專利名稱：利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水加熱容器的水垢清除技術(shù)，特別涉及一種利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法。
水的加熱容器例如開水鍋爐、開水器、水壺使用一段時(shí)間后，容器壁就有水垢沉積附著，每毫米厚的水垢，其導(dǎo)熱能力相當(dāng)于40毫米厚的鋼板。鍋爐等熱水器產(chǎn)生水垢，不但降低熱效率，嚴(yán)重的會造成鍋爐等熱水器的損壞，所以，水垢應(yīng)及時(shí)清除?，F(xiàn)有的水垢清除技術(shù)主要采用化學(xué)方法，一般使用氯化氫，硫酸等腐蝕性酸或其它藥劑，不但腐蝕鍋爐等金屬加熱裝置，也腐蝕下水管道，并造成環(huán)境污染，在飲用水鍋爐中，使用化學(xué)除垢方法后，為消除酸及生成物對人體的危害，必須使用大量的清水進(jìn)行沖洗?；瘜W(xué)方法除垢是將水垢全部溶解，消耗藥劑多。此外，化學(xué)除垢其藥劑腐蝕熱水器、下水管道污染熱水器，污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的是提供一種利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法，將電場擊穿電場中電介質(zhì)的原理用于清除水垢，不用任何藥劑，藉以實(shí)現(xiàn)清除水垢效果好，不污染環(huán)境，且設(shè)備簡單，用電量少。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法，其工作原理及步驟包括a.在內(nèi)壁附著有水垢的加熱容器中放置導(dǎo)電液體；b.在加熱容器壁和導(dǎo)電液體之間設(shè)置電場，以容器壁為一極，以導(dǎo)電液體為另一極，以水垢為電介質(zhì)，該電場對浸泡于導(dǎo)電液體中的水垢與金屬容器壁的結(jié)合層進(jìn)行電場擊穿；c.撤去電場，除去導(dǎo)電液體后，在加熱容器內(nèi)加水煮沸一定時(shí)間。
所述方法的具體步驟是
①將附著有水垢的金屬材質(zhì)的加熱容器壁連接一電極，在該加熱容器內(nèi)置放導(dǎo)電液體，在該導(dǎo)電液體內(nèi)放置一導(dǎo)電板，該導(dǎo)電板與金屬容器及水垢不接觸，該導(dǎo)電板連接異性電極；②對金屬容器及導(dǎo)電液體二異性電極通電，形成電場，其電壓在35～300V之間，加壓時(shí)間約1-2小時(shí)；③將加熱容器內(nèi)的導(dǎo)電液體放出，換置新水，從容器受熱面外對容器加熱至水沸騰，并保持沸騰狀態(tài)約3-5分鐘；④放出沸騰過的水，清除水垢碎塊。
在較佳實(shí)施方案中，所述放置于加熱容器中的導(dǎo)電液體為自來水。
所述對兩個(gè)異性電極施加電壓的電源可以使用交流電，也可以使用直流電。
本發(fā)明的利用電場擊穿電場中電介質(zhì)的原理及方法清除水垢的方法有以下優(yōu)點(diǎn)1.除垢效果好，受熱面積上的硬質(zhì)均勻的水垢(試驗(yàn)條件0.2-5mm)脫落率在90％以上，受熱面殘留的部分水垢和非受熱面(在導(dǎo)電液體中的面積)的硬質(zhì)均勻的水垢會在使用中逐步脫落。
2.除垢時(shí)間短，方法簡單。
3.無酸污染產(chǎn)生，不需要大量的清水沖洗，不污染環(huán)境。
4.可以采用較低電壓，為了不使電流過小，可以增加導(dǎo)電板與水的接觸面積。
5.電場除垢技術(shù)不是將水垢溶解，只是將水垢與金屬的結(jié)合面擊穿，耗電少。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1示直流電場除垢裝置。
圖2示交流電場除垢裝置。
圖3示金屬容器與水垢結(jié)合層的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的電場水垢清除技術(shù)，主要采用電場擊穿電場中介質(zhì)的原理。更具體說是利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間形成的電場擊穿水中電介質(zhì)的原理。以自來水作為作為金屬結(jié)垢容器中的導(dǎo)電液體。在水和金屬容器之間加一定的電壓，金屬是良導(dǎo)體，電壓降可以不計(jì)，電壓降主要在水和水垢層上，干燥的水垢不導(dǎo)電，水中的水垢有一定的導(dǎo)電性，其電阻率比水大，在串聯(lián)電路中，電流相等，電壓降等于U＝IR，就是哪一部位的電阻越大，電阻兩端的電位差就越大。在水中水垢作為電介質(zhì)抗電場擊穿能力下降。
水垢的生成是個(gè)較長的過程，加上受熱等因素，越靠近金屬，水垢的硬度越高，質(zhì)地越密，透水性越小，導(dǎo)電性能越差，尤其在與金屬的結(jié)合面上，水垢與金屬的氧化膜形成一層較質(zhì)密的膜見圖3，圖3示金屬容器局部一角，在金屬容器壁1的內(nèi)壁上附著有水垢層2，水垢層與金屬壁的結(jié)合層為質(zhì)地細(xì)密的膜21，水垢靠近內(nèi)腔的部分22為質(zhì)地疏松，多孔眼的結(jié)構(gòu)，所述膜層21的電阻較大，產(chǎn)生的電壓降也大，當(dāng)電壓降達(dá)到一定值，在水分子的作用下，電場將擊穿這層膜，這層膜溶解，并伴有電化學(xué)反應(yīng)。水垢與金屬的結(jié)合面分離。(如果金屬的氧化膜不導(dǎo)電，電場也將其擊穿)保持電壓不變，電場將進(jìn)一步擊穿靠近金屬一面質(zhì)地較密的水垢，由于擊穿的作用，電路中的電流逐漸增大。去掉電壓，放掉容器內(nèi)作為導(dǎo)電液體的水，加入新的自來水，加熱沸騰3-5分鐘，沸騰可使水垢結(jié)合層膨脹，進(jìn)一步加快水垢自動脫落。
在電場除垢方法中使用交、直流電源均可。兩種電流清除水垢各有特點(diǎn)。
1.直流電場除水垢裝置見圖1，在金屬加熱容器1中結(jié)有水垢層2，將水垢層浸泡于導(dǎo)電液體例如自來水中，在導(dǎo)電液體中懸掛一導(dǎo)電板4，該導(dǎo)電板4和金屬容器壁1分別連接于整流濾波器5的正負(fù)一極，該整流濾波器5與調(diào)壓器6連接，該調(diào)壓器連接220V電源。首先在熱水容器中加入一定量的水，水的高度應(yīng)低于水垢形成容積的高度，以防止金屬與水大面積導(dǎo)電，造成漏電，對除垢不利。①直流電的負(fù)極接在結(jié)垢的金屬上，正極放入水中，并不與水垢和金屬接觸。通電后(50-300V)電流表中有電流流過，在水垢較薄或水垢有缺陷的地方，有大量的氣泡從水垢下面產(chǎn)生。在其它條件不變的情況下，電壓越高，電流就越大，產(chǎn)生的氣泡就越多。經(jīng)過通電1-2小時(shí)后水垢與金屬的結(jié)合面絕大部分發(fā)生分離，有些部位的水垢在內(nèi)應(yīng)力的作用下已產(chǎn)生裂紋。去掉電壓，更換新水，對水加熱沸騰。由于水垢與金屬之間已產(chǎn)生間隙，這間隙中充滿了水，這部分水由于數(shù)量少，受熱面積大，產(chǎn)生劇烈的沸騰，在這部分水沸騰動力的作用下，水垢將發(fā)生膨脹破碎，并從金屬上脫落。以直流電源的負(fù)極接金屬容器，金屬容器上的電位為零，使用安全。②若以直流電源的正極接在結(jié)垢的金屬容器上，以負(fù)極接水，與①相比除垢速度快，因?yàn)?。它在電場擊穿后伴隨著陽極氧化金屬容器。金屬外殼接直流電源的正極，外殼帶電有一定的危險(xiǎn)性。
2.交流電場除水垢裝置見圖2，該裝置與圖1基本相同，實(shí)驗(yàn)條件不變，把直流電源改為交流電源，電壓50-220V，一極與結(jié)垢的金屬容器相連，一極與水相接，除垢效果與直流電相似。方法、設(shè)備更簡單，缺點(diǎn)是無法控制極性，金屬外殼帶電，有一定的危險(xiǎn)性。
本發(fā)明實(shí)施例一，鋁金屬水容器，容積呈圓柱形直徑200mm，受熱面的水垢厚度為5mm，加100V交流電壓，電流0.5-0.7A，1.5小時(shí)后，去掉電壓換成清水，放在火上加熱，沸騰3-5分鐘后，受熱面的硬質(zhì)水垢整體脫落，導(dǎo)電液體及兩極無明顯鋁化合物生成。
實(shí)施例二、圓柱形鋁水容器，直徑200mm，受熱面水垢厚度3mm，加100V直流電壓，以正極接水，以負(fù)極接容器。1.5小時(shí)后，換水，加熱沸騰3-5分鐘，受熱面硬質(zhì)水垢脫落率達(dá)90％以上，無明顯的鋁的化合物生成。
實(shí)施例三、圓柱形鋁水容器，直徑200mm，受熱面積水垢厚度為3mm，加75V直流電壓，以正極接金屬容器，負(fù)極接水，1小時(shí)后，換水加熱沸騰3-5分鐘后，受熱面硬質(zhì)水垢脫落率達(dá)90％，有鋁的化合物生成。
實(shí)施例四、圓柱形鑄鐵水容器，直徑200mm，受熱面水垢厚度2mm，加120V直流電壓，正極接水，負(fù)極接金屬容器，1.5小時(shí)后，換水，加熱沸騰3-5分鐘，受熱面的硬質(zhì)水垢脫落率達(dá)90％以上，鑄鐵水容器表面仍保持黑色的氧化膜。
權(quán)利要求
1.一種利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法，其特征在于其工作原理及步驟包括a.在內(nèi)壁附著有水垢的加熱容器中放置導(dǎo)電液體；b.在加熱容器壁和導(dǎo)電液體之間設(shè)置電場，以容器壁為一極，以導(dǎo)電液體為另一極，以水垢為電介質(zhì)，該電場對浸泡于導(dǎo)電液體中的水垢與金屬容器壁的結(jié)合層進(jìn)行電場擊穿；c.撤去電場，除去導(dǎo)電液體后，在加熱容器內(nèi)加水煮沸一定時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的電場清除水垢的方法，其特征在于所述方法的具體步驟是①將附著有水垢的金屬材質(zhì)的加熱容器壁連接一電極，在該加熱容器內(nèi)置放導(dǎo)電液體，在該導(dǎo)電液體內(nèi)放置一導(dǎo)電板，該導(dǎo)電板與金屬容器及水垢不接觸，該導(dǎo)電板連接異性電極；②對金屬容器及導(dǎo)電液體二異性電極通電，形成電場，其電壓在35～300V之間，加壓時(shí)間約1-2小時(shí)；③將加熱容器內(nèi)的導(dǎo)電液體放出，換置新水，從容器受熱面外對容器加熱至水沸騰，并保持沸騰狀態(tài)約3-5分鐘；④放出沸騰過的水，清除水垢碎塊。
3.如權(quán)利要求1所述的電場清除水垢的方法，其特征在于在較佳實(shí)施方案中，所述放置于加熱容器中的導(dǎo)電液體為自來水。
4.如權(quán)利要求1所述的電場清除水垢的方法，其特征在于所述對兩個(gè)異性電極施加電壓的電源可以使用交流電，也可以使用直流電。
全文摘要
一種利用導(dǎo)電液體與金屬容器之間的電場清除水垢的方法，其工作原理及步驟包括在內(nèi)壁附著有水垢的加熱容器中放置導(dǎo)電液體；在加熱容器壁和導(dǎo)電液體之間設(shè)置電場，以容器壁為一極，以導(dǎo)電液體為另一極，以水垢為電介質(zhì)，該電場對浸泡于導(dǎo)電液體中的水垢與金屬容器壁的結(jié)合層進(jìn)行電場擊穿；撤去電場，除去導(dǎo)電液體后，在加熱容器內(nèi)加水煮沸一定時(shí)間。本發(fā)明具有清除水垢效果好，不污染環(huán)境，除垢設(shè)備簡單，使用方便，耗電量少等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F1/48GK1139076SQ9610529
公開日1997年1月1日 申請日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者張來順 申請人:張來順