(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液が流通されるケーシングと、
該ケーシング内に配置されたアノード及びカソードと、
該アノードを囲んでおりアノードとの間に第１の濃縮室を形成している陰イオン交換膜と、
該カソードを囲んでおりカソードとの間に第２の濃縮室を形成している陽イオン交換膜と、
該ケーシング内の該陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との間の脱塩室に脱塩水を流すように該ケーシングに設けられた脱塩水の注入部及び流出部と、
を備えてなる電気脱塩装置において、
該第１の濃縮室と第２の濃縮室とに濃縮水をそれぞれ別々に循環流通させる電気脱塩装置であって、
アノード及びカソードはそれぞれ平板状であり、前記ケーシング内に略平行に配置されており、
前記脱塩水が、前記第１の濃縮室の一端側を回り込むと共に第２の濃縮室の他端側を回り込むように該ケーシング内を流通されることを特徴とする電気脱塩装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の濃縮室内のアノードの一方の板面側に第１の濃縮水を導入し他方側から第１の濃縮水を流出させる手段と、
前記第２の濃縮室内のカソードの一方の板面側に第２の濃縮水を導入し他方の板面側から第２の濃縮水を流出させる手段とを備えたことを特徴とする電気脱塩装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気脱塩装置に係り、特に濃縮室におけるスケール生成を防止するよう改良された電気脱塩装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
純水、超純水等を製造する分野などにおいて電気脱塩装置が広く用いられている。この電気脱塩装置としては、プレート状のアノードとカソードとの間に、フレームに張設された平膜状の陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を交互に配置して濃縮室と脱塩室（希釈室）とを交互に配設し、この脱塩室に脱塩処理すべき水を流通させ、イオンを濃縮室に移動させるよう構成したプレートアンドフレーム型と称されるものが多く用いられている。この脱塩室にはイオン交換樹脂等のイオン交換体が充填されている。
【０００３】
特公昭５６−１６６８８号公報には円筒状の装置ケーシング内に棒状の電極（アノードとカソード）を平行に配置し、これら電極の周囲を円筒状のイオン交換膜にて囲み、イオン交換膜と電極との間を濃縮室とし、各イオン交換膜の外側に脱塩水を流通させるようにした電気脱塩装置が記載されている。
【０００４】
同号の電気脱塩装置にあっては、アノード周囲の濃縮室からの濃縮水とカソード周囲の濃縮室からの濃縮水とを混合して各濃縮室に循環させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的なプレートアンドフレーム型の電気脱塩装置では、濃縮室は陽イオン交換膜と陰イオン交換膜ではさまれており、陽イオン交換膜からはカルシウムイオン、陰イオン交換膜からは重炭酸イオンが濃縮される。また、陰イオン交換膜からは、ＯＨ−イオンが濃縮されるため、濃縮水側全体のｐＨが炭酸カルシウムの析出領域になっていなくても、陰イオン交換膜の濃縮室側の境界層においてＯＨ−イオンの濃度が局部的に上がり、硬度成分の析出が起きてしまうという問題があった。
【０００６】
特公昭５６−１６６８８号の電気脱塩装置においては、アノード側濃縮室からの濃縮水とカソード側濃縮室からの濃縮水とを混合するため、硬度成分が析出し易くなる。
【０００７】
本発明は、濃縮室において、濃縮されたカルシウムイオンと濃縮された重炭酸イオンが共存しないようにすることにより、炭酸カルシウム等の硬度成分の析出を防止するようにした電気脱塩装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気脱塩装置は、内部に液が流通されるケーシングと、該ケーシング内に配置されたアノード及びカソードと、該アノードを囲んでおりアノードとの間に第１の濃縮室を形成している陰イオン交換膜と、該カソードを囲んでおりカソードとの間に第２の濃縮室を形成している陽イオン交換膜と、該ケーシング内の該陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との間の脱塩室に脱塩水を流すように該ケーシングに設けられた脱塩水の注入部及び流出部と、を備えてなる電気脱塩装置において、該第１の濃縮室と第２の濃縮室とに濃縮水をそれぞれ別々に循環流通させる電気脱塩装置であって、アノード及びカソードはそれぞれ平板状であり、前記ケーシング内に略平行に配置されており、前記脱塩水が、前記第１の濃縮室の一端側を回り込むと共に第２の濃縮室の他端側を回り込むように該ケーシング内を流通されることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる電気脱塩装置においては、アノード側及びカソード側の濃縮室に濃縮水をそれぞれ独立に流すため、アノード側及びカソード側の濃縮室からの濃縮水が混ざり合うことがなく、硬度成分の析出が防止される。
【００１０】
本発明においては、第１の濃縮室内のアノードの一方の板面側に第１の濃縮水を導入し他方側から第１の濃縮水を流出させる手段と、前記第２の濃縮室内のカソードの一方の板面側に第２の濃縮水を導入し他方の板面側から第２の濃縮水を流出させる手段とを備えることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は実施の形態に係る電気脱塩装置の水平断面図である。装置ケーシング１内に板状のアノード２とカソード３が平行に交互に配置されている。この実施の形態では、アノード２はケーシング１の一方の側面１ａに支持され、その先端は他方の側面１ｂからは離隔している。カソード３はケーシング１の他方の側面１ｂに支持され、その先端は一方の側面１ａから離隔している。
【００１２】
このアノード２は陰イオン交換膜４で囲まれており、アノード２と陰イオン交換膜４との間に第１の濃縮室１０が形成されている。カソード３は陽イオン交換膜５で囲まれており、カソード３と陽イオン交換膜５との間に第２の濃縮室２０が形成されている。
【００１３】
この第１の濃縮室１０内のアノード２の一方の板面側に第１の濃縮水を導入し他方の板面側から第１の濃縮水を流出させるようにケーシング１に第１の濃縮水の流入口１１と流出口１２とが設けられている。
【００１４】
第２の濃縮室２０内のカソード３の一方の板面側に第２の濃縮水を導入し他方の板面側から第２の濃縮水を流出させるようにケーシング１に第２の濃縮水の流入口２１と流出口２２とが設けられている。
【００１５】
この実施の形態では、第１の濃縮室１０及び第２の濃縮室２０がいずれも複数室設けられている。図の最も左側の第１の濃縮室１０からの流出濃縮水がそれよりも右側の第１の濃縮室１０に順次に流通するように各第１の濃縮室１０を直列に接続しているが、各第１の濃縮室１０に並向に第１の濃縮水を流通させても良い。
【００１６】
同様に、図の実施の形態では各第２の濃縮室２０に直列に第２の濃縮水を流通させているが、各第２の濃縮室２０に並向に第２の濃縮水を流通させても良い。
【００１７】
ケーシング１の図の左端側に脱塩水の流入口６が設けられ、右端側に脱塩水の流出口７が設けられている。ケーシング１内のうち陰イオン交換膜４及び陽イオン交換膜５の外側の部分が脱塩水の流路たる脱塩室８となっている。この脱塩室８にはイオン交換樹脂等のイオン交換体が充填されても良い。
【００１８】
このように構成された電気脱塩装置においては、脱塩水は流入口６から脱塩室８に流入し、アノード２の先端側の陰イオン交換膜４を回り込んで陰イオン交換膜４と陽イオン交換膜５との間に流入し、今度はカソード３の先端側の陽イオン交換膜５を回りこむ。脱塩水は以下同様に脱塩室８内をつづら折状に流れ、脱塩水流出口７から流出する。
【００１９】
この間に脱塩水中のアニオンとカチオンがそれぞれ陰イオン交換膜４又は陽イオン交換膜５を透過して第１又は第２の濃縮室１０又は２０内に移動する。各濃縮室１０，２０内には濃縮水が流通しており、第１，第２の濃縮水中に移入したイオンは最終的には最も後段側の第１の濃縮室１０及び第２の濃縮室２０の濃縮水流出口１２，２２から流出する。
【００２０】
この実施の形態にあっては、この濃縮水流出口１２，２２から流出した第１の濃縮水及び第２の濃縮水をそれぞれ混合させることなく第１の濃縮水の流入口１１、第２の濃縮水の流出口１２に循環させる。なお、必要に応じこの循環濃縮水から一部の濃縮水を分取すると共に低イオン濃度水を補給する。
【００２１】
このように、アノード側の第１の濃縮室１０とカソード側の第２の濃縮室２０とに別々に濃縮水が循環し、第１の濃縮水と第２の濃縮水とが混ざり合うことがないので、硬度成分の析出が防止される。
【００２２】
なお、例えば第１の濃縮室１０では重炭酸イオンやＯＨ−イオンが濃縮され、第２の濃縮室２０ではカルシウムイオンが濃縮される。
【００２３】
図１の実施の形態ではアノード２、カソード３がケーシング１の側面１ａ，１ｂの一方に連結されているが、ケーシング１の天井面又は底面に連結されても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると電気脱塩装置における硬度成分の析出が防止され、経時的な性能低下がきわめて少ない脱塩運転を行うことができる。また、硬度成分の析出が防止されるところから、アノード及びカソードに流す電流値を大きくし、イオンの除去を高度に行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る電気脱塩装置の水平断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ アノード
３ カソード
４ 陰イオン交換膜
５ 陽イオン交換膜
１０ 第１の濃縮室
２０ 第２の濃縮室
【図１】
0003570279.tif 000002