專利名稱：電極分離式軟水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極分離式軟水器，所述軟水器以將陽(yáng)離子物質(zhì)吸附于流動(dòng)在陰離子電極側(cè)的離子交換膜內(nèi)部的水中的形態(tài)進(jìn)行分離并去除，從而軟化一般用水，同時(shí)， 延長(zhǎng)離子交換膜的交換周期，并能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，所述陽(yáng)離子物質(zhì)具有2價(jià)鎂離子 (Mg2+)、2價(jià)鈣離子(Ca2+)、3價(jià)鐵離子(Fe3+)等硬水特性。
背景技術(shù)：
一般，地下水等一般用水是含有2價(jià)鎂離子(Mg2+)、2價(jià)鈣離子(Ca2+)、3價(jià)鐵離子 (Fe3+)等陽(yáng)離子物質(zhì)的硬水，這些硬水會(huì)產(chǎn)生沉淀物或水垢，因此不僅阻礙管道的水流，而且妨礙肥皂或洗滌劑的作用，所以不適合用于飲用水或產(chǎn)業(yè)及工業(yè)用水。隨此，需要進(jìn)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(nèi)部設(shè)置具有陰離子特性的離子交換樹脂，當(dāng)通過(guò)投入口投入硬水特性的一般用水時(shí)，2價(jià)鎂離子(Mg2+)、2價(jià)鈣離子 (Ca2+)、3價(jià)鐵離子(Fe3+)等陽(yáng)離子物質(zhì)被吸附于離子交換樹脂而得以軟水化，然后通過(guò)排放口排放經(jīng)軟水化的水，從而可以得到軟水。但是，這種軟水裝置，由于長(zhǎng)時(shí)間使用的離子交換樹脂都被置換為引發(fā)硬度物質(zhì)， 因此會(huì)失去離子交換能力，所以，為了水處理使用預(yù)定時(shí)間或預(yù)定量之后應(yīng)回收利用或交換離子交換樹脂，存在諸多不便，而且，由于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(wèn)題。而且，在回收利用或交換離子交換樹脂時(shí)，需停止供給軟水，因此存在工廠無(wú)法開工的問(wèn)題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決所述問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于，提供一種通過(guò)利用離子交換膜分離并去除陽(yáng)離子物質(zhì)而軟化一般用水，此時(shí)使陽(yáng)離子物質(zhì)吸附于流動(dòng)在離子交換膜內(nèi)部的較少量水中以使一般用水幾乎全部轉(zhuǎn)換為軟水，同時(shí)，大幅度延長(zhǎng)離子交換膜的交換周期，并能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的高效的電極分離式軟水器。為了達(dá)成所述目的的本發(fā)明的解決手段，包括腔室10，其內(nèi)部為中空，具有預(yù)定長(zhǎng)度，在內(nèi)側(cè)面具備陽(yáng)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(zhǎng)度方向形成，施加負(fù)(_)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(yáng)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(nèi)側(cè)及外側(cè)分離投入硬水；以及第一排放口 31及第二排放口 32，將從對(duì)應(yīng)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用于排放陽(yáng)離子濃水C，第二排放口 32用于排放軟水S。作為優(yōu)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(cè)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(cè)分離的排放板30。而且，在所述投入板20和排放板30分別設(shè)置圓盤60，所述陰極部件40和離子交換膜50的兩側(cè)端部分別固定在所述一對(duì)圓盤60，在分離投入板20或排放板30時(shí)，可以交換離子交換膜50。此時(shí)，所述離子交換膜50優(yōu)選設(shè)置在與所述離子交換膜50的內(nèi)表面接觸的內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)51和與所述離子交換膜50的外表面接觸的外側(cè)支撐網(wǎng)52之間。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器的結(jié)構(gòu)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(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器中通過(guò)施加電流而分離陽(yáng)離子的作用的使用狀態(tài)圖4是示出連續(xù)設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器的狀態(tài)的連接構(gòu)成圖。附圖標(biāo)記說(shuō)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(nèi)側(cè)支撐網(wǎng) 60 圓盤 C 濃水 V:流量閥。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖的結(jié)構(gòu)僅表示本發(fā)明的最佳形態(tài)，因此本發(fā)明并不限定于附圖的結(jié)構(gòu)。并且，在定義圖中符號(hào)的術(shù)語(yǔ)時(shí)，不得解釋為限定本發(fā)明的含義，應(yīng)理解為為了說(shuō)明本發(fā)明而任意選擇的含義，因此，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)相同的對(duì)象物指稱為不同的術(shù)語(yǔ)。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器的結(jié)構(gòu)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(fā)明的電極分離式軟水器包括內(nèi)部為中空的腔室10，所述腔室10 具有預(yù)定長(zhǎng)度以便投入硬水后能夠使硬水在內(nèi)部滯留預(yù)定時(shí)間，并且，為了防止通電，由 PVC等合成樹脂材料制造。另外，在所述腔室10的內(nèi)側(cè)面設(shè)置陽(yáng)極部件11，在所述陽(yáng)極部件11涂布鐵、鈦等導(dǎo)電性物質(zhì)或者與腔室10單獨(dú)地構(gòu)成并施加正(+)電流，而且，在所述腔室10的中央朝腔室的長(zhǎng)度方向設(shè)置棒形陰極部件40，在所述陰極部件40連接電線以施加負(fù)(_)電流。并且，在所述陰極部件40和陽(yáng)極部件11之間設(shè)置離子交換膜50，所述離子交換
11 陽(yáng)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(cè)支撐網(wǎng) H 硬水 S 軟水膜50是將離子交換樹脂成型為薄膜形態(tài)而成的，將交換膜浸漬于電解質(zhì)溶液，并將其作為隔膜對(duì)溶液通電，則陽(yáng)(+ )離子交換膜允許陽(yáng)離子通過(guò)，但在陰離子通過(guò)時(shí)顯示近100%的電阻，陰離子交換膜顯示相反的現(xiàn)象，如此，由于選擇性地允許離子通過(guò)，因此也稱為選擇性透過(guò)膜。本發(fā)明中為了去除硬水中的2價(jià)鎂離子(Mg2+)、2價(jià)鈣離子(Ca2+)等陽(yáng)離子物質(zhì)， 所述離子交換膜選擇陽(yáng)離子交換膜。在所述腔室10的一側(cè)具備第一投入口 21和第二投入口 22，在其相反側(cè)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(nèi)側(cè)空間連通并互相對(duì)應(yīng)，因此從第一投入口 21流入的硬水H經(jīng)由離子交換膜50的內(nèi)側(cè)空間由第一排放口 31排放。并且，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(cè)空間連通并互相對(duì)應(yīng)，因此從第二投入口 22流入的硬水H經(jīng)由離子交換膜50的外側(cè)空間由第二排放口 32排放。此時(shí)，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(cè)前端分離的元件的投入板20，并且，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(cè)前端分離的另外的元件的排放板30，根據(jù)需要，通過(guò)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(nèi)部，為佳。這樣不僅容易清洗或修理腔室10的內(nèi)部，而且當(dāng)所述離子交換膜50或陰極部件 40受損傷或不能使用時(shí)，有利于回收利用或交換。作為優(yōu)選的形態(tài)，如圖所示，在所述投入板20和排放板30的內(nèi)側(cè)面分別設(shè)置一種圓盤60，所述陰極部件40和離子交換膜50的兩側(cè)端部分別固定在所述一對(duì)圓盤60，此時(shí)， 從腔室10分離所述投入板20或排放板30時(shí)，可從腔室10同時(shí)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，由于所述離子交換膜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(yōu)選在離子交換膜50的內(nèi)表面和外表面分別設(shè)置圓筒形的內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)51和外側(cè)支撐網(wǎng)52，所述內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)51和外側(cè)支撐網(wǎng)52由合成樹脂或不銹鋼等不導(dǎo)電的非導(dǎo)電性材料制造，形成在所述各支撐網(wǎng)51、52的孔的尺寸大于等于形成在所述離子交換膜50的孔的尺寸。這是因?yàn)槿粜纬稍谒鲋尉W(wǎng)51、52的孔的尺寸小于形成在離子交換膜50的孔的尺寸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致離子交換膜50的功能下降。以上，說(shuō)明了形成在內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)51和外側(cè)支撐網(wǎng)52的雙重圓筒形的離子交換膜 50的例，但是本發(fā)明并不限定于所述形態(tài)，所述離子交換膜50可以制作為四角筒形態(tài)或三角筒形態(tài)等各種形態(tài)而適用。以下，參照?qǐng)D3說(shuō)明在本發(fā)明的軟水器中將包含于一般用水的陽(yáng)離子吸附于從第一投入口流入的硬水的作用，通過(guò)此說(shuō)明本發(fā)明會(huì)更加明確。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器中通過(guò)施加電流而分離陽(yáng)離子的作用的使用狀態(tài)圖。根據(jù)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(shí)，在所述陽(yáng)極部件11接通正(+ )電流，在陰極部件40接通負(fù)(_)電流。如此，由于流動(dòng)在離子交換膜50的外側(cè)空間的硬水H中所包含的2價(jià)物質(zhì)，例如鎂離子(Mg2+)、2價(jià)鈣離子(Ca2+)等與陽(yáng)極部件11極性相同，因此產(chǎn)生斥力，由于與陰極部件40極性不同，因此產(chǎn)生吸力，從而移動(dòng)到離子交換膜50的內(nèi)側(cè)空間。此時(shí)，所述離子交換膜50是陽(yáng)離子交換膜，具有允許陽(yáng)離子通過(guò)而不允許陰離子通過(guò)的性質(zhì)，因此，流動(dòng)在離子交換膜50外側(cè)空間的水中的陽(yáng)離子被去除而得以軟水S化， 所述軟水S通過(guò)第二排放口 32被商用化。而且，流動(dòng)在離子交換膜50的內(nèi)側(cè)空間的水中，陽(yáng)離子增加而成為濃水C，并通過(guò)第一排放口 31排放進(jìn)行廢水處理。所述濃水S通過(guò)另外的處理工序后被廢水處理或可以回收利用。此時(shí)，如圖3所示，為了調(diào)節(jié)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(guò)所述流量閥V調(diào)節(jié)的第一投入口 21和第二投入口 22的各硬水投入比，當(dāng)總投入量設(shè)為100%時(shí)，向第一投入口 21側(cè)投入約5 10%，向第二投入口 22側(cè)投入約90 95%，為佳。當(dāng)然，不設(shè)置流量閥V也可以調(diào)節(jié)投入比，例如通過(guò)將所述第一投入口 21和第二投入口 22的直徑設(shè)計(jì)為不同，可以調(diào)節(jié)硬水H的投入量。如此，當(dāng)投入到第一投入口 21側(cè)的硬水H的量調(diào)節(jié)為小時(shí)，可以最大限度地減小被轉(zhuǎn)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(duì)于硬水投入量可以增加軟水化效率。圖4是示出連續(xù)設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的電極分離式軟水器的狀態(tài)的連接構(gòu)成圖，示出為了提供幾乎全部去除陽(yáng)離子的純粹的軟水的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，腔室10可以與構(gòu)成相同的第二腔室10a、第三腔室IOb及第四腔室 IOc 一起設(shè)置，各腔室的第一排放口連接于相鄰的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口連接于相鄰的腔室的第二投入口，從而多個(gè)腔室串聯(lián)連接。S卩，腔室10的第一排放口 21連接于相鄰的第二腔室IOa的第一投入口 21、腔室10 的第二排放口 32連接于相鄰的第二腔室IOa的第二投入口 22，以此形態(tài)串聯(lián)連接，此時(shí)，硬水H依次通過(guò)多個(gè)軟水器的腔室，因此可以增大軟水化的效率。以上通過(guò)圖面結(jié)構(gòu)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)施形態(tài)，但是，本發(fā)明并不限定于所示結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成元件的材料除了舉例說(shuō)明的材料之外，只要能達(dá)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(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員基于所述內(nèi)容可以變更或置換為與其同等乃至均等的手段，并且應(yīng)理解為該變更乃至置換屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。工業(yè)利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)置于軟水器內(nèi)部的負(fù)(_)電極棒周邊設(shè)置離子交換膜，在離子交換膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別投入適量一般用水，即內(nèi)側(cè)投入5 10%，外側(cè)投入90 95%，并使包含于一般用水中的陽(yáng)離子物質(zhì)吸附于少量水中后進(jìn)行排放的結(jié)構(gòu)，所以具有在軟水化時(shí)幾乎沒(méi)有一般用水的損失，不僅軟水化效率出色，而且，大幅度延長(zhǎng)離子交換膜的交換周期，并能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電極分離式軟水器，其特征在于，包括腔室(10)，其內(nèi)部為中空，具有預(yù)定長(zhǎng)度，在內(nèi)側(cè)面具備陽(yáng)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(zhǎng)度方向形成，施加負(fù)(_)電流；離子交換膜(50 )，其形成在所述陰極部件(40 )和陽(yáng)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(nèi)側(cè)及外側(cè)分離投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，將從對(duì)應(yīng)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)用于排放陽(yáng)離子濃水(C)，第二排放口(32) 用于排放軟水(S)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極分離式軟水器，其特征在于，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(cè)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(cè)分離的排放板 (30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極分離式軟水器，其特征在于，在所述投入板(20)和排放板(30)的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置圓盤(60)，所述陰極部件(40)和離子交換膜(50)的兩側(cè)端部分別固定在所述一對(duì)圓盤(60 )，在將投入板(20 )或排放板(30 )從腔室(10 )分離時(shí)，可以交換離子交換膜(50)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電極分離式軟水器，其特征在于，在所述離子交換膜(50)的內(nèi)面和外面分別形成用于支撐離子交換膜(50)的網(wǎng)狀的內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)(51)和外側(cè)支撐網(wǎng)(52)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極分離式軟水器，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)支撐網(wǎng)(51)和外側(cè)支撐網(wǎng)(52)的孔徑大于等于所述離子交換膜(50)的孔徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極分離式軟水器，其特征在于，進(jìn)一步包括流量閥(V)，所述流量閥用于調(diào)節(jié)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(jù)權(quán)利要求1或6所述的電極分離式軟水器，其特征在于，所述流量閥(V)的硬水投入比相對(duì)于總投入量，第一投入口(21)側(cè)為5 10%，第二投入口(22)側(cè)為90 95%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電極分離式軟水器，其特征在于，所述腔室 (10)連續(xù)設(shè)置有多個(gè)，各腔室的第一排放口連接于相鄰的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口連接于相鄰的腔室的第二投入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電極分離式軟水器，更具體而言，涉及通過(guò)利用離子交換膜分離并去除陽(yáng)離子物質(zhì)來(lái)軟化硬水特性的一般用水，使陽(yáng)離子物質(zhì)吸附于流動(dòng)在離子交換膜內(nèi)部的較少量水中，將一般用水幾乎全部轉(zhuǎn)換為軟水的同時(shí)，大幅度延長(zhǎng)離子交換膜的交換周期，并能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用為目的的電極分離式軟水器，其特征在于，包括腔室(10)，其內(nèi)部為中空，具有預(yù)定長(zhǎng)度，在內(nèi)側(cè)面具備陽(yáng)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(zhǎng)度方向形成，施加負(fù)(-)電流；離子交換膜(50)，其形成在所述陰極部件(40)和陽(yáng)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(nèi)側(cè)和外側(cè)分離投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，將從對(duì)應(yīng)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)用于排放陽(yáng)離子濃水(C)，第二排放口(32)用于排放軟水(S)。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102574709SQ201080046886
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者金鍾杰 申請(qǐng)人:(株)阿酷阿科技