(57)【要約】  本発明は、水溶液を脱灰するための脱灰装置２０に関する。脱灰装置２０は、水溶液を受容するよう構成された電解槽部２６を有する。該電解槽部は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８とを有し、水分解膜又は介挿された電気吸着電極のようなイオン生成体４１を有する。イオン生成体４１は、第２の動作状態において、該電解槽部に介挿される。脱灰装置２０は、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態、及び水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態で動作するよう構成され、後者は例えば電位を反転させることによる。本発明はまた、該脱灰装置を有する家庭用機器、及び脱灰装置２０を利用して水溶液を脱灰する方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶液を脱灰するための脱灰装置であって、
水溶液を受容するよう構成された電解槽部を有し、
前記電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、
前記脱灰装置は更に、イオン生成体を有し、前記イオン生成体は、電気的に接続されておらず、
前記脱灰装置は、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態で動作するよう構成され、
前記脱灰装置は、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態で動作するよう構成され、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態において、前記電解槽部に介挿された、脱灰装置。
【請求項２】
前記イオン生成体は、水素陽イオン及び水酸化物陰イオンを生成し、前記第１及び第２の電極構成の両方から再生成されたイオンの電荷の平衡を保つよう構成され、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態の間、前記電解槽内の前記第１及び第２の電極構成からの再生成されたイオン間の再結合を遮断するよう構成された、請求項１に記載の脱灰装置。
【請求項３】
前記脱灰装置は、空間的及び時間的のうち１つ以上で互いから離隔された前記第１の動作状態及び前記第２の動作状態で動作するよう構成された、請求項１又は２に記載の脱灰装置。
【請求項４】
前記イオン生成体は、水分解膜である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項５】
前記イオン生成体は、介挿された電極である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項６】
前記水分解膜は、前記第２の動作状態において、それぞれ対向する前記第１及び第２の電極構成から脱着されたイオンを遮断するよう構成された、陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜を有する、請求項４に記載の脱灰装置。
【請求項７】
前記水分解膜は更に、前記陰イオン交換膜と前記陽イオン交換膜との間に交換膜流れスペーサを有する、請求項６に記載の脱灰装置。
【請求項８】
前記水分解膜は更に、前記陰イオン交換膜と前記陽イオン交換膜との間に陽子伝導材料を有する、請求項６又は７に記載の脱灰装置。
【請求項９】
前記介挿された電極の表面積は、前記第１の電極構成及び前記第２の電極構成のそれぞれの表面積よりも小さい、請求項５に記載の脱灰装置。
【請求項１０】
前記脱灰装置は、前記第２の動作状態において、処置済みの水溶液を受容するための処置済み水溶液部から前記電解槽部を流体的に離隔するよう構成された、離隔構成を更に有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項１１】
前記離隔構成は、前記第２の動作状態において、前記第２の電極構成から前記第１の電極構成を流体的に離隔するよう構成され、前記離隔構成は、前記イオン生成体上にある、請求項１０に記載の脱灰装置。
【請求項１２】
前記イオン生成体は、前記第１の動作状態においては、前記電解槽部には不在となるよう構成されるか、又は、前記イオン生成体は、前記第１の動作状態においては、前記電解槽部に介挿される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項１３】
前記第１の動作状態において、低い電位を持つ第１の電極構成と高い電位を持つ第２の電極構成との間に電圧を印加して、イオンを前記電極構成に引き付け、前記水溶液からイオンを除去するように構成され、更に、前記第２の動作状態において、極性を反転させて電位が反転するよう前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に電圧を印加して、前記第１の電極構成が高い電位を持ち前記第２の電極構成が低い電位を持つようにし、前記水溶液から除去されたイオンを再生成するよう構成された、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項１４】
前記第１の電極構成及び前記第２の電極構成を有し、更に前記水溶液を受容するための入口、及び前記水溶液を放出するための出口を有する、電解槽ユニットを有し、前記電解槽ユニットは、流水式ユニットとして構成された、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項１５】
前記脱灰装置は、第１の電解槽ユニットと第２の電解槽ユニットとを有し、前記第１の電解槽ユニットは、
水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第１の電解槽部を有し、
前記第１の電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、前記第２の電解槽ユニットは、
水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第２の電解槽部を有し、
前記第２の電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、
前記脱灰装置は、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態において、前記第１の電解槽ユニットにより動作するよう構成され、
前記脱灰装置は、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態において、前記第２の電解槽ユニットにより動作するよう構成され、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態において、前記第２の電解槽部に介挿され、
前記第１の電極構成及び前記第２の電極構成は、動作中に膜によって前記水溶液から離隔された流動可能な電気吸着材料を有し、
前記脱灰装置は更に、前記第１の電解槽ユニット及び前記第２の電解槽ユニットの電極構成間の前記流動可能な電気吸着材料を循環させるよう構成された、流動可能電気吸着材料循環システムを有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の脱灰装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の脱灰装置を有する、家庭用機器。
【請求項１７】
水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態と、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態と、を持つ、水溶液を脱灰する方法であって、前記第１の動作状態は、
水溶液を導入するステップと、
前記水溶液において、低い電位を持つ第１の電極構成と、高い電位を持つ第２の電極構成と、の間に電圧を印加し、イオンを前記電極構成に引き付け、イオンを前記水溶液から除去するステップと、を有し、
前記第２の動作状態においては、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間にイオン生成体が介挿され、第１の槽及び第２の槽を定義し、各前記槽は、反対に荷電させられた第１の電極構成と複数の電極構成とを含み、前記イオン生成体は、電気的に接続されておらず、前記第２の動作状態は、
反転した電位で前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に電圧を印加し、前記第１の電極構成が高い電位を持ち、前記第２の電極構成が低い電位を持つようにして、前記第１の動作状態において前記水溶液から除去されたイオンを再生成するステップと、
結果として生じる不要な水溶液を前記電解槽部から除去するステップと、
を有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有する、方法。
【請求項１８】
前記第１の電気吸着電極及び前記第２の電気吸着電極を有する電解槽ユニットを有する脱灰装置が利用され、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とが交番し、同一の電解槽ユニットにおいて実行される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記イオン生成体は、前記第２の動作状態においてのみ、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に介挿される、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記イオン生成体は、前記第１の動作状態及び前記第２の動作状態の両方の間に、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に介挿される、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載の脱灰装置が利用され、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とは、同時にではあるが、異なる電解槽ユニットにおいて適用される、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱灰装置に関する。特に、本発明は、水溶液を脱灰するための脱灰装置に関する。本発明はまた、脱灰装置を有する家庭用機器、及び水溶液を脱灰する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰化としても知られるスケール（scale）形成は、特に硬水の水道水のような水を用いる多くの家庭用機器における問題である。これらの家庭用機器の繰り返しの使用は、スケールの蓄積を引き起こし、該機器により提供される機能の効率又は品質を著しく低下させ得る。当該低下した機能を回避し、故障を防止するため、スケール除去又は脱灰としても知られる、スケールを除去するための定期的な洗浄が必要とされる。
【０００３】
装置をスケール除去しないことの結果は、例えば流体の流れを遮断する又は加熱要素を絶縁する、コーヒーメーカーにおけるスケールの形成を含み得る。蒸気アイロンにおいては、スケールは褐色の水が衣類に吐出されることに導き得る。更に、超音波振動子に基づく空気加湿器において使用される硬水の水道水は、白色のスケールの粉を拡散させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばイオン交換樹脂による、使い捨てのカートリッジを脱灰装置に備えることが知られている。イオン交換樹脂は、カルシウム及びマグネシウムイオンを、ナトリウム又はカリウムイオンと交換することによって、水を脱灰する。しかしながら、該樹脂は、水中のカルシウム及びマグネシウムイオンをナトリウムイオンと交換し、処置された水を非常にナトリウムの多いものとする。ナトリウムの多い水は一般に、紅茶、豆乳又は希釈粉ミルクをつくるのには適していない。
【０００５】
代替として、水を処置するために電気吸着が利用され得る。正イオン（例えばカルシウム）及び負イオン（例えば重炭酸イオン）が、両電極間に印加される電位によって駆動される電極により捕捉される。
【０００６】
欧州特許出願EP2402289は、軟水化手段を持つ温水供給装置であって、少なくとも一対の電極と、それぞれが正イオン交換器及び負イオン交換器を持つ一対の水分解イオン交換器と、該水分解イオン交換器と接触する流路と、該流路と連通した入口及び出口と、を含み、加熱された温水が軟水化手段にガイドされる装置を記載している。該装置の保守は不要で、該装置の構成は単純であり、該装置はサイズが低減され得、該装置は高い硬度を持つ生の水を軟水化し、低い電力消費で回復することができる。
【０００７】
米国特許出願公開US2004231976は、電気化学電池を利用した液体の電気化学的な浄化又は処置のための構成であって、２つの電極が、該電極間に配置され複数のチャネルを区切るイオン交換膜を備えた構成を記載している。この発明によれば、少なくとも幾つかのチャネルが、電池内に堆積している可能性がある残渣及び／又はスケールを溶解及び／又は除去し得る洗浄物質又は溶液を得るための、該チャネルに関連付けられたそれぞれの第２の電極（＋、−）を持つ。
【０００８】
米国特許US5788826は、第１及び第２の電極を持つ筐体を有する、溶液のストリームからイオンを除去するための電気化学電池を記載している。少なくとも１枚の水分解イオン交換膜が電流間に配置され、該水分解膜は、（ｉ）第１の電極に面する陽イオン交換面と、（ii）第２の電極に面する陰イオン交換面と、を有する。溶液のストリームの通路は、該水分解膜により定義される。該溶液のストリームの通路は、（ｉ）流入する溶液のストリームのための入口と、（ii）流入する溶液のストリームが、水分解膜の少なくとも一方の面を通って流れるようにし、１つ以上の処置された溶液のストリームを形成する、少なくとも１つのチャネルと、（iii）該処置された溶液のストリームを合流させ、単一の流出溶液を形成する、単一の出口と、を有する。好適には、該溶液のストリームの通路は、水分解膜の陽イオン及び陰イオン交換面の両方を通って流れる、単一の隣接チャネルを有し、更に好適には、中断のないシーケンスで全体が接続され、入口から出口まで略連続的に延在する。
【０００９】
米国特許出願公開US2005029124は、イオンを有する流入溶液を処置して流出溶液において選択可能なイオン濃度を得る装置を記載している。該装置は、第１及び第２の電極を持つ筐体を有する電気化学電池を有する。水分解イオン交換膜が第１の電極と第２の電極との間にあり、該膜は、第１の電極に面する陰イオン交換面と、第２の電極に面する陽イオン交換面と、を有するか、又はその逆である。該筐体はまた、流入溶液入口と流出溶液出口とを持ち、流入溶液が水分解イオン交換膜の陰イオン及び陽イオン交換面の両方を通って流れて流出溶液を形成することを可能とする溶液チャネルを備える。イオン交換段階の間は、可変電圧供給部が、第１及び第２の電極を複数の異なる電圧に維持することが可能である。
【００１０】
本発明の目的は、上述した問題を著しく軽減する又は克服する、水溶液を脱灰するための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は独立請求項により定義され、従属請求項は有利な実施例を定義する。
【００１２】
本発明の一態様によれば、（（水道）水のような）水溶液を脱灰するための脱灰装置（ここでは「装置」とも示される）であって、水溶液を受容するよう構成された電解槽部を有し、前記電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、特に、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、前記脱灰装置は更に、イオン生成体を有し、特に、前記イオン生成体は、電気的に接続されておらず（電極の場合には「浮動電極」）、前記脱灰装置は、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態で動作するよう構成され、前記脱灰装置は、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態で動作するよう構成され、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態において、前記電解槽部に介挿された、脱灰装置が提供される。
【００１３】
それ故、イオン生成体がイオン、水素陽イオン及び水酸化物陰イオンを生成し、第１及び第２の電極構成の両方から再生成されたイオンの電荷の平衡を保つことが可能である。イオン生成体はまた、第２の動作状態の間、電解槽内の第１及び第２の電極構成からの再生成されたイオン間の再結合を略遮断するよう機能することも可能であり得る。
【００１４】
それ故、特定の実施例においては、前記イオン生成体は、（使用の間に）水素陽イオン及び水酸化物陰イオンを生成し、前記第１及び第２の電極構成の両方から再生成されたイオンの電荷の平衡を保つよう構成され、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態の間、前記電解槽内の前記第１及び第２の電極構成からの再生成されたイオン間の再結合を遮断するよう構成される。
【００１５】
この構成により、例えば家庭用機器において、水溶液の簡便且つ効率の良い脱灰を提供することを支援することが可能となる。それ故、装置におけるスケールの形成が最小化され、従って装置の性能が向上させられ、動作寿命が伸ばされる。
【００１６】
ここで、「第１の電極構成」、「第２の電極構成」、「第１の電気吸着電極」及び「第２の電気吸着電極」等の語は、それぞれ個別に、複数の第１の電極構成、第２の電極構成、第１の電気吸着電極、第２の電気吸着電極等を示し得る。
【００１７】
特に、一実施例においては、前記脱灰装置は、（ａ）空間的及び（ｂ）時間的の１つ以上で互いから離隔された前記第１の動作状態及び前記第２の動作状態で動作するよう構成される。このことは、該脱灰装置及び／又は脱灰方法が、バッチ型処理及び連続型処理で（それぞれ）利用され実行され得ることを意味する。それ故、第１の動作状態と第２の動作状態とは、同じ電解槽を用いて連続的に実行されても良いし、任意には２つ以上の電解槽ユニットを用いる場合には同時に実行されても良い。それ故、単一の電解槽ユニットを備える装置は、一般的にはバッチ式（浄化と再生成とを連続する）に利用されるが、１つよりも多い電解槽ユニットを備えた装置は、バッチ式又は連続的に利用されることができ、後者の場合には、連続的な工程の利点を持つ。それ故、該脱灰装置は、一実施例においては、互いからは空間的に離隔した（即ち例えば異なる電解槽ユニットにおいて）第１の動作状態と第２の動作状態とで動作するよう構成され、別の実施例においては、互いからは時間的に離隔した第１の動作状態と第２の動作状態と（即ち例えば同じ電解槽ユニットにおいて）で別の時間に（即ち浄化段階の後に再生成段階）動作するよう構成される。「動作状態」なる語は、「動作段階」又は「動作モード」等とも示され得る。
【００１８】
ここで、「電解槽ユニット」なる語は、第１の電極構成及び第２の電極構成を有するユニットを示す。特に、これら電極構成は、処置空間により分離される。更に、第１の電極構成と第２の電極構成との間には任意に、イオン生成体が配置されても良い。斯くして、該イオン生成体は、電解槽ユニット（又は電解槽部）を２つの（別個の）セルに分割するよう構成され得る。電解槽ユニットを通る水溶液の流れを用いることにより、又は分離構成（イオン生成体と組み合わせ）を利用することにより（以下も参照）、（電解槽ユニットの）２つの槽部分）が、互いから実質的に離隔され得る（下流においては両方の部分からの水性液体が再び合流させられ得る）。水分解膜が用いられる場合には、該水分解膜は、それぞれの２つの槽部分の間に第３の空間をもたらし得ることに留意されたい。
【００１９】
ここで説明された装置は、複数の電解槽を含んでも良く、これら電解槽は、一実施例においては直列に構成されても良く、一実施例においては並列に構成されても良く、更なる（組み合わせの）実施例においては、これら電解槽の幾つかが直列に構成され、幾つかが並列に構成されても良い。
【００２０】
イオン生成体は（介挿された場合）、それぞれ（対向する）第１及び第２の電気吸着電極から脱着されたイオンの間の再結合を略遮断するよう構成されても良く、水素及び水酸化物イオンを生成して、これにより特にこれら脱着されたイオンとの電荷の平衡を維持するよう構成されても良い。それ故、「介挿される」なる語は特に、イオン生成膜が、第１の電極構成、特に第１の電気吸着電極と、第２の電極構成、特に第２の電気吸着電極と、の間に構成されることを示す。介挿電極により、一方の電極から他方の電極へのイオンからの直接の（線形の）移動が不可能とされ得る。
【００２１】
第１の電気吸着電極と第２の電気吸着電極とは特に、互いに並列に配置されても良いことに留意されたい。更に、これら電極は一般的に、同様の高さ又は長さを持っていても良い。同様に、イオン生成体はも略同じ高さ又は長さを持っていても良く、第１の電気吸着電極、水溶液のための空間、イオン生成体、水溶液のための空間、第２の電気吸着電極の層構造を可能としても良い。それ故、イオン生成体は、電解槽の第１の電気吸着電極側にける水溶液と、電解槽の第２の電気吸着電極側にける水溶液と、を少なくとも部分的に流体的に離隔するよう構成されても良い。それ故、イオン生成体は特に、第１の電極構成を第２の電極構成を少なくとも流体的に分離するよう構成されても良い。
【００２２】
前記装置は更に、電解槽及びイオン生成体の１つ以上を輸送し、第１の動作状態又は第２の動作状態をもたらすよう構成された、切り換え構成を含んでも良い。
【００２３】
前記イオン生成体は、水分解膜であっても良い。特に、該水分解膜は、（前記電気吸着電極間に、該電極とは物理的及び電気的に接触せずに）介挿されて構成されても良い。
【００２４】
水分解膜は、水の自己イオン化により水素陽イオン及び水酸化物陰イオンを生成し、それ故当該構成は、第２の動作状態の間のガスの形成、例えば塩素ガス並びに水の電気分解の間に形成され得る水素ガス及び酸素ガスの形成を防止する。
【００２５】
前記水分解膜は、陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜を有しても良い。
【００２６】
本構成によれば、第２の動作状態において、陰イオン交換膜は、水酸化物イオンが該膜を通過して第１の電極構成に向かうことを許容し、陽イオン交換膜は、水素イオンが該膜を通過して第２の電極構成に向かうことを許容する。それ故、電解槽部の効率が最大化される。
【００２７】
前記水分解膜は、前記陰イオン交換膜と前記陽イオン交換膜との間に交換膜流れスペーサを有しても良い。
【００２８】
本構成によれば、該流動分離要素が、イオンを含む未処置の水溶液のための交換膜間の空間を提供する。このことは導電性に寄与し、従って該水分解膜における電圧降下を低下させる。斯かる例においては、水溶液の３つの空間（及び／又は流れ）が存在し得る。
【００２９】
前記水分解膜は更に、前記陰イオン交換膜と前記陽イオン交換膜との間に陽子伝導材料を有しても良い。
【００３０】
この構成により、交換膜の間の陽子伝導材料が、膜の間の水素イオンの輸送を促進し、水分解膜における電圧降下を低減させる。
【００３１】
該陽子伝導材料はナフィオン（登録商標）であっても良い。
【００３２】
前記脱灰装置は、前記第２の動作状態において、処置済みの水溶液を受容するための処置済み水溶液部から前記電解槽部を流体的に離隔するよう構成された、離隔構成を有しても良い。
【００３３】
この構成の利点は、結果として生じる不用な水溶液が、処置済みの水を汚染させることを防止することが可能である点である。
【００３４】
前記離隔構成は、（前記第２の動作状態において）（前記第２の電極構成から）前記第１の電極構成を流体的に離隔するよう構成されても良い。
【００３５】
それ故、第２の動作状態において、第１及び第２の電極構成からの再生成されたイオン間の再結合を防止することが可能となる。
【００３６】
該離隔構成は、イオン生成体上にあっても良い。当該離隔構成は、イオン生成体が電極構成間の介挿位置にある場合に、流体障壁として機能する滑動可能な封止部であっても良い。更に、当該離隔構成は、他の目的のために利用されても良い。以下にも示されるように、当該離隔構成は、ポンプ、（逆止）弁、流体の経路を遮断するよう移動させられ得る障壁材料、又はその他の、流体通路間及び／又は容器間の流体連通を防止するよう構成され得る代替の装置を有しても良い。
【００３７】
該イオン生成体は、介挿電極であっても良い。それ故特に、該イオン生成体の実施例としての電極は、（電気吸着電極間に、該電極のいずれとも物理的及び電気的に接触せずに）介挿されて構成されても良い。
【００３８】
それ故、該イオン生成体は、容易に且つコスト効率良く製造され得る。
【００３９】
該介挿電極は、炭素及び／又はチタンから形成されても良い。
【００４０】
該介挿電極の表面積は、第１の電気吸着電極及び第２の電気吸着電極のそれぞれの表面積よりも小さくても良い。
【００４１】
当該構成は、電気分解反応が、介挿電極において起こり、第１の電極構成及び第２の電極構成においては起きないことを、確実にすることを支援する。
【００４２】
該イオン生成体は、第１の動作状態においては、電解槽部には不在となるよう構成されても良い。
【００４３】
代替としては、該イオン生成体は、第１の動作状態において、電解槽部に介挿されても良い。それ故、実施例においては、前記イオン生成体は、前記第１の動作状態においては、前記電解槽部には不在となるよう構成されるか、又は、前記イオン生成体は、前記第１の動作状態においては、前記電解槽部に介挿される。
【００４４】
特定の実施例においては、本発明の一態様による脱灰装置は、前記イオン生成体が、前記第２の動作状態においてのみ、前記電解槽部（又は電解槽ユニット）に介挿されることを特徴とする。更に他の実施例においては、本発明の一態様による脱灰装置は、前記イオン生成体が、常に前記電解槽部（又は電解槽ユニット）に介挿されることを特徴とする。
【００４５】
当該構成は、該脱灰装置の構成を簡略化することを支援する。それ故、製造が簡略化され、該装置の信頼性が最大化され得る。
【００４６】
前記脱灰装置は、前記第１の動作状態において、低い電位を持つ第１の電極構成と高い電位を持つ第２の電極構成との間に電圧を印加して、イオンを前記電極構成に引き付け、前記水溶液からイオンを除去するように構成されても良く、更に、前記第２の動作状態において、極性を反転させて電位が反転するよう前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に電圧を印加して、前記第１の電極構成が高い電位を持ち前記第２の電極構成が低い電位を持つようにし、前記水溶液から除去されたイオンを再生成するよう構成されても良い。
【００４７】
該イオン生成体は、電気的に接続されていなくても良い。それ故、該装置は簡素化される。それ故、該イオン生成体は、浮動電極であっても良い。以上に示したように、該イオン生成体は、電解槽ユニットを２つの部分に分割するよう構成されても良く、斯かる分割は再生成の間に特に有用となり得る。該イオン生成体は、電気的に接続されている必要がないため、該装置の構成及び従って製造が、大きく簡素化され得る。驚くべきことに、斯かる浮動電極を用いると、効率の良い再生成が実行され得る。浮動電極が、第１の電極構成（の少なくとも一部）と第２の電極構成との間に構成されるため、該イオン生成体に外部から電流を供給せずに、イオンが生成される。該浮動電極は、等しい量の水素陽イオンと水酸化物陰イオンとが生成されることを（略）確実にし、それにより、電解槽において合流した溶液の全体のｐＨが影響を受けないままとなることを（略）確実にし得る。
【００４８】
更なる実施例においては、ここで定義された脱灰装置は、前記第１の電極構成及び前記第２の電極構成を有し、更に任意に、前記水溶液を受容するための入口、及び前記水溶液を放出するための出口を有する、電解槽ユニットを有しても良く、前記電解槽ユニットは、特に流水式ユニットとして構成される。別個の入口と出口とが適用される場合、該装置は、第１の電極構成、特に第１の電気吸着電極と、第２の電極構成、特に第２の電気吸着電極と、の間に水溶液を流すよう構成され得る。特に、該電極構成は、互いに並列に構成されても良い。更に特には、該電気吸着電極が、互いに並列に構成されても良い。このようにして、水溶液が電極構成間又は電気吸着電極間を流れ、開口において電解槽ユニットに入り、（イオンを減少されて（浄化）又はイオンを増大されて（再生成モード））出口において該ユニットを出ることができる。
【００４９】
本発明の他の態様によれば、請求項において定義された脱灰装置を有する家庭用機器が提供される。
【００５０】
本発明の他の態様によれば、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態と、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態と、を持つ、水溶液を脱灰する方法であって、前記第１の動作状態は、（ａ）水溶液を導入するステップと、（ｂ）前記水溶液において、低い電位を持つ第１の電極構成と、高い電位を持つ第２の電極構成と、の間に電圧を印加し、イオンを前記電極構成に引き付け、イオンを前記水溶液から除去するステップと、を有し、前記第２の動作状態は、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間にイオン生成体が介挿され、第１の槽及び第２の槽を定義し、各前記槽は、反対に荷電させられた第１の電極構成と複数の電極構成とを含み、前記第２の動作状態は、（ｃ）反転した電位で前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に電圧を印加し、前記第１の電極構成が高い電位を持ち、前記第２の電極構成が低い電位を持つようにして、前記第１の動作状態において前記水溶液から除去されたイオンを再生成するステップと、（ｄ）その結果として生じる不用な水溶液を前記電解槽部から除去するステップと、を有する。特に、以上に示されたように、該イオン生成体は、電気的に接続されていない。更に、同様に以上に説明されたように、特に前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有する。
【００５１】
このことは、水溶液を脱灰する方法の効率を最大化させる。
【００５２】
第２の動作状態においては、該方法は更に、電解槽部における第１及び第２の電極構成を室から離隔するステップを有しても良い。
【００５３】
本方法の利点は、再生成されたイオンが、該室における処置済みの水溶液へと通過させられることを容易に防止することが可能である点である。
【００５４】
更なる実施例においては、前記第１の電気吸着電極及び前記第２の電気吸着電極を有する電解槽ユニットを有し、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とが交番し、同一の電解槽ユニットにおいて実行される、特にここで定義された脱灰装置が適用されても良い。更に、一実施例においては、前記イオン生成体は、前記第２の動作状態においてのみ、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に介挿される。代替としては、前記イオン生成体は、前記第１の動作状態及び前記第２の動作状態の両方の間に、前記第１の電極構成と前記第２の電極構成との間に介挿される。しかしながら、更なる実施例においては、特に２つの電解槽を含み、第１の電解槽は、第１の動作状態のために構成され、第２の電解槽は、第２の動作状態のために構成され、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とは、同時にではあるが、異なる電解槽ユニットにおいて適用される、特にここで定義された脱灰装置が適用される。
【００５５】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。
【００５６】
それ故、一実施例においては、本発明は、数あるなかでも、電気駆動の２つの連続する段階又は２つの並列の段階で用いられる２つのタイプの電極を提供する。
【００５７】
一実施例においては、第１の段階（ここでは「浄化段階」、「浄化モード」又は「充填モード」とも示される）において、通常の（充填）動作の下で、第１及び第２の対向する「電気吸着」電極に電位が印加され、第１の電極（低電位）に陽イオンを、第２の電極（高電位）に陰イオンを蓄積する。このことは、第１及び第２の電気吸着電極の総吸着能力が到達されるまで、２つの電極を通過する水の総イオン量が著しく低減させられることを確実にする。第２の段階（ここでは「再生成モード」又は「スケール除去モード」とも示される）において、スケール除去の保守のため、第１の電極と第２の電極との間に、第３の非電気吸着電極（典型的には幾何的な表面のみを持つ）が介挿され、これにより（実質的に）２つの別個の槽が形成される。印加される電位が反転され（浄化段階のためのものと同じ槽が用いられる場合）、第１の電極に高い電位が、第２の電極に低い電位が、第３の電極に浮動電位がかけられる。これらの電位の影響の下、以前に蓄積された陽イオン及び陰イオンが、それぞれの槽に効果的に放出され、第３の非電気吸着電極において生じる電気分解反応により形成するＯＨ−及びＨ＋によりそれぞれ平衡を保たれる。従って、第１の電極を持つ第１の槽はアルカリ性となり、放出されるカルシウム及びマグネシウムイオンを、固体の水酸化物塩に変換する。第２の電極を持つ第２の槽は酸性となり、放出される重炭酸イオンをＣＯ２ガスに変換し、更に第３の電極における放出された塩化物イオンが塩素ガスに反応する。これに加え、第３の電極における電気分解反応は、第１の槽において水素ガスを、第２の槽において酸素ガスを形成する。
【００５８】
しかしながら、本発明において説明されたように、再生成電気吸着槽はイオン生成体に介挿されないため、このことは非効率的な動作をもたらす。再生成槽のなかにおける石灰化の問題を回避するため、最小の流量が維持される必要があり、著しい排出物の量に導く。それ故、イオン生成体又は介挿された電極を備えた本発明は、先行技術の方法に対して大きな利点を提供し、排出物の形成を低減させる。
【００５９】
それ故、実施例において、本発明の主な要素は、流動電極電気吸着システムの再生成槽に存在するイオン生成体である。当該イオン生成体は、脱着された負イオン（特にＨＣＯ３−）との脱着された正イオン（特にＣａ２＋）の再結合を防止し、これにより再生成槽のなかでの石灰化の問題を防止し、より小さな排出物のストリームを実現する。
【００６０】
流動電極電気吸着システムは２つの別個の電気吸着槽を持つため、イオン生成体が再生成槽にのみ配置される必要はく、浄化槽に影響を及ぼさない。このことは、両方の槽の別個の最適化を可能とし、最適な性能及び最小減の排出物の可能性をもたらす。
【００６１】
以上に示されたように、イオン生成体が利用される。該イオン生成体は、水分解膜又は単に（Ｐｔ板のような）電極を有しても良い。後者はここでは第３の電極とも示される。当該第３の電極の利点は、以下のとおりである。
・効果的な脱着。第１及び第２の電気吸着電極から放出されたイオンの優位な種が他の種に変換されるため、これら脱着されたイオンは、残りのイオンの更なる放出を妨げない。
・電気吸着電極と物理的に接触した電極構成における陽イオン／陰イオン交換膜が必要とされない。このことは、コストの観点から有益であるが、後続する充填−スケール除去サイクルにおいて第１及び第２の電極の極性を反転させることにより、電極の寿命も延長され得る。第３の電極がないと、スケール除去モードにおける極性の反転が、第１の電極からの放出されるイオンが、第２の（対向する）電極において即座に再吸着されること、及びその逆に帰着し得る。従って、間に第３の電極がない場合には、斯かる反対の再吸着を防止するために、陽イオン／陰イオン交換膜が必要とされることとなる。しかしながら、本発明は陽イオン／陰イオン交換膜を除外するものではないことに留意されたい。
・介挿された電極が、表面積における大きな非対称をもたらし、これにより、高い電圧及び電流においても、電気吸着電極における電気分解を防止する。このことは、電気吸着電極の、より高速な再生成を可能とする。
・電解反応が、視覚的に認識可能な排出物を生成する。特に、アルカリ性の槽におけるカルシウム及びマグネシウムイオンが、固体のカルシウム／マグネシウム水酸化物の沈殿を形成し、該沈殿が水を乳濁した流体にする。このことは、消費者に排出物として容易に認識され得るものであり、スケール除去工程への信頼性を与える。
・本発明は、電極のような介挿されたイオン生成体の両側における合流した溶液の全体のｐＨが酸性にならないようにすることを可能とし、該機器のなかの容器及び更なる下流部における金属部分に対する潜在的な損傷を防止する。
【００６２】
特に間にスペーサを備えたイオン交換膜が適用される場合の、（介挿された）水分解膜の利点は、（介挿された）電極についての上述した利点に加え、ガスの形成が削減又は防止され得る点である。
【００６３】
一実施例においては、電気吸着電極は、イオンを蓄積するための大きな（内側の）表面積を持つ。好適には、これらの電極は、超コンデンサ又は容量性脱イオン用途で便利に且つコスト効率良く利用されるような、活性炭からつくられる。少なくとも５００ｍ２／ｇｒ、例えば少なくとも１０００ｍ２／ｇｒの表面積が利用可能である。
【００６４】
一実施例においては、第３の介挿された電極は、電気吸着電極よりもかなり小さい（内部）面積を持つ（例えば少なくとも１００倍小さい）。このことは、電気分解反応が、当該第３の電極においてのみ起き得る（第１及び第２の電極においては起きない）ことを確実にし得る。特に、電気吸着電極は、燃料電池において従来よりコスト効率良く利用されているように、例えば射出成型された炭素又はガラス状炭素のような炭素から、又は代替として、（本分野において寸法安定性陽極（ＤＳＡ）として知られる）寿命延長のためのルテニウム又はイリジウム酸化物被覆により被覆されたチタンからつくられる。
【００６５】
本発明者は驚くべきことに、再生成の間、第３の介挿された電極は、電気的な接続を必要としないことを見出した。当該第３の電極が接続されず浮動のままである場合には、該電極は自動的に、対向する電気吸着電極間における電位を受けることとなる。浮動電極の利点は、より少ない構成要素しか必要とせず、より多くの設計上の選択肢を許容する点である。浮動電極の更なる利点は、等しい量の水素陽イオン及び水酸化物陰イオンが当該電極の対向する両側で生成され、これにより電解槽における合流した溶液の全体のｐＨが影響を受けないままとなることを確実にする点である。介挿された電極に対する代替の実施例は、介挿された双極性膜である。介挿された電極と同様に、当該双極性膜は、再生成の間のみ挿入されても良い（ただし永続的な介挿等のような他の実施例も可能である）。当該介挿された双極性膜もまた、電気的な接続を必要としない。双極性膜は、陰イオン交換膜と、該交換膜とあわせて積層された陽イオン膜と、から成っても良い。再生成の間、特に陽イオン交換膜側が、負の電気吸着電極に面するべきであり、Ｈ＋イオンを放出する。その逆に、陰イオン交換膜側は、正の電気吸着電極に面するべきであり、ＯＨ−イオンを放出する。金属の介挿された電極に比べた更なる利点は、双極性膜が電気分解ではなく水の自己イオン化によってＨ＋／ＯＨ−を生成し、従って水素、酸素及び塩素のガスの形成が回避される点である。
【００６６】
切り換え可能な（例えばバッチ）システムを仮定すると、充填モードとスケール除去モードとの間の電極構成の切り換えは、多くの方法で実現されることができ、例えば（ａ）第１及び第２の電極を適所に残したまま第３の電極を介挿する（例えば回転によって（他所参照））ことにより、（ｂ）第１及び第２の電極を、第３の電極が介挿されることができる該機器内の新たな位置に移動させることにより、（ｃ）第１及び第２の電極（好適にはカートリッジの中にある）を該機器から取り外し、これら電極を、第３の電極が介挿されることができる別の位置又は別個の「スケール除去」装置に挿入することにより、実現され得る。当該最後の手法の利点は、集中的な使用の後に、予備の電気吸着電極がユーザによって購入されて交換され得る点である。
【００６７】
第３の電極を備えたスケール除去構成において、好適には２つの槽が流体接続されず、酸と塩基の再結合が最小化される。例えば、このことは、電極の下の（一時的な）封止層により実現され得る。更に、当該封止層は、容器及びことによると更に下流の電解槽への、使用済み流体の漏れを防止する。代替の実施例においては、封止機能は逆止弁により実行されても良い。当該実施例においては、半分の槽の両方が別個の流体出口を持ち、これらのうち少なくとも一方が、更なる下流で単一の出口に一体化する前に逆止弁を含む。通常の浄化動作においては、該逆止弁が開くが、流れ非再生成モードにおいては、該逆止弁が、半分の槽の双方の流体間の混合を防止し、容器及びことによると下流に位置する更なる電解槽への漏れを防止する。
【００６８】
実施例において、第１及び第２の電極は、水容器の入口に配置されても良いが、容器の中に配置されても良い。後者の利点は、イオンの捕捉が急を要するようなものとならない点であり、例えばストリームのイオンにおいて、充填動作が２０秒を要すると予測されるところ、該容器のなかの水の存在時間が、典型的には３０分となる。
【００６９】
電気吸着を利用する代替の方法は、米国特許出願公開US2013/0209916に記載されており、ここで参照により本明細書に組み込まれたものとする。ここでは、電気吸着槽に流入及び該電気吸着槽から流出することができる活性炭のスラリー相を有する、多孔質の電極の実施例が説明されている。
【００７０】
斯かるシステムは、「流動電極電気吸着」と呼ばれ、本発明の一実施例においては、以下から成る連続的な工程を可能とする：
・浄化電気吸着槽における、スラリー内の活性炭への流入水からのイオンの吸着
・浄化電気吸着槽から再生成電気吸着槽への、吸着されたイオンを含むスラリーの輸送
・再生成電気吸着槽における、スラリーから廃水ストリームへのイオンの脱着
・再生成電気吸着槽から浄化電気吸着槽への、再生成されたスラリーの輸送
【００７１】
ここでも説明された従来のバッチ工程と比べて、この工程は、最適化するのが容易となり、優れた堅固な浄化及び最小の廃棄物しか伴わない性能の可能性を持ち得るという利点を持つ。
【００７２】
それ故、本発明は、更なる実施例において、ここで定義されたような脱灰装置であって、前記装置は、第１の電解槽ユニットと第２の電解槽ユニットとを有し、前記第１の電解槽ユニットは、水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第１の電解槽部を有し、前記第１の電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、前記第２の電解槽ユニットは、水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第２の電解槽部を有し、前記第２の電解槽部は、第１の電極構成と第２の電極構成とを有し、前記第１の電極構成は、第１の電気吸着電極を有し、前記第２の電極構成は、第２の電気吸着電極を有し、前記脱灰装置は、水溶液からイオンを除去するための第１の動作状態において前記第１の電解槽ユニットを用いて動作するよう構成され、前記脱灰装置は、水溶液にイオンを再生成するための第２の動作状態において前記第２の電解槽ユニットを用いて動作するよう構成され、前記第２の動作状態において、前記第２の電解槽部にイオン生成体が介挿され、前記第１の電極構成及び前記第２の電極構成は、動作時に膜によって前記水溶液から離隔された流動性電気吸着材料を有し、前記脱灰装置は更に、前記第１の電解槽ユニット及び前記第２の電解槽ユニットの電極構成間において前記流動性電気吸着材料を循環させるよう構成された、流動性電気吸着材料循環システムを有する、脱灰装置を提供する。
【００７３】
それ故、斯かる装置を用いれば、連続的な浄化工程が提供され得る。
【００７４】
また米国特許出願公開US2013/0209916に記載されているように、以上に説明された連続的な流動電極システムは、流動陽極活性材料を含む流動陽極と、流動陰極活性材料を含む流動陰極とを含んでも良い。陽極活性材料及び陰極活性材料は、一般的な連続的流動電極システムにおいて用いられるいずれかのもの、即ちバッテリ又は蓄電池を含んでも良く、使用の目的及び／又は環境を考慮して当業者によって適切に選択され得る。実施例において、陽極活性材料と陰極活性材料とは、異なる材料を含んでも良いし、又は同一の材料を含んでも良い。陽極活性材料及び陰極活性材料のような電極材料は、多孔質の炭素（活性炭、炭素エアロゾル、カーボンナノチューブ等）、黒鉛粉末、金属酸化物粉末等を含んでも良く、これらが流体化された状態で用いられるべき電解質と混合されても良い。当該電解質は特に、ＮａＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｎａ２ＮＯ３等のような水溶性の電解質、及び、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のような有機電解質を含んでも良い。一実施例においては、陽極は陽極コレクタ、陽極分離層、該陽極コレクタと該陽極分離層との間に形成された陽極流れチャネル、及び該陽極流れチャネルを通って流れる陽極活性材料を含む。一実施例においては、陰極は陰極コレクタ、陰極分離層、該陰極コレクタと該陰極分離層との間に形成された陰極流れチャネル、及び該陰極流れチャネルを通って流れる陰極活性材料を含む。更に、電極コレクタ及び電極分離層は、従来の連続的流動電極システムにおいて用いられるいずれかのもの（バッテリ、蓄電池等）を含んでも良く、使用の目的及び／又は環境を考慮して当業者によって適切に選択され得る。
【００７５】
動作中に水溶液から分離された流動性電気吸着材料を保持するよう構成された膜は、それぞれ陽極分離層及び陰極分離層とも示され得る。陽極分離層は、細孔性絶縁分離膜又は陰イオン交換（導電性）膜であっても良く、陰極分離層は、細孔性絶縁分離膜又は陽イオン交換（導電性）膜であっても良い。分離層は、電気的及び物理的な分離のために利用され、細孔性絶縁分離膜は、イオンの輸送のみを許容し、イオン交換（導電性）膜は陽イオン又は陰イオンを選択的に輸送し得る。陽極活性材料又は陰極活性材料は、電解質と混合された陽極活性材料又は陰極活性材料を含む、スラリー相活性材料を含んでも良い。
【００７６】
一実施例においては、該連続的な流動電極システムは、陽極コレクタ、陽極分離層、該陽極コレクタと該陽極分離層との間に形成された陽極流れチャネルを通って流れる陽極活性材料を含む、陽極と、陰極コレクタ、陰極分離層、該陰極コレクタと該陰極分離層との間に形成された陰極流れチャネルを通って流れる陰極活性材料を含む、陰極と、を含んでも良い。水溶液は、陽極と陰極との間にある（即ち間を流れる）。該連続的な流動電極システムは、単位槽であっても良く、２つ以上の単位槽が連続的に配置されても良く、電極材料と電解質とを同時に及び連続的に流しても良い。一実施例においては、電極材料は、水溶液と該電極材料との間の接触面積を増大させるため、微小なカプセルに封入されていても良い。より詳細には、陰イオン分離層（選択的に陰イオンを通過させ液体電解質の通過を遮断する密な層）及び陽イオン分離層（陽イオンのみを選択的に通過させる密な層）が利用される。
【００７７】
各選択的イオン層により封入された電極活性材料を用いる場合、必ずしも２つの電極間にイオン伝導性の密な層を備える必要はないものとなり得る。代替としては、イオンとともに水溶液の通過も許容する細孔性絶縁分離膜が利用され、水溶液と封入された電極活性材料粒子との間の接触面積が増大される。
【００７８】
微小なカプセルに封入された電極は、実施例においては、中心部における核と、該核の周りを囲む殻部と、を含んでも良く、ここで殻部の材料は、電解質中に存在するイオンを交換する特性を持つ。本発明の一実施例によれば、該殻部の材料は、陽イオンを交換することが可能なスルホン酸基（ＳＯ３−）、カルボキシル基（ＣＯＯ−）又はリン酸基（ＰＯ４−）等を含む高分子膜、又は、陰イオンを交換することが可能な第一級、第二級、第三級又は第四級のアンモニウム基を結合されて含む高分子膜を含んでも良い。微小なカプセルは、固相法又は液相法により準備されても良い。特に、液相法においては、核／殻部構造が、例えば界面活性剤を用いたエマルション法、単量体を重合して殻部の材料を準備する重合法、又は核及び殻部を射出又は押し出す方法により、同時に又は別個に形成されて、微小なカプセルに封入された電極を形成しても良い。該微小なカプセルに封入された電極は、単一の顆粒又は共に凝集した個々の顆粒と、該顆粒を囲む殻部を含むため、単位重量又は単位体積当たりの電極面積が、全てが凝集した顆粒から形成されたバルク状の電極よりも大きいという利点を持つ。
【００７９】
本発明の実施例は、添付図面を参照しながら、単に例として、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】脱灰装置を備えた蒸気システムアイロンを示す。
【図２】脱灰装置を備えた水差しを示す。
【図３】処置モードにおける脱灰装置の模式的な図を示す。
【図４】再生成モードにおける図３に示された脱灰装置の模式的な図を示す。
【図５】処置モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図６】再生成モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図７】処置モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図８】再生成モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図９】処置モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図１０】再生成モードにおける脱灰装置の他の実施例の模式的な図を示す。
【図１１（Ａ）】代替の装置の評価を示す。
【図１１（Ｂ）】代替の装置の評価を示す。
【図１２（Ａ）】代替の装置の評価を示す。
【図１２（Ｂ）】代替の装置の評価を示す。
【図１３】代替の装置の評価を示す。
【図１４（Ａ）】代替の装置の評価を示す。
【図１４（Ｂ）】代替の装置の評価を示す。
【図１５（Ａ）】代替の装置の評価を示す。
【図１５（Ｂ）】代替の装置の評価を示す。
【図１６（Ａ）】ここで定義された装置の評価を示す。
【図１６（Ｂ）】ここで定義された装置の評価を示す。
【図１７（Ａ）】ここで定義された装置の評価を示す。
【図１７（Ｂ）】ここで定義された装置の評価を示す。
【図１８】ここで定義された装置の評価を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
図１を参照すると、蒸気システムアイロン１０が示されている。蒸気システムアイロン１０は、基部ユニット１１、流体容器として機能する基部ユニット１１における入口容器１２、及びハンドヘルド型アイロンユニット１３を有する。入口容器１２は、基部ユニット１１における蒸気生成器（図示されていない）に送られるべき、水道水のような未処置の水溶液を保持するよう構成される。蒸気生成器は供給された水溶液を蒸気に変換し、該蒸気がホース１４を通してアイロンユニット１３に送られる。代替としては、蒸気生成器（図示されていない）は、アイロンユニット１３のなかにあっても良い。アイロンユニット１３は、衣類の布に対して当てられることが可能であり、該衣類へと蒸気を放出する。それ故、衣類の布は押し付けられ、蒸気がけされることができる。
【００８２】
蒸気システムアイロン１０は、脱灰装置２０を有する。脱灰装置２０の詳細な説明は、以下の通りである。脱灰装置２０は、入口容器１２と蒸気生成器との間に配置される。脱灰装置２０は、入口容器１２と連通した入口と、処置部２１と、処置済み水溶液部（図示されていない）と、を有する。処置部２１は、入口容器１２と該処置済み水溶液部との間にある。代替としては、処置部２１は、入口容器１２の中において、入口容器１２に隣接して、又は入口容器１２から離隔されて配置される。処置部２１は、入口容器１２における水溶液と流体連通している。入口容器１２に受容された未処置の水溶液は、処置部２１へと送られ、該処置部で処置される。処置された水溶液は次いで、処置部２１から処置済み水溶液部へと送られる。本実施例においては、該処置済み水溶液部は、蒸気生成器（図示されていない）又は蒸気生成器へと続く流体通路である。しかしながら、代替の実施例においては、該処置済み水溶液部は、限定するものではないが、管若しくはホースのような流体通路、又はタンクのような流体容器を含む、処置部２１からの流体出口である。
【００８３】
図１においては、蒸気システムアイロン１０が示されているが、以下に明らかとなるように、脱灰装置２０は、代替の衣類ケア装置と共に利用されることもできる。例えば、脱灰装置は、蒸気アイロン又は衣類スチーマと共に利用され得る。衣類ケア装置において脱灰装置２０を用いる利点は、例えば、脱灰装置２０が、蒸気生成器における石灰化を制限する抑止手段として機能することが可能である点である。このことは、蒸気生成器が、時間経過に伴う石灰化を考慮する必要なく設計されることを可能とする。それ故、蒸気生成器のサイズが最小化され得る。更に、スケールが生成されず、処置されている衣類に向けて放出されることもなくなる。
【００８４】
脱灰装置２０は、衣類ケア装置とあわせた利用に限定されるものではない。脱灰装置２０が、限定するものではないが、床用蒸気洗浄器、食品用スチーマ、湯沸し器、コーヒーメーカー、エスプレッソメーカー、紅茶メーカー、炭酸水製造器、軟水化器、浄水器、加湿器等を含む、家庭用機器に内蔵され得ることが想到される。湯沸かし器及びコーヒーメーカーにおける脱灰装置２０の利用は、保守を最小化し、温かい飲料にスケールが入ることを防止することを支援し得る。処置された水溶液は、乳児の腎臓に対するストレスを低減することを支援するための粉からの乳児用ミルクの調製においても使用されることができ、また蛋白質の抽出において助力することにより豆乳を作るためにも使用されることができる。更に、脱灰装置２０が、台所のシンクの給水器と組み合わせて、又は全体的な家庭用の水の脱灰用途のため、利用され得ることが想到される。
【００８５】
脱灰装置は、全体として参照番号５により示される。明確さのため、幾つかの図面（及び請求項）においては、該装置は代替の番号で示される。
【００８６】
例えば、図２を参照すると、室１６及び処置部２１を有する水差し１５が示されている。処置部２１は、水溶液のための室１６内にある。本実施例においては、室１６は、入口容器及び処置済み水溶液部の両方として機能する。未処置の水溶液は、流体通路（図示されていない）を通して処置部２１へと送られ、処置部２１において部分的に処置されて、他の流体通路（図示されていない）を通して室１６へと戻される。部分的に処置された水溶液は次いで、処置部２１へと送り戻され、所望のレベルにまで処置されるまで再循環を続けられる。
【００８７】
ここで図３及び４を参照すると、脱灰装置５の一実施例の模式図が示されており、ここでは脱灰装置２０として示されている。脱灰装置２０は、処置部２１と、処置済み水溶液部として機能する室２２と、を有する。
【００８８】
脱灰装置２０は、処置モードにおいて、水溶液から物質を除去し、該水溶液から鉱質成分を減少させて、例えば「硬」水から「軟」水へとするよう動作するように構成される。脱灰装置２０はまた、再生成モードにおいて、処置モードの間に水溶液から除去された廃棄物質を、処置部２１から放出するよう動作するように構成される。「硬」水は、水（Ｈ２Ｏ）に溶解した塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）のような分子を含む。
【００８９】
図３において、脱灰装置２０は、第１の動作状態にある。第１の動作状態においては、脱灰装置２０は、処置モードにある。即ち、脱灰装置２０は、限定するものではないが、ナトリウム、カルシウム、塩化物、重炭酸イオンのような物質を、脱灰装置２０により受容された水溶液から除去するよう構成される。該装置は、例えば鉄、コバルト、銅、マンガン、モリブデン、亜鉛、水銀、プルトニウム及び鉛のような重金属イオンを、水から除去するために用いられても良い。
【００９０】
図４において、脱灰装置２０は、第２の動作状態にある。第２の動作状態においては、脱灰装置２０は、再生成モードにある。即ち、脱灰装置２０は、処置モードにおいて水溶液から除去された物質を放出することにより、処置部２１を再生成するよう構成される。
【００９１】
脱灰装置２０は更に、流体入口２３及び流体出口（１２３）を有する。流体入口２３は、流体出口（の１つ）を形成しても良い。本実施例においては、流体入口２３は、処置部２１により定義される。即ち、処置部２１を通り流体経路が形成される。それ故、水溶液は処置部２１を通過して、室２２に受容される。流体経路は、処置空間２４を定義する。室２２は、処置部２１の下流部又は流体出口である、処置済み水溶液部として機能する。処置部２１は、実施例においては特に、第１の電気吸着電極３４と第２の電気吸着電極３５との間の空間として定義されても良い。更に、処置部２１は特に、実施例においては、流体入口２３と流体出口１２３との間の空間として定義されても良い。それ故、参照番号１２６により示される電解槽ユニットは、実施例においては、第１の電気吸着電極３４と第２の電気吸着電極３５との間の空間として定義されても良い。更に、該電解槽ユニットは特に、実施例においては、流体入口２３と流体出口１２３との間の空間として定義されても良い。
【００９２】
処置部２１は、室２２の流体入口２３に配置され、流体入口２３に送られた水溶液が、処置部２１を通って室２２に到達するようにされる。それ故、流体経路は、処置部２１を通り流体入口２３から定義される。斯かる実施例においては、例えば「硬」水のような処置されるべき水溶液は、処置部２１における流体経路を通過するときに処置部２１により処置される。斯かる構成においては、処置部２１は、該流体経路を通る水の流量を制限する流量制限器（図示されていない）を持っても良い。流量制限器は、処置部を流れる水溶液が、該水溶液から所望の不純物を取り除く所望の程度にまで処置されるような流量にまで、流量を制限するよう機能する。流量制限器は、流路の断面積を制限して流量を制限しても良く、例えば、流体経路が、制約された直径を持っても良い。代替としては、流体経路に制約要素が配置されても良い。斯かる構成においては、流体経路は、流れに対して所定の抵抗を持つよう構成される。
【００９３】
処置部２１は、水溶液が室２２に受容されたときに、水溶液に浸されても良い。このことは、水溶液が流体経路に沿って流れた後にも、室２２における水溶液の継続した処置を可能とする。
【００９４】
代替としては、処置部２１は、流体入口２３とは独立に配置される。斯かる構成のひとつにおいては、処置部２１は、流体入口２３とは独立した、流体出口に近接して配置されても良い。処置部２１は、室２２の下部に配置されても良い。斯かる構成においては、室２２が、未処置入口容器として機能する。斯かる構成においては、例えば「硬」水のような処置されるべき水溶液が、室２２から流体出口まで処置部２１における処置空間２４を定義する径路を通過する際に、処置部２１により処置される。斯かる構成においては、処置部２１は、水溶液が室２２に受容されたときに、水溶液に浸されても良い。このことは、水溶液が流体出口から流れ出る前に、室２２における水溶液の処置を可能とする。
【００９５】
一実施例においては、処置部２１は、水溶液が室２２に受容されたときに、水溶液に浸されるように配置される。斯かる構成のひとつにおいては、処置部２１は、流体入口２３及び流体出口から離隔され、処置部２１が室２２の中央部に位置するようにされても良い。処置部２１は、室２２のなかの水溶液と流体連通している。即ち、処置部２１は、水溶液にさらされる。それ故、室２２のなかの水溶液は、処置空間２４において処置され得る。処置部２１が室２２の中央部に位置する実施例においては、室２２は、入口容器としても処置済み水溶液部としても機能する。処置空間２４に流入する部分的に処置された水溶液は、処置部２１から出て、室２２へと戻る。該部分的に処置された水溶液は、所望のレベルの処置が到達されるまで、この工程を辿っても良い。処置部２１は、室２２に受容されても良い。処置部２１は、室２２から離隔され、通路を介して接続されていても良い。処置部２１は、室２２に隣接して配置されても良い。
【００９６】
以上に説明された実施例において、処置部２１は、室２２に固定的に装着されるか又は室２２に対して固定的に装着され、処置済み水溶液部として機能する。代替としては、処置部２１は、可動的に装着されても良い。斯かる構成は、処置部２１が、代替の処置部２１と交換される又は入れ替えられることを可能とする。一構成においては、処置部２１は、再生成モードに動かされるよう、室２２との流体連通から取り外される。
【００９７】
処置部２１は、電解槽部２６を持つ。電解槽部２６は、第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８を有する。第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は、電源（図示されていない）に接続されている。第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は、室２２のなかに受容された水溶液に浸される。即ち、第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は、水溶液と接触する。第１の電極構成２７と第２の電極構成２８とは、互いから離隔される。処置空間２４は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間に定義される。第１の電極構成２７は、第２の電極構成２８に面する第１の処置面２９を持つ。第２の電極構成２８は、第１の電極構成２７に面する第２の処置面３０を持つ。第１の電極構成２７の後側は第１の電極構成カバー３１を持つが、カバー３１は省略されても良い。第２の電極構成２８の後側は第１の電極構成カバー３２を持つが、カバー３２は省略されても良い。
【００９８】
第１の電極構成２７と第２の電極構成２８とは、電解槽部２６内において互いから物理的に離隔される。例えば、一実施例においては、電極構成流れスペーサ（図示されていない）が利用されても良い。水溶液は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間の処置空間２４において受容される。本実施例においては、第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は長細である。第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は、室２２に延在する長軸を持つ。第１の電極構成２７と第２の電極構成２８とは、互いに平行である（ように特に構成される）。
【００９９】
第１の電極構成２７は、電源の一方の端子に接続される。処置モードにおいては、図３に示されるように、第１の電極構成２７は、負の電荷（−）を与えられる。第２の電極構成２８は、電源の他方の端子に接続される。処置モードにおいては、図３に示されるように、第２の電極構成２８は、正の電荷（＋）を与えられる。水溶液が第１の電極構成２７の浸された部分と第２の電極構成２８の浸された部分との間に電気的な接続をもたらし、電気回路を完成させる。
【０１００】
第１及び第２の電極構成２７、２８は、表面に物質を吸着させるよう構成された電気吸着電極を有する。第１の電極構成２７は第１の電気吸着電極３４を有し、第２の電極構成２８は第２の電気吸着電極３５を有する。第１及び第２の電気吸着電極３４、３５はそれぞれ、大きな表面積を持つよう構成される。第１及び第２の電気吸着電極３４、３５は、多孔質の構造を持っても良い。即ち、第１及び第２の電気吸着電極３４、３５は、イオンの蓄積を可能とするための大きな内部表面積を持つ。このことは、小さな外側体積で大きな内部表面積をもたらす。
【０１０１】
本構成においては、第１及び第２の電気吸着電極３４、３５は、活性炭素から形成される。しかしながら、他の適切な材料が利用されても良いことは理解されよう。活性炭素の電極は、１０００ｍ２／ｇのオーダーの表面積を持ち得る。
【０１０２】
本実施例においては、図３に示されるように、第１及び第２の電極構成２７、２８は、１つの電気吸着電極を持つが、本発明はこれに限定されるものではないことは、理解されるであろう。代替の構成においては、第１の電極構成２７は、１つ以上の第１の電気吸着電極３４を有しても良い。第２の電極構成２８は、１つ以上の第２の電気吸着電極３５を有しても良い。２つ以上の第１の電気吸着電極３４及び／又は２つ以上の第２の電気吸着電極３５を持つ斯かる構成においては、第１及び第２の電気吸着電極３４、３５は、電解槽部２６内に交番して配置されても良い。これら電極の形状、サイズ及び位置は、特定の要件のセットに合致するよう構成され得ることも、理解されよう。
【０１０３】
一実施例においては、第１及び第２の電極構成２７、２８はそれぞれ、これら電極構成上にイオン交換膜を更に有する。斯かる構成においては、該イオン交換膜の選択性は、対応する電気吸着電極３４、３５によって吸収されるべき陽イオン及び陰イオンの通過を許容するよう選択される。それ故、第１の電極構成２７は、第２の電極構成２８に面する陽イオン交換膜を有しても良い。第２の電極構成２８は、第１の電極構成２７に面する陰イオン交換膜を有しても良い。電極構成のなかにイオン交換膜を含む利点のひとつは、イオン吸着能を向上させることである。
【０１０４】
脱灰装置２０は更に、再生成部４０を有する。再生成部４０は、図４に示される。再生成部４０は、イオン生成体４１を有する。イオン生成体４１は、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容可能である。即ち、イオン生成体４１は、処置空間２４に受容可能である。該イオン生成体は、全体として参照番号７により示される。ここで参照番号４１は特に、イオン生成体７の実施例として介挿された電極を示す。
【０１０５】
イオン生成体４１は、水素イオン及び水酸化物イオンを形成するよう構成される。イオン生成体４１は、直接の電気的な接続を持たない。即ち、イオン生成体４１は、電源に接続されない。
【０１０６】
更に他の態様においては、イオン生成体４１は、電源に接続されても良い（即ち電極は浮動型ではなくても良い）。
【０１０７】
本構成においては、イオン生成体４１は、介挿された電解電極を有する。該介挿された電解電極は、該電極の表面において電解反応が生じることを可能とするよう構成される。該介挿された電解電極の表面積は、第１及び第２の電気吸着電極３４、３５のそれぞれの表面積よりも小さい。本実施例においては、該介挿された電解電極は、例えば射出成型された炭素又はガラス状炭素のような、炭素から形成される。しかしながら、該介挿された電解電極は、例えば酸化ルテニウム又は酸化イリジウムにより被覆されたチタンのような、他の適切な材料から形成されても良い。斯かる構成は、該介挿された電解電極の寿命を延長させ得る。
【０１０８】
再生成部４０は更に、離隔構成４２を有する。離隔構成４２は、処置空間２４を離隔するよう構成される。即ち、離隔構成４２は、処置済み水溶液部として機能する室２２（の残りの部分）から処置空間２４を離隔するよう構成される。離隔構成４２は、ポンプ、（逆止）弁、流体通路を遮断するよう動かされることができる障壁材料、又はその他の流体通路及び／又は容器間の流体連通を防止する代替の装置を有しても良い。
【０１０９】
本実施例においては、離隔構成４２は、弁である。該弁は、障壁として機能する滑動可能な封止部４３を有する。封止部４３は、イオン生成体４１の遠位端に配置される。封止部４３は、ゴム板から形成されるが、代替の構成も想到され得ることは理解されよう。幾つかの実施例においては、離隔構成４２は、以下に明らかとなるように、省略されても良い。斯くして離隔構成４２は、実施例においては、流体出口１２３を（一時的に）閉じても良い。それ故、電解槽ユニットは、流動型ユニットとして構成されても良いが、バッチ式に動作させられ得るユニットとして構成されても良い。
【０１１０】
実施例においては、切り換え構成（図示されていない）又は代替としてその他の構成（図示されていない）が、該離隔構成を制御するよう構成されても良い。
【０１１１】
再生成部４０は、処置空間２４に可動的に受容される。再生成部４０は、脱灰装置２０の第１の動作状態、即ち処置モードの間は、処置空間２４から取り外される。再生成部４０は、脱灰装置２０の第２の動作状態、即ち再生成モードの間、処置空間２４に受容される。再生成部４０が処置空間２４に受容されているとき、イオン生成体４１は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間に介挿される。イオン生成体４１は、処置部２１を、第１の槽４４と第２の槽４５とに分離する。
【０１１２】
第１の槽４４は、イオン生成体４１及び第１の電極構成２７により定義される。第２の槽４５は、イオン生成体４１及び第２の電極構成２８により定義される。イオン生成体４１は、処置部２１の処置空間２４を分割し、水溶液の一部が受容可能な第１の槽空間４６と、水溶液の一部が受容可能な第２の槽空間４７と、を定義する。イオン生成体４１は、処置空間２４を、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とに分割するよう機能する。イオン生成体４１は、第１及び第２の電極構成２７、２８を分離する。即ち、イオン生成体４１は、処置空間２４を横切って延在し、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８とを互いから離隔するよう機能する。離隔構成４２はイオン生成体４１の遠位端に配置されるため、離隔構成４２は、２つの槽空間４６、４７と室２２の残りの部分との間の流体連通を防止することにより、第２の槽空間４７を第１の槽空間４６から離隔することが可能である。
【０１１３】
イオン生成体４１は、第１の槽４４の一部を形成する第１の面４８と、第２の槽４５の一部を形成する第２の面４９と、を持つ。第１の面４８は、第１の電極構成２７に面する。第２の面４９は、第２の電極構成２８に面する。
【０１１４】
イオン生成体４１は、第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８から離隔される。即ち、脱灰装置２０は、イオン生成体４１が、第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８と直接に接触しないよう構成される。
【０１１５】
以上に説明されたように、脱灰装置２０の処置モードにおいて、第１の電極構成２７は負の電荷（−）を与えられ、第２の電極構成２８は正の電荷（＋）を与えられる。
【０１１６】
脱灰装置２０の再生成モードにおいて、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性が反転される。即ち、第１の電極構成２７は正の電荷（＋）を与えられ、第２の電極構成２８は負の電荷（−）を与えられる。コントローラ（図示されていない）は、電源を操作し、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう動作可能である。コントローラ（図示されていない）は、手動の装置であっても良い。
【０１１７】
処置モードと再生成モードとで脱灰装置２０を切り換えるため、切り換え構成（図示されていない）が備えられる。該切り換え構成は、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を変更するよう構成されたコントローラを有する。該切り換え構成は、第１及び第２の電極構成２７、２８から後退させられる処置モードと、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容される再生成モードと、の間で、再生成部４０が動くことを可能とする。
【０１１８】
該切り換え構成は、イオン生成体４１が、電解槽部２６に導入されることを可能とする。イオン生成体４１は、該電解槽部において障壁を形成する。イオン生成体４１はまた、電解槽部２６の第１の槽４４及び第２の槽４５を定義する。処置モードと再生成モードとの間を切り換えるための切り換え構成は、幾つかの異なる態様で実現され得ることは、理解されよう。
【０１１９】
例えば、図３及び４に示された実施例においては、再生成部４０は、処置空間２４へと滑動するよう作動され、イオン生成体４１が、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容され、封止部４３が、処置空間２４を室２２の残りの部分から離隔し、処置済み水溶液部として機能するようにしても良い。この動きは直線運動でも良いし、又は代替の構成においては径方向の運動であっても良い。斯かる構成においては、再生成部４０は、室２２に挿入されるカートリッジであっても良い。
【０１２０】
代替の実施例においては、処置部２１は、処置済み水溶液部として機能する室２２内で動かされ、再生成部４０に亘って受容される。斯かる構成においては、処置部２１は、室２２又はその他のどこかに配置されても良い。処置部２１及び再生成部４０は、互いと連通するように及び互いから連通しないように動かされ得ることも、理解されるであろう。
【０１２１】
代替の構成においては、処置部２１は、処置済み水溶液部として機能する室２２から取り外されても良い。斯かる構成においては、処置部２１は、室２２から取り外され、別の位置に挿入されるか又は再生成部４０が配置された別個の脱灰装置（図示されていない）に挿入される、カートリッジとして形成されても良い。
【０１２２】
脱灰装置２０の動作の間、脱灰装置２０は最初、図３に示されるような処置モードである。再生成部４０は、処置空間２４に受容されない。処置部２１は、処置済み水溶液部として機能する室２２と流体連通している。
【０１２３】
脱灰装置２０は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間に電圧が印加されるよう動作させられる。
【０１２４】
水溶液が、流体入口２３を通して導入される。該水溶液は、室２２の上端における流体入口２３を通して、容器へと流入する。水溶液は、満杯となるまで室２２に導入されても良い。
【０１２５】
本構成において、脱灰装置２０は、処置モードで動作させられ、水溶液が室２２に送られ、処置済み水溶液部として機能する。しかしながら、代替として、または同時に、脱灰装置２０は、水溶液が脱灰装置２０に送られるのに続いて動作させられても良いことは、理解されよう。室２２を満たす間に脱灰装置２０を動作させる利点のひとつは、水溶液が室２２に入るときに処置されることである。脱灰装置２０が水溶液の導入の後に処置モードで動作させられる構成においては、水溶液から除去される不要な物質の割合を最大化させることが可能となることは、理解されよう。
【０１２６】
本構成においては、ユーザにより容器に導入される水溶液は、「硬」水である。斯かる「硬」水は一般的に、不要な物質であるナトリウム、塩素、カルシウム及び重炭酸イオンを含む。脱灰装置２０の動作の間、印加される電圧が、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間の電位差を引き起こす。典型的には、処置モードにおいて１乃至５ボルトの電位差が利用される。Ｎａ＋（図３において矢印５０により示される）及びＣａ２＋（図３において矢印５１により示される）の陽イオンは、正の電荷を持ち、従って負に帯電した陰極として機能する第１の電極構成２７に引き付けられる。それ故、処置モードにおいては、第１の電極構成２７は、ナトリウム及びカルシウム陽イオンを引き付ける陰極として機能する。
【０１２７】
Ｃｌ−（図３において矢印５２により示される）及びＨＣＯ３−（図３において矢印５３により示される）の陰イオンは、負の電荷を持ち、従って正に帯電した陽極として機能する第２の電極構成２８に引き付けられる。それ故、処置モードにおいては、第２の電極構成２８は、塩素及び重炭酸陰イオンを引き付ける陽極として機能する。
【０１２８】
第１及び第２の電極構成２７、２８間に電位差が印加される間、水溶液中に形成された陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は、第１の電極構成２７に引き付けられ受容され、水溶液中に形成された陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は、第２の電極構成２８に引き付けられ受容される。陽イオンが陰極に到達すると、これら陽イオンは水溶液から第１の電極構成２７の表面へと吸着される。陰イオンが陽極に到達すると、これら陰イオンは水溶液から第２の電極構成２８の表面へと吸着される。所定の期間が経過すると、電源が切断され、それにより第１及び第２の電極構成２７、２８が停止される。０．０１６リットル（１６ｍＬ）の外部容積を持つ電極構成は典型的に、１リットル（１Ｌ）の「硬」水（１７ｄＨ）を完全に脱イオン化することが可能である。それ故、塩化ナトリウムＮａＣｌ及び炭酸カルシウムＣａＣＯ３のような不要な物質のレベルが、所望のレベルにまで低減されている。
【０１２９】
処置された水溶液部から除去された陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は、第１の電極構成２７に保持される。処置された水溶液部から除去された陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は、第２の電極構成２８に保持される。それ故、室２２のなかの水溶液は処置され、今や利用可能である。斯かる処置済みの水は、スケールの形成なく利用されることが可能である。
【０１３０】
ユーザは、脱灰装置２０を再生成モードに切り換える。脱灰装置２０は、処置空間２４に再生成部４０を介挿するよう作動させられる。脱灰装置２０はまた、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう作動させられる。
【０１３１】
図４に示されるように、再生成部４０が処置空間２４に受容されると、イオン生成体４１が、処置空間２４を、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とに分離する。離隔構成４２は、処置空間２４を、室２２の残りの部分から離隔する。離隔構成４２は、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とを互いから離隔する。ユーザは、切り換え構成を用いて、第１の構成即ち処置モードと、第２の構成即ち再生成モードとを切り換える。その結果、第１の槽４４と第２の槽４５又は室２２との間に流体接続がなくなる。
【０１３２】
脱灰装置２０が第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう動作させられると、第１の電極構成２７は、高い電位、又は正の電荷（＋）を持つ。第２の電極構成２８は、低い電位、又は負の電荷（−）を持つ。再生成モードにおいて、イオン生成体４１における電圧降下の存在のため、印加された電位差は一般的に、処置モードにおいて印加された電位差よりも大きくなる。典型的には、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間に、１Ｖ乃至４０Ｖの電位差がかけられる。第１及び第２の電極構成２７、２８は、再生成部４０が処置空間２４に受容されるまで、反転された極性を与えられないことは、理解されよう。即ち電源は、離隔構成４２が処置空間２４を室２２の残りの部分から離隔するために配置されるまで、第１及び第２の電極構成２７、２８に反転された極性をもたらすよう動作させられない。一定量の処置された又は未処置の水溶液が、処置空間２４に保持される。代替としては、一定量の処置された又は未処置の水溶液が、処置空間２４に導入されても良い。
【０１３３】
第２の構成、即ち再生成モードにおいては、第１の電極構成２７は、表面２９からナトリウム及びカルシウムの陽イオン、Ｎａ＋（図４において矢印５４により示される）及びＣａ２＋（図４において矢印５５により示される）を放出する陽極として機能する。それ故、不要な物質は、第１の電極構成２７から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。
【０１３４】
第２の構成、即ち再生成モードにおいては、第２の電極構成２８は、表面３０から塩素及び重炭酸の陰イオン、Ｃｌ−（図４において矢印５６により示される）及びＨＣＯ３−（図４において矢印５７により示される）を放出する陰極として機能する。それ故、不要な物質は、第２の電極構成２８から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。
【０１３５】
反転された電場中では、陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は、陽極として機能する第１の電極構成２７に引き付けられる。イオン生成体４１を形成する介挿された電解電極は、第２の電極構成２８により脱着された陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）が、第１の電極構成２７に再吸着されることを防止する。反転された電場中では、陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は、陰極として機能する第２の電極構成２８に引き付けられる。イオン生成体４１を形成する介挿された電解電極は、第１の電極構成２７により脱着された陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）が、第２の電極構成２８に再吸着されることを防止する。
【０１３６】
更に、イオン生成体４１は、第２の電極構成２８により脱着された陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）が、第１の電極構成２７により脱着された陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）と再結合することを防ぎ、処置部２１のなかでのＣａＣＯ３の形成を防止するよう機能する。
【０１３７】
イオン生成体４１を形成する介挿された電解電極は、電気的な接続を持たないが、該介挿された電解電極は、第１及び第２の電極構成２７、２８間の電位の間の電位を持つことは、理解されよう。それ故、該介挿された電解電極は、第１及び第２の槽４４、４５に受容された水（Ｈ２Ｏ）を分解することが可能である。
【０１３８】
第１の槽４４において、該介挿された電解電極は、水酸化物陰イオンＯＨ−（図４において矢印５９により示される）及び水素ガス（Ｈ２）を放出する。水酸化物陰イオン（ＯＨ−）は、脱着されたナトリウム及びカルシウム陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）と反応して、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）及び水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を形成する。それ故、第１の槽４４における水溶液は、アルカリ性溶液となる。
【０１３９】
第２の槽４５において、該介挿された電解電極は、水素陽イオンＨ＋（図４において矢印５８により示される）及び酸素ガス（Ｏ２）を放出する。水素陽イオン（Ｈ＋）は、脱着された塩素及び重炭酸陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）と反応して、塩酸（ＨＣｌ）及び炭酸（Ｈ２ＣＯ３）を形成する。
【０１４０】
第２の槽４５における過程はまた、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）及び塩素ガス（Ｃｌ２）を生成し得る。炭酸は水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）へと分解し、分子間の平衡を維持する。塩素ガス（Ｃｌ２）は、２つの塩素陰イオン（Ｃｌ−）が介挿された電解電極へと電子を失い結合したときに、該介挿された電解電極の表面上で形成される。第２の槽４５における水溶液は、酸性溶液となる。
【０１４１】
有利にも、第１の槽４４における水酸化物陰イオン（ＯＨ−）及び第２の槽４５における水素陽イオン（Ｈ＋）との脱着されたイオンの反応は、該脱着されたイオンが、他の種類に変換され、従って電極構成２７、２８の表面における残った吸着されたイオンの脱着を抑制しないことを意味する。
【０１４２】
図３及び４は、一時的に互いから離隔された第１の動作状態及び第２の動作状態を操作するよう構成され得る該装置の実施例を模式的に示す。
【０１４３】
図４に示されるように、イオン生成体は、電解槽の第１の電気吸着電極側における水溶液と、電解槽の第２の電気吸着電極側における水溶液と、を少なくとも部分的に流体的に離隔するよう構成されても良い。それ故、該イオン生成体は特に、第２の電極構成から第１の電極構成を少なくとも部分的に流体的に離隔するよう構成されても良い。離隔構成４２とあわせて、離隔が完成しても良い。イオン生成体４１は、参照番号１２６により示された電解槽ユニットを分割する。電解槽ユニット１２６は特に、第１の電極構成及び第２の電極構成を有するユニットにより定義される。特に、これらは処置空間によって分離される。
【０１４４】
第１及び第２の電極構成２７、２８の表面積よりもかなり小さい表面積を持つイオン生成体４１を形成する介挿された電解電極によりもたらされる、表面積の大きな非対称性は、電気分解が該介挿された電解電極においてのみ起こることを意味する。このことは、電気分解が、第１及び第２の電極構成２７、２８で生じることを防止し、従って動作電流が最大化されることを可能とする。有利にも、このことは、第１及び第２の電極構成２７、２８のより高速な再生成を実現する。
【０１４５】
該介挿された電解電極は、第１の槽４４におけるアルカリ性溶液が、第２の槽４５における酸性溶液と相互作用することを防止する。それ故、第１及び第２の電極構成２７、２８に吸着されたイオンは、再結合を防止される。
【０１４６】
これに加えて、吸着されたイオンの再結合を防止することにより、該介挿された電解電極は、水酸化カルシウムの沈殿が第１の槽４４において形成することを引き起こす。このことは、該溶液を濁らせる。それ故、スケール除去工程が成功したことの、ユーザへの視覚的な示唆が提供される。
【０１４７】
離隔構成４２は、処置済み水溶液部として機能する室２２の残りの部分における処置済みの水溶液への、再生成モードの間に生成された不要な水溶液の漏れを防止する。それ故、処置済み水溶液は、汚染されない。不要な水溶液は、容易に脱灰装置２０から除去され得る。更に、生成される不要な水溶液の量が最小化される。該不要な水溶液は空にされる一方、室２２は処置済みの水溶液で依存として満たされる。一実施例においては、脱灰装置２０は、アルカリ性溶液と酸性溶液とが結合されて排出の前に溶液が中和される、排出液室（図示されていない）を有しても良い。
【０１４８】
脱灰装置２０は、次いで中立又は処置モードに戻されても良い。
【０１４９】
以上に説明された実施例においては、水素イオン及び水酸化物イオンの生成体４１が、１つの介挿された電解電極を有するが、代替の構成も想到可能であることは、理解されよう。例えば、代替の構成においては、２つの外側電極が第１の電極構成として機能し、内側電極が第２の電極構成として機能しても良い。内側電極は、本体の両側において２方向に機能することが可能となり得る。
【０１５０】
脱灰装置の実施例が図３及び４を参照しながら以上に示され説明されたが、代替の実施例も想到可能であることは、理解されよう。ここで図５及び６を参照すると、脱灰装置の代替の実施例６０が示されている。図５及び６に示される脱灰装置６０は、概して以上に説明された脱灰装置の実施例２０と同一であり、従って詳細な説明はここでは省略される。更に、以上に説明された脱灰装置２０の特徴及び構成要素に対応する本実施例の脱灰装置６０の特徴及び構成要素は、同じ用語及び参照番号を持つ。しかしながら、図５及び６に示される脱灰装置６０においては、介挿された水分解膜を有する、異なるタイプのイオン生成体６１が利用される。
【０１５１】
図５を参照すると、ここでは脱灰装置６０と示される脱灰装置５が、第１の動作状態で示される。第１の動作状態においては、脱灰装置６０は、処置モードである。即ち、脱灰装置６０は、限定するものではないが、ナトリウム、カルシウム、塩化物及び重炭酸イオンのような物質を、脱灰装置６０により受容された水溶液から除去するよう構成される。図６を参照すると、脱灰装置６０は、第２の動作状態にある。第２の動作状態においては、脱灰装置６０は、再生成モードである。即ち、脱灰装置６０は、処置モードにおいて水溶液から除去された物質を放出することにより、処置部２１を再生成するよう構成される。
【０１５２】
本実施例においては、再生成部４０が図６に示される。再生成部４０は、イオン生成体６１を有する。イオン生成体６１は、介挿された水分解膜を有する。
【０１５３】
イオン生成体６１を形成する介挿された水分解膜は、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容可能である。即ち、イオン生成体６１は、処置空間２４に受容可能である。該介挿された水分解膜は、水素イオン及び水酸化物イオンを形成するよう構成される。介挿された水分解膜は、直接の電気的接続を持たない。
【０１５４】
再生成部４０は更に、離隔構成４２を有する。離隔構成４２は、処置空間２４を離隔するよう構成される。即ち、離隔構成４２は、処置済み水溶液部として機能する室２２から又は室２２の残りの部分から、処置空間２４を離隔するよう構成される。再生成部４０が処置空間２４に受容されたとき、該水分解膜は、第１の電極構成２７と第２の電極構成２８との間に介挿される。イオン生成体６１の該水分解膜は、処置部２１を、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とに分離する。
【０１５５】
処置モードと再生成モードとで脱灰装置６０を切り換えるため、切り換え構成（図示されていない）が備えられる。該切り換え構成は、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を変更するよう構成されたコントローラを有する。該切り換え構成はまた、切り換え機構（図示されていない）を有する。一実施例においては、該切り換え構成は、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容された位置と、第１及び第２の電極構成２７、２８間から後退した位置との間で、再生成部４０を移動させる（ように構成されても良い）。斯かる切り換え機構は、直線状動作又は回転動作を引き起こしても良く、例えば、ノブ、レバー又はモータにより作動されても良い。該切り換え機構は、再生成部４０及び／又は第１及び第２の電極構成２７、２８の動きを引き起こしても良い。
【０１５６】
イオン生成体６１を形成する水分解膜は、共に積層された２つの層を有する。第１の層は、陰イオン交換膜６２により形成される。第２の層は、陽イオン交換膜６３により形成される。陰イオン交換膜６２と陽イオン交換膜６３との間に、接合部６４が定義される。数あるなかでも、参照番号６１及び８１等は、イオン生成体７の実施例としての水分解膜を示し得る。
【０１５７】
陰イオン交換膜６２は、陰イオン（負に荷電した分子）が膜６２を通過することを許容するが、陽イオン（正に荷電した分子）を略遮断する。陰イオン交換膜６２は、例えば第四級アンモニウム又はその他のいずれかの適切な物質のような、正に荷電した表面基を有する。陽イオン交換膜６３は、陽イオン（正に荷電した分子）が膜６３を通過することを許容するが、陰イオン（負に荷電した分子）を略遮断する。陽イオン交換膜６３は、例えばスルホン酸塩又はその他のいずれかの適切な物質のような、負に荷電した表面基を有する。
【０１５８】
イオン生成体６１を形成する水分解膜は、陰イオン交換膜６２が第１の電極構成２７に面し、陽イオン交換膜６３が第２の電極構成２８に面するような向きとされる。方向は、第２の動作状態において、第１及び第２の電極構成２７、２８からの再生成されたイオンが、該水分解膜のイオン交換膜６２，６３に面することによって遮断されるような向きとされる。
【０１５９】
図５及び６を参照しながら説明された脱灰装置６０の実施例の動作は、概して図３及び４を参照しながら説明された脱灰装置２０の実施例と同じであり、従って詳細な説明はここでは省略される。
【０１６０】
脱灰装置６０が処置モードである場合、図５に示されるように、第１の電極構成２７が負の電荷（−）を与えられ、第２の電極構成２８は正の電荷（＋）を与えられる。再生成部４０は、第１及び第２の電極構成２７、２８間から後退させられる。
【０１６１】
第１及び第２の電極構成２７、２８間に電位差がかけられると、陽イオンＮａ＋、Ｃａ２＋（それぞれ矢印６６、６７により示される）が陰極として機能する第１の電極構成２７に引き付けられる。陰イオンＣｌ−、ＨＣＯ３−（それぞれ矢印６８、６９により示される）は、陽極として機能する第２の電極構成２８に引き付けられる。陽イオンが第１の電極構成２７に到達すると、これら陽イオンは水溶液から第１の電極構成２７の表面へと吸着される。陰イオンが第２の電極構成２８に到達すると、これら陰イオンは水溶液から第２の電極構成２８の表面へと吸着される。
【０１６２】
水溶液が所定の時間の間処置されると、陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）及び陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）のレベルが、所望のレベルにまで低減される。室２２のなかの水溶液は、処置されたこととなる。ナトリウム及びカルシウムイオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は第１の電極構成２７に集められ、塩素及び重炭酸イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は第２の電極構成２８に集められる。
【０１６３】
脱灰装置６０は次いで、再生成モードで動作させられても良い。脱灰装置６０は、再生成モードに切り替わるよう動作可能である。脱灰装置６０は、処置空間２４に再生成部４０を介挿するよう作動させられる。脱灰装置６０はまた、第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう作動させられる。
【０１６４】
図６に示されるように、再生成部４０が処置空間２４に受容されると、イオン生成体６１（ここでは特に水分解膜１４２）が、処置空間２４を、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とに分離する。離隔構成４２は、処置空間２４を、処置済み水溶液部として機能する室２２の残りの部分から離隔する。離隔構成４２は、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とを互いから離隔する。ユーザは、切り換え構成を用いて、第１の構成即ち処置モードと、第２の構成即ち再生成モードとを切り換える。
【０１６５】
脱灰装置６０が第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう動作させられると、第１の電極構成２７は、高い電位、又は正の電荷（＋）を持つ。第２の電極構成２８は、低い電位、又は負の電荷（−）を持つ。第１及び第２の電極構成２７、２８は、再生成部４０が処置空間２４に受容されるまで、反転された極性を与えられないことは、理解されよう。第１及び第２の電極構成２７、２８は、再生成部４０が処置空間２４に受容されるまで、反転された極性を与えられないことは、理解されよう。即ち電源は、離隔構成４２が処置空間２４を室２２の残りの部分から離隔するために配置されるまで、第１及び第２の電極構成２７、２８に反転された極性をもたらすよう動作させられない。一定量の処置された又は未処置の水溶液が、処置空間２４に保持される。代替としては、一定量の処置された又は未処置の水溶液が、処置空間２４に導入されても良い。
【０１６６】
第２の構成、即ち再生成モードにおいては、第１の電極構成２７は、ナトリウム及びカルシウムの陽イオン、Ｎａ＋（図６において矢印７１により示される）及びＣａ２＋（図６において矢印７２により示される）を放出する陽極として機能する。それ故、不要な物質は、第１の電極構成２７から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。第２の電極構成２８は、塩素及び重炭酸の陰イオン、Ｃｌ−（図６において矢印７３により示される）及びＨＣＯ３−（図６において矢印７４により示される）を放出する陰極として機能する。それ故、不要な物質は、第２の電極構成２８から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。参照番号７５は、放出されたＯＨ−を示し、参照番号７６は、放出されたＨ＋を示す。
【０１６７】
イオン生成体６１の水分解膜は、陰イオン交換膜６２が第１の電極構成２７に面し、陽イオン交換膜６３が第２の電極構成２８に面するような向きとされる。該水分解膜の陰イオン交換膜６２は、陽イオン（例えばＮａ＋、Ｃａ２＋）を遮断し、従って陰極として機能する第２の電極構成２８により再吸収されることを防ぐ。陽イオン交換膜６３は、陰イオン（例えばＣｌ−、ＨＣＯ３−）を遮断し、従って陽極として機能する第１の電極構成２７により再吸収されることを防ぐ。それ故、陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）及び陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は、該水分解膜を通過することを防がれる。該水分解膜は、脱着された陽イオンＣａ２＋と陰イオンＨＣＯ３−との再結合を防止し、従ってＣａＣＯ３の石灰化を防止する。
【０１６８】
イオン生成体６１の水分解膜は、水分子（Ｈ２Ｏ）を、自己イオン化により水素陽イオン（Ｈ＋）と水酸化物陰イオン（ＯＨ−）とに分割する。水分子は、該水分解膜の接合部６４において分解される。陰イオン交換膜６２と陽イオン交換膜６３との間の接合部６４における水（Ｈ２Ｏ）は、水素イオン（Ｈ＋）と水酸化物イオン（ＯＨ−）とに部分的に分離される。水分子（Ｈ２Ｏ）は、拡散によって該水分解膜の接合部６４に輸送される。
【０１６９】
水酸化物陰イオン（ＯＨ−）は、電場の影響の下、陰イオン交換膜６２を通過する。水酸化物陰イオン（ＯＨ−）は、陽極として機能する第１の電極構成２７に向けて、第１の槽空間４６へと引き付けられる。第１の槽空間４６において、水酸化物陰イオン（ＯＨ−）が、第１の電極構成２７の表面から脱着した陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）と反応して、沈殿物及びアルカリ性溶液を形成する。
【０１７０】
水素陽イオン（Ｈ＋）は、電場の影響の下、陽イオン交換膜６３を通過する。水素陽イオン（Ｈ＋）は、陰極として機能する第２の電極構成２８に向けて、第２の槽空間４７へと引き付けられる。第２の槽空間４７において、水素陽イオン（Ｈ＋）が、第２の電極構成２８の表面から脱着した陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）と反応して、酸性溶液を形成する。水分解膜の使用は、水が電気分解ではなく自己イオン化により分解されるようにし、従って塩素ガス（Ｃｌ２）の形成が防止される。水の電気分解により生成される水素（Ｈ２）及び酸素（Ｏ２）の形成もまた防止される。
【０１７１】
代替の実施例においては、再生成モードの間に水が処置空間２４を通って流れることを許容される。斯かる構成は、処置済み水溶液部として機能する室２２とは独立した、別個の水の流路を含み得る。この構成の利点は、再生成されたイオンが、例えば不要物室（図示されていない）へと、電解槽部から洗い出されることである。更に、水分解膜が、水素イオン（Ｈ＋）及び水酸化物イオン（ＯＨ−）を生成するために用いることができる水分子（Ｈ２Ｏ）の一定のストリームを供給される。更に、再生成工程の生成物が、流入してくる廃水の流れにより電解槽部から洗い出される。次いで、アルカリ性水溶液と酸性水溶液とが電解槽部の更に下流において再結合し、安全に処分され得る不要物を含む中性溶液を生成し得る。別個の流路はまた、図３及び４を参照しながら以上に説明された実施例、並びに以下に説明される実施例とともに使用されても良い。
【０１７２】
ここで図７及び８を参照すると、脱灰装置の代替の実施例８０が示されている。図７及び８に示される脱灰装置８０は、概して図５及び６を参照しながら以上に説明された脱灰装置の実施例６０と同一であり、従って詳細な説明はここでは省略される。更に、以上に説明された脱灰装置６０の特徴及び構成要素に対応する本実施例の脱灰装置８０の特徴及び構成要素は、同じ用語及び参照番号を持つ。しかしながら、以上に説明された実施例においては、イオン生成体は処置モードにおいて処置空間２４から後退させられ、再生成モードにおいて処置空間２４に受容されたが、代替の実施例においては、イオン生成体８１は、処置空間２４に固定的に装着される。
【０１７３】
図７を参照すると、ここでは脱灰装置８０と示される脱灰装置５が、第１の動作状態で示される。第１の動作状態においては、脱灰装置８０は、処置モードである。即ち、脱灰装置８０は、限定するものではないが、ナトリウム、カルシウム、塩化物及び重炭酸イオンのような物質を、脱灰装置８０により受容された水溶液から除去するよう構成される。図８を参照すると、脱灰装置８０は、第２の動作状態にある。第２の動作状態においては、脱灰装置８０は、再生成モードである。即ち、脱灰装置８０は、処置モードにおいて水溶液から除去された物質を放出することにより、処置部２１を再生成するよう構成される。
【０１７４】
本実施例においては、再生成部４０が図７及び８に示される。再生成部４０は、イオン生成体８１を有する。イオン生成体８１は、介挿された水分解膜を有する。介挿された水分解膜の構成は、図５及び６を参照しながら説明されたものと同一であり、従って詳細な説明はここでは省略される。イオン生成体８１の水分解膜は、陰イオン交換膜８２及び陽イオン交換膜８３を有する。離隔構成は省略されるが、脱灰装置８０は、例えば逆止弁、切り換え可能弁又はポンプのような、離隔構成を持っても良いことは、理解されよう。
【０１７５】
イオン生成体８１を形成する介挿された水分解膜は、処置モード及び再生成モードのいずれにおいても、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容される。イオン生成体８１の水分解膜は、処置部２１を、第１の槽空間４６と第２の槽空間４７とに分離する。該水分解膜は、陰イオン交換膜８２が第１の電極構成２７に面し、陽イオン交換膜８３が第２の電極構成２８に面するような向きとされる。
【０１７６】
脱灰装置８０が処置モードである場合、図７に示されるように、第１の電極構成２７が負の電荷（−）を与えられ、第２の電極構成２８は正の電荷（＋）を与えられる。再生成部４０は、第１及び第２の電極構成２７、２８間に受容される。
【０１７７】
第１及び第２の電極構成２７、２８間に電位差がかけられると、陽イオンＮａ＋、Ｃａ２＋（それぞれ矢印８６、８７により示される）が陰極として機能する第１の電極構成２７に引き付けられる。陰イオンＣｌ−、ＨＣＯ３−（それぞれ矢印８８、８９により示される）は、陽極として機能する第２の電極構成２８に引き付けられる。本構成においては、第１及び第２の槽空間４６、４７を分離するイオン生成体８１が、陽イオン及び陰イオンを略遮断する。それ故、処置モードの間、主に第１の槽空間４６からの陽イオンが、第１の電極構成２７に到達することが可能であり、第１の電極構成２７の表面に水溶液から吸着される。主に第２の槽空間４７からの陰イオンは、第２の電極構成２８に到達することが可能であり、第２の電極構成２８の表面に水溶液から吸着される。代替の実施例においては、２つ以上の処置部２１が連続して整列される。斯かる構成にいては、所望のレベルの脱イオン化を実現するために水溶液が処置される速度が、最大化される。本構成においては、処置モードの間の固定されたイオン生成体８１の存在のため、処置モードの間に例えば１Ｖ乃至４０Ｖといった高い電位差が印加される。
【０１７８】
水溶液が所定の時間の間処置されると、陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）及び陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）のレベルが、所望のレベルにまで低減される。室２２のなかの水溶液は、処置されたこととなる。ナトリウム及びカルシウムイオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は第１の電極構成２７に集められ、塩素及び重炭酸イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は第２の電極構成２８に集められる。
【０１７９】
ユーザは、切り換え構成を用いて、第１の構成即ち処置モードと、第２の構成即ち再生成モードとを切り換える。
【０１８０】
脱灰装置８０が第１及び第２の電極構成２７、２８の極性を反転させるよう動作させられると、第１の電極構成２７は、高い電位、又は正の電荷（＋）を持つ。第２の電極構成２８は、低い電位、又は負の電荷（−）を持つ。再生成モードにおいては、典型的には１Ｖ乃至４０Ｖの範囲内の電位差がかけられる。
【０１８１】
第２の構成、即ち再生成モードにおいては、第１の電極構成２７は、ナトリウム及びカルシウムの陽イオン、Ｎａ＋（図８において矢印９１により示される）及びＣａ２＋（図８において矢印９２により示される）を放出する陽極として機能する。それ故、不要な物質は、第１の電極構成２７から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。第２の電極構成２８は、塩素及び重炭酸の陰イオン、Ｃｌ−（図８において矢印９３により示される）及びＨＣＯ３−（図８において矢印９４により示される）を放出する陰極として機能する。更に、参照番号９５は、放出されたＯＨ−を示し、参照番号９６は、放出されたＨ＋を示す。それ故、不要な物質は、第２の電極構成２８から、処置空間２４における少量の水溶液へと放出される。第１の電極構成２７により放出された陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）は、陰イオン交換膜８２を越えることができず、水分解膜を通って第２の電極構成２８へと通過することができない。第２の電極構成２８により放出された陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）は、陽イオン交換膜８３を越えて第１の電極構成２７に到達することができない。
【０１８２】
再生成モードにおいて、印加された電極の極性は、イオン生成体８１の水分解膜が、水分子（Ｈ２Ｏ）を、自己イオン化により水素陽イオン（Ｈ＋）と水酸化物陰イオン（ＯＨ−）とに分割することを可能とする。水分子は、該水分解膜の接合部８４において分解される。陰イオン交換膜６２と陽イオン交換膜６３との間の接合部８４における水（Ｈ２Ｏ）は、水素イオン（Ｈ＋）と水酸化物イオン（ＯＨ−）とに部分的に分離される。水分子（Ｈ２Ｏ）は、拡散によって該水分解膜の接合部８４に輸送される。水酸化物陰イオン（ＯＨ−）は、電場の影響の下、陰イオン交換膜８２を通過する。水酸化物陰イオン（ＯＨ−）は、陽極として機能する第１の電極構成２７に向けて、第１の槽空間４６へと引き付けられる。第１の槽空間４６において、水酸化物陰イオン（ＯＨ−）が、第１の電極構成２７の表面から脱着した陽イオン（Ｎａ＋、Ｃａ２＋）と反応して、沈殿物及びアルカリ性溶液を形成する。水素陽イオン（Ｈ＋）は、電場の影響の下、陽イオン交換膜８３を通過する。水素陽イオン（Ｈ＋）は、陰極として機能する第２の電極構成２８に向けて、第２の槽空間４７へと引き付けられる。第２の槽空間４７において、水素陽イオン（Ｈ＋）が、第２の電極構成２８の表面から脱着した陰イオン（Ｃｌ−、ＨＣＯ３−）と反応して、酸性溶液を形成する。水分解膜の使用は、水が電気分解ではなく自己イオン化により分解されるようにし、従って塩素ガス（Ｃｌ２）の形成が防止される。水の電気分解により生成される水素（Ｈ２）及び酸素（Ｏ２）の形成もまた防止される。
【０１８３】
以上の実施例によれば、再生成部４０と電極構成２７、２８とを互いに対して動かす必要がないため、脱灰装置８０の構成が簡略化される。それ故、動作が改善され、製造が簡略化され得る。
【０１８４】
他の代替実施例においては、以上に説明された実施例のいずれかにおいて記載された水分解膜が、陰イオン交換膜８２と陽イオン交換膜８３との間に配置され、陰イオン交換膜８２と陽イオン交換膜８３とを離隔するよう構成された、交換膜流れスペーサ（図示されていない）を有する。該交換膜流れスペーサは、未処置の水が交換膜８２、８３間を流れるための空間を提供する。処置モードにおいて、該交換膜流れスペーサは、第１の槽空間４６における陰イオンが、陰イオン交換膜８２を横断し、室２２に向かう該交換膜流れスペーサのなかの流れによって輸送されることを可能とする。また、第２の槽空間４７における陽イオンについても同様に、陽イオン交換膜８３を横断し、室２２に向かう該交換膜流れスペーサのなかの流れによって輸送されることを可能とする。当該交換膜流れスペーサの利点は、水のストリームのなかのイオンが、水溶液の導電性に寄与することが可能となり、水分解膜における電圧降下を低下させることである。
【０１８５】
他の代替実施例においては、以上に説明された実施例のいずれかにおいて記載された水分解膜が、陰イオン交換膜８２と陽イオン交換膜８３との間に配置された、例えばNafion（登録商標）のような、陽子伝導性材料を有する。陽子伝導性材料は、陰イオン交換膜８２と陽イオン交換膜８３との間の水素イオンの輸送を促進する。このことは、水分解膜における電圧降下を低減させることを支援する。しかしながら、水溶液の一部が陽子伝導性材料として利用されても良い。例えば、斯かる例においては、水溶液の２つの空間（及び／又は流れ）が存在しても良い。
【０１８６】
他の代替実施例においては、処置空間２４に固定的に装着されたイオン生成体８１は、水分解膜の代わりに、図３及び４を参照しながら以上に説明されたような介挿された電解電極を有する。それ故、第１の動作状態即ち処置モードにおいては、電解により水素陽イオンがイオン生成体８１から第１の槽空間４６へと生成され、第１の槽空間４６において酸性溶液を生成する。水酸化物陰イオンは第２の槽空間４７へと生成され、第２の槽空間においてアルカリ性溶液を生成する。該酸性及びアルカリ性溶液は次いで、室２２のなかで混合することができ、略中性の部分的に脱イオン化された溶液が生成される。本実施例の利点は、第１及び第２の電極構成２７、２８を通して高い電流が実現され、処置の速度を最大化することである。
【０１８７】
他の実施例においては、第１及び第２の電極構成２７、２８は、例えば活性炭素繊維の織布のような、柔軟な材料から形成される。イオン生成体８１もまた、薄い電極シート又は陰イオン及び陽イオン交換膜の積層のような、柔軟な材料から形成されても良い。一実施例においては、第１及び第２の槽空間４６、４７はそれぞれ、例えばポリプロピレンのダイアモンド型メッシュのような、電極構成流れスペーサ（図示されていない）を含む。第１の電極構成２７、該電極構成流れスペーサ、イオン生成体８１、電極構成流れスペーサ、及び第２の電極構成２８を含む積層は、処置部２１が円筒形となるような、螺旋状構造を持っても良い。当該構成は、脱灰装置８０のサイズを最小化することを支援する。
【０１８８】
ここで図９及び１０を参照すると、ここでは脱灰装置１００と示される脱灰装置５の実施例が示されている。図９及び１０に示される脱灰装置１００は、概して以上に説明された脱灰装置の実施例と同一であり、従って詳細な説明はここでは省略される。更に、以上に説明された脱灰装置の特徴及び構成要素に対応する本実施例の脱灰装置１００の特徴及び構成要素は、同じ用語及び参照番号を持つ。しかしながら、本実施例においては、処置部２１の構成が異なる。
【０１８９】
図９及び１０に示された実施例においては、処置部２１は概して円筒形の構成を持つ。電解槽部２６は、弓型の輪郭を持つ。第１の電極構成２７及び第２の電極構成２８は、弧状とされる。第１の電極構成２７は、内側第１電極２７ａ及び外側第１電極２７ｂを有する。第２の電極構成２８は、内側第１電極２７ａと外側第１電極２７ｂとの間に配置される。内側第１電極２７ａと第２の電極構成２８との間に、内側処置空間２４ａが定義される。外側第１電極２７ｂと第２の電極構成２８との間には、外側処置空間２４ｂが定義される。該内側及び外側処置空間２４ａ、２４ｂは、処置空間２４を形成する。
【０１９０】
再生成部４０は、処置空間２４に受容可能である。再生成部４０は、弓型である。再生成部４０は、内側イオン生成体１０１及び外側イオン生成体１０２を有する。該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２は、弓型である。
【０１９１】
処置部２１と再生成部４０とは、同じ長軸のまわりに弧状とされる。再生成部４０は、処置部２１に対して、該長軸のまわりに回転可能である。
【０１９２】
内側イオン生成体１０１は、内側処置空間２４ａに受容されるよう回転可能である。それ故、内側イオン生成体１０１は、第１の電極構成２７の内側第１電極２７ａと第２の電極構成２８との間に受容可能である。外側イオン生成体１０２は、外側処置空間２４ｂに受容されるよう回転可能である。それ故、外側イオン生成体１０２は、第１の電極構成２７の外側第１電極２７と第２の電極構成２８との間に受容可能である。
【０１９３】
該弓型の構成は、脱灰装置１００のサイズを最小化することを支援する。
【０１９４】
本構成においては、該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２のそれぞれは、介挿された電解電極を有する。代替としては、該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２のそれぞれは、水分解膜（図示されていない）を有する。該介挿された電解電極及び水分解膜は、弓型であることを除いては、概して図３乃至８を参照しながら以上に説明されたものと同一であり、従って詳細な説明はここでは省略される。
【０１９５】
切り換え構成（図示されていない）が、脱灰装置１００を処置モードと再生成モードとの間で動かすことを提供する。処置モードにおいては、該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２は回転させられ、処置空間２４から後退させられる。再生成モードにおいては、該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２は回転させられ、処置空間２４に受容される。該切り換え構成は、ユーザ入力部として機能する、再生成部４０に装着されたノブ（図示されていない）等を有する。代替としては、コントローラにより動作させられるモータが利用されても良い。それ故、ユーザがノブを回転させると、該内側及び外側イオン生成体１０１、１０２は、第１及び第２の電極構成２７、２８間の位置に回転させられる。
【０１９６】
脱灰装置１００の動作は、概して以上に説明された脱灰装置と同じであり、従って詳細な説明はここでは省略される。第１及び第２の電極構成２７、２８の極性の反転は、ユーザ入力部として機能するノブの作動に応じて、作動させられても良い。
【０１９７】
ここで説明された実施例においては、脱灰装置は水溶液のための室を有するが、該室は省略されても良いことは、理解されよう。例えば、該脱灰装置は、水溶液のための室に受容可能なユニットであっても良いし、又は水溶液が流れる管上に若しくは該管内に直列型に配置されたユニットであっても良い。該管は、室へと延在していても良いし、又は室を形成していても良い。
【０１９８】
図１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ及び１８は、幾つかの代替の装置（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ）及びここで定義された装置（１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８）を評価するものである。
【０１９９】
図１１ａ、１１ｂは、浄化モード（図１１ａ）及び再生成モード（図１１ｂ）を模式的に示す。電気吸着電極３４、３５が利用される。再生成モードにおいて、電位差はかけられず、イオン生成体は利用されない。浄化モードにおいて吸着されたイオンは、再生成モードにおいて放出されるが、再生成の間に、電解槽１２６のなかで石灰化が生じ得る。参照番号８０１は、水溶液の入力を示す。参照番号８０２及び８０３は、それぞれ出力及び不要物の出力を示す。参照番号８１１及び８１２は、流れを生成するためのポンプ又はその他の装置を示し、ここでは例えば参照番号８１１は排水ポンプを示し、参照番号８１２は出力又は印加ポンプを示す。
【０２００】
図１２ａ、１２ｂは、イオン交換（ＩＥＸ）膜が電気吸着電極３４、３５に関連している点で、図１１ａ、１１ｂと異なる。それぞれの膜は、参照番号８６１（浄化モードの間に対応する電気吸着電極３４の負の電位を仮定すると、特に陽イオン選択性膜）及び参照番号８６２（浄化モードの間に対応する電気吸着電極３５の正の電位を仮定すると、特に陰イオン選択性膜）で示される。再生成の間、電位差が反転され得る。浄化モードにおいて吸着されたイオンは、再生成モードにおいて放出されるが、再生成の間に、電解槽１２６のなかで石灰化が生じ得る。
【０２０１】
図１３は、他の選択肢を模式的に示し、ここでは、電気吸着電極は利用されず、例えばＰｔ板又はロッドのような通常の電極８７１（浄化の間に負の電位）及び８７２（浄化の間に正の電位）が利用される。更に、イオン交換膜８６１、８６２が利用されるが、電極８７１、８７２からは離れており、イオン交換膜８６１、８６２間には空間（スペーサ）が備えられる。斯かる構成は、連続的な工程として利用され得るが、欠点は大きな不要物の流れである。イオン交換膜の間の中央部のみが、浄化された水溶液を供給することに留意されたい。
【０２０２】
図１４ａ、１４ｂは、図１２ａ、１２ｂに模式的に示されたものと基本的に同じ実施例を模式的に示すが、電気吸着電極は利用されず、例えばＰｔ板又はロッドのような通常の電極８７１（浄化の間に負の電位）及び８７２（浄化の間に正の電位）が利用される点において異なる。斯かる実施例においては、イオンは電気吸着電極には蓄積されないが、幾つかのイオンがイオン交換膜に蓄積され得る。しかしながら、これら膜は、電気吸着電極よりもかなり低い、限られた吸着能力しか持たない。更に、再生成の間に、電解槽１２６のなかで石灰化が生じ得る。
【０２０３】
図１５ａ、１５ｂは、図１４ａ、１４ｂに模式的に示されたものと基本的に同じ実施例を模式的に示すが、ここではイオン交換膜８６１、８６２が電極から離れている点が異なる。イオン交換膜８６１、８６２間には、空間（スペーサ）はない。しかしながら、これら膜は、電気吸着電極よりもかなり低い、限られた吸着能力しか持たない。更に、ガスの生成（酸素、水素及び塩素ガス）が起こり得る。
【０２０４】
それ故、図１１ａ乃至１５ｂの例は最適ではない方法を提供するため、本発明は、これらのシステムに対して利点を持つ、代替の装置を提案する。図１６ａ、１６ｂは、例えば図５乃至８に示されたものと同様の、本発明による実施例を模式的に示す。当該模式的に示された実施例においては、例として、イオン交換膜８６１、８６２が固定され、浄化モードにおいても利用される。ここでは、イオン交換膜８６１、８６２は、イオン生成体として構成され、再生成の間、該イオン交換膜は水を分解する。それ故ここでは、水分解膜１４２が利用される。ここでは、水分解膜１４２の（特定の）実施例が、参照番号６１、８１としても示される。本実施例の利点は、再生成の間に石灰化がないこと、及びガス生成がないことである。更に、再生成の間、流れが小さくなり得る（又はゼロとなり得る）ため、不要物の体積はかなり小さくなる。単に図示の目的たのめ、図１６ａにおける膜間距離が、図１６ｂにおけるよりも大きくなっている。更に、水分解膜が利用される場合には、該水分解膜は、それぞれの２つの槽部分間の、参照番号１１４２で示された、第３の空間（又は交換膜流れスペーサ）を提供しても良いことに留意されたい。ここでは、イオン交換膜８６１、８６２は、イオン交換膜１４６、１４４としても示され、ここでイオン交換膜１４６、８６１は陽イオン選択性であり、イオン交換膜１４４、８６２はイオン選択性である。中央の空間は、浄化の間は出力部８０２（又は処置済み水溶液部）と流体接続していても良く、再生成の間は廃水出力部８０３と流体接続していても良い。ここでは、陰イオン交換膜１４４の（特定の）実施例が、参照番号６２、８２としても示されている。ここでは、陽イオン交換膜１４６の（特定の）実施例が、参照番号６３，８３としても示されている。
【０２０５】
電気吸着電極３４、３５及びイオン生成体７の高さは、参照記号Ｈにより示されている。装置５の模式的に示された当該実施例は、これらが全て略同じ高さを持つことを示している。
【０２０６】
図１７ａ、１７ｂは、図１６ａ、１６ｂに模式的に示されたものと基本的に同じ実施例を模式的に示すが、ここでは電気吸着電極３４、３５の間に構成されたイオン交換膜８６１、８６２（即ちイオン生成体７）の代わりに、イオン生成体７が電極（ここでは浮動電極）であることが異なる。本実施例は、前述の実施例と同じ利点を持ち得るが、幾分かのガス生成が起こり得る。本実施例の更なる利点は、電解槽が著しく薄くなり得る点である。
【０２０７】
ここで、イオン生成体の（特定の）実施例は、参照番号４１、６１、８１、１０１、１０２によっても示される。
【０２０８】
本発明の全ての実施例は、単一の電解槽ユニットを持つ脱灰装置５に関連して、模式的に説明されたことに留意されたい。しかしながら、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。該脱灰装置は、管類及びポンプを含む複数の斯かる槽を含んでも良く、これにより水溶液の連続的な浄化を可能とし、幾つかの槽が浄化し、他の槽が再生成し、更に後にこれが反転され、斯くして依然として浄化された水溶液を生成しても良い。
【０２０９】
図１８は、脱灰装置５の更なる実施例を模式的に示す。装置５は、第１の電解槽ユニット１１２６及び第２の電解槽ユニット２１２６を有する。
【０２１０】
第１の電解槽ユニット１１２６は、水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第１の電解槽部１０２６を有する。更に、該第１の電解槽部１０２６は第１の電極構成１０２７及び第２の電極構成１０２８を有し、第１の電極構成１０２７は第１の電気吸着電極１０３４を有し、第２の電極構成１０２８は第２の電気吸着電極１０３５を有する。
【０２１１】
同様に、第２の電解槽ユニット２１２６は、水溶液の少なくとも一部を受容するよう構成された第２の電解槽部２０２６を有する。該第２の電解槽部は第１の電極構成２０２７及び第２の電極構成２０２８を有する。第１の電極構成２０２７は第１の電気吸着電極２０３４を有し、第２の電極構成２０２８は第２の電気吸着電極２０３５を有する。
【０２１２】
参照番号１１２６及び２１２６は、異なる電解槽ユニット１２６を示すため使用される。参照番号１０２７及び２０２７並びに参照番号１０２８及び２０２８は、異なる（それぞれ第１及び第２の）電極構成を示すため使用される。同様に、参照番号１０２６及び２０２６は、異なる電解槽部２６を示すため使用される。同様に、このことは他の参照番号にも当てはまり得る。
【０２１３】
該脱灰装置は特に、水溶液からイオンを除去するため第１の動作状態において第１の電解槽ユニット１１２６により動作するよう構成され、また該脱灰装置は、イオンを水溶液に再生成させるために第２の動作状態において第２の電解槽ユニット２１２６により動作するよう構成され、ここで模式的に示されたイオン生成体７（以上も参照）、特に水分解膜１４２が、第２の動作状態において第２の電解槽部２０２６に介挿される。
【０２１４】
更に、第１の電極構成１０２７、２０２７及び第２の電極構成１０２８、２０２８は、動作時に、膜１３２１、３１２２により水溶液から離隔された、流動可能な電気吸着材料１３１１、１３１２を有する。該脱灰装置は更に、第１の電解槽ユニット１１２６及び第２の電解槽ユニット２１２６の電極構成１０２７、１０２８、２０２７、２０２８間の該流動可能な電気吸着材料を循環させるよう構成された、流動可能電気吸着材料循環システム１３００を有する。ここで例として、流動可能電気吸着材料循環システム１３００は、２つの閉じた回路を有し、一方は、第１のポンプを備え、他方は、第１の流動可能な電気吸着材料１３１１を循環させるよう構成された流動誘起手段１３０１と、第２の流動可能な電気吸着材料１３１２を循環させるよう構成された第２のポンプ又は他の流動誘起手段１３０２と、を備える。流動可能な電気吸着材料１３１１、１３１２は同一であっても良い（別個のループを流れても良い）ことは留意されたい。
【０２１５】
斯かる構成によれば、ここでもまた再生成の間に脱灰が起きない。図１８の連続的なモードの構造については、イオン生成体７の好適な実施例は、直接に接触した陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜から成る水分解膜である。従って好適には、該水分解膜は、両方のイオン選択性膜の間に流れスペーサを含まない。このことは、浄化モードの間にイオンの蓄積を防止するため流れスペーサが有益である図１６ａ、ｂのバッチ式の構造とは異なる。しかしながら、代替としては、水分解膜１４２の代わりに、（介挿された）電極４１がイオン生成体７の実施例として利用されても良い。
【０２１６】
膜１３２１、１３２２の機能は、水溶液から分離された流動可能な電気吸着材料を保持しつつ、これらの間のイオン輸送を可能とすることである。膜１３２１及び１３２２は、マイクロメートルサイズより小さな、好適にはナノメートルサイズの開口を持つ、細孔性高分子である。任意に、これら高分子は、イオン交換官能基を含んでも良い。例えば、第１の電解槽ユニット１１２６の第１の電極構成１０２７における膜１３２２は、陽イオンを交換することが可能なスルホン酸基（ＳＯ３−）、カルボキシル基（ＣＯＯ−）又はリン酸基（ＰＯ４−）を含んでも良い。第２の電解槽ユニット２１２６の第１の電極構成２０２７における膜１３２２も同様である。また例えば、第１の電解槽ユニット１１２６の第２の電極構成１０２８における膜１３２１は、陰イオンを交換することが可能な第一級、第二級、第三級又は第四級のアンモニウム基を含んでも良い。第２の電解槽ユニット２１２６の第２の電極構成２０２８における膜１３２１も同様である。
【０２１７】
それ故、一実施例においては、本発明は、流動可能な陽極活性材料を含む流動陽極と、流動可能な陰極活性材料を含む流動陰極と、を有する連続的な流動電極システムを（も）提供する。特に、該陽極は、陽極コレクタと、陽極分離層と、該陽極コレクタと陽極分離層との間に形成された陽極流れチャネルと、該陽極流れチャネルを通って流れる陽極活性材料と、を有し、及び/又は、陰極は、陰極コレクタと、陰極分離層と、該陰極コレクタと陰極分離層との間に形成された陰極流れチャネルと、該陰極流れチャネルを通って流れる陰極活性材料と、を有する。更に、一実施例においては、該陽極分離層は、細孔性絶縁分離膜又は陰イオン交換（導電性）膜であり、及び/又は、該陰極分離層は、細孔性絶縁分離膜又は陽イオン交換（導電性）膜である。更に他の実施例においては、該陽極活性材料又は陰極活性材料は、電解質と混合されて、スラリー相における活性材料を形成する。また一実施例においては、該陽極活性材料及び陰極活性材料は、同じ物質を含む。更に一実施例においては、該分離層は、細孔性絶縁分離膜であり、該陽極活性材料及び/又は陰極活性材料は、微小なカプセル化されている。
【０２１８】
ここで「略成る」等における「略（substantially）」なる語は、当業者によって理解されるであろう。「略」なる語は、「全体的に」、「完全に」、「全て」等を含む実施例をも含み得る。それ故、実施例においては、当該形容詞は省略され得る。適切な場合には、「略」なる語は、９５％以上、特に９９％以上、更には特に９９．５％以上といった、９０％以上に関連し、１００％を含み得る。「有する（comprise）」なる語は、「有する」なる語が「から成る（consists of）」を意味する実施例をも含む。「及び／又は」なる語は、特に「及び／又は」なる語の前後に言及される１つ以上のアイテムを示す。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」なる語句及び同様の語句は、アイテム１及びアイテム２のうちの１つ以上を示し得る。「有する」なる語は、一実施例においては「から成る」を意味し得るが、他の実施例においては、「少なくとも定義された種を含み、任意に１つ以上の他の種を含む」ことを意味し得る。
【０２１９】
更に、明細書及び請求項における「第１の（first）」、「第２の（second）」、「第３の（third）」等の語は、類似する要素を区別するために用いられるものであって、必ずしも連続する順序又は時間的な順序を記載するためのものではない。斯様に用いられる語は、適切な条件下において相互に交換可能であり、ここで説明される本発明の実施例は、ここで説明された又は示されたものとは異なる順序での動作が可能であることは、理解されるべきである。
【０２２０】
ここで装置は数あるなかでも動作の間のものが説明された。当業者には明らかであるように、本発明は動作の方法、又は動作中の装置に限定されるものではない。
【０２２１】
上述の実施例は本発明を限定するものではなく説明するものであって、当業者は添付する請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計することが可能であろうことは留意されるべきである。請求項において、括弧に挟まれたいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する（comprise）」及びその語形変化の使用は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a又はan）」は、複数の斯かる要素の存在を除外するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実装されても良い。幾つかの手段を列記した装置請求項において、これら手段の幾つかは同一のハードウェアのアイテムによって実施化されても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。
【０２２２】
本発明は更に、明細書において説明された及び／又は添付図面に置いて示された１つ以上の特徴を有する装置にも適用される。本発明は更に、明細書において説明された及び／又は添付図面に置いて示された１つ以上の特徴を有する方法又は工程に関する。
【０２２３】
本発明において議論される種々の態様は、組み合わせられて更なる利点を提供し得る。更に、幾つかの特徴は、１つ以上の分割出願の基礎を形成し得る。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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