[發明專利]去除離子的裝置和方法

有效

• 申請號: 201180020914.9
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102884007B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: B·范林普特;H·R·賴因霍特;A·范德瓦爾
• 申請（專利權）人: 沃爾泰亞公司
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46;C02F1/461;C02F1/469
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及一種用于去除離子的裝置，所述裝置設置有外殼，該裝置包括：

進水口，用于進水至外殼的內部；

出水口，用于讓水流出外殼的內部；

第一電極，設置有集流體；

第二電極；

間隔區，用于分離電極并且允許水流入電極之間；和

連接器，用于將外殼內部的集流體連接至外殼外部的電源。

背景技術

近年來人類越來越意識到人類活動對環境的影響及這些影響可以導致的負面后果。減少、再利用和循環利用資源的方法正在變得更加重要。特別是，凈水正在變成一種稀缺商品。因此，開發了各種用于凈化水源的方法和設備。

一種水質凈化的方法是通過電容消離子，其使用設置有流過式電容器（FTC）的裝置去除水中的離子。FTC如同電再生電池那樣運行以電容消離子。通過向電極供電，離子從電解質中去除并且保留在電極的雙電層中。電極在不添加化學物質的情況下，能夠被（部分的）電再生以釋放先前去除的離子。

用于去除離子的裝置包括一對或多對被隔開的電極（陰極和陽極）和間隔區，該間隔區分隔電極并且允許水流入電極之間。電極設置有毗鄰或十分接近電極的集流體或過渡層（backing?layers）和儲存離子的材料。集流體是導電的并且運送電荷進入和離開電極。

該裝置設置有外殼，其包括讓水進入外殼的進水口和讓水流出外殼的出水口。在去除離子的裝置的外殼中，電極層和間隔區通過壓力堆疊為“三明治”型，通常是通過機械緊固。

電荷屏障可以放置在與流過式電容器的電極相鄰的地方。術語電荷屏障指的是可滲透或半滲透且能夠保留電荷的材料層。離子被保留或困住在電荷屏障的一側，同種電荷離子面向該側移動。電荷屏障可以允許增加離子效率，也允許能量有效的離子去除。

該去除離子的裝置的問題在于其可能效率低和/或隨著時間其效率可能惡化。

發明內容

本發明的目的是提供改進的去除離子的裝置。

相應地，本發明提供去除離子的裝置，所述裝置設置有外殼，該裝置包括：

進水口，用于進水到外殼的內部；

出水口，用于讓水流出外殼的內部；

第一電極，其設置有集流體；

第二電極；

間隔區，用于分隔電極并且允許水流入電極之間；和，

連接器，用于將集流體連接到外殼外部的電源，其中連接器設置有金屬并且集流體被連接器夾住，該連接器被構造和設置以導電至集流體以及從集流體導出電，并且所述裝置被構造和設置以避免水和連接器的金屬之間的接觸。

根據本發明的另一個實施案例提供的去除離子的方法包括：

使用設置有集流體的第一電極和外殼內的第二電極；

允許水通過進水口進入外殼；

允許水在電極之間流動到出水口；

通過設置有金屬的連接器夾住集流體；

通過連接器將外殼內部的集流體連接到外殼外部的電源上；和，

向電極供電同時避免水與金屬接觸。

通過閱讀下面的詳細描述與所附權利要求，本發明的這些和其他方面，特征和優點對本領域的技術人員將變得明了。為了避免產生疑問，本發明的一個方面的任何特征可以被用在本發明其他任意方面。值得注意的是，下面詳細描述的實施例旨在闡明本發明，并非旨在將本發明限制在那些實施例本身。同樣的，所有的百分比都是重量/重量的百分比，除非另有說明。數字范圍的表達格式為“從x到y”應該被理解為包括x和y。當用于特定特征的多個優選范圍的描述格式為“從x到y”時，應該被理解為所有結合不同端點的范圍也是被考慮的。

附圖說明

本發明的實施方案將只通過舉例方式、結合參考所附示意圖的方式描述，圖中相應的附圖標記代表相應的部分，并且其中：

圖1顯示了根據本發明的去除離子的裝置的橫截面示意圖；

圖2顯示了根據本發明的另一個實施方案的去除離子的裝置橫截面示意圖；

圖3顯示了圖1所述裝置中沿著A-A線的橫截面；和

圖4顯示了根據本發明的另一個實施方案的去除離子的裝置的橫截面示意圖。

具體實施方式

圖1顯示了根據本發明的去除離子的裝置的橫截面示意圖。所述裝置可以具有包括第一殼體部分1和第二殼體部分3的外殼，其由相對硬的材料制造，例如硬塑料。通過相互壓緊第一和第二殼體部分，例如用螺栓和螺母（圖中未顯示），外殼被構造為水密的。粘合劑、密封墊或者O型圈可以被用以提高外殼的水密性。