专利名称：高新电极分离式软水器技术
技术领域：
本发明涉及一种电极分离式软水器，所述软水器以将阳离子物质吸附于流动在阴离子电极侧的离子交换膜内部的水中的形态进行分离并去除，从而软化一般用水，同时， 延长离子交换膜的交换周期，并能够长时间连续使用，所述阳离子物质具有2价镁离子 (Mg2+)、2价钙离子(Ca2+)、3价铁离子(Fe3+)等硬水特性。
背景技术：
一般，地下水等一般用水是含有2价镁离子(Mg2+)、2价钙离子(Ca2+)、3价铁离子 (Fe3+)等阳离子物质的硬水，这些硬水会产生沉淀物或水垢，因此不仅阻碍管道的水流，而且妨碍肥皂或洗涤剂的作用，所以不适合用于饮用水或产业及工业用水。随此，需要进行软水化，为此使用利用离子交换树脂等的软水装置。一般的软水装置，在具备有投入口和排放口的腔室内部设置具有阴离子特性的离子交换树脂，当通过投入口投入硬水特性的一般用水时，2价镁离子(Mg2+)、2价钙离子 (Ca2+)、3价铁离子(Fe3+)等阳离子物质被吸附于离子交换树脂而得以软水化，然后通过排放口排放经软水化的水，从而可以得到软水。但是，这种软水装置，由于长时间使用的离子交换树脂都被置换为引发硬度物质， 因此会失去离子交换能力，所以，为了水处理使用预定时间或预定量之后应回收利用或交换离子交换树脂，存在诸多不便，而且，由于离子交换树脂的回收利用或交换周期短，因此存在频繁地回收利用或交换的问题。而且，在回收利用或交换离子交换树脂时，需停止供给软水，因此存在工厂无法开工的问题点。
发明内容
本发明是为了解决所述问题点而提出的，其目的在于，提供一种通过利用离子交换膜分离并去除阳离子物质而软化一般用水，此时使阳离子物质吸附于流动在离子交换膜内部的较少量水中以使一般用水几乎全部转换为软水，同时，大幅度延长离子交换膜的交换周期，并能够长时间连续使用的高效的电极分离式软水器。为了达成所述目的的本发明的解决手段，包括腔室10，其内部为中空，具有预定长度，在内侧面具备阳极部件11以施加正(+ )电流；阴极部件40，其在所述腔室10的中央朝腔室的长度方向形成，施加负(_)电流；离子交换膜50，其为圆筒形或四角筒形，形成在所述阴极部件40和阳极部件11之间；第一投入口 21及第二投入口 22，分别向所述离子交换膜50的内侧及外侧分离投入硬水；以及第一排放口 31及第二排放口 32，将从对应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用于排放阳离子浓水C，第二排放口 32用于排放软水S。作为优选解决手段，所述第一投入口 21和第二投入口 22形成在可从腔室10的一侧分离的投入板20，所述第一排放口 31和第二排放口 32形成在可从腔室10的另一侧分离的排放板30。而且，在所述投入板20和排放板30分别设置圆盘60，所述阴极部件40和离子交换膜50的两侧端部分别固定在所述一对圆盘60，在分离投入板20或排放板30时，可以交换离子交换膜50。此时，所述离子交换膜50优选设置在与所述离子交换膜50的内表面接触的内侧支撑网51和与所述离子交换膜50的外表面接触的外侧支撑网52之间。
图1示出根据本发明的电极分离式软水器的结构的截面图； 图2是放大图1的“A”部分而示出的立体图及平截面图3是示出根据本发明的电极分离式软水器中通过施加电流而分离阳离子的作用的使用状态图4是示出连续设置根据本发明的电极分离式软水器的状态的连接构成图。附图标记说明 10 腔室 20 投入板 22 第二投入口 31 第一排放口
40阴极部件
41内侧支撑网 60 圆盘 C 浓水 V:流量阀。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明。附图的结构仅表示本发明的最佳形态，因此本发明并不限定于附图的结构。并且，在定义图中符号的术语时，不得解释为限定本发明的含义，应理解为为了说明本发明而任意选择的含义，因此，本发明所属领域的技术人员可对相同的对象物指称为不同的术语。图1是示出根据本发明的电极分离式软水器的结构的截面图，图2是放大图1的 “A”部分而示出的立体图及平截面图。如图1所示，本发明的电极分离式软水器包括内部为中空的腔室10，所述腔室10 具有预定长度以便投入硬水后能够使硬水在内部滞留预定时间，并且，为了防止通电，由 PVC等合成树脂材料制造。另外，在所述腔室10的内侧面设置阳极部件11，在所述阳极部件11涂布铁、钛等导电性物质或者与腔室10单独地构成并施加正(+)电流，而且，在所述腔室10的中央朝腔室的长度方向设置棒形阴极部件40，在所述阴极部件40连接电线以施加负(_)电流。并且，在所述阴极部件40和阳极部件11之间设置离子交换膜50，所述离子交换
11 阳极部件 21 第一投入口 30 排放板 32 第二排放口 50 离子交换膜 52 外侧支撑网 H 硬水 S 软水膜50是将离子交换树脂成型为薄膜形态而成的，将交换膜浸渍于电解质溶液，并将其作为隔膜对溶液通电，则阳(+ )离子交换膜允许阳离子通过，但在阴离子通过时显示近100%的电阻，阴离子交换膜显示相反的现象，如此，由于选择性地允许离子通过，因此也称为选择性透过膜。本发明中为了去除硬水中的2价镁离子(Mg2+)、2价钙离子(Ca2+)等阳离子物质， 所述离子交换膜选择阳离子交换膜。在所述腔室10的一侧具备第一投入口 21和第二投入口 22，在其相反侧具备第一排放口 31和第二排放口 32，所述第一投入口 21和第一排放口 31与所述离子交换膜50的内侧空间连通并互相对应，因此从第一投入口 21流入的硬水H经由离子交换膜50的内侧空间由第一排放口 31排放。并且，所述第二投入口 22和第二排放口 32与所述离子交换膜50的外侧空间连通并互相对应，因此从第二投入口 22流入的硬水H经由离子交换膜50的外侧空间由第二排放口 32排放。此时，所述第一投入口 21和第二投入口 22形成在能从所述腔室10的一侧前端分离的元件的投入板20，并且，所述第一排放口 31和第二排放口 32形成在能从腔室10的另一侧前端分离的另外的元件的排放板30，根据需要，通过将投入板20或排放板30从腔室 10分离，从而开放腔室10的内部，为佳。这样不仅容易清洗或修理腔室10的内部，而且当所述离子交换膜50或阴极部件 40受损伤或不能使用时，有利于回收利用或交换。作为优选的形态，如图所示，在所述投入板20和排放板30的内侧面分别设置一种圆盘60，所述阴极部件40和离子交换膜50的两侧端部分别固定在所述一对圆盘60，此时， 从腔室10分离所述投入板20或排放板30时，可从腔室10同时取出阴极部件40和离子交换膜50，因此能够容易交换。另外，如图2所示，由于所述离子交换膜50是纤维等柔性材料，因此，为了使离子交换膜保持圆筒形，优选在离子交换膜50的内表面和外表面分别设置圆筒形的内侧支撑网51和外侧支撑网52，所述内侧支撑网51和外侧支撑网52由合成树脂或不锈钢等不导电的非导电性材料制造，形成在所述各支撑网51、52的孔的尺寸大于等于形成在所述离子交换膜50的孔的尺寸。这是因为若形成在所述支撑网51、52的孔的尺寸小于形成在离子交换膜50的孔的尺寸时，会导致离子交换膜50的功能下降。以上，说明了形成在内侧支撑网51和外侧支撑网52的双重圆筒形的离子交换膜 50的例，但是本发明并不限定于所述形态，所述离子交换膜50可以制作为四角筒形态或三角筒形态等各种形态而适用。以下，参照图3说明在本发明的软水器中将包含于一般用水的阳离子吸附于从第一投入口流入的硬水的作用，通过此说明本发明会更加明确。图3是示出根据本发明的电极分离式软水器中通过施加电流而分离阳离子的作用的使用状态图。根据图3，在第一投入口 21和第二投入口 22分别投入硬水H同时，在所述阳极部件11接通正(+ )电流，在阴极部件40接通负(_)电流。如此，由于流动在离子交换膜50的外侧空间的硬水H中所包含的2价物质，例如镁离子(Mg2+)、2价钙离子(Ca2+)等与阳极部件11极性相同，因此产生斥力，由于与阴极部件40极性不同，因此产生吸力，从而移动到离子交换膜50的内侧空间。此时，所述离子交换膜50是阳离子交换膜，具有允许阳离子通过而不允许阴离子通过的性质，因此，流动在离子交换膜50外侧空间的水中的阳离子被去除而得以软水S化， 所述软水S通过第二排放口 32被商用化。而且，流动在离子交换膜50的内侧空间的水中，阳离子增加而成为浓水C，并通过第一排放口 31排放进行废水处理。所述浓水S通过另外的处理工序后被废水处理或可以回收利用。此时，如图3所示，为了调节向各投入口 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可以与流量阀V连接，通过所述流量阀V调节的第一投入口 21和第二投入口 22的各硬水投入比，当总投入量设为100%时，向第一投入口 21侧投入约5 10%，向第二投入口 22侧投入约90 95%，为佳。当然，不设置流量阀V也可以调节投入比，例如通过将所述第一投入口 21和第二投入口 22的直径设计为不同，可以调节硬水H的投入量。如此，当投入到第一投入口 21侧的硬水H的量调节为小时，可以最大限度地减小被转换为浓水C的水，相反，可以将投入的硬水几乎全部(90 95%)软水化，因此相对于硬水投入量可以增加软水化效率。图4是示出连续设置根据本发明的电极分离式软水器的状态的连接构成图，示出为了提供几乎全部去除阳离子的纯粹的软水的结构。如图4所示，腔室10可以与构成相同的第二腔室10a、第三腔室IOb及第四腔室 IOc 一起设置，各腔室的第一排放口连接于相邻的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口连接于相邻的腔室的第二投入口，从而多个腔室串联连接。S卩，腔室10的第一排放口 21连接于相邻的第二腔室IOa的第一投入口 21、腔室10 的第二排放口 32连接于相邻的第二腔室IOa的第二投入口 22，以此形态串联连接，此时，硬水H依次通过多个软水器的腔室，因此可以增大软水化的效率。以上通过图面结构说明了本发明的优选一实施形态，但是，本发明并不限定于所示结构，其构成元件的材料除了举例说明的材料之外，只要能达到相同的功能及目的，可从多样的材料中选择使用，因此，本发明所属领域的技术人员基于所述内容可以变更或置换为与其同等乃至均等的手段，并且应理解为该变更乃至置换属于本发明的保护范围内。工业利用可能性
根据本发明，在设置于软水器内部的负(_)电极棒周边设置离子交换膜，在离子交换膜的内侧和外侧分别投入适量一般用水，即内侧投入5 10%，外侧投入90 95%，并使包含于一般用水中的阳离子物质吸附于少量水中后进行排放的结构，所以具有在软水化时几乎没有一般用水的损失，不仅软水化效率出色，而且，大幅度延长离子交换膜的交换周期，并能够长时间连续使用的优点。
权利要求
1.一种电极分离式软水器，其特征在于，包括腔室(10)，其内部为中空，具有预定长度，在内侧面具备阳极部件(11)以施加正(+ )电流；阴极部件(40)，其在所述腔室(10)的中央朝腔室的长度方向形成，施加负(_)电流；离子交换膜(50 )，其形成在所述阴极部件(40 )和阳极部件(11)之间；第一投入口(21)及第二投入口(22)，分别向所述离子交换膜(50)的内侧及外侧分离投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，将从对应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)用于排放阳离子浓水(C)，第二排放口(32) 用于排放软水(S)。
2.根据权利要求1所述的电极分离式软水器，其特征在于，所述第一投入口(21)和第二投入口( 22 )形成在可从腔室(10 )的一侧分离的投入板(20 )，所述第一排放口( 31)和第二排放口( 32)形成在可从腔室(10)的另一侧分离的排放板 (30)。
3.根据权利要求2所述的电极分离式软水器，其特征在于，在所述投入板(20)和排放板(30)的内侧分别设置圆盘(60)，所述阴极部件(40)和离子交换膜(50)的两侧端部分别固定在所述一对圆盘(60 )，在将投入板(20 )或排放板(30 )从腔室(10 )分离时，可以交换离子交换膜(50)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极分离式软水器，其特征在于，在所述离子交换膜(50)的内面和外面分别形成用于支撑离子交换膜(50)的网状的内侧支撑网(51)和外侧支撑网(52)。
5.根据权利要求4所述的电极分离式软水器，其特征在于，所述内侧支撑网(51)和外侧支撑网(52)的孔径大于等于所述离子交换膜(50)的孔径。
6.根据权利要求1所述的电极分离式软水器，其特征在于，进一步包括流量阀(V)，所述流量阀用于调节从所述第一投入口(21)和第二投入口(22)投入的硬水(H)的量。
7.根据权利要求1或6所述的电极分离式软水器，其特征在于，所述流量阀(V)的硬水投入比相对于总投入量，第一投入口(21)侧为5 10%，第二投入口(22)侧为90 95%。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电极分离式软水器，其特征在于，所述腔室 (10)连续设置有多个，各腔室的第一排放口连接于相邻的腔室的第一投入口，各腔室的第二排放口连接于相邻的腔室的第二投入口。
全文摘要
本发明涉及一种电极分离式软水器，更具体而言，涉及通过利用离子交换膜分离并去除阳离子物质来软化硬水特性的一般用水，使阳离子物质吸附于流动在离子交换膜内部的较少量水中，将一般用水几乎全部转换为软水的同时，大幅度延长离子交换膜的交换周期，并能够长时间连续使用为目的的电极分离式软水器，其特征在于，包括腔室(10)，其内部为中空，具有预定长度，在内侧面具备阳极部件(11)以施加正(+)电流；阴极部件(40)，其在所述腔室(10)的中央朝腔室的长度方向形成，施加负(-)电流；离子交换膜(50)，其形成在所述阴极部件(40)和阳极部件(11)之间；第一投入口(21)及第二投入口(22)，分别向所述离子交换膜(50)的内侧和外侧分离投入硬水；以及第一排放口(31)及第二排放口(32)，将从对应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)用于排放阳离子浓水(C)，第二排放口(32)用于排放软水(S)。
文档编号C02F1/461GK102574709SQ201080046886
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者金锺杰 申请人:(株)阿酷阿科技
