專利名稱：水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電去除水中包含的硬度成分的水處理裝置。
背景技術(shù)：
以往，提出電分解自來(lái)水等后生成包含次氯酸的電解水，采用該電解水實(shí)現(xiàn)與空 氣中浮游的病毒(virus)等對(duì)抗的空氣去除裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。這種空氣去除 裝置將電解水提供給氣液接觸部件，通過(guò)使經(jīng)由氣液接觸部件的空氣中存在的病毒等與電 解水接觸，使病毒等失去活性，從而對(duì)空氣除菌。 在病毒等失去活性中采用的電解水中包含硬度成分(鈣離子、鎂離子等)，這些
硬度成分一旦在氣液接觸部件中成為固體物質(zhì)，就會(huì)在氣液接觸部件的空氣通路中產(chǎn)生堵
塞，會(huì)產(chǎn)生除菌能力降低的危險(xiǎn)。由此，采用預(yù)先降低電解水的硬度、進(jìn)行水軟化，并被稱為
水軟化模塊的水處理裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。 專利文獻(xiàn)1 :JP特開(kāi)2007-175140號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :JP特開(kāi)平6-208710號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :JP特開(kāi)2008-307524號(hào)公報(bào) 但是，現(xiàn)有水處理裝置中，通過(guò)在電極部分析出硬度成分作為水垢而產(chǎn)生流道壓 力損失，導(dǎo)致通水量降低，成為硬度成分去除能力降低的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的課題而形成，其目的在于提供一種在析出水中含有的硬度成分 作為水垢后將其去除的水處理裝置中，回收在電極部分析出的水垢，并抑制流道壓力損失 增加的技術(shù)。 本發(fā)明的某一形態(tài)是水處理裝置。該水處理裝置具有將從供水口進(jìn)入的水從排水 口排出的水的流道，其特征在于，包括設(shè)置在流道的供水口側(cè)，并具有通水性的板狀的第 一電極；設(shè)置在流道的排水口側(cè)的板狀的第二電極；以及纖維體，設(shè)置為與第一電極的靠 排水口一側(cè)的面相接觸，并且具有與第一電極的外周面積大致相等的投影面積，并由導(dǎo)電 性的纖維構(gòu)成。纖維體具有設(shè)置在第一電極側(cè)的第一碳纖維層；以及設(shè)置在第一碳纖維 層的靠第二電極一側(cè)，且比表面積(specific surface area)比第一碳纖維層大的第二碳
纖維層。 根據(jù)該形態(tài)，第一纖維層與第二纖維層相比比表面積(例如10 1000倍)小，由 于離子的吸附性能低，因此抑制第一纖維層的結(jié)晶體的析出。由此，抑制第一纖維層中產(chǎn)生 流道壓力損失，能夠在比表面積大的第二纖維層中有效析出結(jié)晶體。 上述形態(tài)中，也可以在纖維體和第二電極之間設(shè)有空間。此外，上述形態(tài)中，也可 以具備與纖維體的空間的面相接觸并由網(wǎng)孔狀的絕緣材料構(gòu)成的支撐部件。此外，上述形 態(tài)中，也可以設(shè)置為排水口與纖維體和第二電極之間的空間相連。此外，上述形態(tài)中，也可 以是第一纖維層的透水性比第二纖維層的透水性高。
本發(fā)明的另一形態(tài)是一種對(duì)包含成為水垢的硬度成分的被處理水進(jìn)行處理的水 處理裝置，包括將從供水口進(jìn)入的水從排水口排出的流道；設(shè)置在該流道的所述供水口 側(cè)，并具有通水性的板狀的第一電極；該第一電極的下游側(cè)間隔開(kāi)設(shè)置，并具有通水性的板 狀的第二電極；在該第一電極和第二電極之間施加電壓的直流電源；與該第一電極的下游 側(cè)的面相接觸而設(shè)置的導(dǎo)電性的過(guò)濾介質(zhì)；在該過(guò)濾介質(zhì)和第二電極之間，所述硬度成分 作為水垢在過(guò)濾介質(zhì)的表面析出的水垢析出室；以及位于該水垢析出室的下方，并且與水 垢析出室相連通的水垢回收部。在從所述供水口進(jìn)入的被處理水從所述排水口排出并且通 過(guò)所述過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，促進(jìn)形成在該過(guò)濾介質(zhì)的表面的水垢的落下，從而在所述水垢回收部 回收水垢。 另外，適當(dāng)組合上述各要素而形成的形態(tài)也根據(jù)本專利申請(qǐng)包含在尋求專利保護(hù) 的發(fā)明的范圍中。 根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制去除水中含有的硬度成分的水處理裝置的流道壓力損失增 加。


圖1是表示實(shí)施方式1的空氣除菌裝置的外觀的立體圖。 圖2是表示實(shí)施方式1的空氣除菌裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖3是表示實(shí)施方式1的空氣除菌裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的右側(cè)剖面圖。 圖4是表示實(shí)施方式1的空氣除菌裝置中，生成電解水并使其循環(huán)的主要部件的
結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖5是表示實(shí)施方式1的空氣除菌裝置具備的電解槽的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示實(shí)施方式1的水軟化模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖7是表示具備實(shí)施方式1的水軟化模塊的第一纖維層以及第二纖維層各自的透 過(guò)水量的消耗電力依賴性的圖。 圖8是表示實(shí)施方式2的空氣除菌裝置中，生成電解水并使其循環(huán)的主要部件的 結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖9是表示實(shí)施方式2的水軟化模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的具備排水閥的水軟化模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的可裝卸的水軟化模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。 符號(hào)說(shuō)明 10空氣除菌裝置 20殼體 38供水箱 62排水箱 80控制部 100氣液接觸部件 108循環(huán)泵 200水軟化模塊 300電解槽
4
2200水軟化模塊 2220第一電極 2221第二電解 2222直流電源 2230過(guò)濾介質(zhì) 2240支撐部件 2274水垢析出室 2275水垢回收部 2276排水閥 2290供水口 2292排水口 2300電解槽
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，所有附圖中，對(duì)相同構(gòu)成要素附加
相同的符號(hào)，適當(dāng)省略說(shuō)明。(實(shí)施方式1) 圖1是實(shí)施方式1的空氣除菌裝置10的外觀立體圖。圖2是表示空氣除菌裝置 10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。 空氣除菌裝置10具備箱形的殼體20，例如，設(shè)置地板間隔。在殼體20的兩個(gè)側(cè)面 的下部形成吸入架22。此外，在殼體20的前面的下部形成吸入口 24。
更進(jìn)一步地，在殼體20的上面形成噴出口 26，在噴出口 26上設(shè)置用于使噴出空氣 的方向發(fā)生變化的天窗28。天窗28具有開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，在運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)自動(dòng)關(guān)閉噴出口 26。
空氣除菌裝置10在通過(guò)吸入架22以及吸入口 24吸入設(shè)置室內(nèi)的空氣并除菌后， 通過(guò)從噴出口 26向室內(nèi)噴出，從而凈化室內(nèi)空氣。 在殼體20中設(shè)置上下間隔殼體20的內(nèi)部的支撐板48，由該支撐板48區(qū)分上側(cè) 室50和下側(cè)室52(參照?qǐng)D2)。在下側(cè)室52中配置送風(fēng)風(fēng)扇54和風(fēng)扇馬達(dá)56。此外，在 由間隔板58區(qū)分出的右側(cè)的空間中按照能在殼體20的前面?zhèn)纫龅姆绞饺菁{具有把手部 60的排水箱62。送風(fēng)風(fēng)扇54及風(fēng)扇馬達(dá)56和排水箱62橫向排列配置。
此外，在送風(fēng)風(fēng)扇54和吸入口 24之間，即在與下側(cè)室52中的下側(cè)罩(cover)部 件44(參照?qǐng)D1)相對(duì)的位置處，以自由裝卸的方式設(shè)置預(yù)濾器(prefilter)64。預(yù)濾器64 具有第一過(guò)濾器66，其捕獲通過(guò)吸入架22以及吸入口 24而吸入的空氣中存在的粒徑較 大的塵埃等；以及第二過(guò)濾器68，其捕獲通過(guò)第一過(guò)濾器66的、例如粒徑lOym左右的物 質(zhì)。通過(guò)預(yù)濾器64去除空氣中浮游的花粉和塵埃等，由送風(fēng)風(fēng)扇54將去除這些物質(zhì)后的 空氣提供給上側(cè)室50。 另一方面，在上側(cè)室50中，在送風(fēng)風(fēng)扇54以及風(fēng)扇馬達(dá)56的上方設(shè)置電裝箱70。 在電裝箱70中容納有安裝了構(gòu)成控制部(未圖示)的各種設(shè)備的控制基板、和給風(fēng)扇馬達(dá) 56提供電力的電源電路等各種電裝部件，其中，上述控制部控制空氣除菌裝置10的工作。 控制部80按照用戶對(duì)操作面板34的操作，來(lái)控制天窗28和風(fēng)扇馬達(dá)56等的工作。
在電裝箱70的上方，設(shè)置有使通過(guò)的空氣與電解水接觸來(lái)對(duì)空氣除菌的氣液接 觸部件100。在氣液接觸部件100的下方，設(shè)置具有接水部102的接水皿104，其中，上述接 水部102接受從氣液接觸部件100滴下的水及電解水。接水皿104具備在最底處形成的貯 存部106。貯存部106構(gòu)成為使滴下至接水部102的電解水流入，滴下的電解水貯存在貯存 部106中。此外，貯存部106延伸至排水箱62的上方。 更進(jìn)一步地，在貯存部106之上設(shè)置供水箱38，從供水箱38能夠向貯存部106供 水。 此外，在貯存部106的上方設(shè)置有將電解水提供給氣液接觸部件100的上部側(cè)的 循環(huán)泵108、降低電解水的硬度的水軟化模塊200 (水處理裝置)、以及生成電解水的電解槽 300。 下面，說(shuō)明空氣除菌裝置10中的空氣的流動(dòng)。圖3是表示空氣除菌裝置10的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)的右側(cè)剖面圖。 從送風(fēng)風(fēng)扇54的送風(fēng)口 55噴出的空氣如圖3的箭頭A所示，通過(guò)空間90，噴至氣 液接觸部件100的背面。通過(guò)氣液接觸部件100的空氣，被導(dǎo)向第二導(dǎo)風(fēng)部件96的內(nèi)側(cè)的 面98，并通過(guò)設(shè)置在噴出口 26的下方的噴出口過(guò)濾器99，從噴出口 26噴出。
圖4是表示空氣除菌裝置中生成/循環(huán)電解水的主要部件的構(gòu)成的立體圖?？諝?除菌裝置10使對(duì)空氣除菌的電解水在內(nèi)部循環(huán)，從而重復(fù)使用。在空氣除菌裝置10中，電 解水在貯存部302中貯存，并通過(guò)循環(huán)泵108被從該貯存部302中抽吸出來(lái)。由循環(huán)泵108 從貯存部302抽吸出來(lái)的電解水的一部分被提供給氣液接觸部件IOO，通過(guò)浸潤(rùn)氣液接觸 部件IOO并與空氣接觸，從而對(duì)空氣除菌，之后返回貯存部302中，并由循環(huán)泵108再次提
供給氣液接觸部件ioo，反復(fù)在除菌中使用。 氣液接觸部件100設(shè)置在接水部102的上方，在除菌中使用并從氣液接觸部件100 流下的電解水被接水部102接受。 接水皿104構(gòu)成為使接水部102和貯存部302 —體形成。接水部102比貯存部 302形成得高一截，從氣液接觸部件100流下至接水部102中的電解水流至貯存部302中。 此外，在從接水部102至貯存部302的電解水的流道上，設(shè)置過(guò)濾器304，該過(guò)濾器304捕獲 從氣液接觸部件100流下的水中所包含的固體物質(zhì)(水垢scale)。 循環(huán)泵108設(shè)置成使吸入口在貯存部302的水面下，通過(guò)連接于循環(huán)泵108的噴 出口的輸水管306噴出電解水。輸水管306是連接循環(huán)泵108和氣液接觸部件100的導(dǎo)管。 此外，在輸水管306上分別連接從輸水管306分支的第一分支管308和第二分支管310。第 一分支管308連接于水軟化模塊200，比第一分支管308在更下游側(cè)分支的第二分支管310 連接于電解槽300，從循環(huán)泵108也向水軟化模塊200和電解槽300提供電解水。
水軟化模塊200進(jìn)行水軟化經(jīng)過(guò)第一分支管308提供的電解水的處理。這里，所 謂水軟化是指析出水中含有的鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+)等來(lái)降低硬度成分的濃度，從 而降低水的硬度的處理。該水軟化模塊200如后述那樣內(nèi)置一對(duì)電極220、222 (參照?qǐng)D7)， 通過(guò)在電極220、222間施加電壓來(lái)降低電解水的硬度。 在水軟化模塊200的電解水的排水管312上連接三方閥314。在三方閥314的一 個(gè)出口上，連接將被水軟化后的電解水返回貯存部302的軟水返回管316 (第一排出管)，在 另一出口上連接輸水管318 (第二排出管)，該輸水管318連接于排水箱62。三方閥314由控制部80的控制來(lái)切換。 另一方面，在電解槽300中，通過(guò)如后述那樣在一對(duì)電極320、322(參照?qǐng)D5)之間 施加電壓，從而將水電分解后，生成包含對(duì)除菌有效的成分的次氯酸(HC10)的電解水。并 且，在電解槽300的噴出口，連接將電解水送出至貯存部302的電解水噴出管330。
此外，軟水返回管316以及電解水噴出管330的末端分別位于過(guò)濾器304的上方， 從水軟化模塊200以及電解槽300出來(lái)的電解水，從軟水返回管316以及電解水噴出管330 的末端直接注入過(guò)濾器304，在通過(guò)過(guò)濾器304時(shí)去除水垢等后返回貯存部302。
在電解槽300中生成的電解水通過(guò)循環(huán)泵108從貯存部302提供給氣液接觸部件 100。然后，在空氣通過(guò)氣液接觸部件100時(shí)，空氣中浮游的病毒等和電解水相接觸，使病毒 等失去活性，因此能夠?qū)諝獬４送?，電解水除了空氣的除菌效果以外，還具有抑制氣 液接觸部件IOO自身中的雜菌繁殖的效果。更進(jìn)一步地，包含次氯酸的電解水，由于在臭氣 通過(guò)氣液接觸部件100時(shí)，能夠?qū)⒊魵怆x子化后溶解在電解水中，從而從空氣中去除，因此 具有除臭的效果。 此外，氣液接觸部件100是具有蜂房結(jié)構(gòu)的過(guò)濾器，由于電解水能滴下，因此是難 以堵塞的結(jié)構(gòu)。 圖5是表示電解槽300的結(jié)構(gòu)的圖。參照?qǐng)D5說(shuō)明對(duì)氣液接觸部件100提供電解 水的情形。另外，本實(shí)施方式中，說(shuō)明自來(lái)水進(jìn)入供水箱38(參照?qǐng)D2)后使空氣除菌裝置 IO工作的情況。 如果在空氣除菌裝置10上設(shè)置使自來(lái)水進(jìn)入的供水箱38，則從供水箱38向貯存
部302提供自來(lái)水，水位到達(dá)規(guī)定的水平高度。通過(guò)循環(huán)泵108將貯存部302內(nèi)的水抽吸
出來(lái)，向電解槽300提供。如圖5所示，在該電解槽300中，具備一對(duì)電極320、322，流入電
解槽300的自來(lái)水被電分解后，生成包含活性氧(oxygen species)的電解水。這里，所謂
活性氧是具有比通常的氧更高氧化活性的氧和其關(guān)聯(lián)物質(zhì)，是在超氧陰離子(super oxide
anion)、純態(tài)氧(singlet oxygen)、羥自由基(hydroxy radical)或過(guò)氧化氫這樣所謂狹義
的活性氧中包含臭氧、次鹵酸(hypohalous acid)等這樣所謂廣義的活性氧的物質(zhì)。 電極320、322例如是基底為鈦(Ti)、薄膜層為銥(Ir)、鉬(Pt)而構(gòu)成的電極板，
在該電極320、322中流過(guò)的電流值設(shè)定為電流密度是數(shù)mA/cm2 數(shù)十mA/cm、并產(chǎn)生規(guī)定
的游離殘留氯(free residual chlorine)濃度(例如lmg/l(公升))。 詳細(xì)來(lái)說(shuō)，將電極320、322的一個(gè)作為陽(yáng)極，將另一個(gè)作為陰極，當(dāng)從外部電源在
電極320和電極322之間通電時(shí)，水中的氫離子(H+)和氫氧化物離子(OH—)在陰極中進(jìn)行
如下式這樣的反應(yīng)。<formula>formula see original document page 7</formula>
另一方面，在陽(yáng)極如下式這樣電分解水。<formula>formula see original document page 7</formula>
另外，在陽(yáng)極中，水中包含的氯離子(氯化物離子Cr)如下式所示這樣進(jìn)行反 應(yīng)，產(chǎn)生氯(Cl2)。
<formula>formula see original document page 7</formula>
更進(jìn)一步地，該氯如下式所示這樣和水反應(yīng)，產(chǎn)生次氯酸(HC10)和氯化氫(HC1)。
<formula>formula see original document page 7</formula>
貯存部302的電解水固定接受水軟化以及電解處理，同時(shí)在氣液接觸部件100中 循環(huán)，用于空氣除菌。然后，通過(guò)水軟化模塊200進(jìn)行水軟化后硬度降低的電解水流過(guò)從貯 存部302流出后再次返回貯存部302的電解水的循環(huán)路徑。 但是，上述水垢主要由以下原因而產(chǎn)生。在作為電解水的原料而提供給電解槽300 的自來(lái)水等水中，大多數(shù)情況下都包含硬度成分(鈣離子、鎂離子等)。在較長(zhǎng)期間內(nèi)進(jìn)行 空氣除菌運(yùn)行的情況下，尤其是電解水易于蒸發(fā)的氣液接觸部件100中，通過(guò)電解水的蒸 發(fā)，這些硬度成分被濃縮，從而作為水垢被析出。如果在氣液接觸部件100的表面附著水 垢，則由于氣液接觸部件100的堵塞、氣液接觸部件100中的電解水的保水性的降低等，會(huì) 妨害空氣和電解水之間的接觸而使除菌效率變低。此外，在電解槽300的電極320、322上 附著水垢的情況下，在導(dǎo)管中由于水垢而產(chǎn)生堵塞的情況下，也可能會(huì)因?yàn)殡娊馑墓┙o 量不足等原因而使除菌效率降低。 在本實(shí)施方式中，利用使電解水的硬度降低并進(jìn)行水軟化的水軟化模塊200，從而 抑制水垢的產(chǎn)生。 圖6是表示水軟化模塊200的結(jié)構(gòu)的示意圖。水軟化模塊200具有在圓筒狀的殼 210的兩端分別固定蓋部件212、214而構(gòu)成的殼體216。水軟化模塊200構(gòu)成為在殼體216 中容納有一對(duì)電極220、222，具有離子捕獲功能的導(dǎo)電性的纖維體230 (捕獲部件)，絕緣 性的支撐部件240，固定鏈250 、252 、254。 在蓋部件212上設(shè)置供水口 290，在該供水口 290上設(shè)置用于連接第一分支管 308(參照?qǐng)D4)的接合點(diǎn)(joint) 260 (接頭)。另外，在本實(shí)施方式中，供水口 290設(shè)置在 蓋部件212的下方(垂直方向下部)。此外，在殼210的側(cè)面設(shè)置排水口 292，在該排水口 292中設(shè)置用于連接排水管312(參照?qǐng)D4)的接合點(diǎn)262(接頭)。S卩，電解水從設(shè)置在一 個(gè)蓋部件211側(cè)的供水口 290流入，從設(shè)置在殼210的側(cè)面的排水口 292排出，在殼體216 內(nèi)部形成從供水口 290至排水口 292的流道。另外，殼體216由絕緣性的樹(shù)脂材料構(gòu)成。另 外，蓋部件212、214能在殼210中裝卸。 電極220、222是圓盤狀的電極，其外周與殼210的內(nèi)周面相接觸。電極220被設(shè) 置為在電解水流入側(cè)從蓋部件212隔開(kāi)，在蓋部件212和電極220之間產(chǎn)生空間270。另一 方面，電極222設(shè)置為在電解水排出側(cè)從蓋部件214隔開(kāi)，在蓋部件214和電極222之間產(chǎn) 生空間272。此外，電極222比接合點(diǎn)262更位于蓋部件214側(cè)，在電極220和電極222之 間形成空間274。 電極220、222分別由網(wǎng)眼狀(網(wǎng)孔狀)的金屬或合金形成。例如，電極220、222是 直徑65mm、厚度lmm的格子狀電極(格子高5. 3mmm，格子寬14. Omm)。由此，電極220、222 具有通水性，電解水能夠從接合點(diǎn)260側(cè)向接合點(diǎn)262側(cè)通過(guò)電極220而流動(dòng)，此外，電解 水能夠通過(guò)電極222往返空間272和空間274。另外，作為構(gòu)成電極220、222的金屬，列舉 Pt、Ti、Pt-Ir合金。更具體地，電極220、222是基底為Ti、薄膜層為Pt-Ir合金而構(gòu)成的電 極板。此外，為了確保通水性，電極220、222的開(kāi)口率可以為例如71%。
此外，在電極220中，在蓋部件212側(cè)連接供電用的金屬棒224。金屬棒224貫通 蓋部件212，并與設(shè)置在水軟化模塊200的外部的電源連接。同樣地，電極222中，在蓋部件 214側(cè)連接供電用的金屬棒226。金屬棒226貫通蓋部件214，并與設(shè)置在水軟化模塊200 的外部的電源連接。
纖維體230具有由具有導(dǎo)電性的第一纖維層232以及第二纖維層234構(gòu)成的疊層 結(jié)構(gòu)。由此，纖維體230作為與電極222相對(duì)的電極來(lái)發(fā)揮作用。 第一纖維層232設(shè)置為與第二纖維層234的上游側(cè)相接觸，且電連接。第一纖維 層232設(shè)置為與電極220的下游側(cè)的面相接觸，且電連接。此外，在第二纖維層234的下游 側(cè)連接絕緣性的支撐部件240。支撐部件240具有足夠的強(qiáng)度、剛性來(lái)保持第二纖維層234 的下游側(cè)的面平坦。 第一纖維層232是積聚了比表面積(每單位重量的表面積)比第二纖維層234小 的導(dǎo)電性的纖維而成的。第一纖維層232與第二纖維層234相比，離子的吸附能力或硬度 去除能力低。作為第一纖維層232的硬度去除能力降低的原因，列舉出如下原因，通過(guò)減小 比表面積，從而減少在第一纖維層232的表面積蓄的電荷量，使鈣離子、鎂離子等的化學(xué)吸 附性能降低。 更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，第一纖維層232的比表面積優(yōu)選在第二纖維層234的比表面積的 1/10以下。例如，第一纖維層232、第二纖維層234的比表面積例如分別為15m7g、1250m2/ g。這種情況下的第一纖維層232、第二纖維層234的硬度去除率分別為8.5%、61.5%。這
里，所謂硬度去除率表示水軟化模塊通水處理前和通水處理后的硬度去除率。在本例中，使
用硬度100mg/L的水1L，換算硬度去除率。 硬度去除率(％ )=處理后硬度/處理前硬度X 100 具體來(lái)說(shuō)，第一纖維層232由碳纖維形成，是具有壓縮性的氈(felt)狀的部件 (厚度例如為2mm)。這里，所謂壓縮性是指在按壓時(shí)體積減少的性質(zhì)。 此外，第二纖維層234由活性碳纖維形成，是具有壓縮性的氈狀的部件(厚度例如 為2mm)。 第一纖維層232通過(guò)對(duì)原料進(jìn)行熱處理、使其不溶化后，進(jìn)行石墨化而得到。具體 來(lái)說(shuō)，首先，在空氣中在200 30(TC下氧化作為原料的瀝青(pitch)類纖維(以煤炭瀝青 為原料的碳纖維)、聚丙烯腈類纖維等原料，將黑色的氧化纖維作為中間材料來(lái)制造?？梢?將該工序稱為防火化工序，碳纖維進(jìn)行氧化時(shí)在分子內(nèi)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有耐燃且不溶化 性。通過(guò)將得到的碳纖維在250(TC下碳化、石墨化，從而得到適于第一纖維層232的碳纖 維。 另一方面，第二纖維層234在對(duì)原料進(jìn)行熱處理、使其不溶化、防火化工序后，通 過(guò)在水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w、非活性氣體中激活而得到。具體來(lái)說(shuō)，首先，采用與第一纖維 層232相同的工序?qū)ο嗤脑蠈?shí)施熱處理、使其不溶化、防火化工序而制造碳纖維。通過(guò) 在水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w、非活性氣體中對(duì)該碳纖維激活并增大比表面積，從而得到適于 第二纖維層234的碳纖維。 此外，優(yōu)選第一纖維層232比第二纖維層234空隙率大。所謂空隙率是指每單位 體積中有孔的比率。例如，第一纖維層232、第二纖維層234的空隙率，例如分別為91%、 80%。由此，第一纖維層232的透水性(通水性)比第二纖維層234高。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選第 一纖維層232的透水性比第二纖維層234的透水性高5% 40%。通過(guò)使第一纖維層232 的透水性比第二纖維層234的透水性高5%以上，則在第一纖維層232中析出的結(jié)晶體易于 由流水而剝離的效果就變得顯著。另一方面，水軟化模塊通水時(shí)的流速通常為10 100L/ 小時(shí)，如果第一纖維層232的透水性比第二纖維層234的透水性高40% ，則尤其是在流速條
9件高的情況下，第一纖維層232中的結(jié)晶體的析出效率自身就降低。圖7是針對(duì)第一纖維
層232以及第二纖維層234的每一個(gè)表示透過(guò)水量的消耗電力依賴性的圖。 作為第一纖維層232、第二纖維層234的原料，在分別采用聚丙烯腈類纖維時(shí)，透
過(guò)水量的評(píng)估在以下條件下進(jìn)行。對(duì)評(píng)估材料使用直徑65mm、厚度4mm的碳纖維(CF)作為
第一纖維層232，使用活性碳纖維(ACF)作為第二纖維層234。在實(shí)驗(yàn)中，使用如圖6所示
的水軟化模塊200，將作為評(píng)估對(duì)象的碳纖維(CF)或活性碳纖維(ACF)結(jié)合入纖維體230
中。在設(shè)置了碳纖維(CF)或活性碳纖維(ACF)的水軟化模塊200中使自來(lái)水通過(guò)，測(cè)量此
時(shí)使用的泵的消耗電力和透過(guò)水量，并比較透過(guò)水量性能。 由圖7可知，第一纖維層232與第二纖維層234相比，水的透水性高。 支撐部件240與第二纖維層234的下游側(cè)的面相接觸，支撐第二纖維層234。支
撐部件240是構(gòu)成為網(wǎng)孔狀或格子狀的絕緣性部件，在支撐部件240的開(kāi)口處，第二纖維層
234在空間274中露出。支撐部件240例如由聚丙烯樹(shù)脂形成。支撐部件240的開(kāi)口率例
如為55%。 固定鏈250是鏈狀的部件，位于蓋部件212和電極220之間，其外周與殼210的內(nèi) 周面相接觸。通過(guò)固定鏈250來(lái)規(guī)定蓋部件212和電極220之間的距離，形成空間270，并 且抑制電解水進(jìn)入纖維體230和殼210間，防止空間270和空間274之間的短路。
固定鏈252是鏈狀的部件，位于支撐部件240和電極222之間，其外周與殼210的 內(nèi)周面相接觸。另外，在固定鏈252中匹配排水口 292而設(shè)置開(kāi)口或切口。由固定鏈252 規(guī)定支撐部件240和電極222之間的距離，形成空間274，并且防止空間270和空間274之 間的短路。 固定鏈254是鏈狀的部件，設(shè)置為在電極222和蓋部件214之間，其外周與殼210 的內(nèi)周面相接觸。通過(guò)固定鏈254規(guī)定電極222和蓋部件214之間的距離，形成空間272。
為了結(jié)合水軟化模塊200，可以使蓋部件212及蓋部件214的直徑比殼210的直徑 大，并可在蓋部件212的周邊部分和蓋部件214的周邊部分采用螺釘、螺栓、螺母等結(jié)合部 件來(lái)擰緊的結(jié)構(gòu)。在該情況下，也可以是沿著固定鏈250、電極220、纖維體230、支撐部件 240、固定鏈252、電極222、固定鏈254的殼210的內(nèi)面的部分的厚度之和比殼210的殼長(zhǎng) 更長(zhǎng)。由此，在蓋部件212和蓋部件214夾著的部分中，能夠擰緊固定鏈250、電極220、纖 維體230、支撐部件240、固定鏈252、電極222、固定鏈254。殼擰緊時(shí)的應(yīng)力例如為10. 6g/ cm o 下面，說(shuō)明水軟化模塊200的水軟化的處理?？諝獬b置10的水軟化模塊200 構(gòu)成為能夠切換降低電解水的硬度的水軟化運(yùn)行模式、和水軟化運(yùn)行模式執(zhí)行時(shí)反轉(zhuǎn)電極 220、222的極性并施加電壓的洗凈運(yùn)行模式。詳細(xì)情形后述，洗凈運(yùn)行模式是去除水軟化模 塊200內(nèi)附著的水垢成分的運(yùn)行模式。
(水軟化運(yùn)行模式) 水軟化運(yùn)行模式是水軟化電解水的模式，例如，在空氣除菌裝置10的空氣除菌運(yùn) 行中執(zhí)行。 —旦對(duì)空氣除菌裝置10指示空氣除菌運(yùn)行的開(kāi)始，則控制部80啟動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)56 等，此外，啟動(dòng)循環(huán)泵108、水軟化模塊200以及電解槽300。然后，使電解水在包括氣液接 觸部件100的循環(huán)路徑中循環(huán)的空氣除菌運(yùn)行開(kāi)始。水軟化運(yùn)行模式中的流量以及流速例如分別是600mL/min、18. 0m/s。 在水軟化模塊200中，控制部80在電極220、222上施加直流電壓，電極220被設(shè) 定為陰極(負(fù)電位)，電極222被設(shè)定為陽(yáng)極(正電位)。與電極220相接觸且電連接的纖 維體230是陰極(負(fù)電位)。 由此，在位于水軟化模塊200中的電解水流動(dòng)的上游側(cè)且成為陰極的電極220以 及纖維體230中，水中的氫離子OT)和氫氧化物離子(OH—)如下式所示進(jìn)行反應(yīng)。
4H++4e—+ (40H—) — 2H2+ (40H—) 另一方面，在位于下游側(cè)且成為陽(yáng)極的電極222中，如下式所示電分解水。
2H20 — 4H++02+4e— 如上所述，在構(gòu)成陰極的電極220以及纖維體230中，生成氫氧化物離子(OH一)。 由于氫氧化物離子是非常強(qiáng)的堿，因此電極220以及纖維體230帶負(fù)電的表面部分地呈現(xiàn) 堿性。由此，電解水中的硬度成分(鈣離子、鎂離子)與氫氧化物離子(OH—)、碳酸鹽離子 (C032—)反應(yīng)，變成鹽。具體來(lái)說(shuō)，電解水中包含的鈣、鎂、鉀、及硅等的離子，成為氫氧化鈣、 碳酸鈣、以及氫氧化鎂等難溶性的鹽，從而析出。此外，在電解水中包含磷、硫磺、鐵、銅、以 及鋅等的離子的情況下，硫酸鈣、亞硫酸鈣、磷酸鈣、磷酸鋅、氫氧化鋅、堿性鋅、氯化鐵、氫 氧化鐵、以及氫氧化銅等也作為鹽析出。這些鈣、鎂、鉀、以及硅等的離子通過(guò)電結(jié)晶作用， 在電極220以及纖維體230上作為結(jié)晶體析出。特別地，由于第二纖維層234比表面積大， 因此在其表面上大量析出結(jié)晶體，捕獲結(jié)晶體的能力高。 以下，將鈣離子和鎂離子等的硬度成分通過(guò)水軟化運(yùn)行模式的執(zhí)行而在電極220 及纖維體230上析出后得到的析出物稱為結(jié)晶體。 由此，在水軟化運(yùn)行模式下，通過(guò)硬度成分成為結(jié)晶體而析出，循環(huán)的電解水中含 有的硬度成分的濃度降低，電解水被水軟化。 由于第二纖維層234(活性碳纖維)每單位重量的表面積比第一纖維層232 (碳 纖維)大10 1000倍，因此離子的吸附性能高。如果考慮吸附性能，則僅在第二纖維層 234 (單層)上能夠進(jìn)行水軟化，但是由于第二纖維層234吸附性能高而通水性低，因此在整 個(gè)層內(nèi)析出結(jié)晶體，由結(jié)晶體妨礙供電，產(chǎn)生從電極220向第二纖維層234的供電停止的問(wèn) 題。 為了解決上述課題，作為第一纖維層232和第二纖維層234的疊層結(jié)構(gòu)，在上游側(cè) 即電極220側(cè)，設(shè)定比表面積比第二纖維層234低的第一纖維層232。由于第一纖維層232 離子吸附性能低，因此結(jié)晶體的析出少，能夠抑制向電極220側(cè)的結(jié)晶體的析出，因此能夠 避免供電停止的問(wèn)題。僅靠第一纖維層232(單層)得不到必需的吸附性能，因此在第一纖 維層232的下游側(cè)設(shè)置第二纖維層。 此外，即使在第一纖維層232中析出結(jié)晶體的情況下，由于析出的結(jié)晶體密度低， 因此易于通過(guò)電解水的流動(dòng)或換極而剝離。由此，能夠抑制流道壓力損失的發(fā)生，吸附性能 高的第二纖維層234能夠有效析出結(jié)晶體。 另外，在本實(shí)施方式中，在支撐部件240和電極222之間設(shè)置空間274，能夠?qū)⒃摽?間274作為積蓄析出物的析出室來(lái)有效利用。 另外，本實(shí)施方式中，通過(guò)由支撐部件240來(lái)使第二纖維層234的下游側(cè)的面保持 平坦，從而抑制第二纖維層234的下游側(cè)的面受到的電場(chǎng)強(qiáng)度在面內(nèi)產(chǎn)生散亂。由此，由于后述的電結(jié)晶作用在第二纖維層234的下游側(cè)的面內(nèi)均勻地產(chǎn)生，因此抑制在第二纖維層
234的表面上部分地析出結(jié)晶體而妨礙電解水的流動(dòng)，提高結(jié)晶體的捕獲能力。 此夕卜，由于通過(guò)使絕緣性的支撐部件240成為網(wǎng)孔狀，從而在支撐部件240的開(kāi)口
部分電場(chǎng)集中，因此在支撐部件240的開(kāi)口部分的第二纖維層234的表面能夠有效析出結(jié)晶體。 此外，在水軟化運(yùn)行模式下，由于通過(guò)從電極220側(cè)流向電極222側(cè)的水流，促進(jìn) 在電極220以及纖維體230中析出的結(jié)晶體的剝離，因此能夠抑制在電極220以及纖維體 230中結(jié)晶體生長(zhǎng)得過(guò)大。特別地，在本實(shí)施方式中，供水口 290設(shè)置在蓋部件212的下方， 排水口 292設(shè)置在殼210的側(cè)面，因此如圖6所示，電解水的流動(dòng)從下方向上方流動(dòng)。由于 這樣的水流促進(jìn)在第二纖維層234的表面析出的結(jié)晶體的剝離，因此能夠有效回收由纖維 體230捕獲的結(jié)晶體。此外，通過(guò)使電解水的流動(dòng)從下方向上方，從而易于將和電解水一起 流動(dòng)的氣體(02等)向殼210的外部排出。
表示水的硬度的一般指標(biāo)例如由下式計(jì)算。
硬度=鈣量X2. 5+鎂量X4. 1. (1) 這里，硬度、鈣量以及鎂量的單位是(mg/l)，在上述式(1)中求出的硬度是將每1 公升水中含有的鈣和鎂的量(mg)換算為碳酸鈣的量(mg)而得到的。如果在上述式(1)中 求出的硬度超過(guò)300 400 (mg/1)則易于析出鈣和鎂，但是通過(guò)采用實(shí)施方式1的水軟化 模塊200，例如能夠使電解水的硬度降低至例如200 (mg/1)以下，能夠抑制水垢的析出。 [ono](洗凈運(yùn)行模式) 下面，說(shuō)明洗凈運(yùn)行模式。如果通過(guò)上述水軟化運(yùn)行模式來(lái)處理電解水，則在電極 220及纖維體230中析出結(jié)晶體，在伴隨運(yùn)行時(shí)間的經(jīng)過(guò)而結(jié)晶體大量析出的情況下，可能 影響水軟化模塊200的水軟化效率。由此，優(yōu)選去除在電極220及纖維體230中析出的結(jié) 晶體。 洗凈運(yùn)行模式是將水軟化模塊200內(nèi)的電極220及纖維體230中析出的結(jié)晶體溶 解并剝離，并將該溶解及剝離后的結(jié)晶體向排水箱62排出的工作模式，在本實(shí)施方式中， 每當(dāng)水軟化運(yùn)行模式的累積運(yùn)行時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間就執(zhí)行。例如，洗凈運(yùn)行模式在水軟化 運(yùn)行模式的累積運(yùn)行時(shí)間達(dá)到100小時(shí)時(shí)就執(zhí)行一次。 在洗凈運(yùn)行模式中，使電極220、222的極性與上述水軟化運(yùn)行模式中相反，并施 加電壓。S卩，電極220以及纖維體230成為陽(yáng)極(正電位)，下游側(cè)的電極222成為陰極(負(fù) 電極)。 在該情況下，通過(guò)電解反應(yīng)，電極220及纖維體230的表面部分地有酸性傾向，在 這些表面析出的結(jié)晶體以及支撐部件240上附著的結(jié)晶體的一部分或全部溶解成為陽(yáng)離 子。如果結(jié)晶體部分溶解，則易于從電極220以及纖維體230的附著面剝離，和流過(guò)排水管 312的電解水一起向排水箱62排出。 本實(shí)施方式涉及的空氣除菌裝置10由于通過(guò)具有以上說(shuō)明的水軟化模塊200，在 水軟化模塊200中抑制硬度成分去除效率的降低，因此能夠抑制除菌效率的降低。
(實(shí)施方式2) 圖8是表示在實(shí)施方式2的空氣除菌裝置中生成電解水并使其循環(huán)的主要部件的 結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9是表示實(shí)施方式2的水軟化模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施方式2的空
12氣除菌裝置10中，設(shè)置了排水口 292的位置和排水管312的方式與實(shí)施方式1不同。該不 同點(diǎn)以外，實(shí)施方式2的空氣除菌裝置10的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的空氣除菌裝置10的 結(jié)構(gòu)相同，對(duì)與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)適當(dāng)省略說(shuō)明。 如圖9所示，在實(shí)施方式2的空氣除菌裝置10中結(jié)合的水軟化模塊200上，排水 口 292不是設(shè)置在殼210的側(cè)面，而是設(shè)置在蓋部件214中，并與供水口 290相對(duì)。由此，水 軟化模塊200中的電解水的流動(dòng)是直線。對(duì)應(yīng)排水口 292的位置，如圖8所示，排水管312 與水軟化模塊200的排水口和三方閥314直線連接。 根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，除實(shí)施方式1的水軟化模塊200這樣將排水口 292設(shè)置在殼210 的側(cè)面所引起的效果以外，能夠得到與實(shí)施方式1的水軟化模塊200相同的效果。S卩，與實(shí) 施方式1相同，抑制第一纖維層232中產(chǎn)生流道壓力損失，能夠在比表面積大的第二纖維層 234中析出結(jié)晶體。此外，能夠?qū)⒖臻g274作為積蓄析出物的析出室而有效利用。
(實(shí)施方式3) 本實(shí)施方式中，利用通過(guò)將電解水的硬度成分作為水垢析出后去除從而進(jìn)行水軟 化的水軟化模塊2200，抑制水垢的產(chǎn)生。 圖10是表示水軟化模塊2200的結(jié)構(gòu)的示意圖。水軟化模塊2200具有在圓筒狀 的殼2210的兩端分別固定蓋部件2212、2214而構(gòu)成的殼體2216。水軟化模塊2200構(gòu)成為 在殼體2216中容納有一對(duì)電極2220 (第一電極)、2221 (第二電極)，具有離子捕獲功能 的導(dǎo)電性過(guò)濾介質(zhì)2230，絕緣性支撐部件2240，固定鏈2250、2252。 在蓋部件2212上設(shè)置供水口 2290，在該供水口 2290上設(shè)置用于連接第一分支管 2308(參照?qǐng)D4)的接合點(diǎn)2260(接頭)。另外，在本實(shí)施方式中，供水口 2290設(shè)置在蓋部 件2212的下方(垂直方向下部)。此外，在殼2210的側(cè)面設(shè)置排水口 2292，在該排水口 2292中設(shè)置用于連接排水管2312(參照?qǐng)D4)的接合點(diǎn)2262 (接頭)。S卩，電解水從設(shè)置在 一個(gè)蓋部件2211側(cè)的供水口 2290流入，從設(shè)置在殼2210的上方的排水口 2292排出，在殼 體2216內(nèi)部形成從供水口 2290至排水口 2292的流道。另外，殼體2216由絕緣性的樹(shù)脂 材料構(gòu)成。另外，蓋部件2212、2214能在殼2210中裝卸。 電極2220、2221是圓盤狀的電極，其外周與殼2210的內(nèi)周面相接觸。電極2220 被設(shè)置為在電解水流入側(cè)從蓋部件2212隔開(kāi)，在蓋部件2212和電極2220之間產(chǎn)生空間 2270。另一方面，電極2221設(shè)置為在電解水排出側(cè)從蓋部件2214隔開(kāi)，在蓋部件2214和 電極2221之間產(chǎn)生空間2272。此外，電極2221比接合點(diǎn)2262更位于蓋部件2214側(cè)，在電 極2220和電極2221之間形成水垢析出室2274，在其下方形成與水垢析出室2274連通的水 垢回收部2275。 電極2220、2221分別由網(wǎng)眼狀(網(wǎng)孔狀)的金屬或合金形成。例如，電極2220、 2221是直徑65mm、厚度lmm的格子狀電極(格子高5. 3薩，格子寬14. Omm)。由此，電極 2220、2221具有通水性，電解水能夠從接合點(diǎn)2260側(cè)向接合點(diǎn)2262側(cè)通過(guò)電極2220而流 動(dòng)，此外，電解水能夠通過(guò)電極2221往返空間2272和水垢析出室2274。另外，作為構(gòu)成電 極2220、2221的金屬，列舉Pt、Ti、Pt-Ir合金。更具體地，電極2220、2221是基底為Ti、薄 膜層為Pt-Ir合金而構(gòu)成的電極板。此外，為了確保通水性，電極2220、2221的開(kāi)口率可以 為例如71%。此外，在電極2220中，在蓋部件2212側(cè)連接供電用的金屬棒2224。金屬棒2224
13貫通蓋部件2212，并與設(shè)置在水軟化模塊2200的外部的直流電源2222的負(fù)極側(cè)連接。同 樣地，電極2221中，在蓋部件2214側(cè)連接供電用的金屬棒2226。金屬棒2226貫通蓋部件 2214，并與設(shè)置在水軟化模塊2200的外部的電源的正極側(cè)連接。 過(guò)濾介質(zhì)2230使用包含碳纖維、活性碳纖維、鉬纖維、鈦纖維、碳納米管(carbon nanotube)中任意一種、或2種以上的物質(zhì)。另外，過(guò)濾介質(zhì)2230不必是纖維狀，也可以是 活性碳這樣的多孔質(zhì)材料。在本實(shí)施方式中，過(guò)濾介質(zhì)2230是碳纖維，且是具有壓縮性的 氈(felt)狀的部件(厚度，例如為4mm)。這里，所謂壓縮性是指按壓時(shí)體積減少的性質(zhì)。
支撐部件2240與過(guò)濾介質(zhì)2230的下游側(cè)的面相接觸，支撐過(guò)濾介質(zhì)2230，并且促 進(jìn)在過(guò)濾介質(zhì)230中析出的水垢向水垢回收部2275落下。支撐部件2240是構(gòu)成為網(wǎng)孔狀 或格子狀的絕緣性部件，在支撐部件2240的開(kāi)口處，過(guò)濾介質(zhì)2230在水垢析出室2274中 露出。支撐部件2240例如由聚丙烯樹(shù)脂形成。支撐部件2240的開(kāi)口率例如為55%。由于 聚丙烯樹(shù)脂的支撐部件2240是表面光滑的材質(zhì)，因此通過(guò)與由于纖維狀而易于附著水垢 的碳纖維的過(guò)濾介質(zhì)2230相接觸，能夠促進(jìn)水垢的剝離。 固定鏈2250是鏈狀的部件，位于蓋部件2212和電極2220之間，其外周與殼2210 的內(nèi)周面相接觸。通過(guò)固定鏈2250來(lái)規(guī)定蓋部件2212和電極2220之間的距離，形成空間 2270，并且抑制電解水進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)2230和殼2210間，防止空間2270和水垢析出室2274 之間的短路。 固定鏈2252是鏈狀的部件，設(shè)置為在電極2221和蓋部件2214之間，其外周與殼 2210的內(nèi)周面相接觸。通過(guò)固定鏈2252規(guī)定電極2221和蓋部件2214之間的距離，形成空 間2272。 為了結(jié)合水軟化模塊2200，可以使蓋部件2212及蓋部件2214的直徑比殼2210 的直徑大，并可在蓋部件2212的周邊部分和蓋部件2214的周邊部分采用螺釘、螺栓、螺母 等結(jié)合部件來(lái)擰緊的結(jié)構(gòu)。在該情況下，也可以是沿著固定鏈2250、電極2220、過(guò)濾介質(zhì) 2230、支撐部件2240、固定鏈2252、電極2221 、固定鏈2254的殼2210的內(nèi)面的部分的厚度 之和比殼2210的殼長(zhǎng)更長(zhǎng)。由此，在蓋部件2212和蓋部件2214夾著的部分中，能夠擰緊固 定鏈2250、電極2220、過(guò)濾介質(zhì)2230、支撐部件2240、固定鏈2252、電極2221、固定鏈2254。 殼擰緊時(shí)的應(yīng)力例如為10. 6g/cm2。
下面，說(shuō)明水軟化模塊2200的水軟化的處理。 —旦對(duì)空氣除菌裝置10指示空氣除菌運(yùn)行的開(kāi)始，則控制部80啟動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)56 等，此外，啟動(dòng)循環(huán)泵108、水軟化模塊2200以及電解槽2300。然后，使電解水在包括氣液 接觸部件100的循環(huán)路徑中循環(huán)的空氣除菌運(yùn)行開(kāi)始。水軟化運(yùn)行模式中的流量以及流速 例如分別是600mL/min、18. Om/s。 在水軟化模塊2200中，根據(jù)控制部80的指令，直流電源2222在電極2220、2221 上施加直流電壓，電極2220被設(shè)定為陰極(負(fù)電位)，電極2221被設(shè)定為陽(yáng)極(正電位)。 與電極2220相接觸且電連接的過(guò)濾介質(zhì)2230是陰極(負(fù)電位)。 由此，在位于水軟化模塊2200中的電解水流動(dòng)的上游側(cè)且成為陰極的電極2220 以及過(guò)濾介質(zhì)2230中，水中的氫離子OT)和氫氧化物離子(OH—)如下式所示進(jìn)行反應(yīng)。
4H++4e—+ (40H—) — 2H2+(40H—) 另一方面，在位于下游側(cè)且成為陽(yáng)極的電極2221中，如下式所示電分解水。
2H20 — 4H++02+4e— 如上所述，在構(gòu)成陰極的電極2220以及過(guò)濾介質(zhì)2230中，生成氫氧化物離子 (OH—)。由于氫氧化物離子是非常強(qiáng)的堿，因此電極2220以及過(guò)濾介質(zhì)2230帶負(fù)電的表面 部分地呈現(xiàn)堿性。由此，電解水中的硬度成分(鈣離子、鎂離子)與氫氧化物離子(OH—)、碳 酸鹽離子(C032—)反應(yīng)，變成鹽。具體來(lái)說(shuō)，電解水中包含的鈣、鎂、鉀、及硅等的離子，成為 氫氧化鈣、碳酸鈣、以及氫氧化鎂等難溶性的鹽，從而析出。此外，在電解水中包含磷、硫磺、 鐵、銅、以及鋅等的離子的情況下，硫酸鈣、亞硫酸鈣、磷酸鈣、磷酸鋅、氫氧化鋅、堿性鋅、氯 化鐵、氫氧化鐵、以及氫氧化銅等也作為鹽析出。這些鈣、鎂、鉀、以及硅等的離子通過(guò)電結(jié) 晶作用，在電極2220以及過(guò)濾介質(zhì)2230上作為水垢析出。 由此，通過(guò)硬度成分成為水垢而析出，循環(huán)的電解水中含有的硬度成分的濃度降 低，電解水被水軟化。 在電極2220以及過(guò)濾介質(zhì)2230中析出水垢，隨著經(jīng)過(guò)運(yùn)行時(shí)間，水垢變得肥大。
從供水口 2290進(jìn)入的電解水(被處理水)由排水口排出，并且在通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)2230時(shí)，促
進(jìn)過(guò)濾介質(zhì)2230的表面析出的水垢的落下，并由水垢回收部2275回收。 另外，本實(shí)施方式中，通過(guò)由支撐部件2240來(lái)使過(guò)濾介質(zhì)2230的下游側(cè)的面保持
平坦，從而抑制過(guò)濾介質(zhì)2230的下游側(cè)的面受到的電場(chǎng)強(qiáng)度在面內(nèi)產(chǎn)生散亂。由此，由于
電結(jié)晶作用在過(guò)濾介質(zhì)2230的下游側(cè)的面內(nèi)均勻地產(chǎn)生，因此抑制在過(guò)濾介質(zhì)2230的表
面上部分地析出水垢而妨礙電解水的流動(dòng)，提高水垢的捕獲能力。 此外，由于通過(guò)使絕緣性的支撐部件2240成為網(wǎng)孔狀，從而在支撐部件2240的開(kāi) 口部分電場(chǎng)集中，因此在支撐部件2240的開(kāi)口部分的過(guò)濾介質(zhì)2230的表面能夠有效析出 水垢。 特別地，在本實(shí)施方式中，供水口 2290設(shè)置在蓋部件2212的下方，排水口 2292設(shè) 置在殼2210的上方，因此如圖10所示，電解水的流動(dòng)從下方向上方流動(dòng)。由于這樣的水流 促進(jìn)在過(guò)濾介質(zhì)2230的表面析出的水垢的剝離，因此能夠由水垢回收部2275有效回收由 過(guò)濾介質(zhì)2230捕獲的水垢。此外，通過(guò)使電解水的流動(dòng)從下方向上方，從而易于將和電解 水一起流動(dòng)的氣體(02等)向殼2210的外部排出。 如圖10所示，在水垢回收部2275具備連接于排水箱62的排水箱2276的情況下， 運(yùn)行開(kāi)始后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間，控制部80打開(kāi)排水閥2276，由水垢回收部2275回收的水垢就 向排水箱62排出。 此外，如圖11所示，水垢回收部2275是單獨(dú)的部件，與水垢析出室2274的連接部 在頂部設(shè)置螺帽(screw c即)，是通過(guò)向螺旋方向旋轉(zhuǎn)而安裝的可裝卸的結(jié)構(gòu)，在這樣的情 況下，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間，用戶能夠取下水垢回收部2275，廢棄被回收的水垢。
表示水的硬度的一般指標(biāo)例如由上述式(1)計(jì)算。 這里，硬度、鈣量以及鎂量的單位是(mg/l)，在上述式(1)中求出的硬度是將每1 公升水中含有的鈣和鎂的量(mg)換算為碳酸鈣的量(mg)而得到的。如果在上述式(1)中 求出的硬度超過(guò)300 400 (mg/1)則易于析出鈣和鎂，但是通過(guò)采用實(shí)施方式3的水軟化 模塊2200，能夠使電解水的硬度降低至例如200 (mg/1)以下，能夠抑制水垢的析出。
本發(fā)明不限定為上述各實(shí)施方式，可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)添加各種設(shè)計(jì) 變更等變形，添加了這樣的變形的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如，在上述水軟化模塊200中，纖維體230是2層結(jié)構(gòu)，但是也可以具有3層以 上的碳纖維層。該情況下，優(yōu)選成為下游側(cè)的碳纖維層，且比表面積變大。
權(quán)利要求
一種水處理裝置，具有將從供水口進(jìn)入的水從排水口排出的水的流道，其特征在于，包括設(shè)置在所述流道的所述供水口側(cè)，并具有通水性的板狀的第一電極；設(shè)置在所述流道的所述排水口側(cè)的板狀的第二電極；以及纖維體，設(shè)置為與所述第一電極的靠所述排水口一側(cè)的面相接觸，并且具有與所述第一電極的外周面積大致相等的投影面積，并由導(dǎo)電性的纖維構(gòu)成，所述纖維體具有設(shè)置在所述第一電極側(cè)的第一碳纖維層；以及設(shè)置在所述第一碳纖維層的靠所述第二電極一側(cè)，且比表面積比所述第一碳纖維層大的第二碳纖維層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水處理裝置，其特征在于， 在所述纖維體和所述第二電極之間設(shè)有空間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水處理裝置，其特征在于，還包括與所述纖維體的靠所述空間一側(cè)的面相接觸，并由網(wǎng)孔狀的絕緣材料構(gòu)成的支 撐部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水處理裝置，其特征在于， 所述排水口設(shè)置成與所述纖維體和所述第二電極之間的所述空間相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水處理裝置，其特征在于， 所述第一碳纖維層的透水性比所述第二碳纖維層的透水性高。
6. —種水處理裝置，對(duì)包含成為水垢的硬度成分的被處理水進(jìn)行處理，其特征在于， 包括將從供水口進(jìn)入的水從排水口排出的流道； 設(shè)置在該流道的所述供水口側(cè)，并具有通水性的板狀的第一電極； 該第一電極的下游側(cè)間隔開(kāi)設(shè)置，并具有通水性的板狀的第二電極； 在該第一電極和第二電極之間施加電壓的直流電源； 與該第一電極的下游側(cè)的面相接觸而設(shè)置的導(dǎo)電性的過(guò)濾介質(zhì)；在該過(guò)濾介質(zhì)和第二電極之間，所述硬度成分作為水垢在過(guò)濾介質(zhì)的表面析出的水垢 析出室；以及位于該水垢析出室的下方，并且與水垢析出室相連通的水垢回收部， 在從所述供水口進(jìn)入的被處理水從所述排水口排出并且通過(guò)所述過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，促進(jìn)形 成在該過(guò)濾介質(zhì)的表面的水垢的落下，從而在所述水垢回收部回收水垢。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理裝置，其特征在于，所述水垢回收部具備排水閥，打開(kāi)該排水閥使由水垢回收部回收的水垢排出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理裝置，其特征在于， 所述水垢回收部能裝卸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理裝置，其特征在于，還具備支撐部件，該支撐部件與所述過(guò)濾介質(zhì)的靠水垢析出室一側(cè)的面相接觸，并由 網(wǎng)孔上的絕緣部件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水處理裝置，抑制去除水中含有的硬度成分的水處理裝置的流道壓力損失的降低。水軟化模塊(200)具有分別將蓋部件(212、214)固定在圓筒狀的殼(210)的兩端而構(gòu)成的殼體(216)。在殼體(216)的內(nèi)部設(shè)置一對(duì)電極(220、222)。設(shè)置纖維體(230)與電極(220)的下游側(cè)的面相接觸。纖維體(230)具備由具有導(dǎo)電性的第一纖維層(232)以及第二纖維層(234)構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。設(shè)置第一纖維層(232)與第二纖維層(234)的上游側(cè)相接觸，并且設(shè)置第一纖維層(232)與電極(220)的下游側(cè)的面相接觸。第一纖維層(232)與第二纖維層(234)相比，比表面積小。
文檔編號(hào)C02F5/00GK101712512SQ20091017879
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者樂(lè)間毅, 井關(guān)正博, 小川由衣, 小林弘幸, 山本哲也, 梅澤浩之 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社