(57)【要約】  【課題】  脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、モジュールを構成する部品点数を低減でき、ずれが生じ難く、従って内部リークや外部リークが生じ難く、製作コストを低減できるＥＤＩ、セル及びモジュールを提供すること。  【解決手段】  板状部材１の一方の側面に板状部材１の途中までの深さで形成される第１窓部２と、板状部材１の他方の側面に形成される第１窓部２に連通すると共に、第１窓部２より小さな第２窓部３と、第１窓部２と第２窓部３の連通部分の段差４と、外部と第１窓部２とが連通する水の第１流路５と、外部と第２窓部３とが連通する水の第２流路６とを備える電気式脱イオン水製造装置。【選択図】        図１
2006088086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材の一方の側面に該板状部材の厚み寸法より小さい深さで形成される凹状の第１窓部と、
該板状部材の他方の側面に形成される該第１窓部に連通すると共に、該第１窓部より小さな凹状の第２窓部と、
該第１窓部と該第２窓部の連通部分に形成される段差と、
外部と該第１窓部とが連通する水の第１流路と、
外部と該第２窓部とが連通する水の第２流路と、
を備えることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置用セル。
【請求項２】
前記第１流路は、該板状部材の一方の側面の面部に形成され該第１窓部に連通する第１切り欠き部と、該第１切り欠き部に連通する該板状部材の面部に形成される第１貫通穴とからなり、前記第２流路は、該板状部材の他方の側面の面部に形成され該第２窓部に連通する第２切り欠き部と、該第２切り欠き部に連通する該板状部材の面部に形成される第２貫通穴とからなり、該第１貫通穴は該板状部材の一方の略対角線上にあり、該第２貫通穴は他方の略対角線上にあることを特徴とする請求項１記載の電気式脱イオン水製造装置用セル。
【請求項３】
該第１窓部の凹状深さが１〜５ｍｍであり、該第２窓部の凹状深さが２〜１０ｍｍであるか、あるいは前記第１窓部の凹状深さが２〜１０ｍｍであり、該第２窓部の凹状深さが１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電気式脱イオン水製造装置用セル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の電気式脱イオン水製造装置用セルと、該板状部材の一方の側面に貼付される該第１窓部の外側の開口を塞ぐ外側第１イオン交換膜と該段差に貼付される第１窓部と第２窓口を区画する内側イオン交換膜とで形成される第１室と、該内側イオン交換膜と該板状部材の他方の側面に付設される該第２窓部の外側の開口を塞ぐ外側第２イオン交換膜とで形成される第２室と、を有し、該第１室と該第２室は脱塩室又は濃縮室であり、少なくとも脱塩室にはイオン交換体が充填されてなることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置用モジュール。
【請求項５】
前記第１流路内又は前記第２流路内に、イオン交換体の流出を防止するメッシュ部材又はスリット部材を付設してなることを特徴とする請求項４記載の電気式脱イオン水製造装置用モジュール。
【請求項６】
更に、前記電気式脱イオン水製造装置用モジュールの外側第１イオン交換膜に隣接する小脱塩室構造を備え、該小脱塩室構造は、貫通窓部を有する板状部材と、該板状部材の外側第１イオン交換膜とは反対側の側面に貼付され該貫通窓部を塞ぐ外側第３イオン交換膜からなり、該外側第１イオン交換膜と該外側第３イオン交換膜とで小脱塩室を形成するものであることを特徴とする請求項４又は５記載の電気式脱イオン水製造装置用モジュール。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項記載の電気式脱イオン水製造装置用モジュールの複数個を併設して複数個の脱塩室と濃縮室を構成し、該モジュール間は１枚のイオン交換膜で区画され、且つ複数個の脱塩室と濃縮室を陰極と陽極の間に配置して形成されることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式脱イオン水製造装置の脱塩室及び濃縮室を構成するモジュールに好適なセル及び電気式脱イオン水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気式脱イオン水製造装置（ＥＤＩ）は、基本的にはカチオン交換膜、内部がくり抜かれたセル枠及びアニオン交換膜で積層され、内部にイオン交換体を充填して脱イオンモジュールを形成し、当該イオン交換体に被処理水を通過させると共に、前記両イオン交換膜を介して直流電流を作用させて、両イオン交換膜の外側に流れている濃縮水中に被処理水中のイオンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するものである。
【０００３】
すなわち、図８及び図９に示すように、従来の脱イオンモジュール１００は、一側のカチオン交換膜１０１、内部がくり抜かれた四辺の枠体を有するセル枠部材１０３及び他側のアニオン交換膜１０２が積層され、内部１０７にはイオン交換体１０８が充填され脱塩室１０４となる。脱イオンモジュール１００、１００はスペーサー部材１０６を挟んで積層され、一方の脱イオンモジュール１００のアニオン交換膜１０２と他方の脱イオンモジュール１００のカチオン交換膜１０１とで形成される空間１０５は濃縮室となる（例えば、特開２００２−１０７２号公報）。スペーサー部材１０６は、例えばセル枠部材１０３と構造が同じで厚みが異なるものが使用されたり、ガスケットなどゴム状部材から形成されたりする。
【０００４】
一方、特開２００３−１１２１８５号公報には、交互に配列された複数枚のアニオン交換膜とカチオン交換膜との間に窓状の開口部を有する枠体を介在して濃縮室と、イオン交換体を充填した脱塩室とを交互に積層、構成した電気脱イオン装置において、上記枠体の外形をイオン交換膜の外形より大にし、上記枠体の開口部の回りの枠組みにイオン交換膜を嵌合する窪みと、上記窪みを囲む膜包囲部とを設け、上記窪みと膜包囲部との間の段差ｔ１をイオン交換膜の厚さより小にする電気脱イオン装置が開示されている。この電気脱イオン装置によれば、積層した室からの水の洩れを防止し、水洩れによる電流リークの危険や、硬度成分の析出による装置の破損の余地が無くなる。
【特許文献１】特開２００２−１０７２号公報（段落００１４、図１、図３）
【特許文献２】特開２００３−１１２１８５号公報（段落００１４、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＥＤＩにおいては、脱塩室及び濃縮室を複数個設置するため、脱イオンモジュールやスペーサー部材を積層して組み上げる際、各脱塩室及び各濃縮室が次第にずれる等の問題があった。しかも、脱塩室と濃縮室は厚み寸法等が異なる部材で構成されているため、脱塩室と濃縮室を固定するためのガスケットや両面テープにずれが生じ易く、脱塩室と濃縮室間の内部リークの問題があった。また、電気式脱イオン水製造装置の処理水量は脱塩室数に比例するため、大流量とする場合には多数の脱塩室及び濃縮室を積層する必要があり、濃縮室を構成するガスケットやスペーサー部材び脱塩室を構成するセル枠部材の極僅かな厚さの不均一により、締め付け圧力が不均一となり、ＥＤＩの外部にまでリークするという問題もあった。
【０００６】
また、セル枠部材やスペーサー部材を成型加工によって製造する場合、それぞれの金型が必要となり、更にそれぞれの金型に最適な成形機を選定することから、初期投資に多大な費用が必要となり、セル枠部材やスペーサー部材の単価を上昇させていた。この点は切削加工によって製造する場合も、セル枠部材やスペーサー部材をそれぞれ切削加工する必要があり、同様の問題を有していた。また、脱塩室及び濃縮室を複数個設置するため、脱イオンモジュールやスペーサー部材を積層して組み上げる際、多種類の部材が存在するため、不具合の原因となり易く、且つ製作に時間が掛かったり、作業員を増加させる等の問題もあった。また、多種類の部材で構成される製品は納入後のトラブルにもなり易く、トラブルの原因追求も困難になるという問題もあった。
【０００７】
また、セル枠部材やスペーサー部材は非常に薄いものであるため、外部と脱塩室や濃縮室を連通する水の流路及び該流路内に設置されるスリット部材の作製が難しいという問題があった。ＥＤＩの脱塩室に混床樹脂を充填する場合、２ｍｍ程度の厚さが最適とされているが、実際に２ｍｍのセル枠部材を製造するにはひけや強度の問題があり、流路も確保し難いものであった。
【０００８】
また、特開２００３−１１２１８５号公報記載の電気脱イオン装置によれば、イオン交換膜はセル枠部材からはずれ難い構造ではあるものの、脱塩室及び濃縮室を複数個設置する場合、セル枠部材やスペーサー部材を積層して組み上げるという方法は上記従来のものと同様であり、上記問題を解決するには未だ十分ではない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、モジュールを構成する部品点数を低減でき、ずれが生じ難く、従って内部リークや外部リークが生じ難く、製作コストを低減でき、且つ外部と脱塩室や濃縮室を連通する水の流路が形成し易い電気式脱イオン水製造装置及びこれに用いるセル及びモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、板状部材の一方の側面に該板状部材の厚み寸法より小さい深さで形成される凹状の第１窓部と、該板状部材の他方の側面に形成される該第１窓部に連通すると共に、該第１窓部より小さな凹状の第２窓部と、該第１窓部と該第２窓部の連通部分に形成される段差を備えるセルと、該セルの該板状部材の両側に外側イオン交換膜を貼付し、該段差部分に内側イオン交換膜を貼付して形成される２つの室を脱塩室又は濃縮室としたモジュールを備える電気式脱イオン水製造装置は、１つの板状部材に脱塩室と濃縮室を備えるため、脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、部品点数を半減でき、ずれが生じ難く、従って内部リークや外部リークが生じ難く、製作コストを低減でき、且つ外部と脱塩室や濃縮室を連通する水の流路が形成し易いものであること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明（１）は、板状部材の一方の側面に該板状部材の厚み寸法より小さい深さで形成される凹状の第１窓部と、該板状部材の他方の側面に形成される該第１窓部に連通すると共に、該第１窓部より小さな凹状の第２窓部と、該第１窓部と該第２窓部の連通部分に形成される段差と、外部と該第１窓部とが連通する水の第１流路と、外部と該第２窓部とが連通する水の第２流路と、を備えることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置用セルを提供するものである。
【００１２】
また、本発明（２）は、前記第１流路は、該板状部材の一方の側面の面部に形成され該第１窓部に連通する第１切り欠き部と、該第１切り欠き部に連通する該板状部材の面部に形成される第１貫通穴とからなり、前記第２流路は、該板状部材の他方の側面の面部に形成され該第２窓部に連通する第２切り欠き部と、該第２切り欠き部に連通する該板状部材の面部に形成される第２貫通穴とからなり、該第１貫通穴は該板状部材の一方の略対角線上にあり、該第２貫通穴は他方の略対角線上にあることを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置用セルを提供するものである。
【００１３】
また、本発明（３）は、該第１窓部の凹状深さが１〜５ｍｍであり、該第２窓部の凹状深さが２〜１０ｍｍであるか、あるいは前記第１窓部の凹状深さが２〜１０ｍｍであり、該第２窓部の凹状深さが１〜５ｍｍであることを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置用セルを提供するものである。
【００１４】
また、本発明（４）は、請求項１〜３のいずれか１項記載の電気式脱イオン水製造装置用セルと、該板状部材の一方の側面に貼付される該第１窓部の外側の開口を塞ぐ外側第１イオン交換膜と該段差に貼付される第１窓部と第２窓口を区画する内側イオン交換膜とで形成される第１室と、該内側イオン交換膜と該板状部材の他方の側面に付設される該第２窓部の外側の開口を塞ぐ外側第２イオン交換膜とで形成される第２室と、を有し、該第１室と該第２室は脱塩室又は濃縮室であり、少なくとも脱塩室にはイオン交換体が充填されてなることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置用モジュールを提供するものである。
【００１５】
また、本発明（５）は、前記第１流路内及び前記第２流路内に、イオン交換体の流出を防止するメッシュ部材又はスリット部材を付設してなる前記電気式脱イオン水製造装置用モジュールを提供し、また、本発明（６）は、更に、前記電気式脱イオン水製造装置用モジュールの外側第１イオン交換膜に隣接する小脱塩室構造を備え、該小脱塩室構造は、貫通窓部を有する板状部材と、該板状部材の外側第１イオン交換膜とは反対側の側面に貼付され該貫通窓部を塞ぐ外側第３イオン交換膜からなり、該外側第１イオン交換膜と該外側第３イオン交換膜とで小脱塩室を形成するものであることを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置用モジュールを提供するものである。
【００１６】
また、本発明（７）は、前記電気式脱イオン水製造装置用モジュールの複数個を併設して複数個の脱塩室と濃縮室を構成し、該モジュール間は１枚のイオン交換膜で区画され、且つ複数個の脱塩室と濃縮室を陰極と陽極の間に配置して形成されることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電気式脱イオン水製造装置は、脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、部品点数を低減でき、ずれが生じ難く、従って内部リークや外部リークが生じ難く、製作コストを低減でき、且つ外部と脱塩室や濃縮室を連通する水の流路が形成し易い。また、本発明の電気式脱イオン水製造装置用セル及びモジュールは、該電気式脱イオン水製造装置を構成する好適な中間部材である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態における電気式脱イオン水製造装置用セル（以下、単に「ＥＤＩ用セル」と言う）及び電気式脱イオン水製造装置用モジュール（以下、単に「モジュール」と言う）を図１〜図５を参照して説明する。図１はＥＤＩ用セルを用いたモジュールの分解斜視図、図２は図１のＥＤＩ用セルを裏面から見た斜視図、図３は図１のＥＤＩセルの第１流路の拡大斜視図、図４はモジュールの断面を示す簡略図、図５は他のモジュールの断面を示す簡略図である。なお、図４及び図５中、ＥＤＩセルとイオン交換膜間等に隙間が存在しているが実際は密着している。また、図４及び図５中、第１流路及び第２流路の一部の記載は省略している。
【００１９】
ＥＤＩ用セル１０は、平面視が矩形状の板状部材１の一方の側面１１に板状部材１の厚み寸法ｔ１より小さい深さ寸法ｔ２で形成される平面視が矩形の凹状の第１窓部２と、板状部材１の他方の側面１２に形成される第１窓部２に連通すると共に、第１窓部２より小さな平面視が矩形の凹状の第２窓部３と、第１窓部２と第２窓部３の連通部分に形成される段差４と、外部と第１窓部２とが連通する水の第１流路５、５と、外部と第２窓部３とが連通する水の第２流路６、６と、を備えるものである。
【００２０】
第１流路５、５は、板状部材１の一方の側面１１の第１窓部２回りの面部１１１に形成され第１窓部２に連通する第１切り欠き部５１、５１と、第１切り欠き部５１に連通する板状部材１の面部１１１に形成される第１貫通穴５２、５２とからなり、第１貫通穴５２、５２は板状部材１の四隅の略対角線上にあり、外部の配管（不図示）と接続されている。第１切り欠き部５１の切り欠かれる深さは、特に制限されないが、第１窓部２の深さ（厚み）ｔ２より浅いことが、板状部材１の強度が低下しない点で好ましい。
【００２１】
図２に示すように、第２流路６、６は、板状部材１の他方の側面１２の第２窓部３回りの面部１２１に形成され第２窓部３に連通する第２切り欠き部６１、６１と、第２切り欠き部６１に連通する板状部材１の面部１２１に形成される第２貫通穴６２、６２とからなり、第２貫通穴６２、６２は板状部材１の四隅の他方の略対角線上にあり、同様に外部の配管と接続されている。また、同様に第２切り欠き部６１の切り欠かれる深さは、第２窓部３の深さ（厚み）ｔ３より浅いことが、板状部材１の強度を低下させることがない点で好ましい。
【００２２】
本発明のＥＤＩセル１０は後述するように、３枚のイオン交換膜を貼付することで２つの室を形成するが、一方が脱塩室、他方が濃縮室となる。脱塩室は通常２〜１０ｍｍの厚さを有し、濃縮室は通常１〜５ｍｍの厚さを有する。このため、第１窓部２の凹状深さ（厚み）ｔ２が１〜５ｍｍである場合、第２窓部３の凹状深さ（厚み）ｔ３が２〜１０ｍｍとなり、第１窓部２の凹状深さｔ２が２〜１０ｍｍである場合、第２窓部３の凹状深さｔ３が１〜５ｍｍとなる。脱塩室厚さが１０ｍｍを超えると製作が困難であり、材料費がアップしたり、電気抵抗が上昇するという問題があり好ましくない。また、２ｍｍ未満では通水差圧が上昇したり、水が通る貫通穴や縦スリット部材の作製が困難となり、また強度が低下するなどの問題があり好ましくない。また、濃縮室の厚さが５ｍｍを超えると電気抵抗が上昇したり、濃縮室の液空間速度が低下してスケールが発生する等の点で好ましくなく、１ｍｍ未満では実質的に製作が困難となり、また通水差圧が上昇したり、強度が低下したりする点で好ましくない。
【００２３】
また、第１窓部２、第２窓部３の大きさ（平面視の面積）は、特に制限されず、処理水流量、電圧値、被処理水水質などから適宜決定される。また、段差４の幅寸法、すなわち、第１窓部２と第２窓部３の縦寸法の差又は横寸法の差としては、イオン交換膜８が貼付できる程度の余地があれば、特に制限されず、例えば１０〜２０ｍｍの範囲で適宜決定される。また、板状部材１の第１窓部２回りの面部１１の幅寸法としては、特に制限されず、第１流路５、５及び第２流路６、６を形成した後の板状部材の強度等を考慮して適宜決定される。板状部材１の材質は、導電性を持たず十分な強度を有するものであれば特に制限されず、例えばＰＶＣ、ＡＢＳ等のプラスチック材が挙げられる。
【００２４】
ＥＤＩセル１０は成形又は切削加工により作製することができる。また、第１窓部２を貫通窓部とする薄板状の部材と、第２窓部３を貫通窓部とする薄板状の部材をそれぞれ作製し、この２枚の部材を貼りあわせて作製することもできる。
【００２５】
本発明のモジュールは上記ＥＤＩ用セルを用いて２種類の形態のモジュールを作製することができる。第１の形態のモジュール２０は、ＥＤＩ用セル１０と、板状部材１の一方の側面１１に貼付される第１窓部２の外側の開口を塞ぐ外側第１イオン交換膜９ａと段差４に貼付される第１窓部２と第２窓口３を区画する内側イオン交換膜８とで形成される第１室３０ａと、内側イオン交換膜８と板状部材１の他方の側面１２に付設される第２窓部３の外側の開口を塞ぐ外側第２イオン交換膜９ｂとで形成される第２室３０ｂとを有し、第１室３０ａと第２室３０ｂは一方が脱塩室の場合、他方は濃縮室であり、一方が濃縮室の場合、他方は脱塩室であり、少なくとも脱塩室にはイオン交換体が充填されてなる。本例のモジュール２０は、第１室３０ａを脱塩室、第２室３０ｂを濃縮室とし、第１室３０ａ及び第２室３０ｂ共に、イオン交換樹脂４０ａ、４０ｂが充填されている構造を示す。
【００２６】
モジュール２０で使用されるイオン交換体としては、脱塩性能を示すイオン交換体であれば特に制限されず、例えばイオン交換樹脂、イオン交換繊維、多孔質化したイオン交換体及びイオン交換メッシュ等が挙げられる。また、イオン交換体の種類は、アニオン交換体、カチオン交換体、アニオン交換体とカチオン交換体の混床が挙げられる。イオン交換体の種類は、脱塩の目的、コスト、製作上の制限などによって適宜決定される。
【００２７】
モジュール２０で使用されるイオン交換膜８、９ａ、９ｂとしては、特に制限されず、例えば均質膜、不均質膜などが挙げられる。イオン交換膜８、９ａ、９ｂの貼付方法としては、特に制限されず、両面テープによる接着方法、接着剤による直接接着方法、ガスケットを使用した押し付け方法などが挙げられる。なお、図１のイオン交換膜９ａ、９ｂの四隅は連通管が貫通する穴９１が形成されているが、これに限定されず、連通管の障害とならないよう四隅が切り欠かれたものであってもよい。
【００２８】
第１切り欠き部５１、５１の第１窓部２側には、第１室３０ａ内に充填されるイオン交換樹脂４０ａの流出を防止するスリット部材５５、５５が付設されている。スリット部材５５は矩形断面の角材５３の上面側に、図中前後方向に延出する縦スリット５４を左右方向に所定のピッチで多数付設したものである。縦スリット５４のスリット幅としては、水の流路を確保すると共に、イオン交換樹脂４０ａの流出を防止できる隙間であり、通常、０．３ｍｍ以下の適宜の寸法で決定される。スリット部材５５は上記の縦スリット部材に限定されず、スリットが図面左右方向に延出する横スリット部材であってもよい。また、メッシュ状部材を水の流路に設置するものであってもよい。また、スリット部材５５が付設された第１切り欠き部５１には、第１切り欠き部５１と同一形状の蓋材５６を嵌め込むことで、第１窓部２内に流れる水のリークを防止している（図３参照、図１では記載を省略）。なお、第１室３０ａを濃縮室とし、濃縮室内にイオン交換体を充填しない場合、スリット部材５５の設置を省略することができる。
【００２９】
また、第２切り欠き部６１、６１の第２窓部３側には、同様に、第２室３０ｂ内に充填されるイオン交換樹脂４０ｂの流出を防止するスリット部材５７、５７が付設されている（図２参照）。スリット部材５７は、第２切り欠き部６１、６１の形状に合った寸法である以外は、スリット部材５５と同様のものでよい。なお、本例では第１室３０ｂは濃縮室であるため、スリット部材５７の設置を省略することができる。また、第１室３０ｂを脱塩室とした場合、スリット部材５７の設置は必須となる。また、第２切り欠き部６１にも第１切り欠き部５１と同様、蓋材（不図示）を嵌め込むことで、第２窓部３内に流れる水のリークを防止する。
【００３０】
モジュール２０の組み立て方法としては、特に制限されず、例えばＥＤＩ用セル１０の段差４に内側イオン交換膜８を貼付し、更に第１流路５及び第２流路６内にスリット部材５５、５７及び蓋材５６等を組込み、次いで第１室３０ａ及び第２室３０ｂにイオン交換体４０ａ、４０ｂを充填した後、外側第１イオン交換膜９ａ、外側第２イオン交換膜９ｂを貼付する方法が挙げられる。
【００３１】
モジュール２０における水の流れの一例を説明する。被処理水ａは不図示の連通管、一方の第１流路５（図４中上側）及び第１室（脱塩室）３０ａを通り脱塩され、他方の第１流路５（図４中下側）から処理水ｂとして流出する。一方、濃縮水ｃは不図示の連通管から一方の第１流路６（図４中下側）に流入し、第２室（濃縮室）３０ｂを通りイオン交換膜８を通して移動する被処理水中のイオンを受け取り、他方の第１流路６（図４中上側）から濃縮水流出水ｄとして排出される。なお、脱塩室を流れる水と濃縮水の流れる方向は特に制限されない。
【００３２】
従来、ＥＤＩの脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、互いに寸法の異なる別部材である脱イオンモジュールとスペーサー部材を作製し、これを組み付けていたが、本発明のモジュールは脱塩室と濃縮室が一体構成されたセルを使用して作製できるため、ずれが生じ難い。また、モジュールを構成する部品点数が半減できるため、作業時間を短縮でき、コストの低減を図ることができる。また、ずれが生じ難く且つ製作が容易であるため、内部リークや外部リークが生じ難い。更に、水の流路は、従来の厚みの２倍の厚み部分で形成できるため、水の流路や流路内に設置されるスリット部材の製作も容易である。
【００３３】
第２の形態のモジュール２０ａは、図５に示すように、更に、モジュール２０の外側第１イオン交換膜９ａに隣接する小脱塩室構造７０を備えたものである。小脱塩室構造７０は、貫通窓部７２を有する板状部材７３と、板状部材７３の外側第１イオン交換膜９ａとは反対側の側面に貼付され貫通窓部７２を塞ぐ外側第３イオン交換膜９ｃからなり、外側第１イオン交換膜９ａと外側第３イオン交換膜９ｃとで小脱塩室７４を形成するものである。小脱塩室構造７０の厚みｔ４は２〜１０ｍｍの範囲で適宜決定される。また、貫通窓部７２の大きさ（図５中、側面視での面積）は、第１窓部２の大きさと同じとする。これは中間イオン交換膜９ａが介在するものの、小脱塩室構造７０の小脱塩室７４とモジュール２０の脱塩室３０ａとで、脱塩室を構成するためである。また、小脱塩室７４に充填されるイオン交換体７０ａ及びイオン交換膜９ｃとしては、特に制限されず、前述のものと同様のものが挙げられる。
【００３４】
モジュール２０ａにおける水の流れの一例を説明する。被処理水ｅは不図示の連通管により小脱塩室構造７０の小脱塩室７４に流入し、脱塩され、小脱塩室７４の処理水ｆ１として小脱塩室７４から流出する。次いで、小脱塩室７４の流出水は被処理水ｆ２としてモジュール２０の一方の第１流路５（図５中上側）及び第１室（脱塩室）３０ａを通り脱塩され、他方の第１流路５（図５中下側）から処理水ｇとして流出する。一方、濃縮水ｃは不図示の連通管からモジュール２０の一方の第１流路６（図５中下側）に流入し、第２室（濃縮室）３０ｂを通りイオン交換膜８を通して移動する被処理水ｅ中のイオンを受け取り、他方の第１流路６（図５中上側）から濃縮水流出水として排出される。また、被処理水の流れとしては、上記流れに限定されず、最初にモジュール２０ａの第１室３０ａに流入し、次いで第１室３０ａの流出水を小脱塩室構造７０の小脱塩室７４の被処理水として、小脱塩室７４に流入させるものであってもよい。
【００３５】
本発明の電気式脱イオン水製造装置としては、上記第１の形態のモジュールを用いたもの（第１の形態のＥＤＩ）、及び上記第２の形態のモジュールを用いたもの（第２の形態のＥＤＩ）が挙げられる。第１の形態のＥＤＩ８０は、図６に示すように、第１の形態のモジュール２０の複数個（図６では３個）を併設して複数個（図６では３個）の脱塩室３０ａと濃縮室３０ｂを構成し、該モジュール２０間は１枚のイオン交換膜９ｂ（９ａ）で区画され、且つ複数個の脱塩室３０ａと濃縮室３０ｂを陰極と陽極８１、８１の間に配置して形成される。「モジュール２０間は１枚のイオン交換膜９ｂ（９ａ）で区画され」としたのは、モジュール２０の複数個の単なる併設の場合、モジュール２０間のイオン交換膜は２枚となるためで、実際には２枚の中の１枚は不要であり、組み付けの際、その１枚は省略される。
【００３６】
本発明の電気式脱イオン水製造装置において、モジュールの枚数は適宜決定される。また、第１の形態のＥＤＩ８０における脱塩室及び濃縮室の併設形態及び脱塩作用は、例えば特開２００１−２３９２７０号公報の従来技術に記載された従前のＥＤＩと同様である。また、運転条件としては、特に制限されず、電流値、電圧値、処理水流量、濃縮水の循環方法、回収率など適宜決定すればよい。すなわち、第１の形態のＥＤＩによれば、脱塩室及び濃縮室を複数個組み立てる際、一組の脱塩室と濃縮室が一体化されており、イオン交換膜や両面テープ等のずれが生じ難いモジュール２０を使用するため、作業が行い易く、ＥＤＩの内部リークや外部リークが生じ難く、製作コストを低減できる。
【００３７】
第２の形態のＥＤＩ９０は、図７に示すように、第２の形態のモジュール２０ａの複数個（図７では２個）を併設して複数個（図７では２個）の脱塩室７１と濃縮室３０ｂを構成し、該モジュール２０ａ間は１枚のイオン交換膜９ｂ（９ｃ）で区画され、且つ複数個の脱塩室７１と濃縮室３０ｂを陰極と陽極８１、８１の間に配置して形成される。ＥＤＩ９０の脱塩室７１は小脱塩室構造７０の小脱塩室７４（第１脱塩室）とイオン交換膜９ａを介してモジュール２０の脱塩室（第２小脱塩室）とで構成される。「モジュール２０ａ間は１枚のイオン交換膜９ｂ（９ｃ）で区画され」としたのは、第１の形態のＥＤＩ８０と同様の理由からである。第２の形態のＥＤＩ９０は第１の形態のＥＤＩ８０と同様、モジュールの枚数は特に制限されず、また、第２の形態のＥＤＩ９０における脱塩室及び濃縮室の併設形態及び脱塩作用は、例えば特開２００１−２３９２７０号公報記載のＥＤＩと同様である。すなわち、第２の形態のＥＤＩ９０によれば、第１の形態のＥＤＩ８０と同様の作用効果を奏する。
【００３８】
また、電気式脱イオン水製造装置に流入させる被処理水の水質としては、特に制限されず、逆浸透膜、脱炭酸装置、脱気装置、紫外線照射装置、除濁装置、軟化器など、水処理の目的に応じて適宜処理されたものが使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ＥＤＩ用セルを用いたモジュールの分解斜視図である。
【図２】図１のＥＤＩ用セルを裏面から見た斜視図である。
【図３】図１のＥＤＩセルの第１流路の拡大斜視図である。
【図４】第１の形態のモジュールの断面を示す簡略図である。
【図５】第２の形態のモジュールの断面を示す簡略図である。
【図６】第１の形態の電気式脱イオン水製造装置の簡略図である。
【図７】第２の形態の電気式脱イオン水製造装置の簡略図である。
【図８】従来のＥＤＩの脱イオンモジュールを示す図である。
【図９】従来のＥＤＩの脱塩室及び濃縮室構造を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    板状部材
２    第１窓部
３    第２窓部
４    段差
５    第１流路
６    第２流路
８    内側イオン交換膜
９ａ  外側第１イオン交換膜
９ｂ  外側第２イオン交換膜
９ｃ  外側第３イオン交換膜
１０  電気式脱イオン水製造装置用セル
２０、２０ａ    モジュール
３０ａ  脱塩室
３０ｂ  濃縮室
４０ａ、４０ｂ、７０ａ  イオン交換体
５５、５７    縦スリット部材
７０  小脱塩室構造
８０、９０    電気式脱イオン水製造装置
８１      電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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