水平輻射式電解方法及裝置的制作方法

專利名稱：水平輻射式電解方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于電解水機的電解槽內陰、陽離子層流平穩水流的 技術上的水平輻射式電解方法及裝置。
背景技術：
當前，傳統常用的直立式電解槽具有以下問題一、 直立式電解槽中，酸、堿性水出水口多數設計為由上方取水，這導 致電解后電解槽中會有殘水留滯，而需另外設置殘水排放裝置，這導致了成 本增加；而如果不設置殘水排放裝置，則殘水會孳生細菌，也會造成鈣離子 沉淀，加速電解槽積鈣；并且當再次電解時，之前留滯的殘水未經完整電解 即先流出，無法達到氧化還原電位的標準值。二、 直立式電解槽中，進水口與出水口的單位面積相等，電解電流也相 近，如要加大出水口的電極間距時，相對會增加出水口的電阻，因此也會減 少出水口處的總電解電流，進而相對減少中性水層的范圍，使得陰、陽離子 層流的分流變得比較困難。三、 直立式電解槽中，進水口與出水口的單位面積相等，進入電極板入 口的流速與離開電極板出口的流速相等，無法減緩分流處的流速，比較容易 產生紊流現象。四、 直立式電解槽一般設計為進水口在下，出水口在上，因而需一定水 壓導入，才能工作，對于水壓較低的情況，例如飲水機的貯水槽，必須通 過抽水馬達加壓，否則即無法適用。五、 直立式電解槽多數使用大量螺絲鎖固，這使得陰極、陽極電極板的 拆卸與組裝均極為不便，同時也增加了成本。六、 直立式電解槽無法裝設在飲水機貯水槽下方的扁平空間內，如果必 須將直立式電解槽設置在飲水機內部，則會比較占空間；此外還必須外接管 路，以將水導入電解槽的進水口，電解后，還需利用管路將酸性水與堿性水導出并連接至飲水機的出水口，這無疑增加了組裝時的復雜程度，而且也增加了成本；另外堿性水出水管路易積轉，需定期清洗。七、直立式電解槽的電極間距固定，無法針對軟水區域或硬水區域做適 度電極間距的調整，所以其適用范圍有一定限制；軟水區域的電極間距一般 設計均較硬水區域小，反的硬水區域的電極間距設計則略大于軟水區域，所 以固定式的電極間距設計也存在一定限制。發明內容針對上述直立式電解槽存在的問題與缺陷，本發明提供了一種水平輻射 式電解裝置及方法，該裝置包括座體、第一和第二電極板、蓋體、水接頭， 其中所述第一和第二電極板裝配在該座體和該蓋體之間，該水接頭裝配在 該座體上，所述第一和第二電極板呈水平配置，所述第一和第二電極板中的 一個電極板中心設有進水口，所述第一和第二電極板周圍與平行側的對應外 面設有酸性水流路與堿性水流路，酸性水層流與堿性水層流分流之后分別導 出。與現有技術相比，本發明為解決第一技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第一效果為該水平幅射式電解裝置中，該酸、 堿性水出水口中只要一方出水口由下方取水，就可以通過該出水口排放電解 槽內的殘水，無需另設殘水排放裝置，故能降低成本，而且可以有效解決殘 水孳生細菌及殘水加速積轉的問題。與現有技術相比，本發明為解決第二技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第二效果為如圖1所示，將水平幅射式電解裝置，由內向夕卜，分成a、 b、 c、 d、 e五等分，該上述區段的總電流分別 為I a< I b< I c< I d< I e ， e區段屬于最外圍區段，總電解電流最大， 因此如果加大出水口的陰、陽極電極板的電極間距，雖然會稍微降低電解電 流，但仍不影響正常電解的進行，故可有效擴大中性水層的范圍，使得陰、 陽離子的分流更為容易。與現有技術相比，本發明為解決第三技術問題而釆用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第三效果為如圖2所示，將水平幅射式電解裝 置，由內向夕卜，分成a、 b、 c、 d、 e五等分，若依流速而言，則Sa〉Sb>Sc>Sd〉Se，水流由內向外擴散時，流速由內往外逐漸緩慢，所以 能有效減緩分流處的流速Se'，有助于穩定水流，減少紊流產生。與現有技術相比，本發明為解決第四技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第四效果為由于水平幅射式電解裝置的陰、陽 極電極板呈水平方向配置，所以只要水流從上方進水口導入，低水壓的水流 即可平行向外平穩擴散，進入電解槽進行電解，無需采用抽水馬達加壓，即 可適用于飲水機的貯水槽。與現有技術相比，本發明為解決第五技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第五效果為水平幅射式電解裝置可以設計成上 下兩圓盤型座體，直接在座體上設置可以互相對鎖的內、外螺紋，無需使用 螺絲鎖固，拆卸與組裝極為方便。與現有技術相比，本發明為解決第六技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第六效果為由于水平幅射式電解裝置屬于扁平 型結構，故可以直接裝設在飲水機貯水槽底下的扁平空間內，不占空間，而 且可以直接將飲水機貯水槽的水導入電解槽，省去外接管路與管路積鈣需定 期清洗的麻煩與不便，成本降低。與現有技術相比，本發明為解決第七技術問題而采用的方法和裝置，以 及該方法和裝置所能實現的第七效果為水平幅射式電解裝置可設計成圓盤 型，如上述第一、第二效果所述，由于無隔膜設計，且進水口位于軸心，出 水口位于圓心的周邊，因此可通過內、外螺紋，配合墊圈及間隔物做上下電 極的間距調整，同時不影響進水口與出水口的相關位置，故適用范圍更廣泛。


圖1是本發明的水平幅射式電解裝置的電流示意圖。圖2是本發明的水平幅射式電解裝置的流速示意圖。圖3是本發明第一實施例的水平幅射式電解裝置的立體組合示意圖。圖4是本發明第一實施例的水平幅射式電解裝置的立體分解示意圖。圖5是本發明第一實施例的水平幅射式電解裝置的斷面組合示意圖。圖6是本發明第一實施例的水平幅射式電解裝置的使用狀態示意圖。圖7是本發明第二實施例的水平幅射式電解裝置的斷面組合示意圖。圖8是本發明第三實施例的水平幅射式電解裝置的使用狀態示意圖。 圖9是本發明第四實施例的水平幅射式電解裝置的斷面組合示意圖。 圖10是本發明第五實施例的水平幅射式電解裝置的使用狀態示意圖。 圖11是本發明第六實施例的水平幅射式電解裝置的使用狀態示圖。 圖12是本發明第七實施例的水平幅射式電解裝置的使用狀態示意圖。 其中，附圖標記說明如下101111213115152154156161162'1720222426303234364040"425060座體:孑U酸性水流路進出水隔管原水進水流路酸性水出水孔內階緣間隔物間隔物外螺紋導電體^位階緣堿性水出水口陽極電極板補強部正極導電部正極電源線陰極電極板陰極電極板補強部蓋體11 1121314 151 153 155 16162163 18 21 23 2531 33 3540'414361溝槽隔板穿孔 隔板酸性水出水流路 結合槽 分流凸肋 間隔物 凹部夕l驗隨進水口 補強部陰極電極板補強部穿孔堿性水出水接頭62631707274767880828486PQlQ3Q5堿性水集水槽堿性水流路水接頭第二階緣酸性水集水槽透孔部原水進水接頭壓力閥組閥件堿性水出水口 穿孔止水墊圈 止水墊圈 止水墊圈6364 71 73 75 7781 83 85N Q2 Q4 Q6隔板內螺紋第一階緣第三階緣定位孔酸性水出水接頭閥座彈性件堿性水流道止水墊圈 止水墊圈 止水墊圈具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例-一種水平輻射式電解方法，其特征在于，將原水由電極板中心導入，向 外水平輻射流出，因而電解時可以減緩進水流速，并獲得最佳的電解效率。 根據上述本發明的水平輻射式電解方法，所制作出來的水平輻射式電解裝置，至少包括下列七種實施例關于本發明的第一實施例請參閱圖3、 4、 5，圖3、 4是本發明實施例一 的立體組合剖示圖與立體分解示意圖。圖5是本發明實施例一的斷面組合示 意圖。該電解裝置包括座體IO、導電體20、陽極電極板30、陰極電極板40、 螺帽50、蓋體60、水接頭70與若干個止水墊圈Q1 Q6。各部件的具體結 構詳述如下。座體10呈圓盤狀。座體10中心向下設有中空的套接部11，可供套設于 水接頭70。座體10底面還設有螺孔部12，用于利用螺絲P鎖固水接頭70。 套接部11對應于水接頭70的第一階緣71與第二階緣72處設有兩個溝槽111、 112，用于設置止水墊圈Q1、 Q2。座體10頂面等分設有多個呈幅射 狀配置的隔板13，以用于平穩架設陽極電極板30，同時在相鄰隔板13之間 形成酸性水流路131。座體10頂面等分設有三個穿孔14，以用于使陽極電 極板30的三根正極導電部34穿出。套接部11上方同軸心設有進出水隔管 15，進出水隔管15內壁等分設有多個隔板151，所述隔板除了用于在套設導 電體20時將其定位在中心位置之外，還用于形成原水進水流路152;進出水 隔管15外壁則形成酸性水出水流路153，酸性水出水流路153底部等分設有 多個酸性水出水孔154;進出水隔管15上方設有一圈結合槽155與內階緣 156，結合槽155用于結合陽極電極板30，內階緣156用于設置止水墊圈Q3, 以防止原水與酸性水混合。座體10內圍對應于陽極電極板30與陰極電極板 40分流處設有環狀分流凸肋16，用于將陽極電極板30與陰極電極板40電 解時所產生的堿性水與酸性水分開；分流凸肋16對應于陽極電極板30圓周 與陰極電極板40底面分別等分設有若干間隔物161、 162，用于定位陽極電 極板30與陰極電極板40的最小間距；分流凸肋16對應于陰極電極板40的 堿性水流路631—側設有凹部163，用于容納積鈣，以減緩堿性水流路阻塞 時間；分流凸肋16對應于蓋體60外壁設有外螺紋17，用于與蓋體60互相 對鎖。座體10外壁還設有溝槽18，用于設置止水墊圈Q4，用于在對鎖時止 水。導電體20 —端設有外徑較小的外螺紋21與外徑較大的定位階緣22，導 電體20另一端設有外螺牙23與兩個溝槽24、 25,外螺牙23用于接上負極 電源，溝槽24、 25上可設置止水墊圈Q5、 Q6，以用于在套設于水接頭70 時止水。陽極電極板30呈圓盤狀，陽極電極板30中心設有進水口31，陽極電極 板30外圍與進水口 31周圍沖壓設有加強部32、 33以及三根正極導電部34， 加強部32、 33的作用是防止陽極電極板30翻翹或扭曲不平，正極導電部34 設有螺牙35,用于鎖固。陰極電極板40呈圓盤狀；陰極電極板40的中心與外圍部位沖壓設有加 強部41、42，以防止陰極電極板40翻翹或扭曲不平；陰極電極板40的中心 設有穿孔43,用于穿設導電體20的外螺紋21。螺帽50為一導電材質，用于鎖固在導電體20的外螺紋21上而將導電體20與陰極電極板40鎖固成一體。蓋體60呈圓盤狀；蓋體60中心向上設有堿性水出水接頭61;堿性水出 水接頭61周圍設有堿性水集水槽62;蓋體60底面的堿性水集水槽62圓周 等分設有多個呈幅射狀配置的隔板63，所述隔板除了用于平穩架設陰極電極 板40之外，同時還能用于在相鄰隔板63之間形成堿性水流路631;蓋體60 內壁設有內螺紋64，用于與座體10互相對鎖。水接頭70內部鏤空，設有三段不同內徑的第一、第二、第三階緣71、 72、 73，第一階緣71的內徑最大，第二階緣72的內徑次之，第三階緣73 的內徑最小；第一階緣71與第二階緣72之間設有酸性水集水槽74;第三階 緣73設有非圓形的定位孔75，用于導電體20穿設時的定位；水接頭70對 應于座體10的螺孔部12處設有通孔部76,以利用螺絲P鎖固座體10;水 接頭70 —側對應于第一階緣71與第二階緣72之間設有酸性水出水接頭77; 水接頭70另一側對應于第二階緣72與第三階緣73之間設有原水進水接頭 78。利用第一實施例的裝置進行電解的情況敬請參閱圖6，圖6是本發明實 施例一的使用狀態示意圖。原水通過水接頭70的原水進水接頭78流進座體 10中心，經過由進出水隔管15內壁隔板151所隔出來的原水進水流路152 與陽極電極板30中心的進水口31導入后，呈水平向外輻射擴散出去；電解 時，在陽極電極板30與陰極電極板40對應兩側形成酸性水層流與堿性水層 流，酸性水層流與堿性水層流經由環狀分流凸肋16分隔開來。酸性水層流向下經過由座體10頂面的多個等分隔板13所形成的酸性水 流路131，先導引至由進出水隔管15外壁所形成的酸性水出水流路153，再 由酸性水出水流路153底部多個等分的酸性水出水孔154滴流至酸性水集水 槽74，滴流過程中會產生一股向上的壓力，該壓力可以防止堿性水層流向下 流出，最后由酸性水集水槽74導引至水接頭70的酸性水出水接頭77出水。堿性水層流向上經過由蓋體60底面多個等分的隔板63所形成的堿性水 流路631，再由堿性水集水槽62導引至中心的堿性水出水接頭61出水。關于本發明所提供的水平輻射式電解裝置的第二實施例，敬請參閱圖7， 圖7是本發明第二實施例的斷面組合示意圖。除了可以采用白金、不銹鋼材 質制作陰極電極板40之外，還可以采用碳素板材質制作陰極電極板40'，設計成可以更換的型式，以提供一種成本較為低廉的水平輻射式電解裝置。關于本發明所提供的水平輻射式電解裝置第三實施例，敬請參閱圖8， 圖8是本發明第三實施例的使用狀態示意圖。本發明除了可以設計成第一實 施例的形式堿性水從蓋體60中心堿性水出水接頭61出水的型式之外，還 可以設計成堿性水從導電體20中心堿性水出水口 26出水的型式，這種型 式主要是去掉蓋體60中心堿性水出水接頭61，并將其封閉，再將導電體20 中心貫穿，形成堿性水出水口26，使堿性水可以直接從導電體20中心的堿 性水出水口 26出水。關于本發明所提供的水平輻射式電解裝置的第四實施例，敬請參閱圖9， 圖9是本發明第四實施例的斷面組合示意圖。除了可以采用白金、不銹鋼材 質制作陰極電極板40之外，還可以采用碳素板材質制作陰極電極板40〃 ， 設計成可以更換的型式，提供一種成本較為低廉的水平輻射式電解裝置。關于本發明所提供的水平輻射式電解裝置的第五實施例、第六實施例， 敬請參閱圖10、 11，圖10和圖11分別是本發明第五、第六實施例的使用狀 態示意圖。除了可以設計成第一實施例中蓋體60在上方的形式之外，還可 以設計成第五、第六實施例中蓋體60在下方的形式。由于通常的電解機均 設計為堿性水出水口大于酸性水出水口，因而當水壓不足，進水流量較小 時，酸性水無法由上方排出，這會造成酸性水與堿性水混流的情形。為了避 免此現象，第五、第六實施例中，特別在堿性水集水槽62增設一壓力閥組 80，以此增加堿性水出水口的壓力，迫使酸性水由上方的酸性水出水接頭77 流出，解決酸性水與堿性水混流問題。壓力閥組80包括閥座81、閥件82、 彈性件83，其中閥座81中心設有堿性水出水口 84，并固設在蓋體60的堿 性水出水接頭61上，閥座81周圍等分設有多個堿性水流道85;閥座81內 部設有閥件82，閥件82由彈性件83的彈力(如圖10所示的第五實施例) 或是閥件82本身重力(如圖11所示的第六實施例)封閉住閥座81的堿性 水出水口 84與堿性水流道85，閥件82中心設有穿孔86,用以排除閥座81 內部的堿性水與空氣。利用第五、第六實施例的裝置進行電解時，原水由水接頭70的原水進 水接頭78流進座體10中心，經過由進出水隔管15內壁隔板151所隔出來 的原水進水流路152以及陽極電極板30中心的進水口 31導入，原水呈水平；電解時，在陽極電極板30與陰極電極板40對應兩側形 成酸性水層流與堿性水層流，酸性水層流與堿性水層流經由環狀分流凸肋16 分隔開來。酸性水層流向上經過由座體IO頂面多個等分隔板13所形成的酸性水流 路131,先導引至由進出水隔管15外壁所形成的酸性水出水流路153，再由 酸性水出水流路153底部多個等分的酸性水出水孔154滴流至酸性水集水槽 74，最后由酸性水集水槽74導引至水接頭70的酸性水出水接頭77出水。堿性水層流向下經過由蓋體60底面多個等分的隔板63所形成的堿性水 流路631匯聚于堿性水集水槽62，壓力閥組80產生一股向上的壓力，該壓 力可以防止酸性水層流向下流出，同時在推開閥件82之后，堿性水層流從 堿性水出水口 84以及堿性水出水接頭61出水。關于本發明所提供的水平輻射式電解裝置的第七實施例，敬請參閱圖 12，圖12是本發明第七實施例的使用狀態示意圖。除了可以設計成第一實 施例中陰極電極板40與陽極電極板30最小間距之外，僅需將分流凸肋16 上的間隔物162替換成高度較高的間隔物162'，同時配合以在導電體20的 定位階緣22與陰極電極板40之間設置墊圈N，再將螺帽鎖緊，即可以加大 陰極電極板40與陽極電極板30的間距。本發明所提供的水平輻射式電解裝置，進水口的截面積，遠小于位于圓 周外圍的酸性水與堿性水出水口的截面積；換言之，將電極板外圍設計為出 水口，可以得到最大的出水口面積，這能使得出水口的流速緩慢下來，所以 能有效地避免紊流現象。使水流水平向外呈輻射擴散出去，平穩地電解成上 層的酸性水層流與下層的堿性水層流，同時使進水處的電解電流遠小于酸性 水與堿性水出水處的電解電流，兩電極板的圓周外邊還會產生集膚效應(Skin effect),所以能產生較大的電解電流；利用此現象，逐漸加大兩電極板的間 距，可以擴大酸性水層流與堿性水層流的間的中性水層流范圍，也可以減少 紊流現象，有利于酸性水層流與堿性水層流的分流。上述本發明所提供的水平輻射式電解方法及裝置，經過實際制作以及反 復操作測試，證實可以達到所預期的功能效益，具有產業上的利用價值。
權利要求
1. 一種水平輻射式電解方法，將原水由第一和第二電極板中的一個電極板中心的進水口導入，并朝向所述第一和第二電極板外圍呈輻射狀流出，電解時在所述第一和第二電極板平行側的對應內面形成酸性水層流與堿性水層流，將酸性水層流與堿性水層流分流之后分別導出。
2. —種水平輻射式電解裝置，包括座體、第一和第二電極板、蓋體、 水接頭，其中所述第一和第二電極板裝配在該座體和該蓋體之間，該水接 頭裝配在該座體上，所述第一和第二電極板呈水平配置，所述第一和第二電 極板中的一個電極板中心設有進水口，所述第一和第二電極板周圍與平行側 的對應外面設有酸性水流路與堿性水流路，酸性水層流與堿性水層流分流之 后分別導出。
3. 如權利要求2所述的水平輻射式電解裝置，其中，所述第一和第二 電極板中心與周圍設有加強部。
4. 如權利要求2所述的水平輻射式電解裝置，其中，所述第一和第二電極板的極性可互相改變。
5. 如權利要求2所述的水平輻射式電解裝置，其中，所述第一和第二 電極板配置在該蓋體與該座體水平側的對應內面，該座體與該蓋體平行側的 對應內面設有隔板，以在第一和第二電極板平行側的對應外面形成酸性水流 路與堿性水流路，該座體中心設有套設部，用以套設于該水接頭中。
6. 如權利要求5所述的水平輻射式電解裝置，其中，所述第一和第二 電極板設有穿出該座體與該蓋體的導電部。
7. 如權利要求5所述的水平輻射式電解裝置，其中，該蓋體、該座體 及其配置的所述電極板為圓形，該蓋體與該座體設有互相對鎖的內、外螺紋。
8. 如權利要求5所述的水平輻射式電解裝置，其中該座體及其配置的 所述電極板中心設有進水口，該座體外部所套設的該水接頭設有酸性水出水 接頭，該蓋體中心設有堿性水出水接頭，該蓋體所配置的所述電極板中心設 有穿出該座體與該水接頭的導電體。
9. 如權利要求8所述的水平輻射式電解裝置，其中，該蓋體的堿性水 出水接頭周圍設有堿性水集水槽。
10. 如權利要求8所述的水平輻射式電解裝置，其中，該蓋體的中心對應于該堿性水出水接頭處設有壓力閥組。
11. 如權利要求10所述的水平輻射式電解裝置，其中，該壓力閥組包括閥座，且在該閥座內部設有閥件，該閥座中心設有與該堿性水出水接頭相 通的出水口。
12. 如權利要求11所述的水平輻射式電解裝置，其中，該閥件上設有 彈向該堿性水出水口的彈性件。
13. 如權利要求11所述的水平輻射式電解裝置，其中，該閥件上設有 用以排除該閥座內部積水與空氣的穿孔。
14. 如權利要求5所述的水平輻射式電解裝置，其中該座體及其配置的 所述電極板中心設有進水口，該座體外部所套設的該水接頭設有酸性水出水 接頭，該蓋體所配置的所述電極板中心設有穿出該座體與該水接頭的導電 體，該導電體中心設有堿性水出水口。
15. 如權利要求8或14所述的水平輻射式電解裝置，其中，該導電體 利用該導電螺帽鎖固于所述電極板。
16. 如權利要求5所述的水平輻射式電解裝置，其中，該座體內圍對應 于所述第一和第二電極板分流處設有環狀分流凸肋。
17. 如權利要求16所述的水平輻射式電解裝置，其中，該環狀分流凸 肋對應于所述第一和第二電極板分流處等分設有若干間隔物。
18. 如權利要求16所述的水平輻射式電解裝置，其中，該環狀分流凸 肋對應于所述第一和第二電極板分流處等分設有若干用以加大第一和第二 電極板間距的間隔物，同時在該導電體及其配置的所述電極板之間設置墊 圈。
19. 如權利要求16所述的水平輻射式電解裝置，其中，該環狀分流凸 肋對應于該堿性水流路處設有凹部。
全文摘要
一種水平輻射式電解方法及裝置，該裝置包括座體、第一和第二電極板、蓋體、水接頭，所述第一和第二電極板裝配在該座體和該蓋體之間，該水接頭裝配在該座體上，其中在該蓋體與該座體的水平對應面設有第一和第二電極板，所述第一和第二電極板中的一個電極板中心設有進水口，原水直接從進水口導入，向外呈水平輻射狀擴散流出；電解時，分別在所述第一和第二電極板平行側形成酸性水層與堿性水層，該蓋體與該座體相對于所述電極板處設有第一和第二出水流路，以此將酸性水與堿性水分流導出。
文檔編號C25B9/00GK101260533SQ20071008554
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月8日 優先權日2007年3月8日
發明者徐文星 申請人:徐文星