(57)【要約】  本発明の目的は、化学反応の一般装置として汎用性があり、濾過（フィルタ）機能を兼備するという特徴をもち、電気エネルギーを付与できる連続フロープロセス装置を提供する。また、フィルタに通電しジュール発熱によって温度を電気制御し温度による化学反応を行う装置を提供することである。  本発明の本質は、公知の導電性円筒状中空フィルタエレメントに注目し、これを電気化学反応の電極に利用できると認識したことである。また、フィルタに通電しジュール発熱によって温度を電気制御できると認識したことである。円筒状中空フィルタエレメントは、たとえば導体バネのバネ状フィルタ、または、導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタである。公知の円筒状中空フィルタエレメント濾過装置に、フィルタエレメントを包囲する導体、および、包囲導体とフィルタエレメントを通電する電源が付加されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した容器である化学プロセス装置であって、
導電性の円筒状中空フィルタエレメントと離隔して該フィルタエレメントを包囲する導体が容器に配設され、
該包囲導体と該フィルタエレメントを通電する電圧を印加する電源が前記包囲導体および該フィルタエレメントに接続されたフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項２】
棒状導体と同軸かつ電気的に絶縁され該棒状導体を中空部に内包した導電性の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した容器である化学プロセス装置であって、
導電性の円筒状中空フィルタエレメントと離隔して該フィルタエレメントを包囲する導体が容器に配設され、
該包囲導体、前記棒状導体、前記導電性円筒状中空フィルタエレメントの３つのうち少なくとも２つの間を通電する電圧を印加する電源が前記３つのうち少なくとも２つと接続されたフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項３】
フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも小径かつ複数の棒状の導電体であり、該複数の棒状の導電体が、フィルタエレメントの円筒軸芯と概平行にフィルタエレメントを包囲配列して配設された
請求項１または請求項２のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項４】
フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも大きな中空部をもつ螺旋状の導電体であり、該螺旋状導電体の螺旋軸と前記フィルタエレメントの円筒軸芯とを概一致させてフィルタエレメントを包囲した
請求項１または請求項２のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項５】
フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも大きな中空部をもつ円筒状中空導電体であり、該円筒状中空導電体の円筒軸芯と前記フィルタエレメントの円筒軸芯とを概一致させてフィルタエレメントを包囲した
請求項１または請求項２のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項６】
円筒状中空フィルタエレメントが、導体バネのバネ状フィルタである、または円筒状中空フィルタエレメントが、導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタである請求項１から請求項５のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項７】
導電性の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した容器が、外部から流体を流入できる流入孔または外部へ流体を排出できる排出孔をもつ少なくとも二つの隔室を具備し、一つの隔室がフィルタエレメント中空部と接続され、他の隔室がフィルタエレメント側面部と接続されている請求項１から請求項６のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項８】
円筒状中空フィルタエレメントに通電して発生するジュール発熱を電気制御することで温度を制御する手段を兼備した請求項１から請求項７のフィルタ内蔵化学プロセス装置
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載された一つのフィルタ内蔵化学プロセス装置の容器流入孔または容器排出孔を、他のフィルタ内蔵化学プロセス装置の容器流入孔または容器排出孔に連結させた複数容器からなる化学プロセス装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学反応または温度による反応を行せしめるプロセス装置である。具体例の一つには、液体中の生物を電気化学的に殺滅する反応が挙げられる。これは船舶バラスト水の生物を国際環境基準に適合するレベルに殺滅する船舶バラスト水処理に利用する技術である。簡単のため、この具体例を主体に説明するが、本案の適用範囲はこれに限定されず、一般の電気化学反応または温度による反応に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、一実施分野として、電気化学的殺菌プロセスの背景を説明し、その後に実施分野を拡張した説明を記載する。船舶バラスト水は国際的な生態系破壊や細菌感染という問題の原因となるため、2009年から外海でのバラスト水交換（または無生物化処理）、バラストタンク容量によって2014または2016年より無生物化が義務付けられる。よって、船舶バラスト水の生物を殺滅する技術が求められている。環境基準は図７に示す厳しいものである。本明細書で記載される生物の殺滅とは、図７の表に記載された生物に関して同表に記載されたレベルの生物数削減（無生物化）を意味するものである。【０００３】
生物の殺滅を意図した従来の船舶バラスト水処理方法については、船舶の熱機関の熱を利用する熱殺滅が処理コスト上もっとも有利で実用的と考えられる。熱殺滅の方法にはタンク底部にエンジン冷却用熱水を注入する（特許文献１）、熱交換器をバラスト配管系の途中に配設する（特許文献２）などがある。しかし、殺滅の確実性に疑問があるし、熱エネルギー効率も改善の余地がある。すなわち、特許文献１のように生物の存在しやすい船底に熱エネルギーを与えるとすると与えるべき部位が広いので膨大な熱量を要する。特許文献２ではバラスト配管系全域にわたって殺滅に十分な熱エネルギーを供給せねばならず熱エネルギー効率は悪い。【０００４】
熱殺滅以外にも、オゾンまたはオゾンと蒸気の混合による殺滅（特許文献３）、高電圧パルスなどによる電気的殺滅（特許文献４、１０、１１）、酸度濃度を変化させることによる殺滅（特許文献５）、噴流衝突・爆発・キャビテーションなどで機械エネルギーを水中生物に与え破壊する殺滅、紫外線や光触媒による方法など、多くの新方式が開発されているが、実用レベルに達しているものはない。しかしながら、発明者らは、これらの方式のなかで電気的殺滅法については比較的有望と考え、本案を発明するに至った。【０００５】
電気的殺滅法の原理は、処理水に電圧を印加して電解によって種々のラジカル（活性酸素など）を生成し、その酸化力により殺滅効果を得ることであり、また、電位差が直接的に細胞膜などの生体を破壊することである。さらにまた、大腸菌，酵母，動物細胞等では、細胞の呼吸活性に必要不可欠な酵素：補酵素Ａ（ＣｏＡ：Co-enzyme A）の存在が確認されていて、細胞を電極に接触させ細胞に電位差を与えていくと、＋0.74V付近に酸化のピークが出現し、補酵素Ａもこの電位で酸化ピークとなることが知られている。（この電位は、電流電位曲線（current-potential curve・ボルタンモグラム）またはサイクリックボルタンメトリー（cyclic voltammetry）を参照電極：飽和カロメル電極(SCE)として測定したときの電位である）  したがって、電気的殺滅法の別原理は、生物細胞に補酵素Ａが酸化する＋0.74V程度の電位差を細胞内外に与え、補酵素Ａを不活化し細胞の呼吸活性に損傷を与え死滅させることである。【０００６】
生物の殺滅工程の一方で、濾過・浄化工程も船舶バラスト水処理に必要である。すなわち濾過・浄化も殺滅に組み合わせて船舶上で行われるべきであり、保守性・経済性で有利な濾過・浄化法も必要である。発明者らは、円筒状中空フィルタエレメントによる濾過装置の保守性・経済性に注目した（特許文献６−９参照）。【０００７】
円筒状中空フィルタエレメントそのもの、および濾過装置に円筒状中空フィルタを利用することは公知である（特許文献６、７、１２、１３参照）。本案にて円筒状中空フィルタの好適なる選択例は、金属の「バネ状フィルタ」である。以下簡単のためバネ状フィルタの例を主体として説明するが、本案はこれに限定されず、特許文献１２、１３のような焼結フィルタでもよい。さて、「バネ状フィルタ」は「コイル状フィルタ」、「スプリングフィルタ」とも呼ばれ、これらは同一である。バネ状フィルタは構造上細長い空隙をもつので、細長い物体はすり抜けてしまう。そのため、とりわけ不定形である生物を濾過する場合には珪藻土などの濾過助剤を濾過前にフィルタ表面にあらかじめ被覆（プリコート）している。濾過助剤が細長い空隙にブリッジングし、そのブリッジング部位が濾過作用する。すなわち、バネ状フィルタ自体は濾過助剤がブリッジングして濾過助剤が固定され濾過作用を行う場所を形成させるためにある。【０００８】
濾過排除すべき物体の形状が扁平でなく、必ずバネ状フィルタの細長い空隙に捕獲されるという保証があれば濾過助剤は不要である。しかし、このようなケースはごく稀である。バネ状フィルタ濾過装置は前記の濾過助剤と組み合わせて用いる必要がある。一方、特許文献１２、１３のような焼結フィルタでは助剤は必ずしも必要とせず、焼結体内に形成した微細迷路構造で濾過排除すべき物体を捕獲する。焼結フィルタでは、助剤不要というメリットの一方、フィルタ自体が高価である、微細迷路構造に捕獲された濾過排除すべき物体を逆洗でも排除できず特殊な抽出洗浄を必要とする場合がある、というディメリットがある。焼結フィルタとバネ状フィルタとは、たとえば精密濾過（１００ミクロンレベル）と一般濾過（１０１ミクロン超）といった用途で使い分けられている。本案は焼結フィルタとバネ状フィルタのいずれにも適用可能だが、簡単のためバネ状フィルタを用いた説明を継続する。【０００９】
図５が円筒状中空（バネ状）フィルタ濾過装置の模式図である。１は円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント、２は原水（被処理水）流入孔、３はフィルタ１で濾過した水流出孔である。図４が円筒状中空（バネ状）フィルタ濾過装置を用いた公知の水処理フローである。ここでＣｗは濾過処理された清浄水、Ｄｗは処理前の原水（バラスト水用途であれば港湾などで吸引した港湾水）である。図６が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの状態遷移図であって、（ａ）濾過スタンバイ、（ｂ）助剤のプリコート、（ｃ）濾過、（ｄ）逆洗、（ｅ）フィルタ洗浄状態である。ここで、Ｊは珪藻土などの濾過助剤、Ｐｗは逆洗用の高圧液体または高圧気体である。公知の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントによる濾過装置の構造と機能の詳細は特許文献７−９に記載されているので略す。【００１０】
以上は一実施分野である電気化学的殺菌プロセスの背景技術であった（特許文献２２−２５参照）。さて、本案を電気化学反応の一般装置と見た場合、電解質溶液の電気分解が電気化学反応の代表的なものであり、そのプロセス装置にて電極を円筒形にしたもの、スパイラル（バネ状）のスペーサを用いたもの、などは公知である。（特許文献１４−１８および図２３、２４、２５参照）  しかしながら、これら円筒やスパイラル（バネ状）構造は、導体・絶縁体という電気的機能を果たすものとして用いられているに過ぎない。本案は、こういった構造に濾過機能（フィルタ機能）を担わせている。すなわち、電解に濾過機能を付加するための構造として円筒やスパイラル状の形状を採用した。こういった構成でフィルタ機能付の電気化学プロセス装置に関する先行技術はない。【００１１】
また、特許文献１９記載の発明「相溶・分離を温度で可逆的に繰り返しうる溶媒を用いた化学プロセス」において、反応エネルギーとして電気エネルギーを必要とする場合がある。たとえば特許文献１９記載のクロマン反応やディールス・アルダー反応を行う装置などである。すなわち、特許文献１９記載の発明は温度制御が最重要なプロセスファクターであるが、反応促進のため電気エネルギーを反応系に付与することが必須となる場合も多い。さらにまた、生成物の生成効率をあげ、量産を意識した装置を実用化するためには、特許文献１９記載のプロセスをバッチでなく、連続フロー系で構築することが望ましく特許文献２０では、図２６のような連続プロセス装置が提案されている。本案は、電気化学反応の一般装置として汎用性があるので、特許文献１９記載の方法を実現する装置で、特に電気エネルギーを付与できる連続フロープロセス装置としても応用可能である。しかも、フィルタに通電しジュール発熱によって温度を電気制御できるので特許文献１９記載の発明を実施する装置としても好適である。以下に説明する。【００１２】
【特許文献１】特許第2794537号「バラストタンクの熱処理方法およびその装置」日本郵船株式会社
【特許文献２】米国特許第5816181号「Ballast Water Treatment System」T.W.Sherman
【特許文献３】特開2004-160437号「水浄化方法およびその装置」日本郵船株式会社、郵船商事株式会社ほか
【特許文献４】特開2002-192161号「船舶のバラスト水の処理方法及びその処理装置」三菱重工業株式会社
【特許文献５】米国特許第5932112号「Method and Apparatus for Killing Microorganisms in Ship Ballast Water」Browning Transport Management, Inc.
【特許文献６】特許第3124901号「液体濾過フィルターエレメント」加藤耕一、株式会社モノベエンジニアリング
【特許文献７】特許第3394490号「濾過装置」株式会社モノベエンジニアリング、イワブチ株式会社
【特許文献８】特許第3069955号「濾過装置および濾過方法」東芝プラント建設株式会社
【特許文献９】特開2003-71500号「排水処理装置および処理方法」東芝プラント建設株式会社
【特許文献１０】特開2004−188404号「海洋生物死滅方法」菱洋産業株式会社
【特許文献１１】特開2003−334563号「バラスト水」菱洋産業株式会社
【特許文献１２】特許第2791737号「焼結フィルタ及びその製造方法」東京特殊電線株式会社
【特許文献１３】特許第2763751号「フィルタエレメント及びその製造方法」シーケーディ株式会社
【特許文献１４】特開昭63−303087号「電解槽」ハイドロニックス  コーポレーション  リミテッド
【特許文献１５】特開平05-208190号「電解イオン水発生装置」テクノエクセル株式会社
【特許文献１６】特開平06-192868号「水素・酸素混合ガス発生装置」盛和工業株式会社ほか
【特許文献１７】特開平07-331476号「電気分解装置」Ｊａｅ Ｍｏｋ ＹＯＯ、Ｓｕｇ Ｈｙｕｎ ＫＩＭ
【特許文献１８】特開平11-104642号「インライン塩素発生電解装置及びそのスペーサーと該装置を用いた被処理水の電解処理方法及びカップ式飲料製造装」コニカ株式会社
【特許文献１９】国際公開WO03018188 「COMPATIBLE-MULTIPHASE ORGANIC SOLVENT SYSTEM」JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY  Corp.
【特許文献２０】国際公開WO2004024315「APPARATUS FOR CARRYING OUT CHEMICAL PROCESS USING SET OF SOLVENTS UNDERGOING REVERSIBLE CHANGE BETWEEN MUTUAL DISSOLUTION AND SEPARATION DEPENDING ON TEMPERATURE」UNIV TOKYO AGRICULTURE  TLO Co. LTD
【特許文献２１】国際公開WO2004073852 「CHEMICAL PROCESSES BY THE USE OF COMBINATIONS OF SOLVENTS CAPABLE OF TAKING REVERSIBLY HOMOGENEOUSLY MIXED STATE AND SEPARATED STATE DEPENDENTLY ON TEMPERATURE」UNIV TOKYO AGRICULTURE  TLO Co. LTD
【特許文献２２】特願2004-294480「液体中の生物を殺滅する方法及び装置」株式会社アイ・ピー・ビー、株式会社大島造船所
【特許文献２３】特願2004-294481「円筒状中空フィルタによる濾過装置」株式会社アイ・ピー・ビー、株式会社大島造船所
【特許文献２４】特願2004-294482「船舶バラスト水処理方法ならびに生物を殺滅した液体の製法」株式会社アイ・ピー・ビー、株式会社大島造船所
【特許文献２５】特願2004-294483「液体中の生物を電気的に殺滅する方法及び装置」株式会社アイ・ピー・ビー、株式会社大島造船所
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、電気化学反応の一般装置として汎用性があり、濾過（フィルタ）機能を兼備するという特徴をもち、電気エネルギーを付与できる連続フロー反応が実現できる装置を提供するものである。またフィルタに通電しジュール発熱によって温度を電気制御し温度による化学反応を行う装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の本質は、公知の円筒状中空フィルタエレメントが導電性を有し、これを電気化学反応の電極に利用できると認識したことである。また、フィルタエレメントが通電でジュール発熱するので、化学反応に重要な温度を電気制御できると認識したことである。円筒状中空フィルタエレメントは、（請求項６）たとえば導体バネのバネ状フィルタ、または、導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタである。導体バネや焼結する導体は金属が好適である。【００１５】
本発明の装置基本構成は、公知の濾過装置の容器と同様である。すなわち、公知の濾過装置の容器で円筒状中空フィルタエレメントを利用したものでは、（請求項７）円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した容器が、外部から流体を流入できる流入孔または外部へ流体を排出できる排出孔をもつ少なくとも二つの隔室を具備し、一つの隔室がフィルタエレメント中空部と接続され、他の隔室がフィルタエレメント側面部と接続されている。この隔室は、フィルタエレメントのフィルタ部を隔壁としており、これを流体が通過することで流体が濾過（フィルタ）される。本案は、この濾過装置の基本構成に、フィルタエレメントを包囲する導体、および、包囲導体とフィルタエレメントを通電する電源が付加されている。【００１６】
すなわち本案は、（請求項１）導電性の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した容器である化学プロセス装置であって、導電性の円筒状中空フィルタエレメントと離隔して該フィルタエレメントを包囲する導体が容器に配設され、該包囲導体と該フィルタエレメントを通電する電圧を印加する電源が前記包囲導体および該フィルタエレメントに接続されたフィルタ内蔵化学プロセス装置である。フィルタと包囲導体のユニットの第一例を、図１３に示す。【００１７】
図１３は、導体バネのバネ状フィルタまたは導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタ１と離隔して１を囲むロッド（棒）状の導体の電極（Ｒ）を有する本案のフィルタと包囲導体電極のユニット（電気化学反応ユニット）の例である。このユニットが、本案プロセス装置の容器に内蔵される。図１３で８は、フィルタエレメント中空部へ通じるフィルタエレメント端に配設された孔（フィルタエレメントの一方の端を閉塞したい場合はこの孔はない）で、ＥＴ１は、１と離隔して１を包囲するロッド（棒）状の導体であって、図１１、図１２のＲと同じものである（図１１、図１２は後述）。【００１８】
このＥＴ１が包囲導体である。ＥＬＲ・ＥＬＳ・ＥＬＴは本案装置の電極端子で、ＥＬＲは、１の円筒軸心にあるロッド電極に接続された端子、ＥＬＳは、１自体の導電部に接続された端子、ＥＬＴは、１と離隔して１を囲む導電体に接続された端子である。【００１９】
本案装置構成は、ＥＬＲ・ＥＬＳ・ＥＬＴの３つの互いに絶縁された電極導体をもつ構成がある。ここでＥＬＲがない２つの電極導体の構成でもよい（請求項１）。３つの場合は、（請求項２）棒状導体ＥＬＲと同軸かつ電気的に絶縁され該棒状導体ＥＬＲを中空部に内包した導電性の円筒状中空フィルタエレメント１を内蔵した容器である化学プロセス装置であって、導電性の円筒状中空フィルタエレメントと離隔して該フィルタエレメントを包囲する導体ＥＬＴが容器に配設され、該包囲導体ＥＬＴ、前記棒状導体ＥＬＲ、前記導電性円筒状中空フィルタエレメントの３つのうち少なくとも２つの間を通電する電圧を印加する電源が前記３つのうち少なくとも２つと接続されたフィルタ内蔵化学プロセス装置である。【００２０】
さて、図１３の第一例では、（請求項３）フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも小径かつ複数の棒状の導電体ＥＴ１であり、該複数の棒状の導電体が、フィルタエレメントの円筒軸芯と概平行にフィルタエレメントを包囲配列して配設されている。【００２１】
本案のフィルタと電極のユニット（電気化学反応ユニット）の第二例を図１４に示す。図１４は、スパイラル（バネ状）導体ＥＴ２で、１と離隔して１を包囲する電極を構成した本案のフィルタと電極のユニットの例図である。図１４（ｂ１）は、丸型断面の導体のスパイラル、（ｂ２）は板状断面の導体のスパイラルである。図１４の第二例では、（請求項４）フィルタエレメントを包囲する導体ＥＴ２が、該フィルタエレメントよりも大きな中空部をもつ螺旋状の導電体であり、該螺旋状導電体の螺旋軸と前記フィルタエレメントの円筒軸芯とを概一致させてフィルタエレメントを包囲して配設されている。図１５は、図１４（ｂ１）のユニット断面図で、バネ状フィルタを用いた例である。【００２２】
図１４の第二例では、（請求項４）フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも大きな中空部をもつ螺旋状の導電体ＥＴ２であり、該螺旋状導電体の螺旋軸と前記フィルタエレメントの円筒軸芯とを概一致させてフィルタエレメントを包囲して配設されている。【００２３】
本案のフィルタと電極のユニット（電気化学反応ユニット）の第三例を図１６に示す。図１６の（ｃ１）は、薄膜円筒状の電極で薄膜円筒に複数の孔が開口されているＥＴ３の例で、図１６の（ｃ２）は、薄膜円筒状の電極で網状導体（金属メッシュなど）によるＥＴ４の例である。すなわち、（請求項５）フィルタエレメントを包囲する導体が、該フィルタエレメントよりも大きな中空部をもつ円筒状中空導電体（薄膜円筒状）であり、該円筒状中空導電体の円筒軸芯と前記フィルタエレメントの円筒軸芯とを概一致させてフィルタエレメントを包囲している例である。【００２４】
本案装置の円筒状中空フィルタエレメントは、（請求項６）導体バネのバネ状フィルタであっても、導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタであってもよい。また、本案装置の容器とその流入孔・排出孔については、公知の濾過装置と同様である（請求項７）。【００２５】
また、（請求項８）円筒状中空フィルタエレメントに通電して発生するジュール発熱を電気制御することで温度を制御する手段を兼備してもよい。制御対象はフィルタエレメント周辺の流体温度でよい。容器内に公知の温度センサーを配設して公知の流体温度制御をおこなえばよい。フロー系で容器内に温度分布をつけつつ化学プロセスを実施する特許文献２０のコンセプトに合致した装置が構成できる。【００２６】
また、（請求項９）これまで説明した一つのフィルタ内蔵化学プロセス装置の容器流入孔または容器排出孔を他のフィルタ内蔵化学プロセス装置の容器流入孔または容器排出孔に連結させた複数容器からなる化学プロセス装置を構成してもよい。（図２１参照）
【発明の効果】
【００２７】
化学反応の一般装置として汎用性があり、濾過（フィルタ）機能を兼備するという特徴をもち、電気エネルギーを付与できる連続フロープロセス装置が構成できる。また、フィルタに通電しジュール発熱によって温度を電気制御し温度による化学反応を行う装置も構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）二群に分けられた円筒状中空フィルタエレメントの一群に属する円筒状中空フィルタエレメント１Ａと他群１Ｂとの間に電圧を印加して通電する例、（ｂ）円筒状中空フィルタエレメントと離隔した対抗電極が濾過槽内に配設されていて、円筒状中空フィルタエレメントと対抗電極との間に直流または交流またはパルス状の電圧を印加して通電する例、（ｃ）前例（ｂ）で対抗電極の数を減らした例のそれぞれ説明図
【図２】二群に分けられた円筒状中空フィルタエレメントの一群に属する円筒状中空フィルタエレメント１Ａと他群１Ｂとの間に電圧を印加して通電する例の説明図（図１（ａ）とは別の実施例）
【図３】円筒状中空フィルタエレメントと離隔した対抗電極が濾過槽内に配設されていて、円筒状中空フィルタエレメントと対抗電極との間に電圧を印加して通電する例の説明図（図１（ｂ）と同様の実施例）
【図４】円筒状中空フィルタ濾過装置を用いた公知の水処理フロー（特許文献９図１）
【図５】円筒状中空フィルタ濾過装置（特許文献９図５）
【図６】（ａ）濾過スタンバイ、（ｂ）助剤のプリコート、（ｃ）濾過、（ｄ）逆洗、（ｅ）フィルタ洗浄が繰り返される円筒状中空フィルタエレメントの状態遷移の図
【図７】船舶バラスト水の環境基準
【図８】（ａ）従来の助剤プリコート状況で、上下方向の助剤拡散不均一が生じている例、（ｂ）攪拌手段１０で助剤不均一を解消したが、フィルタエレメント数が減少しフィルタ効率が下がる例、（ｃ）適切な攪拌手段の配設でフィルタ効率を悪化させることなく助剤不均一を解消した例
【図９】ＮｃおよびＮｎの両方を有する洗浄手段の例図
【図１０】隣接する円筒状中空フィルタエレメントに電圧を印加することで液体中の生物を殺滅することの説明図
【図１１】ロッド（棒）状の複数の対抗電極Ｒを円筒状中空フィルタエレメントに近接して配設した例の説明図
【図１２】ロッド（棒）状の複数の対抗電極Ｒを円筒状中空フィルタエレメントに近接して配設した例の説明図その２
【図１３】図１１と同様に、１と離隔して１を囲むロッド（棒）状の電極（Ｒ）を有する本案のフィルタと電極のユニットの例
【図１４】スパイラル（バネ状）電極で１と離隔して１を包囲する電極を構成した例図：（ｂ１）丸型断面の導体のスパイラル、（ｂ２）板状断面の導体のスパイラル
【図１５】図１４（ｂ１）のフィルタと電極のユニットの断面図
【図１６】（ｃ１）薄膜円筒状の電極で薄膜円筒に複数の孔が開口されているＥＴ３の例、（ｃ２）薄膜円筒状の電極で網状導体（金属メッシュなど）によるＥＴ４の例
【図１７】縦置きで、かつ、原料M1・M2をフィルタの側面に供給するタイプの実施例で二つの原料流入孔９Aをもつ例
【図１８】縦置きで、かつ、原料M1・M2をフィルタの側面に供給し、原料M3を下部からフィルタ中空部に供給する例
【図１９】横置きで、かつ、原料をフィルタ中空部に流入するタイプの実施例で二つの原料流入孔をもつ例
【図２０】横置きで、原料をフィルタ中空部に流入するタイプの実施例で、（ａ）単独の原料流入孔をもつ例、（ｂ）二つの原料流入孔をもつ例（図１９と同様）
【図２１】三つの濾過・電気化学反応ユニットを配管で接続した本案装置の応用例
【図２２】二つの電気化学反応ユニット（ET2の包囲電極）を有する本案装置実施例
【図２３】図２２の電気化学反応ユニットの中空部に原料導入する隔室を個別分離した構成例
【図２４】図２１の連結構成にてフィルタ中空部を共有して直結した構成の例
【図２５】特許文献１６の特開平06-192868の図４図５
【図２６】特許文献１５の特開平05-208190の図２、３、４
【図２７】特許文献１８の特開平11-104642の図１
【図２８】特許文献２１のWO20040243152の図２１
【図２９】生物の殺滅反応の流れを示すフロー図
【符号の説明】
【００２９】
１    導体バネのバネ状フィルタまたは導体を円筒状中空形に焼結した焼結フィルタ
１Ａ  二群に分けられた複数の１の一群に属する１
１Ｂ  二群に分けられた複数の１の他群に属する１
２    原水（被処理流体）流入孔
３    フィルタ１で濾過した流体流出孔
４    熱水・スチーム流入孔
５    殺滅死骸を清浄水で混合希釈した液の排出孔
６    フィルタ１内部に至る開口を有して７に固定されたフィルタ１下端部
７    容器下部隔室と容器中央部隔室の仕切り板であって、フィルタ１下端部を固定し上下動する板
８    フィルタエレメント中空部へ通じるフィルタエレメント端に配設された孔（フィルタエレメント端が閉塞された場合はこの孔はない）
８Ａ  プロセス装置上部隔室または下部隔室（横置きの場合は左部・右部隔室）を経由してフィルタエレメント両端からフィルタエレメント中空部に流体を流入する流入孔
８Ｂ  ８Ａとは逆に、プロセス装置上部隔室または下部隔室（横置きの場合は左部・右部隔室）を経由して、フィルタエレメント中空部の流体をプロセス装置から排出させる排出孔
９Ａ    プロセス装置中央部隔室を経由してフィルタエレメント側面に流体を流入する流入孔
９Ｂ    ９Ａとは逆に、プロセス装置中央部隔室を経由して、フィルタエレメント側面の流体をプロセス装置から排出させる排出孔
１０  フィルタ１を洗浄する洗浄手段またはフィルタ１の周縁を攪拌する攪拌手段であり、その導電性部が対抗電極（counter electrode）の機能をはたすものであり該電極がＥＬ０に接続されている。
１１  １０にフィルタ１を洗浄する流体またはフィルタ１の周縁を攪拌する流体を供給する供給管
Ｂｗ  濾過槽底部を満たすために注入されるダミー水であって熱水でもよい。
Ｃｗ  濾過処理された清浄水  Clear water
Ｄｗ  処理前の原水（バラスト水用途であれば港湾などで吸引した港湾水）  Dirty water
Ｅ    液体を排出した空の状態  Empty
ＥＬ    円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント１に接続された外部端子
ＥＬ０  対抗電極１０に接続された外部端子
ＥＬ１  円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの一群（１Ａ）に接続された外部端子
ＥＬ２  円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの他群（１Ｂ）に接続された外部端子
ＥＬＡ  ＥＬ１と１Ａを電気的に接続する配線
ＥＬＢ  ＥＬ２と１Ｂを電気的に接続する配線
ＥＬＲ  本案装置における３電極のうちのひとつで、１の円筒軸心にあるロッド電極に接続された端子
ＥＬＳ  本案装置における３電極のうちのひとつで、１自体の導電部に接続された端子
ＥＬＴ  本案装置における３電極のうちのひとつで、１と離隔して１を囲む導電体に接続された端子
ＥＴ  １および１と離隔して１を囲む導電体で構成されたフィルタと電極のユニット（電気化学反応ユニット）
ＥＴ１  １と離隔して１を囲むロッド（棒）状の導体の電極（Ｒ）
ＥＴ２  １と離隔して１を囲むスパイラル（螺旋）状の導体の電極
ＥＴ３  １と離隔して１を囲む薄膜円筒状の導体の電極で薄膜円筒に複数の孔が開口されているもの
ＥＴ４  １と離隔して１を囲む薄膜円筒状の導体の電極で網状導体（金属メッシュなど）によるもの
Ｆ１  第一の隔室
Ｆ２  第二の隔室
Ｆ３  第三の隔室
Ｆ４  第四の隔室
Ｆｎ  第ｎの隔室
Ｆｘ  最終隔室
Ｈｗ  生物を殺滅するための流動熱源（熱水など）Hot water
Ｊ    珪藻土などの濾過助剤
Ｍ１  第一反応原料
Ｍ２  第二反応原料
Ｍ３  第三反応原料
Ｍ４  第四反応原料
Ｍｎ  第ｎ反応原料
Ｍ２０  第二反応原料の反応残渣
Ｍ３０  第三反応原料の反応残渣
Ｍ４０  第四反応原料の反応残渣
Ｍｎ０  第ｎ反応原料の反応残渣
Ｎｃ  洗浄手段に隣接するフィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズル
Ｎｎ  隣接する他の洗浄手段の表面を洗浄する噴流を放出する噴流ノズル
Ｐ    反応生成物
Ｐ１  第一反応生成物
Ｐ２  第二反応生成物
Ｐ３  第三反応生成物
Ｐｗ  逆洗用の高圧液体または高圧気体
Ｑｗ  殺滅死骸を清浄水で混合希釈した液
Ｒ    ロッド（棒）状の対抗電極
Ｓ    流動熱源Ｈｗを加熱・保温するために導入する低圧の蒸気
ＳＳ  円筒状中空（バネ状）フィルタの間隙を開口させ逆洗するために導入する高圧の蒸気
Ｘ    生物の殺滅反応の流れ
Ｚ    電気絶縁材
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明実施態様を、図１７〜図２４で説明する。図１７は、縦置きの装置で、かつ、原料M1・M2をフィルタの側面に供給するタイプの実施例で二つの原料導入孔９Aをもつ例である。図記載の「中央部」は中央部の隔室、「上部」は中央部の隔室、「下部」は下部の隔室である。９Aから中央部の隔室に導入された反応原料M1・M2は、ＥＴ（１および１と離隔して１を囲む導電体で構成されたフィルタと電極のユニット）で、電気エネルギーを付与されつつ濾過（分離）される。フィルタエレメント中空部に濾過（分離）され、漸次反応が進行して生成物Pとなった流体が、上部隔室を経由して８Ｂから排出される。流動アジテートは、原料導入孔９A上流側からの押し込み圧力、排出孔８Ｂ下流側からの吸引圧力のいずれでも、組み合わせてもよい。【００３１】
図１８は、縦置きの装置で、かつ、原料M1・M2をフィルタの側面に９Aから供給し、原料M3を下部からフィルタ中空部に８Aから供給する例である。M3に電気エネルギー付与されつつ濾過されたM1・M2が合流してPを生成する。Ｐは８Ｂから排出される。ここで、８Ａは、プロセス装置上部隔室または下部隔室（横置きの場合は左部・右部隔室）を経由してフィルタエレメント両端からフィルタエレメント中空部に流体を流入する流入孔、８Ｂは、８Ａとは逆に、プロセス装置上部隔室または下部隔室（横置きの場合は左部・右部隔室）を経由して、フィルタエレメント中空部の流体をプロセス装置から排出させる排出孔である。以降の図面に記載される９Ａは、プロセス装置中央部隔室を経由してフィルタエレメント側面に流体を流入する流入孔、９Ｂは、９Ａとは逆に、プロセス装置中央部隔室を経由して、フィルタエレメント側面の流体をプロセス装置から排出させる排出孔である。【００３２】
図１９は、横置きの装置で、かつ、原料M1・M2をフィルタ中空部に流入するタイプの実施例である。いままでのフィルタ流動フローと逆であって、フィルタ中空部からフィルタ側面部に逆方向濾過する。原料M1・M2が電気エネルギー付与されつつ逆方向濾過されつつPを生成、フィルタ側面部に抜け、中央部の隔室経由で９Bから排出される。ところで、このような逆向けの濾過フローを採用した場合でも、順方向の濾過フローを採用した場合でも、公知の逆洗の操作は公知の手法と同様である。すなわち、順方向での逆洗は、プロセス中とは逆にフィルタエレメントの内中空部に高圧流体を流入させ、エレメント外側面の捕獲残留物を排除、逆方向での逆洗は、プロセス中とは逆にフィルタエレメントの外側面（隔室）に高圧流体を流入させて、エレメント内中空部の捕獲残留物を排除する。【００３３】
図２０は、図１９同様の横置きの装置で単独のフィルタエレメントを内蔵した例である。図２０（ａ）は、単独の原料流入孔８Ａから原料M2を流入する例、図２０（ｂ）は、二つの原料流入孔８Ａから原料M1・M2を隔室経由でフィルタエレメント中空部に流入させる。【００３４】
図２１は、三つの濾過・電気化学反応ユニット（フィルタ内蔵化学プロセス装置の容器）を配管で接続した構成例である。図２１は配管で三つのユニットを接続しているが、図２４のようにフィルタ中空部を共有して直結してもよい。図２４は、図２１よりも反応残渣・濾過残渣の排出が容易である。すなわち、たとえば第二の隔室Ｆ２では、９Aから供給された原料M2  が電気（温度）エネルギー付与されつつ１のフィルタ中空部に濾過され、流入孔８Ａから供給された原料M1と反応する。その反応残渣または濾過しなかったM20が９Bから排出される。もちろん、図２１の構成でそれぞれのフィルタ内蔵化学プロセス装置の容器に９Bを配設すれば同様である。図２１・２４は適宜使い分ければよい。【００３５】
図２２は、二つの電気化学反応ユニット（ET2の包囲電極）を有する本案装置実施例である。一方、図２３は、図２２の電気化学反応ユニットの中空部に原料導入する隔室を個別分離した構成である。図２３の構成であれば、反応まえの原料M1・M2が混合し望ましくない反応が生じることを防止できる。本案は前述の図２１・２４の使い分け、この図２２・２３の使い分け、といったアレンジが多様にある。多くの反応系に柔軟に応用できる可能性が理解されるだろう。【００３６】
図２４で、M１からＭｎをアミノ酸１からアミノ酸ｎとし、アミノ酸１からアミノ酸ｎをペプチド結合させる反応に利用できる。反応機序は特許文献１９記載の方法を採用すればよい。すなわち、たとえば第二の隔室Ｆ２では、流入孔８Ａから第一のアミノ酸と液相担体の結合物質M1を供給し、９Aから第二のアミノ酸を反応開裂処理した物質M2を供給する。これらは、フィルタエレメントのジュール熱によって溶媒相溶状態にてフィルタ中空部で合流しＭ１＋Ｍ２のペプチド結合する。結合残渣は他の部位では低温で溶媒分離状態となって下流に移送され、一部の残渣はM20としてBから低温分離状態で排出される。以下同様にＭ１＋Ｍ２＋・・・＋Ｍｎの連結反応させ、最終隔室Ｆｘを経由して８Ｂから排出される。図２４で、もちろん反応エネルギーとして温度だけでなく電気エネルギーも付与できるので、たとえば特許文献１９に記載されているクロマン反応やディールス・アルダー反応を行うことも可能である。【００３７】
以下は、本フィルタ内蔵電気化学プロセス装置の実施分野として、化学反応が電気化学的殺菌プロセスである場合の説明である。「発明が解決しようとする課題」、「課題を解決するための手段」、「発明の効果」、「発明を実施するための最良の形態」をそれぞれ詳細に説明しているので参考とされたい。【００３８】
「発明が解決しようとする課題（電気化学的殺菌プロセスの例）」
本発明の課題は、円筒状中空（バネ状）フィルタと濾過助剤による濾過に液体中の生物を殺滅する機能を付加し、船舶バラスト水の生物を殺滅し、国際環境基準に適合するレベルとなす殺滅方法と装置で、特に電気的殺滅法を利用した方法と装置を提供することである。【００３９】
「課題を解決するための手段（電気化学的殺菌プロセスの例）」
本発明は、濾過助剤を用いた円筒状中空（バネ状）フィルタの濾過中または濾過直後に該フィルタエレメントに捕獲された生物を電気的殺滅法で殺滅するというものである。特に、バネ状フィルタの場合は、（バネ状限定付記請求項１）複数の導電性のバネ状フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で原水中の生物を殺滅する方法であって、バネ状フィルタエレメントにプリコートした濾過助剤に生物を捕獲しつつ原水を通過させ清浄水を分離する第一工程の工程中に該バネ状フィルタエレメントに通電する第二工程を行う、または、第一工程のあとで該バネ状フィルタエレメントにプリコートした濾過助剤を残留させたまま該バネ状フィルタエレメントに通電する第二工程を行うことで液体中の生物を電気的に殺滅する方法、である。【００４０】
フィルタエレメントには濾過中に生物が集中し、かつ、フィルタエレメント表面に比較的薄く延ばされた薄膜状となっているのでインピーダンスが小さく、殺滅のための電圧は低電圧でよい。他の方法で、たとえば生物がバルク（塊）状であるとインピーダンスが比較的大きく、バルク（塊）中心にまで通電する電圧は高電圧を要し比較的難しく実用化困難となる。すなわち、濾過のためにフィルタエレメントに捕獲された状態が殺滅のため電気エネルギーを付与するのにきわめて好適な状態であると認識(notice)した。これが本発明の本質である。【００４１】
また、円筒状中空（バネ状）フィルタ濾過装置では導電性金属のフィルタエレメントが用いられ、かつまた、フィルタ能力を極力上げるべく、複数のフィルタエレメントを極限まで隣接・密集させた状態で濾過槽内に林立配設されている。このことは、フィルタエレメント表面を電極と見た場合、互いに近接して表面電極があるということなので、これら表面電極間に通電する場合の電極間インピーダンスが小さく、好都合であることを認識(notice)した。これも本発明の本質である。【００４２】
さて本案原理を図１０および図２９で説明する。１Ａは二群に分けられた複数の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの一群に属する円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント、１Ｂは二群に分けられた複数の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの他群に属する円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント、ＥＬ１が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの一群（１Ａ）に接続された外部端子、ＥＬ２が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの他群（１Ｂ）に接続された外部端子、ＥＬＡがＥＬ１と１Ａを電気的に接続する配線、ＥＬＢがＥＬ２と１Ｂを電気的に接続する配線である。この構成で二群の一群と他群の間に電圧を印加する。【００４３】
つまり、ＥＬ１とＥＬ２間に電圧を印加して、あたかも１Ａの表面電極と１Ｂの表面電極をもちいた原水（被処理水）の電気分解と同様の状態で生物殺滅する。すなわち、原水に電圧を印加して電解によって種々のラジカル（活性酸素など）を生成し、その酸化力により殺滅効果を得る。また、電位差が直接的に濾過助剤に捕獲された生物の細胞膜などの生体を破壊する。さらにまた、大腸菌，酵母，動物細胞等では、生物細胞に補酵素Ａが酸化する＋0.74V程度の電位差が細胞内外に与えられ、補酵素Ａを不活化し細胞の呼吸機序にダメージを与え死滅させる。【００４４】
電気的生物殺滅の上記原理は公知だが電子レベルの電気化学反応、およびインビボ、インビトロの生化学反応の機序解明は研究段階にある。そのため、こういった殺滅装置において機能仕様を満たす電気エネルギーのヒントは現状理論からは得られない。しかし、実用的には装置を組んで特定の殺滅生物ターゲットにつき、電気的殺滅前後のターゲット生物生存数を比較しつつ最適電圧仕様をきめる実験を実施すればよい。【００４５】
ただし、電気エネルギーの付与仕様として、装置保守の条件から直流電圧を極性同一のまま印加するのは好ましくない。特定の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面が電気腐食されるからである。また、電気分解で正極にあらわれるラジカル種と量は、負極のそれとは大きく異なる。（陽極で酸化作用するラジカル、陰極で還元作用するラジカルが出る。殺菌には陽極の酸化性ラジカルがよいとされている。）そのため、極性同一印加では二群に分けられた一群と他群の表面電極での殺滅効果に差があらわれ好ましくない。電気腐食分散の装置保守上の条件、ならびに、ラジカル種と量の極性差を平準化するため、二群の一群と他群の間に少なくとも一回の極性反転を伴う電圧を印加することが望ましい。これは、持続時間の長い電圧を印加する場合でも、パルス状の電圧を繰り返し印加する場合でも同様である。前記「少なくとも一回の極性反転を伴う電圧」には、交流電圧を含むものである。かかる交流電圧の波形は、商用サイン波でもよいが、のこぎり波、矩形波、三角波といった特徴的な波形のいずれかが特定の生物殺滅により好適である可能性がある。【００４６】
本案の方法をバネ状フィルタの場合に限定せず記すると、（付記請求項１）複数の導電性の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で原水中の生物を殺滅する方法であって、円筒状中空フィルタエレメントに生物を捕獲しつつ原水を通過させ清浄水を分離する第一工程の工程中に該円筒状中空フィルタエレメントに通電する第二工程を行う、または、円筒状中空フィルタエレメントにプリコートした濾過助剤に生物を捕獲しつつ原水を通過させ清浄水を分離する第一工程のあとで円筒状中空フィルタエレメントに通電する第二工程を行うことで液体中の生物を電気的に殺滅する方法である。ここで第二工程は、第一工程の工程中であっても、第一工程のあとであってもよいことが明示されている。第二工程は、電圧印加するだけであるので、これらいずれでも実施可能であることは自明である。【００４７】
また本案方法の一態様は、（付記請求項２）複数の導電性の円筒状中空フィルタエレメントが二群に分けられ、第二工程が、導電性円筒状中空フィルタエレメントの前記二群の一群と他群の間に少なくとも一回の極性反転をして電圧を印加することで円筒状中空フィルタエレメントの一群の導電部と他群の導電部間に正逆両方向に通電する方法である。図１（ａ）およびその部分拡大図である図２が本項を例示した図である。Ｚは電気絶縁材、ＥＬ１は円筒状中空フィルタエレメントの一群（１Ａ）に接続された外部端子、ＥＬ２は円筒状中空フィルタエレメントの他群（１Ｂ）に接続された外部端子、ＥＬＡはＥＬ１と１Ａを電気的に接続する配線、ＥＬＢはＥＬ２と１Ｂを電気的に接続する配線である。【００４８】
ところで、フィルタエレメントを二群とする分け方は、この図１（ａ）に示すように交互に、１Ａと１Ｂの配置に対称性があるように配置されるよう分けるのが望ましい。電位分布に不均等ができにくくなるからである。電位分布が不均等・非対称になると、殺滅効果も不均等になるし特定の近接部分で電流が大きくなり短絡を招くので好ましくない。【００４９】
また、第二工程が、導電性円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの前記二群の一群と他群の間にパルス状の電圧を繰り返し印加する、でもよい。パルス状の電圧であれば電気エネルギーが小さくてすみエネルギー節約になるばかりか、生物に与える影響は定常なる電位差よりも、電圧の変化（電圧時間微分）のほうが大きいとする知見もあるからである。もちろんパルス状電圧印加でも少なくとも一回の極性反転はするほうがよい。「少なくとも一回の極性反転」は、交流電圧で実施してもよい。【００５０】
本案方法の別の態様は、（付記請求項３）導電性の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントと離隔した対抗電極（counter electrode）が濾過槽内に配設されていて、第二工程が、導電性円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントと前記対抗電極の間に電圧を印加することで円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの導電部と前記対抗電極間に通電する方法である。図１（ｂ）、（ｃ）が本項を例示した図である。図１（ｂ）、（ｃ）で１０はフィルタ１を洗浄する洗浄手段またはフィルタ１の周縁を攪拌する攪拌手段であり、その導電性部が対抗電極の機能をはたすものであり該電極がＥＬ０に接続されている。ＥＬ０は対抗電極１０に接続された外部端子である。図３も図１（ｂ）と同様の実施例の例示図である。【００５１】
このように対抗電極が洗浄・攪拌手段の付加機能としてもよい。すなわち、（付記請求項７）円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルを具備した洗浄手段が濾過槽内に配設され、対抗電極が前記洗浄手段の導電部である、または、濾過槽内の液体を攪拌する噴流ノズルを具備した攪拌手段が濾過槽内に配設され、対抗電極が前記攪拌手段の導電性部である、としてもよい。【００５２】
前記の攪拌手段は助剤プリコートでの流れ不均等を防ぐための流れアジテートを行う。その流れアジテートの模式図が図８である。図８（ａ）は従来の助剤プリコート状況で、上下方向の助剤拡散不均一が生じている例、図８（ｂ）が本案装置の攪拌手段で助剤不均一を解消したが、フィルタエレメント数が減少しフィルタ効率が下がる例、図８（ｃ）が適切な攪拌手段の配設でフィルタ効率を極度に悪化させることなく助剤不均一を解消した例である。【００５３】
図９が、洗浄噴流ノズルＮｃ、および隣接する他の洗浄手段の表面を洗浄するノズルＮｎの両方を有する本案洗浄手段の例図である。Ｎｎは隣接する他の洗浄手段に高圧噴流を噴出して洗浄手段同士を洗浄する。【００５４】
本案方法のさらなる別態様は、対抗電極をロッド（棒）状のものとして円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面から等距離で、フィルタエレメント周縁に近接離隔して、複数のロッド（棒）状対抗電極を対称配設するものである。これを図１１、図１２に例示する。Ｒがロッド（棒）状の対抗電極である。こういった構成であれば、電極間距離が小さいのでインピーダンスが小さく、殺滅電圧を下げることができるし、電極配置に対称性があるので電位分布の不均等ができにくく好適である。しかも、ロッド（棒）状であるので、濾過する際の吸引流体流を阻害しない。ロッド（棒）断面積は極力小さくしたほうが吸引流体流を阻害しないので、ロッド（棒）状と表現するよりも、針状といった表現であるものが望ましい。【００５５】
また、ロッド（棒）状の丸型断面を流線型のフィン状にして（図示略）、フィンによってプリコートまたは濾過の際の吸引流体流をアジテートする、といった工夫も考えられる。該フィンは縦長の流れのガイド板であって、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントへの吸引流体流をマクロに見てスパイラル状として流れを円滑化するようにしてもよい。【００５６】
「発明の効果（電気化学的殺菌プロセスの例）」
本案の殺滅は、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面にプリコートした濾過助剤に捕獲された生物を電気的殺滅法で殺滅するというものである。濾過助剤には濾過中に生物が集中し、かつ、フィルタエレメント表面に比較的薄く延ばされた薄膜状となっているので、殺滅のための電気エネルギーを与えやすい。他の方法で、たとえば生物がバルク（塊）状であると、バルク（塊）中心にまで熱を与えるのは比較的難しい。すなわち、濾過のために濾過助剤に捕獲された状態が殺滅のために電気エネルギー付与するのにきわめて好適な状態であると認識した。これが本発明の本質であり、効果的かつ実用的な生物殺滅が実現される。【００５７】
本案は薄膜状になった殺滅ターゲットを殺滅するので電気的殺滅の効率が極めてよく電力コストは安い。しかも、公知の濾過装置の簡単な改造で実現できるのでイニシャルコストも低い。船舶バラスト水処理に利用可能である。【００５８】
「発明を実施するための最良の形態（電気化学的殺菌プロセスの例）」
本案の装置を記載する。すなわち、（付記請求項４）複数の導電性円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で原水中の生物を殺滅する装置であって、複数の導電性円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントが二群に分けられ、該二群の一群の導電部と他群の導電部を通電する電圧を印加する電源が前記二群の一群の導電部および他群の導電部とに接続し配設された液体中の生物を電気的に殺滅する装置である。【００５９】
本案装置の別形態は、（付記請求項５）複数の導電性の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントと離隔した対抗電極が濾過槽内に配設され、該対抗電極と円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの導電部を通電する電圧を印加する電源が前記対抗電極および円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの導電部とに接続し配設された液体中の生物を電気的に殺滅する装置である。【００６０】
本案装置の電源については、（付記請求項６）電源が印加電圧の極性反転回路を有するものであればよい。この回路は、直流の電圧極性を所定の時間経過で反転出力するもの、あるいは、交流の電圧電源の回路である。交流電源の電圧波形は、商用供給電源同様のサイン波でもよいが、のこぎり波、矩形波、三角波といった波形でもよい。もちろんパルス状で、パルスの極性を変化させた交流パルスでもよい。これらのいずれかが特定の生物殺滅にとって好適である可能性がある。なお、簡単のため、本明細書の記載・図面は、動作電極（working electrode）、対抗電極（対向電極 counter electrode）のみ記載・描画し、参照電極（reference electrode）の記載・描画は略した。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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2006038687.tif 000032
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