(57)【要約】【課題】脱塩室等における水の流れが均等化され、効率良く脱塩を行うことが可能となる電気脱イオン装置及びそのセルフレームを提供する。【解決手段】脱塩室は、長方形状のフレーム３０と、このフレーム３０内に配置された区画部材３１と、区画部材３１によって形成された小室３２内に充填されたイオン交換体と、フレーム３０を挟むように配置されたアニオン交換膜及びカチオン交換膜とによって構成されている。原水は通水孔３６、主溝４０、分岐溝４１を通って各小室３２に導入される。セルフレーム３０は左右対称形状である。分岐溝４１の開口率は８〜１５％である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極同士の間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水を通水し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気脱イオン装置であって、
該脱塩室及び濃縮室は、方形枠状のセルフレームと、該セルフレームを間に挟んで対面配置された前記カチオン交換膜及びアニオン交換膜とによって囲まれており、
少なくとも該脱塩室にあっては、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられている電気脱イオン装置において、
該流入部は、該一方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流入部がこの中間点を対称中心として該一方の辺部の延在方向に対称に配置されており、
該流出部は、該他方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流出部がこの中間点を対称中心として該他方の辺部の延在方向に対称に配置されていることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項２】
請求項１において、前記濃縮室においても、その該セルフレームの一方の辺部に濃縮水の流入部が設けられ、他方の辺部に濃縮水の流出部が設けられており、
該濃縮水の流入部は、該一方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流入部がこの中間点を対称中心として該一方の辺部の延在方向に対称に配置されており、
該濃縮水の流出部は、該他方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流出部がこの中間点を対称中心として該他方の辺部の延在方向に対称に配置されていることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項３】
請求項２において、前記脱塩室にあっては、流入部が１個設けられ、流出部が２個設けられ、
前記濃縮室にあっては、該濃縮水の流入部が２個設けられ、該濃縮水の流出部が１個設けられていることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項４】
請求項２において、前記脱塩室にあっては、流入部が２個設けられ、流出部が１個設けられ、
前記濃縮室にあっては、該濃縮水の流入部が１個設けられ、該濃縮水の流出部が２個設けられていることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項５】
カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に配置されて電気脱イオン装置の脱塩室又は濃縮室を構成するためのセルフレームであって、
該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられているセルフレームにおいて、
該流入部は、該一方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流入部がこの中間点を対称中心として該一方の辺部の延在方向に対称に配置されており、
該流出部は、該他方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流出部がこの中間点を対称中心として該他方の辺部の延在方向に対称に配置されていることを特徴とするセルフレーム。
【請求項６】
電極同士の間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水を通水し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気脱イオン装置であって、
該脱塩室及び濃縮室は、方形枠状のセルフレームと、該セルフレームを間に挟んで対面配置された前記カチオン交換膜及びアニオン交換膜とによって囲まれており、
少なくとも該脱塩室にあっては、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられている電気脱イオン装置において、
少なくとも該脱塩室における該流入部の開口率が８〜１５％であることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項７】
請求項６において、前記脱塩室と前記流入部との境界に、該流入部から脱塩室内に流入する水を分散させるための多孔状の分散手段が設けられており、この分散手段の開口率が８〜１５％であることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項８】
請求項７において、前記流入部は、
前記セルフレームを厚み方向に貫通して設けられた通水用の貫通孔と、
該貫通孔からの該脱塩室内に向って該セルフレームの表面に形成された主溝と、
該主溝と該脱塩室内とを連通するように該セルフレームの表面に形成された多数の分岐溝とからなり、
該分岐溝の流路断面積の総和ｍと、前記一方の辺が該脱塩室に臨む面積Ｍとの比ｍ／Ｍの百分率が前記開口率であることを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項９】
カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に配置されて電気脱イオン装置の脱塩室又は濃縮室を構成するためのセルフレームであって、
該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられているセルフレームにおいて、
少なくとも該脱塩室における該流入部の開口率が８〜１５％であることを特徴とするセルフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気脱イオン装置及びそのためのセルフレームに係り、特に脱塩室等に水を均等に導入するように改良された電気脱イオン装置及びそのためのセルフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気脱イオン装置は、電極同士の間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填した構成を有する。この電気脱イオン装置にあっては陽極、陰極間に電圧を印加しながら脱塩室に被処理水を流入させると共に、濃縮室に濃縮水を流入させ被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を製造する。
【０００３】
図５はこの電気脱イオン装置の基本的な構成を示す分解図である。
【０００４】
陰極側のエンドプレート１に沿って陰極電極板２が配置され、この陰極電極板２の周縁部に枠状の陰極用スペーサ３が重ね合わされる。この陰極用スペーサ３の上にカチオン交換膜４、脱塩室形成用の枠状フレーム５、アニオン交換膜６及び濃縮室形成用の枠状フレーム７がこの順に重ね合わされる。このカチオン交換膜４、脱塩室形成用の枠状フレーム５、アニオン交換膜６及び濃縮室形成用の枠状フレーム７を１単位として多数重ね合わされる。即ち、膜４、フレーム５、膜６、フレーム７が連続して繰り返し積層される。最後のアニオン交換膜６に対し枠状の陽極用スペーサ８を介して陽極電極板９が重ね合わされ、その上に陽極側エンドプレート１０が重ね合わされて積層体とされる。この積層体はボルト等によって締め付けられる。
【０００５】
上記の脱塩室用フレーム５の内側スペースが脱塩室となっており、この脱塩室にはイオン交換樹脂等のイオン交換体５Ｒが充填される。濃縮室用フレーム７の内側が濃縮室となっている。この濃縮室にはメッシュスペーサなどが配置される。
【０００６】
上述したような電気脱イオン装置において、陰極用スペーサ３、枠状フレーム７及び陽極用スペーサ８は、周縁部を構成する可撓性の枠体３ａ，７ａ，８ａと、中央部のメッシュ体３ｂ，７ｂ，８ｂとからなる。
【０００７】
このような陰極用スペーサ３等は、例えば枠体３ａに応じた所定形状の開口部を有する熱可塑性エラストマーシート（ポリスチレンエラストマーシート）及びＰＥＴシートと、ポリエステルメッシュシートとを用いて以下のようにして製造することができる。
【０００８】
即ち、熱プレス台上にＰＥＴシート、エラストマーシート、ポリエステルメッシュシート、ＰＥＴシートを順次積層し、次いで、エラストマーシートの溶融温度以上、本例においては１４０〜１６０℃の温度で加熱しながら適当な圧力をかけることにより、エラストマーシートとポリエステルメッシュシートとを一体化するとともに、その両側にＰＥＴシートを配し、穴加工、トリミングなどの後処理を施すことにより陰極用スペーサ３とすることができる。
【０００９】
この際、エラストマーシートの厚さは、ポリエステルメッシュシートの厚さ（線径）に応じて適当に設定すればよい。
【００１０】
以上、陰極用スペーサ３の場合について説明してきたが、枠状フレーム７、陽極用スペーサ８についても同様の製法を適用できることは言うまでもない。
【００１１】
なお、陰極用スペーサ３、枠状フレーム７（濃縮室）及び陽極用スペーサ８内は、イオン交換樹脂粒のみを充填したタイプであってもよい。
【００１２】
このような装置にあっては、陽極９と陰極２の間に直流電流を通じ、且つ被処理水（原水）を被処理水流入ライン１１を通して脱塩室内に通水せしめ、また、濃縮水を濃縮水流入ライン１２を通して濃縮室内に通水せしめる。脱塩室内に流入してきた被処理水はイオン交換樹脂の充填層を流下し、その際、該被処理水中の不純物イオンが除かれて脱イオン水となり、これが脱イオン水流出ライン１３を経て流出する。
【００１３】
一方、濃縮室内に通水された濃縮水は濃縮室内を流下するときに、イオン交換膜４，６を介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１４より流出する。電極室にはそれぞれ導流ライン１５，１６及び取出ライン１７，１８を介して電極水が流通される。
【００１４】
ところで、脱塩室内に上下方向に仕切り用リブを設け、脱塩室内を上下方向に長い小室に区画した電気脱イオン装置が特公平４−７２５６７号公報に記載されている。このように脱塩室内をリブによって細長い小室に区画し、各小室にそれぞれイオン交換樹脂を充填した電気脱イオン装置にあっては、脱塩室の入口から出口に向って局部的に偏って水が流れるチャンネル化現象が防止されると共に、脱塩室内においてイオン交換樹脂が圧縮されたり移動したりすることが防止される。
【００１５】
このような電気脱イオン装置にあっては、脱塩室を上下に細長い小室に区画するため、小室の数に制限がある。即ち、あまり多くの小室を形成することができない。また、リブによって水の左右方向への流れが阻止されるため、水とイオン交換樹脂との接触効率が悪い。さらに、小室の下部にあってはイオン交換樹脂が圧縮され、上部に隙間があき、イオン交換樹脂の充填率が低くなりがちであるという短所もある。
【００１６】
そこで、本出願人は、このような種々の短所を克服し、水とイオン交換体との接触効率が高く、イオン交換体等の充填密度も高い改良された電気脱イオン装置を特開２００１−２５６４７号にて提案している。
【００１７】
図６はこの特開２００１−２５６４７号に係る脱塩室の構成を示す分解斜視図、図７は区画部材の要部斜視図である。
【００１８】
この脱塩室は、長方形状のセルフレーム２０と、このセルフレーム２０内に配置された好ましくは導電性を有した区画部材２１と、区画部材２１によって形成された小室２２と、該小室２２内に充填されたイオン交換体２３と、セルフレーム２０を挟むように対面配置されたアニオン交換膜２４及びカチオン交換膜２５とによって構成されている。なお、以下セルフレームを単にフレームということがある。
【００１９】
フレーム２０の上部には被処理水（原水）の導入用の通水孔２６及び濃縮水（流入側）の通水孔２７が穿孔され、下部には脱塩水の通水孔２８及び濃縮水（排出側）の通水孔２９が穿孔されている。この原水導入用通水孔２６及び脱塩水の通水孔２８は切欠状の水路２６ａ，２８ａを介してそれぞれフレーム２０の内側に連通している。
【００２０】
区画部材２１は六角形のハニカム形状のものであり、小室２２は上下左右に多数配置されている。各小室２２の１対の側辺がフレーム２０の長手方向即ち上下方向となるように配置されている。
【００２１】
この区画部材２１は、水は通過させるがイオン交換体は通過させない材料、例えば織布、不織布、メッシュ、多孔質材などにより構成されている。
【００２２】
この脱塩室を有した電気脱イオン装置に通水して脱塩運転を行う場合、脱塩室に流入した原水は、小室２２を囲む区画部材２１を通過して隣接する小室２２に流れ込み、徐々に下方に流れ、この間に脱イオン処理を受ける。そして、遂には脱塩室の下部に達し、水路２８ａを介して脱塩水取出用の孔２８に流入し、脱塩水として電気脱イオン装置外に取り出される。
【００２３】
この脱塩室における平均的な水の流れ方向は、原水流入用の水路２６ａがフレーム２０の上部に存在し、脱塩水取出用の水路２８ａがフレーム２０の下部に存在するところから、上から下に向う鉛直方向となっている。この平均的な水の流れ方向に対し小室の上部及び下部が傾斜しているので、被処理水は１つの小室２２から左及び右側の小室２２へ斜めに分かれて流下するようになる。このため、被処理水が各小室２２にほぼ均等に分散して流れるようになり、被処理水とイオン交換体との接触効率が良好なものとなる。
【００２４】
この脱塩室にあっては、小室２２が比較的小さく、イオン交換体の自重及び水圧によって各小室２２内においてイオン交換体に対し加えられる下向きの圧力が小さい。従って、いずれの小室２２内においてもイオン交換体が圧縮されることがなく、イオン交換体が小室内の下部において局部的に圧密化されることがない。
【００２５】
【特許文献１】
特公平４−７２５６７号
【特許文献２】
特開２００１−２５６４７号
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記図６の如き方形枠状のセルフレームと、該セルフレームを挟むように対面配置されたアニオン交換膜及びカチオン交換膜とによって囲まれた脱塩室等を有した電気脱イオン装置において、該脱塩室等に水がなるべく均等に分散導入される電気脱イオン装置及びそのためのセルフレームを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）の電気脱イオン装置は、電極同士の間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水を通水し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気脱イオン装置であって、該脱塩室及び濃縮室は、方形枠状のセルフレームと、該セルフレームを間に挟んで対面配置された前記カチオン交換膜及びアニオン交換膜とによって囲まれており、少なくとも該脱塩室にあっては、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられている電気脱イオン装置において、該流入部は、該一方の辺部の長手方向の中間に設けられるか、又は複数個の流入部がこの中間点を対称中心として該一方の辺部の長手方向に対称に配置されており、該流出部は、該他方の辺部の長手方向の中間に設けられるか、又は複数個の流出部がこの中間点を対称中心として該他方の辺部の長手方向に対称に配置されていることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明（請求項５）のセルフレームは、カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に配置されて電気脱イオン装置の脱塩室又は濃縮室を構成するためのセルフレームであって、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられているセルフレームにおいて、該流入部は、該一方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流入部がこの中間点を対称中心として該一方の辺部の延在方向に対称に配置されており、該流出部は、該他方の辺部の延在方向の中間に設けられるか、又は複数個の流出部がこの中間点を対称中心として該他方の辺部の延在方向に対称に配置されていることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明では、脱塩室だけでなく濃縮室も同様の構成とされてもよい（請求項２）。
【００３０】
この電気脱イオン装置の一態様（請求項３）においては、脱塩室にあっては、流入部が１個設けられ、流出部が２個設けられ、濃縮室にあっては、濃縮水の流入部が２個設けられ、濃縮水の流出部が１個設けられている。
【００３１】
また、この電気脱イオン装置の別の一態様（請求項４）では、脱塩室にあっては、流入部が２個設けられ、流出部が１個設けられ、濃縮室にあっては、濃縮水の流入部が１個設けられ、濃縮水の流出部が２個設けられている。
【００３２】
かかる本発明（請求項１〜５）の電気脱イオン装置及びセルフレームにあっては、流入部及び流出部が例えば左右対称状となるようにセルフレームに設けられており、脱塩室等に流入部から水が著しく均等に導入されるようになり、また脱塩室等から水が流出部へ著しく均等に流出するようになる。このため、脱塩室内等を水が偏って流れることが解消され、水とイオン交換体との接触効率が向上し、脱イオン効率が向上する。
【００３３】
本発明（請求項６）の電気脱イオン装置は、電極同士の間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填し、脱塩室に被処理水を通水し、濃縮室に濃縮水を通水するようにした電気脱イオン装置であって、該脱塩室及び濃縮室は、方形枠状のセルフレームと、該セルフレームを間に挟んで対面配置された前記カチオン交換膜及びアニオン交換膜とによって囲まれており、少なくとも該脱塩室にあっては、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられている電気脱イオン装置において、少なくとも該脱塩室における該流入部の開口率が８〜１５％であることを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明（請求項９）のセルフレームは、カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に配置されて電気脱イオン装置の脱塩室又は濃縮室を構成するためのセルフレームであって、該セルフレームの一方の辺部に流入部が設けられ、他方の辺部に流出部が設けられているセルフレームにおいて、少なくとも該脱塩室における該流入部の開口率が８〜１５％であることを特徴とするものである。
【００３５】
この電気脱イオン装置においては、脱塩室と前記流入部との境界に、該流入部から脱塩室内に流入する水を分散させるための多孔状の分散手段が設けられており、この分散手段の開口率が８〜１５％であることが好ましい（請求項７）。
【００３６】
さらに、この流入部は、前記セルフレームを厚み方向に貫通して設けられた通水用の貫通孔と、該貫通孔からの該脱塩室内に向って該セルフレームの表面に形成された主溝と、該主溝と該脱塩室内とを連通するように該セルフレームの表面に形成された多数の分岐溝とからなり、該分岐溝の流路断面積の総和ｍと、前記一方の辺が該脱塩室に臨む面積Ｍとの比ｍ／Ｍの百分率が前記開口率であることが好ましい（請求項８）。
【００３７】
かかる電気脱イオン装置及びセルフレーム（請求項６〜９）においても、脱塩室等に水が著しく均等に導入される。このため、脱塩室内等を水が偏って流れることが解消され、水とイオン交換体との接触効率が向上し、脱イオン効率が向上する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る脱塩室形成用のセルフレームの正面図、図２（ａ）,（ｂ）は図１のIIａ−IIａ線、IIｂ−IIｂ線に沿う断面図である。
【００３９】
この脱塩室は、長方形状のフレーム３０と、このフレーム３０内に上下方向に配置された区画部材３１と、区画部材３１によって形成された小室３２と、該小室３２内に充填されたイオン交換体（図示略）と、フレーム３０を挟むように配置されたアニオン交換膜３４及びカチオン交換膜３５とによって構成されている。区画部材３１は導電性を有していても良い。
【００４０】
膜３４，３５は市販のイオン交換膜を用いることができ、均一膜でも不均一膜でも良い。
【００４１】
フレーム３０の上部には被処理水（原水）の導入用の通水孔３６及び濃縮水（流入側）の通水孔３７が穿孔され、下部には脱塩水の通水孔３８及び濃縮水（排出側）の通水孔３９が穿孔されている。この原水導入用通水孔３６及び脱塩水の通水孔３８は水路形成用の溝４０，４１及び溝４２，４３を介してそれぞれフレーム３０の内側（脱塩室）に連通している。
【００４２】
この実施の形態では、原水の通水孔３６は長方形状のセルフレーム３０の上辺（短辺）の延在方向（左右方向）の中央に位置し、濃縮水の通水孔３７は該上辺の延在方向の両端側に位置している。
【００４３】
主溝４０及び分岐溝４１は、いずれもセルフレーム３０の表面（板面）から凹設された構造である。
【００４４】
この主溝４０は、通水孔３６からセルフレーム３０の内側たる脱塩室に向って次第に広がる左右対称の等脚の台形状である。
【００４５】
分岐溝４１は、この主溝４０と脱塩室内とを連通するように上下方向に延在している。この分岐溝４１は、流路幅が小さい小溝であるが、セルフレーム３０の横幅方向に所定間隔をおいて多数設けられている。
【００４６】
この実施の形態では、この分岐溝４１の流路断面積の総和をｍとし、脱塩室の水平断面積をＭとした場合、ｍ／Ｍ×１００％が８〜１５％となっている。
【００４７】
セルフレーム３０の下部にあっては、下辺の延在方向の中央に前記濃縮水の通水孔３９が配置され、該下辺延在方向の両端側にそれぞれ脱塩水の通水孔３８，３８が配置されている。
【００４８】
脱塩室とこの脱塩水通水孔３８，３８とは、分岐溝４２と主溝４３，４３とを介して連通している。分岐溝４２は、前記分岐溝４１と同じ構成のものである。主溝４３，４３は、脱塩室から通水孔３８に向って次第に幅狭となる逆台形状のものである。
【００４９】
主溝４３，４３は左右対称となるように２個設けられている。
【００５０】
これらの分岐溝４２及び主溝４３は、セルフレーム３０に対し前記溝４０，４１と同じ側の面に凹設されている。
【００５１】
図１から明かな通り、このセルフレーム３０は上下方向の中心線を対称軸として左右対称である。
【００５２】
セルフレーム３０は、好ましくは、厚さが２．５〜１５ｍｍ特に４〜１０ｍｍである。
【００５３】
区画部材３１はフレーム３０に嵌め込まれてもよい。また、フレーム３０の片面側に透水性シート又はメッシュを張設し、これに区画部材を接着してもよい。
【００５４】
図示は省略するが、濃縮室のセルフレームについても同様に左右対称形状とするのが好ましい。この濃縮室用のセルフレームとしては、図１，２に示す脱塩室用セルフレーム３０を上下逆にしたものが用いられる。
【００５５】
この脱塩室と濃縮室とを前記図５と同様に積層し、図５と同様に両エンドに陽極電極板を有した陽極室と陰極電極板を有した陰極室を形成することにより、電気脱イオン装置が構成される。
【００５６】
この電気脱イオン装置に通水して脱塩運転を行う場合、原水は通水孔３６，主溝４０，分岐溝４１から脱塩室（各小室３２）内に導入され、各小室３２内を流れ下り、この間に脱塩処理を受ける。脱塩水は、分岐溝４２、主溝４３から通水孔３８，３８を介して取り出される。
【００５７】
濃縮水は、通水孔３７から同様に主溝、分岐溝、濃縮室５０（図２参照）を流れ下り、分岐溝から主溝を介して通水孔３９に流れ込み、装置外に取り出される。
【００５８】
この実施の形態では、上記の通り、セルフレーム３０が左右対称状となっており、原水は通水孔３６から主溝４０及び分岐溝４１を介して脱塩室内に均等に導入される。この分岐溝４１は、その流路断面積の総和が適切であり、主溝４０から脱塩室に流れ込もうとする原水に適度の圧損を与え、主溝４０から脱塩室（各小室３２）に原水が均等に分配される。そのため、原水と各小室３２内のイオン交換体との接触効率が良く、電気脱イオン装置の脱塩効率が良好である。
【００５９】
特に、この実施の形態では、脱塩室の下部の流出部にも分岐溝４２と主溝４３とを設け、且つ主溝４３，４３を左右対称状に設けているので、各小室３２から脱塩水３８への脱塩水の取出も均等化され、各小室３２内の水の流れが一層均等なものとなり、電気脱イオン装置の脱塩効率が良好となる。濃縮室についても、同様の分岐溝及び主溝構造とすることにより、濃縮水の流れを均等化できる。なお、濃縮水の流れを均等化することにより、スケールの発生を抑制ないし防止することができる。
【００６０】
本発明では、区画部材３１は省略されてもよい。また、区画部材３１の代わりに前記図６，７に示した区画部材２１を用いてもよい。図４（ａ）はこの区画部材２１を用いたセルフレーム３０の正面図である。なお、図４（ａ）では、脱塩室の中央に上下方向に１条だけ区画部材３１を設けている。図４（ａ）のその他の構成は図１と同一である。
【００６１】
本発明では、脱塩室に導入される原水の流速、例えば分岐溝４１から脱塩室への原水の噴出速度（線速度）を１０〜２５ｃｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。即ち、種々の研究の結果、この線速度をこの範囲とすると、各小室３２内で粒状のイオン交換樹脂がほぼ均一に流動し、原水との接触効率が向上し、処理水水質が向上することが認められた。
【００６２】
本発明では、脱塩室に充填するイオン交換体は、通常イオン交換樹脂が使用されるが、イオン交換繊維やイオン交換不織布でもよく、イオン交換樹脂とイオン交換繊維の混合物でもよい。導電性の樹脂のようなイオン伝導体であってもよい。
【００６３】
イオン交換体は、アニオン交換体、カチオン交換体、これらを混合した混合体であってもよく、また両性イオン交換体でもよい。
【００６４】
脱塩室内イオン交換体の再生比率が高いほど処理水水質が高いことから、イオン交換体の再生に寄与する水の水素イオンと水酸イオンへのスプリット量を増加させることが好ましい。そのためには、水を水素イオンと水酸イオンに同時にスプリットする機能を有する両性イオン交換体を５〜３０％程度混合するのが好ましい。
【００６５】
濃縮室は、０．３〜１ｍｍの厚さを有し、その中に約２０〜６０メッシュのスペーサが配置されてもよい。
【００６６】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００６７】
実施例１，比較例１
図１に示す如く、脱塩室に左右対称形状のセルフレーム３０を用いた本発明のセルフレーム（実施例１）と、図３の通り左右非対称のセルフレーム３０Ａ（比較例１）を用いて通水状況の観察を行った。
【００６８】
セルフレームの厚みは５ｍｍ、脱塩室（小室３２）の高さは５００ｍｍ、小室の幅は３０ｍｍである。この実験は、通水状況の観察を行うものであるので、イオン交換樹脂の代りに、擬似イオン交換樹脂として、φ５００μｍのガラス粒子を充填し、セルの両側を透明アクリル板で挟んで流動状態が観察できるようにした。そして、通水液に染色剤を注入して各樹脂層の分散具合を観察した。尚、この時の分岐溝の開口率は共に１０％となるようにし、流量を変化させながら、ガラス粒子の分散状態を観察した。
【００６９】
実施例１と比較例１の差異を数値化するために各樹脂層で染色液が通過した時間で最も早い樹脂層の通過時間をＴ１とし、最も遅い樹脂層の通過時間をＴ２として、その比（Ｔ２／Ｔ１）を均一分散の指標とした。結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2004195294.tif 000003
【００７１】
表１の通り、実施例１は比較例１よりも水が均等に分散される。
【００７２】
実施例２，比較例２
区画部材を図４（ａ）のハニカム状としたこと以外は実施例１、比較例１と同じ構造のセルフレームを実施例２、比較例２とした。図４（ｂ）はこの比較例２のセルフレームの正面図である。
【００７３】
これらのセルフレームを用いて実施例１、比較例１と同じ実験を行い、Ｔ２／Ｔ１を測定した。結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2004195294.tif 000004
【００７５】
表２より、比較例２よりも実施例２の方が樹脂層内で均等に分散されていることが分った。また、表１と表２との対比から、ハニカムを充填した実施例２及び比較例２とも実施例１、比較例１よりも均等に水が分散することが観察された。
【００７６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の電気脱イオン装置及びセルフレームによると、脱塩室等における水の流れが均等化され、効率良く脱塩を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るセルフレームの正面図である。
【図２】実施の形態に係るセルフレームの断面図である。
【図３】比較例１のセルフレームの正面図である。
【図４】実施例２及び比較例２のセルフレームの正面図である。
【図５】従来の電気脱イオン装置の分解図である。
【図６】公知のセルフレームの斜視図である。
【図７】図６のセルフレームの区画部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  エンドプレート
２  陰極電極板
３  陰極用スペーサ
４  カチオン交換膜
５  枠状フレーム
６  アニオン交換膜
７  枠状フレーム
８  陽極用スペーサ
９  陽極電極板
１０  陽極側エンドプレート
２０，３０  フレーム
２１，３１  区画部材
２２，３２  小室
２３  イオン交換体
２４  アニオン交換膜
２５  カチオン交換膜
２６，２７，２８，２９，３６，３７，３８，３９  通水孔
２６ａ，２８ａ  水路
４０，４３  主溝
４１，４２  分岐溝
【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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