(57)【要約】【課題】  イオン交換膜（１６Ａ、１６Ｂ）の相当な部分が電気透析に有効に利用され得る電気透析装置を提供する。【解決手段】  陽極（１４Ａ）とこの陽極を囲繞する筒形状のアニオン交換膜（１６Ａ）とを有するイオン交換膜組立体（１２Ａ）と陰極（１４Ｂ）とこの陰極を囲繞する筒形状のカチオン交換膜（１６Ｂ）とを有するイオン交換膜・電極組立体（１２Ｂ）とを互い違いにせしめて全体として円環状に配列する。【選択図】          図１
2006231159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被透析液を収容する貯槽と、該貯槽に収容された被透析液に少なくとも主部が浸漬される複数個のイオン交換膜・電極組立体とを具備する電気透析装置において、
該複数個のイオン交換膜は、周方向に所定間隔をおいて互い違いに、全体として円環状に配列された、第一の組のイオン交換膜・電極組立体と該第ニの組のイオン交換膜・電極組立体とから構成されており、
第一の組のイオン交換膜・電極組立体の各々は、陽極と該陽極を囲繞する筒形状のアニオン交換膜とを有し、該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の各々は、陰極と該陰極を囲繞する筒形状のカチオン交換膜とを有する、
ことを特徴とする電気透析装置。
【請求項２】
該アニオン交換膜及び該カチオン交換膜の各々は円筒形状である、請求項１記載の電気透析装置。
【請求項３】
該第一の組のイオン交換膜・電極組立体の各々の該陽極は断面形状が略半円弧状である一対の陽極部材を含み、該一対の陽極部材は、夫々、両側に位置する該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の該カチオン交換膜の隣接する半円形状部に対向して位置し、該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の各々の該陰極は断面形状が略半円弧状である一対の陰極部材を含み、該一対の陰極部材は、夫々、両側に位置する該第一の組のイオン交換膜・電極組立体の該アニオン交換膜の隣接する半円形状部に対向して位置する、請求項１又は２記載の電気透析装置。
【請求項４】
該貯槽の横断面形状は円環状であり、該複数個のオイン交換膜・電極組立体は該貯槽に沿って円環状に配列されている、請求項１から３までのいずれかに記載の電気透析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のイオン交換膜・電極組立体を利用した電気透析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者には周知の如く、被透析液から望ましくないアニオン成分及び／カチオン成分を除去するために電気透析装置が広く使用されている。かかる電気透析装置の典型例においては、被透析液を収容する貯槽内に、陽極と筒形状のアニオン交換膜とを組み合わせた組立体と陰極と筒形状のカチオン交換膜とを組み合わせた組立体とを含む複数個のイオン交換膜・電極組立体を配設している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
而して、従来の電気透析装置においては、イオン交換膜の限定された一部のみしか電気透析に有効に利用されず、電気透析処理効率が充分でない、という問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、イオン交換膜の相当な部分が電気透析に有効に利用され得る、新規且つ改良された電気透析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、陽極とこの陽極を囲繞する筒形状のアニオン交換膜とを有するイオン交換膜組立体と陰極とこの陰極を囲繞する筒形状のカチオン交換膜とを有するイオン交換膜・電極組立体とを互い違いにせしめて全体として円環状に配列することによって、上記主たる技術的課題を達成する。
【０００６】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成するための電気透析装置として、被透析液を収容する貯槽と、該貯槽に収容された被透析液に少なくとも主部が浸漬される複数個のイオン交換膜・電極組立体とを具備する電気透析装置において、
該複数個のイオン交換膜は、周方向に所定間隔をおいて互い違いに、全体として円環状に配列された、第一の組のイオン交換膜・電極組立体と該第ニの組のイオン交換膜・電極組立体とから構成されており、
第一の組のイオン交換膜・電極組立体の各々は、陽極と該陽極を囲繞する筒形状のアニオン交換膜とを有し、該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の各々は、陰極と該陰極を囲繞する筒形状のカチオン交換膜とを有する、
ことを特徴とする電気透析装置が提供される。
【０００７】
該アニオン交換膜及び該カチオン交換膜の各々は円筒形状であるのが好ましい。該第一の組のイオン交換膜・電極組立体の各々の該陽極は断面形状が略半円弧状である一対の陽極部材を含み、該一対の陽極部材は、夫々、両側に位置する該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の該カチオン交換膜の隣接する半円形状部に対向して位置し、該第二の組のイオン交換膜・電極組立体の各々の該陰極は断面形状が略半円弧状である一対の陰極部材を含み、該一対の陰極部材は、夫々、両側に位置する該第一の組のイオン交換膜・電極組立体の該アニオン交換膜の隣接する半円形状部に対向して位置するのが好適である。好ましくは、該貯槽の横断面形状は円環状であり、該複数個のオイン交換膜・電極組立体は該貯槽に沿って円環状に配列されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気透析装置においては、複数個のイオン交換膜・電極組立体の独特な配列によって、イオン交換膜の相当な面積が電気透析に有効に使用され、充分な電気透析処理効率を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された電気透析装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２を参照して説明すると、電気透析装置は貯槽２を含んでいる。図示の実施形態における貯槽２は全体として円環状であり、ドーナツ板形状の底壁４、この底壁４の内周縁から上方に延びる円筒形状の内側壁６、及び底壁２の外周縁から上方に延び円筒形状の外側壁８を有し、円環状である被透析液収容空間を規定している。かような貯槽２内には電気透析処理すべき被透析液１０（図２）がバッチ式で供給され、或いは連続的に導入され連続的に排出される。
【００１１】
本発明に従って構成された電気透析装置においては、周方向に所定間隔をおいて全体として円環状に配列された複数個のイオン交換膜・電極組立体が配設されており、かかる複数個のイオン交換膜・組立体は第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａと第二の組のイオン交換膜・組立体１２Ｂとを含み、第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａの各々と第二のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂの各々とは互い違いに配置されていることが重要である。図示の実施形態においては、第一の組は６個のイオン交換膜・電極組立体１２Ａから構成され、第二の組も６個のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂから構成されている。
【００１２】
第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａについて説明すると、イオン交換膜・電極組立体１２Ａは陽極１４Ａとこの陽極１４Ａを囲繞する筒形状のアニオン交換膜１６Ａとを含んでいる。第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂは陰極１４Ｂとこの陰極を囲繞するカチオン交換膜１６Ｂとを含んでいる。
【００１３】
主として図２を参照して第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａの構成について更に詳述すると、イオン交換膜・電極組立体１２Ａは、適宜の合成樹脂から形成することができる支持部材１８Ａを含んでいる。この支持部材１８Ａは低壁２０Ａとこの低壁２０Ａの周縁から上方に延びる円筒形の側壁２２Ａを有する。側壁２２Ａには上方に開放された円環状の溝２４Ａが形成されている。図示の実施形態におけるアニオン交換膜１６Ａは円筒形であり、かかるアニオン交換膜１６Ａの下端部が支持部材１８Ａの溝２４Ａ内に挿入され、例えば接着剤によってそこに固定されている。アニオン交換膜１６Ａの上端部には、適宜の合成樹脂から形成することができる部材２６Ａが固定されている。この部材２６Ａは全体として細長く延在する円筒形状であるが、その下端部は肉厚にせしめられており、かかる下端部には下方に開放された円環状の溝２８Ａが形成されている。そして、かかる溝２８Ａにアニオン交換膜１６Ａの上端部が挿入され、例えば接着剤によってそこに固定されている。部材２６Ａの上端部の周方向所定部位には半径方向に貫通する孔３０Ａが形成されており、かかる孔３０Ａに続いて半径方向外方に延出する円筒形状の突出筒３２Ａが一体に付設されている。
【００１４】
図２と共に図１を参照することによって明確に理解される如く、図示の実施形態における陽極１４Ａは一対の陽極部材３４Ａから構成されており、一対の陽極部材３４Ａの各々は断面形状が略半円弧状である細長い金属棒から形成されている。一対の陽極部材３４Ａの上端部には共通懸架部材３６Ａが固定されている。共通懸架部材３６Ａを上記部材２６Ａの上端面上に載置せしめることによって、一対の陽極部材３４Ａが所要位置に懸架せしめられている。上記部材２６Ａには、更に、蓋部材３８Ａも装着されている。この蓋部材３８Ａは円形天面壁４０Ａとこの天面壁４０Ａの周縁から垂下する円筒状側壁４２Ａとを有する。かかる蓋部材３８Ａは、その側壁４２Ａの内面に形成されている雌螺条（図示していない）を上記部材２６Ａの外周面に形成されている雄螺条（図示していない）に螺合せしめることによって、上記部材２６Ａに着脱自在に装着される。蓋部材３８Ａの天面壁４０Ａの中央部には開口４４Ａが形成されており、一対の陽極部材３４Ａはかかる開口４４Ａを貫通して上方に延出している。一対の陽極部材３４Ａはこれらを囲繞するアニオン交換膜１６Ａと同心状に位置せしめられているのが好都合である。かようなイオン交換膜・電極組立体１２Ａは、図２に図示する如く、その支持部材１８Ａが貯槽２の低壁４上に載置され、そのアニオン交換膜１６Ａの略全体が被透析液１０に浸漬せしめられる。
【００１５】
図示の実施形態においては、円筒形状のアニオン交換膜１６Ａを使用しているが、所望ならば多角筒形状或いは楕円筒形状等の他のアニオン交換膜を使用することもできる。また、断面が略半円弧状の一対の陽極部材３４Ａから成る陽極１４Ａに代えて、円筒形状或いは丸棒形状等の単一の陽極部材を使用することもできる。
【００１６】
第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂの構成は、陽極１４Ａを陰極１４Ｂにアニオン交換膜１６Ａをカチオン交換膜１６Ｂに置き換えた点を除いて、第一のイオン交換膜・電極組立体１２Ａと実質上同一でよく、従って説明の重複を避けるために第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂの詳細については説明を省略する。
【００１７】
上述したとおりの電気透析装置においては、第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａにおける陽極１４Ａには正電圧が印加され、第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂにおける陰極１４Ｂには負電圧が印加される。そして、第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａにおける一対の陽極部材３４Ａの上端から下方に向けて極液が供給され、かかる極液は一対の陽極部材３４Ａ間及び一対の陽極部材３４Ａとアニオン交換膜１６Ａとの間の空間を流動し、部材２６Ａに形成されている孔３０Ａ及び突出筒３２Ａを通して排出される。
【００１８】
図１を参照することによって明確に理解されるとおり、本発明に従って構成された電気透析装置においては、第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａ（或いは第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂ）の各々のアニオン交換膜１６Ａ（或いはカチオン交換膜１６Ｂ）の略半分即ち片側半円弧部は、それ自身が囲繞している一対の陽極部材３４Ａ（或いは一対の陰極部材３４Ｂ）の一方とその片側に隣接して位置する第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂ（或いは第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａ）の一対の陰極部材３４Ｂ（或いは一対の陽極部材３４Ａ）の一方の作用を受け、従って電気透析に効果的に利用され、そしてまた第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａ（或いは第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂ）の各々のアニオン交換膜１６Ａ（或いはカチオン交換膜１６Ｂ）の残りの略半分即ち反対側半円弧部は、それ自身が囲繞している一対の陽極部材３４Ａ（或いは一対の陰極部材３４Ｂ）の他方とその他側に隣接して位置する第二の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ｂ（或いは第一の組のイオン交換膜・電極組立体１２Ａ）の一対の陰極部材３４Ｂ（或いは一対の陽極部材３４Ａ）の他方の作用を受け、従って電気透析に効果的に利用される。かくして、アニオン交換膜１６Ａの略全体及びカチオン交換膜１６Ｂの略全体が電気透析に効果的に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従って構成された電気透析装置の好適実施形態を示す簡略横断面図。
【図２】図１の電気透析装置の一部を示す、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った縦断面図。
【符号の説明】
【００２０】
２：貯槽
１０：被透析液
１２Ａ：第一の組のイオン交換膜・電極組立体
１２Ｂ：第二の組のイオン交換膜・電極組立体
１４Ａ：陽極
１４Ｂ：陰極
１６Ａ：アニオン交換膜
１６Ｂ：カチオン交換膜
３４Ａ：陽極部材
３４Ｂ：陰極部材
【図１】
2006231159.tif 000003
【図２】
2006231159.tif 000004