JPH119966A - 電気透析セルスタック用ガスケット及び電気透析セル - Google Patents
電気透析セルスタック用ガスケット及び電気透析セルInfo
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- JPH119966A JPH119966A JP10021530A JP2153098A JPH119966A JP H119966 A JPH119966 A JP H119966A JP 10021530 A JP10021530 A JP 10021530A JP 2153098 A JP2153098 A JP 2153098A JP H119966 A JPH119966 A JP H119966A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜が膨潤し破断して区画間の洩れが生ずるの
を無視できる程度にした電気透析セルアセンブリ用ガス
ケットを提供することにある。 【解決手段】 制限部分３６、３８により互いに接合し
た複数の流路部分２６、２８、３０を備えた連続流路を
持つ。各流路部分は比較的広い幅を持つ。各制限部分
は、各流路部分幅より幅を狭くして流体が各制限部分を
流れる際に、流体の速度を高める。従って制限部分から
出る流体により各流路部分に乱流及びかきまぜ作用を生
ずる。各マニホルド穴２１、２３、２２、２４を連続流
路の互いに対向する端部に位置させる。各マニホルド穴
と連続流路の各端部との間に剛性の口Ｐ１、Ｐ２を位置
させる。各セルを、陽イオン交換膜及び／又は陰イオン
交換膜を間に挟んだ１対の双極膜により形成する。
を無視できる程度にした電気透析セルアセンブリ用ガス
ケットを提供することにある。 【解決手段】 制限部分３６、３８により互いに接合し
た複数の流路部分２６、２８、３０を備えた連続流路を
持つ。各流路部分は比較的広い幅を持つ。各制限部分
は、各流路部分幅より幅を狭くして流体が各制限部分を
流れる際に、流体の速度を高める。従って制限部分から
出る流体により各流路部分に乱流及びかきまぜ作用を生
ずる。各マニホルド穴２１、２３、２２、２４を連続流
路の互いに対向する端部に位置させる。各マニホルド穴
と連続流路の各端部との間に剛性の口Ｐ１、Ｐ２を位置
させる。各セルを、陽イオン交換膜及び／又は陰イオン
交換膜を間に挟んだ１対の双極膜により形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気透析装置（ｅｌｅ
ｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ）に又このような装置に使う
ガスケットに係わり、ことに区画間及び外部への漏れを
実質的に伴わなくて、再循環ポンプ作用の必要度及び段
数は共に減らし、かなりの電流密度で、高レベルの塩転
化／回収（ｓａｌｔ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ／ｒｅｃｏ
ｖｅｒｙ）回収（リカバリ）の率で又低い圧力降下で動
作する電気透析装置に関する。
ｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ）に又このような装置に使う
ガスケットに係わり、ことに区画間及び外部への漏れを
実質的に伴わなくて、再循環ポンプ作用の必要度及び段
数は共に減らし、かなりの電流密度で、高レベルの塩転
化／回収（ｓａｌｔ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ／ｒｅｃｏ
ｖｅｒｙ）回収（リカバリ）の率で又低い圧力降下で動
作する電気透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、単極又は双極のイオン交換膜
を持つ電気透析（ＥＤ）装置に使うのに適し、とくに直
流電流駆動力を使い希薄な塩の流れから濃厚な酸、塩基
及び塩を生成するのに適している。このような装置は、
通常水溶液中に存在するイオンを分離し濃縮し変化する
のにイオン交換膜を使う。電気透析処理は直流電流力に
よって駆動する。
を持つ電気透析（ＥＤ）装置に使うのに適し、とくに直
流電流駆動力を使い希薄な塩の流れから濃厚な酸、塩基
及び塩を生成するのに適している。このような装置は、
通常水溶液中に存在するイオンを分離し濃縮し変化する
のにイオン交換膜を使う。電気透析処理は直流電流力に
よって駆動する。
【０００３】若干の出版物及び特許明細書には、このよ
うな処理に使われる装置を構成するのに使われる膜技術
や部品について記載してある。これ等の出版物のうちで
最も有益と考えられるものは次の通りである。 −米国、エネルギー省１９９０年４月刊「電気透析」第
８章「隔膜分離システム（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）−−研究の必要度の評
価」に関する報告ＤＯＥ／ＥＲ／３０１３３−ＨＩ −Ｍ．Ｃ．ポーター（Ｐｏｒｔｅｒ）刊行「工業用膜技
術便覧」第８章１９９０年ノイズ・パブリケイションズ
（Ｎｏｙｅｓ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ） −膜科学会誌（１９９１年）５８，１１７−１３８Ｋ．
Ｎ．マニ（Ｍａｎｉ）による「電気透析による水分割技
術」 −米国特許第５，２４０，５７９号、第４，８７１，４
３１号、第４，８６３，５９６号、第４，７８６，３９
３号、第４，７３７，２６０号、第４，７０７，２４０
号、第４，５６９，７４７号、第４，３１９，９７８
号、第４，３０３，４９３号、第４，２２６，６８８
号、第４，１７２，７７９号、第４，０６７，７９４
号、第３，９９３，５１７号、第３，９８５，６３６
号、第３，８７８，０８６号及び第３，６７９，０５９
号の各明細書
うな処理に使われる装置を構成するのに使われる膜技術
や部品について記載してある。これ等の出版物のうちで
最も有益と考えられるものは次の通りである。 −米国、エネルギー省１９９０年４月刊「電気透析」第
８章「隔膜分離システム（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）−−研究の必要度の評
価」に関する報告ＤＯＥ／ＥＲ／３０１３３−ＨＩ −Ｍ．Ｃ．ポーター（Ｐｏｒｔｅｒ）刊行「工業用膜技
術便覧」第８章１９９０年ノイズ・パブリケイションズ
（Ｎｏｙｅｓ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ） −膜科学会誌（１９９１年）５８，１１７−１３８Ｋ．
Ｎ．マニ（Ｍａｎｉ）による「電気透析による水分割技
術」 −米国特許第５，２４０，５７９号、第４，８７１，４
３１号、第４，８６３，５９６号、第４，７８６，３９
３号、第４，７３７，２６０号、第４，７０７，２４０
号、第４，５６９，７４７号、第４，３１９，９７８
号、第４，３０３，４９３号、第４，２２６，６８８
号、第４，１７２，７７９号、第４，０６７，７９４
号、第３，９９３，５１７号、第３，９８５，６３６
号、第３，８７８，０８６号及び第３，６７９，０５９
号の各明細書
【０００４】電気透析スタック（ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａ
ｌｙｓｉｓ ｓｔａｃｋ）は、電気入力を形成するよう
にこのスタックの２つの端部に陽極及び陰極を備える。
これ等の電極間には、板及び枠を持つフィルタプレスの
場合と同様に向き合わせに接触させて互いに固着した１
連の膜及び隔離板（ガスケット）を組付けてある。この
ユニットの長期にわたる信頼性を確実に保つように、各
電極室は各膜及び各別の流体循環路の組を使って主処理
ユニットから流体密に隔離すればよい。
ｌｙｓｉｓ ｓｔａｃｋ）は、電気入力を形成するよう
にこのスタックの２つの端部に陽極及び陰極を備える。
これ等の電極間には、板及び枠を持つフィルタプレスの
場合と同様に向き合わせに接触させて互いに固着した１
連の膜及び隔離板（ガスケット）を組付けてある。この
ユニットの長期にわたる信頼性を確実に保つように、各
電極室は各膜及び各別の流体循環路の組を使って主処理
ユニットから流体密に隔離すればよい。
【０００５】工業処理場では、主処理ユニットは、たと
えば５０−２５０個のような多数のユニットを備えてい
る。各ユニットセルは、イオン交換隔膜及び溶液区画を
備える。各溶液区画は、ガスケット内に含める。このガ
スケットは、ポリエチレンのようなプラスチック材料で
作られ厚さが約０．５ないし５ｍｍである。これ等のガ
スケットは、各膜を分離し必要に応じ各縁部及びその他
の区域を適当に密封する。これ等のガスケットは又、隣
接する膜の支持体となり溶液区画に対し流体を流入流出
させることができる。
えば５０−２５０個のような多数のユニットを備えてい
る。各ユニットセルは、イオン交換隔膜及び溶液区画を
備える。各溶液区画は、ガスケット内に含める。このガ
スケットは、ポリエチレンのようなプラスチック材料で
作られ厚さが約０．５ないし５ｍｍである。これ等のガ
スケットは、各膜を分離し必要に応じ各縁部及びその他
の区域を適当に密封する。これ等のガスケットは又、隣
接する膜の支持体となり溶液区画に対し流体を流入流出
させることができる。
【０００６】各膜は、ガスケットに切欠いたマニホルド
穴とこれ等の各マニホルド穴からガスケット内の溶液区
画に延びる「各口」とを含む。電気透析スタックのマニ
ホルド穴及び隔膜は、互いに整合して通路を形成する。
これ等の通路により個別の処理流れを各口を介し各別の
溶液区画内に又これ等の区画外に送出すことができる。
穴とこれ等の各マニホルド穴からガスケット内の溶液区
画に延びる「各口」とを含む。電気透析スタックのマニ
ホルド穴及び隔膜は、互いに整合して通路を形成する。
これ等の通路により個別の処理流れを各口を介し各別の
溶液区画内に又これ等の区画外に送出すことができる。
【０００７】電気透析スタック内の各ユニットセルは種
種の形式寸法に作ることができる。たとえばこのセルで
陽極端から始めて第１の種類のユニットセルは陽イオン
膜、希釈区画又は送給区画、陰イオン膜、及び濃縮区画
又は生成物区画を含む。これ等の部品は、かん水溶液
（ｂｒｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）の脱塩（ｄｅｓａｌ
ｉｎａｔｉｏｎ）と塩の回収及び生産とに使われるユニ
ットを形成する。このようなユニットは「標準電気透析
濃縮又は脱塩セル（ｄｅｓａｌｔｉｎｇ ｃｅｌｌ）」
と呼ばれる。
種の形式寸法に作ることができる。たとえばこのセルで
陽極端から始めて第１の種類のユニットセルは陽イオン
膜、希釈区画又は送給区画、陰イオン膜、及び濃縮区画
又は生成物区画を含む。これ等の部品は、かん水溶液
（ｂｒｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）の脱塩（ｄｅｓａｌ
ｉｎａｔｉｏｎ）と塩の回収及び生産とに使われるユニ
ットを形成する。このようなユニットは「標準電気透析
濃縮又は脱塩セル（ｄｅｓａｌｔｉｎｇ ｃｅｌｌ）」
と呼ばれる。
【０００８】第２の種類のユニットセルは、双極膜と、
ナトリウム塩又は有機酸のような送給物を双極膜により
生成したＨ+ イオンにより酸処理する送給物区画又は塩
／酸区画と、ナトリウム陽イオンを移行させる陽イオン
膜と、ナトリウム陽イオンが双極膜により生成するＯＨ
- イオンと結合して水酸化ナトリウム（塩基）を生成す
る塩基区画又は生成物区画とを備える。このようなユニ
ットセルは「２区画陽イオンセル」と呼ばれる。
ナトリウム塩又は有機酸のような送給物を双極膜により
生成したＨ+ イオンにより酸処理する送給物区画又は塩
／酸区画と、ナトリウム陽イオンを移行させる陽イオン
膜と、ナトリウム陽イオンが双極膜により生成するＯＨ
- イオンと結合して水酸化ナトリウム（塩基）を生成す
る塩基区画又は生成物区画とを備える。このようなユニ
ットセルは「２区画陽イオンセル」と呼ばれる。
【０００９】第３の種類のユニットセルは、双極膜と、
製品区画又は酸区画と、陰イオン膜と、送給物区画又は
塩／塩基区画とを備えている。このようなユニットは、
「２区画陰イオンセル」と呼ばれ、酸性生成物とアンモ
ニアに富んだ塩基性溶液を生成するようにアンモニウム
塩溶液を塩基化するのに使う。
製品区画又は酸区画と、陰イオン膜と、送給物区画又は
塩／塩基区画とを備えている。このようなユニットは、
「２区画陰イオンセル」と呼ばれ、酸性生成物とアンモ
ニアに富んだ塩基性溶液を生成するようにアンモニウム
塩溶液を塩基化するのに使う。
【００１０】なお他の種類のユニットセルは、送給物又
は塩の区画と、陽イオン膜と、塩基区画と、双極膜と、
酸区画と、陰イオン区画とを備えている。このようなユ
ニットは、「３区画双極セル」と呼ばれ、塩化ナトリウ
ムのような塩を水酸化ナトリウム及び塩化水素酸に変換
するのに使う。
は塩の区画と、陽イオン膜と、塩基区画と、双極膜と、
酸区画と、陰イオン区画とを備えている。このようなユ
ニットは、「３区画双極セル」と呼ばれ、塩化ナトリウ
ムのような塩を水酸化ナトリウム及び塩化水素酸に変換
するのに使う。
【００１１】３枚以上の膜及び３個用以上の区画を備え
たユニットセルはよく知られている。電極洗浄ループを
除いて、２区画セルは２つの処理流れを取扱うことがで
きるが、３区画セルは３つの処理流れを取扱うことがで
き以下同様である。直流電流を電気透析スタックの中央
の（「活性の」）区域に通ずると、溶液中に含まれるイ
オンはこの電流の方向に移動する。陽イオンは、陽イオ
ン膜を横切り、陰極すなわち電極に向かい移動するが、
陰イオンは、陰イオン膜を横切り陽極すなわち正電極に
向かい移動する。陽イオン側を陰極の方に向けて電気透
析スタック内に双極膜を展開すると、直流入力が膜の境
界面における水の解離を加速する。従って水素イオン
（Ｈ+）及び水酸基イオン（ＯＨ-）それぞれ陰極側及び
陽極側に集中する。セルの構造及び展開する処理に従っ
て、最終結果として希薄流れ又は希釈塩流れから塩が濃
縮され、又は塩をその酸性成分及び塩基性成分に変換す
る。
たユニットセルはよく知られている。電極洗浄ループを
除いて、２区画セルは２つの処理流れを取扱うことがで
きるが、３区画セルは３つの処理流れを取扱うことがで
き以下同様である。直流電流を電気透析スタックの中央
の（「活性の」）区域に通ずると、溶液中に含まれるイ
オンはこの電流の方向に移動する。陽イオンは、陽イオ
ン膜を横切り、陰極すなわち電極に向かい移動するが、
陰イオンは、陰イオン膜を横切り陽極すなわち正電極に
向かい移動する。陽イオン側を陰極の方に向けて電気透
析スタック内に双極膜を展開すると、直流入力が膜の境
界面における水の解離を加速する。従って水素イオン
（Ｈ+）及び水酸基イオン（ＯＨ-）それぞれ陰極側及び
陽極側に集中する。セルの構造及び展開する処理に従っ
て、最終結果として希薄流れ又は希釈塩流れから塩が濃
縮され、又は塩をその酸性成分及び塩基性成分に変換す
る。
【００１２】展開された特定のイオン交換膜の性能と送
給物流れ（ｆｅｅｄ ｓｔｒｅａｍ）の適当な前処理
（たとえばｐＨ調整、ろ過等）とは電気透析処理の有効
な操作に重要であるが、ガスケット又は隔離板の内側の
流体の流れ及び配分も同様に重要なものである。
給物流れ（ｆｅｅｄ ｓｔｒｅａｍ）の適当な前処理
（たとえばｐＨ調整、ろ過等）とは電気透析処理の有効
な操作に重要であるが、ガスケット又は隔離板の内側の
流体の流れ及び配分も同様に重要なものである。
【００１３】一般に使われる２つの主要な電気透析構造
は工業的には「シート状流れ」及び「湾曲流れ」と呼ば
れる。
は工業的には「シート状流れ」及び「湾曲流れ」と呼ば
れる。
【００１４】シート状流れ隔離板の例は、アサヒガラ
ス、トクヤマソーダにより、又グレイバー・ウオーター
（Ｇｒａｖｅｒ Ｗａｔｅｒ）の１部門のアクアリティ
ックス（Ａｑｕａｌｙｔｉｃｓ）により市販されてい
る。活性区域は、膜利用度が最高になるように全ガスケ
ット面積の通常５０ないし８５％又はそれ以上である。
この活性区域は流体の流れ及び電気の流れに開放してい
る。膜自体は、ガスケットとほぼ同じ全厚さを持つ不織
「メッシュ」材料（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ“ｍｅｓｈ”ｍ
ａｔｅｒｉａｌ）により支える。このメッシュは又活性
区域で流体を配分する。活性区域の長さ又は幅を横切っ
て均等な流体の配分をさらに確実にするように、多数の
送給マニホルド及び口を使う。これ等の従来のスタック
では圧力降下及び膜強さを考慮すると、液体の表面線速
度は低い値に典型的には５ないし１０ｃｍ／ｓｅｃの程
度に保たれることを示している。
ス、トクヤマソーダにより、又グレイバー・ウオーター
（Ｇｒａｖｅｒ Ｗａｔｅｒ）の１部門のアクアリティ
ックス（Ａｑｕａｌｙｔｉｃｓ）により市販されてい
る。活性区域は、膜利用度が最高になるように全ガスケ
ット面積の通常５０ないし８５％又はそれ以上である。
この活性区域は流体の流れ及び電気の流れに開放してい
る。膜自体は、ガスケットとほぼ同じ全厚さを持つ不織
「メッシュ」材料（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ“ｍｅｓｈ”ｍ
ａｔｅｒｉａｌ）により支える。このメッシュは又活性
区域で流体を配分する。活性区域の長さ又は幅を横切っ
て均等な流体の配分をさらに確実にするように、多数の
送給マニホルド及び口を使う。これ等の従来のスタック
では圧力降下及び膜強さを考慮すると、液体の表面線速
度は低い値に典型的には５ないし１０ｃｍ／ｓｅｃの程
度に保たれることを示している。
【００１５】経験上明らかなように大きい横断面積にわ
たる流体の配分は、「シート状流れ」構造を使う多くの
工業用スタックの場合と同様に、処理を高い電流密度
（＞５０ｍＡ／ｃｍ2 ）で又は比較的低い流れ伝導率
（＜２０ｍＳ／ｃｍ）で行う。膜の膨潤又はしわ寄りに
よって、とくに送給流れ内にこん跡量の沈殿物が存在し
ても、他の問題が生ずる。さらにガスケットスタック内
に互いに整合する多数のマニホルド及び口を従来のよう
に使用することにより区画間の漏れが増す。
たる流体の配分は、「シート状流れ」構造を使う多くの
工業用スタックの場合と同様に、処理を高い電流密度
（＞５０ｍＡ／ｃｍ2 ）で又は比較的低い流れ伝導率
（＜２０ｍＳ／ｃｍ）で行う。膜の膨潤又はしわ寄りに
よって、とくに送給流れ内にこん跡量の沈殿物が存在し
ても、他の問題が生ずる。さらにガスケットスタック内
に互いに整合する多数のマニホルド及び口を従来のよう
に使用することにより区画間の漏れが増す。
【００１６】分路及び迷走の電流の問題により、ガスケ
ットの過熱又は溶融を生ずる処理上の欠陥を伴う。この
問題により通常、ユニットセルの個数が高い導電性の溶
液により又は高い電流密度で作用する工業用スタック内
の各電極間に位置する若干の種類の電流遮断構造を必要
としないで安全に直列に展開できるのに約１００個に制
限される。
ットの過熱又は溶融を生ずる処理上の欠陥を伴う。この
問題により通常、ユニットセルの個数が高い導電性の溶
液により又は高い電流密度で作用する工業用スタック内
の各電極間に位置する若干の種類の電流遮断構造を必要
としないで安全に直列に展開できるのに約１００個に制
限される。
【００１７】全流量所要量は、大きい流れ横断面積にわ
たり所要の線速度を保持する必要があるので高い。この
必要性により、比較的大形のポンプ及び再循環タンクの
使用を必要とする。従来の膜は、機械的に弱い（たとえ
ば破裂強さ２０ないし４５ＰＳｉ）場合に大きい活性区
域では支持が不十分になる。これ等の膜は、送給流れの
圧力変動によって長期間の操業では容易に破損し又は破
断する。
たり所要の線速度を保持する必要があるので高い。この
必要性により、比較的大形のポンプ及び再循環タンクの
使用を必要とする。従来の膜は、機械的に弱い（たとえ
ば破裂強さ２０ないし４５ＰＳｉ）場合に大きい活性区
域では支持が不十分になる。これ等の膜は、送給流れの
圧力変動によって長期間の操業では容易に破損し又は破
断する。
【００１８】イオニクス・インコーポレイテッド（Ｉｏ
ｎｉｃｓ Ｉｎｃ．）では、長い液体流路を持つガスケ
ットを使う湾曲流れ電動透析構造を持つ電気透析スタッ
クを使う。個別にはイオニクス社のスタックでは流れ流
路（ｆｌｏｗ ｃｈａｎｎｅｌ）の幅がきわめて狭い
（典型的には１ないし１．５ｃｍ）。これ等のみぞは、
入口及び出口の間で複数個所の１８０°の旋回部を持
つ。イオニクス社のスタックの各口自体は、ガスケット
に形成した単純なみぞ穴である。各膜は、圧潰して各口
のふさがるのを防ぐように機械的こわさを持つ構造であ
る。
ｎｉｃｓ Ｉｎｃ．）では、長い液体流路を持つガスケ
ットを使う湾曲流れ電動透析構造を持つ電気透析スタッ
クを使う。個別にはイオニクス社のスタックでは流れ流
路（ｆｌｏｗ ｃｈａｎｎｅｌ）の幅がきわめて狭い
（典型的には１ないし１．５ｃｍ）。これ等のみぞは、
入口及び出口の間で複数個所の１８０°の旋回部を持
つ。イオニクス社のスタックの各口自体は、ガスケット
に形成した単純なみぞ穴である。各膜は、圧潰して各口
のふさがるのを防ぐように機械的こわさを持つ構造であ
る。
【００１９】導電率の低い送給物に伴う分極の問題を除
くようにし比較的高い流れ線速度、典型的には３０ない
し５０ｃｍ／ｓｅｃの速度を使う。このようなスタック
では高い圧力降下（シート状流れスタックの０．５ない
し２バールに対し３ないし６バールにもなる）を伴う。
従って湾曲流れスタックの従来の膜は厚くて機械的に丈
夫である。典型的にはこれ等の膜は電気抵抗が高く電力
消費量が高くなる。
くようにし比較的高い流れ線速度、典型的には３０ない
し５０ｃｍ／ｓｅｃの速度を使う。このようなスタック
では高い圧力降下（シート状流れスタックの０．５ない
し２バールに対し３ないし６バールにもなる）を伴う。
従って湾曲流れスタックの従来の膜は厚くて機械的に丈
夫である。典型的にはこれ等の膜は電気抵抗が高く電力
消費量が高くなる。
【００２０】湾曲流れスタックは、低い電流密度（０．
１ないし１０ｍＡ／ｃｍ2 ）で動作する脱塩用に適当で
ある。高い電流密度（３０ないし２００ｍＡ／ｃｍ2 ）
で動作する３区画セル内の塩化ナトリウムの荷性ソーダ
及び塩化水素酸への変換のような化学的生産用では、発
生熱量と生成する温度上昇とは、スタックの活性区域が
小さくないと湾曲流れスタックの使用の場合に許容でき
ない程度になる。活性区域の寸法に対するこのような制
限により、工場に多数のスタックの使用を必要としこれ
に伴い費用が高くなる。これ等のスタックは又、膜が膨
潤し破断するので区画間の漏れを生じやすくなる。
１ないし１０ｍＡ／ｃｍ2 ）で動作する脱塩用に適当で
ある。高い電流密度（３０ないし２００ｍＡ／ｃｍ2 ）
で動作する３区画セル内の塩化ナトリウムの荷性ソーダ
及び塩化水素酸への変換のような化学的生産用では、発
生熱量と生成する温度上昇とは、スタックの活性区域が
小さくないと湾曲流れスタックの使用の場合に許容でき
ない程度になる。活性区域の寸法に対するこのような制
限により、工場に多数のスタックの使用を必要としこれ
に伴い費用が高くなる。これ等のスタックは又、膜が膨
潤し破断するので区画間の漏れを生じやすくなる。
【００２１】
【発明の開示】従って本発明の１態様によれば、改良さ
れたガスケットは従来の構造のこれ等の又その他の欠点
を除く。本発明によるガスケットは、区画間漏れが無視
できる程度であり、シート状流れ構造に比べると、同等
の圧力降下で一層高い流体速度が得られ、少量の沈殿物
が存在するが性能は向上して一層高い変換及び製品回収
が得られる。
れたガスケットは従来の構造のこれ等の又その他の欠点
を除く。本発明によるガスケットは、区画間漏れが無視
できる程度であり、シート状流れ構造に比べると、同等
の圧力降下で一層高い流体速度が得られ、少量の沈殿物
が存在するが性能は向上して一層高い変換及び製品回収
が得られる。
【００２２】本発明によれば、現用の湾曲流れ膜に比べ
て性能は一層高いが機械的には一層弱いイオン交換膜を
使用できる。
て性能は一層高いが機械的には一層弱いイオン交換膜を
使用できる。
【００２３】化学薬品の生産及び回収のために改良され
たガスケット構造を電気透析作用に使うことができる。
このガスケット構造は、大きい寸法の工業用スタックに
使うのにとくに適している。
たガスケット構造を電気透析作用に使うことができる。
このガスケット構造は、大きい寸法の工業用スタックに
使うのにとくに適している。
【００２４】本発明の他の態様によればスタックアセン
ブリの各セルは、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を
間に持つ各双極膜により形成する。電気透析セルアセン
ブリ用のガスケットは、各制限部分により互いに接合し
た複数の流路部分を備えた連続流路（ｓｅｒｉｅｓ ｆ
ｌｏｗ ｐａｔｃｈ）を含む活性区域を持つ。この活性
区域はメッシュにより覆い支える。各マニホルド穴は連
続流路の各端部に位置させる。各マニホルド穴と連続流
路の各端部との間に剛性の口を位置させ、マニホルドと
口を含むガスケットの連続流路との間に流体を連通させ
る。ガスケット及び膜のスタックでは、それぞれ全部の
他のガスケット及び膜の対応する穴と整合しこのスタッ
クを貫く通路を形成するマニホルド穴を持つ。各口は、
これ等の口を含む特定のガスケットの各活性区域にこれ
等の通路を連結する。
ブリの各セルは、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を
間に持つ各双極膜により形成する。電気透析セルアセン
ブリ用のガスケットは、各制限部分により互いに接合し
た複数の流路部分を備えた連続流路（ｓｅｒｉｅｓ ｆ
ｌｏｗ ｐａｔｃｈ）を含む活性区域を持つ。この活性
区域はメッシュにより覆い支える。各マニホルド穴は連
続流路の各端部に位置させる。各マニホルド穴と連続流
路の各端部との間に剛性の口を位置させ、マニホルドと
口を含むガスケットの連続流路との間に流体を連通させ
る。ガスケット及び膜のスタックでは、それぞれ全部の
他のガスケット及び膜の対応する穴と整合しこのスタッ
クを貫く通路を形成するマニホルド穴を持つ。各口は、
これ等の口を含む特定のガスケットの各活性区域にこれ
等の通路を連結する。
【００２５】本発明の好適な実施例を以下に詳細に添付
図面について詳細に説明する。
図面について詳細に説明する。
【００２６】ガスケット及びその他の関連装置は、科学
薬品の回収又は変換のための電気透析作用を生ずる。ガ
スケットの中央区域は、実質的に等しい幅を持つ２つな
いし８つの多様な流路部分に分離してある。各旋回個所
で各流路部分は、屈曲した連続流路を形成するように通
常９０°又は１８０°の旋回部を形成する流れ制限部に
より相互に連結してある。各別の流路区分は、イオン交
換膜に向き合う支持体を形成する幅０．５ないし５ｃｍ
程度のガスケット材料のリブにより相互に隔離してあ
る。膜とガスケットの周辺部とはほぼ同じ組成及び厚さ
を持つ。
薬品の回収又は変換のための電気透析作用を生ずる。ガ
スケットの中央区域は、実質的に等しい幅を持つ２つな
いし８つの多様な流路部分に分離してある。各旋回個所
で各流路部分は、屈曲した連続流路を形成するように通
常９０°又は１８０°の旋回部を形成する流れ制限部に
より相互に連結してある。各別の流路区分は、イオン交
換膜に向き合う支持体を形成する幅０．５ないし５ｃｍ
程度のガスケット材料のリブにより相互に隔離してあ
る。膜とガスケットの周辺部とはほぼ同じ組成及び厚さ
を持つ。
【００２７】屈曲した各連続流路は、液体流れの入口及
び出口を形成する２つの口を持つ。この連続流路の幅は
全ガスケット幅の１０ないし４９％の程度である。連続
流路は、適当なメッシュ材料（なるべくは不織の）で覆
い又はこの材料を満たし液体及び電流の流れに対しかな
りの開いた区域（＞５０％）を持つ。このようにして得
られる径路はガスケットと実質的に同じ全厚さを持ち、
ガスケット及びメッシュ材料は処理する流体に対し化学
的耐性を持つ。流路内の流れ線速度は通常約７ないし１
５ｃｍ／ｓｅｃの範囲である。各別の流路区分間の流れ
制限部はメッシュ材料自体でよく、又はこれ等の制限部
は、付加的な口でよく、この制限部の幅は全流路幅の約
２０ないし９０％である。
び出口を形成する２つの口を持つ。この連続流路の幅は
全ガスケット幅の１０ないし４９％の程度である。連続
流路は、適当なメッシュ材料（なるべくは不織の）で覆
い又はこの材料を満たし液体及び電流の流れに対しかな
りの開いた区域（＞５０％）を持つ。このようにして得
られる径路はガスケットと実質的に同じ全厚さを持ち、
ガスケット及びメッシュ材料は処理する流体に対し化学
的耐性を持つ。流路内の流れ線速度は通常約７ないし１
５ｃｍ／ｓｅｃの範囲である。各別の流路区分間の流れ
制限部はメッシュ材料自体でよく、又はこれ等の制限部
は、付加的な口でよく、この制限部の幅は全流路幅の約
２０ないし９０％である。
【００２８】これ等のガスケットはマニホルド穴を含
む。これ等のマニホルド穴は、互いに整合して、液体を
各別のガスケット内に送入し又これ等のガスケットから
送出すみぞ穴又は導管を形成すると共に電気透析スタッ
ク内の全部の並列セルに流体を配分する各導管をこのス
タックを貫いて形成する。処理流れごとの各連続流路に
対し２個のマニホルド穴がある。
む。これ等のマニホルド穴は、互いに整合して、液体を
各別のガスケット内に送入し又これ等のガスケットから
送出すみぞ穴又は導管を形成すると共に電気透析スタッ
ク内の全部の並列セルに流体を配分する各導管をこのス
タックを貫いて形成する。処理流れごとの各連続流路に
対し２個のマニホルド穴がある。
【００２９】電気透析セルを組立てるときは、ガスケッ
ト自体は単一の柔らかい材料（たとえば低密度のポリエ
チレン）、又は比較的硬いコア（たとえばポリプロピレ
ン）と一方又は両方の側にスチレン・ブタジエンゴムの
ような比較的柔らかいゴム質材料を持つ積層品とから成
る複合体から作ればよい。任意の１つの流れに対するガ
スケットは厚さが実質的に一様でたとえば約０．５ｍｍ
ないし４ｍｍである。
ト自体は単一の柔らかい材料（たとえば低密度のポリエ
チレン）、又は比較的硬いコア（たとえばポリプロピレ
ン）と一方又は両方の側にスチレン・ブタジエンゴムの
ような比較的柔らかいゴム質材料を持つ積層品とから成
る複合体から作ればよい。任意の１つの流れに対するガ
スケットは厚さが実質的に一様でたとえば約０．５ｍｍ
ないし４ｍｍである。
【００３０】互いに異なる処理流れ用のガスケットは互
いに異なる厚さを持つ。これ等のガスケットの口は通常
ガスケット自体と同じ全厚さを持つ。これ等の口は、扁
平な上面及び下面を持ち又加えられるスタック閉鎖圧力
による圧潰を防ぐように適当な剛性を持つ。扁平な各口
表面は、口の各側でガスケットにイオン交換膜を密封す
ると共に各口表面の間に適当な流れ流路を保持すること
ができる。各口及びメッシュ材料は取扱いやすいように
任意適当な方法でガスケットに取付けることができる。
いに異なる厚さを持つ。これ等のガスケットの口は通常
ガスケット自体と同じ全厚さを持つ。これ等の口は、扁
平な上面及び下面を持ち又加えられるスタック閉鎖圧力
による圧潰を防ぐように適当な剛性を持つ。扁平な各口
表面は、口の各側でガスケットにイオン交換膜を密封す
ると共に各口表面の間に適当な流れ流路を保持すること
ができる。各口及びメッシュ材料は取扱いやすいように
任意適当な方法でガスケットに取付けることができる。
【００３１】電気透析スタックにガスケットを使用する
ことにより、生成物回収（ｐｒｏｄｕｃｔ ｒｅｃｏｖ
ｅｒｙ）及び純度と生成物処理割合とハードウェア保全
性と低減した再循環流量要求と減少した電気分路関連損
失とにより判定して向上した処理性能が得られる。この
ようなスタックの改良された変型では酸性環境（たとえ
ば５ないし１０重量％硫酸）内で酸化イリジウム被覆陽
極を使う。
ことにより、生成物回収（ｐｒｏｄｕｃｔ ｒｅｃｏｖ
ｅｒｙ）及び純度と生成物処理割合とハードウェア保全
性と低減した再循環流量要求と減少した電気分路関連損
失とにより判定して向上した処理性能が得られる。この
ようなスタックの改良された変型では酸性環境（たとえ
ば５ないし１０重量％硫酸）内で酸化イリジウム被覆陽
極を使う。
【００３２】
【実施例】図１は典型的な２区画セルに使うガスケット
の構造を示す。このガスケットの周辺の８個の穴（たと
えば穴Ｈ）は、電気透析スタック内の種種のガスケット
及び膜を相互に整合させて締付ける手段を形成する。こ
のガスケットは、２個のマニホルド穴２１，２３を持
つ。これ等の穴を貫いて第１の流体処理送給流れがガス
ケットに入り又このガスケットから出る。２個の他のマ
ニホルド穴２２，２４は第２の処理流れの「配管」連結
部を形成する。各ガスケットは一様な厚さを持ち、隣接
するイオン変換膜に対し確実に良好に組合い密封する。
電気抵抗電力損失ＩＲを最少にするように、ガスケット
はできるだけ薄くし典型的には０．５ないし３ｍｍにす
る。
の構造を示す。このガスケットの周辺の８個の穴（たと
えば穴Ｈ）は、電気透析スタック内の種種のガスケット
及び膜を相互に整合させて締付ける手段を形成する。こ
のガスケットは、２個のマニホルド穴２１，２３を持
つ。これ等の穴を貫いて第１の流体処理送給流れがガス
ケットに入り又このガスケットから出る。２個の他のマ
ニホルド穴２２，２４は第２の処理流れの「配管」連結
部を形成する。各ガスケットは一様な厚さを持ち、隣接
するイオン変換膜に対し確実に良好に組合い密封する。
電気抵抗電力損失ＩＲを最少にするように、ガスケット
はできるだけ薄くし典型的には０．５ないし３ｍｍにす
る。
【００３３】図１では流体送給流れ溶液はマニホルド穴
２１及び口Ｐ１を介してガスケットの活性区域に入る。
この場合活性区域は、湾曲流路を形成するように直列に
連結した３つの流路部分２６，２８，３０を備える。し
かし２つないし８つの流路部分を直列に連結してもよ
い。図１の各別の流路部分の幅（この特定の例の１３イ
ンチ×１３インチのガスケットでは２．８７５インチ）
は全ガスケット幅の約２２％になる。流路は、ガスケッ
トに送給するマニホルド穴及び口を受入れると共に、電
気透析スタック内のガスケットと他の膜及び各ガスケッ
トとの間の良好な密封のために各穴間に適当な空間を設
けるのに十分な幅を持たなければならない。マニホルド
穴の面積は、与えられたスタックでガスケット１枚当た
りの液体の体積と互いに平行に向き合うガスケットとの
枚数とのような流体力学的を考慮のもとに定める。
２１及び口Ｐ１を介してガスケットの活性区域に入る。
この場合活性区域は、湾曲流路を形成するように直列に
連結した３つの流路部分２６，２８，３０を備える。し
かし２つないし８つの流路部分を直列に連結してもよ
い。図１の各別の流路部分の幅（この特定の例の１３イ
ンチ×１３インチのガスケットでは２．８７５インチ）
は全ガスケット幅の約２２％になる。流路は、ガスケッ
トに送給するマニホルド穴及び口を受入れると共に、電
気透析スタック内のガスケットと他の膜及び各ガスケッ
トとの間の良好な密封のために各穴間に適当な空間を設
けるのに十分な幅を持たなければならない。マニホルド
穴の面積は、与えられたスタックでガスケット１枚当た
りの液体の体積と互いに平行に向き合うガスケットとの
枚数とのような流体力学的を考慮のもとに定める。
【００３４】他の重要な決定因子は、電気透析スタック
内の種種のマニホルドを経て流れる分路電流（ｓｈｕｎ
ｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）の量である。実際上この分路電流
は電気透析処理には利用できなくて本質的には処理がで
きなくなる。分路電流の量はガスケットの全マニホルド
面積の活性面積に対する比率に正比例する。この欠点を
低減する見地からマニホルド面積はできるだけ小さくし
なければならない。
内の種種のマニホルドを経て流れる分路電流（ｓｈｕｎ
ｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）の量である。実際上この分路電流
は電気透析処理には利用できなくて本質的には処理がで
きなくなる。分路電流の量はガスケットの全マニホルド
面積の活性面積に対する比率に正比例する。この欠点を
低減する見地からマニホルド面積はできるだけ小さくし
なければならない。
【００３５】ガスケット内の流路は、良好な流量配分と
単一の口からの流体流入に基づく乱流とを共に生ずるの
に十分なだけ狭くなければならない。又流路を狭くする
ほど、各流路部分を分離する縁部及びリブにおけるこの
残りのガスケット材料の方がそれだけ多くなり隔膜に対
する機械的支持作用を増すからこの支持作用を向上す
る。絶対的には流路幅は、２．５インチないし１２イン
チなるべくは２．５インチないし１０インチの範囲であ
りガスケット幅の１０ないし４９％を構成する。市販の
多くの膜では、流路は、狭すぎるとマニホルドを適当に
隔離しなくて膜の利用度が低くなるが、広すぎると、流
路液体流れの配分が不良になり膜の支持作用が不適当に
なる。
単一の口からの流体流入に基づく乱流とを共に生ずるの
に十分なだけ狭くなければならない。又流路を狭くする
ほど、各流路部分を分離する縁部及びリブにおけるこの
残りのガスケット材料の方がそれだけ多くなり隔膜に対
する機械的支持作用を増すからこの支持作用を向上す
る。絶対的には流路幅は、２．５インチないし１２イン
チなるべくは２．５インチないし１０インチの範囲であ
りガスケット幅の１０ないし４９％を構成する。市販の
多くの膜では、流路は、狭すぎるとマニホルドを適当に
隔離しなくて膜の利用度が低くなるが、広すぎると、流
路液体流れの配分が不良になり膜の支持作用が不適当に
なる。
【００３６】流体配分を向上させるように流路に高分子
メッシュ材料を入れる。この網の全厚さは、ガスケット
自体の厚さとほぼ同じであり不織形のメッシュがよい。
流体を自由に流れさせると共に弾性を持たなければなら
ないメッシュとガスケットとは、電気透析スタック内で
処理する材料に対して化学的に安定な重合体から作る。
適当な材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
テラトフルオルエチレン及びポリふつ化ビニリデンがあ
る。適当なメッシュ材料は、ナルプラスティック（Ｎａ
ｌｌｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）及びアプライド・エクスト
ルージョン・テクノロジー（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｘｔｒ
ｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）により工業的に入
手できる。典型的な網密度は８ないし１６本のストラン
ド／インチであり、好適な密度は１０ないし１２本のス
トランド／インチである。流路内の溶液の表面線速度は
７ないし２０ｃｍ／ｓｅｃの範囲であり、７ないし１５
ｃｍ／ｓｅｃが好適である。
メッシュ材料を入れる。この網の全厚さは、ガスケット
自体の厚さとほぼ同じであり不織形のメッシュがよい。
流体を自由に流れさせると共に弾性を持たなければなら
ないメッシュとガスケットとは、電気透析スタック内で
処理する材料に対して化学的に安定な重合体から作る。
適当な材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
テラトフルオルエチレン及びポリふつ化ビニリデンがあ
る。適当なメッシュ材料は、ナルプラスティック（Ｎａ
ｌｌｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）及びアプライド・エクスト
ルージョン・テクノロジー（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｘｔｒ
ｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）により工業的に入
手できる。典型的な網密度は８ないし１６本のストラン
ド／インチであり、好適な密度は１０ないし１２本のス
トランド／インチである。流路内の溶液の表面線速度は
７ないし２０ｃｍ／ｓｅｃの範囲であり、７ないし１５
ｃｍ／ｓｅｃが好適である。
【００３７】電気透析スタックへの電気入力の大部分は
熱に変換され、とくにこのスタックの出口において処理
流れの温度が上昇する。機械的保全性及び膜安定性のた
めに、全温度上昇は約２０℃に制限しなければならな
い。温度上昇は、印加電流密度及び活性膜面積により、
各スタック構成品（膜及び溶液区画）の電気抵抗によ
り、処理流れの数により、又これ等の流れの流体流量に
より定まる。これ等の要因は各流路部分の幅及び長さと
共に、電気透析スタック内で直列に連結することのでき
る流路部分の数を定める。たとえば０．７５ｍｍの厚さ
のガスケットを使い、３．５Ｖのユニットセル電圧、１
０ｃｍ／ｓｅｃの流体線速度、３４インチ（８６ｃｍ）
の流路長さ及び９．５インチ（２４ｃｍ）の流路幅にお
いて１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度により作動する２区
画スタックに対し４つの流路部分を直列に安全に連結す
ることができる。
熱に変換され、とくにこのスタックの出口において処理
流れの温度が上昇する。機械的保全性及び膜安定性のた
めに、全温度上昇は約２０℃に制限しなければならな
い。温度上昇は、印加電流密度及び活性膜面積により、
各スタック構成品（膜及び溶液区画）の電気抵抗によ
り、処理流れの数により、又これ等の流れの流体流量に
より定まる。これ等の要因は各流路部分の幅及び長さと
共に、電気透析スタック内で直列に連結することのでき
る流路部分の数を定める。たとえば０．７５ｍｍの厚さ
のガスケットを使い、３．５Ｖのユニットセル電圧、１
０ｃｍ／ｓｅｃの流体線速度、３４インチ（８６ｃｍ）
の流路長さ及び９．５インチ（２４ｃｍ）の流路幅にお
いて１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度により作動する２区
画スタックに対し４つの流路部分を直列に安全に連結す
ることができる。
【００３８】各別の流路部分は、ガスケット原材料の適
当な切出しより形成したリブ３２，３４により相互に隔
離され、従ってガスケット全体の厚さと同じ厚さを持
つ。各リブ３２，３４は、互いに隣接する隔膜の適当な
支持体を形成すると共に各別の流路区分を適当に密封し
隔離するのに十分なだけ幅が広い。なおこれ等のリブ
は、有効な膜面積が最大になるようにできるだけ狭くし
なければならない。リブ幅は０．２５ｃｍないし４ｃｍ
が適当な範囲であり好適な範囲は１ないし２．５ｃｍで
ある。
当な切出しより形成したリブ３２，３４により相互に隔
離され、従ってガスケット全体の厚さと同じ厚さを持
つ。各リブ３２，３４は、互いに隣接する隔膜の適当な
支持体を形成すると共に各別の流路区分を適当に密封し
隔離するのに十分なだけ幅が広い。なおこれ等のリブ
は、有効な膜面積が最大になるようにできるだけ狭くし
なければならない。リブ幅は０．２５ｃｍないし４ｃｍ
が適当な範囲であり好適な範囲は１ないし２．５ｃｍで
ある。
【００３９】図１の各別の流路部分２６，２８，３０
は、相互に隣接し流れ制限部分（ｆｌｏｗ ｒｅｓｔｒ
ｉｃｔｏｒ ｓｅｃｔｉｏｎ）３６，３８により相互に
連結してある。実際上これ等の制限部分は、付加的な又
は二次的な口であり、流路自体に使われるのと同じメッ
シュ材料であるメッシュ材料で満たすのがよい。或は一
層密なメッシュ（たとえば１２ないし３０本のストラン
ド／インチを持つ網）を使ってもよく、又は口Ｐ１と同
じ構造の口を設けてもよい。
は、相互に隣接し流れ制限部分（ｆｌｏｗ ｒｅｓｔｒ
ｉｃｔｏｒ ｓｅｃｔｉｏｎ）３６，３８により相互に
連結してある。実際上これ等の制限部分は、付加的な又
は二次的な口であり、流路自体に使われるのと同じメッ
シュ材料であるメッシュ材料で満たすのがよい。或は一
層密なメッシュ（たとえば１２ないし３０本のストラン
ド／インチを持つ網）を使ってもよく、又は口Ｐ１と同
じ構造の口を設けてもよい。
【００４０】各制限部分３６，３８の幅は、流路部分の
幅の２０ないし９０％でよく流路幅の３０ないし５０％
の範囲が好適である。流れ制限部分３６，３８の長さ
は、リブ３２，３４の幅と同じであるが原則としていく
ぶん短くしても又長くしてもよい。制限部分の幅は各流
路部分の幅より狭いから、流体の速度はこの流体が制限
部分を通過する際に増す。このことは、流体が次の流路
部分内にこの部分内の流体をかきまぜる激しい乱流を伴
って注ぐことを意味する。従って二次的な口として制限
部分は、各別の流路部分内に良好な流体流れ配分を確実
に生じ流路内の「無効すみ部」をなくすように構成して
ある。制限部分の形状は図１ないし４に示すような長方
形、一層良好な圧力回収のできるように台形、進行的に
狭まる又は二重Ｖ字のベンチュリ形にしてもよい。
幅の２０ないし９０％でよく流路幅の３０ないし５０％
の範囲が好適である。流れ制限部分３６，３８の長さ
は、リブ３２，３４の幅と同じであるが原則としていく
ぶん短くしても又長くしてもよい。制限部分の幅は各流
路部分の幅より狭いから、流体の速度はこの流体が制限
部分を通過する際に増す。このことは、流体が次の流路
部分内にこの部分内の流体をかきまぜる激しい乱流を伴
って注ぐことを意味する。従って二次的な口として制限
部分は、各別の流路部分内に良好な流体流れ配分を確実
に生じ流路内の「無効すみ部」をなくすように構成して
ある。制限部分の形状は図１ないし４に示すような長方
形、一層良好な圧力回収のできるように台形、進行的に
狭まる又は二重Ｖ字のベンチュリ形にしてもよい。
【００４１】連続的に連結した流路部分２６，２８，３
０を経て循環した後、処理溶液は口Ｐ２及びマニホルド
穴２３を経て出る。
０を経て循環した後、処理溶液は口Ｐ２及びマニホルド
穴２３を経て出る。
【００４２】各口Ｐ１，Ｐ２は同じ構造を持つのがよ
い。適当な構造の若干の例を図５ａないし５ｅに示して
ある。口の上部及び下部は扁平な表面である。各口は、
スタック閉鎖力のもとにあるときに内部流路のつぶれを
防ぐのに十分な剛性を持つ材料から作る。各口はこれ等
の口を囲むガスケット材料と同様に隣接膜に対し容易に
密封することができる。特定の構造に従って口は複数の
層から形成した複合品でよく、又は口は単一体から作っ
てもよい。仕上がりの口全体は、ガスケットとほぼ同じ
厚さにしてもよいがガスケットより一層高い剛性を持つ
ようにしてもよい。
い。適当な構造の若干の例を図５ａないし５ｅに示して
ある。口の上部及び下部は扁平な表面である。各口は、
スタック閉鎖力のもとにあるときに内部流路のつぶれを
防ぐのに十分な剛性を持つ材料から作る。各口はこれ等
の口を囲むガスケット材料と同様に隣接膜に対し容易に
密封することができる。特定の構造に従って口は複数の
層から形成した複合品でよく、又は口は単一体から作っ
てもよい。仕上がりの口全体は、ガスケットとほぼ同じ
厚さにしてもよいがガスケットより一層高い剛性を持つ
ようにしてもよい。
【００４３】なお詳しく述べると、図５ａは、流体流れ
用流路を形成するようにマニホルド穴から直列流路すな
わち連続流路（ｓｅｒｉｅｓ ｆｌｏｗ ｐａｔｈ）ま
で貫いて延びる多くの円形穴４２を持ちポリプロピレン
又はポリテラトフルオルエチレンのような材料からなる
単一体４０から作った口を示す。図５ｂは、図５ａの場
合と同様であるが柔らかい外面４４，４６を持ちイオン
交換膜に対する表面の密封作用を向上するようにした口
構造を示す。これ等の柔らかい方の層は処理する化学薬
品に対し安定でなければならない。これ等の層はたとえ
ば低密度のポリエチレン又はスチレン・ブタジエンゴム
のような材料でよい。
用流路を形成するようにマニホルド穴から直列流路すな
わち連続流路（ｓｅｒｉｅｓ ｆｌｏｗ ｐａｔｈ）ま
で貫いて延びる多くの円形穴４２を持ちポリプロピレン
又はポリテラトフルオルエチレンのような材料からなる
単一体４０から作った口を示す。図５ｂは、図５ａの場
合と同様であるが柔らかい外面４４，４６を持ちイオン
交換膜に対する表面の密封作用を向上するようにした口
構造を示す。これ等の柔らかい方の層は処理する化学薬
品に対し安定でなければならない。これ等の層はたとえ
ば低密度のポリエチレン又はスチレン・ブタジエンゴム
のような材料でよい。
【００４４】図５ｃは、中央部分５０に正方形又は長方
形のみぞ穴４８を持つ口構造を示す。このような口は、
ガスケットのほぼ半分の厚さを持つプラスチック材片５
２に１連の流路を形成し、このプラスチック材片を近似
的な口長さを持つ各部分に切断し、長方形のみぞの対を
重ねることにより容易に形成される。２つの半部分は必
要に応じ互いに接着し又は融着する。仕上がりのプラス
チック材片の壁厚が所要の口の剛性を生ずるのに確実に
適当になるように注意を払わなければならない。
形のみぞ穴４８を持つ口構造を示す。このような口は、
ガスケットのほぼ半分の厚さを持つプラスチック材片５
２に１連の流路を形成し、このプラスチック材片を近似
的な口長さを持つ各部分に切断し、長方形のみぞの対を
重ねることにより容易に形成される。２つの半部分は必
要に応じ互いに接着し又は融着する。仕上がりのプラス
チック材片の壁厚が所要の口の剛性を生ずるのに確実に
適当になるように注意を払わなければならない。
【００４５】図５ｄは複合構造を持つ口を示す。この場
合不織のメッシュ材料片（流路内に使われる密度より高
いメッシュ密度を持つのがよい）は、ポリプロピレン又
はポリテトラフルオルエチレンのような重合体から成る
２つの層の間に挟んである。一層高いメッシュ密度によ
り、次の流体流れ部分内に乱流を生じ良好な流れ配分を
確実に生じさせるように制限部分を経て流体を一層早く
流れさせる。又このような高い密度により上面及び下面
に対し剛性の一層高い支持体を形成する。上面及び下面
の重合体は、フィルム状で使われ適当な剛性が得られる
ように０．００５インチないし０．０１インチの厚さを
持つ。図５ｅは、重合体フィルム及び不織メッシュフィ
ルム材料から成る多重層から作った複合口である。この
口は比較的厚いガスケットに使うのに適当である。
合不織のメッシュ材料片（流路内に使われる密度より高
いメッシュ密度を持つのがよい）は、ポリプロピレン又
はポリテトラフルオルエチレンのような重合体から成る
２つの層の間に挟んである。一層高いメッシュ密度によ
り、次の流体流れ部分内に乱流を生じ良好な流れ配分を
確実に生じさせるように制限部分を経て流体を一層早く
流れさせる。又このような高い密度により上面及び下面
に対し剛性の一層高い支持体を形成する。上面及び下面
の重合体は、フィルム状で使われ適当な剛性が得られる
ように０．００５インチないし０．０１インチの厚さを
持つ。図５ｅは、重合体フィルム及び不織メッシュフィ
ルム材料から成る多重層から作った複合口である。この
口は比較的厚いガスケットに使うのに適当である。
【００４６】図５ｃ、５ｄ及び５ｅに示した複合口は又
図５ｂに示したような一層柔らかい上層及び下層を備え
てもよい。なお他の適当な構造は当業者には明らかであ
る。
図５ｂに示したような一層柔らかい上層及び下層を備え
てもよい。なお他の適当な構造は当業者には明らかであ
る。
【００４７】図２は、３区画電気透析スタックに使うこ
とのできるガスケット５５を示す。ガスケット５５は、
３つの処理流れの全部を生ずるように２個の付加的マニ
ホルド穴５６，５８を持つことを除いて図１のガスケッ
トと同様である。
とのできるガスケット５５を示す。ガスケット５５は、
３つの処理流れの全部を生ずるように２個の付加的マニ
ホルド穴５６，５８を持つことを除いて図１のガスケッ
トと同様である。
【００４８】図２ａは図２と同様であるが中間のマニホ
ルド穴５６，５８と協働する口Ｐ３，Ｐ４を持つガスケ
ット５９を示す。このガスケットは前記したのとは「異
なる」ガスケットである。又前記したように図２ａの各
マニホルド穴２１，２２，２３，２４は連続流路に連結
してない。その代りにこれ等のマニホルド穴は図２に示
したガスケットのような下流側ガスケットへの導管を形
成する。図２ｂの３区画セルアセンブリでは図２ａに示
すような１つのガスケット６０と図２に示すような２つ
のガスケット６２，６４を設けてこれ等のうちガスケッ
ト６２を１８０°回動して第３の処理ループを形成する
ようにしてある。
ルド穴５６，５８と協働する口Ｐ３，Ｐ４を持つガスケ
ット５９を示す。このガスケットは前記したのとは「異
なる」ガスケットである。又前記したように図２ａの各
マニホルド穴２１，２２，２３，２４は連続流路に連結
してない。その代りにこれ等のマニホルド穴は図２に示
したガスケットのような下流側ガスケットへの導管を形
成する。図２ｂの３区画セルアセンブリでは図２ａに示
すような１つのガスケット６０と図２に示すような２つ
のガスケット６２，６４を設けてこれ等のうちガスケッ
ト６２を１８０°回動して第３の処理ループを形成する
ようにしてある。
【００４９】図３はガスケット５５，５９と同様である
が各流路部分間に位置しこれ等の部分間に流れ制限作用
を生ずる付加的に作った口Ｐ５，Ｐ６を持つガスケット
７０を示す。口Ｐ１，Ｐ２とは異なりこれ等の口は、ガ
スケット自体と同じ全厚さを持つ任意の流体配分装置で
よい。このようにしてこの装置は口Ｐ１，Ｐ２と同じ構
造（図５ａないし５ｅ）を備えてもよいし、又は一層密
な不織メッシュ、熱可塑性又は熱硬化性の重合体片に形
成した１組の平行みぞ穴等のような若干の他の構造でも
よい。
が各流路部分間に位置しこれ等の部分間に流れ制限作用
を生ずる付加的に作った口Ｐ５，Ｐ６を持つガスケット
７０を示す。口Ｐ１，Ｐ２とは異なりこれ等の口は、ガ
スケット自体と同じ全厚さを持つ任意の流体配分装置で
よい。このようにしてこの装置は口Ｐ１，Ｐ２と同じ構
造（図５ａないし５ｅ）を備えてもよいし、又は一層密
な不織メッシュ、熱可塑性又は熱硬化性の重合体片に形
成した１組の平行みぞ穴等のような若干の他の構造でも
よい。
【００５０】図４，６及び７は、多数の連続流路を持つ
種種の構造のガスケットを示す。このような構造は、１
ｍ×１ｍの程度又はそれ以上のガスケットを必要とする
大規模の用途にとくに有用である。本来この構造はガス
ケット内でもモジュール形に作る。
種種の構造のガスケットを示す。このような構造は、１
ｍ×１ｍの程度又はそれ以上のガスケットを必要とする
大規模の用途にとくに有用である。本来この構造はガス
ケット内でもモジュール形に作る。
【００５１】図４は、それぞれ連続的に連結した４つの
流路部分７４ないし８０及び流路部分８２ないし８６を
それぞれ持つ２つの屈曲した連続流路７４，７６を備え
た２区画セルガスケット７２を示す。それぞれ４個の口
Ｐ７ないしＰ１０と共に全部で８個のマニホルド穴８８
ないし９４及びマニホルド穴９６ないし１０２を使い送
給流れを供給し電気透析スタックから生成物を抽出す
る。この構造によりガスケットの２つの半部分７４，７
６を並列に作動させ又は２つの各別の独立の段として機
能させることができる。
流路部分７４ないし８０及び流路部分８２ないし８６を
それぞれ持つ２つの屈曲した連続流路７４，７６を備え
た２区画セルガスケット７２を示す。それぞれ４個の口
Ｐ７ないしＰ１０と共に全部で８個のマニホルド穴８８
ないし９４及びマニホルド穴９６ないし１０２を使い送
給流れを供給し電気透析スタックから生成物を抽出す
る。この構造によりガスケットの２つの半部分７４，７
６を並列に作動させ又は２つの各別の独立の段として機
能させることができる。
【００５２】図１１ａないし１１ｃは図４に示したセル
のような２区画セル内の若干の可能な流路を示す。図１
１ａは２つの段７４，７６の平行な連結を示す。２つの
連続流路７４，７６には酸Ａの流れ１０４及び塩／塩基
Ｓ／Ｂの流れ１０６が流れる。この並流により、各処理
流れ間に最低の差動圧力を生じ、従ってイオン交換膜の
緊張度が最低になる。
のような２区画セル内の若干の可能な流路を示す。図１
１ａは２つの段７４，７６の平行な連結を示す。２つの
連続流路７４，７６には酸Ａの流れ１０４及び塩／塩基
Ｓ／Ｂの流れ１０６が流れる。この並流により、各処理
流れ間に最低の差動圧力を生じ、従ってイオン交換膜の
緊張度が最低になる。
【００５３】Ａ流れ１０８及びＳ／Ｂ流れ１１０（図１
１ｂ）の各流れは向流である。これ等の向流流れ構造
は、各流れの間に圧力のかなり良好な整合状態が生じ、
若干の用途では一層高い処理効率が得られる。
１ｂ）の各流れは向流である。これ等の向流流れ構造
は、各流れの間に圧力のかなり良好な整合状態が生じ、
若干の用途では一層高い処理効率が得られる。
【００５４】図１１ｃは連続的に連結した２つの段７
４，７６を示し２つの流れ１１２，１１４の流れは平行
（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）である。このような処理の組
合せにより、たとえば３区画セルの塩ループ内の有効な
塩化ナトリウムの転化を増す。随意の中間冷却器１１
６，１１８は、目標構造内の温度上昇を保持するように
２つの段の間に結合して示してある。
４，７６を示し２つの流れ１１２，１１４の流れは平行
（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）である。このような処理の組
合せにより、たとえば３区画セルの塩ループ内の有効な
塩化ナトリウムの転化を増す。随意の中間冷却器１１
６，１１８は、目標構造内の温度上昇を保持するように
２つの段の間に結合して示してある。
【００５５】或はガスケット１１９の２つの半部分に対
し共通のマニホルド穴１２０ないし１２６（図６）を使
い作動中に２つの連続流路７４，７６を平行に位置さ
せ、マニホルド穴の個数を４個の穴１２０ないし１２６
に減らす。このガスケットは互いに独立の２つの段を持
つ選択構造は形成しないが２つの連続流路に対し４個の
マニホルド穴だけしか備えない利点を持つ。
し共通のマニホルド穴１２０ないし１２６（図６）を使
い作動中に２つの連続流路７４，７６を平行に位置さ
せ、マニホルド穴の個数を４個の穴１２０ないし１２６
に減らす。このガスケットは互いに独立の２つの段を持
つ選択構造は形成しないが２つの連続流路に対し４個の
マニホルド穴だけしか備えない利点を持つ。
【００５６】図７は、４組の連続の流路を持つ２区画ガ
スケット１２７を示す。８個のマニホルド穴１２８ない
し１３４及びマニホルド穴１３６ないし１４２と８個の
口Ｐ１１ないし１４及び口Ｐ１５ないしＰ１８とは全部
この構造に使う。各連続流路は、連続的に連結した４つ
の流れ部分を持つ。電気透析処理が一層低い電流密度
（すなわち一層低い熱発生）で行われ、又送給流れの一
層高い転化が望ましいときは、８つまでの流路を直列に
連結すればよい。
スケット１２７を示す。８個のマニホルド穴１２８ない
し１３４及びマニホルド穴１３６ないし１４２と８個の
口Ｐ１１ないし１４及び口Ｐ１５ないしＰ１８とは全部
この構造に使う。各連続流路は、連続的に連結した４つ
の流れ部分を持つ。電気透析処理が一層低い電流密度
（すなわち一層低い熱発生）で行われ、又送給流れの一
層高い転化が望ましいときは、８つまでの流路を直列に
連結すればよい。
【００５７】その他の変型による構造は当業者には明ら
かである。
かである。
【００５８】図８は本発明ガスケットを備える２区画電
解透析スタックを示す展開図である。図示のようにこれ
等のガスケットは図１のものと同じである。このスタッ
クは、各穴Ｈをはめた１組の整合ピンを使うことにより
組立てる。アセンブリ全体は１組の締付けボルト及びナ
ット（図示してない）により結合するのがよい。工業用
セルスタックの寸法は、１組の電極間に組付けた５０な
いし２００個のユニットセルによりはるかに大きくな
る。これ等のガスケットとは、１．２ｍ×２．５ｍもの
大きさがあり、所要の密封圧力を生ずるのに流体圧閉鎖
機構を使うフィルタプレス形ユニットにより結合する。
解透析スタックを示す展開図である。図示のようにこれ
等のガスケットは図１のものと同じである。このスタッ
クは、各穴Ｈをはめた１組の整合ピンを使うことにより
組立てる。アセンブリ全体は１組の締付けボルト及びナ
ット（図示してない）により結合するのがよい。工業用
セルスタックの寸法は、１組の電極間に組付けた５０な
いし２００個のユニットセルによりはるかに大きくな
る。これ等のガスケットとは、１．２ｍ×２．５ｍもの
大きさがあり、所要の密封圧力を生ずるのに流体圧閉鎖
機構を使うフィルタプレス形ユニットにより結合する。
【００５９】図８の陽極端（左側）から出発してこのス
タックは、厚さ０．２５ないし０．５インチの鋼製端板
１５０を持つ。このスタックで次に厚さ１ないし２イン
チのポリプロピレン製端板１５２と厚さ０．０６２イン
チ以下の陽極シート１５４を設け密封作用を向上するよ
うにこれ等の板の間にゴムガススケット（図示してな
い）を位置させてある。この電極は白金、チタンに被覆
した白金又はニッケルから作り、或はこの電極はチタン
に被覆した貴金属酸化物でもよい。ニッケル陽極はアル
カリ性媒体を必要とするが、他の電極は酸性又は中性の
（非ふつ化物）媒体中で機能することができる。
タックは、厚さ０．２５ないし０．５インチの鋼製端板
１５０を持つ。このスタックで次に厚さ１ないし２イン
チのポリプロピレン製端板１５２と厚さ０．０６２イン
チ以下の陽極シート１５４を設け密封作用を向上するよ
うにこれ等の板の間にゴムガススケット（図示してな
い）を位置させてある。この電極は白金、チタンに被覆
した白金又はニッケルから作り、或はこの電極はチタン
に被覆した貴金属酸化物でもよい。ニッケル陽極はアル
カリ性媒体を必要とするが、他の電極は酸性又は中性の
（非ふつ化物）媒体中で機能することができる。
【００６０】適当な金属酸化物電極は酸化イリジウムを
チタンに被覆したものである。酸化イリジウム電極は、
たとえば有機酸の塩の処理を含む用途の場合のように少
量の有機酸を含む無機酸溶液中に使うのにとくに適して
いることが分っている。従ってこの電極は有機塩を処理
する電気透析セルスタック用の好適な陽極である。
チタンに被覆したものである。酸化イリジウム電極は、
たとえば有機酸の塩の処理を含む用途の場合のように少
量の有機酸を含む無機酸溶液中に使うのにとくに適して
いることが分っている。従ってこの電極は有機塩を処理
する電気透析セルスタック用の好適な陽極である。
【００６１】鋼板１５６，プラスチック端板１５８及び
陰極板１６０からなる同様なアセンブリを陰極端で使
う。陰極材料は、３１６−ステンレス鋼、又は実際の電
気透析操作中に酸性又はアルカリ性の媒体に一般に安定
で商品名「ハステロイ」（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）として
市販されている合金のような一層高級な合金でよい。電
極１５４，１６０は外部直流電源に接続するタブＴ１，
Ｔ２を持つ。これ等の電極は、プラスチック端極１５
２，１５８の穴（図示してない）内にはまり、又はこれ
等の端板と同じ近似寸法を持つ。
陰極板１６０からなる同様なアセンブリを陰極端で使
う。陰極材料は、３１６−ステンレス鋼、又は実際の電
気透析操作中に酸性又はアルカリ性の媒体に一般に安定
で商品名「ハステロイ」（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）として
市販されている合金のような一層高級な合金でよい。電
極１５４，１６０は外部直流電源に接続するタブＴ１，
Ｔ２を持つ。これ等の電極は、プラスチック端極１５
２，１５８の穴（図示してない）内にはまり、又はこれ
等の端板と同じ近似寸法を持つ。
【００６２】各ガスケット及び各膜は２つの電極１５
４，１６０間に組付ける。それぞれ酸Ａ及び塩基Ｂの区
画１６２，１６４は、ガスケット１６６，１６８内に、
イオン交換膜（双極膜１７０，陰イオン膜１７２及び陽
イオン膜１８０）の間に入る。
４，１６０間に組付ける。それぞれ酸Ａ及び塩基Ｂの区
画１６２，１６４は、ガスケット１６６，１６８内に、
イオン交換膜（双極膜１７０，陰イオン膜１７２及び陽
イオン膜１８０）の間に入る。
【００６３】処理溶液は、電気透析スタックになるべく
は陰極（低い方の電位）端部から入り、ガスケット及び
膜のマニホルド穴を介しガスケット内の各別の室に配分
される。ガスケットの配向と各口の位置とによって各別
のガスケットのいずれに送給されるかが定まる。各ガス
ケットの入口１７４ａ、１７４ｂに入る酸Ａ及び塩・塩
基Ｓ／Ｂ溶液は直列に連結した流路部分（たとえば図１
の区分２６ないし３０）を経て流れる。図８に示した構
造ではＡ区画１６２及びＢ区画１６４内の酸Ａ及び塩・
塩基Ｓ／Ｂの溶液の流れは平行である。各別のガスケッ
トから出口１７６ａ、１７６ｂで出る処理溶液は陰極端
で流出マニホルド穴を経て電気透析スタックアセンブリ
から流出する。
は陰極（低い方の電位）端部から入り、ガスケット及び
膜のマニホルド穴を介しガスケット内の各別の室に配分
される。ガスケットの配向と各口の位置とによって各別
のガスケットのいずれに送給されるかが定まる。各ガス
ケットの入口１７４ａ、１７４ｂに入る酸Ａ及び塩・塩
基Ｓ／Ｂ溶液は直列に連結した流路部分（たとえば図１
の区分２６ないし３０）を経て流れる。図８に示した構
造ではＡ区画１６２及びＢ区画１６４内の酸Ａ及び塩・
塩基Ｓ／Ｂの溶液の流れは平行である。各別のガスケッ
トから出口１７６ａ、１７６ｂで出る処理溶液は陰極端
で流出マニホルド穴を経て電気透析スタックアセンブリ
から流出する。
【００６４】電極洗浄溶液ＥＲ’１７４ｃ，１７６ｃ及
びＥＲ１７４ｄ，１７６ｄは各別のループを経て送給す
る。陽イオン膜１８０は、入口１７４ｃから陽極ガスケ
ット１７８を経て循環し出口１７６ｃから出る陽極洗浄
液すなわち陽極液ＥＲが主処理溶液Ａ及びＳ／Ｂと混合
しないようにする。端部双極膜１７１は、陰極ガスケッ
ト１８２を経て循環する陰極洗浄用液すなわち陰極液Ｅ
Ｒ’を主処理溶液Ａ及びＳ／Ｂとの混合を防ぎこれ等の
溶液から隔離する。
びＥＲ１７４ｄ，１７６ｄは各別のループを経て送給す
る。陽イオン膜１８０は、入口１７４ｃから陽極ガスケ
ット１７８を経て循環し出口１７６ｃから出る陽極洗浄
液すなわち陽極液ＥＲが主処理溶液Ａ及びＳ／Ｂと混合
しないようにする。端部双極膜１７１は、陰極ガスケッ
ト１８２を経て循環する陰極洗浄用液すなわち陰極液Ｅ
Ｒ’を主処理溶液Ａ及びＳ／Ｂとの混合を防ぎこれ等の
溶液から隔離する。
【００６５】電極洗浄用液ＥＲ、ＥＲ’を主処理溶液か
らさらに適正確実に隔離するように、陽イオン交換膜
（図示していない）を双極膜１７１の陽イオン側に隣接
して位置させる。或は陰イオン交換膜（図示していな
い）を双極膜１７１の陰イオン側に隣接して位置させて
もよい。陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜は、双極膜
１７１より機械的耐性が強く、主処理溶液及び電極洗浄
流れ間の圧力差のもとに比較的弱い双極膜が破断したと
しても電極洗浄液ＥＲ’及び主処理流れＡ，Ｓ／Ｂの混
合を防ぐように作用する。
らさらに適正確実に隔離するように、陽イオン交換膜
（図示していない）を双極膜１７１の陽イオン側に隣接
して位置させる。或は陰イオン交換膜（図示していな
い）を双極膜１７１の陰イオン側に隣接して位置させて
もよい。陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜は、双極膜
１７１より機械的耐性が強く、主処理溶液及び電極洗浄
流れ間の圧力差のもとに比較的弱い双極膜が破断したと
しても電極洗浄液ＥＲ’及び主処理流れＡ，Ｓ／Ｂの混
合を防ぐように作用する。
【００６６】組立て順序及び処理操作は図９に明らかで
ある。図９は、それぞれ酸セルＡ及び塩／塩基セルＢを
含む８個のユニットセルを持つパイロットセルアセンブ
リの線図的配置を示す。これ等の２つの各区各セルＡ，
Ｂは、セルＡ，Ｂを含む２枚の双極膜（−＋）と塩基区
画Ｂ及び酸区画Ａを互いに隔離する陰イオン（−）交換
膜とから構成してある。塩基区画及び酸区画には、ガス
ケットに形成した内部マニホルド穴を介し処理溶液を供
給する。陽極端 ＥＲ及び陰極端ＥＲ’における各電極
洗浄区画には共通の供給タンクから電極洗浄流れたとえ
ば希硫酸を各別に供給する。
ある。図９は、それぞれ酸セルＡ及び塩／塩基セルＢを
含む８個のユニットセルを持つパイロットセルアセンブ
リの線図的配置を示す。これ等の２つの各区各セルＡ，
Ｂは、セルＡ，Ｂを含む２枚の双極膜（−＋）と塩基区
画Ｂ及び酸区画Ａを互いに隔離する陰イオン（−）交換
膜とから構成してある。塩基区画及び酸区画には、ガス
ケットに形成した内部マニホルド穴を介し処理溶液を供
給する。陽極端 ＥＲ及び陰極端ＥＲ’における各電極
洗浄区画には共通の供給タンクから電極洗浄流れたとえ
ば希硫酸を各別に供給する。
【００６７】陽極端における（＋）陽イオン膜１９２は
ＥＲ室から水素イオンを移送するが、ほぼ同等量の水素
イオンが双極膜１９６の陽イオン面で発生しこのアセン
ブリの陰極端のＥＲ’区画内に移送される。この構造に
より、電極洗浄ループ内の水素イオン（Ｈ+ ）を平衡さ
せ電極洗浄液濃度を長期の作用期間にわたり安定なレベ
ルに保つ。
ＥＲ室から水素イオンを移送するが、ほぼ同等量の水素
イオンが双極膜１９６の陽イオン面で発生しこのアセン
ブリの陰極端のＥＲ’区画内に移送される。この構造に
より、電極洗浄ループ内の水素イオン（Ｈ+ ）を平衡さ
せ電極洗浄液濃度を長期の作用期間にわたり安定なレベ
ルに保つ。
【００６８】図９の２区画陰イオンセル構造はアンモニ
ウム塩をアンモニア及び酸に変換するのにとくに適して
いる。アンモニウム塩ＮＨ4 ＸはＢ区画に導入する。Ｂ
区画ではアンモニウム塩は双極膜（＋−）に生ずるヒド
ロキシルイオンと反応してアンモニア性液を生成する。
その間に陰イオンＸ- は直流駆動力により陰イオン膜
（−）を横切りＡ区画に移送される。これ等のＡ区画で
はこれ等の陰イオンは双極膜で発生する水素イオンと結
合して酸ＨＸを生成する。これ等の反応は次のように要
約される。 塩／塩基区画： ＮＨ4 Ｘ＋ＯＨ- −Ｘ- ＝ＮＨ4 ＯＨ
＝ＮＨ3 ＋Ｈ2 Ｏ 酸区画： Ｘ- ＋Ｈ+ ＝ＨＸ
ウム塩をアンモニア及び酸に変換するのにとくに適して
いる。アンモニウム塩ＮＨ4 ＸはＢ区画に導入する。Ｂ
区画ではアンモニウム塩は双極膜（＋−）に生ずるヒド
ロキシルイオンと反応してアンモニア性液を生成する。
その間に陰イオンＸ- は直流駆動力により陰イオン膜
（−）を横切りＡ区画に移送される。これ等のＡ区画で
はこれ等の陰イオンは双極膜で発生する水素イオンと結
合して酸ＨＸを生成する。これ等の反応は次のように要
約される。 塩／塩基区画： ＮＨ4 Ｘ＋ＯＨ- −Ｘ- ＝ＮＨ4 ＯＨ
＝ＮＨ3 ＋Ｈ2 Ｏ 酸区画： Ｘ- ＋Ｈ+ ＝ＨＸ
【００６９】例 本発明のガスケットの利用により、乳酸アンモニウム転
化用途で研究された電気透析スタックの性能が向上す
る。この処理では、双極膜及び陰イオン交換膜を備えた
２区画セルを使う。この処理において発酵によって生成
する３０ないし４５ｇ／ｌの濃度の乳酸アンモニウムは
初めにろ過して微生物細胞及び不溶物を除く。引続いて
この乳酸アンモニウムは限外フイルタ又はナノフイルタ
（ｎａｎｏｆｉｌｔｅｒ）を使ってろ過する。
化用途で研究された電気透析スタックの性能が向上す
る。この処理では、双極膜及び陰イオン交換膜を備えた
２区画セルを使う。この処理において発酵によって生成
する３０ないし４５ｇ／ｌの濃度の乳酸アンモニウムは
初めにろ過して微生物細胞及び不溶物を除く。引続いて
この乳酸アンモニウムは限外フイルタ又はナノフイルタ
（ｎａｎｏｆｉｌｔｅｒ）を使ってろ過する。
【００７０】得られる清浄な送給流れは電気透析スタッ
クの塩／塩基区画（Ｂ区画）に送給する。直流駆動力の
もとに、双極膜の表面に生成するＯＨ- イオンはアンモ
ニウムイオンと結合して水産化アンモニウムを生成す
る。乳酸塩陰イオンは陰イオン膜を横切って移行し双極
膜の陽イオン選択面に生成するＨ+ イオンと結合して乳
酸を生成する。
クの塩／塩基区画（Ｂ区画）に送給する。直流駆動力の
もとに、双極膜の表面に生成するＯＨ- イオンはアンモ
ニウムイオンと結合して水産化アンモニウムを生成す
る。乳酸塩陰イオンは陰イオン膜を横切って移行し双極
膜の陽イオン選択面に生成するＨ+ イオンと結合して乳
酸を生成する。
【００７１】本発明のガスケットを備えた図９のパイロ
ットセルを使い２つの実験を行った。２区画セルは８個
のセル単位を含んでいた。セルスタックに使ったガスケ
ットは厚さが０，７６ｍｍであった。各ガスケットは４
６５ｃｍ2 （０．５ｆｔ2 ）の活性区域を持ちこの区域
に直流電流を通じた。このスタックはエレクトロード・
プロダクツ・インコーポレイテッド（Ｅｌｅｃｔｒｏｄ
ｅ ＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．）製のチクン基体に被覆
した酸化ルテニウムから作った陽極１９０を含んでい
た。電極洗浄区画ＥＲは、サイブロン・ケミカルズ（Ｓ
ｙｂｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製のＭＣ３４７０陽
イオン膜１９２を使った。又区画Ａ，Ｂを含む７個の繰
返しセルはアサヒ・グラス・カムパニ（Ａｓａｈｉ Ｇ
ｌａｓｓＣｏｍｐａｎｙ）製のＡＭＶ又はＡＭＴ陰イオ
ン膜１９４を使った。双極膜１９６はグレイバー・ウオ
ーター（Ｇｒａｖｅｒ Ｗａｔｅｒ）の一部門であるア
クアリテイックス（Ａｑｕａｌｙｔｉｃｓ）製のもので
あった。７番目の双極膜１９６に次いで、酸区画Ａ、陰
イオン膜１９４（ＡＭＶ又はＡＭｔ）、塩基区画Ｂ、別
の双極膜１９６，電極洗浄区画ＥＲ’及びステンレス鋼
陰極１９８を設けた。酸区画ガスケットＡ及び塩基区画
ガスケットＢ内に図５ｄ及び５ｅに示した口構造を使う
と、漏れ防止アセンブリが容易に得られた。
ットセルを使い２つの実験を行った。２区画セルは８個
のセル単位を含んでいた。セルスタックに使ったガスケ
ットは厚さが０，７６ｍｍであった。各ガスケットは４
６５ｃｍ2 （０．５ｆｔ2 ）の活性区域を持ちこの区域
に直流電流を通じた。このスタックはエレクトロード・
プロダクツ・インコーポレイテッド（Ｅｌｅｃｔｒｏｄ
ｅ ＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．）製のチクン基体に被覆
した酸化ルテニウムから作った陽極１９０を含んでい
た。電極洗浄区画ＥＲは、サイブロン・ケミカルズ（Ｓ
ｙｂｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製のＭＣ３４７０陽
イオン膜１９２を使った。又区画Ａ，Ｂを含む７個の繰
返しセルはアサヒ・グラス・カムパニ（Ａｓａｈｉ Ｇ
ｌａｓｓＣｏｍｐａｎｙ）製のＡＭＶ又はＡＭＴ陰イオ
ン膜１９４を使った。双極膜１９６はグレイバー・ウオ
ーター（Ｇｒａｖｅｒ Ｗａｔｅｒ）の一部門であるア
クアリテイックス（Ａｑｕａｌｙｔｉｃｓ）製のもので
あった。７番目の双極膜１９６に次いで、酸区画Ａ、陰
イオン膜１９４（ＡＭＶ又はＡＭｔ）、塩基区画Ｂ、別
の双極膜１９６，電極洗浄区画ＥＲ’及びステンレス鋼
陰極１９８を設けた。酸区画ガスケットＡ及び塩基区画
ガスケットＢ内に図５ｄ及び５ｅに示した口構造を使う
と、漏れ防止アセンブリが容易に得られた。
【００７２】本発明スタックは、電気透析処理を実施す
るように図１０にブロック図により線図的に示したシス
テム内に入れた。３台のポンプＰ１ないしＰ３を使い溶
液をそれぞれの再循環タンク、１９８，２００，２０２
から酸区画２０４，塩基区画２０６及び電極洗浄区画２
０８に−２．５ないし３．５ ｌ／ｍｉｎの速度で溶液
を循環させた。この速度値は酸ループ及び塩基ループ内
で７ないし１０ｃｍ／ｓｅｃの表面速度になる。清浄な
流体が３個のループ内で既知の流量及び圧力降下で確実
に流れるようにするのに、ダイヤフラム弁、カートリッ
ジフイルタ２１０，流量計２１２及び圧力計２１４を使
った。導電率制御装置ＣＩＣを介し乳酸アンモニウム送
給流れを塩基再循環タンク２００に供給するのに使う送
給ポンプＰ４を送給タンク２１６に結合した。スタック
の陽極端子２２４及び陰極端子２２６に直流電源を接続
した。電流及び電圧の入力の所要の制御装置は電源自体
に位置させた。
るように図１０にブロック図により線図的に示したシス
テム内に入れた。３台のポンプＰ１ないしＰ３を使い溶
液をそれぞれの再循環タンク、１９８，２００，２０２
から酸区画２０４，塩基区画２０６及び電極洗浄区画２
０８に−２．５ないし３．５ ｌ／ｍｉｎの速度で溶液
を循環させた。この速度値は酸ループ及び塩基ループ内
で７ないし１０ｃｍ／ｓｅｃの表面速度になる。清浄な
流体が３個のループ内で既知の流量及び圧力降下で確実
に流れるようにするのに、ダイヤフラム弁、カートリッ
ジフイルタ２１０，流量計２１２及び圧力計２１４を使
った。導電率制御装置ＣＩＣを介し乳酸アンモニウム送
給流れを塩基再循環タンク２００に供給するのに使う送
給ポンプＰ４を送給タンク２１６に結合した。スタック
の陽極端子２２４及び陰極端子２２６に直流電源を接続
した。電流及び電圧の入力の所要の制御装置は電源自体
に位置させた。
【００７３】このシステムには、初めに塩基再循環タン
ク２００及び酸再循環タンク１９８の両方にろ液（送給
乳酸アンモニウム）を送給した。電極洗浄タンクには−
８重量％の硫酸を送給した。再循環ポンプＰ１ないしＰ
３を始動し、４ないし７ｐｓｉの圧力降下が生ずるよう
に流量を調整した。大体において３．２ ｌ／ｍｍの流
量（９ｃｍ／ｓｅｃの表面速度）を−５−６ｐｓｉｇ
（−０．３５−０．４バール）の圧力降下に保持した。
この値はガスケット内の３０インチの全径路長さを考慮
すると比較的低い圧力降下であり、直列流路の上下の区
分間の圧力回収が著しく良好であることを示し湾曲流れ
構造を使う工業用装置より著しく勝ることを示す。従っ
て直列流路の上下の脚の間のすぐれた圧力回復により、
膜の不当な破断のおそれを伴わないで所望によりセルス
タック内に向流流れを使用できる。
ク２００及び酸再循環タンク１９８の両方にろ液（送給
乳酸アンモニウム）を送給した。電極洗浄タンクには−
８重量％の硫酸を送給した。再循環ポンプＰ１ないしＰ
３を始動し、４ないし７ｐｓｉの圧力降下が生ずるよう
に流量を調整した。大体において３．２ ｌ／ｍｍの流
量（９ｃｍ／ｓｅｃの表面速度）を−５−６ｐｓｉｇ
（−０．３５−０．４バール）の圧力降下に保持した。
この値はガスケット内の３０インチの全径路長さを考慮
すると比較的低い圧力降下であり、直列流路の上下の区
分間の圧力回収が著しく良好であることを示し湾曲流れ
構造を使う工業用装置より著しく勝ることを示す。従っ
て直列流路の上下の脚の間のすぐれた圧力回復により、
膜の不当な破断のおそれを伴わないで所望によりセルス
タック内に向流流れを使用できる。
【００７４】例１ 限外ろ過（２００，０００ダルトン公称定格）送給流れ
を処理するのにパイロットセルアセンブリ（図９）を使
うことにより６５日の試験を行った。８個のセル単位は
双極膜及びＡＭＶ陰イオン膜を持っていた。１４．５Ａ
の直流入力（２９Ａ／ｆｔ2 の電流密度）で試験を行っ
た。２５ｍＳ／ｃｍの導電率を持ち乳酸アンモニウムと
して３５ないし５０ｇ／ｌを含む乳酸アンモニウムの送
給供給品をタンク導電率を−１０ｍＳ／ｃｍに保つのに
適当な割合で塩基再循環タンク２００内に計量した。
９．５ないし１０のｐＨの塩基生成物（約１０ｇ／ｌの
アンモニア及び約１５ｇ／ｌの未反応乳酸塩を含むアン
モニア性塩基生成物）を塩基再循環タンクからあふれ出
させた。２５０ないし３００ｇ／ｌの濃度の乳酸生成物
を適当なレベルの制御のもとに酸再循環タンク１９８か
らあふれ出させた。セルスタック内の酸溶液及び塩基溶
液の流れは並流であった。
を処理するのにパイロットセルアセンブリ（図９）を使
うことにより６５日の試験を行った。８個のセル単位は
双極膜及びＡＭＶ陰イオン膜を持っていた。１４．５Ａ
の直流入力（２９Ａ／ｆｔ2 の電流密度）で試験を行っ
た。２５ｍＳ／ｃｍの導電率を持ち乳酸アンモニウムと
して３５ないし５０ｇ／ｌを含む乳酸アンモニウムの送
給供給品をタンク導電率を−１０ｍＳ／ｃｍに保つのに
適当な割合で塩基再循環タンク２００内に計量した。
９．５ないし１０のｐＨの塩基生成物（約１０ｇ／ｌの
アンモニア及び約１５ｇ／ｌの未反応乳酸塩を含むアン
モニア性塩基生成物）を塩基再循環タンクからあふれ出
させた。２５０ないし３００ｇ／ｌの濃度の乳酸生成物
を適当なレベルの制御のもとに酸再循環タンク１９８か
らあふれ出させた。セルスタック内の酸溶液及び塩基溶
液の流れは並流であった。
【００７５】試験の結果としてセルは実質的に内部漏れ
を生じていなかった。膜及びセルの性能は安定であり膜
及びセルの保全性を保つのにこの新規なガスケットの有
効性を示した。金属酸化物陽極は、これに接触する少量
の乳酸が存在していてもすぐれた状態にあった。この電
極はその以後の実験に再使用して良好な成績が得られ
た。
を生じていなかった。膜及びセルの性能は安定であり膜
及びセルの保全性を保つのにこの新規なガスケットの有
効性を示した。金属酸化物陽極は、これに接触する少量
の乳酸が存在していてもすぐれた状態にあった。この電
極はその以後の実験に再使用して良好な成績が得られ
た。
【００７６】双極膜の破断とこれに伴う電極洗浄液ルー
プ内の過剰なレベルの有機物とにより生ずる問題は、必
要に応じ末端の双極膜の次に陽イオン交換膜又は陰イオ
ン交換膜の使用により避けることができる。１つの選択
は、それぞれ自体の電極洗浄液の供給を受ける２つの電
極洗浄液ループを隔離することである。第２の選択は、
陽極液に隣接する余分な塩基区画を展開することであ
る。この展開は、陰極に面する陽イオン選択側を持つ付
加的な双極膜の使用によって容易にできる。陽極端で始
まる各部品の組立て順序はこの場合、陽極、陽極液区
画、陽イオン膜、塩基区画、双極膜、酸区画、陰イオン
膜等である。
プ内の過剰なレベルの有機物とにより生ずる問題は、必
要に応じ末端の双極膜の次に陽イオン交換膜又は陰イオ
ン交換膜の使用により避けることができる。１つの選択
は、それぞれ自体の電極洗浄液の供給を受ける２つの電
極洗浄液ループを隔離することである。第２の選択は、
陽極液に隣接する余分な塩基区画を展開することであ
る。この展開は、陰極に面する陽イオン選択側を持つ付
加的な双極膜の使用によって容易にできる。陽極端で始
まる各部品の組立て順序はこの場合、陽極、陽極液区
画、陽イオン膜、塩基区画、双極膜、酸区画、陰イオン
膜等である。
【００７７】例２ 二価金属主としてカルシウム及びマグネシウムを除くよ
うに、ナノろ過（−２００ダルトン定格）を行った２条
の各別の乳酸アンモニウム送給流れを処理するのにパイ
ロットセル（図９）（双極膜及びＡＭＴ陰イオン膜を含
む）を使うことにより９日試験を行った。それぞれ乳酸
アンモニウム塩の形の３２及び４８ｇ／ｌの乳酸塩のこ
のようにして得られるろ液は、酸区画内で２６０ないし
２９０ｇ／ｌの濃度の乳酸生成物に又塩基区画内で１０
ないし１１ｇ／ｌの乳酸塩及び７ないし１０ｇ／ｌの溶
解アンモニアを含む希薄塩流れに転化した。２条の送給
流れの全カルシウム含量はそれぞれ１９．５ｐｐｍ及び
１６．８ｐｐｍであり、又マグネシウム含量はこれ等の
両方の流れに対し８ないし１１ｐｐｍの範囲であった。
二価金属イオンの濃度は、電気透析スタック内の沈殿及
び電流量の問題を生ずるのに十分なだけ高かった。
うに、ナノろ過（−２００ダルトン定格）を行った２条
の各別の乳酸アンモニウム送給流れを処理するのにパイ
ロットセル（図９）（双極膜及びＡＭＴ陰イオン膜を含
む）を使うことにより９日試験を行った。それぞれ乳酸
アンモニウム塩の形の３２及び４８ｇ／ｌの乳酸塩のこ
のようにして得られるろ液は、酸区画内で２６０ないし
２９０ｇ／ｌの濃度の乳酸生成物に又塩基区画内で１０
ないし１１ｇ／ｌの乳酸塩及び７ないし１０ｇ／ｌの溶
解アンモニアを含む希薄塩流れに転化した。２条の送給
流れの全カルシウム含量はそれぞれ１９．５ｐｐｍ及び
１６．８ｐｐｍであり、又マグネシウム含量はこれ等の
両方の流れに対し８ないし１１ｐｐｍの範囲であった。
二価金属イオンの濃度は、電気透析スタック内の沈殿及
び電流量の問題を生ずるのに十分なだけ高かった。
【００７８】とくにマグネシウムの溶解度は塩基生成物
では比較的低くなることが分かった。従って塩基ループ
２０６内で（高ｐＨの双極膜面において）沈殿した物質
は、引続いてセル２５０から運び出され外部フイルタ２
３０で除去された。沈殿物が存在しないと、電流料は
３．５Ｖのユニットセル電圧で＞７０Ａ／ｆｔ2 である
ことが分った。この試験で沈殿物が存在すると電流量が
減少し与えられた電流入力に対し一層高い電圧を必要と
した。９日試験では電流は−４Ｖの単位セル電圧で２７
ないし３２Ａ（５４ないし６４Ａ／ｆｔ2 ）の範囲であ
った。
では比較的低くなることが分かった。従って塩基ループ
２０６内で（高ｐＨの双極膜面において）沈殿した物質
は、引続いてセル２５０から運び出され外部フイルタ２
３０で除去された。沈殿物が存在しないと、電流料は
３．５Ｖのユニットセル電圧で＞７０Ａ／ｆｔ2 である
ことが分った。この試験で沈殿物が存在すると電流量が
減少し与えられた電流入力に対し一層高い電圧を必要と
した。９日試験では電流は−４Ｖの単位セル電圧で２７
ないし３２Ａ（５４ないし６４Ａ／ｆｔ2 ）の範囲であ
った。
【００７９】例３ 前記の例に使ったのと同じ送給流れを市販の電気透析セ
ルスタックを使い作業所で処理した。グレイバー社の一
部門であるアクアリテイックスから供給されるこれ等の
スタックは、シート状流れ構造で、６ｆｔ2 ／ユニット
セルの有効面積を持つ同様な双極膜−陰イオン膜組合せ
を利用した。これ等のセルスタック内のガスケットは厚
さが０．７６ｍｍであった。各ガスケットは、溶液流れ
を受入れるように６組のマニホルド穴（全部で１２個）
と３組の口（全部で６個）とを備えた。これ等のガスケ
ット内の線速度は５ないし６ｃｍ／ｓｅｃであった。
ルスタックを使い作業所で処理した。グレイバー社の一
部門であるアクアリテイックスから供給されるこれ等の
スタックは、シート状流れ構造で、６ｆｔ2 ／ユニット
セルの有効面積を持つ同様な双極膜−陰イオン膜組合せ
を利用した。これ等のセルスタック内のガスケットは厚
さが０．７６ｍｍであった。各ガスケットは、溶液流れ
を受入れるように６組のマニホルド穴（全部で１２個）
と３組の口（全部で６個）とを備えた。これ等のガスケ
ット内の線速度は５ないし６ｃｍ／ｓｅｃであった。
【００８０】それぞれ２１０個のユニットセルを含む４
個の工業用スタックを５日の試験中に使った。これ等の
セルは、３．２ないし３．４Ｖのユニットセル電圧に変
る７００ないし７５０Ｖで動作した。セルスタックから
の塩基性生成物の導電率は、例２に使った導電率より著
しく高い１５ないし２０ｍＳ／ｃｍであり１５ないし２
５ｇ／ｌの乳酸と５ないし８ｇ／ｌの溶解アンモニアと
を含んでいた。電気透析（ＥＤ）スタック内の電流量
（Ａ）は次の通りであった。
個の工業用スタックを５日の試験中に使った。これ等の
セルは、３．２ないし３．４Ｖのユニットセル電圧に変
る７００ないし７５０Ｖで動作した。セルスタックから
の塩基性生成物の導電率は、例２に使った導電率より著
しく高い１５ないし２０ｍＳ／ｃｍであり１５ないし２
５ｇ／ｌの乳酸と５ないし８ｇ／ｌの溶解アンモニアと
を含んでいた。電気透析（ＥＤ）スタック内の電流量
（Ａ）は次の通りであった。
【００８１】表１
【００８２】種種のスタック間には電流量にかなりの違
いがあるのは明らかであった。電流量は又時間に伴って
変った。これ等は共に沈殿の生成とこの沈殿によって生
ずる一様でない流れ分布との原因になる。３７Ａ／ｆｔ
2 から２１Ａ／ｆｔ2 までの範囲の電流密度（６ｆｔ2
の有効面積で割った平均電流）は本発明ガスケットを利
用した例２で得られるよりかなり低い。
いがあるのは明らかであった。電流量は又時間に伴って
変った。これ等は共に沈殿の生成とこの沈殿によって生
ずる一様でない流れ分布との原因になる。３７Ａ／ｆｔ
2 から２１Ａ／ｆｔ2 までの範囲の電流密度（６ｆｔ2
の有効面積で割った平均電流）は本発明ガスケットを利
用した例２で得られるよりかなり低い。
【００８３】当業者には明らかなように本発明はなおそ
の精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができ
る。
の精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができ
る。
【図１】屈曲直列流路を形成するように各流れ部分を接
合する各制限部分を含む活性区域を持つ２区画電気透析
セルに使う本発明ガスケット及びメッシュ状支持体を示
す平面図である。
合する各制限部分を含む活性区域を持つ２区画電気透析
セルに使う本発明ガスケット及びメッシュ状支持体を示
す平面図である。
【図２】３区画セルに使う本発明ガスケットの平面図で
ある。
ある。
【図２ａ】３区画セル用の中央マニホルド穴に結合した
口を持つ本発明ガスケットの平面図である。
口を持つ本発明ガスケットの平面図である。
【図２ｂ】３区画セルを形成するように組立てた図２の
２枚のガスケットと図２ａの１枚のガスケットとを示す
展開斜視図である。
２枚のガスケットと図２ａの１枚のガスケットとを示す
展開斜視図である。
【図３】屈曲した連続流路を形成するように各流路部分
の間に位置させた口を持つ本発明ガスケットの平面図で
ある。
の間に位置させた口を持つ本発明ガスケットの平面図で
ある。
【図４】２つの各別の連続流路と各別の２組のマニホル
ド穴とを含む活性区域を持つ本発明ガスケットの平面図
である。
ド穴とを含む活性区域を持つ本発明ガスケットの平面図
である。
【図５ａ】マニホルド穴及び連続流路を連通させるよう
に本ガスケットに使う口構造の１例を持つ材料体の斜視
図である。
に本ガスケットに使う口構造の１例を持つ材料体の斜視
図である。
【図５ｂ】別の口構造を持つ図５ａと同様な材料体の斜
視図である。
視図である。
【図５ｃ】他の口構造を持つ図５ａと同様な材料体の斜
視図である。
視図である。
【図５ｄ】他の口構造と柔らかい上下層とを持つ図５ａ
と同様な材料体の斜視図である。
と同様な材料体の斜視図である。
【図５ｅ】他の口構造及び柔らかい上下層を持つ図５ａ
と同様な材料体の斜視図である。
と同様な材料体の斜視図である。
【図６】共通のマニホルドに連結した２つの各別の連続
流路を持つ２区画ガスケットの活性区域の平面図であ
る。
流路を持つ２区画ガスケットの活性区域の平面図であ
る。
【図７】４つの屈曲した連続流路を持つ２区画ガスケッ
トの活性区域の平面図である。
トの活性区域の平面図である。
【図８】向き合わせの関係に相互に締付ける本発明ガス
ケットを使うスタックの展開斜視図である。
ケットを使うスタックの展開斜視図である。
【図９】２区各陰イオンセルの配置図である。
【図１０】本発明による電気透析スタックを試験するパ
イロット電気透析システムのブロック図である。
イロット電気透析システムのブロック図である。
【図１１ａ】２区画ガスケットの流路の１例の平面図で
ある。
ある。
【図１１ｂ】図１１ａの流路の他の例の平面図である。
【図１１ｃ】図１１ａの流路のなお別の例の平面図であ
る。
る。
２１、２２、２３、２４ マニホルド穴 ２６、２８、３０ 流路部分 ３６、３８ 制限部分 Ｐ１、Ｐ４ 口
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｃ０２Ｆ 1/46 １０３
Claims (29)
- 【請求項１】 電気透析セルスタックに使用するガスケ
ットであって、活性区域と、前記電気透析セルスタック
内の他のガスケットへの液体流れ用の導管の部分を形成
するマニホルド穴と、処理液体を前記活性区域に供給
し、かつこの活性区域から除去するように位置させた口
と、均等な厚さとを持つガスケットにおいて、前記活性
区域に、前記ガスケット内に少なくとも１つの連続流路
を形成するように相互に連結した複数の流路部分を設
け、少なくとも１つの流路部分は全ガスケット幅の１０
ないし４９％であり、前記個別の流路部分を、前記連続
流路を曲げる個所で流れ制限部分により相互に連結し、
流れの乱れを促進するように前記各連続流路内に前記ガ
スケットの厚さに実質的に同じ厚さを持つ織り材料又は
不織材料を備え、前記材料に、流体及び電気的な流れを
可能にする開いた区域と、連続流路を通って流れる処理
流れ当たり２個のマニホルド穴と、個別に協働するマニ
ホルド穴と、前記連続流路の対応端部との間にそれぞれ
連結された２個の口とを設け、これ等の口のうちの第１
の口は前記連続流路用の流体入口を形成し、前記口のう
ちの第２の口は前記連続流路用の流体出口を形成し、こ
れ等の各口が、前記ガスケットの厚さに実質的に同じ厚
さを持つようにして成るガスケット。 - 【請求項２】 前記各口が前記ガスケット剛性より高い
剛性を持ち、前記各口が実質的に扁平な上面及び下面を
持ち、前記連続流路により前記の２個の口間に延びる完
全な流路を形成するようにした請求項１のガスケット。 - 【請求項３】 前記複数の各流路部分が実質的に互いに
同じ幅を持ち、前記ガスケットのリブにより前記流路部
分の他の通路部分から隔離し、前記各リブの幅を０．５
ないし５ｍｍにした請求項１のガスケット。 - 【請求項４】 ２つないし６つの連続流路を設けた請求
項１のガスケット。 - 【請求項５】 前記流路部分により、２．５ないし１２
インチの範囲の幅を持つ流路を形成した請求項１のガス
ケット。 - 【請求項６】 前記口の材料が不織メッシュ材料であ
り、前記各口に形成した流体流路を、前記連続流路内の
前記材料として使われるメッシュ密度に少なくとも等し
いメッシュ密度を持つ不織メッシュで作った請求項１の
ガスケット。 - 【請求項７】 前記口が、扁平なフィルム及び不織メッ
シュ材料の複合体である請求項１のガスケット。 - 【請求項８】 複数の前記連続流路を平行に連結し、こ
れ等の連続流路に、共通の入口マニホルド穴及び共通の
出口マニホルド穴から前記口を介し前記処理流れを供給
するようにした請求項１のガスケット。 - 【請求項９】 前記セルスタックが、複数の第１ガスケ
ット及び複数の第２ガスケットを持つ２区画電気透析セ
ルであり、前記各ガスケットが、前記２区画電気透析セ
ル用の２組の導管マニホルド穴を備え、これ等の導管マ
ニホルド穴のうちの一方の組のマニホルド穴は、前記セ
ルスタック内の複数の前記第１ガスケットに供給し、他
方の組のマニホルド穴は、前記セルスタック内の複数の
前記第２ガスケットに供給するようにした請求項１のガ
スケット。 - 【請求項１０】 前記セルスタックに、前記複数の第
１，第２及び第３のガスケットを設け、これ等の各ガス
ケットに、処理流れを３区画電気透析セルに供給する３
組の導管マニホルド穴を設け、第１組の前記導管マニホ
ルド穴が複数の前記第１ガスケットに供給し、第２組の
前記マニホルド穴が、複数の前記第２ガスケットに供給
し、第３組の前記マニホルド穴が、複数の前記第３ガス
ケットに供給するようにした請求項１のガスケット。 - 【請求項１１】 前記各制限部分に扁平な上面及び下面
を持つ口を設け、これ等の口により前記各流体流れ部分
を互いに結合して前記連続流路を形成するようにし、前
記扁平な面を、前記セルスタックを締付ける圧力に応答
して、隣接する膜に対し密封するようにした請求項１の
ガスケット。 - 【請求項１２】 前記材料が、不織メッシュ材料であ
り、前記各制限部分に、前記連続流路内の前記材料とし
て使用されるメッシュ密度より高いメッシュ密度を持つ
不織メッシュを設けた請求項１のガスケット。 - 【請求項１３】 前記各流れ制限部分が、前記流路部分
の幅の約２０ないし９０％の範囲の流路幅を持つように
した請求項１のガスケット。 - 【請求項１４】 請求項１の複数のガスケットを備え、
これ等の複数のガスケットを向き合わせのスタックに組
立て、前記複数のガスケットのうちの各別のガスケット
によりイオン交換膜によって隔離されたセルを形成して
成る電気透析セルスタック。 - 【請求項１５】 前記隔離する膜により定められる４個
までの区画セル用の酸及び塩基の逐次の区画を備えた請
求項１４の電気透析セルスタック。 - 【請求項１６】 前記各セルを、１対の双極イオン交換
膜によりこれ等の双極膜の間に陰イオン交換膜を挟んで
形成し、前記ガスケットを、前記セルスタックを形成す
るように、前記膜間に締付けた請求項１５の２区間電気
透析セル。 - 【請求項１７】 前記１対の双極膜の間に陽イオン及び
陰イオンの交換膜を設け、前記ガスケットを前記交換膜
間に設けこれ等の交換膜に対し密封した請求項１５の３
区画電気透析セル。 - 【請求項１８】 前記セルスタックの一端部に貴金属酸
化物被覆陽極を設けた請求項１４の電気透析セル。 - 【請求項１９】 前記セルスタックの一端部に、チタン
基板に酸化ルテニウムを被覆した陽極を設けた請求項１
４の電気透析セル。 - 【請求項２０】 電極区画内で循環する無機酸の希釈溶
液から成る電解質を設けた請求項１８の電気透析セル。 - 【請求項２１】 前記無機酸が、硫酸である請求項２０
の電気透析セル。 - 【請求項２２】 陽極液に接する陽イオン交換膜に隣接
する塩基区画を備えた請求項１９の電気透析セル。 - 【請求項２３】 少なくとも１つの支持メッシュにより
覆った活性区域と、この活性区域を２端部間に延びる連
続流路を形成するように制限部分により互いに接合した
各流路部分に隔離するガスケット材料から成るリブと、
前記連続流路の前記２つの各端部の少なくとも１個のマ
ニホルド穴と、これ等の各マニホルド穴を前記連続流路
の各別に協働する端部に結合すると共に前記ガスケット
の互いに対向する側にそれぞれ同一平面の扁平な上面及
び下面を持つ口構造手段と、前記ガスケットの互いに対
向する側と、前記口構造手段の前記上面及び下面とに対
し密封した膜とを備えた、電気透析スタック用ガスケッ
ト。 - 【請求項２４】 前記ガスケットが所定の厚さを持ち、
前記口構造手段に、前記ガスケットの所定の厚さに実質
的に等しい厚さを持つ板を設け、前記口構造手段にさら
に、これを貫いて延び前記各マニホルド穴を前記連続流
路に連結する複数個の貫通穴を設けた請求項２３のガス
ケット。 - 【請求項２５】 前記口構造手段の上部及び下部を覆う
エラストマー材料を備えた請求項２４のガスケット。 - 【請求項２６】 前記口構造手段に、互いに向き合わせ
の状態に保持した２枚の板を設け、前記各貫通穴が、前
記向き合う面の少なくとも一方を横切って延びるみぞで
ある請求項２４のガスケット。 - 【請求項２７】 前記口構造手段が、流体連通通路を内
部に持つ不織メッシュであり、この不織メッシュの上下
に、前記マニホルド穴と前記不織メッシュ内の前記連続
流路との間に流れる任意の液体を閉じこめるように、フ
ィルム層を設けた請求項２４のガスケット。 - 【請求項２８】 前記口構造手段内の前記不織メッシュ
の複数の層を設けた請求項２７のガスケット。 - 【請求項２９】 陽極に始まり陰極に終る１連の部品
と、前記陽極と前記陰極との間に位置させた１連のセル
とを備え、これ等の各セルを、１対の双極膜間に設けた
交換膜を持つ１対の双極膜により形成し、前記交換膜
を、陽イオン膜及び陰イオン膜から成る群から採用し、
前記各セルに酸区画及び塩基区画を設け、前記区画を、
前記膜のうち２枚の膜の間に位置させた連続流路を含む
ガスケット内に形成し、これ等の各ガスケットに、前記
連続流路の各端部に隣接することにより、前記ガスケッ
トを貫く導管を形成する少なくとも１個のマニホルド穴
と、これ等の各マニホルド穴を前記連続流路の対応端部
に結合する口構造とを設けて成る電気透析セル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/784,050 US5972191A (en) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | Electrodialysis apparatus |
| US08/784050 | 1997-01-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH119966A true JPH119966A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=25131194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10021530A Pending JPH119966A (ja) | 1997-01-17 | 1998-01-19 | 電気透析セルスタック用ガスケット及び電気透析セル |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5972191A (ja) |
| EP (1) | EP0856351B1 (ja) |
| JP (1) | JPH119966A (ja) |
| AT (1) | ATE322332T1 (ja) |
| AU (1) | AU4844697A (ja) |
| CA (1) | CA2225035C (ja) |
| DE (1) | DE69735620T2 (ja) |
| ES (1) | ES2257763T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA9711451B (ja) |
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