專利名稱：清潔循環(huán)水的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及循環(huán)水的清潔設備，該設備能將包含在用于辦公室設 備、制造設備等或用作空調中冷凝器和冷卻塔之間的循環(huán)水的冷卻水 中的水垢電除出。
技術背景圖9示出了空調系統(tǒng)。如該圖中所示，空調64包括用于壓縮氣態(tài) 致冷劑的壓縮機(未顯示)；用于通過冷卻水將壓縮的氣態(tài)致冷劑冷 卻以轉變?yōu)橐簯B(tài)制冷劑的冷凝器66;和蒸發(fā)器(未顯示)，在通過膨 脹閥降低液態(tài)制冷劑的壓力后該液態(tài)制冷劑流入該蒸發(fā)器。該冷凝器66設置在冷卻槽70中，以將該冷凝器66內流動的致冷劑 冷卻。冷卻塔68包括圓柱形塔身72和設置在該塔身下面的水接收浴74， 該冷卻塔通過循環(huán)冷卻水向冷卻槽70供應冷卻水。該水接收浴74和冷 卻槽70通過供給管線76連接在一起，以便可以將水接收浴74中的循環(huán) 水輸送到該冷卻槽70。將具有多個通道的注入裝置78引入該塔身72，循環(huán)水和冷卻空氣 流經該注入裝置78。為了將循環(huán)水噴到該注入裝置78上，將噴嘴80連 接到該塔身72上。該噴嘴80通過回流管線82連接到該冷卻槽70上，從 而可以通過設置在供給管線76中的循環(huán)泵84將冷卻槽70中的循環(huán)水供 應給該噴嘴80。由噴嘴80噴到注入裝置78上的循環(huán)水流經該注入裝置78內部形成 的多個通道，然后落入該水接收浴74。如上所述，用于循環(huán)水通過的 循環(huán)水通道由冷卻塔68、冷卻槽70、供給管線76和回流管線82形成， 其中該塔和浴通過供應和回流管線連接，可以通過操作循環(huán)泵84讓水 流經該循環(huán)水通道。設置在塔身72中的鼓風機86在該塔身72中產生氣流，以至該氣流
進入塔身72的底部，然后在與循環(huán)水的流動相反的方向上流經注入裝 置78內的通道。這樣，使循環(huán)水通過循環(huán)水與空氣的直接接觸進行熱 交換，以及通過利用該循環(huán)水的蒸發(fā)潛熱而冷卻。為了再注滿由于循 環(huán)水的蒸發(fā)造成的減少的循環(huán)水，通過再注入管線90將冷卻水添加到 塔身72中，該再注入管線90可以通過浮球88進行開啟或關閉。然而，循環(huán)水不斷地從冷卻塔68中蒸發(fā)掉，因為冷卻塔68利用水 的蒸發(fā)潛熱以將上述用于冷卻的循環(huán)水冷卻。在冷卻塔68中用作循環(huán) 水的自來水和地下水通常包含金屬離子如鈣、鎂和溶解的二氧化硅。 如上所述，將自來水和地下水連續(xù)地添加到由于自身的蒸發(fā)而減少的 循環(huán)水中。因此，包含在循環(huán)水中的金屬離子的濃度將逐漸地升高。具體地， 在開始使用時具有100-200微Siemens/厘米(y S/cm)的導電率的自來 水在運行幾天到一周的時間內將具有1000 m S/cm或更高的提高的導電 率。然后金屬離子將聚集形成水垢，通過粘附到冷凝器66的熱交換表 面而導致傳熱效率的降低，同時通過粘附到管道(循環(huán)水流經該管道) 的內表面上而導致冷卻水的流動阻力的增加。此外，大量污染性有機體，如藻類、Legionella菌等，可能在循 環(huán)水中生長，并且與來自冷卻塔的水霧形式的循環(huán)水一起散播，導致 在冷卻塔周圍工作或在其附近停留的人員的健康問題。為了解決上述問題，已經采取了一種措施，其中將自來水或地下 水添加到循環(huán)水中以降低金屬離子的濃度，從而防止水垢的形成。然 而，在自來水或地下水昂貴的區(qū)域，這樣將不利地增加循環(huán)水的成本， 并且又會增加空調的運行與維護成本。因此，在商業(yè)處所不能獲得低成本的自來水或地下水的情況下， 已經采取了另 一種措施，其中通過添加化學物質已經控制了循環(huán)水的 導電率，這樣可以防止水垢在冷凝器的熱交換表面和管道的內表面上 的粘附。然而，必須將這些化學物質周期性地添加到循環(huán)水中，并導 致甚至在這種情況下更高的成本。另外，通過添加化學物質到循環(huán)水中不能完全地防止水垢在冷凝 器的熱交換表面和管道的內表面上的粘附。因此，除去粘附的水垢， 以及相關的成本和工作仍然是需要的，盡管除去操作的間隔可以擴大。隨著藻類和細菌的傳播，已經采取了另一種措施，其中將抗微生 物劑添加到循環(huán)水中。然而，從長遠觀點來看，這不能抑制藻類和細 菌的傳播，并且傳播的藻類和細菌可能與抗微生物劑等一起從冷卻塔 傳播到空氣中，導致空氣污染。為了解決上述問題，已經提出了各種能夠通過電解從循環(huán)水中將金屬離子電除去的清潔設備，如在日本未審專利公開號2001-259690、 4—18982 、 61—181591 、 58-35400 、 2001-137891 、 9-103797 、 2001-137858、 9-38668、 11-114335等等中所述。已經提出了這種清潔設備的一個實例， 一種包括以下裝置的清潔 設備具有彼此以面對面方式放置的電極板的電極板裝置；和具有該 電極板裝置的電解清潔箱，其中將循環(huán)水引入該電解清潔箱，并向該 電極板施加正和負電壓，從而使包含在循環(huán)水中的金屬離子以水垢形 式沉淀在陰極板的表面上，并從而從循環(huán)水中除去金屬離子。 參考文獻l:日本未審專利公開號2001-259690 參考文獻2:曰本未審專利公開號4-18982 參考文獻3:曰本未審專利公開號61-181591 參考文獻4:日本未審專利公開號58-35400 參考文獻5:曰本未審專利公開號2001-137891 參考文獻6:日本未審專利公開號9-103797 參考文獻7:日本未審專利公開號2001-137858 參考文獻8:曰本未審專利公開號9-38668 參考文獻9:日本未審專利公開號11-114335 發(fā)明公開然而，在這類清潔設備的長期操作過程中，沉淀在陰極板表面上 的水垢的量很可能隨時間增加，結果可能阻斷電流并且因此將減弱循 環(huán)水的清潔性能。因此，當水垢沉積并達到或超過某個水平時，服務 人員必須從清潔設備上拆下陰極板并從電極板上物理除去水垢。這造
成清潔設備繁重的運行和維護的問題，同時增加了成本。為了解決這些問題， 一種提出的清潔設備使陰極和陽極板的極性 自動地定期變換，從而將粘附在陰極板表面上的水垢剝離。然而，這 種清潔設備仍然要求服務人員通過刮擦將已粘附在陰極板表面上的水 垢除去，因為已經牢牢粘附在電極板表面上的水垢不能完全地被剝離 并且部分地保留，保留的水垢將增長，然后阻斷電流，并從而不能清 潔循環(huán)水。因此，除成本以外，這種清潔設備也需要繁重的設備運行 和維護。此外，這類清潔設備通常使用由這樣的材料組成的電極板，該材料包含昂貴的稀有金屬，如Pt，或者是很可能迅速消耗的材料，如A1、 SUS和Fe。因此，用于建造和維護設備的顯著增加的成本仍然存在。本發(fā)明涉及提供清潔循環(huán)水的方法，該方法降低了與運行和維護 有關的成本，同時不使用清潔操作，如從電解清潔箱中拆下電極板然 后清潔和除去電解清潔箱內的水垢。本發(fā)明還涉及提供用于這種方法 的設備。本發(fā)明涉及清潔循環(huán)水的方法，包括以下步驟讓待清潔的循環(huán) 水在彼此以面對面方式放置的電極板之間流動，在該電極板之間施加 電壓，并且使循環(huán)水中所含的一種或多種金屬離子通過電解沉淀到陰 極板上以清潔該循環(huán)水。本文所使用的電極板是鈥板。此外，所需的電流量流動，同時， 通過提高施加到陽極氧化的氧化物層上的電壓，強制性地讓在陽極板 的表面上形成的陽極氧化的氧化物層經受介電擊穿。另外，可以定期地對在電極板之間施加的電壓進行極性轉換。還 可以通過提供恒定電流提高所施加的電壓至足以防止陽極氧化的氧化 物層的形成。在這種情況下，優(yōu)選電極板之間的電流在相對陽極板的 單位面積(即lm2) 0. l-20安培(A)的范圍內，因為小于O. 1A/m2的電 流不能充分地清潔循環(huán)水，而大于20A/V將引起電極板的迅速侵蝕并 且使電極板變得不可用。此外，當循環(huán)水的導電率高于預定值時可以增大電極板之間的電
流，而當循環(huán)水的導電率低于預定值時可以減小電極板之間的電流。優(yōu)選循環(huán)水的導電率的預定值在500-1000 in S/cm的范圍內。或者，當循環(huán)水的氧化還原電位率高于預定值時可以提高電極板 之間的電流，而當循環(huán)水的氧化還原電位率低于預定值時可以降低電 極板之間的電流。優(yōu)選循環(huán)水的氧化還原電位的預定值在正一百 (+100)至負一百(-100) mV的范圍內。本發(fā)明還涉及用于循環(huán)水的清潔設備，包括用于接收待清潔的 循環(huán)水并排出該循環(huán)水的清潔箱；放置在該清潔箱中的一個或多個第 一電極板；放置在該清潔箱中并與該第 一電極板相距預定的空間的一 個或多個笫二電極板；以及用于在該第一電極板和第二電極板之間施 加DC電壓的DC電源。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二電極板是鈦板。該DC電源輸出DC電壓， 以便通過介電擊穿將該第一電極板或第二電極板表面上形成的陽極氧 化的氧化物層剝離并除去。此外，用于循環(huán)水的清潔設備可以進一步包含極性轉換裝置，能 夠定期地轉換通過DC電源施加在該第一電極板和第二電極板之間的電 壓的極性?；蛘?，可以使用恒流電源作為用于循環(huán)水的清潔裝置中的DC電源。 該恒流電源優(yōu)選能夠提供第一電極板和第二電極板之間的恒定電流， 該恒定電流在相對于用作陽極的電極板的單位面積(lm2) 0. l-20安培 /的范圍內。此外，用于循環(huán)水的清潔裝置還可以包括用于測量循環(huán)水的導電 率的導電計；和電流控制裝置，當通過導電計獲得的循環(huán)水的導電率 高于預定值時，該電流控制裝置通過提高DC電源的輸出電壓增大電極 板之間的電流，當通過導電計獲得的循環(huán)水的導電率低于預定值時， 通過降低DC電源的輸出電壓減小電極板之間的電流。優(yōu)選地，循環(huán)水的導電率的預定值在500-1000 MS/cm的范圍內。 或者，用于循環(huán)水的清潔裝置還可以包括用于測量循環(huán)水的氧化 還原電位的氧化還原電位測量計(ORP測量計)；和電流控制裝置，當
通過0RP測量計獲得的循環(huán)水的氧化還原電位高于預定值時，該電流控 制裝置通過提高DC電源的輸出電壓增大電極板之間的電流，當通過0RP 測量計獲得的循環(huán)水的氧化還原電位低于預定值時，通過降低DC電源 的輸出電壓減小電極板之間的電流。優(yōu)選地，循環(huán)水的氧化還原電位的預定值在正一百(+100)到負 一百(-100) mV的范圍內，更優(yōu)選在負五十(-50)到零(0) mV的范 圍內。根據(jù)本發(fā)明，使陽極板的表面上形成的陽極氧化的氧化物層進行 強制性地介電擊穿，從而電流以足以除去水垢的量流經循環(huán)水，同時 防止陽極氧化的氧化物層的形成。結果是，可以有效地除去包含在循 環(huán)水中的水垢，并且可以將循環(huán)水的導電率保持在所需的范圍內。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以有效地實現(xiàn)運行和維護中的成本降低， 因為當該清潔設備包括能夠定期地轉換施加在電極板之間的電壓的極 性的極性轉換裝置時，不需要維護且不需要服務人員的清潔而將在電 極板的表面上形成并且粘附其上的水垢除去。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以有效地使用鈦板，因為當施加在電極板 之間的電壓定期地轉換其極性時，彼此以面對面方式放置的兩個電極 板幾乎同樣地被消耗，沒有過度地消耗其中一個電極板。根據(jù)本發(fā)明，當循環(huán)水的導電率高于預定值時，通過增大電極板 之間的電流可以有效地除去包含在循環(huán)水中的水垢，導致陽極板的表 面上形成的陽極氧化的氧化物層的強制性介電擊穿，并因此使電流以 足以除去水垢的量流經循環(huán)水，同時防止陽極氧化的氧化物層的形成。 另一方面，當循環(huán)水的導電率低于預定值時，通過降低電極板之間的 電流的量可以有效地抑制電極板的消耗。根據(jù)本發(fā)明，當循環(huán)水的氧化還原電位高于預定值時，通過增大 電極板之間的電流的量可以有效地除去包含在循環(huán)水中的水垢，導致 陽極板的表面上形成的陽極氧化的氧化物層的強制性介電擊穿，并因 此使電流以足以除去水垢的量流經循環(huán)水，同時防止陽極氧化的氧化 物層的形成。另一方面，當循環(huán)水的氧化還原電位低于預定值時，通
過降低電極板之間的電流量可以有效地抑制電極板的消耗。
附圖簡述
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的用于清潔冷卻塔中的循 環(huán)水的設備。
圖2示出了用于

圖1的清潔設備的電極板裝置。
圖3示出了包括在圖l的清潔設備中的空調系統(tǒng)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的用于冷卻塔中的循環(huán)水 的清潔設備的控制方案。
圖5是示出施加在電極板之間的電壓和導電率或氧化還原電位的 關系的曲線圖。
圖6是示出導電率和氧化還原電位相對于電壓偏差的變化的曲線圖。
圖7是示出電流密度的量(A/m2)和導電率(jaS/cm)的降低速度 的關系的曲線圖。
圖8是示出導電率和氧化還原電位相對于電流偏差的變化的曲線圖。
圖9示出了空調系統(tǒng)。
本發(fā)明的最佳實施方式
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的用于冷卻塔中的循環(huán)水 的清潔設備。圖2示出了用于圖1示出的清潔設備的電極板裝置。
在這種圖中，數(shù)字10對應于清潔設備，這一清潔設備10包括電 解清潔箱12;包括在該電解清潔箱12中的電極板裝置14;和用于向該 電極板裝置14提供DC電流的DC電源16。
該電解清潔箱12由箱子形式的容器構成。在底部18且接近該電解 清潔箱12的側面部分的位置設置進水口 22。該進水口 22接收循環(huán)水， 該循環(huán)水通過供水泵20從以下描述的冷卻塔68的水接收槽74中排出。 該電解清潔箱12和供水泵20的大小或容量根據(jù)冷卻塔68的大小或容量確定。
該電極板裝置14包括多個第一電極板24和多個第二電極板26，它 們以并行方式交替地放置，板之間相距預定的空間。該電極板裝置14 的大小根據(jù)打算使用的冷卻塔的大小或容量確定。
該電極板裝置14的第一電極板24和第二電極板26分別連接到DC電 源16的陽極和陰極輸出端。該DC電源16由DC穩(wěn)定的電源構成，該DC穩(wěn) 定電源能夠提供相對于一個第一電極板24的單位面積(m2)大約O. 1-大約20安培的電流，
兩個平行溢流隔板30相距預定的空間幾乎垂直地排列在進水口22 的遠側以及電解清潔箱12的側面部分28和電極板裝置14之間。在垂直 方向上， 一個隔板略微不與另一個對齊放置。將用于排出清潔的循環(huán) 水的出口32設置在電解清潔水槽12的側面部分28的上部，在與設置溢 流隔板30相同的一側上。
將用于測量循環(huán)水的導電率的導電計34設置在電解清潔水槽12的 側面部分28和溢流隔板30之間接近出口 32的位置。將該導電計34連接 到報警設備38上，以便當循環(huán)水的導電率大于或等于預定值時報警燈 40打開或報警蜂鳴器42發(fā)聲。
將浮球開關36連接到該電解清潔箱12的上部。如果水垢已經在接 收槽44的過濾部件60中聚集并且已經引起已處理的水的流動阻力，從 而阻止該已處理的水流出該電解清潔箱12，那么通過該浮球開關36， 報警燈40將打開或者報警蜂鳴器42將發(fā)聲。
將接收水槽44放置在電解清潔箱12的下面，以臨時盛裝在該電解 清潔箱12中清潔過的循環(huán)水。出口32通過排水管線46與接收槽44連接。
將抽空泵48設置在接收槽44附近，以將裝在接收槽44中的清潔的 循環(huán)水輸送回到冷卻塔68。將浮球開關50設置在接收槽44中，這樣， 當接收槽44中的循環(huán)水高于或等于預定水平時，通過操作抽空泵48， 裝在接收槽44中的循環(huán)水將返回到冷卻塔68中。
將排放口52設置在電解清潔箱12的底部18的中心位置或其附近， 以通過該排放口52排放除去的水垢。電解清潔箱12的底部18向下傾斜
至排放口52，該傾角在25-35度的范圍內。將排放裝置54設置在清潔箱12的底部18外面的排放口52的位置， 滿足該排放裝置方向向下。該排放裝置54包括門控裝置或者排放閥56， 其門控定時和持續(xù)時間通過門控計時器5 8進行控制。該排放裝置54的出口是打開的，沒有與其它管線連接。將過濾部 件60設置在緊靠排放裝置54下面和接收槽44上面的位置，以分離出隨 循環(huán)水排出的水垢。排放裝置54的容量滿足，當電解清潔箱12充滿預定水平的水并且 排放閥56完全打開時，排放水的最大流率可以等于或大于30升/分種。接下來，將在以下參照圖3和4描述用于冷卻塔中循環(huán)水的清潔設 備的操作。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的包括圖l所示的清 潔設備的空調系統(tǒng)，圖4示出了用于冷卻塔中循環(huán)水的清潔設備的控制 方案。通過操作供水泵20將循環(huán)水從冷卻塔68的水接收槽74中泵出，然 后通過電解清潔水槽12的進水口22提供給電解清潔箱12。所供應的循環(huán)水浸沒電極板裝置14，越過溢流隔板30，通過出口 32從電解清潔箱12溢出，并進入接收槽44。調節(jié)該接收槽44中的浮球開關50使其在預定水平上接通。因此， 當接收槽44中的循環(huán)水達到該預定水平時，浮球開關50接通，并且接 著抽空泵48開始運行。結果是，通過抽空泵48將流入接收槽44的循環(huán) 水輸回到冷卻塔68的水接收槽74中。當DC電源16在電解清潔箱12充滿循環(huán)水的情況下開始運行時，分 別將正電壓和負電壓施加到第一電極板24和第二電極板26上。包含在 循環(huán)水中的金屬離子，如鉀，鎂和溶解的二氧化硅，被吸到第二電極 板26上，并因此在其表面上被還原，導致水垢在第二電極板26的表面 上或其附近沉淀，以逐漸減少循環(huán)水中的這些陽離子。在這個實施方案中，使用恒定電流DC電源作為DC電源。在第一電 極板24和第二電極板26之間流動的恒定電流在用作陽極的第一電極板 24的表面形成陽極氧化的氧化物層，因此該第一電極板24的表面電阻
增大。在電阻增大的同時，施加到該第一電極板24的表面上的陽極氧 化的氧化物層的電壓將與這一增大的電阻成比例增加，并讓該第一電 極板24的表面上的陽極氧化的氧化物層經受介電擊穿。結果，該陽極 氧化的氧化物層從第一電極板24上剝離，第一電極24的表面電阻減小。在通過電解連續(xù)地清潔循環(huán)水一段時間之后，水垢將在第二電極 板26的表面上或其附近沉淀，并且作為渣狀物質逐漸地在電解清潔水 槽12的底層18上聚集。根據(jù)用于控制閥56的操作定時和保持時間的預定設置，在經過預 定的操作時間之后，門控計時器58打開排放閥56，結果，通過流經排 放裝置54，電解清潔水槽12中的循環(huán)水與聚集在底層18上的水垢一起 被排出。通過濾過過濾部件60除去排出的循環(huán)水中的水垢，所得循環(huán)水進 入接收槽44。排放閥56在經過預定的保持時間之后關閉，并將電解清 潔箱12再注滿循環(huán)水。當聚集一定量的時候，將過濾部件60上殘留的 水垢順序地從該過濾部件60中轉移并除去。放置在電解清潔箱12的出口附近的導電計34不斷地監(jiān)測循環(huán)水的 導電率。如果循環(huán)水的導電率變得大于或者等于預定值，告警設備38 運行以便開啟報警燈40并使報警蜂鳴器42發(fā)聲。連接到電解清潔箱12的上部的浮球開關36監(jiān)測由于接收水槽44的 過濾部件60上的水垢的積聚引起的已處理的水的流動阻力。如果流動 阻力變得大于或者等于預定值，水位因而上漲至浮球開關36的水平， 導致報警燈40開啟和報警蜂鳴器42發(fā)聲。實施例 實施例l將冷凍容量為120噸的冷卻塔中的循環(huán)水從循環(huán)通道中抽出，通過 流經根據(jù)本發(fā)明的設備進行清潔，然后送回至該循環(huán)通道。用于根據(jù)本發(fā)明的設備的電極板裝置14由七十二 (72)個鈦板組 成，該鈦板具有300mm的寬度，600mm的高度和lmm的厚度。將三十六(36 )
個板定向使其面向另外三十六(36)個鈦板，板之間的間距為24mm。 使用恒定電流DC電源作為DC電源16 ，以向電極板裝置14提供六安培的 恒定電5危。如圖5所示，在初始期間，電極板之間的電壓是O. 5V,并且來源于 該恒定電流DC電源提供的電極板之間的恒定電流。然而，該電壓隨著加，最后高達18V。 一旦該電壓已達到這個值，使該陽極氧化的氣化物 層經受介電擊穿然后剝離，導致電阻的減小，從而電極板之間的電壓 下降至大約15V。電極板之間的電阻沒有進一步下降，然后陽極氧化的 氧化物層開始再生。這樣，陽極氧化的氧化物層的產生、擊穿和剝離 的循環(huán)不斷重復。在這一實施例中，如圖6所示，循環(huán)水的導電率在最初為1000 y S/cm，然后逐漸地降低并穩(wěn)定在700-850 y S/cm。同樣地，如圖6所示， 氧化還原電位最初為470mV，然后逐漸地降低并穩(wěn)定在負六十(-60) mV。對聚集在電解清潔箱的底部的渣狀物質進行分析并發(fā)現(xiàn)其主要組 分包括二氧化硅、鈣和鎂，以及經受介電擊穿的氧化鈦。 實施例2以與實施例l中描述的相同的方式進行這個實驗，不同在于電極板 之間流動的電流密度在三個水平上變化，即O. 7mA/邊2， 1.4mA/W和 2.1mA/m2。圖7示出了循環(huán)水的導電率。這個實驗表明較高的電流密度 在較短的時間里降低循環(huán)水的導電率， 實施例3在實施例l描述的情況下連續(xù)操作一星期后，變換極性并繼續(xù)操 作，結果，牢牢粘附在陽極(之前為陰極)表面上的水垢剝離并沉積 在電解槽的底部。然后在相同的情況下繼續(xù)該操作一周，水垢牢牢地粘附到陰極的 表面，就像初始操作那樣。然而，可以預料進一步的連續(xù)操作將使水 垢牢牢地粘附在陰極，從而使水垢的回收變得困難，或者由于電阻的 原因降低水垢粘附的效率。因此，通過每隔一周交替地變換極性來繼 續(xù)該操作。結果，粘附在陰極的水垢有效地被剝離，然后與通過介電擊穿剝離的陽極氧化的氧化物層一起沉積在電解清潔箱12的底部。重 復這樣的極性變換使得牢牢粘附在陰極上的水垢能夠有效地被剝離并 再循環(huán)，并且通過阻止水垢粘附到陰極而使電解效率保持在一定的水平上。 實施例4在實施例l中描述的情況下，使用恒定電流電源，并根據(jù)通過導電 計34獲得的導電率，調整由DC電源16供給電極板裝置14的電流。換言 之，當導電率超過1000 MS/cm時，將電流增大至大約兩倍，而當導電 率低于700 uS/cm時，將電流減少至初始值。結果，如圖8所示，通過 將電流增大至大約兩倍，導電率從1040juS/cm降低至690 uS/cm，而通 過將電流減小至初始值，導電率從690 MS/cm增加至810uS/cm。這個 結果表明通過控制提供給電極板裝置14的電流可以獲得所需的性能?？傊?，有效地除去了循環(huán)水中的水垢。還節(jié)省了用電成本，并且 避免了電極板的腐蝕和/或消耗，因為當導電率在可接受的范圍內時不 需要過量的電流。 實施例5如與實施例4中描述的情況一樣，使用用于測量循環(huán)水的氧化還原 電位的ORP測量計和恒定電流電源，并且根據(jù)通過ORP測量計獲得的氧 化還原電位，增大提供給電極板裝置14的電流。換言之，當氧化還原 電位超過200mV時，將電流增加100%。結果，如圖8所示，通過將電流 增加100%，象化還原電位從280mV降低至-60mV。這個結果表明通過控 制提供給電極板裝置14的電流能夠獲得所需的性能?？傊行У爻チ搜h(huán)水中的水垢。還節(jié)省了用電成本，并且 避免了電極板的腐蝕，因為當氧化還原電位在可接受的范圍內時不需 要過量的電流。除了用于上述實施例的恒定電流DC電源，可以使用恒定電壓DC電 源作為DC電源。在此情況下，通過安培計(未顯示)監(jiān)測電極板之間 的電流，當電流低于預定值時，提高電源電壓。通過提高電源電壓，
電極板表面上的陽極氧化的氧化物層將經受介電擊穿并剝離，因此電 極板之間的電阻將降低，使電流以預定值流動。然后，將電源電壓恢 復至初始值，通過這樣做過量電流不會在電極之間流動，因此可以防 止電極的快速腐蝕。工業(yè)應用性本發(fā)明適用于冷卻塔中，以及晝夜浴室、游泳池、人工池等中循 環(huán)水的清潔。
權利要求
1. 清潔循環(huán)水的方法，包括以下步驟使待清潔的循環(huán)水在彼此以面對面方式放置的電極板之間流動；在電極板之間施加DC電壓；和使該循環(huán)水中所含的一種或多種金屬離子通過電解沉淀到陰 極板上，以清潔該循環(huán)水，其中所使用的電極板由鈦制成，并且其中所需量的電流流動， 同時通過提高施加到陽極氧化的氧化物層上的電壓，對在陽極板表面上 形成的陽極氧化的氧化物層強制性地進行介電擊穿。
2. 根據(jù)權利要求1的方法，其中定期地轉換施加在該電極板之間的 電壓的極性。
3. 根據(jù)權利要求l或2的方法，其中該電極板之間的電流是恒定電流o
4. 根據(jù)權利要求3的方法，其中該電極板之間的電流相對一個陽極 板的單位面積(lm2)為0. l-20安培(A )。
5. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其中將施加在該一對電極板之間的電 壓設置為恒定值，并且其中當該電極板之間的電流小于預定值時，提高 施加在該電極板之間的電壓，而當該電極板之間的電流大于或等于預定 值時，將施加在該電極板之間的電壓恢復到該恒定值。
6. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其中當該循環(huán)水的導電率大于預定值 時，增大該電極板之間的電流，而當該循環(huán)水的導電率小于預定值時， 減小該電極板之間的電流。
7. 根據(jù)權利要求6的方法，其中該循環(huán)水的導電率的預定值在 500-1000 jLiS/cm的范圍內。
8. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其中當該循環(huán)水的氧化還原電位在預 定范圍之外時，增大該電極板之間的電流，而當該循環(huán)水的氧化還原電 位在該預定范圍之內時，減小該電極板之間的電流。
9. 根據(jù)權利要求8的方法，其中該循環(huán)水的氧化還原電位的預定值 在+100到-100mV的范圍內。
10. 用于清潔循環(huán)水的設備，包括用于接收待清潔的循環(huán)水并排 出該循環(huán)水的清潔箱；放置在該清潔箱中的一個或多個第一電極板；放 置在該清潔箱中并與該第一電極板相距預定的空間的一個或多個第二 電極板；以及用于在該第一電極板和笫二電極板之間施加DC電壓的DC 電源，其中該第一和第二電極板由鈦板制成，并且其中該DC電源是DC穩(wěn) 定的電源，其輸出的電壓滿足通過介電擊穿將該第一電極板或第二電極 板表面上形成的陽極氧化的氧化物層剝離并除去。
11. 根據(jù)權利要求10的設備，包括極性轉換裝置，能夠定期地轉換通 過DC電源施加在該第一電極板和第二電極板之間的電壓的極性。
12. 根據(jù)權利要求10或11的設備，其中該DC電源是恒定電流電源， 能夠在該第一電極板和第二電極板之間提供相對用作陽極的一個電極 板的單位面積(lm2) 0. 1-20安培的恒定電流。
13. 根據(jù)權利要求10或11的設備，其中該DC電源包括恒定電壓DC電 源，并且該設備包括用于測量該電極板之間的電流值的安培計，和電壓 控制裝置，其中當通過該安培計測量的電流值小于預定值時，該電壓控 制裝置提高該DC電源的輸出電壓，當通過該安培計測量的電流值大于預 定值時，該電壓控制裝置減小該DC電源的輸出電壓。
14. 根據(jù)權利要求10或11的設備，包括用于測量該循環(huán)水的導電率 的導電計和電流控制裝置，其中當通過該導電計獲得的導電率大于預定 值時，該電流控制裝置通過提高該DC電源的輸出電壓增大該電極板之間 的電流，當通過該導電計獲得的導電率小于預定值時，通過降低該DC電 源的輸出電壓減小該電極板之間的電流。
15. 根據(jù)權利要求14的設備，其中該循環(huán)水的導電率的預定值在 500-1000 jaS/cm的范圍內。
16. 根據(jù)權利要求10或11的設備，包括用于測量該循環(huán)水的氧化還 原電位的氧化還原電位測量計和電流控制裝置，其中當通過該氧化還原 電位測量計獲得的氧化還原電位在預定范圍之外時，該電流控制裝置通 過提高該DC電源的輸出電壓增大該電極板之間的電流，當通過該氧化還 原電位測量計獲得的氧化還原電位在該預定范圍之內時，通過降低該DC 電源的輸出電壓減小該電極板之間的電流。
17.根據(jù)權利要求16的設備，其中該循環(huán)水的氧化還原電位的預定 值在+1 OO到-l OOmV的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供用于清潔循環(huán)水的方法和在這一方法中使用的設備，該方法盡可能地降低運行和維護的成本，同時沒有繁重的清潔操作，如從電解清潔箱中拆下電極板并且除去該槽內的水垢。因此，本發(fā)明提供用于清潔循環(huán)水的方法，包括以下步驟讓待清潔的循環(huán)水在彼此以面對面方式放置的電極板之間流動；和在該電極板之間施加DC電壓，使將包含在該循環(huán)水中的一種或多種金屬離子通過電解沉淀到陰極板上，以清潔該循環(huán)水，其中所使用的電極板由鈦板制成，并且其中所需量的電流流動，同時通過提高施加到陽極氧化的氧化物層上的電壓，強制性地讓在陽極板表面上形成的陽極氧化的氧化物層經受介電擊穿。圖1是代表性的附圖。
文檔編號C02F5/00GK101124167SQ20058004832
公開日2008年2月13日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權日2005年3月16日
發(fā)明者仲野崇行, 加藤正人, 田口良幸 申請人:株式會社小金井