脱塩室用容器、電極室用キャップ及び電気式脱イオン水製造装置
【課題】規定された電極間距離を安定して得ることが可能な脱塩室用容器を提供する。
【解決手段】電気式脱イオン水製造装置７に設けられる脱塩室１０を形成する脱塩室用容器１である。
そして、イオン交換体３Ａが充填される内空部１１ａが形成されるとともに両端が開放された本体１１と、本体の両端付近にそれぞれ形成されて電気式脱イオン水製造装置の電極（５１，５２）間距離を規定する連結部１２とを備えている。
ここで、本体の外面１１ｂ側に突出されて被処理水を内空部に取り込む流入口１３と、本体の外面側に突出されて内空部から脱イオン水を排出する流出口１４とを設けることができる。
【解決手段】電気式脱イオン水製造装置７に設けられる脱塩室１０を形成する脱塩室用容器１である。
そして、イオン交換体３Ａが充填される内空部１１ａが形成されるとともに両端が開放された本体１１と、本体の両端付近にそれぞれ形成されて電気式脱イオン水製造装置の電極（５１，５２）間距離を規定する連結部１２とを備えている。
ここで、本体の外面１１ｂ側に突出されて被処理水を内空部に取り込む流入口１３と、本体の外面側に突出されて内空部から脱イオン水を排出する流出口１４とを設けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水などの脱イオン水を製造する電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器、及びそれに装着される電極室用キャップ、並びに電気式脱イオン水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工業、製薬工業、食品工業などの各種工業、研究室又は燃料電池などで純水又は超純水などの脱イオン水が使用されており、その製造装置の一つとして電気式脱イオン水製造装置が知られている（特許文献１，２など参照）。
【０００３】
これらの特許文献１，２に開示された電気式脱イオン水製造装置は、陽極と陰極の電極間に、両側面にイオン交換膜が張設された平板状の枠体が配置され、この枠体内に充填されたイオン交換樹脂に被処理水を通過させることで、被処理水が脱イオン水として排出される構造となっている。
【０００４】
そして、この平板状の枠体には取付用の穴が設けられており、その穴に挿入されたボルトを締結することによって電極間に枠体が固定される構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３００９２２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１９２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のボルトを締結する構造では、ボルトを締結する力の大きさによって電極間の距離が変化して電気抵抗が変動するため、装置毎の消費電力などの性能に個体差が生じるおそれがある。
【０００７】
また、枠体にイオン交換樹脂を充填し、イオン交換膜を張設し、ボルトを挿入して締結をおこなう、というように製作工程が多く、その工程も不安定な状態でおこなわれるため、このことからも上述した個体差が生じることが懸念されるとともに手間がかかる。
【０００８】
さらに、ボルトの締結する力が大きく入りすぎると損傷してしまうことが懸念されるため、慎重な作業が求められることになり、作業効率を上げ難いという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、規定された電極間距離を安定して得ることにより上記の課題を解決可能とする脱塩室用容器、電極室用キャップ、及びそれらによって組み立てられる電気式脱イオン水製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の脱塩室用容器は、電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器であって、イオン交換体が充填される内空部が形成されるとともに両端が開放された本体と、前記本体に形成されて前記電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部とを備えたことを特徴とする。前記連結部は、例えば前記本体の両端付近にそれぞれ形成することができる。
【００１１】
ここで、前記本体の外面側に突出されて被処理水を前記内空部に取り込む流入口と、前記本体の外面側に突出されて前記内空部から脱イオン水を排出する流出口とを備えた構成であってもよい。
【００１２】
また、前記連結部には、対となる連結機構の一方が形成されるとともに、前記連結機構は所定の位置で前記本体の軸方向の嵌入が停止する構造であってもよい。例えば、前記対となる連結機構は、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジとすることができる。
【００１３】
一方、本発明の電極室用キャップは、上記脱塩室用容器に装着されて電極室を形成する電極室用キャップであって、凹部が形成された外殻と、前記凹部の底面側に設けられる電極を取り付けるための電極取付口と、前記凹部の開放側に形成されて前記連結部と所定の位置で連結される電極側連結部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記外殻の外面側に突出されて電極水を前記凹部に取り込む電極水流入口と、前記外殻の外面側に突出されて前記凹部から電極水を排出する電極水流出口とを備えた構成とすることができる。また、前記凹部には、電極室と濃縮室とが一室として形成されているものであってもよい。
【００１５】
そして、本発明の電気式脱イオン水製造装置は、上記脱塩室用容器に、上記電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結したことを特徴とする。
【００１６】
ここで、電極室用キャップに電極水流入口と電極水流出口とが設けられている場合は、一方の前記電極室用キャップの前記電極水流出口と他方の前記電極室用キャップの前記電極水流入口とを繋ぐ配管をおこなうことができる。
【００１７】
さらに、前記脱塩室用容器を複数接続し、その両側に前記電極室用キャップをそれぞれ装着してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された本発明の脱塩室用容器は、本体に電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部が設けられている。
【００１９】
このため、この連結部を介して電極を配置すると、必ず規定された電極間距離の電気式脱イオン水製造装置が製作されるので、電気抵抗が一定である安定した性能の製品を供給することができる。
【００２０】
また、本体の外面側に流入口と流出口とが突出されていれば、配管の組み付けを容易におこなうことができる。
【００２１】
さらに、連結部が対となる連結機構の一方であれば、他方の連結機構を備えた部材を停止するまで嵌め込むだけで、容易に組み立てをおこなうことができる。特に、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジであれば、ねじ込むだけで組み立てを完了させることができる。
【００２２】
また、脱塩室用容器の連結部と対になる電極側連結部と電極取付口とを備えた電極室用キャップを使用することで、脱塩室の両側に迅速に所定の間隔で電極を配置することができる。
【００２３】
さらに、電極水流入口と電極水流出口とが設けられた電極室用キャップであれば、移動してきたイオンが多く含まれた濃縮水を電極室から効率よく排出させることができる。また、電極室と濃縮室とが一室で形成されていれば、構造が簡素化されて製作工程を減らすことができる。
【００２４】
そして、脱塩室用容器に電極室用キャップを装着する際に、連結部と電極側連結部とによって組み立て後の電極との距離が規定される電気式脱イオン水製造装置であれば、安定した性能の製品を効率よく製作することができる。
【００２５】
さらに、両側の電極室間で電極水を通水させる場合も、電極水流出口と電極水流入口とが外面側に設けられた電極室用キャップを使用するのであれば、配管を容易におこなうことができる。
【００２６】
また、複数の脱塩室用容器を電極間に配置する構成であれば、所望する処理水量に合わせた電気式脱イオン水製造装置を、接続する脱塩室用容器の数を調節するだけで容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の脱塩室用容器及び電極室用キャップの構成を説明する斜視図である。
【図２】脱塩室用容器の両端に電極室用キャップを装着した構成を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の電気式脱イオン水製造装置の構成を説明する断面図である。
【図４】電気式脱イオン水製造装置の配管を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施の形態で説明する電気式脱イオン水製造装置７の概略構成について、図３を参照しながら説明する。
【００２９】
この電気式脱イオン水製造装置７は、燃料電池や研究室などで使用する純水などの脱イオン水を製造する装置である。本実施の形態で説明する電気式脱イオン水製造装置７は、電極としての陰極５１と陽極５２との間に、電極室２０，２０と脱塩室１０が、イオン交換膜４，４によって区画されることで形成されている。
【００３０】
また、電極室２０，２０と脱塩室１０には、それぞれイオン交換体３Ａ，３Ｂ，３Ｃが充填されている。なお、イオン交換体３Ａ，３Ｂ，３Ｃとしては、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂を混合したものなどが利用できる。
【００３１】
そして、脱塩室１０に、流入口１３から流入した被処理水ＷＡ中のイオンは、イオン交換体３Ａにより補足されて、脱イオン水ＷＢとして排出される。
【００３２】
また、イオン交換体３Ａに補足されたイオンは、陰極５１と陽極５２の間の電位勾配によりイオン交換膜４を通過して電極室２０に移動し、電極水流出口２５から排出される。
【００３３】
なお、イオン交換膜４には、陰イオン交換膜、陽イオン交換膜などがあり、脱塩室１０から電極室２０に向けて移動させたいイオンの種類に応じて設定すればよい。
【００３４】
そして、この電気式脱イオン水製造装置７では、このようなイオンが移動してくる濃縮室の機能を電極室２０が兼ね備えており、脱塩室１０から移動してきたイオンは、一室として形成された電極室２０に集まることになる。
【００３５】
また、このように構成された電気式脱イオン水製造装置７は、電極間距離（陰極５１と陽極５２との距離、より詳細には、陰極板５１ａと陽極板５２ａとの間の距離）が変化すると、それに伴って電極間の電気抵抗も変動して装置の消費電力が変動することになる。
【００３６】
そこで、規定された電極間距離を安定して得ることが可能な本実施の形態の脱塩室用容器１と、その両側に装着される電極室用キャップ２Ａ，２Ｂの構成について図１，２を参照しながら説明する。
【００３７】
この脱塩室用容器１は、円筒形状の本体１１と、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）と連結する手段となる連結部１２と、被処理水ＷＡを取り込む流入口１３と、脱イオン水ＷＢを排出する流出口１４とを備えている。
【００３８】
この脱塩室用容器１は、合成樹脂などの絶縁材料によって成形された部材で、本体１１の内側には円柱状の内空部１１ａが形成され、その軸方向の両端は開放されている。
【００３９】
また、本体１１の外面１１ｂ側には、円筒状の流入口１３が突出されており、流入口１３と内空部１１ａは、図２の破線で模式的に示したように本体１１に形成される流入経路１３ａによって接続されている。
【００４０】
さらに、本体１１の外面１１ｂ側には、円筒状の流出口１４が突出されており、内空部１１ａと流出口１４は、図２の破線で模式的に示したように本体１１に形成される流出経路１４ａによって接続されている。
【００４１】
また、本体１１の両端付近の外面１１ｂに形成される連結部１２は、対となる連結機構の一方であり、ここでは連結機構としてツイストネジについて説明する。
【００４２】
この連結部１２は、図１に示すように、本体１１の端面から軸方向の中央側に離隔した位置でその端面と平行となるように周方向に延設される突条１２ａと、その突条１２ａの端から略直角に本体１１軸方向の中央側に延出されるストッパ１２ｂとによって、平面視略Ｌ字形に形成されている。また、略Ｌ字形の連結部１２の内角側には、ストッパ１２ｂから周方向にずれた位置に、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の逆転を防止するための突起１２ｃが本体１１軸方向に延出されている。
【００４３】
そして、本実施の形態では、このような連結部１２は、本体１１の外面１１ｂ上のそれぞれの端部付近において、内空部１１ａを挟んで対峙するように２つずつ形成される。また、このように本体１１の周方向に２つ配置される連結部１２，１２は、一周方向で見て同じ向きになるように取り付けられる。
【００４４】
他方、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）は、凹部２１ａが形成された外殻２１と、電極（陰極５１又は陽極５２）を取り付けるための電極取付口２３と、連結部１２と所定の位置で連結される電極側連結部２２と、電極水ＷＣを取り込む電極水流入口２４と、電極水ＷＤを排出する電極水流出口２５とを備えている。
【００４５】
この電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）は、合成樹脂などの絶縁材料によって成形された部材で、外殻２１の内側には凹部２１ａが形成され、脱塩室用容器１に装着する側は開放されている。
【００４６】
この凹部２１ａは、図２に示すように、脱塩室用容器１の軸方向の端部を収容する第１空間２１１と、その第１空間２１１よりも軸直交方向となる幅が狭くなった底面側の第２空間２１２とが階段状に形成されている。また、この凹部２１ａの底面には貫通穴が電極取付口２３として形成されている。
【００４７】
さらに、凹部２１ａの開放側の内周面に形成される電極側連結部２２は、脱塩室用容器１に形成される連結部１２と対となる連結機構である。
【００４８】
この電極側連結部２２は、外殻２１の開放側端面に隣接した位置で周方向に延設される突条２２ａと、本体１１側の連結部１２の突条１２ａの幅より僅かに広い幅の溝部２２ｂと、溝部２２ｂの側面を形成する段差部２２ｃとによって形成されている。また、突条２２ａの内周面には、脱塩室用容器１の突起１２ｃに噛み合う止め溝２２ｄが形成されている。
【００４９】
この突条２２ａは、本体１１の端部付近に周方向に間隔を置いて設けられた連結部１２，１２間の隙間に挿入可能な長さに形成されている。また、溝部２２ｂは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）を回転させると、突条２２ａに沿って突条１２ａが相対的に移動可能な幅に形成されている。
【００５０】
さらに、本体１１側のストッパ１２ｂは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）が回転することで突条２２ａの周方向端面が衝突すると電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の回転を停止させることができる程度の大きさに形成されており、この回転の停止によって電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の嵌入が停止される。また、嵌入停止位置では、脱塩室用容器１側の突起１２ｃと突条２２ａの止め溝２２ｄとが噛み合って電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の逆回転が防止される。
【００５１】
この嵌入停止位置では、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の周方向への回転が停止されるとともに、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の脱塩室用容器１側への移動、換言すると本体１１の軸方向への嵌入も停止される。すなわち、この嵌入停止位置では、本体１１の突条１２ａは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の溝部２２ｂにおいて突条２２ａと段差部２２ｃとの間に挟持されるため、本体１１軸方向の移動が制限される。そして、このような連結機構によって連結された脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）とは、本体１１軸方向の相対的な位置関係が常に一定になる。
【００５２】
また、外殻２１の外面２１ｂ側には、円筒状の電極水流入口２４が突出されており、電極水流入口２４と凹部２１ａは、図２の破線で模式的に示したように外殻２１に形成される流入経路２４ａによって接続されている。
【００５３】
さらに、外殻２１の外面２１ｂ側には、円筒状の電極水流出口２５が突出されており、凹部２１ａと電極水流出口２５は、図２の破線で模式的に示したように外殻２１に形成される流出経路２５ａによって接続されている。
【００５４】
次に、本実施の形態の電気式脱イオン水製造装置７の製作工程を説明するとともに、その作用について説明する。
【００５５】
まず、図３に示すように、脱塩室用容器１の内空部１１ａにイオン交換体３Ａを充填する。ここで、イオン交換体３Ａを充填する際には、流入経路１３ａ及び流出経路１４ａの内空部１１ａ側の開口に、イオン交換体３Ａの流出を防止するスリットやメッシュなどの部材を必要に応じて取り付ける。
【００５６】
続いて、２つの電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを用意し、一方の電極室用キャップ２Ａには陰極５１を取り付け、他方の電極室用キャップ２Ｂには陽極５２を取り付ける。
【００５７】
この陰極５１は、陰極板５１ａと、その中央に接続される陰極棒５１ｂとによって構成されており、凹部２１ａの開放側から陰極棒５１ｂを電極取付口２３に差し込むことによって、陰極５１を電極室用キャップ２Ａに取り付けることができる。なお、図示していないが、陰極５１は、陰極棒５１ｂをナットで締結するなどして電極室用キャップ２Ａに固定される。
【００５８】
また、陽極５２も、陽極板５２ａと陽極棒５２ｂとによって構成されており、陰極５１と同様にして電極室用キャップ２Ｂに取り付けて固定する。
【００５９】
さらに、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の凹部２１ａには、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）が充填される。この充填に際しても、図示していないが、流入経路２４ａ及び流出経路２５ａの凹部２１ａ側の開口には、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）の流出を防止するスリットなどの部材を必要に応じて取り付ける。
【００６０】
また、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）が充填された凹部２１ａの開放側は、イオン交換膜４を張設することによって遮蔽する。なお、図示していないが、凹部２１ａの開放側の内周面には、水密性を高めるためのガスケットやＯリング及びイオン交換膜４を固定する部材などを必要に応じて配置する。
【００６１】
そして、イオン交換体３Ａが充填された脱塩室用容器１に対して、陰極５１を取り付けた電極室用キャップ２Ａの突条２２ａ，２２ａが、本体１１の外面１１ｂの突条１２ａのない位置にくるように位置合わせをし、電極室用キャップ２Ａを押し込む。すると、電極室用キャップ２Ａの段差部２２ｃが本体１１の突条１２ａに当接し、電極室用キャップ２Ａ側の突条２２ａと本体１１側の突条１２ａとが平行になる。
【００６２】
さらに、その電極室用キャップ２Ａを図１で見て反時計回りに回すと、溝部２２ｂに突条１２ａの先端が入り込み、突条１２ａに沿って相対的にスライドした突条２２ａの先端は、突起１２ｃを乗り越え、ストッパ１２ｂの側面に突き当たることで回転が停止する。
【００６３】
また、この停止位置で突起１２ｃが止め溝２２ｄに食い込むため、電極室用キャップ２Ａの逆転も防止されて、脱塩室用容器１に電極室用キャップ２Ａが固定されることになる。
【００６４】
このように、連結部１２と電極側連結部２２とが対となってツイストネジを構成し、所定の位置で周方向の移動を停止させるストッパ１２ｂと、本体１１軸方向の嵌入を停止させる段差部２２ｃとが設けられた脱塩室用容器１への電極室用キャップ２Ａの装着であれば、ねじ込むだけで組み立てを完了させることができる。
【００６５】
また、脱塩室用容器１側の周方向に延設される突条１２ａが、電極室用キャップ２Ａの突条２２ａと段差部２２ｃとによって挟持される連結構造となるため、本体１１軸方向の連結力が強く、衝撃や内圧の上昇などに対してもずれが生じることがない。
【００６６】
そして、陽極５２を取り付けた電極室用キャップ２Ｂについても、上記と同様にして脱塩室用容器１の連結部１２に連結することで装着をおこなう。
【００６７】
このようにして脱塩室用容器１に電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着すると、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ，２Ｂとの本体１１軸方向の相対的な位置関係が一定になるため、図３に示すような陰極板５１ａと陽極板５２ａとの間隔は常に規定した距離になる。
【００６８】
このため、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ，２Ｂとを使用して組み立てられる電気式脱イオン水製造装置７の電極間距離は、常に規定された距離となって個体ごとに異なることがなく、一定の電気抵抗、すなわち一定の消費電力を示す装置を安定して製作することができる。
【００６９】
さらに、脱塩室用容器１の両側に電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着した後には、図４に示すように配管をおこなう。
【００７０】
まず、脱塩室用容器１の流入口１３には、被処理水ＷＡを搬送させる送水管６１を接続する。そして、脱塩室１０で処理された脱イオン水ＷＢを排出させる流出口１４には、供給管６２を接続する。
【００７１】
この供給管６２は、脱イオン水ＷＢを使用する機器まで延設されることになるが、その途中には分岐管６３が接続され、分岐管６３の端部は陰極５１が取り付けられた電極室用キャップ２Ａの電極水流入口２４に接続される。
【００７２】
また、この陰極５１側の電極室用キャップ２Ａの電極水流出口２５と、陽極５２側の電極室用キャップ２Ｂの電極水流入口２４とは、連結管６４によって連結される。
【００７３】
さらに、陽極５２が取り付けられた電極室用キャップ２Ｂの電極水流出口２５には、濃縮室を兼用する電極室２０を通過した電極水ＷＤ（濃縮水）を排出する排出管６５を接続する。
【００７４】
このような配管は、電気式脱イオン水製造装置７の外面側に突出された流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４，２４及び電極水流出口２５，２５に対しておこなえばよいので、作業性がよく、容易に組み付けをおこなうことができる。
【００７５】
また、配管の作業性を考慮して、流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４，２４及び電極水流出口２５，２５の一部又は全部が同じ方向に突出するように構成することもできる。
【００７６】
このように分岐管６３によって生成された脱イオン水ＷＢの一部を取り出し、陰極５１側の電極室２０及び陽極５２側の電極室２０を通過させることで、電極室２０，２０内に滞留するイオンとともに電極水ＷＤを強制的に排出させることができる。
【００７７】
特に、陽極５２側の電極室２０では、脱塩室１０から移動してきた多くのイオンが滞留して濃縮水となっており、この濃縮水となる電極水ＷＤを強制的に排出させる構造にすることで、電気式脱イオン水製造装置７の処理効率を向上させることができる。
【００７８】
また、電気式脱イオン水製造装置７は、流入口１３が上にあっても下にあっても機能するが、例えば流入口１３を下にして被処理水ＷＡが脱塩室１０を打ち上がった後に上方の流出口１４から排出される向きに設置すれば、除去率の高い高純度の脱イオン水ＷＢを製造することができる。
【００７９】
さらに、このようにして製作される電気式脱イオン水製造装置７は、例えば直径約70mm、長さ約80mm程度の小型のものにできるので、家庭用燃料電池に使用する純水製造装置や研究室用の純水製造装置などの小型化が要望される機器に適用することができる。
【実施例】
【００８０】
本実施の形態によって説明した電気式脱イオン水製造装置７と、従来の電極間に平板状の枠体をボルトで締結して固定する電気式脱イオン水製造装置（スタック＆フレーム型）とをそれぞれ１５台ずつ製作し、各装置の電極間の電気抵抗を測定した結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
この表１の結果からすれば、従来のスタック＆フレーム型は、電気抵抗の標準偏差が平均値の3.3％の幅で広がっているのに対し、本実施の形態の電気式脱イオン水製造装置７は、1.3％の範囲で収まっており、従来構造に比べて安定した消費電力の製品を製作できることがわかる。
【００８３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８４】
例えば、前記実施の形態では、電極間距離を規定する連結機構として、周方向に回転する際には本体１１軸方向へ移動しない本体１１の端面と平行に形成されたツイストネジについて説明したが、これに限定されるものではなく、周方向に回転すると本体１１軸方向の移動も生じる本体１１の端面に対して斜めに形成されるツイストネジであってもよい。さらに、所定の位置でねじ込みを停止させるストッパなどが設けられた袋ナット、又は可撓性の爪を凹部に食い込ませる構造など、決められた位置で本体１１軸方向の嵌入が停止することで電極間距離を規定できる連結機構であればよい。
【００８５】
また、前記実施の形態で本体１１に設けた連結部１２を電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）側に設け、凹部２１ａに設けた電極側連結部２２を脱塩室用容器１側に設けるというように、対となる連結機構のいずれを脱塩室用容器１側に設けてもよい。
【００８６】
さらに、前記実施の形態では、１体の脱塩室用容器１の両側にそれぞれ電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の脱塩室用容器１，・・・を上述したような電極間距離を規定する袋ナットなどで連結し、その脱塩室用容器１，・・・群の両側にそれぞれ電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着する構成であってもよい。このように脱塩室用容器１，・・・の数を調節することで、電気式脱イオン水製造装置の処理能力（処理水量）を容易に調節することができる。
【００８７】
また、前記実施の形態では、本体１１及び外殻２１が円筒状のものについて説明したが、これに限定されるものではなく、四角筒などの断面視多角形や断面視楕円となる本体や外殻を備えたものであってもよい。さらに、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の形態の組み合わせも、前記実施の形態に限定されるものではない。
【００８８】
また、前記実施の形態では、脱塩室用容器１の両端付近にイオン交換膜４，４がそれぞれ張設される構成について説明したが、これに限定されるものではなく、内空部１１ａの内側にイオン交換膜４，４が張設されるような構成であってもよい。
【００８９】
さらに、前記実施の形態では濃縮室を兼用する一室の電極室２０を形成したが、これに限定されるものではなく、凹部２１ａの内部にイオン交換膜４に並行してもう一枚のイオン交換膜を追加することで、電極室２０と脱塩室１０との間に濃縮室を設けることもできる。
【００９０】
また、前記実施の形態では、流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４及び電極水流出口２５を本体１１又は外殻２１の外面側から突出させたが、これに限定されるものではなく、内空部１１ａ又は凹部２１ａに連通する開口を外側面に設けただけの構造であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 脱塩室用容器
１０ 脱塩室
１１ 本体
１１ａ 内空部
１１ｂ 外面
１２ 連結部
１２ｂ ストッパ
１３ 流入口
１４ 流出口
２Ａ，２Ｂ 電極室用キャップ
２０ 電極室
２１ 外殻
２１ａ 凹部
２１ｂ 外面
２２ 電極側連結部
２３ 電極取付口
２４ 電極水流入口
２５ 電極水流出口
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ イオン交換体
４ イオン交換膜
５１ 陰極（電極）
５２ 陽極（電極）
６４ 連結管（配管）
７ 電気式脱イオン水製造装置
ＷＡ 被処理水
ＷＢ 脱イオン水
ＷＣ，ＷＤ 電極水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水などの脱イオン水を製造する電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器、及びそれに装着される電極室用キャップ、並びに電気式脱イオン水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工業、製薬工業、食品工業などの各種工業、研究室又は燃料電池などで純水又は超純水などの脱イオン水が使用されており、その製造装置の一つとして電気式脱イオン水製造装置が知られている（特許文献１，２など参照）。
【０００３】
これらの特許文献１，２に開示された電気式脱イオン水製造装置は、陽極と陰極の電極間に、両側面にイオン交換膜が張設された平板状の枠体が配置され、この枠体内に充填されたイオン交換樹脂に被処理水を通過させることで、被処理水が脱イオン水として排出される構造となっている。
【０００４】
そして、この平板状の枠体には取付用の穴が設けられており、その穴に挿入されたボルトを締結することによって電極間に枠体が固定される構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３００９２２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１９２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のボルトを締結する構造では、ボルトを締結する力の大きさによって電極間の距離が変化して電気抵抗が変動するため、装置毎の消費電力などの性能に個体差が生じるおそれがある。
【０００７】
また、枠体にイオン交換樹脂を充填し、イオン交換膜を張設し、ボルトを挿入して締結をおこなう、というように製作工程が多く、その工程も不安定な状態でおこなわれるため、このことからも上述した個体差が生じることが懸念されるとともに手間がかかる。
【０００８】
さらに、ボルトの締結する力が大きく入りすぎると損傷してしまうことが懸念されるため、慎重な作業が求められることになり、作業効率を上げ難いという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、規定された電極間距離を安定して得ることにより上記の課題を解決可能とする脱塩室用容器、電極室用キャップ、及びそれらによって組み立てられる電気式脱イオン水製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の脱塩室用容器は、電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器であって、イオン交換体が充填される内空部が形成されるとともに両端が開放された本体と、前記本体に形成されて前記電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部とを備えたことを特徴とする。前記連結部は、例えば前記本体の両端付近にそれぞれ形成することができる。
【００１１】
ここで、前記本体の外面側に突出されて被処理水を前記内空部に取り込む流入口と、前記本体の外面側に突出されて前記内空部から脱イオン水を排出する流出口とを備えた構成であってもよい。
【００１２】
また、前記連結部には、対となる連結機構の一方が形成されるとともに、前記連結機構は所定の位置で前記本体の軸方向の嵌入が停止する構造であってもよい。例えば、前記対となる連結機構は、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジとすることができる。
【００１３】
一方、本発明の電極室用キャップは、上記脱塩室用容器に装着されて電極室を形成する電極室用キャップであって、凹部が形成された外殻と、前記凹部の底面側に設けられる電極を取り付けるための電極取付口と、前記凹部の開放側に形成されて前記連結部と所定の位置で連結される電極側連結部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記外殻の外面側に突出されて電極水を前記凹部に取り込む電極水流入口と、前記外殻の外面側に突出されて前記凹部から電極水を排出する電極水流出口とを備えた構成とすることができる。また、前記凹部には、電極室と濃縮室とが一室として形成されているものであってもよい。
【００１５】
そして、本発明の電気式脱イオン水製造装置は、上記脱塩室用容器に、上記電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結したことを特徴とする。
【００１６】
ここで、電極室用キャップに電極水流入口と電極水流出口とが設けられている場合は、一方の前記電極室用キャップの前記電極水流出口と他方の前記電極室用キャップの前記電極水流入口とを繋ぐ配管をおこなうことができる。
【００１７】
さらに、前記脱塩室用容器を複数接続し、その両側に前記電極室用キャップをそれぞれ装着してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された本発明の脱塩室用容器は、本体に電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部が設けられている。
【００１９】
このため、この連結部を介して電極を配置すると、必ず規定された電極間距離の電気式脱イオン水製造装置が製作されるので、電気抵抗が一定である安定した性能の製品を供給することができる。
【００２０】
また、本体の外面側に流入口と流出口とが突出されていれば、配管の組み付けを容易におこなうことができる。
【００２１】
さらに、連結部が対となる連結機構の一方であれば、他方の連結機構を備えた部材を停止するまで嵌め込むだけで、容易に組み立てをおこなうことができる。特に、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジであれば、ねじ込むだけで組み立てを完了させることができる。
【００２２】
また、脱塩室用容器の連結部と対になる電極側連結部と電極取付口とを備えた電極室用キャップを使用することで、脱塩室の両側に迅速に所定の間隔で電極を配置することができる。
【００２３】
さらに、電極水流入口と電極水流出口とが設けられた電極室用キャップであれば、移動してきたイオンが多く含まれた濃縮水を電極室から効率よく排出させることができる。また、電極室と濃縮室とが一室で形成されていれば、構造が簡素化されて製作工程を減らすことができる。
【００２４】
そして、脱塩室用容器に電極室用キャップを装着する際に、連結部と電極側連結部とによって組み立て後の電極との距離が規定される電気式脱イオン水製造装置であれば、安定した性能の製品を効率よく製作することができる。
【００２５】
さらに、両側の電極室間で電極水を通水させる場合も、電極水流出口と電極水流入口とが外面側に設けられた電極室用キャップを使用するのであれば、配管を容易におこなうことができる。
【００２６】
また、複数の脱塩室用容器を電極間に配置する構成であれば、所望する処理水量に合わせた電気式脱イオン水製造装置を、接続する脱塩室用容器の数を調節するだけで容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の脱塩室用容器及び電極室用キャップの構成を説明する斜視図である。
【図２】脱塩室用容器の両端に電極室用キャップを装着した構成を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の電気式脱イオン水製造装置の構成を説明する断面図である。
【図４】電気式脱イオン水製造装置の配管を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施の形態で説明する電気式脱イオン水製造装置７の概略構成について、図３を参照しながら説明する。
【００２９】
この電気式脱イオン水製造装置７は、燃料電池や研究室などで使用する純水などの脱イオン水を製造する装置である。本実施の形態で説明する電気式脱イオン水製造装置７は、電極としての陰極５１と陽極５２との間に、電極室２０，２０と脱塩室１０が、イオン交換膜４，４によって区画されることで形成されている。
【００３０】
また、電極室２０，２０と脱塩室１０には、それぞれイオン交換体３Ａ，３Ｂ，３Ｃが充填されている。なお、イオン交換体３Ａ，３Ｂ，３Ｃとしては、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂を混合したものなどが利用できる。
【００３１】
そして、脱塩室１０に、流入口１３から流入した被処理水ＷＡ中のイオンは、イオン交換体３Ａにより補足されて、脱イオン水ＷＢとして排出される。
【００３２】
また、イオン交換体３Ａに補足されたイオンは、陰極５１と陽極５２の間の電位勾配によりイオン交換膜４を通過して電極室２０に移動し、電極水流出口２５から排出される。
【００３３】
なお、イオン交換膜４には、陰イオン交換膜、陽イオン交換膜などがあり、脱塩室１０から電極室２０に向けて移動させたいイオンの種類に応じて設定すればよい。
【００３４】
そして、この電気式脱イオン水製造装置７では、このようなイオンが移動してくる濃縮室の機能を電極室２０が兼ね備えており、脱塩室１０から移動してきたイオンは、一室として形成された電極室２０に集まることになる。
【００３５】
また、このように構成された電気式脱イオン水製造装置７は、電極間距離（陰極５１と陽極５２との距離、より詳細には、陰極板５１ａと陽極板５２ａとの間の距離）が変化すると、それに伴って電極間の電気抵抗も変動して装置の消費電力が変動することになる。
【００３６】
そこで、規定された電極間距離を安定して得ることが可能な本実施の形態の脱塩室用容器１と、その両側に装着される電極室用キャップ２Ａ，２Ｂの構成について図１，２を参照しながら説明する。
【００３７】
この脱塩室用容器１は、円筒形状の本体１１と、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）と連結する手段となる連結部１２と、被処理水ＷＡを取り込む流入口１３と、脱イオン水ＷＢを排出する流出口１４とを備えている。
【００３８】
この脱塩室用容器１は、合成樹脂などの絶縁材料によって成形された部材で、本体１１の内側には円柱状の内空部１１ａが形成され、その軸方向の両端は開放されている。
【００３９】
また、本体１１の外面１１ｂ側には、円筒状の流入口１３が突出されており、流入口１３と内空部１１ａは、図２の破線で模式的に示したように本体１１に形成される流入経路１３ａによって接続されている。
【００４０】
さらに、本体１１の外面１１ｂ側には、円筒状の流出口１４が突出されており、内空部１１ａと流出口１４は、図２の破線で模式的に示したように本体１１に形成される流出経路１４ａによって接続されている。
【００４１】
また、本体１１の両端付近の外面１１ｂに形成される連結部１２は、対となる連結機構の一方であり、ここでは連結機構としてツイストネジについて説明する。
【００４２】
この連結部１２は、図１に示すように、本体１１の端面から軸方向の中央側に離隔した位置でその端面と平行となるように周方向に延設される突条１２ａと、その突条１２ａの端から略直角に本体１１軸方向の中央側に延出されるストッパ１２ｂとによって、平面視略Ｌ字形に形成されている。また、略Ｌ字形の連結部１２の内角側には、ストッパ１２ｂから周方向にずれた位置に、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の逆転を防止するための突起１２ｃが本体１１軸方向に延出されている。
【００４３】
そして、本実施の形態では、このような連結部１２は、本体１１の外面１１ｂ上のそれぞれの端部付近において、内空部１１ａを挟んで対峙するように２つずつ形成される。また、このように本体１１の周方向に２つ配置される連結部１２，１２は、一周方向で見て同じ向きになるように取り付けられる。
【００４４】
他方、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）は、凹部２１ａが形成された外殻２１と、電極（陰極５１又は陽極５２）を取り付けるための電極取付口２３と、連結部１２と所定の位置で連結される電極側連結部２２と、電極水ＷＣを取り込む電極水流入口２４と、電極水ＷＤを排出する電極水流出口２５とを備えている。
【００４５】
この電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）は、合成樹脂などの絶縁材料によって成形された部材で、外殻２１の内側には凹部２１ａが形成され、脱塩室用容器１に装着する側は開放されている。
【００４６】
この凹部２１ａは、図２に示すように、脱塩室用容器１の軸方向の端部を収容する第１空間２１１と、その第１空間２１１よりも軸直交方向となる幅が狭くなった底面側の第２空間２１２とが階段状に形成されている。また、この凹部２１ａの底面には貫通穴が電極取付口２３として形成されている。
【００４７】
さらに、凹部２１ａの開放側の内周面に形成される電極側連結部２２は、脱塩室用容器１に形成される連結部１２と対となる連結機構である。
【００４８】
この電極側連結部２２は、外殻２１の開放側端面に隣接した位置で周方向に延設される突条２２ａと、本体１１側の連結部１２の突条１２ａの幅より僅かに広い幅の溝部２２ｂと、溝部２２ｂの側面を形成する段差部２２ｃとによって形成されている。また、突条２２ａの内周面には、脱塩室用容器１の突起１２ｃに噛み合う止め溝２２ｄが形成されている。
【００４９】
この突条２２ａは、本体１１の端部付近に周方向に間隔を置いて設けられた連結部１２，１２間の隙間に挿入可能な長さに形成されている。また、溝部２２ｂは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）を回転させると、突条２２ａに沿って突条１２ａが相対的に移動可能な幅に形成されている。
【００５０】
さらに、本体１１側のストッパ１２ｂは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）が回転することで突条２２ａの周方向端面が衝突すると電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の回転を停止させることができる程度の大きさに形成されており、この回転の停止によって電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の嵌入が停止される。また、嵌入停止位置では、脱塩室用容器１側の突起１２ｃと突条２２ａの止め溝２２ｄとが噛み合って電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の逆回転が防止される。
【００５１】
この嵌入停止位置では、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の周方向への回転が停止されるとともに、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の脱塩室用容器１側への移動、換言すると本体１１の軸方向への嵌入も停止される。すなわち、この嵌入停止位置では、本体１１の突条１２ａは、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の溝部２２ｂにおいて突条２２ａと段差部２２ｃとの間に挟持されるため、本体１１軸方向の移動が制限される。そして、このような連結機構によって連結された脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）とは、本体１１軸方向の相対的な位置関係が常に一定になる。
【００５２】
また、外殻２１の外面２１ｂ側には、円筒状の電極水流入口２４が突出されており、電極水流入口２４と凹部２１ａは、図２の破線で模式的に示したように外殻２１に形成される流入経路２４ａによって接続されている。
【００５３】
さらに、外殻２１の外面２１ｂ側には、円筒状の電極水流出口２５が突出されており、凹部２１ａと電極水流出口２５は、図２の破線で模式的に示したように外殻２１に形成される流出経路２５ａによって接続されている。
【００５４】
次に、本実施の形態の電気式脱イオン水製造装置７の製作工程を説明するとともに、その作用について説明する。
【００５５】
まず、図３に示すように、脱塩室用容器１の内空部１１ａにイオン交換体３Ａを充填する。ここで、イオン交換体３Ａを充填する際には、流入経路１３ａ及び流出経路１４ａの内空部１１ａ側の開口に、イオン交換体３Ａの流出を防止するスリットやメッシュなどの部材を必要に応じて取り付ける。
【００５６】
続いて、２つの電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを用意し、一方の電極室用キャップ２Ａには陰極５１を取り付け、他方の電極室用キャップ２Ｂには陽極５２を取り付ける。
【００５７】
この陰極５１は、陰極板５１ａと、その中央に接続される陰極棒５１ｂとによって構成されており、凹部２１ａの開放側から陰極棒５１ｂを電極取付口２３に差し込むことによって、陰極５１を電極室用キャップ２Ａに取り付けることができる。なお、図示していないが、陰極５１は、陰極棒５１ｂをナットで締結するなどして電極室用キャップ２Ａに固定される。
【００５８】
また、陽極５２も、陽極板５２ａと陽極棒５２ｂとによって構成されており、陰極５１と同様にして電極室用キャップ２Ｂに取り付けて固定する。
【００５９】
さらに、電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の凹部２１ａには、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）が充填される。この充填に際しても、図示していないが、流入経路２４ａ及び流出経路２５ａの凹部２１ａ側の開口には、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）の流出を防止するスリットなどの部材を必要に応じて取り付ける。
【００６０】
また、イオン交換体３Ｂ（３Ｃ）が充填された凹部２１ａの開放側は、イオン交換膜４を張設することによって遮蔽する。なお、図示していないが、凹部２１ａの開放側の内周面には、水密性を高めるためのガスケットやＯリング及びイオン交換膜４を固定する部材などを必要に応じて配置する。
【００６１】
そして、イオン交換体３Ａが充填された脱塩室用容器１に対して、陰極５１を取り付けた電極室用キャップ２Ａの突条２２ａ，２２ａが、本体１１の外面１１ｂの突条１２ａのない位置にくるように位置合わせをし、電極室用キャップ２Ａを押し込む。すると、電極室用キャップ２Ａの段差部２２ｃが本体１１の突条１２ａに当接し、電極室用キャップ２Ａ側の突条２２ａと本体１１側の突条１２ａとが平行になる。
【００６２】
さらに、その電極室用キャップ２Ａを図１で見て反時計回りに回すと、溝部２２ｂに突条１２ａの先端が入り込み、突条１２ａに沿って相対的にスライドした突条２２ａの先端は、突起１２ｃを乗り越え、ストッパ１２ｂの側面に突き当たることで回転が停止する。
【００６３】
また、この停止位置で突起１２ｃが止め溝２２ｄに食い込むため、電極室用キャップ２Ａの逆転も防止されて、脱塩室用容器１に電極室用キャップ２Ａが固定されることになる。
【００６４】
このように、連結部１２と電極側連結部２２とが対となってツイストネジを構成し、所定の位置で周方向の移動を停止させるストッパ１２ｂと、本体１１軸方向の嵌入を停止させる段差部２２ｃとが設けられた脱塩室用容器１への電極室用キャップ２Ａの装着であれば、ねじ込むだけで組み立てを完了させることができる。
【００６５】
また、脱塩室用容器１側の周方向に延設される突条１２ａが、電極室用キャップ２Ａの突条２２ａと段差部２２ｃとによって挟持される連結構造となるため、本体１１軸方向の連結力が強く、衝撃や内圧の上昇などに対してもずれが生じることがない。
【００６６】
そして、陽極５２を取り付けた電極室用キャップ２Ｂについても、上記と同様にして脱塩室用容器１の連結部１２に連結することで装着をおこなう。
【００６７】
このようにして脱塩室用容器１に電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着すると、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ，２Ｂとの本体１１軸方向の相対的な位置関係が一定になるため、図３に示すような陰極板５１ａと陽極板５２ａとの間隔は常に規定した距離になる。
【００６８】
このため、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ，２Ｂとを使用して組み立てられる電気式脱イオン水製造装置７の電極間距離は、常に規定された距離となって個体ごとに異なることがなく、一定の電気抵抗、すなわち一定の消費電力を示す装置を安定して製作することができる。
【００６９】
さらに、脱塩室用容器１の両側に電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着した後には、図４に示すように配管をおこなう。
【００７０】
まず、脱塩室用容器１の流入口１３には、被処理水ＷＡを搬送させる送水管６１を接続する。そして、脱塩室１０で処理された脱イオン水ＷＢを排出させる流出口１４には、供給管６２を接続する。
【００７１】
この供給管６２は、脱イオン水ＷＢを使用する機器まで延設されることになるが、その途中には分岐管６３が接続され、分岐管６３の端部は陰極５１が取り付けられた電極室用キャップ２Ａの電極水流入口２４に接続される。
【００７２】
また、この陰極５１側の電極室用キャップ２Ａの電極水流出口２５と、陽極５２側の電極室用キャップ２Ｂの電極水流入口２４とは、連結管６４によって連結される。
【００７３】
さらに、陽極５２が取り付けられた電極室用キャップ２Ｂの電極水流出口２５には、濃縮室を兼用する電極室２０を通過した電極水ＷＤ（濃縮水）を排出する排出管６５を接続する。
【００７４】
このような配管は、電気式脱イオン水製造装置７の外面側に突出された流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４，２４及び電極水流出口２５，２５に対しておこなえばよいので、作業性がよく、容易に組み付けをおこなうことができる。
【００７５】
また、配管の作業性を考慮して、流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４，２４及び電極水流出口２５，２５の一部又は全部が同じ方向に突出するように構成することもできる。
【００７６】
このように分岐管６３によって生成された脱イオン水ＷＢの一部を取り出し、陰極５１側の電極室２０及び陽極５２側の電極室２０を通過させることで、電極室２０，２０内に滞留するイオンとともに電極水ＷＤを強制的に排出させることができる。
【００７７】
特に、陽極５２側の電極室２０では、脱塩室１０から移動してきた多くのイオンが滞留して濃縮水となっており、この濃縮水となる電極水ＷＤを強制的に排出させる構造にすることで、電気式脱イオン水製造装置７の処理効率を向上させることができる。
【００７８】
また、電気式脱イオン水製造装置７は、流入口１３が上にあっても下にあっても機能するが、例えば流入口１３を下にして被処理水ＷＡが脱塩室１０を打ち上がった後に上方の流出口１４から排出される向きに設置すれば、除去率の高い高純度の脱イオン水ＷＢを製造することができる。
【００７９】
さらに、このようにして製作される電気式脱イオン水製造装置７は、例えば直径約70mm、長さ約80mm程度の小型のものにできるので、家庭用燃料電池に使用する純水製造装置や研究室用の純水製造装置などの小型化が要望される機器に適用することができる。
【実施例】
【００８０】
本実施の形態によって説明した電気式脱イオン水製造装置７と、従来の電極間に平板状の枠体をボルトで締結して固定する電気式脱イオン水製造装置（スタック＆フレーム型）とをそれぞれ１５台ずつ製作し、各装置の電極間の電気抵抗を測定した結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
この表１の結果からすれば、従来のスタック＆フレーム型は、電気抵抗の標準偏差が平均値の3.3％の幅で広がっているのに対し、本実施の形態の電気式脱イオン水製造装置７は、1.3％の範囲で収まっており、従来構造に比べて安定した消費電力の製品を製作できることがわかる。
【００８３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８４】
例えば、前記実施の形態では、電極間距離を規定する連結機構として、周方向に回転する際には本体１１軸方向へ移動しない本体１１の端面と平行に形成されたツイストネジについて説明したが、これに限定されるものではなく、周方向に回転すると本体１１軸方向の移動も生じる本体１１の端面に対して斜めに形成されるツイストネジであってもよい。さらに、所定の位置でねじ込みを停止させるストッパなどが設けられた袋ナット、又は可撓性の爪を凹部に食い込ませる構造など、決められた位置で本体１１軸方向の嵌入が停止することで電極間距離を規定できる連結機構であればよい。
【００８５】
また、前記実施の形態で本体１１に設けた連結部１２を電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）側に設け、凹部２１ａに設けた電極側連結部２２を脱塩室用容器１側に設けるというように、対となる連結機構のいずれを脱塩室用容器１側に設けてもよい。
【００８６】
さらに、前記実施の形態では、１体の脱塩室用容器１の両側にそれぞれ電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の脱塩室用容器１，・・・を上述したような電極間距離を規定する袋ナットなどで連結し、その脱塩室用容器１，・・・群の両側にそれぞれ電極室用キャップ２Ａ，２Ｂを装着する構成であってもよい。このように脱塩室用容器１，・・・の数を調節することで、電気式脱イオン水製造装置の処理能力（処理水量）を容易に調節することができる。
【００８７】
また、前記実施の形態では、本体１１及び外殻２１が円筒状のものについて説明したが、これに限定されるものではなく、四角筒などの断面視多角形や断面視楕円となる本体や外殻を備えたものであってもよい。さらに、脱塩室用容器１と電極室用キャップ２Ａ（２Ｂ）の形態の組み合わせも、前記実施の形態に限定されるものではない。
【００８８】
また、前記実施の形態では、脱塩室用容器１の両端付近にイオン交換膜４，４がそれぞれ張設される構成について説明したが、これに限定されるものではなく、内空部１１ａの内側にイオン交換膜４，４が張設されるような構成であってもよい。
【００８９】
さらに、前記実施の形態では濃縮室を兼用する一室の電極室２０を形成したが、これに限定されるものではなく、凹部２１ａの内部にイオン交換膜４に並行してもう一枚のイオン交換膜を追加することで、電極室２０と脱塩室１０との間に濃縮室を設けることもできる。
【００９０】
また、前記実施の形態では、流入口１３、流出口１４、電極水流入口２４及び電極水流出口２５を本体１１又は外殻２１の外面側から突出させたが、これに限定されるものではなく、内空部１１ａ又は凹部２１ａに連通する開口を外側面に設けただけの構造であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 脱塩室用容器
１０ 脱塩室
１１ 本体
１１ａ 内空部
１１ｂ 外面
１２ 連結部
１２ｂ ストッパ
１３ 流入口
１４ 流出口
２Ａ，２Ｂ 電極室用キャップ
２０ 電極室
２１ 外殻
２１ａ 凹部
２１ｂ 外面
２２ 電極側連結部
２３ 電極取付口
２４ 電極水流入口
２５ 電極水流出口
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ イオン交換体
４ イオン交換膜
５１ 陰極（電極）
５２ 陽極（電極）
６４ 連結管（配管）
７ 電気式脱イオン水製造装置
ＷＡ 被処理水
ＷＢ 脱イオン水
ＷＣ，ＷＤ 電極水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器であって、
イオン交換体が充填される内空部が形成されるとともに両端が開放された本体と、
前記本体に形成されて前記電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部とを備えたことを特徴とする脱塩室用容器。
【請求項２】
前記本体の外面側に突出されて被処理水を前記内空部に取り込む流入口と、
前記本体の外面側に突出されて前記内空部から脱イオン水を排出する流出口とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の脱塩室用容器。
【請求項３】
前記連結部には、対となる連結機構の一方が形成されるとともに、前記連結機構は所定の位置で前記本体の軸方向の嵌入が停止する構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱塩室用容器。
【請求項４】
前記対となる連結機構は、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジであることを特徴とする請求項３に記載の脱塩室用容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に装着されて電極室を形成する電極室用キャップであって、
凹部が形成された外殻と、
前記凹部の底面側に設けられる電極を取り付けるための電極取付口と、
前記凹部の開放側に形成されて前記連結部と所定の位置で連結される電極側連結部とを備えたことを特徴とする電極室用キャップ。
【請求項６】
前記外殻の外面側に突出されて電極水を前記凹部に取り込む電極水流入口と、
前記外殻の外面側に突出されて前記凹部から電極水を排出する電極水流出口とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の電極室用キャップ。
【請求項７】
前記凹部には、電極室と濃縮室とが一室として形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の電極室用キャップ。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、
前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結したことを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に、請求項６に記載の電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、
前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結することで両側の電極室用キャップを装着し、
一方の前記電極室用キャップの前記電極水流出口と他方の前記電極室用キャップの前記電極水流入口とを繋ぐ配管をおこなうことを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
【請求項１０】
前記脱塩室用容器を複数接続し、その両側に前記電極室用キャップをそれぞれ装着したことを特徴とする請求項８又は９に記載の電気式脱イオン水製造装置。
【請求項１】
電気式脱イオン水製造装置に設けられる脱塩室を形成する脱塩室用容器であって、
イオン交換体が充填される内空部が形成されるとともに両端が開放された本体と、
前記本体に形成されて前記電気式脱イオン水製造装置の電極との距離を規定する連結部とを備えたことを特徴とする脱塩室用容器。
【請求項２】
前記本体の外面側に突出されて被処理水を前記内空部に取り込む流入口と、
前記本体の外面側に突出されて前記内空部から脱イオン水を排出する流出口とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の脱塩室用容器。
【請求項３】
前記連結部には、対となる連結機構の一方が形成されるとともに、前記連結機構は所定の位置で前記本体の軸方向の嵌入が停止する構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱塩室用容器。
【請求項４】
前記対となる連結機構は、嵌入停止位置にストッパが設けられたツイストネジであることを特徴とする請求項３に記載の脱塩室用容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に装着されて電極室を形成する電極室用キャップであって、
凹部が形成された外殻と、
前記凹部の底面側に設けられる電極を取り付けるための電極取付口と、
前記凹部の開放側に形成されて前記連結部と所定の位置で連結される電極側連結部とを備えたことを特徴とする電極室用キャップ。
【請求項６】
前記外殻の外面側に突出されて電極水を前記凹部に取り込む電極水流入口と、
前記外殻の外面側に突出されて前記凹部から電極水を排出する電極水流出口とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の電極室用キャップ。
【請求項７】
前記凹部には、電極室と濃縮室とが一室として形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の電極室用キャップ。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、
前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結したことを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脱塩室用容器に、請求項６に記載の電極室用キャップが装着される電気式脱イオン水製造装置であって、
前記内空部にイオン交換体が充填された前記脱塩室用容器の前記連結部に、前記電極取付口に電極を取り付けるとともに前記凹部にイオン交換体とイオン交換膜を配置した前記電極室用キャップの前記電極側連結部を連結することで両側の電極室用キャップを装着し、
一方の前記電極室用キャップの前記電極水流出口と他方の前記電極室用キャップの前記電極水流入口とを繋ぐ配管をおこなうことを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
【請求項１０】
前記脱塩室用容器を複数接続し、その両側に前記電極室用キャップをそれぞれ装着したことを特徴とする請求項８又は９に記載の電気式脱イオン水製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１９４４０４（Ｐ２０１０−１９４４０４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３９６６９（Ｐ２００９−３９６６９）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
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