(57)【要約】浄化システムは１つ又は複数の段を備えることのできる電気消イオン装置を有している。電気消イオン装置は、熱的及び寸法的に安定的な硬い区画部スペーサ間に水密シールを形成する弾性的な封止部材を備えるように製造することができる。電気消イオン装置の構造は、幾つかの場合、その効率及び性能を向上させる温水の循環を許容する。更に、装置を薬学的に許容可能な状態迄、衛生処理し且つ好ましくは全ての微生物を不活性化することにより、米国薬物類指針に従った少なくとも最低限の基準に適合するため、温水循環法を使用することができる。
2004509749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法において、
薬学的に許容可能な衛生処理温度の水を電気消イオン装置に通すことと、
所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持することとを備える、電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、電気消イオン装置内の微生物の量が薬学的に許容可能な程度となる迄、水温を維持する工程が行われる、方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、水温が約６５℃以上に維持される、方法。
【請求項４】
請求項１の方法において、水温が約８０℃に維持される、方法。
【請求項５】
請求項１の方法において、水温を約３０℃以下まで低下させる工程を更に備える、方法。
【請求項６】
水浄化システムにおいて、
加熱装置に流体的に接続された電気消イオン装置と、
電気消イオン装置内で水の流量及び温度を薬学的に許容可能な値に調節するコントローラとを備える、水浄化システム。
【請求項７】
請求項６の水浄化システムにおいて、水温が少なくとも約６５℃に調節される、水浄化システム。
【請求項８】
請求項６の水浄化システムにおいて、水温が約８０℃に調節される、水浄化システム。
【請求項９】
請求項６の水浄化システムにおいて、電気消イオン装置が薬学的基準を満足させるよう衛生処理化される迄、水温が調節される、水浄化システム。
【請求項１０】
請求項６の水浄化システムにおいて、電気消イオン装置が、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成るスペーサを備える、水浄化システム。
【請求項１１】
電気消イオン装置を滅菌処理する方法において、
電気消イオン装置内で全ての微生物を不活性化するのに十分な温度の滅菌処理溶液を通すことを備える、電気消イオン装置を滅菌処理する方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、電気消イオン装置が薬学的に許容可能な状態に衛生処理される迄、滅菌処理溶液を通す工程が行われる、方法。
【請求項１３】
請求項１１の方法において、滅菌処理溶液が、薬学的目的のため電気消イオン装置を衛生処理するのに適した温度を有する、方法。
【請求項１４】
請求項１１の方法において、温度が少なくとも約６５℃である、方法。
【請求項１５】
請求項１１の方法において、温度が約８０℃である、方法。
【請求項１６】
請求項１１の方法において、浄化すべき水を電気消イオン装置に通す工程を更に備える、方法。
【請求項１７】
請求項１１の方法において、電気消イオン装置内で微生物の量が薬学的に許容可能な程度となる迄、滅菌処理溶液を通す工程が行われる、方法。
【請求項１８】
請求項１１の方法において、殺生剤を電気消イオン装置に通す工程を更に備える、方法。
【請求項１９】
請求項１１の方法において、滅菌処理溶液が基本的に非酸化性化合物から成る、方法。
【請求項２０】
薬学的目的のため電気消イオン装置を衛生処理する温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備える、電気消イオン装置。
【請求項２１】
請求項２０の電気消イオン装置において、材料が６５℃以上の温度にて寸法的に安定的である、電気消イオン装置。
【請求項２２】
請求項２０の電気消イオン装置において、寸法的に安定的な材料が、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つを備える、電気消イオン装置。
【請求項２３】
水浄化方法において、
浄化すべき水を電気消イオン装置に通すことと、
約６５℃以上の温度の水を所定の時間電気消イオン装置に通すこととを備える、水浄化方法。
【請求項２４】
請求項２３の方法において、水温が少なくとも約８０℃である、方法。
【請求項２５】
請求項２３の方法において、電気消イオン装置を通る印加された電界の極性を逆にする工程を更に備える、方法。
【請求項２６】
電気消イオン装置において、
その一側部に形成された溝を有する硬い稀釈区画部スペーサと、
稀釈区画部スペーサと合わさる硬い濃縮区画部スペーサと、
溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備える、電気消イオン装置。
【請求項２７】
請求項２６の電気消イオン装置において、溝が稀釈区画部スペーサの円周の周りに配置される、電気消イオン装置。
【請求項２８】
請求項２６の電気消イオン装置において、稀釈区画部スペーサがその両側部に形成された溝を有する、電気消イオン装置。
【請求項２９】
請求項２６の電気消イオン装置において、弾性部材がフッ化エラストマー及びシリコーンエラストマーの少なくとも一方を備える、電気消イオン装置。
【請求項３０】
水浄化方法において、
その両側部に形成された溝を有する稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備える電気消イオン装置に浄化すべき水を通すことと、
電気消イオン装置を渡って電界を印加することとを備える、水浄化方法。
【請求項３１】
電気消イオン装置において、
稀釈区画部スペーサと、
濃縮区画部スペーサと、
稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置された水密シールとを備え、
水密シールが、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの何れかの表面に形成された溝内に配置されたエラストマー性封止部材を備える、電気消イオン装置。
【請求項３２】
請求項３１の電気消イオン装置において、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサが硬い材料から成る、電気消イオン装置。
【請求項３３】
請求項３２の電気消イオン装置において、稀釈区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、電気消イオン装置。
【請求項３４】
水浄化方法において、
稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの何れかの表面に形成された溝内に配置されたエラストマー性封止部材を有する水密シールとを備える、電気消イオン装置に浄化すべき水を通すことを備える、水浄化方法。
【請求項３５】
電気消イオン装置において、
イオン選択可能なメンブランより分離された稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサと、
稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置され且つイオン選択可能なメンブランを固着する一次シールと、
稀釈区画部スペーサと濃縮区画部スペーサとの間に配置された二次シールとを備える、電気消イオン装置。
【請求項３６】
請求項３５の電気消イオン装置において、一次シールが、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの合わさる面の間に形成された溝内に配置し得る寸法とされたエラストマー性封止部材を備える、電気消イオン装置。
【請求項３７】
請求項３５の電気消イオン装置において、二次シールが、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの合わさる面の間に形成された溝内に配置し得る寸法とされたエラストマー性封止部材を備える、電気消イオン装置。
【請求項３８】
稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置された水密シールとを備える、電気消イオン装置を提供することを備える、水浄化を容易にする方法。
【請求項３９】
その一側部に形成された溝を有する稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備える電気消イオン装置を提供することを備える、水浄化を容易にする方法。
【請求項４０】
約６５℃以上の温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備える電気消イオン装置を提供することを備える、水浄化を容易にする方法。
【請求項４１】
約６５℃以上の温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備える電気消イオン装置。
【請求項４２】
微生物の不活性化を容易にする方法において、
加熱装置に流体的に接続可能な電気消イオン装置を提供することと、
電気消イオン装置内で薬学的に許容可能な値に水の流量及び温度を調節するコントローラを提供することとを備える、微生物の不活性化を容易にする方法。
【請求項４３】
電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法において、
薬学的に許容可能な衛生処理温度の水を稀釈区画室に通すことと、
所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持することとを備える、微生物を不活性化する方法。
【請求項４４】
電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法において、
薬学的に許容可能な衛生処理温度の水を濃縮区画室に通すことと、
所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持することとを備える、微生物を不活性化する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
１．発明の分野
本発明は、水浄化法、より具体的には、電気消イオン装置を使用する水浄化法及び電気消イオン装置の衛生処理法及び封止法に関する。
２．関連技術の説明
電気消イオンは、イオンの輸送に影響を与えるべく電気的に活性な媒質及び電界を使用して液体からイオン又はイオン化可能な種を除去する方法である。電気的に活性な媒質は、イオン化可能な種の収集及び放出を交互に行う機能を果たすことができ、このことは、イオンすなわちアニオンの置換メカニズムによるイオンの輸送を容易にする。電気消イオン装置は、恒久的又は一時的な電荷を有する媒質を含むことができ、また、性能を発揮し又は向上させる設計とされた電気化学的反応を生じさせるように、作動させることができる。これらの装置は、典型的に、半不透過性、すなわちイオン選択可能なメンブランの如き電気的に活性な媒質を備えることができる。
【０００２】
電気消イオン装置は、典型的に、電気的に活性な半不透過性アニオン及びカチオン交換メンブランを交番的に備えている。メンブラン間の空間は、入口及び出口を有する液体の流れ区画部を形成し得る形態とされている。メンブラン及び区画部の境界における電極を通じて外部電源により横方向に印加された電界が与えられる。電界が印加されると、浄化すべき液体中のイオンは、そのそれぞれの相手方電極に吸引される。イオン選択可能なメンブランにより境が設定された隣接する区画部は、イオンの輸送の結果としてイオンが濃厚となる。電気消イオン装置は、例えば、ギフリダ（Ｇｉｕｆｆｒｉｄａ）らの米国特許第４，６３２，７４５号、米国特許第４，９２５，５４１号、米国特許第５，２１１，８２３号、ガンジ（Ｇａｎｚｉ）の米国特許第５，２５９，９３６号、米国特許第５，３１６，６３７号、オーレン（Ｏｒｅｎ）らの米国特許第５，１５４，８０９号、及びトーウェ（Ｔｏｗｅ）らの米国特許第６，２３５，１６６号に記載されている。
【０００３】
【発明の概要】
本発明は、電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法を提供する。この方法は、薬学的に許容可能な衛生処理温度にて水を電気消イオン装置に通す工程と、所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持する工程とを備えている。
【０００４】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化システムに関する。該水浄化システムは、加熱装置に流体的に接続された電気消イオン装置と、水の流量及び温度を電気消イオン装置内で薬学的に許容可能な値に調節するコントローラとを備えている。
【０００５】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置を滅菌処理する方法を提供するものである。該方法は、電気消イオン装置内の全ての微生物を不活性化するのに十分な温度にて滅菌処理溶液を通す工程を備えている。
【０００６】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置に関するものである。該電気消イオン装置は、薬学的目的のため電気消イオン装置を衛生処理する温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備えている。
【０００７】
別の実施の形態において、本発明は、水の浄化方法を提供するものである。該方法は、浄化すべき水を電気消イオン装置に通す工程と、所定の時間、約６５℃以上の温度の水を電気消イオン装置に通す工程とを備えている。
【０００８】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置に関するものである。該電気消イオン装置は、その一側部に形成された溝を有する硬い稀釈区画部スペーサと、稀釈区画部に合わさる硬い濃縮区画部と、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備えている。
【０００９】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化方法を提供するものである。該方法は、その一側部に形成された溝を有する稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備える電気消イオン装置に浄化すべき水を通す工程と、電気消イオン装置を渡って電界を印加する工程とを備えている。
【００１０】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置に関するものである。該電気消イオン装置は、稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置された水密シールとを備えている。該水密シールは、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの何れかの表面形成された溝内に配置されるエラストマー性封止部材とを備えている。
【００１１】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化方法を提供するものである。該方法は、稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの何れか一方の表面に形成された溝内に配置されたエラストマー性封止部材を有する水密シールとを備える装置に浄化すべき水を通す工程を備えている。
【００１２】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置に関するものである。該電気消イオン装置は、イオン選択可能なメンブランにより分離された稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置されて且つイオン選択可能なメンブランを固着する一次シールと、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置された二次シールとを備えている。
【００１３】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化を容易にする方法を提供するものである。該方法は、稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置された水密シールとを備える電気消イオン装置を提供する工程を備えている。
【００１４】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化を容易にする方法を提供するものである。該方法は、その一側部に形成された溝を有する稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性部材とを備える電気消イオン装置を提供する工程を備えている。
【００１５】
別の実施の形態において、本発明は、水浄化を容易にする方法を提供するものである。該方法は、６５℃以上の温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備える電気消イオン装置を提供する工程を備えている。
【００１６】
別の実施の形態において、本発明は、電気消イオン装置に関するものである。該電気消イオン装置は、約６５℃以上の温度にて寸法的に安定的な材料で出来たスペーサを備えている。
【００１７】
別の実施の形態において、本発明は、微生物の不活性化を容易にする方法を提供するものである。該方法は、加熱装置に流体的に接続可能な電気消イオン装置を提供する工程と、水の流量及び温度を電気消イオン装置内で薬学的に許容可能な値に調節するコントローラを提供する工程とを備えている。
【００１８】
別の実施の形態において、本発明は、微生物を不活性化する方法を提供するものである。該方法は、薬学的に許容可能な衛生処理温度にて水を稀釈区画部に通す工程と、所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持する工程とを備えている。
【００１９】
別の実施の形態において、本発明は、微生物を不活性化する方法を提供するものである。該方法は、薬学的に許容可能な衛生処理温度の水を濃縮区画部に通す工程と、所定の時間、薬学的に許容可能な衛生処理温度を維持する工程とを備えている。
【００２０】
本発明のその他の有利な点、新規な特徴及び目的は、概略図であり、正確な縮尺にて描くことを目的としない添付図面と共に考察したとき、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。図面において、色々な図面に示した同一又は実質的に同様の構成要素の各々は、単一の数字又は符号で表示してある。明確化の目的のため、構成要素の各々を各図面にて示したわけではなく、また、当該技術分野の当業者が本発明を理解することを許容するのに必要でない場合、本発明の各実施の構成要素の各々を示すものでもない。
【００２１】
本発明の好ましい非限定的な実施の形態について、単に一例として且つ添付図面を参照しつつ、以下に説明する。
【００２２】
【詳細な説明】
本発明は、工業用、商業用及び家庭用の目的のため浄化済みの水を提供する水浄化システムに関するものである。該水浄化システムは、１つ又は複数の段を有することのできる電気消イオン装置を備えている。該電気消イオン装置は、熱的に且つ寸法的に安定的な硬い区画部スペーサの間に水密シールを形成する弾性封止部材を備える構造とすることができる。電気消イオン装置の構造は、場合によっては、その効率及び性能を向上させる温水循環を許容する。更に、装置を薬学的に許容可能な状態に衛生処理し、また、好ましくは、全ての微生物を不活性化することにより、米国薬物類指針に従った少なくとも最低基準に適合するために温水循環法を使用することができる。アノードが、その内部にカソードが配置された稀釈区画部及び濃縮区画部の積重ね体の他端に配置される。アノード及びカソードの各々には、電極スペーサ及びイオン選択可能なメンブランが設けられ、電解液が該電極スペーサを通る。
【００２３】
浄化すべき液体、典型的に、水は、各稀釈区画部を平行に流れることができ、第二の液体は、各段にて濃縮区画部の各々を通り、稀釈区画部内の第一の液体によりイオン又はイオン性種を濃縮区画部内の第二の液体内に除去することができる。電解液は、電気消イオン装置内の電極の各々に隣接するスペーサを通ることができる。その他の流れとなるような構成とすることが可能である。例えば、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、ギフリダらの米国特許第４，６３２，７４５号に開示されたもののような、向流曲線状流れ及び逆流れが示されている。
【００２４】
図１には、本発明の１つの実施の形態による電気消イオン装置の分解図が図示されている。該電気消イオン装置１０は、稀釈区画部１２と、濃縮区画部１４とを備えている。イオン選択可能メンブランは、典型的に、稀釈区画部１２と、濃縮区画部１４との境界を形成する。電気消イオン装置１０は、典型的に、１つの積重ね体として配置された複数の稀釈区画部１２と、濃縮区画部１４とを備えている。稀釈区画部１２は、典型的に、稀釈区画部スペーサ１８により画成され、また、濃縮区画部１４は、典型的に、濃縮区画部スペーサ２０によって画成される。組み立てた積重ね体は、典型的に、各端部にて端部ブロック１９により境が設定され且つ、典型的に、ナット２３により固着されたタイロッド２１を使用して組み立てられる。特定の実施の形態において、区画部は、カチオン選択可能なメンブランと、アニオン選択可能なメンブランとを備えており、これらのメンブランは、典型的に、スペーサの両側部の円周に対し円周方向に封止されている。カチオン選択可能なメンブラン及びアニオン選択可能なメンブランは、典型的に、イオン交換粉体と、ポリエチレン粉体バインダと、グリセリン潤滑剤とを備えている。幾つかの実施の形態において、カチオン及びアニオン選択可能なメンブランは、不均一ポリオレフィン系メンブランであり、これらのメンブランは、典型的に、熱及び圧力を使用して熱塑性化工程により押出し成形され、複合シートを形成する。
【００２５】
稀釈区画部１２及び濃縮区画部１４は、イオン交換樹脂（図示せず）にて充填することができる。幾つかの実施の形態において、稀釈区画部及び濃縮区画部は、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂にて充填することができる。カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂は、稀釈区画部及び濃縮区画部の各々内で多岐に亙る形態にて配置することができる。例えば、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂は、多岐に亙る構造の多数の層を構成することができるように、層状に配置することができる。例えば、稀釈区画部、濃縮区画部及び電極区画部の何れかに混合床イオン交換樹脂を使用すること、アニオン及びカチオン交換樹脂の層の床の間に不活性樹脂を使用すること、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、米国特許第５，８５８，１９１号にてジマシオ（ＤｉＭａｓｃｉｏ）らにより記載されたもののようなものを非限定的に含む、色々な型式のアニオン系及びカチオン系樹脂を使用することを含む、その他の実施の形態が本発明の範囲に属すると考えられる。
【００２６】
作用について説明すると、典型的に、溶解したカチオン系成分及びアニオン系成分を有する、浄化すべき液体を稀釈区画部１２内に導入する。電気消イオン装置を渡って印加された電界は、イオン種がそのそれぞれの吸引電極に向けた方向に移行するのを促進する。電界の作用の下、カチオン系及びアニオン系成分は、稀釈区画部から去って、濃縮区画部１４内に移行する。イオン選択可能なメンブラン１６がカチオン系及びアニオン系種が次の区画部に移行するのを妨害する。
【００２７】
幾つかの実施の形態において、電気消イオン装置１０に印加された電界は、極形成現象を発生させ、その結果、典型的に、水は水素及びヒドロキシル基イオンに分離する。水素イオン及びヒドロキシル基イオンは、イオン交換樹脂を再生し、このため、イオン性種の移行の結果として消費されたイオン交換樹脂を再生させる工程を必要とせずに、溶解したイオン系成分の除去を連続的に行うことができる。電気消イオン装置１０を渡って印加された電界は、典型的に、直流である。しかし、１つの電極と他方の電極との間にバイアスすなわち電位差を生じさせる任意の印加された電流を使用して、イオン性種の移行を容易にすることができる。
【００２８】
典型的に、稀釈区画部及び濃縮区画部にて利用されるイオン交換樹脂は、非限定的に、第三アルキルアミノ基及びジメチルエタノールアミンを含む、多岐に亙る官能基をその表面領域に含むことができる。これらはまた、アンモニア基のようなその他の官能基をその表面領域に有するイオン交換樹脂材料と組み合わせて使用することもできる。イオン交換樹脂材料として有用であるその他の改変物及び等価物は、一般的な実験以上のことを行わずに当該技術分野の当業者の範囲に属すると考えられる。イオン交換樹脂のその他の例は、非限定的に、ドゥーエックス（ＤＯＷＥＸ）（登録商標名）、モノスフィア（ＭＯＮＯＳＰＨＥＲＥＴＭ）（登録商標名）５５０Ａアニオン樹脂、モノスフィア（ＭＯＮＯＳＰＨＥＲＥＴＭ）（登録商標名）６５０Ｃカチオン樹脂、マラソン（ＭＡＲＡＴＨＯＮＴＭ）（登録商標名）Ａアニオン樹脂及びマラソン（ＭＡＲＡＴＨＯＮＴＭ）（登録商標名）Ｃカチオン樹脂を含み、これらは、全てダウケミカルカンパニー（Ｄｏｗ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）（ミシガン州、ミッドランド）から入手可能である。適した代表的なイオン選択可能なメンブランは、スルホン酸又は第四アンモニウム官能基を有する均質型ウェブ支持スチレンジビニルベンゼン系、ポリビニリデンフッ化バインダ内でスチレンジビニルベンゼン系を使用して支持された不均一型ウェブ、均質型非支持スルホン化スチレン及びポリエチレンシートの第四ビニルベンジルアミンを含む。
【００２９】
稀釈区画部から濃縮区画部及びその逆に濃縮区画部から稀釈区画部への漏洩を防止するため、稀釈区画部スペース及び濃縮区画部スペースの間に挟持されたイオン選択可能なメンブランは、実質的に水密なシールを形成しなければならない。典型的に、スペーサ及びイオン選択可能なメンブランは、互いに圧縮され且つナット２３及びタイバー２１により所要位置に固定される。本発明の１つの実施の形態において、図２の断面図に図示するように、濃縮区画部１４の間の稀釈区画部１２は、稀釈区画部スペーサ１８及びイオン選択可能なメンブラン１６により形成されたキャビティにより画成される。濃縮区画部１４は、濃縮区画部スペーサ２０及びイオン選択可能なメンブラン１６により画成されたキャビティである。また、図２の実施の形態に図示するように、２つの水密シール２２、２４は、稀釈区画部１２及び濃縮区画部１４の間からの漏洩を防止する。稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置されたシール２２、２４は、稀釈区画部スペーサの表面に形成された溝内に配置された弾性的な封止部材から成っている。別の実施の形態において、本発明は、稀釈区画部１２又は濃縮区画部１４の円周の周りに配置されたスペーサの一側部に形成された溝を有する硬い稀釈区画部スペーサを提供する。弾性的な封止部材２６は、スペーサの表面に形成された溝に嵌まり且つ該溝内で圧縮されるような寸法にて製造されている。
【００３０】
図２に図示するように、稀釈区画部スペーサ１８の表面に溝が形成される。しかし、その他の実施の形態が本発明の範囲に属すると考えられる。例えば、電気消イオン装置１０は、濃縮区画部スペーサ２０の表面に画成された溝を備える単一のシールを含み、弾性的な封止部材がその内部に配置され且つ圧縮され、これにより、稀釈区画部スペーサ１８及び濃縮区画部スペーサ２０の間に水密シールを形成するようにすることができる。本発明はまた、二次シール２４と共に一次シール２２のような複数のシールを使用することも考える。
【００３１】
別の実施の形態において、本発明は、隣接するスペーサ間で流体ポートの周りに水密シールを形成するポートシール２８を提供する。ポートシール２８は、典型的に、流体接続ポートを取り巻く溝内に圧縮された、弾性的な封止部材２６と同様の弾性的な封止部材を備えている。このように、組み立てられたとき、弾性的な封止部材は、流体ポートへの漏洩及び流体ポートからの漏洩を防止する。
【００３２】
別の実施の形態において、本発明は、熱循環法に適した熱的に安定的な材料を使用する。本明細書で使用するように、「熱的に安定的な材料」とは、温度及び圧力の影響下、寸法又は形状或いは機械的性質を何ら顕著に変化させることなく、その寸法的安定性を維持することのできるものを意味する。従って、１つの実施の形態において、本発明は、硬い重合系又は非金属材料を使用することを考える。重合系材料の例は、非限定的に、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル、塩化ポリ（塩化ビニル）、ポリフェニレン硫化物、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアミド−イミド及びポリベンゾイミダゾール及びその混合体を含む。弾性的な封止部材２６は、例えば、シリコン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリウレタン及び化学的に不活性であり且つ８０℃まで熱的に安定的な任意の塩化エラストマーを含む、エラストマーのような、任意の材料で形成することができる。
【００３３】
作用について説明すると、電気消イオン装置１０は、電気消イオン装置１０内に存在する全ての微生物を不活性化するため、滅菌処理溶液を導入することにより滅菌処理し又は衛生処理することができる。本明細書で使用するように、不活性化した微生物とは、破壊され又は死滅し、或いはその他の同様の生物内に繁殖し又はその生物を形成することのできないものをいう。細菌又は微生物に対する米国薬物類仕様は何も存在しないが、推奨された行動レベルの限界値は、浄化後の水に対しミリリットル当たり１００コロニー形成単位体である。このように、別の実施の形態において、本発明は、全ての微生物を不活性化させるため、温水を使用することにより、電気消イオン装置を滅菌処理するものである。１つの実施の形態によれば、電気消イオン装置に水を通し又は循環させ且つ所定の時間、水の循環を薬学的に許容可能な衛生処理温度に維持することにより、温水衛生処理法を行うことができる。薬学的に許容可能な衛生処理温度は、その温度に晒された全ての微生物が不活性化される温度、及び特に、許容可能な行動限界値以下まで微生物が不活性化される温度である。このように、１つの実施の形態において、本発明は、少なくとも約６５℃の温度の温水を循環させ、別の実施の形態において、本発明は、約８０℃の温度にて電気消イオン装置を衛生処理するため温水を使用するものである。
【００３４】
本発明の上記及びその他の実施の形態の作用及び有利な点については、以下に掲げた実施例から更に理解することができる。以下の実施例は、本発明の利点を示すことを目的とするものであるが、本発明の範囲の全体を例示するものではない。
【００３５】
【実施例】
実施例１
図１の分解図及び図２の断面図に示した２つの電気消イオン装置を製造した。１つの電気消イオン装置は、タイロッド及びナットにより互いに固着され且つ保持された１０個の稀釈区画部及び濃縮区画部から成る積重ね体を有するものとした。その他の電気消イオン装置は、２４個の稀釈区画部及び濃縮区画部から成る積重ね体を有するものとした。稀釈区画部スペーサ１８及び濃縮区画部スペーサ２０は、ＢＰアモコケミカルズ（ＢＰ　Ａｍｏｃｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）（ジョージア州、アルファレッタ）からのラーデル（ＲＡＤＥＬ）（登録商標名）Ｒ−５１００ポリフェニルスルホンとして入手可能な硬いポリマーを使用して成形した。一次シール及び二次シールを稀釈区画部スペーサの両面に形成した。一次シールは、溝と、弾性封止部材、特に、稀釈区画部を形成するキャビティを取り巻くＯリングとを備えるものとした。組み立てたとき、弾性的な封止部材を溝内で圧縮し、水密シールを形成した。弾性的な封止部材は、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサを形成する材料よりも低硬度のエラストマー性材料にて形成した。特に、弾性的な封止部材２６は、シリコーンエラストマー及びブナＮエラストマーにて製造した。
実施例２
性能を評価するため、１０対の稀釈区画部及び濃縮区画部を有する電気消イオン装置を上述したように製造した。試験システムは、電気消イオン装置に対する閉ループの温水源から成るものとした。電気消イオン装置には、１日約３回、消イオン水を循環させた。電気消イオン装置内への供給圧力は、２０．６８４乃至３４．４７４ｋＰａ（３乃至５ｐｓｉｇ）の範囲とし、稀釈液の流量は、分当たり３．７８５リットル（１ガロン）乃至５．６７８リットル（１．５ガロン）の範囲とし、濃縮液の流量は、分当たり２．８３９リットル（０．７５ガロン）乃至３．７８５リットル（１．０ガロン）の範囲とした。
【００３６】
典型的な衛生処理サイクル（ＨＷＳ）は、１時間、２７℃から８０℃に上昇させること、１時間、８０℃にて浸漬させること、２０乃至３０分間、２０℃まで冷却させることから成るものとした。電気消イオン装置は、次の衛生処理サイクルを開始する前、約１０分間、２７℃にて安定するようにした。
【００３７】
７回、２５回、５２回、１０４回及び１５６回のサイクル後、電気消イオン装置を横断状漏洩の有無について点検し、また、曲線の上昇の変化を評価するため作動させた。曲線の上昇は、製品の品質が時間の関数として向上する様子を示す。約２４時間の作動後、電気消イオン装置を衛生処理サイクルに再度、曝した。最初の３回の試験は、供給水の温度を１０℃以下として行う一方、後の３回の試験は、１５℃及び２０℃にて行った。
【００３８】
図３には、７回、２６回、５２回、１０２回及び１５６回サイクル後の時間の関数として水質である、抵抗率が示してある。特に、図３には、温水サイクル後、すなわち温水サイクルの回数が増すに伴い製品水の抵抗率が向上したことが示してある。このとは、電気消イオン装置が構成要素を損傷させることなく、より高温度にて使用可能であることも示す。特に、このことは、その樹脂（６０℃まで加熱）は、電気消イオン装置の性能を失うことなく８０℃までの衛生処理サイクルに適していることも示す。
実施例３
電気消イオン装置を上述したように製造し且つ、生物学的活性に対するＨＷＳの効果を評価するため、実施例２にて上述したように、温水にて衛生処理を行なった。最初に、細菌の活性度を増すため、電気消イオン装置を約６日間、待機状態に置いた。８０℃の衛生処理の前、間、及びその後に試料を採取し、コロニー集落単位体について測定した。表１には、温水法を行う間、コロニー集落単位体の密度が減少したことが示してある。
【００３９】
表１
試料　　試料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　平均値
Ｎｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ＣＦＵ／ｍｌ）
１　　　供給水、電源オフで１０分間、再循環　　　　　　　　　　＞５０００
２　　　製品、電源オフで１０分間、再循環　　　　　　　　　　　＞５０００
３　　　供給水、電源オフで３０分間、再循環　　　　　　　　　　　１３５７
４　　　製品、電源オフで３０分間、再循環　　　　　　　　　　　　１１８８
５　　　供給水、電源オンで３０分間、再循環　　　　　　　　　　　１０１５
６　　　製品、電源オンで３０分間、再循環　　　　　　　　　　　　　２２１
７　　　給水／タンク衛生処理サイクル中、８０℃　　　　　　　　　＜０．１
８　　　給水／タンク衛生処理サイクル後、７２℃　　　　　　　　　　１．３
９　　　ＲＯ透過液がある状態で冷却後、供給水、電源オンで１回パス　　６９
１０　　ＲＯ透過液がある状態で冷却後、製品、電源オンで１回パス　　２１
実施例４
１０−セル及び２４−セル積重ね体である２つの電気消イオン装置を実施例１にて上述したように組み立てた。該電気消イオン装置は実施例２にて説明したように、８０℃にてＨＷＳに曝した。以下に掲げた表２及び表３には、装置の作動状態及び性能の概略が記載されており、また、温水の循環に曝した後、抵抗率にて測定した製品の品質が向上したことも示されている。
【００４０】
表２
２４−セル
パラメータ　　　　　　　　　　　　　ＨＷＳ前　　　　　　２ＨＷＳ後
供給水の導電率、μＳ／ｃｍ　　　　　　　１０．７　　　　　　７．２
供給水のＣＯ２、ｐｐｍ　　　　　　　　　１６−１９　　　　　１６−１９
供給水の温度、℃　　　　　　　　　　　　１５−１８．５　　　１６−１７
直流ボルト　　　　　　　　　　　　　１９３　　　　　　　２０５
直流アンペア　　　　　　　　　　　　９．８　　　　　　　１０．３
製品の流量、ｌ／ｈｒ　　　　　　　　２０００　　　　　　２０００
製品の抵抗率、メガオーム−ｃｍ　　　７．１　　　　　　　１５．２
表３
１０−セル
パラメータ　　　　　　　　　　　　　ＨＷＳ前　　　　　　１ＨＷＳ後
供給水の導電率、μＳ／ｃｍ　　　　　　　１．２　　　　　　　１．１
供給水のＣＯ２、ｐｐｍ　　　　　　　　　２．５　　　　　　　２．５
供給水の温度、℃　　　　　　　　　　　　１５．２　　　　　　１６．１
直流ボルト　　　　　　　　　　　　　−　　　　　　　　　４０
直流アンペア　　　　　　　　　　　　３　　　　　　　　　３
製品の流量、ｌ／ｈｒ　　　　　　　　１０００　　　　　　１０００
製品の抵抗率、メガオーム−ｃｍ　　　１５．８　　　　　　１８．１
当該技術分野の当業者は、本明細書に記載された全てのパラメータ及び形態は単に一例であり、実際のパラメータ及び形態は、本発明のシステム及び方法が使用される特定の用途に依存することが容易に理解されよう。当該技術分野の当業者は、通常程度の実験以上のことを行わずに、本明細書に記載された本発明の特定の実施の形態の多数の等価物を認識し又は確認することができるであろう。例えば、本発明は、溝を成形し又は機械加工するような任意の既知の技術により、稀釈区画部又は濃縮区画部スペーサの何れかに製造し又は形成することができる一次又は二次水密シールを使用することを含む。このため、更なる実施の形態は単に一例としてのみ掲げるものであり、特許請求の範囲及びその等価物の範囲内で、本発明は特に記載した以外の形態にて実施可能であることが理解される。本発明は、本明細書に記載された個々の特徴、システム又は方法の各々を対象とするものである。更に、かかる特徴、システム又は方法が互いに不適合ではないならば、かかる特徴、システム又は方法の２つ以上の任意の組み合わせが本発明の範囲内に含められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１つの実施の形態による電気消イオン装置の分解図である。
【図２】
濃縮区画部間の稀釈区画部を示す本発明の電気消イオン装置の断面図である。
【図３】
時間の関数として浄化後の水の導電率を示す、実施例２の電気消イオン装置の温水循環後の上昇曲線を示すグラフである。
【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月20日(2002.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法において、
６５℃以上の水温の水を電気消イオン装置に通すことと、
所定の時間、該水温を維持することとを備え、
電気消イオン装置が、６５℃以上の温度にて寸法的に安定的な硬い材料から成る濃縮区画部スペーサ及び稀釈区画部スペーサを備える、電気消イオン装置内で微生物を不活性化する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、電気消イオン装置内で活性な微生物の量が薬学的に許容可能な程度となる迄、水温を維持する工程が行われる、方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、水温が約８０℃に維持される、方法。
【請求項４】
請求項１の方法において、水温を約３０℃以下まで低下させる工程を更に備える、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つの方法において、電気消イオン装置内で全ての微生物を不活性化するのに十分な温度の滅菌処理溶液を導入する工程を更に備える、方法。
【請求項６】
請求項５の方法において、電気消イオン装置が薬学的に許容可能な状態に衛生処理される迄、滅菌処理溶液を導入する工程が行われる、方法。
【請求項７】
請求項５の方法において、滅菌処理溶液が、薬学的目的のため電気消イオン装置を衛生処理するのに適した温度を有する、方法。
【請求項８】
請求項５の方法において、滅菌処理溶液の温度が少なくとも約６５℃である、方法。
【請求項９】
請求項５の方法において、滅菌処理溶液の温度が約８０℃である、方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１つの方法において、浄化すべき水を電気消イオン装置に通す工程を更に備える、方法。
【請求項１１】
請求項５の方法において、電気消イオン装置内で活性な微生物の量が薬学的に許容可能な程度となる迄、滅菌処理溶液を導入する工程が行われる、方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１つの方法において、殺生剤を電気消イオン装置に通す工程を更に備える、方法。
【請求項１３】
請求項５の方法において、滅菌処理溶液が基本的に非酸化性化合物から成る、方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１つの方法において、電気消イオン装置を通じて電界を印加する工程を更に備える、方法。
【請求項１５】
請求項１４の方法において、電気消イオン装置を通る印加された電界の極性を逆にする工程を更に備える、方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか１つの方法において、電気消イオン装置に水を通す工程が電気消イオン装置の稀釈区画部内に水を導入することを備える、方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１５の何れか１つの方法において、電気消イオン装置に水を通す工程が電気消イオン装置の濃縮区画部内に水を導入することを備える、方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１つの方法において、電気消イオン装置が、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサ間の水密シールを更に備え、該水密シールが、稀釈区画部スペーサの一側部に形成された溝内に配置された弾性部材から成る、方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１７の何れか１つの方法において、電気消イオン装置が、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの何れかの表面に形成された溝内に配置されたエラストマー性封止部材を有する水密シールを更に備える、方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか１つの方法において、稀釈区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１９の何れか１つの方法において、濃縮区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、方法。
【請求項２２】
熱衛生処理可能な電気消イオン装置において、
薬学的に許容可能な衛生処理温度にて寸法的に安定的な硬い材料から成る稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサと、
稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間に配置されたシールとを備え、
該シールが、稀釈区画部スペーサ又は濃縮区画部スペーサの少なくとも１つの表面に形成された溝内に配置されたエラストマー性封止部材を備える、熱衛生処理可能な電気消イオン装置。
【請求項２３】
請求項２２の電気消イオン装置において、濃縮区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、電気消イオン装置。
【請求項２４】
請求項２２又は２３の電気消イオン装置において、稀釈区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、電気消イオン装置。
【請求項２５】
請求項２２乃至２４の何れか１つの電気消イオン装置において、シールが、フッ化エラストマー及びシリコーンエラストマーの少なくとも一方を備える、電気消イオン装置。
【請求項２６】
請求項２２乃至２５の何れか１つの電気消イオン装置において、材料が約６５℃以上の温度にて寸法的に安定的である、電気消イオン装置。
【請求項２７】
請求項２２乃至２６の何れか１つの電気消イオン装置において、材料が約８０℃の温度にて寸法的に安定的である、電気消イオン装置。
【請求項２８】
請求項２２乃至２７の何れか１つの電気消イオンにおいて、薬学的に許容可能な衛生処理温度にて流体を加熱することのできる流体加熱装置に流体的に接続される、電気消イオン。
【請求項２９】
請求項２２乃至２８の何れか１つの電気消イオン装置において、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの合わさる面の間に形成された第二の溝内に配置し得る寸法とされたエラストマー性封止部材から成る二次シールを備える、電気消イオン装置。
【請求項３０】
水浄化を容易にする方法において、その一側部に形成された溝を有する稀釈区画部スペーサと、濃縮区画部スペーサと、溝内に配置されて、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサの間にシールを形成する弾性部材とを備え、稀釈区画部スペーサ及び濃縮区画部スペーサが、薬学的に許容可能な衛生処理温度にて寸法的に安定的な硬い材料から成る、水浄化を容易にする方法。
【請求項３１】
請求項３０の方法において、稀釈区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、方法。
【請求項３２】
請求項３０の方法において、濃縮区画部スペーサが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレン酸化物、ポリフェニレンエーテル及び塩化ポリ（塩化ビニル）の少なくとも１つから成る、方法。
【請求項３３】
請求項３０乃至３２の何れか１つの方法において、弾性部材がフッ化エラストマーを備える、方法。
【請求項３４】
請求項３０乃至３２の何れか１つの方法において、弾性部材がシリコーンエラストマーを備える、方法。
【国際調査報告】
2004509749.tif 000030
2004509749.tif 000031
2004509749.tif 000032