(57)【要約】【課題】  いずれの電極においてもイオン吸着量を等しくし、部分的な水の電気分解を起こさず、吸着量を維持したまま寿命を延ばすことを実現したイオン除去装置を提供する。【解決手段】  活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４と、セパレータ１０７と、直流電源１１０の電極１１２、１１３を２以上の複数のブロック９１、９２に分け、各ブロックを直列につなぎ、上流側から下流側に向けて隣り合うブロックの面積比又は体積比を下流になるほど増やすように構成している。【選択図】図１Ｂ
2015205252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、複数の活性炭電極と、前記直流電源と、前記複数の活性炭電極をつなぐ電極端子と、セパレータとを備え、
前記セパレータを挟んで対向させた活性炭電極ブロックを複数ブロック設け、各ブロックを電気的に接続し、前記接続した複数ブロックに被処理液を順次通水可能とするとともに、上流側から下流側に向けて隣り合うブロックにおいて、前記上流側のブロック内で対向する活性炭電極の面積もしくは体積より前記下流側のブロック内で対向する活性炭電極の面積もしくは体積の方が大きくなるように前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロック間で前記活性炭電極の面積もしくは体積の比率を変えて構成する、イオン除去装置。
【請求項２】
前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロックの活性炭電極の面積比が、１：１．０５から１：２である請求項１に記載のイオン除去装置。
【請求項３】
前記ブロックの電気的な接続を直列にする請求項１又は２に記載のイオン除去装置。
【請求項４】
前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロックの前記電極の幅が、前記隣り合うブロックで異なり、上流側のブロックの電極の方より下流側のブロックの電極の方が大きくなる、請求項１〜３のいずれか１つに記載のイオン除去装置。
【請求項５】
前記上流側のブロックの前記電極の幅と下流側のブロックの前記電極の幅との比率が１．０５から５である、請求項４に記載のイオン除去装置。
【請求項６】
前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロックの流路の数が、前記隣り合うブロックで異なり、上流側のブロックの流路の数より下流側のブロックの流路の数が多くなる、請求項１〜５のいずれか１つに記載のイオン除去装置。
【請求項７】
前記上流側のブロックの前記流路の合計流路面積と前記下流側のブロックの前記流路の合計流路面積比が１．０５から５である、請求項６に記載のイオン除去装置。
【請求項８】
前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロックの前記下流側のブロックの電極厚みが、前記上流側ブロックの電極厚みより薄く構成する、請求項１〜７のいずれか１つに記載したイオン除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液中に存在するイオンを吸着して除去するイオン除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機又はクリーンルームの空調機又は設備機器の冷却に広く使用されるクーリングタワーでは、水の蒸発による気化せん熱を利用している。ところが、水の蒸発によりクーリングタワーで循環している水は、カルシウムなどのイオン濃度が次第に増大していくことになり、電気伝導度で８０ｍＳ／ｍを超えると、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムなどのスケールとして、クーリングタワー又は二次側の設備の配管又は熱交換器などに付着する。スケールが付着すると熱交換効率が悪くなり、当初の冷却能力を発揮できなくなる状態になる。そこで、通常は、濃縮された水を強制的に排出して、新たにイオン濃度の低い水を加えたり、イオンを凝集させてイオン濃度を減少する薬剤を投入したり、イオン除去装置をクーリングタワーに付加することが、一般的になっている。
【０００３】
従来のイオン除去装置としては、活性炭電極を重ね合わせて構成しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。図７は、特許文献１に記載された従来のイオン除去装置の構成を示す図である。
【０００４】
図７において、筐体１１１４の中に、負極となる活性炭電極１１０１、１１０３、１１０５は、正極となる活性炭電極１１０２、１１０４、１１０６を互いに電気的に絶縁すると共に、被処理液を通水できる、例えば、樹脂の細線を網状に編んで構成したセパレータ１１０７を挟んで、交互に配置をしている。処理する水は、液入口１１０８から通水され、活性炭電極１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６と、隣接する活性炭電極間のセパレータ１１０７とをそれぞれ通過し、液出口１１０９から取り出される。負極端子１１１２は、接続電線１１１１を通して直流電源１１１０の負極に接続されているとともに、正極端子１１１３は、直流電源１１１０の正極に接続されている。各電極は、複数枚で構成され、直流電源１１１０に対して電気的に並列に接続されている。なお、各電極間は、同一の電圧が印加されており、電極に電位が発生することで、活性炭電極と被処理液との界面とには電気二重層が形成される。被処理水中のイオンは、電気二重層部分に付着し、処理水のイオン濃度を減少させることができる。本例では、活性炭そのものに通水機能を持っているが、セパレータの中を通水させることでも、イオンの吸着を行うことができる。
【０００５】
また、従来のイオン除去装置として、電極を直列に配列しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。図８は、特許文献２に記載された従来のイオン除去装置を示す図である。図７と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
【０００６】
図８において、筐体１１１４の中に、活性炭電極１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６・・・の正極及び負極を交互に積み重ねて構成しているところは、特許文献１と同様である。しかしながら、液入口１１０８から入る被処理水は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、と筒ら折に流れ、液出口１１０９に向けて流れていく。負極端子１１１２からは、接続電線１１１１を通して直流電源１１１０の負極に接続されると同時に、正極端子１１１３からは、直流電源１１１０の正極に接続される。また、中間電極端子１１１５が構成され、電位は、正極端子１１１３の電位と負極端子１１１２の電位との中間の値を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１５０５３４号
【特許文献２】特開２００２−２７３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、装置の入口では、イオン濃度は高いが、処理後の出口では、被処理水のイオンが装置を通り電極に吸着されることで、入口から出口に向かって、処理水のイオン濃度は徐々に低下した状態になる。特許文献１では、各電極は電気的に並列に接続されており、各電極には等しい電圧がかかる。このため、入口の活性炭電極の負担が大きくなるとともに、入口側の電極が最も早く劣化を起こすことになる。また、特許文献２では、電極が直列に接続されているので、出口側の電極電圧が高くなり、出口側の活性炭電極の負担が大きくなり、出口側の電極が最も早く劣化を起こすことになる。
【０００９】
以下、これについて、詳細に説明する。
【００１０】
被処理水は、かかる構成の装置を通過することで、被処理水中のイオン濃度は、入口と出口とで異なり、出口のイオン濃度は、入口のイオン濃度より薄くなる。活性炭で構成される電極を挟んだ空間に存在する被処理水の電気伝導度の大きさによって、２つの電極間の電気抵抗は異なる。図５に示すように、被処理水の電気伝導度の値により、極間抵抗は指数関数的に変化し、被処理水の電気伝導度が高い方が抵抗値は低くなる。従って、入口側の電極間の電気抵抗は、出口側の電極間の電気抵抗に比べて低くなる。同一の電圧を夫々の電極に加えると、入口側の電極には、出口側の電極に比べて多量に電流が流れる。その結果、流れた電流の大部分は、被処理水中に存在するイオン、言い換えれば、活性炭電極と被処理水である液体との界面に形成される電気二重層に吸着されるイオンの電子を搬送するものとして消費される。このため、入口の電極には、出口の電極に比べて多量のイオンが吸着されることになる。
【００１１】
このような多量のイオンの吸着は、以下に述べる２つの重大な課題を引き起こすことになる。
【００１２】
その１つの課題は、活性炭の電極の容量を超える電荷の吸着が成されると、電荷の吸着が飽和してから後は、水の電気分解を引き起こしやすくなる。電気分解が起きると、負の電極には水素の気泡が発生するとともに、電極表面には、炭酸カルシウム又は水酸化カルシウムなどの塩が析出し、電極の導電性を妨げることになる。また、正の電極には酸素が発生するとともに、被処理水はアルカリ性に変質し、活性炭電極を分解する作用を生じて、電極としての寿命を短くするという課題がある。
【００１３】
もう１つの課題は、出口側の電極では、イオン吸着能力が余った状態になり、入口側の電極に比べて活性炭の能力を十分に発揮しない状態で動作を止めざるを得なくなり、活性炭電極を有効に活用することができないという課題がある。
【００１４】
また、特許文献２では、出口側の活性炭電極に負担が大きくなり、出口側の電極が最も早く劣化することになり、寿命が短くなるという課題を有している。
【００１５】
特許文献１と異なるところは、複数の電極が直列に接続されているところである。先ほどの例と同じように、入口側の電極付近の被処理水の電気伝導度は高いため、電極間の電気抵抗は低くなる。逆に、出口側に電極付近の被処理水の電気伝導度は低くなるために、電極間の電気抵抗は高くなる。各セルは直列に接続されているため、流れる電流は同一量の電流が流れる。直流電源によって印加される電圧は、各セルの電気抵抗の比率に従って分配されることになる。出口側の電極では、抵抗値が高くなるために、電極にかかる電圧が高くなってしまう。
【００１６】
電極の電圧が高くなれば、吸着するイオン量をＱとし、電極で構成されるコンデンサ容量をＣとし、かかる電圧をＶとすれば
Ｑ＝Ｃ×Ｖ                ・・・      （式１）
となる。このため、吸着するイオン量は多くなる。
【００１７】
ただし、水の電気分解電圧は１．２３Ｖ以上で発生しやすくなり、電圧が高いほど電気分解の可能性は高まる。従って、本例では、出口側の電極が最も劣化しやすくなるという課題を有する。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、いずれの電極においてもイオン吸着量を等しくし、部分的な水の電気分解を起こさず、吸着量を維持したまま寿命を延ばすことを実現したイオン除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるイオン除去装置は、直流電源と、複数の活性炭電極と、前記直流電源と、前記複数の活性炭電極をつなぐ電極端子と、セパレータとを備え、
前記セパレータを挟んで対向させた活性炭電極ブロックを複数ブロック設け、各ブロックを電気的に接続し、前記接続した複数ブロックに被処理液を順次通水可能とするとともに、上流側から下流側に向けて隣り合うブロックにおいて、前記上流側のブロック内で対向する活性炭電極の面積もしくは体積より前記下流側のブロック内で対向する活性炭電極の面積もしくは体積の方が大きくなるように前記上流側から下流側に向けて隣り合うブロック間で前記活性炭電極の面積もしくは体積の比率を変えて構成する。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の前記態様にかかるイオン除去装置によれば、いずれの電極においてもイオン吸着量を等しくして使用する活性炭電極を有効に活用し、偏った電気分解を起こさず、吸着量を維持したまま寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態におけるイオン除去装置の電極構成を示す図
【図１Ｂ】図１Ａのイオン除去装置を側面から見た断面図
【図２Ａ】本発明の第２実施形態におけるイオン除去装置の電極構成を示す図
【図２Ｂ】図２Ａのイオン除去装置を側面から見た断面図
【図３Ａ】本発明の第３実施形態におけるイオン除去装置の電極構成を示す図
【図３Ｂ】図３Ａのイオン除去装置を側面から見た断面図
【図４Ａ】本発明の第４実施形態におけるイオン除去装置の電極構成を示す図
【図４Ｂ】図４Ａのイオン除去装置を側面から見た断面図
【図５】被処理水の電気伝導度を変えたときの電極電気抵抗を示す図
【図６】被処理水の流速を変えたときの電気伝導率と吸着イオン量を示す図
【図７】特許文献１に記載された従来のイオン除去装置の電極構成を示す図
【図８】特許文献２に記載された従来のイオン除去装置の電極構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態におけるイオン除去装置９０の電極構成を示す図である。
【００２４】
図１Ａは本発明の第１実施形態におけるイオン除去装置９０の電極構成を説明する上での上面から見た断面図であり、図１Ｂはその電極構成を側面から見た断面図である。イオン除去装置９０は、直流電源１１０と、複数の活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４と、直流電源１１０と複数の活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４とをつなぐ電極端子１１２、１１３、１１５と、セパレータ１０７とを備えて構成している。
【００２５】
矩形平板状の第１〜第４活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４は、絶縁性の矩形の筐体１１４の中に、矩形のセパレータ１０７を挟んで、それぞれの表面が互いに平行になるようにかつ互いに電気的に絶縁されるように設置されている。筐体１１４の中に、負極となる活性炭電極１０１、１０３は、正極となる活性炭電極１０２、１０４を互いに電気的に絶縁すると共に、被処理液を通水できる、例えば、絶縁性の樹脂の細線を網状に編んで構成したセパレータ１０７を挟んで、交互に配置をしている。処理する水は、液入口１０８から通水され、活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４と、隣接する活性炭電極間のセパレータ１０７とをそれぞれ通過し、液出口１０９から取り出される。各電極１０１、１０２、１０３、１０４は、複数枚で構成され、直流電源１１０に対して電気的に直列に接続されている。なお、各電極間は、同一の電圧が印加されており、電極に電位が発生することで、活性炭電極と被処理液の界面とには電気二重層が形成される。被処理水中のイオンは、電気二重層部分に付着し、処理水のイオン濃度を減少させることができる。この例では、活性炭そのものに通水機能を持っているが、セパレータ１０７の中を通水させることでも、イオンの吸着を行うことができる。
【００２６】
ここで、第１及び第２活性炭電極１０１、１０２はセパレータ１０７挟んで対向して配置されているので、１つの活性炭電極ブロック９１を構成している。また、第３及び第４活性炭電極１０３、１０４はセパレータ１０７挟んで対向して配置されているので、別の１つの活性炭電極ブロック９２を構成している。よって、活性炭電極ブロック９１は上流側活性炭電極ブロックであり、活性炭電極ブロック９２は下流側活性炭電極ブロックであり、活性炭電極ブロック９１と活性炭電極ブロック９２とは、上流側から下流側に向けて隣り合うブロック９１、９２を構成している。
【００２７】
また、第１及び第２活性炭電極１０１、１０２は互いに同じ矩形形状であり、第３及び第４活性炭電極１０３、１０４は互いに同じ矩形形状である。第１及び第２活性炭電極１０１、１０２の矩形形状は、第３及び第４活性炭電極１０３、１０４の矩形形状よりも小さく構成されている。第１活性炭電極１０１と第２活性炭電極１０２とは、セパレータ１０７を挟んで、一方の端部側（一例として、図１Ｂでは、左側）に配置されている。第３活性炭電極１０３と第４活性炭電極１０４とは、セパレータ１０７を挟んで、他方の端部側（一例として、図１Ｂでは、右側）に配置されている。一例として、図１Ｂでは、第１活性炭電極１０１と第４活性炭電極１０４とが、セパレータ１０７の上側に配置され、第２活性炭電極１０２と第３活性炭電極１０３とが、セパレータ１０７の下側に配置されている。
【００２８】
第２活性炭電極１０２の外面には、直流電源１１０の正極側に電気的に接続された正極端子１１３が配置され、正極端子１１３を通して、第２活性炭電極１０２は正極として構成されている。
【００２９】
また、セパレータ１０７を挟んで第２活性炭電極１０２と対面する位置にある第１活性炭電極１０１の外面には、接続電線１１１の一端が結線される中間電極端子１１５ａが配置され、対極の活性炭電極１０１は、中間電極端子１１５ａを通して、負極として構成される。
【００３０】
また、第３活性炭電極１０３の外面には、直流電源１１０の負極側に電気的に接続された負極端子１１２が配置され、負極端子１１２を通して、第３活性炭電極１０３は負極として構成されている。
【００３１】
また、セパレータ１０７を挟んで第３活性炭電極１０３と対面する位置にある第４活性炭電極１０４の外面には、接続電線１１１の他端が結線される中間電極端子１１５ｂが配置され、対極の活性炭電極１０４は、中間電極端子１１５ｂを通して、正極として構成される。
【００３２】
被処理液は、筐体１１４内の一端の液入口１０８から筐体１１４内に流入し、筐体１１４内の電極間の空間及びセパレータ１０７と電極１０１〜１０４と筐体１１４との空間を通して流通し、筐体１１４内の他端の液出口１０９から流出することになる。ここで、出口側の第３２及び第４活性炭電極１０３、１０４の各々は、入口側の第１及び第２活性炭電極１０１、１０２の各々より、面積を広く構成している。
【００３３】
かかる構成によれば、第１と第２活性炭電極１０１と１０２との間及び第３と第４活性炭電極１０３と１０４との間に、それぞれ、直流電源１１０による電圧を印加する。このように電圧を印加することにより、活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４と被処理液との界面に電気二重層が形成される。すると、その電気二重層へ被処理液の浮遊するイオンが吸着されることになり、被処理液の浮遊イオン量が減少し、イオン除去をすることができる。しかしながら、このイオン吸着により、被処理液の電気伝導度は入口側と出口側とで異なり、入口側の電気伝導度は高く、出口側の電気伝導度は低くなる。対向する活性炭電極とイオンを含む被処理液とで構成される１対の電極の電気抵抗は、対向する電極の面積、電極間の空間距離、及び中間に存在する被処理液の電気伝導度で異なり、対向する電極の面積が広いと電気抵抗は減少し、電極間の空間距離が小さいと電気抵抗は減少し、さらに中間に存在する被処理液の電気伝導度が小さいときには電気抵抗は増加することになる。従って、構成される２組の電極（例えば、２組の電極１０１と１０４、及び、２組の電極１０２と１０３）において、被処理液の電気伝導度が大きい入口側の電極１０１、１０２（上流側の活性炭電極ブロック９１の電極１０１、１０２）に比べ、被処理液の電気伝導度の低い出口側の電極１０４、１０３（下流側の活性炭電極ブロック９２の電極１０４、１０３）の面積を広く構成すれば、被処理液の電気伝導度による電気抵抗の低下分を電極の面積の増加分で補うことができ、２組の電極（例えば、２組の電極１０１と１０４、及び、２組の電極１０２と１０３）の電気抵抗値を互いに概略等しく構成することができる。
【００３４】
まず、一つの比較例として、一対の活性炭電極として横７０×縦９０ｍｍでかつ厚み０．６ｍｍの矩形状活性炭電極シート２枚を用いて、厚み１．５ｍｍのセパレータ１０７を挟んで構成し、セパレータ１０７を含む筐体１０４の入口１０８に２０ｍＳ／ｍの電気伝導率の被処理液を０．１５Ｌ／ｍｉｎの流速で流した場合を考える。電極に４Ｖの電圧を印加すると、０．１５Ａの電流が流れて、出口１０９の被処理液の電気伝導度を２０ｍＳ／ｍから１８ｍＳ／ｍに低下することができる。このときの電極間の初期微少電流で測定した電気抵抗は、２６Ωになる。同じ構成の活性炭電極に、電気伝導率１８ｍＳ／ｍの被処理液を流して、同様に４Ｖの電圧を印加すると、０．１２Ａの電流が流れ、出口１０９の被処理液の電気伝導度は１６．５ｍＳ／ｍにしか減少できず、このときの電気抵抗は３３Ω近くになる。従って、電流比は２０％減となり、イオン吸着量も概略２０％減となる。全く同じ構成の電極を直列に電気的に接続した場合、このように、被処理液の電気伝導度の値により、電極のイオン吸着量に差が生じるため、入口側の電極には比較的多量のイオンが吸着され、出口側の電極とのイオン吸着量には、約２０％の差が生じる。
【００３５】
なお、極間抵抗の値は、常に一定ではなく、電極へのイオンの付着状態によって刻々と変化するものであり、第１実施形態では、説明を簡易にするために、初期状態の０．１Ａ程度の微弱電流で測定した抵抗値を、固有の抵抗値として採用している。
【００３６】
通電流水時間の長さで電極への吸着量は増えていくが、第１実施形態の場合、１０分を超える通電を行うと、電極へのイオン吸着は飽和し、次第に電極が吸着できるイオン量は減少することになる。このような状態になると、流れる電流は、水の電気分解に使用され始め、前述したように、電極に塩を析出するとともに、活性炭を分解する状態になる。一方、出口側の電極は、入口側の電極に比べて、２０％の余裕を残していることになる。
【００３７】
そこで、第１実施形態の１つの例では、入口側電極１０１、１０２の各々と出口側電極１０３、１０４の各々との面積比を１：１．２とすることにより、出口側の電気抵抗は入口側の電気抵抗の０．８倍になり両電極１０１〜１０４に等しい電圧をかけた場合、両電極１０１〜１０４には等しい電流が流れることになる。従って、イオン吸着量は、入口側及び出口側で等しくなるため、両電極１０１〜１０４を効率的に使用できることになる。
【００３８】
電極１０１〜１０４そのものの電気的な接続は、直列接続と並列接続との２種類を考えることができるが、直列接続の方が電源１１０から流れる電流の量を少なくできる。電源１１０のコストは概略許容最大電流値で定まるため、通常は、直列で接続する方がシステムを安価に構成できる。
【００３９】
第１実施形態で直列接続した場合、電源１１０から印加した電圧は、それぞれの電極１０１〜１０４の電気抵抗の比で電圧が分配されることになる。例えば、全く同じ面積及び構成の電極を電気的に接続した場合、電圧として、先ほどの例における電圧４Ｖの倍の８Ｖをかけると、直列の電気抵抗は２６Ωと３３Ωとを加えた値になり、５９Ωになり、０．１４Ａしか流れないことになる。このとき、電圧の各電極への分配値は、入口側で３．４Ｖの電圧が、出口側で４．６Ｖの電圧が、それぞれ、かかることになる。イオンの吸着量は電圧に比例するため、第１実施形態では、入口側よりも出口側の電極の方が、吸着量は２０％多くなる。イオン吸着の限度を超えても印加されていると、電気分解が起こりやすくなり、出口側の電極の劣化が入口側の電極の劣化に比べ早く訪れることになる。
【００４０】
そこで、第１実施形態では、出口側の電極面積の比を入口側に比べ２０％増加させているが、出口側の電気抵抗は２６Ωになり、入口側、出口側とも同じ抵抗値になり、かかる電圧も同一の電圧になり、直列接続されているので電流も同一になる。従って、両者の電極に偏って過度の電圧がかかることなく、また、入口側及び出口側とも同一のイオン吸着量になり、両者の電極とも、有効に活用することができることになる。
【００４１】
図５に示す液電気伝導度と極間抵抗の一例では極間抵抗値をＲ（Ω）、液電気伝導度σ（ｍＳ／ｍ）とすると、任意の定数Ａ（第１実施形態では、一例として６６とする。）として
Ｒ＝Ａ×１／√σ                ・・・  （式２）
として表される。
【００４２】
例えば、第１実施形態における一つの具体的な例として、入口側の被処理液の電気伝導度σが２０ｍＳ／ｍのとき、入口側極間抵抗値Ｒは１４．８Ωになり、出口側の処理後の被処理液の電気伝導度σが１５ｍＳ／ｍとなる場合では、出口側極間抵抗値Ｒは１７Ωになる。それぞれの電極での電気抵抗の差を比率で現すと、１．２倍となる。直列接続では、流れる電流は同じになるため、入口側の電極及び出口側の電極にかかる電圧を同等にするためには、入口側の電極と出口側の電極とで同じ電気抵抗にする必要がある。そのためには、電極面積の比率を、入口側の電極面積に比べて出口側の電極面積が大きくなるように構成すれば良く、第１実施形態のように、２０ｍＳ／ｍの電気伝導度の被処理液を１５ｍＳ／ｍの電気伝導度にイオン除去する場合では、電極の抵抗は電極面積に反比例するので、出口側の電極面積の比率を入口側の電極面積の１．２倍とすることで、入口側の電極及び出口側の電極を同じ電気抵抗値にすることができる。
【００４３】
また、入口の被処理液の電気伝導度が２０ｍＳ／ｍで、出口側の処理後の被処理液の電気伝導度を１０ｍＳ／ｍと半減させるような場合、前述のように入口側電極の極間抵抗値は１４．８Ωで、出口側の電極の極間抵抗値は２０．９Ωになるため、抵抗の比率は１．４倍になる。前述と同様に電極面積の比率は入口側の電極に比べて出口側の電極を１．４倍に構成することが必要になる。ここで、電極の中間地点の電気伝導度は入口側の電極と出口側の電極とのイオン吸着量は等しくなるので、ちょうど半分の１５ｍＳ／ｍの電気伝導度になる。従って、入口側及び出口側とも、電極内の抵抗分布は入口と出口で最初に述べた２０ｍＳ／ｍの電気伝導度を１５ｍＳ／ｍの電気伝導度に低減する場合と同等のアンバランスが生じ、抵抗にして１．２倍の差を持った分布を持つことになり、能力の約８０％しか使えないようになる。かかる場合には、それぞれの電極ペアを、さらに１．２の比率で分割すること、すなわち、全体では４分割することで、電極内抵抗のアンバランス量は１０％以下に抑えることができる。
【００４４】
このように、入口側から出口側に向けて隣り合う電極の分割比率と全体の分割数とを調整することで、電極の使用効率を高めることができる。電極の分割比率は、上記第１実施形態の具体的な例の１．２倍に限定されるものではないが、電気抵抗の比率が２倍すなわち電極内でのアンバランス状態が５０％もあれば、倍の電極を使用することと何ら変わらないので、２倍を上限とすることが妥当と考える。
【００４５】
また、電極面積の比率が１．０５倍より小さい場合、電極の密度又は形状などの素材バラツキが５％近くある場合になど、第１実施形態の効果を吸収される程度にしか利点を発揮できないので、これ以上小さい比率は有効ではない。
【００４６】
従って、入口側から出口側に向けて隣り合う電極（上流側から下流側に向けて隣り合うブロック９１、９２の各電極１０１、１０２と各電極１０４、１０３と）の面積の比率を１．０５〜２倍で構成することが妥当と考える。
【００４７】
なお、第１実施形態において、活性炭電極は２分割としたが、分割数は前述したように、２分割に限定されるものではなく、分割数を増やしても良い。
【００４８】
前記したように、本構成によって、いずれの電極１０１〜１０４においてもイオン吸着量を同じにすることができ、入口側及び出口側で偏った水の電気分解を起こさせず、電極１０１〜１０４の寿命を延ばすことができる。また、出口側の電極１０３、１０４の厚みを入口側の電極１０２、１０１の厚みより薄くすることにより、活性炭の使用量を減らすことができ、活性炭利用効率を高めることができる。さらに、各ブロック９１、９２を直列につなぐことによって、イオン除去装置９０に流れる電流を少なくすることができ、イオン除去装置９０の価格を安くできるという副次的な効果もある。従って、第１実施形態にかかるイオン除去装置９０によれば、使用する活性炭電極１０１〜１０４を有効に活用し、偏った電気分解を起こさず、吸着量を維持したまま寿命を長くすることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第２実施形態のイオン除去装置９０Ｂの電極構成図を示す図である。
【００５０】
図２Ａ及び図２Ｂにおいて、第１実施形態と同様に、矩形平板状の活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４は、矩形筐体１１４の中にセパレータ１０７を挟んで平行に設置されている。第１及び第２活性炭電極１０１、１０２で上流側の活性炭電極ブロック９１Ｂを構成し、第３及び第４活性炭電極１０３、１０４で下流側の活性炭電極ブロック９２Ｂを構成している。第２活性炭電極１０２は、直流電源１１０の正極側に電気的に接続された正極端子１１３を通して電気的に接続され、正極として構成される。対極の第１活性炭電極１０１は、負極として構成され、中間電極端子１１５ａを通して接続線１１１の一端に電気的に接続されている。接続線１１１のもう一方の端部は、中間電極端子１１５ｂを通して第４活性炭電極１０４に電気的に接続され、正極として構成される。また、第３活性炭電極１０３は、第４活性炭電極１０４に対してセパレータ１０７を挟んで負極として構成され、負極端子１１２を通して直流電源１１０の負極に電気的に接続される。被処理液は、液入口１０８から流入し、電極１０１〜１０４間の空間及びセパレータ１０７と電極１０１〜１０４と筐体１１４との空間を通して流通し、液出口１０９から流出することになる。活性炭電極１０１〜１０４の形状は、入口及び出口とも矩形状であるが、出口の電極の方が入口の電極より面積を広く形成している。
【００５１】
ここまでの構成は、第１実施形態と同一であるが、この第２実施形態では、さらに、活性炭電極１０１〜１０４の厚みが第１実施形態とは異なっている。すなわち、入口側の第１及び第２活性炭電極１０１、１０２の厚みより、出口側の第４及び第３活性炭電極１０４、１０３の厚みの方が薄くなるように形成している。このため、図２Ｂでは、筐体１１４の活性炭電極１０１〜１０４を収納する内部空間も、入口側の間隔よりも出口側の間隔の方が狭くなるように構成されている。
【００５２】
かかる構成によれば、第１と第２活性炭電極１０１と１０２との間及び第３と第４活性炭電極１０３と１０４との間に、直流電源１１０による電圧を印加することにより、活性炭電極１０１〜１０４と被処理液との界面に電気二重層が形成される。すると、その電気二重層の電界部分に被処理液の浮遊するイオンが吸着されることになり、被処理液の浮遊イオン量が減少し、イオン除去をすることができる。しかしながら、このイオン吸着により、被処理液の電気伝導度は、入口側と出口側とで異なり、入口側の電気伝導度は高く、出口側の電気伝導度は低くなる。対向する活性炭電極１０１〜１０４とイオンを含む被処理液とで構成される１対の電極の電気抵抗は、対向する電極の面積、電極間の空間距離、及び中間に存在する被処理液の電気伝導度で異なり、対向する電極の面積が広いと、電気抵抗は減少し、電極間の空間距離が小さいと、電気抵抗は減少し、さらに、中間に存在する被処理液の電気伝導度が小さいときには、電気抵抗は増加することになる。従って、活性炭電極ブロック９１、９２として構成される２組の電極において、被処理液の電気伝導度が大きい入口側の電極１０１、１０２の面積に比べ、被処理液の電気伝導度の低い出口側の電極１０４、１０３の面積を広く構成すれば、被処理液の電気伝導度による変化分を電極の面積の増加分で補うことができ、上流側から下流側に向けて隣接する２つの活性炭電極ブロック９１Ｂ、９２Ｂの電極１０１、１０２、１０４、１０３の電気抵抗値を概略等しく構成することができる。電極１０１、１０２、１０４、１０３の電気抵抗値は、電極間の対向面積と、電極間の空間距離と、中間に存在する被処理液の電気伝導度とが支配的であり、電極１０１、１０２、１０４、１０３の厚みによる抵抗変化は無視できる程度に少ない。従って、出口側の電極１０４、１０３の厚みを入口側の電極１０１、１０２の厚みより薄くしても、２つの電極１０４、１０１及び１０３、１０２の電気抵抗値を概略等しく構成することができる。
【００５３】
このことは、イオン吸着量の能力を低下させずに、出口側の電極１０４、１０３の厚みを入口側の電極１０１、１０２の厚みより薄くすることにより、電極１０１〜１０４で使用する活性炭の量を減らすことができ、より有効に活性炭電極１０１０〜１０４を構成することができる。従って、第２実施形態でも第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第３実施形態のイオン除去装置９０Ｃの電極構成図を示す図である。
【００５５】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、第１実施形態と同様に、矩形平板状の活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４は矩形筐体１１４の中に矩形のセパレータ１０７を挟んで平行に設置されている。第１及び第２活性炭電極１０１、１０２で上流側の活性炭電極ブロック９１Ｃを構成し、第３及び第４活性炭電極１０３、１０４で下流側の活性炭電極ブロック９２Ｃを構成している。第２活性炭電極１０２は、直流電源１１０の正極側に電気的に接続された正極端子１１３を通して電気的に接続され、正極として構成される。対極の第１活性炭電極１０１は、負極として構成され、中間電極端子１１５ａを通して接続線１１１の一端に電気的に接続されている。接続線１１１のもう一方の端部は、中間電極端子１１５ｂを通して第４活性炭電極１０４に電気的に接続され、正極として構成される。また、第３活性炭電極１０３は、第４活性炭電極１０４に対してセパレータ１０７を挟んで負極として構成され、負極端子１１２を通して直流電源１１０の負極に電気的に接続される。被処理液は、液入口１０８から流入し、電極１０１〜１０４間の空間及びセパレータ１０７と電極１０１〜１０４と筐体１１４との空間を通して流通し、液出口１０９から流出することになる。活性炭電極１０１〜１０４の形状は、入口及び出口とも矩形状であるが、出口の電極の方が入口の電極より面積を広く形成している。さらに、第３実施形態では、電極１０１〜１０４の幅が、入口の電極１０１、１０２より出口の電極１０４、１０３の方が大きくなるように形成している。ここで「電極の幅」とは、被処理液が流れる流路を形成する矩形状断面積において、電極１０１、１０２及び電極１０１、１０２がセパレータ１０７を挟んで対向する厚み方向と直角の方向（図３Ａの上下方向）の電極長さを示す。
【００５６】
かかる構成によれば、第１と第２活性炭電極１０１と１０２との間及び第３と第４活性炭電極１０３と１０４との間に直流電源１１０による電圧を印加することにより、活性炭電極１０１〜１０４と被処理液との界面に電気二重層が形成される。すると、その電気二重層の電界部分に被処理液の浮遊するイオンが吸着されることになり、被処理液の浮遊イオン量が減少し、イオン除去をすることができる。しかしながら、このイオン吸着により、被処理液の電気伝導度は、入口側と出口側とで異なり、入口側の電気伝導度は高く、出口側の電気伝導度は低くなる。対向する活性炭電極１０１〜１０４とイオンを含む被処理液とで構成される１対の電極の電気抵抗は、対向する電極の面積、電極間の空間距離、及び中間に存在する被処理液の電気伝導度で異なり、対向する電極の面積が広いと、電気抵抗は減少し、電極間の空間距離が小さいと、電気抵抗は減少し、さらに中間に存在する被処理液の電気伝導度が小さいときには、電気抵抗は増加することになる。従って、活性炭電極ブロック９１、９２として構成される２組の電極１０１，１０２と１０４，１０３とにおいて、被処理液の電気伝導度が大きい入口側の電極１０１、１０２の面積に比べ、被処理液の電気伝導度の低い出口側の電極１０４、１０３の面積を広く構成すれば、被処理液の電気伝導度による変化分を電極面積の増加分で補うことができ、上流側から下流側に向けて隣接する２つの活性炭電極ブロック９１Ｃ、９２Ｃの電極１０１、１０２、１０４、１０３の電気抵抗値を概略等しく構成することができる。このような効果は、第１実施形態の効果と同一であるが、第３実施形態の構成では、電極１０１、１０２、１０４、１０３の幅寸法について、入口側の電極１０１、１０２の幅寸法より出口側の電極１０４、１０３の方の幅寸法を広くしているので、被処理液のそれぞれの電極付近での流速は、入口側の電極１０１、１０２と出口側の電極１０４、１０３とで異なり、入口側の電極１０１、１０２の方の流速に比べて、出口側の電極１０４、１０３の方の流速が遅くなる。
【００５７】
電極の面積を広くすると、電極間の電気抵抗が小さくなることは前述したが、ここでは、流速が遅くなることで得られる効果を説明する。
【００５８】
図６に、電気伝導度２０ｍＳ／ｍの被処理液を通し、処理後の電気伝導度を測定した流量と電気伝導度との関係を表したグラフを示す。流量とイオンの吸着量との関係も同図に示している。このグラフにおいて、電気伝導度が２０ｍＳ／ｍの被処理液を入れて処理した後の被処理液の電気伝導度は、流量を少なくして流速を遅くした方が、２０ｍＳ／ｍの電気伝導度からの電気伝導度の低下量は大きくなることがわかる。第３実施形態では、イオン吸着量は、被処理液の流量が１Ｌ／ｍｉｎとなるあたりで変曲点を持ち、これより少ない流量、例えば０．３Ｌ／ｍｉｎにすると、２０ｍＳ／ｍの電気伝導度の被処理液は、９．５ｍＳ／ｍの電気伝導度と、電気伝導度をおよそ半減することができる。一方、イオンの吸着量は、流速の低いところでは少なくなる。流量が１．３Ｌ／ｍｉｎのときにイオン吸着量は０．０００５ｍｏｌであるが、流量を０．３Ｌ／ｍｉｎにすると、０．０００３ｍｏｌと、４０％イオン吸着量が減少することになる。イオン吸着量を多くかつ被処理液量を多くしたい用途では、流速は、ある程度の高い方が望ましいが、被処理液量は少なくても、被処理液の電気伝導度を大幅に下げたいというような用途では、第３実施形態のような構成を採るほうが望ましい。
【００５９】
目標とする電気伝導率の低減度合いと入口側の被処理液の流れる速度とによって異なるが、電極の幅は広くとればとるほど、電極の単位面積あたりの被処理液の流れる速度は低下するので、イオン吸着効率は、その速度に比例して低下するものの、電気伝導度の低減度合いは高まることになる。一方、入口側の電極と出口側の電極とでの電気伝導度の差が大きくなるので、第１実施形態で述べたことと同様に、出口側の電極での電極内での抵抗バランスの差が大きくなり、出口側の電極が部分的に劣化しやすくなる。
【００６０】
第３実施形態の場合、０．６Ｌ／ｍｉｎの流量で入口側に２０ｍＳ／ｍの電気伝導度の被処理液を通すと、極間抵抗値は１４．８Ωになり、出口側では被処理液の電気伝導度は１４ｍＳ／ｍとなり、極間抵抗値は１７．６Ωになるため、抵抗比率で１．２倍となる。電極の幅を２倍にして流速を半分にすると、入口側に１４ｍＳ／ｍの電気伝導度の被処理液を通すとき、流速が０．３Ｌ／ｍｉｎのときのイオン除去率は５０％となるので、出口側の被処理液の電気伝導度は７ｍＳ／ｍとなり、極間抵抗値は１７．６Ωが出口側では２５Ωの極間抵抗値になるため、抵抗比率で１．４倍になる。従って、電極の幅を２倍にしたことで、流速が下がることによって増える抵抗の比率は、１．４倍となる。
【００６１】
この抵抗の比率は、電極を分割して面積比率を調整することで、第１実施形態と同様に、分割した電極の抵抗値を等しくできるので、電極への負担を等しくすることが可能となる。この場合、２分割で１．４倍の面積比とすることで、電極の抵抗値を等しくできる。
【００６２】
このように、隣り合うブロック９１Ｃ、９２Ｃ間での電極１０１〜１０４の面積と電極１０１〜１０４の幅との比率を調整することで、電極１０１〜１０４の使用効率を高めることができる。従って、第３実施形態でも第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００６３】
電極１０１〜１０４の分割比率は、上記例の１．４倍及び流路断面積の２倍に限定されるものではない。流路断面積が５倍となれば、流量は１／５になる。図６から、流量が１．２Ｌ／ｍｉｎ以下では、流量の減少により直線的にイオン吸着量は減少し、たとえば１Ｌ／ｍｉｎのときには、０．０００５ｍｏｌのイオン吸着量になるが、１／５の流量である０．２Ｌ／ｍｉｎとなれば、図６から推定して、０．０００２５ｍｏｌとなり、吸着量の比率が５０％減となるが、２倍の電極を使用することと何ら変わらないので、流路断面積は５倍を上限と考えることが妥当と考える。
【００６４】
また、流路断面積の比率が１．０５倍より小さい場合、電極の密度又は形状などの素材バラツキが５％近くある場合になど、第３実施形態の効果を吸収される程度にしか利点を発揮できないので、これ以上小さい比率は、有効ではない。
【００６５】
従って、隣り合うブロック９１Ｃ、９２Ｄの電極１０１〜１０４の幅の比率を１．０５〜５倍で構成することが妥当と考える。
【００６６】
なお、第２実施形態において、活性炭電極は２分割としたが、分割数は前述したように、２分割に限定されるものではなく、分割数を増やしても良い。
【００６７】
また、第２実施形態に示したように、出口側電極の厚みを薄くしてもよい。
【００６８】
（第４実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第４実施形態のイオン除去装置９０Ｄの電極構成図を示す図である。
【００６９】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、第１実施形態と同様に、矩形平板状の活性炭電極１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、矩形筐体１１４の中に矩形のセパレータ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄを挟んで平行に設置されている。セパレータ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄは、それぞれ、先のセパレータ１０７に対応する。
【００７０】
セパレータ１０７ａを挟んで対向する第１及び第２活性炭電極１０１、１０２で上流側の活性炭電極ブロック９１Ｄを構成する。セパレータ１０７ｂを挟んで対向する第３及び第４活性炭電極１０３、１０４で下流側の第１活性炭電極ブロック９２Ｄを構成する。セパレータ１０７ｄを挟んで対向する第５及び第６活性炭電極１０５、１０６で下流側の第２活性炭電極ブロック９２Ｄを構成している。下流側の第１活性炭電極ブロック９２Ｄの第３活性炭電極１０３と第２活性炭電極ブロック９２Ｄの第６活性炭電極１０６とは、セパレータ１０７ｃを挟んで対向している。
【００７１】
第２活性炭電極１０２は、直流電源１１０の正極側に電気的に接続された正極端子１１３を通して電気的に接続され、正極として構成される。対極の第１活性炭電極１０１は、負極として構成され、中間電極端子１１５ａを通して接続線１１１の一端に電気的に接続されている。接続線１１１のもう一方の端部は、中間電極端子１１５ｂを通して第４活性炭電極１０４に電気的に接続され、正極として構成される。また、第４活性炭電極１０４と、下流側セパレータ１０７ｂを挟んで第３活性炭電極１０３は、負極として構成され、負極端子１１２を通して直流電源１１０の負極に電気的に接続される。第１活性炭電極１０１からは、中間電極端子１１５ｃを通して、接続線１１１で第６活性炭電極１０６に電気的に接続され、第６活性炭電極１０６は正極として構成される。また、第６活性炭電極１０６とセパレータ１０７ｄを挟んで第５活性炭電極１０５は、負極として構成され、負極端子１１２を通して直流電源１１０の負極に電気的に接続される。被処理液は、液入口１０８から流入し、電極１０１〜１０６間の空間及びセパレータ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄと電極１０１〜１０６と筐体１１４との空間を通して流通し、図４Ｂ中のＡ部からＢ部（液入口１０８の内端部）まで流れるが、Ｂ部の後、Ｂ部、Ｂ１、Ｃ１、Ｃ部と流れる流路と、Ｂ部、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ部と流れる流路とに分割される。二つの流れは、Ｃ部（液出口１０９の内端部）で合流して、Ｃ部からＤ部まで流れ、液出口１０９から流出することになる。
【００７２】
図４Ａに示すように、上面から見た活性炭電極の形状は、入口及び出口とも矩形状であるが、入口の電極の面積より出口の電極の面積の方の２組の電極を合計した面積を広く形成している。さらに、被処理液が流れる流路数の数は、入口の１個より、出口の方が２個と多くなるように形成している。
【００７３】
かかる構成によれば、第１と第２活性炭電極１０１と１０２との間及び第３と第４活性炭電極１０３と１０４との間及び第５と第６活性炭電極１０５と１０６との間に直流電源１１０による電圧を印加することにより、活性炭電極１０１〜１０６と被処理液との界面に電気二重層が形成される。すると、その電気二重層の電界部分に被処理液の浮遊するイオンが吸着されることになり、被処理液の浮遊イオン量が減少することができる、しかしながら、このイオン吸着により、被処理液の電気伝導度は、入口側と出口側とで異なり、入口側の電気伝導度は高く、出口側の電気伝導度は低くなる。対向する活性炭電極１０１〜１０６とイオンを含む被処理液とで構成される１対の電極の電気抵抗は、電極の面積、電極間の空間距離、及び中間に存在する被処理液の電気伝導度で異なり、対向する電極の面積が広いと、電気抵抗は減少し、電極間の空間距離が小さいと、電気抵抗は減少し、さらに中間に存在する被処理液の電気伝導度が小さいときには、電気抵抗は増加することになる。また、被処理液の流れる流速が遅い場合には、電気伝導度の低下量が大きくなるため、出口側電極の電気抵抗はさらに増加する傾向になる。
【００７４】
対向する電極の面積を大きくすると、電気抵抗は減少することができるので、ブロック９１Ｄ、９２Ｄ、９３Ｄとして構成される３組の電極１０１、１０２と１０３、１０４と１０５、１０６とにおいて、被処理液の電気伝導度が大きい入口側の１組のブロック９１Ｄの電極１０１、１０２に比べ、被処理液の電気伝導度の低い出口側の分割した２組のブロック９２Ｄ、９３Ｄの電極１０３、１０４と１０５、１０６との面積の合計値を大きく構成すれば、被処理液の電気伝導度による変化分を、流路の数の増加及び電極の面積の合計値の増加で補うことができ、入口側電極１０１、１０２の電気抵抗と出口側２組の電極１０３〜１０６の電気抵抗値とを概略等しく構成することができる。この効果は、第１実施形態の効果と第３実施形態の効果と同一であるが、第４実施形態の構成では、被処理液の流れる流路を２つに分割しており、入口側１組の電極の抵抗と出口側２組の電極の抵抗とがそれぞれ等しくなるように、出口側２組の電極の幅の合計を広くして構成している点で、先の実施形態とは異なっている。さらに、被処理液の電極内を流れる流速は、入口側の電極と出口側の電極とで異なり、入口側の方の流速に比べて出口側電極の方の流速が遅くなる。
【００７５】
電極の面積を広くすると電極間の電気抵抗が小さくなることは、前述している。また、電極の幅を大きくすることで流速が遅くなり、イオン除去量を増加させる効果についても前述している。従って、第４実施形態でも第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる。以下、ここでは、流路を増やしたときの効果を説明する。
【００７６】
第４実施形態の場合、流路の個数を１個から２個に増加しているので、入口側電極間に流れる被処理液の流量を０．６Ｌ／ｍｉｎとすると、２組の出口側電極間の流路にそれぞれ流れる被処理液の流量は、半分の０．３Ｌ／ｍｉｎになる。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一例として、流量が０．６Ｌ／ｍｉｎのとき、２０ｍＳ／ｍ（極間抵抗値１４．７Ω）の電気伝導度の被処理液はイオン除去され、図４Ｂで示す流路のようにＡ部からＢ部を通る間に、１４ｍＳ／ｍの電気伝導度（極間抵抗値１７．６Ω）まで、７０％に低減される。極間抵抗値は、入口側電極の入口では１４．７Ωになるが、出口側電極の出口では１７．６Ωとなり、抵抗比が１．２倍になる。一方、１つの流路としてＢ部、Ｂ部１、Ｃ１部、Ｃ部を通る被処理液と別の流路としてＢ部、Ｂ２部、Ｃ２部、Ｃ部を通る被処理液とは、流量が０．３Ｌ／ｍｉｎずつとなるので、イオン除去は５０％の能力を持つことになる。このため、１４ｍＳ／ｍの電気伝導度は、７ｍＳ／ｍの電気伝導度（２５Ω）に低減されることになる。出口側の２組のブロック９２Ｄ、９３Ｄのそれぞれの電極１０３〜１０６の極間抵抗値は、入口側で１７．６Ω、出口側で２５Ωとなり、抵抗比が１．４倍になる。出口側の電極面積の合計値を入口側の電極面積もしくは電極の幅を１．４倍にすることで、両電極は概略等しい抵抗になり、入口側１組のブロック９１Ｄのそれぞれの電極１０１、１０２と、出口側２組のブロック９２Ｄ、９３Ｄのそれぞれの電極１０３〜１０６とも、極端なアンバランスはなくなる。従って、部分的に負担が偏らない電極を構成することができる。
【００７７】
さらに、流路を増やしたことで、電極面積と電極幅との２つのパラメータに加えて、極間抵抗を調整するパラメータが１つ増えたことになり、極間抵抗がより調整がしやすくなる。例えば、電極の面積を入口側及び出口側で等しくして、流路と電極の幅とだけで極間抵抗が調整できると、電極の形状をすべて同じ形状にすることができ、量産性に適した電極にすることができる。また、第４実施形態では、出口側電極を電気的に並列に接続した例を示しているが、電極構成数が多くなった場合、合計の電流値又は電圧値が高くなりすぎて電源設計に支障をきたす場合もある。このような場合には、複数の電極を並列に接続した組を、直列に接続するなど、直並列の組合せを適切に行うことで、電源設計に柔軟性を持たせることができるという利点がある。
【００７８】
このように、隣り合うブロック間での電極間の流路数を出口側で増やすとともに、電極面積と電極幅とを調整することで、電極の使用効率を高めることができる。電極の流路数は上記例の２個及び電極面積と電極幅との合計比率１．４倍に限定されるものではない。
【００７９】
第３実施形態と同様に、流路数と電極面積と電極幅との合計値の比率が、上流側の電極の５倍となれば、図６から推定して吸着量の比率が５０％減となるが、２倍の電極を使用することと何ら変わらないので、流路数と電極面積と電極幅との合計比率が５倍を上限と考えることが妥当と考える。
【００８０】
また、流路数と電極面積と電極幅との合計比率が１．０５倍より小さい場合、電極の密度又は形状などの素材バラツキが５％近くある場合になど、第４実施形態の効果を吸収される程度にしか利点を発揮できないので、これ以上小さい比率は有効ではない。
【００８１】
従って、隣り合うブロックの電極間の流路数と電極面積と電極幅との合計比率を１．０５〜５倍で構成することが妥当と考える。
【００８２】
なお、第４実施形態において、流路数を２個としたが、流路数は前述したように、２個に限定されるものではなく、流路数を増やしても良い。また、入口の電極の流路も１個に限定されるものでなく、２個以上の流路を採用しても良い。
【００８３】
また、第２実施形態に示したように、出口側電極厚みを薄くしてもよい。
【００８４】
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のイオン除去装置は、被処理液に存在するイオンを吸着して被処理液中の浮遊イオンを減少させる効果を有し、洗浄便座などに供給する水の脱イオン用途にも適用できる。例えば、本発明のイオン除去装置は、活性炭電極にイオンを吸着することで循環水からイオンを取り除く活性炭電極において、どの電極でも吸着量を同じにすることができて、電極の寿命を延ばして使用効率を良くすることができ、クーリングタワーの循環水が蒸発することでカルシウムなどのイオン濃度が上昇しスケールが発生することを防止することができる。
【符号の説明】
【００８６】
９０、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ    イオン除去装置
９１、９２、９１Ｂ、９２Ｂ、９１Ｃ、９２Ｃ、９１Ｄ、９２Ｄ、９３Ｄ    活性炭電極ブロック
１０１    第１活性炭電極（第１負極）
１０２    第２活性炭電極（第１正極）
１０３    第３活性炭電極（第２負極）
１０４    第４活性炭電極（第２正極）
１０５    第５活性炭電極（第３負極）
１０６    第６活性炭電極（第３正極）
１０７、１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、    セパレータ
１０８    液入口
１０９    液出口
１１０    直流電源
１１１    接続電線
１１２    負極端子
１１３    正極端子
１１４    筐体
１１５ａ、１１５ｂ    中間電極端子
【図１Ａ】
2015205252.tif 000003
【図１Ｂ】
2015205252.tif 000004
【図２Ａ】
2015205252.tif 000005
【図２Ｂ】
2015205252.tif 000006
【図３Ａ】
2015205252.tif 000007
【図３Ｂ】
2015205252.tif 000008
【図４Ａ】
2015205252.tif 000009
【図４Ｂ】
2015205252.tif 000010
【図５】
2015205252.tif 000011
【図６】
2015205252.tif 000012
【図７】
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【図８】
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