケットの寸法が厚み方向（前記積層方向）において変化する。ガスケットの厚み方向の寸法が小さくなると、イオン交換膜とガスケットとを密着させる締付圧力が低下して、透析槽から外部に液の漏洩が発生するという問題がある。また、ガスケットの寸法が大きくなると、締付圧力が異常増加し、脱塩室、又は濃縮室の液閉塞が発生し、安全上の問題や、生産される液の品質低下、生産性の低下をもたらすという問題がある。これらの問題に対処するためには、その都度、透析装置の作動を停止して、イオン交換膜とガスケットとを積層した積層物の積層方向にて透析槽を締め付ける締付圧力を調整する必要があり、生産性の低下をもたらしていた。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、透析槽を構成するガスケットの厚み方向の寸法が変化しても、プレス機の押圧部材による締結圧力を長時間保持することができるフィルタープレス型の透析装置、及びばね治具を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽と、前記透析槽を固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み移動プレス盤側から押圧して前記積層方向に締め付ける押圧部材を有するプレス機と、を備えたフィルタープレス型の透析装置であって、前記移動プレス盤と前記押圧部材との間に配置されるばね治具を備え、前記ばね治具は、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えるフィルタープレス型の透析装置が提供される。

本発明のフィルタープレス型の透析装置においては、
前記一対のばね固定枠には、前記一対のばね固定枠の一方と前記一対のばね固定枠の他方との相対的な移動量を示すガイドが配設されていること、
前記ガイドは、前記移動量に応じた所定の圧力範囲を示す表示部を備えていること、
前記プレス機には、前記移動プレス盤を水平方向にスライドさせる一対のサイドバーが配設され、前記ばね治具は、前記一対のサイドバーに掛け渡される一対のアーム部を備え、前記プレス機の前記押圧部材が前記ばね治具を介して前記移動プレス盤を押圧すると、前記一対のアーム部が前記サイドバー上を滑り前記ばね治具が前記一対のサイドバー上を移動するように構成されていること、
前記ばねは、コイルばねであること、
前記透析槽は、陽極と陰極との間に前記スタックが設けられた構造を備える電気透析槽であること、
が好ましい。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽と、前記透析槽を固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み前記移動プレス盤側から押圧して前記積層方向に締め付ける押圧部材を有するプレス機と、を備えたフィルタープレス型の透析装置の前記移動プレス盤と前記押圧部材との間に配置されるばね治具であって、前記ばね治具は、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えるばね治具が提供される。

本発明のばね治具においては、
前記一対のばね固定枠には、前記一対のばね固定枠の一方と前記一対のばね固定枠の他方との相対的な移動量を示すガイドが配設されていること、
前記ガイドは、前記移動量に応じた所定の圧力範囲を示す表示部を備えていること、
前記ばね治具は、前記プレス機に配設され前記移動プレス盤がスライドする一対のサイドバーに掛け渡され、前記一対のサイドバーに沿ってスライド可能な一対のアーム部を備えていること、
前記ばねは、コイルばねであること、
が好ましい。

本発明のフィルタープレス型の透析装置は、移動プレス盤と押圧部材との間に配置されるばね治具を備え、前記ばね治具は、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えていることにより、透析槽のスタックを構成するガスケットの寸法に変化が生じたとしても、ばね治具に配設されたばねの撓みによって該変化に対応して、スタックに対する締付圧力が適正締付圧力に維持され、長時間運転を実施する場合であっても、移動プレス盤よる締付圧力の再調整を要しないという効果を奏する。

また、本発明のばね治具は、フィルタープレス型の透析装置の移動プレス盤と押圧部材との間に配置されるばね治具であって、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えていることにより、このばね治具をフィルタープレス型の透析装置に配設した場合に、透析槽のスタックを構成するガスケットの寸法に変化が生じたとしても、ばね治具に配設されたばねの撓みによって該変化に対応して、スタックに対する締付圧力が適正締付圧力に維持され、長時間運転を実施する場合であっても、移動プレス盤よる締付圧力の再調整を要しないという効果を奏する。

フィルタープレス型電気透析装置、及びばね治具の斜視図である。（ａ）図１に示すばね治具の斜視図、（ｂ）（ａ）に示すばね治具の側面図である。図１に示すフィルタープレス型電気透析装置にばね治具を配設し、押圧部材によって移動プレス盤を押圧している態様を示す斜視図である。図３に示すフィルタープレス型電気透析装置のばね治具を含む領域の一部を拡大して示す平面図である。（ａ）定常状態におけるばね治具のガイドを含む領域を拡大して示す平面図、（ｂ）（ａ）に示すばね治具が押圧部材によって押圧された状態を示す平面図である。

以下、本発明に基づいて構成されるフィルタープレス型の透析装置、及びフィルタープレス型の透析装置の移動プレス盤と押圧部材との間に配置されるばね治具に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、本発明のフィルタープレス型の透析装置の一実施形態として示されるフィルタープレス型電気透析装置１、及びフィルタープレス型電気透析装置１に着脱自在に配設されるばね治具１００が示されている。

図に示すように、フィルタープレス型電気透析装置１は、透析槽２０と、透析槽２０を挟み締め付けて押圧するプレス機５０と、を備えている。透析槽２０は、二つのスタック３０、４０を備えている。スタック３０は、イオン交換膜とガスケットとを交互に積層した積層物を備えている。より具体的には、陽イオン交換膜３２、脱塩室用ガスケット３３、陰イオン交換膜３４、及び濃縮室用ガスケット３５を積層したものを一対として、図中矢印Ｘで示すＸ軸方向において、複数（例えば１１０対）積層させた積層物を含み、該積層物の積層方向の両側に一対の締付枠３１、３６を配置して挟んだものである。締付枠３１には締付用の孔３１１が、締付枠３６には、締付用の孔３６１が外周に沿って複数形成されており、各締付用の孔を利用して、一対の締付枠３１、３６をスタッドボルト３７によって締め付け、該積層物を一体としている。締付用の孔３１１、３６１は、スタッドボルト３７の径よりも大きい貫通孔であり、スタッドボルト３７を締付用の孔３１１、３６１に挿通し、図示を省略する適宜のナット、ワッシャーリングを使用して該積層物を締め付ける。また、締付枠３１、３６の側面には、図中Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延びる肩部３１２、３６２が両側に形成されている（反対側の肩部３１２、３６２は示されていない）。

スタック４０は、スタック３０と同一の構成を備えており、シート状に成型された陽イオン交換膜４２、脱塩室用ガスケット４３、陰イオン交換膜４４、及び濃縮室用ガスケット４５を積層したものを一対として、Ｘ軸方向において、複数（例えば１１０対）積層させた積層物を含み、該積層物の積層方向の両側に一対の締付枠４１、４６を配置して挟んでいる。締付枠４１には締付用の孔４１１が、締付枠４６にも同様の締付用の孔（図では見えていない）が外周に沿って複数形成されており、各締付用の孔を利用して、一対の締付枠４１、４６をスタッドボルト４７、及び図示を省略する適宜のナット、ワッシャーリングを使用して該積層物を締め付ける。締付枠４１、４６の側面には、図中Ｙ軸方向に延びる肩部４１２、４６２が両側に形成されている。スタック３０、及びスタック４０に形成される締付用の孔の高さは２段階で用意されており、隣接するスタックでは、異なる高さの締付用の孔が使用される。なお、本実施形態では、透析槽２０を２つのスタック（スタック３０及びスタック４０）により構成しているが、本発明はこれに限定されず、スタックを１つ、又は３つ以上備えるものであってもよい。

上記した透析槽２０は、上記した二つのスタック３０、４０を配列させたものであり、スタック３０の締付枠３６側には陽極を保持する陽極枠２２を、スタック４０の締付枠４１側には陰極を保持する陰極枠２４を配置し、所謂電気透析槽を構成している。

次に、図１を参照しながら、プレス機５０について説明する。プレス機５０は、一対の立設部５１、５２と、一方（手前側）の立設部５１の上部に水平に配置される油圧プレス機支持部５３と、立設部５１と対向する位置であって他方の立設部５２によって支持される固定プレス盤５４と、油圧プレス機支持部５３と固定プレス盤５４とをＸ軸方向（水平方向）で連結する一対のサイドバー５５、５５と、油圧プレス機支持部５３に支持される油圧プレス機５６と、一対のサイドバー５５、５５に挟まれた領域に配設された移動プレス盤５７とを備えている。

油圧プレス機５６は、油圧ポンプ５６１と、押圧部材５６２とを備えている。押圧ポンプ５６１は、図示を省略する電動モータにより駆動され、押圧部材５６２をＸ軸方向に伸長させる。移動プレス盤５７は、矢印Ｙで示すＹ軸方向の側面に一対の肩部５７１、５７１を備えており、一対のサイドバー５５、５５に肩部５７１、５７１を介して支持される。移動プレス盤５７の下端部はプレス機５０の設置面には触れておらず、また、肩部５７１、５７１はサイドバー５５、５５には固定されていないことから、油圧プレス機５６の押圧部材５６２によって移動プレス盤５７の垂直壁５７２が押圧されることにより、サイドバー５５、５５上を肩部５７１、５７１がスライドして、移動プレス盤５７を、Ｘ軸方向で対向する固定プレス盤５４に向けて移動させることができる。

図１に示すように、プレス機５０には、上記した構成に加え、ばね治具１００が着脱自在に配設される。図２を参照しながら、本実施形態のばね治具１００について具体的に説明する。

図２（ａ）に示すように、ばね治具１００は、一対のばね固定枠１０２、１０４と、一対のばね固定枠１０２、１０４に挟まれ支持されるばね１１０と、一対のばね固定枠１０２、１０４の分離を防止する連結機構１２０と、一方のばね固定枠１０２と他方のばね固定枠１０４との相対的な移動量を示すガイド１３０が配設されている。

ばね固定枠１０２、１０４は、厚みのある矩形状の鋼板で構成されている。ばね１１０は、例えば、コイルばねが好ましく、より具体的には圧縮コイルばねであり、図示の実施形態では、縦横に３列、合計９つの圧縮コイルばねが配設されている。本実施形態に採用されているばね１１０は、例えば、ばね定数が１，０００Ｎ／ｍｍであり、外径が７０ｍｍ、自然長が９０ｍｍの強力ばねである。なお、本発明のばねの形態、配設される数については、特にこれに限定されず、周知のばねを任意の数で採用することが可能である。

連結機構１２０は、ばね固定枠１０２、１０４におけるＹ軸方向の両側面において、上下方向の３箇所に第一連結部１２２、第二連結部１２４、及び第三連結部１２６を備えている。第一連結部１２２は、ばね固定枠１０２、１０４にそれぞれ溶接等により固定された平面視で略Ｌ字型をなす支持プレート１２２ａ、１２２ａを備え、支持プレート１２２ａ、１２２ａを、追って説明する形態のボルト１２２ｂ及びナット１２２ｅによって連結している。同様に、第二連結部１２４、第三連結部１２６も、ばね固定枠１０２、１０４にそれぞれ固定されて平面視で略Ｌ字型をなす支持プレート１２４ａ、１２４ａ、及び支持プレート１２６ａ、１２６ａを備え、各支持プレートを、ボルト１２４ｂ、１２６ｂによって連結している。図２（ａ）では、Ｙ軸方向における反対側の側面が示されていないが、手前側の第一連結部１２２、第二連結部１２４、及び第三連結部１２６と同様の構成が配設されている。

上記した連結機構１２０について、図２（ａ）に加え、図２（ｂ）に示すばね治具１００の側面図を参照しながら、より具体的に説明する。ばね固定枠１０２、１０４に固定された支持プレート１２２ａ、１２２ａには、図２（ａ）に示すように、ボルト１２２ｂのねじ部が遊嵌される孔１２２ｄがそれぞれに形成されている。ばね固定枠１０２、１０４の間に上記したばね１１０を配設した状態で、支持プレート１２２ａ、１２２ａの孔１２２ｄにボルト１２２ｂを挿入し、図２（ｂ）に示すように、ボルト１２２ｂに対してナット１２２ｅを螺合して締め付けて固定する。この連結態様は、第二連結部１２４、第三連結部１２６も同様であり、第二連結部１２４においては、ボルト１２４ｂに対してナット１２４ｅを螺合して支持プレート１２４ａ、１２４ａを締め付け、第三連結部１２６においては、ボルト１２６ｂに対してナット１２６ｅを螺合して支持プレート１２４ａ、１２４ａを締め付ける。以上のようにして連結することにより、一対のばね固定枠１０２、１０４が、９つのばね１１０を保持した状態となり、連結機構１２０によって一対のばね固定枠１０２、１０４の分離が防止されると共に、ばね固定枠１０２とばね固定枠１０４が相対的に近接することが許容される。なお、連結機構１２０の構成は、上記した形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記したナット１２２ｅを使用する代わりに、支持プレート１２２ａの孔１２２ｄに対して雌ねじを形成しておき、雌ねじが形成された孔１２２ｄにボルト１２２ｂの先端側を螺合するようにしてもよい。

図１、及び図２から把握されるように、ばね治具１００をプレス機５０に配設する際に最も上方に位置づけられる第一連結部１２２の支持プレート１２２ａ、１２２ａは、第二連結部１２４の支持プレート１２４ａ、第三連結部１２６の支持プレート１２６ａよりもＹ軸方向で見て長尺に形成された一対のアーム部を構成し、支持プレート１２２ａ、１２２ａの外側端部の下面側には、段差部１２２ｃが形成されている。ばね治具１００をプレス機５０に配設する際には、前記した段差部１２２ｃ、１２２ｃを、プレス機５０の一対のサイドバー５５、５５上に載置する。これにより、第一連結部１２２の一対の支持プレート１２２ａ、１２２ａは、ばね治具１００を一対のサイドバー５５、５５に掛け渡す機能を奏し、段差部１２２ｃ、１２２ｃが形成されていることにより、Ｙ軸方向にばね治具１００がずれることを防止している（図３も併せて参照）。本実施形態のように、第一の連結部１２２を長尺として一対のアーム部を構成することにより、既存のプレス機に対して設置することを容易にしている。

ガイド１３０は、金属製の板状部材である。ガイド１３０の一方の端部は、ばね治具１００をプレス機５０に配設した際に移動プレス盤５７側に位置付けられるばね固定枠１０４の上辺に２つのボルト１３６によって固定されている。ガイド１３０のＸ軸方向の長さは、ばね治具１００が定常状態（ばね１１０がばね固定枠１０２、１０４によって保持され、且つばね固定枠１０２、１０４がいずれからも押圧されていない状態）にあるとき、少なくともばね固定枠１０２の上辺を覆う寸法で形成されている。また、ガイド１３０の他方の端部側には、図中Ｘ軸方向に沿って長く延びる切り欠き１３２が形成されている。ガイド１３０のＸ軸方向に延びる両側面の所定の位置（Ｘ軸方向でみて同じ位置）には、略三角形状の一対の切込み１３４、１３４が形成されている。ばね固定枠１０２の上辺には、前記した切り欠き１３２を介してボルト１３８がねじ込まれている。

前記した切り欠き１３２の幅は、ボルト１３８のねじ部の直径よりも大きく、且つボルト１３８の頭部の直径よりも小さく設定されている。さらに、ボルト１３８の頭部とばね固定枠１０２の上辺との間には、ガイド１３０の厚みよりも大きい隙間が形成されている。切り欠き１３２のＸ軸方向の長さは、ばね固定枠１０２、１０４がＸ軸方向に押圧されて相互に近づく際の移動量よりも大きい寸法で形成される。以上のような構成を備えていることにより、ばね固定枠１０２、１０４がＸ軸方向に押圧されて、相互の間隔が狭くなった場合、ボルト１３８が、切り欠き１３２の長手方向に沿って移動することができる。すなわち、ばね固定枠１０２とばね固定枠１０４との相対的な移動量は、ボルト１３８の頭部が切り欠き１３２内を移動した移動量によって把握することができる。さらに、上記した切込み１３４を所定の位置に形成しておくことにより、切込み１３４は、ばね固定枠１０２、１０４が所定の圧力範囲で押圧されたことを、ボルト１３８が切込み１３４に位置付けられることで把握する表示部として機能する。なお、所定の圧力範囲でばね固定枠１０２、１０４が押圧されたことを把握するための表示部は、上記した切込み１３４により形成される形態に限定されず、ガイド１３０の上面に、上記した切込み１３４が形成された位置、切込み１３４の幅に相当するスケール（メモリ）、マーク、着色した部位を形成するものであってもよく、さらには、ばね固定枠１０２とばね固定枠１０４との距離を電気的に計測する周知の近接センサを配設し、ばね固定枠１０２とばね固定枠１０４との距離を電気的に表示するものであってもよい。本実施形態のフィルタープレス型電気透析装置１、及びフィルタープレス型電気透析装置１に配設されたばね治具１００は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下に、その機能、作用について説明する。

図１に示すフィルタープレス型電気透析装置１を作動させる際には、上記した透析槽２０を構成するスタック３０、４０を予め用意しておき、プレス機５０の一対のサイドバー５５、５５、固定プレス盤５４、及び移動プレス盤５７に挟まれた位置に搬入し、スタック３０の締付枠３１、３６に配設された肩部３１１、３６１、及びスタック４０の締付枠４１、４６に配設された肩部４１１、４６１を一対のサイドバー５５、５５に掛け渡して載置する。このとき、スタック３０、４０の下端部は、フィルタープレス型電気透析装置１の設置面には触れないことから、スタック３０、４０を、一対のサイドバー５５、５５に沿ってＸ軸方向に移動させることができる。

移動プレス盤５７の垂直壁５７２と対向する位置には、ばね治具１００が設置される。ばね治具１００を設置する場合は、図３に示すように、ガイド１３０が固定されたばね固定枠１０４側を移動プレス盤５７側に向けて設置する。上記したように、ばね治具１００は、一対のアーム部を構成する第一連結部１２２によって一対のサイドバー５５、５５に掛け渡され、一対のサイドバー５５、５５上をＸ軸方向にスライドすることが可能である。なお、図３では、説明の都合上、手前側のサイドバー５５の一部を透過して示している。

上記したように、プレス機５０に対して、透析槽２０、及びばね治具１００を設置したならば、油圧プレス機５６の油圧ポンプ５６１を作動して、図３、図４に示すように押圧部材５６２を、矢印Ｄ１で示す方向に伸長させて、押圧部材５６２の先端部をばね治具１００のばね固定枠１０２に当接させ、ばね治具１００を介して移動プレス盤５７を矢印Ｄ２で示す方向に押圧する。これにより、スタック３０、及びスタック４０が積層方向（Ｘ軸方向）にて締め付けられて、全体として透析槽２０が圧縮される。

ところで、本実施形態のプレス機５０によって透析槽２０が締め付けられる際の適正締付圧力は０．６Ｎ／ｍｍ^２±０．１Ｎ／ｍｍ^２に設定されており、前記した適正締付圧力がばね治具１００に作用した場合のばね１１０の撓み量は１６ｍｍ±２ｍｍである。そこで、図５（ａ）に示すように、ガイド１３０に形成される切込み１３４のＸ軸方向における中心位置と、押圧部材５６２がばね治具１００を介して移動プレス盤５７を押圧する前の定常状態におけるボルト１３８の頭部の中心位置Ｏとの距離Ｒ１は、Ｘ軸方向でみて１６ｍｍになるように設定され、切込み１３４のＸ軸方向の幅Ｒ２は、許容される所定の圧力範囲（±０．１Ｎ／ｍｍ^２）に相当する４ｍｍに設定されている。

ここで、押圧部材５６２を、矢印Ｄ１で示す方向に伸長させて、ばね治具１００を介して移動プレス盤５７を矢印Ｄ２で示す方向に押圧すると、締付圧力が高くなるに従ってばね１１０が撓み、図５（ｂ）に示すように、ばね固定枠１０２に固定されたボルト１３８の頭部がＸ軸方向に形成された切り欠き１３２に沿って移動する。そして、切込み１３４の中心とボルト１３８の頭部の中心位置Ｏとが、Ｘ軸方向で一致したことを目視することで、ボルト１３８の移動量がＲ１（１６ｍｍ）になったこと、すなわち、スタック３０、４０が上記した適正締付圧力によって締め付けられたことを、格別な測定器具を使用することなく容易に確認することができる。

本発明の発明者らは、上記したフィルタープレス型電気透析装置１を使用し、食塩を含む被処理液から濃縮液と脱塩液とを２４時間連続で生成する運転を、移動プレス盤５７と押圧部材５６２との間にばね治具１００を配設した場合（実験１）と、ばね治具１００を配設せずに押圧部材５６２によって直接移動プレス盤５７を押圧した場合（実験２）とで実施し、透析槽２０が受ける締付圧力の変化を測定した。なお、フィルタープレス型電気透析装置１の運転は、実験１、実験２のいずれも、被処理液（液温度４０℃、電気伝導度約６０ｍＳ／ｃｍ）を、循環液量３８ｍ^３／Ｈｒ、循環圧力０．１Ｍｐａにて供給し、電極間に運転電圧２００Ｖで直流電圧を印加して実施したものであり、フィルタープレス型電気透析装置１の運転を開始する前には、押圧部材５６２によってばね治具１００、又は移動プレス盤５７を押圧して、所定の適正締付圧力（０．６Ｎ／ｍｍ^２）とした後、押圧部材５６２の位置を固定し、油圧ポンプ５６１による油圧を解除した。

上記した実験１、及び実験２の結果を比較すると、ばね治具１００を配設した実験１においては、２４時間の連続運転を実施した後であっても、透析槽２０に対する締付圧力が０．５５Ｎ／ｍｍ^２に維持されて、透析槽２０に対する締付圧力が許容範囲（０．６Ｎ／ｍｍ^２±０．１Ｎ／ｍｍ^２）内に収まり、２４時間を通して適性締付圧力下において該運転が実施されたことが確認された。これに対し、ばね治具１００を配設せずに実施した実験２では、透析槽２０に対する締付圧力が０．６Ｎ／ｍｍ^２から０．４Ｎ／ｍｍ^２まで低下し、スタック３０、４０を構成する積層物から液漏れが生じる恐れがある状態となったことが確認された。すなわち、実験２のようにばね治具１００を配設しない場合は、透析槽２０に対する締付圧力を適正締付圧力に維持するために、途中で運転を停止して油圧プレス機５６による締付圧力を再調整する必要があるのに対し、実験１のようにばね治具１００を配設した場合は、締付圧力を変化させる要因、例えば、透析槽２０を構成するガスケットの寸法に変化が生じたとしても、ばね治具１００に配設されたばね１１０の撓みによって該変化に対応して、透析槽２０に対する締付圧力が適正締付圧力に維持され、長時間運転を実施する場合でも、油圧プレス機５６による締付圧力の再調整を要しないという効果を発揮した。

本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明に含まれる種々の変形例が提供される。例えば、上記した実施形態では、本発明をフィルタープレス型電気透析装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、陰イオン交換膜のみをガスケットを介して配列して複数積層したスタックを有する透析槽を備えた拡散透析装置にも適用することができ、イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽を有するフィルタープレス型透析装置であれば、いずれの型の透析装置にも適用される。

１：フィルタープレス型電気透析装置
２０：透析槽
２２；陽極枠
２４：陰極枠
３０、４０：スタック
３１、４１：締付枠
３１１、４１１：締付用の孔
３２、４２：陽イオン交換膜
３３、４３：脱塩室用ガスケット
３４、４４：陰イオン交換膜
３５、４５：濃縮室用ガスケット
３６、４６：締付枠
３６１、４６１：締付用の孔
３７、４７：スタッドボルト
５０：プレス機
５１、５２：立設部
５３：油圧プレス機支持部
５４：固定プレス盤
５５：サイドバー
５６：油圧プレス機
５６１：油圧ポンプ
５６２：押圧部材
５７：移動プレス盤
５７１：肩部
５７２：垂直壁
１００：ばね治具
１０２、１０４：ばね固定枠
１１０：ばね（コイルばね）
１２０：連結機構
１２２：第一連結部
１２２ａ：支持プレート
１２２ｂ：ボルト
１２２ｃ：段差部
１２２ｅ：ナット
１２４：第二連結部
１２６：第三連結部
１３０：ガイド
１３２：切り欠き
１３４：切込み
１３８：ボルト

Claims

イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽と、前記透析槽を固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み移動プレス盤側から押圧して前記積層方向に締め付ける押圧部材を有するプレス機と、を備えたフィルタープレス型の透析装置であって、
前記移動プレス盤と前記押圧部材との間に配置されるばね治具を備え、
前記ばね治具は、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えるフィルタープレス型の透析装置。
前記一対のばね固定枠には、前記一対のばね固定枠の一方と前記一対のばね固定枠の他方との相対的な移動量を示すガイドが配設されている請求項１に記載のフィルタープレス型の透析装置。
前記ガイドは、前記移動量に応じた所定の圧力範囲を示す表示部を備えている請求項２に記載のフィルタープレス型の透析装置。
前記プレス機には、前記移動プレス盤を水平方向にスライドさせる一対のサイドバーが配設され、
前記ばね治具は、前記一対のサイドバーに掛け渡される一対のアーム部を備え、
前記プレス機の前記押圧部材が前記ばね治具を介して前記移動プレス盤を押圧すると、前記一対のアーム部が前記サイドバー上を滑り前記ばね治具が前記一対のサイドバー上を移動する請求項１から３のいずれかに記載のフィルタープレス型の透析装置。
前記ばねは、コイルばねである請求項１から４のいずれかに記載のフィルタープレス型の透析装置。
前記透析槽は、陽極と陰極との間に前記スタックが設けられた構造を備える電気透析槽である請求項１から５のいずれかに記載のフィルタープレス型の透析装置。
イオン交換膜とガスケットとが交互に積層された積層物の積層方向の両側に一対の締付枠が配置されたスタックを備えた透析槽と、前記透析槽を固定プレス盤と移動プレス盤とで挟み前記移動プレス盤側から押圧して前記積層方向に締め付ける押圧部材を有するプレス機と、を備えたフィルタープレス型の透析装置の前記移動プレス盤と前記押圧部材との間に配置されるばね治具であって、
前記ばね治具は、前記移動プレス盤と前記押圧部材とに当接する一対のばね固定枠と、前記一対のばね固定枠に挟まれ支持されるばねと、前記一対のばね固定枠の分離を防止する連結機構と、を備えるばね治具。
前記一対のばね固定枠には、前記一対のばね固定枠の一方と前記一対のばね固定枠の他方との相対的な移動量を示すガイドが配設されている請求項７に記載のばね治具。
前記ガイドは、前記移動量に応じた所定の圧力範囲を示す表示部を備えている請求項８に記載のばね治具。
前記ばね治具は、前記プレス機に配設され前記移動プレス盤がスライドする一対のサイドバーに掛け渡され、前記一対のサイドバーに沿ってスライド可能な一対のアーム部を備える請求項７から９のいずれかに記載のばね治具。
前記ばねは、コイルばねである請求項７から１０のいずれかに記載のばね治具。