電極分離式軟水器的製作方法
2023-11-02 04:40:02 2
專利名稱：電極分離式軟水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電極分離式軟水器，所述軟水器以將陽離子物質吸附於流動在陰離子電極側的離子交換膜內部的水中的形態進行分離並去除，從而軟化一般用水，同時， 延長離子交換膜的交換周期，並能夠長時間連續使用，所述陽離子物質具有2價鎂離子 (Mg2+)、2價鈣離子(Ca2+)、3價鐵離子(Fe3+)等硬水特性。
背景技術：
一般，地下水等一般用水是含有2價鎂離子(Mg2+)、2價鈣離子(Ca2+)、3價鐵離子 (Fe3+)等陽離子物質的硬水，這些硬水會產生沉澱物或水垢，因此不僅阻礙管道的水流，而且妨礙肥皂或洗滌劑的作用，所以不適合用於飲用水或產業及工業用水。隨此，需要進行軟水化，為此使用利用離子交換樹脂等的軟水裝置。一般的軟水裝置，在具備有投入口和排放口的腔室內部設置具有陰離子特性的離子交換樹脂，當通過投入口投入硬水特性的一般用水時，2價鎂離子(Mg2+)、2價鈣離子 (Ca2+)、3價鐵離子(Fe3+)等陽離子物質被吸附於離子交換樹脂而得以軟水化，然後通過排放口排放經軟水化的水，從而可以得到軟水。但是，這種軟水裝置，由於長時間使用的離子交換樹脂都被置換為引發硬度物質， 因此會失去離子交換能力，所以，為了水處理使用預定時間或預定量之後應回收利用或交換離子交換樹脂，存在諸多不便，而且，由於離子交換樹脂的回收利用或交換周期短，因此存在頻繁地回收利用或交換的問題。而且，在回收利用或交換離子交換樹脂時，需停止供給軟水，因此存在工廠無法開工的問題點。
發明內容
本發明是為了解決所述問題點而提出的，其目的在於，提供一種通過利用離子交換膜分離並去除陽離子物質而軟化一般用水，此時使陽離子物質吸附於流動在離子交換膜內部的較少量水中以使一般用水幾乎全部轉換為軟水，同時，大幅度延長離子交換膜的交換周期，並能夠長時間連續使用的高效的電極分離式軟水器。為了達成所述目的的本發明的解決手段，包括腔室10，其內部為中空，具有預定長度，在內側面具備陽極部件11以施加正(+ )電流；陰極部件40，其在所述腔室10的中央朝腔室的長度方向形成，施加負(_)電流；離子交換膜50，其為圓筒形或四角筒形，形成在所述陰極部件40和陽極部件11之間；第一投入口 21及第二投入口 22，分別向所述離子交換膜50的內側及外側分離投入硬水；以及第一排放口 31及第二排放口 32，將從對應的所述第一投入口和第二投入口投入的硬水排放至腔室外部，所述第一排放口 31用於排放陽離子濃水C，第二排放口 32用於排放軟水S。作為優選解決手段，所述第一投入口 21和第二投入口 22形成在可從腔室10的一側分離的投入板20，所述第一排放口 31和第二排放口 32形成在可從腔室10的另一側分離的排放板30。而且，在所述投入板20和排放板30分別設置圓盤60，所述陰極部件40和離子交換膜50的兩側端部分別固定在所述一對圓盤60，在分離投入板20或排放板30時，可以交換離子交換膜50。此時，所述離子交換膜50優選設置在與所述離子交換膜50的內表面接觸的內側支撐網51和與所述離子交換膜50的外表面接觸的外側支撐網52之間。
圖1示出根據本發明的電極分離式軟水器的結構的截面圖； 圖2是放大圖1的「A」部分而示出的立體圖及平截面圖3是示出根據本發明的電極分離式軟水器中通過施加電流而分離陽離子的作用的使用狀態圖4是示出連續設置根據本發明的電極分離式軟水器的狀態的連接構成圖。附圖標記說明 10 腔室 20 投入板 22 第二投入口 31 第一排放口
40陰極部件
41內側支撐網 60 圓盤 C 濃水 V:流量閥。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明。附圖的結構僅表示本發明的最佳形態，因此本發明並不限定於附圖的結構。並且，在定義圖中符號的術語時，不得解釋為限定本發明的含義，應理解為為了說明本發明而任意選擇的含義，因此，本發明所屬領域的技術人員可對相同的對象物指稱為不同的術語。圖1是示出根據本發明的電極分離式軟水器的結構的截面圖，圖2是放大圖1的 「A」部分而示出的立體圖及平截面圖。如圖1所示，本發明的電極分離式軟水器包括內部為中空的腔室10，所述腔室10 具有預定長度以便投入硬水後能夠使硬水在內部滯留預定時間，並且，為了防止通電，由 PVC等合成樹脂材料製造。另外，在所述腔室10的內側面設置陽極部件11，在所述陽極部件11塗布鐵、鈦等導電性物質或者與腔室10單獨地構成並施加正(+)電流，而且，在所述腔室10的中央朝腔室的長度方向設置棒形陰極部件40，在所述陰極部件40連接電線以施加負(_)電流。並且，在所述陰極部件40和陽極部件11之間設置離子交換膜50，所述離子交換
11 陽極部件 21 第一投入口 30 排放板 32 第二排放口 50 離子交換膜 52 外側支撐網 H 硬水 S 軟水膜50是將離子交換樹脂成型為薄膜形態而成的，將交換膜浸漬於電解質溶液，並將其作為隔膜對溶液通電，則陽(+ )離子交換膜允許陽離子通過，但在陰離子通過時顯示近100%的電阻，陰離子交換膜顯示相反的現象，如此，由於選擇性地允許離子通過，因此也稱為選擇性透過膜。本發明中為了去除硬水中的2價鎂離子(Mg2+)、2價鈣離子(Ca2+)等陽離子物質， 所述離子交換膜選擇陽離子交換膜。在所述腔室10的一側具備第一投入口 21和第二投入口 22，在其相反側具備第一排放口 31和第二排放口 32，所述第一投入口 21和第一排放口 31與所述離子交換膜50的內側空間連通並互相對應，因此從第一投入口 21流入的硬水H經由離子交換膜50的內側空間由第一排放口 31排放。並且，所述第二投入口 22和第二排放口 32與所述離子交換膜50的外側空間連通並互相對應，因此從第二投入口 22流入的硬水H經由離子交換膜50的外側空間由第二排放口 32排放。此時，所述第一投入口 21和第二投入口 22形成在能從所述腔室10的一側前端分離的元件的投入板20，並且，所述第一排放口 31和第二排放口 32形成在能從腔室10的另一側前端分離的另外的元件的排放板30，根據需要，通過將投入板20或排放板30從腔室 10分離，從而開放腔室10的內部，為佳。這樣不僅容易清洗或修理腔室10的內部，而且當所述離子交換膜50或陰極部件 40受損傷或不能使用時，有利於回收利用或交換。作為優選的形態，如圖所示，在所述投入板20和排放板30的內側面分別設置一種圓盤60，所述陰極部件40和離子交換膜50的兩側端部分別固定在所述一對圓盤60，此時， 從腔室10分離所述投入板20或排放板30時，可從腔室10同時取出陰極部件40和離子交換膜50，因此能夠容易交換。另外，如圖2所示，由於所述離子交換膜50是纖維等柔性材料，因此，為了使離子交換膜保持圓筒形，優選在離子交換膜50的內表面和外表面分別設置圓筒形的內側支撐網51和外側支撐網52，所述內側支撐網51和外側支撐網52由合成樹脂或不鏽鋼等不導電的非導電性材料製造，形成在所述各支撐網51、52的孔的尺寸大於等於形成在所述離子交換膜50的孔的尺寸。這是因為若形成在所述支撐網51、52的孔的尺寸小於形成在離子交換膜50的孔的尺寸時，會導致離子交換膜50的功能下降。以上，說明了形成在內側支撐網51和外側支撐網52的雙重圓筒形的離子交換膜 50的例，但是本發明並不限定於所述形態，所述離子交換膜50可以製作為四角筒形態或三角筒形態等各種形態而適用。以下，參照圖3說明在本發明的軟水器中將包含於一般用水的陽離子吸附於從第一投入口流入的硬水的作用，通過此說明本發明會更加明確。圖3是示出根據本發明的電極分離式軟水器中通過施加電流而分離陽離子的作用的使用狀態圖。根據圖3，在第一投入口 21和第二投入口 22分別投入硬水H同時，在所述陽極部件11接通正(+ )電流，在陰極部件40接通負(_)電流。如此，由於流動在離子交換膜50的外側空間的硬水H中所包含的2價物質，例如鎂離子(Mg2+)、2價鈣離子(Ca2+)等與陽極部件11極性相同，因此產生斥力，由於與陰極部件40極性不同，因此產生吸力，從而移動到離子交換膜50的內側空間。此時，所述離子交換膜50是陽離子交換膜，具有允許陽離子通過而不允許陰離子通過的性質，因此，流動在離子交換膜50外側空間的水中的陽離子被去除而得以軟水S化， 所述軟水S通過第二排放口 32被商用化。而且，流動在離子交換膜50的內側空間的水中，陽離子增加而成為濃水C，並通過第一排放口 31排放進行廢水處理。所述濃水S通過另外的處理工序後被廢水處理或可以回收利用。此時，如圖3所示，為了調節向各投入口 21、22的硬水H的投入量，所述第一投入口 21和第二投入口 22可以與流量閥V連接，通過所述流量閥V調節的第一投入口 21和第二投入口 22的各硬水投入比，當總投入量設為100%時，向第一投入口 21側投入約5 10%，向第二投入口 22側投入約90 95%，為佳。當然，不設置流量閥V也可以調節投入比，例如通過將所述第一投入口 21和第二投入口 22的直徑設計為不同，可以調節硬水H的投入量。如此，當投入到第一投入口 21側的硬水H的量調節為小時，可以最大限度地減小被轉換為濃水C的水，相反，可以將投入的硬水幾乎全部(90 95%)軟水化，因此相對於硬水投入量可以增加軟水化效率。圖4是示出連續設置根據本發明的電極分離式軟水器的狀態的連接構成圖，示出為了提供幾乎全部去除陽離子的純粹的軟水的結構。如圖4所示，腔室10可以與構成相同的第二腔室10a、第三腔室IOb及第四腔室 IOc 一起設置，各腔室的第一排放口連接於相鄰的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口連接於相鄰的腔室的第二投入口，從而多個腔室串聯連接。S卩，腔室10的第一排放口 21連接於相鄰的第二腔室IOa的第一投入口 21、腔室10 的第二排放口 32連接於相鄰的第二腔室IOa的第二投入口 22，以此形態串聯連接，此時，硬水H依次通過多個軟水器的腔室，因此可以增大軟水化的效率。以上通過圖面結構說明了本發明的優選一實施形態，但是，本發明並不限定於所示結構，其構成元件的材料除了舉例說明的材料之外，只要能達到相同的功能及目的，可從多樣的材料中選擇使用，因此，本發明所屬領域的技術人員基於所述內容可以變更或置換為與其同等乃至均等的手段，並且應理解為該變更乃至置換屬於本發明的保護範圍內。工業利用可能性
根據本發明，在設置於軟水器內部的負(_)電極棒周邊設置離子交換膜，在離子交換膜的內側和外側分別投入適量一般用水，即內側投入5 10%，外側投入90 95%，並使包含於一般用水中的陽離子物質吸附於少量水中後進行排放的結構，所以具有在軟水化時幾乎沒有一般用水的損失，不僅軟水化效率出色，而且，大幅度延長離子交換膜的交換周期，並能夠長時間連續使用的優點。
權利要求
1.一種電極分離式軟水器，其特徵在於，包括腔室(10)，其內部為中空，具有預定長度，在內側面具備陽極部件(11)以施加正(+ )電流；陰極部件(40)，其在所述腔室(10)的中央朝腔室的長度方向形成，施加負(_)電流；離子交換膜(50 )，其形成在所述陰極部件(40 )和陽極部件(11)之間；第一投入口(21)及第二投入口(22)，分別向所述離子交換膜(50)的內側及外側分離投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，將從對應的所述第一投入口和第二投入口投入的硬水排放至腔室外部，所述第一排放口(31)用於排放陽離子濃水(C)，第二排放口(32) 用於排放軟水(S)。
2.根據權利要求1所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，所述第一投入口(21)和第二投入口( 22 )形成在可從腔室(10 )的一側分離的投入板(20 )，所述第一排放口( 31)和第二排放口( 32)形成在可從腔室(10)的另一側分離的排放板 (30)。
3.根據權利要求2所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，在所述投入板(20)和排放板(30)的內側分別設置圓盤(60)，所述陰極部件(40)和離子交換膜(50)的兩側端部分別固定在所述一對圓盤(60 )，在將投入板(20 )或排放板(30 )從腔室(10 )分離時，可以交換離子交換膜(50)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，在所述離子交換膜(50)的內面和外面分別形成用於支撐離子交換膜(50)的網狀的內側支撐網(51)和外側支撐網(52)。
5.根據權利要求4所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，所述內側支撐網(51)和外側支撐網(52)的孔徑大於等於所述離子交換膜(50)的孔徑。
6.根據權利要求1所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，進一步包括流量閥(V)，所述流量閥用於調節從所述第一投入口(21)和第二投入口(22)投入的硬水(H)的量。
7.根據權利要求1或6所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，所述流量閥(V)的硬水投入比相對於總投入量，第一投入口(21)側為5 10%，第二投入口(22)側為90 95%。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的電極分離式軟水器，其特徵在於，所述腔室 (10)連續設置有多個，各腔室的第一排放口連接於相鄰的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口連接於相鄰的腔室的第二投入口。
全文摘要
本發明涉及一種電極分離式軟水器，更具體而言，涉及通過利用離子交換膜分離並去除陽離子物質來軟化硬水特性的一般用水，使陽離子物質吸附於流動在離子交換膜內部的較少量水中，將一般用水幾乎全部轉換為軟水的同時，大幅度延長離子交換膜的交換周期，並能夠長時間連續使用為目的的電極分離式軟水器，其特徵在於，包括腔室(10)，其內部為中空，具有預定長度，在內側面具備陽極部件(11)以施加正(+)電流；陰極部件(40)，其在所述腔室(10)的中央朝腔室的長度方向形成，施加負(-)電流；離子交換膜(50)，其形成在所述陰極部件(40)和陽極部件(11)之間；第一投入口(21)及第二投入口(22)，分別向所述離子交換膜(50)的內側和外側分離投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，將從對應的所述第一投入口和第二投入口投入的硬水排放至腔室外部，所述第一排放口(31)用於排放陽離子濃水(C)，第二排放口(32)用於排放軟水(S)。
文檔編號C02F1/461GK102574709SQ201080046886
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月2日 優先權日2009年9月2日
發明者金鍾傑 申請人:(株)阿酷阿科技