(57)【要約】本発明は、塩水溶液を電気化学的に脱塩するための螺旋型湾曲モジュールに関するものである。螺旋型湾曲モジュールは、その希薄液室（３）の側壁（３１、３２）に設けられた、脱塩すべき溶液のための入口部（７１）と脱塩された水のための出口部（７２）とを備えている。これらの入口部（７１）及び出口部（７２）は、希薄液室（３）内で、溶液が接線方向ではなく軸方向に流れるのを可能にする。
2007533425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋型湾曲モジュールを用いて、塩含有水溶液を電気化学的に脱塩する方法であって、
脱塩すべき塩含有水溶液の流れを、上記螺旋型湾曲モジュールの希薄液室内で軸方向に生じさせるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
塩含有水溶液を電気化学的に脱塩するための螺旋型湾曲モジュールであって、
ａ）  螺旋状の側壁（３１、３２）を有するとともに内側希薄液室部分（３４）を有する少なくとも１つの螺旋状に湾曲した希薄液室と、内側濃縮液室部分（４２）を有する少なくとも１つの螺旋状に湾曲した濃縮液室（４）とを含んでいて、上記内側希薄液室部分（３４）及び上記内側濃縮液室部分（４２）が、湾曲した状態で軸方向に伸びる内側空隙部を形成し、
ｂ）  軸方向に伸びる上記内側空隙部内を伸びている内側電極（５）と、湾曲した希薄液室（３）及び湾曲した濃縮液室（４）を囲繞している外側電極（６）とを含み、
ｃ）  一方の螺旋状の側壁（３１）に設けられ脱塩すべき塩含有水溶液を上記希薄液室（３）に供給することができる供給部（７１）と、もう一方の螺旋状の側壁（３２）に設けられ上記希薄液室（３）から脱塩された水溶液を排出することができる排出部（７２）とを含み、
ｄ）  濃縮液を上記濃縮液室（４）に供給することができ、及び／又は、上記濃縮液室（４）から濃縮液を排出することができる第１パイプ（８）と、上記濃縮液室（４）から濃縮液を排出することができ、及び／又は、上記濃縮液室（４）に濃縮液を供給することができる第２パイプ（９）とを含んでいることを特徴とする螺旋型湾曲モジュール。
【請求項３】
上記濃縮液室（４）が外側濃縮液室部分（４１）を有し、上記第１パイプ（８）が濃縮液を上記外側濃縮液室部分（４１）に供給することができ、及び／又は、濃縮液を上記外側濃縮液室部分（４１）から排出することができ、
かつ、上記第２パイプ（９）が濃縮液を上記内側濃縮液室部分（４２）から排出することができ、及び／又は、濃縮液を上記内側濃縮液室部分（４２）に供給することができることを特徴とする、請求項２に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項４】
複数の螺旋状に湾曲した希薄液室（３）と、上記希薄液室（３）の数と同一の数の濃縮液室（４）とを含んでいることを特徴とする、請求項２又は３に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項５】
各希薄液室（３）の一方の螺旋状の側壁（３１）に複数の供給部（７１）が存在し、上記希薄液室（３）のもう一方の螺旋状の側壁（３２）に複数の排出部（７２）が存在することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項６】
上記供給部（７１）が一方の側壁（３１）の螺旋形状に沿って等間隔で配置され、上記排出部（７２）がもう一方の側壁（３２）の螺旋形状に沿って等間隔で配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項７】
一方の側壁（３１）には円形の断面をもつＮ個の供給部（７１）が設けられ、及び／又は、もう一方の側壁（３２）には円形の断面をもつＮ個の排出部（７２）が設けられ、
上記の数Ｎが、下記の式により決定され、
Ｎ＝（Ｌ−ａ）／（ｄ＋ａ）
ここで、文字Ｌは希薄液室（３）の非湾曲状態における上記側壁（３１、３２）の長さであり、文字ａは上記側壁（３１）に沿う方向における供給部（７１）の間隔及び／又は上記側壁（３２）に沿う方向における排出部（７２）の間隔であり、文字ｄは供給部（７１）及び／又は排出部（７２）の直径であることを特徴とする、請求項６に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項８】
上記供給部（７１）が内側に向かってより短くなる間隔で一方の側壁（３１）の螺旋形状に沿って配置され、上記排出部（７２）が内側に向かってより短くなる間隔でもう一方の側壁（３２）の螺旋形状に沿って配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項９】
上記供給部（７１）及び上記排出部（７２）が、螺旋状の上記側壁（３１、３２）に削孔された穴であることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１０】
上記希薄液室（３）がイオン交換樹脂を含んでいることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１１】
上記濃縮液室（４）がイオン交換樹脂を含んでいることを特徴とする、請求項２〜１０のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１２】
上記希薄液室（３）がイオン導電性繊維を含んでいることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１３】
上記濃縮液室（４）がイオン導電性繊維を含んでいることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１つ又は請求項１２に記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１４】
上記側壁（３１、３２）が、長方形の側面部を含み、又は長方形の側面部からなることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の螺旋型湾曲モジュール。
【請求項１５】
請求項２に記載の螺旋型湾曲モジュールを用いて、塩含有水溶液を脱塩する方法であって、
ａ）  脱塩すべき塩含有水溶液を、供給部（７１）により希薄液室（３）に供給する過程と、
ｂ）  濃縮液を第１パイプ（８）により濃縮液室（４）に供給するとともに第２パイプ（９）により濃縮液室（４）から排出する過程、又は、濃縮液を上記第２パイプ（９）により上記濃縮液室（４）に供給するとともに上記第１パイプ（８）により上記濃縮液室（４）から排出する過程と、
ｃ）  上記螺旋型湾曲モジュールに電気化学的な電流を生成することができるＤＣ電位を両電極（５、６）に印加する過程と、
ｄ）  脱塩された水溶液を、排出部（７２）により上記希薄液室（３）から排出する過程とを同時に実施することを特徴とする方法。
【請求項１６】
その長さが０．８０ないし１．２０ｍ好ましくは約１ｍであり、その直径が２０ないし３０ｃｍ好ましくは約２６ｃｍである螺旋型湾曲モジュールを用い、
脱塩すべき塩含有水溶液を、１時間あたり２．５ないし３．３立方メートル、好ましくは１時間あたり約３立方メートルの流量で、供給部（７１）により希薄液室（３）に供給することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩含有水溶液の連続的な電気化学的脱塩のための新規な方法と、この方法を実施するための螺旋型湾曲モジュール（spiral wound module）の形態の装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水溶液を電気透析により脱塩することができるということは従来知られている。この方法においては、イオン選択膜が２つの電極の間に導入される。２つの電極の一方は陽イオン選択膜であり、もう一方は陰イオン選択膜であり、いずれの場合も、スペーサが希薄液室又は濃縮液室を形成する。
【０００３】
これらの室内には、しばしば付加的にイオン交換材が導入される。水が各室を流通する場合、電極に印加される外部の電圧により、陰イオン及び陽イオンはそれらの電荷で移動する。イオンの移動により、希薄液室ではイオンが激減した体積流れ（希薄液）が得られ、濃縮液室ではイオンが濃縮された体積流れ（濃縮液）が得られる。通常は、直流電流源に接続された両電極間に、水を通さない陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜が交互に配置される。特定の実施態様においては、希薄液室及び濃縮液室は、２つの電極の一方の回りに螺旋状に巻き付けられ、もう一方の第２の電極は湾曲した装置全体を囲繞する。湾曲させて配置する結果、ほぼ螺旋状の断面をもつ希薄液室及び濃縮液室が形成される。このような湾曲した装置は、技術用語で「螺旋型湾曲モジュール」と呼ばれる。螺旋型湾曲モジュールは、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【特許文献１】米国特許第４，２２５，４１３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０５７０３４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の脱塩方法の欠点は、湾曲した希薄液室の内側の流れが接線方向、すなわち希薄液室の外側端部からその内側端部にわたって希薄液室に形成された螺旋形状に沿った方向に生じることである（逆も同様）。なぜなら、従来技術においては、脱塩すべき溶液の供給及び脱塩された水の排出は、螺旋型湾曲モジュールの希薄液室の内側端部及び外側端部で行われるからである（逆も同様）。これは、希薄液室において、比較的長い距離の流れを生じさせ、高い流動抵抗を生じさせる結果となる。
【０００５】
本発明の目的は、上記欠点を解消することができる、螺旋型湾曲モジュールによる塩含有水溶液の連続的な電気化学的脱塩を行う方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、螺旋型湾曲モジュールの希薄液室に、脱塩すべき溶液の軸方向の流れを生じさせる方法によって達成することができる。
【０００７】
本発明はまた、下記の構成要素を含む螺旋型湾曲モジュールに関するものでもある。
ａ）  螺旋状の側壁及び内側希薄液室部分（inner dilution chamber part）を有する少なくとも１つの螺旋状に湾曲した希薄液室。内側濃縮液室部分（inner concentrate chamber part）を有する少なくとも１つの螺旋状に湾曲した濃縮液室。これらの内側希薄液室部分及び内側濃縮液室部分は、湾曲した（巻かれた）状態では、軸方向に伸びる内側空隙部を形成する。
ｂ）  軸方向に伸びる内側空隙部内を伸びる内側電極。湾曲した希薄液室及び湾曲した濃縮液室を囲繞する外側電極。
ｃ）  一方の螺旋状の側壁に設けられた、脱塩すべき塩含有水溶液を希薄液室に供給することができる供給部（feed）。もう一方の螺旋状の側壁に設けられた、希薄液室から脱塩された水を排出することができる排出部（discharge）。
ｄ）  濃縮液を濃縮液室に供給することができ、及び／又は、濃縮液室から濃縮液を排出することができる第１パイプ。濃縮液室から濃縮液を排出することができ、及び／又は、濃縮液室に濃縮液を供給することができる第２パイプ。
【０００８】
本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの好ましい態様は、下位請求項３ないし１４から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る螺旋型湾曲モジュールにおいては、脱塩すべき水溶液の供給部及び脱塩された水の排出部は、希薄液室の外側端部及び内側端部には設けられず、希薄液室の側壁に設けられている（図１参照）。これは、希薄液室の内側に、螺旋型湾曲モジュールの中心軸とほぼ平行な流れを生じさせる（軸方向）。湾曲した希薄液室及び濃縮液室が２つの端面を持つほぼ円筒形の螺旋型湾曲モジュールを形成する場合、流れは、この円筒の一方の端面から他方の端面に向かって生じる。濃縮液室内の流れは好ましく接線方向のままであるので、その結果、希薄液室の流れと濃縮液室の流れは交差流れ（cross-flow）となる。本発明に係る希薄液室では、供給部及び排出部が前記のように配置されて軸方向の流れが生じるので、従来知られている螺旋型湾曲モジュールにおける希薄液室内の接線方向の流れに比べて、流れが非常に速くなるということが見出された。
【００１０】
濃縮液室及び希薄液室（本願においては、これらの語句は、通例の技術用語における意味を有している）は、従来知られている螺旋型湾曲モジュールの場合と同様の仕様のおのである。希薄液室は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを組み合わせた組合せ体であり、これらの間には一定の距離が保たれ、希薄液室の内部空間が形成されている。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールを湾曲させることにより、濃縮液室は、上記組合せ体の湾曲部間に中間的な空間部を形成する。従来知られているように、例えばスペーサによりその間隔（距離）を維持することができる。螺旋型湾曲モジュールの最終的な状態においては、スペーサはまた、好ましく２つの室の全領域にわたる流れを確実化して乱流を生じさせるのにも役立つ。適切なスペーサは、例えば、プラスチック製の格子又はプラスチック製の編み紐（plastics braids）である。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールはまた、複数の希薄液室及び濃縮液室を含んでいてもよい（例えば約２ないし４）。本発明に係るモジュールの湾曲形状（螺旋形状）は、陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜の対応する数の組合せを同時に巻き付けることによって形成される（以下参照）。従来知られているように、本発明に係る螺旋型湾曲モジュールでは、希薄液室内及び／又は濃縮液室内にイオン交換材を収容することにより、イオン交換及び導電性を向上させることができる。
【００１１】
従来のイオン交換樹脂は、この目的に合致するものであり、個別型の樹脂及び混合床（mixed-bed）型の樹脂の両方を用いることができる。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの実施形態においては、イオン交換樹脂は、希薄液室及び／又は濃縮液室に配置するのが好ましい。これらの室に対してイオン交換樹脂に代えて用いることができるさらなる代替物は、イオン導電繊維（ion conductive fabrics）である。これらはイオン交換材と同様の繊維であり、その結果イオン交換基（例えばスルホン酸塩、カルボキメチル）で誘導体化された（derivatized）ものである。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの実施形態は、好ましくこのような繊維を収容している。
【００１２】
濃縮液は、第１パイプ及び第２パイプを経由して本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの濃縮液室に供給し、かつ排出することができる。濃縮液の流れの方向は、内側から外側に向かってであってもよく、またこの逆であってもよい。濃縮液は、まず、脱塩すべき溶液から解放されたイオンを受け入れるのに役立つが、これと同時に電極を洗浄する溶液としても役立つ。一般に濃縮液の塩の濃度は高いので、副生成物の洗浄を促進し、電極の使用形態を最適化する。
【００１３】
本発明において、濃縮液室の厚さは、典型的には約０．３ないし約２ｍｍであり、好ましくは約０．５ないし約１ｍｍである。本発明においては、希薄液室の厚さは、典型的には約３ないし２０ｍｍであり、好ましくは約８ないし１１ｍｍである。
【００１４】
最も単純な形態の場合、脱塩すべき塩含有水溶液に対してただ１つの供給部が設けられ、脱塩された水に対してただ１つの排出部が設けられる。しかしながら、いずれの場合においても、１つの希薄液に対して複数の供給部及び排出部を設けるのが好ましい。これは、複数の希薄液室及び濃縮液室を設ける場合（例えば約２ないし４）には一層好ましい。１つの希薄液室に対して複数の供給部及び排出部を設ける場合は、供給部及び排出部は、希薄液室の螺旋状の側壁に沿って均一な間隔（距離）で配置してもよい。この場合、距離ａが常に同一であれば、供給部及び／又は排出部の数は、次の式によって決定することができる。
Ｎ＝（Ｌ−ａ）／（ｄ＋ａ）
【００１５】
この式において、文字Ｌは湾曲していない状態における希薄液室の長さであり、文字ｄは供給部又は排出部の直径であり、文字Ｎは供給部又は排出部の数である。例えば、電流密度が内向きに増加しているということを考慮すれば（これは、螺旋型の希薄液室の内側部分に脱塩すべき溶液を多く流入させることを必要とする）、供給部及び排出部を、各希薄液室の螺旋状の側壁に沿って外側から内側に向かって、間隔がだんだん小さくなるように配置するのがとくに好ましい。
【００１６】
本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの供給部及び排出部の内側直径は、典型的には約１ないし５ｍｍの範囲内であり、好ましくは約２ｍｍである。
【００１７】
内側空隙部内に配置された内側電極及び外側電極は、好ましくは、それぞれ、おおむね円筒形及び中空円筒形のものである。電極は、螺旋型湾曲モジュールの場合に慣用の材料で形成することができる。好ましい陰極の材料は、グラファイト、あるいは貴金属がコーティングされたチタン鋼である。ＤＳＡ陰極（混合酸化物陰極）もまた用いることができる。好ましい陽極の材料はステンレス鋼である。本発明に係る脱塩方法においては、内側電極が陰極であり外側電極が陽極であるか、あるいは、内側電極が陽極であり外側電極が陰極であるかは、一般的には重要ではない。内側電極は中実のものであっても中空のものであってもよい。内側電極が中空のものである場合、中空部に、適切な材料、例えばポリ塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリオキシエチレン又はポリフェニレンオキサイドなどのプラスチックを充填するのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る螺旋型湾曲モジュールは、その全体が強化プラスチックからなるケーシングによって囲繞されているのが好ましい。この場合、螺旋型湾曲モジュールは、外部に対して閉じられたパイプのように見え、耐圧性を有するものとなる。これは、例えば螺旋型湾曲モジュール全体を、好ましく円筒形のエポキシ樹脂ブロック内で成形するといった方法で実施することができる。全ての必要な接続部（connection）及びパイプはこの樹脂ブロック内で直接成形される。これらの接続部及びパイプのブロックからの出口は、予め自由に決定することができる。
【００１９】
本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの製造は、例えば次の手順で行うことができる。
ａ）  陽イオン交換膜のウェブ（web）及び陰イオン交換膜のウェブの端部を接着剤で互いに結合する。あるいは、膜の基材であるポリマーが熱可塑性である場合は、同一のプラスチックにより互いに溶接するのが好ましい。この端部はまた、保持ブロック（holding block）内に配置してもよい。このブロックには、適切な溝が予め形成され、この溝と、その中に嵌められている膜と接着剤で結合することができる。２つの膜のウェブが互いに接続されているこの端部は、内側電極内の軸方向の凹部内に嵌められる。内側電極は、例えば棒状であり凹部内に固定されている。上記凹部はかみ合い嵌合（interlocking fit）を有している。さらに、ほぼスロット状の穴を有しているパイプが嵌められている軸方向に伸びる溝が内側電極に予め設けられている（比較的長いこの第２パイプは、この後濃縮液を内側濃縮液室部分に供給し、又はそこから濃縮液を排出するのに役立つ）。
【００２０】
ｂ）  この後、２つの膜は、それらの間に、スペーサ又はイオン交換材又はイオン導電繊維を用いて内側電極のまわりに巻き付けられる。２つの膜とこれらの間に配置されたスペーサとを含む組合せ体は、結果的に希薄液室を形成する。膜とこれらの間に配置されたスペーサとを含む組合せ体が新たに巻かれた湾曲部は、それぞれ、組合せ体のそれより下に位置する湾曲部から所定の距離のところで、さらなるスペーサによって保持される。この組合せ体の第１の湾曲部に対しては、スペーサは、内側電極の表面からこの第１の湾曲部が適切な距離を保つことを確実化する。この最も内側の間隔（距離）は、内側電極と電気的に接触している濃縮液室（すなわち、内側濃縮液室部分）の第１の湾曲部を表す。スペーサによって形成され、組合せ体の各湾曲部間と、組各合せ体の第１の湾曲と内側電極の表面との間とに存在する中間の空間部は、結果的に濃縮液室の主要部を形成する。
【００２１】
ｃ）  一旦、組合せ体に、自由に選択できる十分な数の湾曲部が形成されると、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の自由端は、ａ）で既に説明したのと同様の手法で、互いに接続される。閉じられた端部（すなわち、ここでは閉じられた外側希薄液室部分）は、ほぼ中空円柱形の外側電極に、軸方向に固定される。もし必要であれば、シール材料及び／又はロック手段（locking means）を用いてもよい。この電極の内側直径は、最も外側の湾曲部の外側直径よりやや大きい。その間隔は、順次、もし必要であれば、スペーサにより固定することができ、濃縮液室の最も外側の湾曲部を形成する（すなわち、外側濃縮液室部分）。これは外側電極と電気的に接触する。ほぼスロット状の穴を有する軸方向に伸びるパイプは、この後側の間隔に配置される（この第１パイプは、結果的に濃縮液を外側濃縮液室部分に導入し、又はそこから濃縮液を排出するのに役立つ）。
【００２２】
ｄ）  湾曲後（巻きつけ後）もなお開いている螺旋型湾曲モジュールの端面は、液状の合成樹脂に浸漬して硬化させることにより閉じることができる。この場合、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステルなどの合成樹脂が適切である。希薄液室及び濃縮液室は、これにより閉じられ、側壁が形成される。その結果、希薄液室及び濃縮液室の側壁は、ほぼ螺旋状の側面形状を持つ。側壁の形成には、可撓性を有する長方形の側面部（例えば、ＥＰＤＭゴム製）も、螺旋型湾曲モジュールの湾曲時（巻きつけ時）に用いることができる。この後、この側面部（profiles）は湾曲部の中に組み込まれる。これらの側面部には、例えば穴を空けることにより予め供給部及び排出部が設けられている。さらにモジュールを湾曲させる時に焼結された材料からなる可撓性を有する長方形の側面部を用いることも可能である。焼結された材料はすでに孔を有しているので、供給部又は排出部を設けることはこの場合必要ではない。
【００２３】
脱塩すべき溶液を希薄液室に供給するための供給部と、希薄液室から脱塩された水を排出するための排出部とを作成するために、両端面で希薄液室を閉じている側壁の螺旋形全体に沿って適切な数の穴を設けてもよい。工業的に知られているように、希薄液室内の軸方向の流れは、分配システム（distribution systems）により最適化することができる。この分配システムは、それぞれ、供給部又は排出部で、脱塩すべき溶液又は脱塩された水を直接分配することが可能である。この分配システムはまた、粒子径が排出部の直径より小さい場合に、イオン交換樹脂が流出するのを防止する。
【００２４】
本発明にかかる螺旋型湾曲モジュールは、陽イオン交換膜、陰イオン交換膜及びスペーサを含む上記複数の組合せ体（例えば約２ないし４）を同時に巻きつけることにより形成することができる。前記のように作成される各組合せ体の開始部分は、前記のように内側電極の表面に規則的な間隔で固定することができる。各組合せ体に対して、濃縮液のための第２パイプに関連する溝は、内側電極内に設けられる。同様に、各組合せ体の湾曲部の終了部分は、前記のように１つの組合せ体についての製造プロセスで個別に形成される。
【００２５】
スペーサを用いる全ての場合、スペーサの代わりに又はスペーサに追加してイオン交換材の充填物を用いることができる。
【００２６】
図１は、本発明にかかる螺旋型湾曲モジュールで用いられる希薄液室及び濃縮液室の組合せ体を巻かれていない状態で示している。希薄液室３は濃縮液室４に対して相対的に斜めにやや持ち上げられて示されている。希薄液室３は、湾曲モジュールの両端面に向かう（位置する）２つの側壁３１、３２を有している。希薄液室３を満たしている黒い円はスペーサ及び／又はイオン交換樹脂の充填物を示している。希薄液室３は、その一方の側壁３１に、脱塩すべき塩含有溶液のための３つの供給部７１を有し、他方の側壁３２に、脱塩された水のための３つの排出部７２を有している。濃縮液室４においても、スペーサ及び／又はイオン交換樹脂の充填物は、同様のパターンにより示されている。また、湾曲（巻きつけ）に先だって、内側電極５には２つの室が固定される。
【００２７】
図２は、本発明にかかる螺旋型湾曲モジュールの断面図を示している。しかし脱塩すべき水溶液を希薄液室３に供給するための複数の供給部７１の位置も追加的に図示されている（それらはまた排出部７２であってもよい）。希薄液室３は黒い螺旋で示されている。濃縮液室４は白い螺旋で示されている。濃縮液室４に供給するために外側電極の近傍に第１パイプ８が設けられ、内側電極５の近傍に内側（第１）パイプ９が設けられている（両方とも小さい黒い円で示されている）。内側希薄液室部分３４の位置、内側濃縮液室４２の位置、外側希薄液室部分３３の位置及び外側濃縮液室部分４１の位置も示されている。供給部７１（又は排出部７２）の間隔は、内向きに螺旋状の側壁に沿って次第に短くなっていることがわかるであろう（参照番号はつけていない）。ここで、供給部及び排出部は、一方が他方の後ろに隠れるように対で配置されているということが理解されるべきである（互いに食（eclipsing）となっている）。しかしながら、これは本発明にとって必須のものではなく、供給部を、２つの側壁上で、排出部に対してずらせて設けるのもまた好ましい。
【００２８】
本発明はまた、請求項１５に規定されているように、本発明に係る螺旋型湾曲モジュールを用いる脱塩方法に関するものでもある。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールにより実施することができる電気化学的脱塩方法は、脱塩すべき水溶液が横方向に供給され脱塩された水が横方向に排出されることを除けば、従来知られている螺旋型湾曲モジュールを用いる脱塩方法と同様である。この方法は電気透析（electrodialysis）であり（希薄液室及び濃縮液室のいずれにもイオン交換樹脂が存在しない場合）、又は、電気泳動（electrodiaresis）である（希薄液室及び／又は濃縮液室にイオン交換樹脂が存在する場合）。
【００２９】
本発明にかかる螺旋型湾曲モジュールは、希薄液室内での圧力降下が小さく、それゆれ、脱塩処理を非常に高速で行うことが可能である。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールはまた、比較的高い水理学的性能（hydraulic performance）で水溶液の脱塩を行うことを可能にする。かくして、螺旋型湾曲モジュールにおいて、その長さが約０．８０ないし約１．２０ｍ、好ましくは約１ｍであり、その直径が約２０ないし約３０ｃｍ、好ましくは約２６ｃｍである場合、本発明に係る方法の実施形態では、脱塩すべき塩含有溶液を１時間あたり約２．５ないし３．３立方メートル、好ましくは１時間あたり約３立方メートルの流量で、供給部７１から螺旋型湾曲モジュールに供給するのが好ましい（すべての数の供給部７１について、螺旋型湾曲モジュールが、それぞれ１つの供給部７１又は複数（２〜３）の供給部７１を備えた複数（２〜３）の希薄液室３を有している場合）。ここで、螺旋型湾曲モジュールの「長さ（length）」は、１つの側壁３１によって形成される１つの面から他方の側壁３２によって形成される他方の面までの距離と理解すべきである。螺旋型湾曲モジュールの「直径（diameter）」は、濃縮液室４の最も外側の湾曲の外側直径と理解されるべきである。これは（これらは）、外側電極６と電気的に導通して接触しているので、円筒形の外側電極６を用いる時には、この直径は、外側電極６の内側直径と同一である。本発明に係る螺旋型湾曲モジュールにおいては、もはや希薄液室に対して内側パイプを設けることは必要でないので、内側電極の電気化学的に活性である領域の割合が増加する。従来知られている螺旋型湾曲モジュールの場合は、この電気化学的に活性な領域部分は、第２パイプ（内側パイプ）が存在するので失われる。この第２パイプ（内側パイプ）は、希薄液室に溶液を供給するために、内側電極の表面上に配置しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】湾曲していない状態における、希薄液室及び濃縮液室の組合せ体を示す図である。
【図２】本発明に係る螺旋型湾曲モジュールの横断面を示す断面図であり、希薄液室のための入口部及び出口部も示している。
【符号の説明】
【００３１】
３  希薄液室、４  濃縮液室、５  内側電極、６  外側電極、８  第１パイプ、９  第２パイプ、３１  側壁、３２  側壁、３３  外側希薄液室部分、３４  内側希薄液室部分、４１  外側濃縮液室部分、４２  内側濃縮液室部分、７１  供給部、７２  排出部。
【図１】
2007533425.tif 000003
【図２】
2007533425.tif 000004
【国際調査報告】
2007533425.tif 000005
2007533425.tif 000006
2007533425.tif 000007
2007533425.tif 000008
2007533425.tif 000009
2007533425.tif 000010