【手続補正書】
【提出日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを含む流入溶液を処理し、その結果として得られる流出溶液において選択可能なイオン濃度を得る装置であって、
（ａ）電気化学セルであって、
（i）第１および第２の電極を備えるハウジングと、
（ii）前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、（i）前記第１の電極と対向する陽イオン交換面、および（ii）前記第２の電極と対向する陰イオン交換面とを備える水分解イオン交換膜と、
（iii）間に溶液チャンネルを有する流入溶液注入口および流出溶液吐出口であって、前記溶液チャンネルにより流入溶液が前記水分解イオン交換膜の前記陽イオン交換面および前記陰イオン交換面の両方を通過して流れることができ、それにより流出溶液が形成される流入溶液注入口および流出溶液吐出口と、
を備える電気化学セルと、
（ｂ）イオン交換段階中に前記第１および第２の電極を複数の選択可能な電圧レベルに維持することができ、各選択可能な電圧レベルが異なる大きさを有すると共に、流出溶液において異なるイオン濃度を与えるようになっている可変電圧供給源と、
を具備する装置。
【請求項２】
前記電圧レベルが、それぞれ大きさは異なるが、ほぼ同じ極性を有する時間平均電圧レベルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記イオン交換段階が、イオン除去ステップまたはイオン拒絶ステップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記可変電圧供給源が、
（１）位相制御電圧供給源を備え、
（２）パルス幅変調を伴う切換電圧供給源を備え、
（３）変化可能な所定の大きさのパルス電圧を供給し、または
（４）所定の大きさのパルス電圧を供給する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記セル内の電圧バイアスを測定して電圧信号を生成するための電圧計と、前記セル内の電流を測定して電流信号を生成するための電流計と、前記電圧信号と前記電流信号との比から溶液中のイオン濃度を決定するとともに、イオン濃度に応じて前記電極に対して印加される電圧レベルを調整するために制御信号を前記可変電圧供給源に対して送るコントローラとを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
（１）（i）流入溶液、少なくとも一部が処理された溶液、または、流出溶液のイオン濃度を測定するとともに、（ii）イオン濃度信号を生成するためのイオンセンサと、
（２）前記イオン濃度信号を受けるとともに、前記イオン濃度信号に応じて電圧レベルを調整するために制御信号を前記可変電圧供給源に対して送るコントローラと、
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項７】
イオンを含む流入溶液を処理して、流出溶液中のイオンの濃度を制御する方法であって、
（ａ）水分解イオン交換膜の陰イオン交換面および陽イオン交換面の両方を通過するように流入溶液を流して、流出溶液を形成するステップと、
（ｂ）前記水分解イオン交換膜の前記陰イオン交換面および前記陽イオン交換面にわたって時間平均電界を維持するステップと、
（ｃ）それぞれが異なる大きさを有する複数の選択可能な電圧レベルの一つを選択することにより、流入溶液のイオン交換段階中に前記時間平均電界の強度を変えて、流出溶液のイオン濃度を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｃ）が、
（ｉ）前記水分解イオン交換膜の前記陰イオン交換面および前記陽イオン交換面の周囲で前記電極に対して印加される変化可能な大きさのパルス電圧の時間平均電圧レベルを変えること、
または、
（ii）前記水分解イオン交換膜の前記陰イオン交換面および前記陽イオン交換面の周囲で前記電極に対して印加される所定の大きさのパルス電圧レベルのデューティサイクルを変えること、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも一部が処理された流入溶液のイオン濃度を測定するとともに、測定されたイオン濃度に応じて前記時間平均電界の強度を変えるステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
溶液および前記水分解イオン交換膜を通じて流れる電流および電圧を測定するとともに、電圧測定値と電流測定値との比から溶液中のイオン濃度を決定するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
イオンを含む流入溶液を処理し、流出溶液中のイオンの濃度を制御する方法であって、
（ａ）水分解イオン交換膜の陰イオン交換面および陽イオン交換面の両方を通過するように流入溶液を流して、流出溶液を形成するステップと、
（ｂ）前記水分解イオン交換膜の前記陰イオン交換面および前記陽イオン交換面にわたって時間平均電界を維持するステップと、
（ｃ）それぞれが異なる大きさを有するとともに、流出溶液において異なるイオン濃度を与える複数の選択可能な電圧レベルの一つを選択することにより、流入溶液のイオン交換段階中に前記時間平均電界の強度を設定するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
少なくとも一部が処理された流入溶液のイオン濃度を測定するとともに、測定されたイオン濃度に応じて前記時間平均電界の強度を変えるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
溶液を処理するための装置であって、
（ａ）第１および第２の電極を有するハウジングと、これらの電極間のイオン交換膜と、溶液チャンネルとを備える電気化学セルと、
（ｂ）前記第１および第２の電極間に電圧を印加するための電圧供給源と、
（ｃ）前記電気化学セルの前記溶液チャンネルを通る溶液の流れを制御する流れ制御装置と、
（ｄ）（ｉ）イオン除去ステップにおいて、陽極として前記第１の電極を維持するとともに、前記第１の電極に対して陰極として前記第２の電極を維持するように前記電圧供給源を制御し、かつ、前記溶液チャンネルを通して溶液を流すように前記流れ制御装置を制御するコントローラであり、
（ii）イオン拒絶ステップにおいて、陰極として前記第１の電極を維持するとともに、前記第１の電極に対して陽極として前記第２の電極を維持するように前記電圧供給源を制御し、かつ、前記溶液チャンネルを流れる溶液の流れを反転させるように前記流れ制御装置を制御する前記コントローラと、
を具備する装置。
【請求項１４】
前記電圧供給源が、前記第１及び第２の電極に印加される電圧の極性を切り換える極性スイッチを含み、
前記イオン拒絶ステップにおいて、前記コントローラが、前記イオン除去ステップにおける前記第１および第２の電極の極性に対して前記第１および第２の電極の極性が逆になるよう前記極性スイッチを制御する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記イオン除去ステップにおいて、前記電圧供給源が前記第１および第２の電極に対して第１の時間変調電圧を印加し、
前記イオン拒絶ステップにおいて、前記電圧供給源が前記第１および第２の電極に対して第２の時間変調電圧を印加し、
前記第１の時間変調電圧が第１の大きさを有し、前記第２の時間変調電圧が前記第１の時間変調電圧と異なる大きさを有している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記イオン除去ステップまたは前記イオン拒絶ステップにおいて、前記電圧供給源が前記第１および第２の電極に対して定電圧レベルまたはパルス電圧レベルを印加する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記電圧供給源が、ＡＣ電圧の半波整流または全波整流により可変ＤＣ電圧を供給する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記イオン交換膜が、前記第１の電極と対向する陽イオン交換面と、前記第２の電極と対向する陰イオン交換面とを備え、前記溶液チャンネルにより溶液が前記水分解イオン交換膜の前記陽イオン交換面および前記陰イオン交換面の両方を通過して流れることができるようになっている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記電気化学セルが、前記第１の電極に隣接する流入溶液注入口と、前記第２の電極に隣接する流出溶液吐出口とを備え、
イオン除去ステップにおいて、前記コントローラが、前記流入溶液注入口を通して溶液を供給するように前記流れ制御装置を制御し、イオン拒絶ステップにおいて、前記コントローラが、前記流出溶液吐出口を通して溶液を供給するように前記流れ制御装置を制御するようになっている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
第１および第２の電極を有するハウジングと、これらの電極間のイオン交換膜と、溶液チャンネルとを備える電気化学セルにおいてイオンを含む溶液を処理する方法であって、
（ａ）イオン除去ステップにおいて、陽極として前記第１の電極を維持するとともに、前記第１の電極に対して陰極として前記第２の電極を維持し、かつ、前記溶液チャンネルを通して溶液を流すこと、および、
（ii）イオン拒絶ステップにおいて、陰極として前記第１の電極を維持するとともに、前記第１の電極に対して陽極として前記第２の電極を維持し、かつ、前記溶液チャンネルを流れる溶液の流れを反転させること
を含む方法。
【請求項２１】
イオンを含む溶液を処理するための装置であって、
（ａ）第１および第２の電極を有するハウジングと、これらの電極間のイオン交換膜と、溶液チャンネルとを備える電気化学セルと、
（ｂ）前記第１および第２の電極間に電圧を印加するための可変電圧供給源と、
（ｃ）前記電気化学セルの前記溶液チャンネルを通る溶液の流れを制御する流れ制御装置と、
（ｄ）（ｉ）イオン除去ステップにおいて、溶液を脱イオン化するよう前記第１および第２の電極に電圧を印加しながら、前記溶液チャンネルを通して溶液を流すよう、前記可変電圧供給源および前記流れ制御装置を制御するコントローラであり、
（ii）イオン拒絶ステップにおいて、前記溶液チャンネルを通して溶液を流すことにより前記イオン交換膜を再生するように、かつ、（１）第１の再生ステップにおいて、所定の時間、前記電気化学セルの前記第１および第２の電極に第１の電圧を供給し、（２）第２の再生ステップにおいて、所定の時間、前記電気化学セルの前記第１および第２の電極に、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給するように、前記可変電圧供給源および前記流れ制御装置を制御する前記コントローラと、
を具備する装置。
【請求項２２】
前記第１の電圧および前記第２の電圧は、
（１）前記第１の電圧および前記第２の電圧が異なる大きさを有すること、
（２）前記第１の電圧および前記第２の電圧が、前記イオン除去ステップにおいて印加される電圧に対して反対の値を有すること、および、
（３）前記第１の電圧が第１のデューティサイクルを有するパルス電圧からなり、前記第２の電圧が第２のデューティサイクルを有するパルス電圧からなること
の少なくとも一つによって特徴付けられている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記可変電圧供給源が、
（１）前記イオン除去ステップにおいて前記第１および第２の電極に与えられる極性に対して前記イオン拒絶ステップにおいて前記第１および第２の電極に与えられる極性を切り換えるための極性スイッチ、
（２）溶液の流れを制御する流れ制御装置であり、前記コントローラにより、前記イオン除去ステップにおける前記溶液チャンネルを通る溶液の流れの方向に対して、前記イオン拒絶ステップにおいて、前記溶液チャンネルを通る溶液の流れの方向を逆転させるようになっている、前記流れ制御装置、および、
（３）再生された廃棄溶液のイオン濃度を測定しイオン濃度信号を生成するイオンセンサであり、前記コントローラが、前記イオン濃度信号を受けるとともに、前記イオン濃度信号に応じて前記第１および第２の電極に印加される電圧を調整するために制御信号を前記可変電圧供給源に対して送るようになっている、前記イオンセンサ、
の少なくとも一つを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
第１および第２の電極を有するハウジングと、これらの電極間のイオン交換膜と、溶液チャンネルとを備える電気化学セルにおいてイオンを含む溶液を処理する方法であって、
（ａ）イオン除去ステップにおいて、溶液を脱イオン化するよう前記第１および第２の電極に電圧を印加しながら、前記電気化学セル内に溶液を流すこと、並びに、
（ｂ）イオン拒絶ステップにおいて、前記電気化学セルを通して溶液を流すことにより前記イオン交換膜を再生すること、および、（１）第１の再生ステップにおいて、所定の時間、前記第１および第２の電極に第１の電圧を供給し、（２）第２の再生ステップにおいて、所定の時間、前記第１および第２の電極に、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給すること、
を含む方法。