JPH0217624Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は塩水の濃縮や脱塩などを行なう締付型
電気透析装置に用いる電気透析用スタツクであ
る。特に工業的規模で使用される通電面積が0.4
m²以上で、１対の締結枠にイオン交換膜がガスケ
ツトを介して多数配列された電気透析用スタツク
に関する。

［従来の技術］ 陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互にガ
スケツトを介して電極間に多数配列し締めつけて
なる電気透析槽は、一般に塩類の濃縮や脱塩に広
く用いられている。通常、通電面積0.4m²以上の
工業的規模の電気透析槽はイオン交換膜やガスケ
ツトの定期的洗浄のため透析槽への出し入れが容
易な様に、１対の締結枠間にイオン交換膜とガス
ケツトを多数配列し締めつけた１つのブロツク
（以下、スタツクという）を１ないし10ブロツク
使用し、１対の電極間に存在させ運転を行なつて
いる。

更に電気透析槽の各スタツクへの透析液の供
給、排出は各スタツクを介在して給液枠を設けて
行なつたり、又は締結枠に給、排液の機能を持た
せて行なつたりしている。

各スタツクはその取扱いを容易にするため、ス
タツク内透析室間及び透析室内の流量を均一にす
ること、および電気漏洩を出来るだけ抑制するこ
と等を考慮して200対以上、400対以下のイオン交
換膜、ガスケツトで構成されている。

一方、電気透析槽への透析液の給、排液方法
は、片側の給液枠（又は締結枠）から給、排液を
行なつたり、両側の給液枠（又は締結枠）から
給、排液を行なつたりすることが提案されている
が、スタツク内の流量均一性や電気漏洩などを勘
案し適当な方法が採用されている。

［考案が解決しようとする問題点］ 電気透析装置を安定に運転するためには、電気
透析用スタツクの透析室間及び透析室内の流量を
均一にする必要がある。そのために透析液をスタ
ツクの両側から給排液することが望ましい。しか
し、この方法は流量均一化のためには有効である
ものの電流漏洩が増加し、透析性能の重要な要因
である電流効率が低下するのが問題である。

この電流効率の低下を防止するための方法とし
て、連通孔の孔径を小さくしたり、連通孔の数を
少なくする等の工夫がなされている。しかしこの
場合も電流効率は上昇するものの、スタツク内の
圧損が増大し、透析室間及び透析室内の流量の不
均一が起こり望ましくない。

［問題点を解決するための手段］ そこで電流効率の低下を起こすことなく、透析
室間の流量が均一に保たれるような電気透析槽に
ついて鋭意研究した結果、本考案をなすに至つ
た。

すなわち、本考案の構成は１対の締結枠の間に
陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互にガス
ケツトを介して多数配列した電気透析陽スタツク
において、その中間付近に、中間枠、すなわち片
面が陽イオン交換膜又は陰イオン交換膜の濃縮面
に接し、他面は濃縮ガスケツトに接する、通電部
切欠をもち、ガスケツト、膜の連通孔に対応する
部位の穴が無く、実質的に液の連通を遮断する枠
を有する電気透析用スタツクである。

以下、図面を参照して具体的に説明すると、電
気透析陽スタツクの中間付近に、第１図に示すよ
うに片面が濃縮液連通孔１および希釈液連通孔２
を有する陽イオン交換膜b₁の濃縮面に接し、その
反対面は希釈液連通孔２および濃縮液潮道３を有
する濃縮ガスケツトｃと接するように中間枠ａを
挿入するか、または片面が濃縮液連通孔１および
希釈液連通孔２を有する陰イオン交換膜b₂の濃縮
面に接し、その反対面は濃縮ガスケツトｃと接す
るように中間枠ａを挿入したものである。この中
間枠ａによつて透析液の通過が阻止され、スタツ
ク透析室間の流量が均一に維持され、かつ、透析
液が連通していないので電流漏洩が抑制され、電
流効率が向上する。

ここで中間枠ａとして、単に透析液の通過を阻
止するために硬質のプラスチツク板などを用いた
場合には、中間枠部で透析槽外への透析液の漏洩
を生じたり、イオン交換膜b₁と中間枠ａがスリツ
プし、スタツクがずれ落ちたりする。又中間枠ａ
をイオン交換膜b₁またはb₂と濃縮液連通孔１およ
び希釈液潮道４を有する希釈ガスケツトの間に入
れた場合、結果として、希釈室において中間枠ａ
の厚み分だけ希釈室の厚みが増大するため電圧が
上昇し好ましくない。

硬質プラスチツク板中間枠ａにイオン交換膜b₁
とのパツキング性を持たせるため、中間枠両側に
濃縮ガスケツトｃを用いると、中間枠連通部に
は、スタツク内連通孔の液圧の高い側からより多
く濃縮液が供給され、中間枠左右のスタツク間で
流量の不均一を生ずることがある。したがつて、
濃縮ガスケツトは中間枠ａの片側に用いるのが好
ましい。

本考案において中間枠ａに一方向からのみ給排
液を行なう場合には、中間枠左右で個々の透析室
間の流量が均一に保たれる。更に中間枠ａは、濃
縮ガスケツトｃと接しており、中間枠通電部には
濃縮液が供給されるため電圧上昇もほとんどな
い。

更には、後述の如く、中間枠ａは使用する材質
の選択や、その構成により電気透析槽外への透析
液の漏洩が防止出来る。

本考案のスタツクは200対以上、500対以下のイ
オン交換膜、ガスケツトで構成されることが好ま
しく、300対以上400対以下であることが特に好ま
しい。対数が少ない場合、スタツク内透析室間の
流量は比較的均一であり、中間枠ａを使用する必
要はない。しかし、対数が多い場合、流量を均一
にするために中間枠を用いることが有効である
が、電流漏洩の抑制の効果が少なくなる。

本考案の電気透析用スタツクで中間枠ａは、該
スタツク締結枠間の1/3以上、2/3以下の間に挿入
するのが好ましく、2/5以上、3/5以下に挿入する
ことが特に好ましい。これより締結枠側に中間枠
を挿入すると中間枠左右でスタツク内の液圧バラ
ンスが崩れ、透析室間の流量が不均一となる。

本考案で用いられる中間枠ａは、イオン交換膜
b₁またはb₂と接する面のシヨアＡ硬度が60以上、
100以下であるものが適している。これより軟ら
かいと膜の変形や歪みが生じ好ましくない。又こ
れ以上に硬い場合、イオン交換膜とのパツキン性
がなく透析液の槽外への漏洩や、中間枠とイオン
交換膜がスリツプし、スタツクのずれ落ちなどを
生ずる。

又、本考案の中間枠ａのパンクチヤー強度は、
20Kg−cm以上、好ましくは50Kg−cm以上である。
パンクチヤー強度が弱い場合、中間枠のガスケツ
ト、膜の連通孔に対応する部分に歪みを生じた
り、破れたりして、中間枠の左右で透析液の連通
することがあり本考案の特徴が失われる。

本考案に用いられる中間枠ａの厚みは、スタツ
ク電圧の上昇を極力押えるため薄い方が好ましい
が、機械的強度や製作の容易さなどから、0.1mm
以上、３mm以下が適しており、好ましくは0.3mm
以上、１mm以下が適している。

本考案で用いられる中間枠ａとしては、プラス
チツクシートが用いられ、単層構造でも良く又２
層以上の構造でも良い。中間枠が単層の場合、パ
ツキング性とパンクチヤー強度の両者を満たす必
要があるために、その厚みが大きくなる欠点があ
る。中間枠をより薄くするために、濃縮ガスケツ
トに接する面に、パンクチヤー強度の優れた薄い
プラスチツクシートを用い、イオン交換膜に接す
る面にパンクチヤー強度は劣るがパツキング性に
優れた薄いプラスチツクシートを用いる２層構造
であることが特に適している。

ここで使用されるプラスチツクシートの材料
は、パツキング性に優れたものとして、天然ゴ
ム、エチレン／酢酸ビニル共重合体（EVA）、エ
チレン／アクリル酸エステル共重合体（EEA）、
エチレン／メタクリル酸メチル共重合体
（EMMA）等が挙げられる。一方、パンクチヤー
強度に優れたプラスチツクシートとして、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、高密度ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリエステル等がある。

更に本考案の電気透析用スタツクは、中間付近
で相接している濃縮ガスケツトと中間枠を一体と
して用いても良い。むしろ透析用スタツクを構成
する部品の点数を減らす意味から、濃縮ガスケツ
トと中間枠は一体となつた方が好ましい。

［作用］ 本考案は300対以上、400対以下のイオン交換膜
とガスケツトから構成される電気透析用スタツク
５を用いて、透析液を給液枠６（又は締結枠）の
両側から給、排液を行なう場合に有効なものであ
る。

本考案の中間枠ａは透析液を遮断することによ
り、電流漏洩を抑制して電流効率の上昇をはか
り、透析室間の流量を均一に保つ効果を奏するも
のである。

又、中間枠通電部に一方の側からのみ濃縮液を
給、排液する場合には、中間枠ａ左右のスタツク
内液圧のバランスが崩れても、左右それぞれのス
タツク内液圧のバランス及び流量の均一を保つこ
とが出来るので好ましい。

更に中間枠通電部に濃縮液を給排液することに
より、電気透析槽の電圧上昇が防止され好まし
い。

［発明の効果］ 以上、説明したように本考案は、電気透析用ス
タツクの中間付近に透析液を遮断する中間枠を設
けることによりスタツクの電圧を上げることな
く、スタツク内の透析室の流量を均一に保ち、電
流漏洩を抑制することにより電流効率の上昇をは
かることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電気透析用スタツクの中間付
近の透析室構成及び液流れの説明図、第２図は本
考案の電気透析用スタツクを使用した電気透析槽
の液流れの説明図である。 ａ…中間枠、b₁…陽イオン交換膜、b₂…陰イオ
ン交換膜、ｃ…濃縮用ガスケツト、ｄ…希釈用ガ
スケツト、１…濃縮液連通孔、２…希釈液連通
孔、３…濃縮液潮道、４…希釈液潮道、５…電気
透析用スタツク、６…給液枠。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) １対の締結枠の間に陽イオン交換膜と陰イオ
   ン交換膜とを交互にガスケツトを介して多数配
   列した電気透析用スタツクにおいて、その中間
   付近に、片面は陽イオン交換膜又は陰イオン交
   換膜の濃縮面に接し、他面は濃縮ガスケツトに
   接する、通電部切欠をもち、ガスケツト、膜の
   連通孔に対応する部位の穴が無く実質的に液の
   連通を遮断する枠（以下、中間枠という）を有
   することを特徴とする電気透析用スタツク。 (2) イオン交換膜と接する面のシヨアＡ硬度が60
   以上100以下である中間枠を有する実用新案登
   録請求の範囲第(1)項に記載の電気透析用スタツ
   ク。 (3) 濃縮ガスケツトと中間枠が一体となつたもの
   を用いる実用新案登録請求の範囲第(1)項又は第
   (2)項に記載の電気透析用スタツク。