电去离子过滤器的制作方法

本发明涉及一种电去离子过滤器，更具体地，涉及一种被构造成利用电力吸附和去除原水中所含的离子物质的电去离子过滤器。

背景技术：

近来，已经积极进行了利用电引力去除原水中所含的离子物质等的电去离子过滤器的研究。

例如，本申请人提交的韩国专利申请第2015-0168858号提出了一种技术，该技术涉及使用包括阳离子交换膜和阴离子交换膜的双极离子交换膜以及使用这种离子交换膜进行去离子操作的电去离子过滤器。

由于仅对离子交换膜进行了简单的研究并且没有充分考虑电极的寿命这一事实，然而，常规的电去离子过滤器具有电极寿命短的问题。

现有技术

韩国公开专利申请第2017-0062986号。

技术实现要素：

技术问题

本公开旨在解决上述传统技术问题的至少一部分，并提供一种能够增加电极寿命的电去离子过滤器。

作为一个方面，本公开将提供一种其中易于组装电极的电去离子过滤器。

技术方案

根据本公开的一方面，一种电去离子过滤器，包括：壳体，其配备有进水口和出水口；以螺旋形式安装在壳体内的第一电极；以螺旋形式安装在壳体内并与第一电极间隔开的第二电极；离子交换模块，其安装在第一电极和第二电极之间，并且被构造成吸收或分离通过向其施加电而引入的水中的离子物质，其中第一电极和第二电极中的至少一个具有这样的结构，其中设置有相比于外围区域更致密的中央区域。

第一电极和第二电极可以具有这样的结构，其中，与第一电极和第二电极的外围区域相比，第一电极和第二电极的中央区域更致密。

电去离子过滤器还可包括芯构件，该芯构件安装在离子交换模块的内部并形成有出口，通过该出口在离子交换模块中使去离子水净化，其中第一电极围绕芯构件的外表面螺旋卷绕。

可以通过形成在芯构件中的固定槽将第一电极引入离子交换模块中，并且第一电极的中央区域可以对应于在固定槽和芯构件的上端之间的三个等分部分的中央部分，第一电极的外围区域可以对应于中央区域上方和下方的区域。

根据示例性实施方式的电去离子过滤器可以进一步包括安装在离子交换模块外部并设置有开口的支撑构件，并且第二电极可以围绕支撑构件的外表面螺旋卷绕。

可以通过形成在壳体的底表面中的第二电极安装孔将第二电极引入到壳体中，并且第二电极的中央区域可以对应于在第二电极安装孔和支撑构件的上端之间的三个等分部分的中央部分，第二电极的外围区域可以对应于中央区域上方和下方的区域。

第一电极和第二电极的外围区域的平均电极间距可以是中央区域的平均电极间距的两倍至十倍。

第一电极的中央区域的平均电极间距可以是2mm至10mm，第二电极的中央区域的平均电极间距可以是1cm至3cm。

与第二电极的中央区域相比，第一电极的中央区域可以具有更致密的结构。

芯构件可包括形成在其外周表面上的装配凹部，以固定第一电极的位置。

离子交换模块可以包括双极性离子交换膜，该双极性离子交换膜通过将具有阳离子交换树脂的阳离子交换膜和具有阴离子交换树脂的阴离子交换膜联接而形成。

壳体可以包括：壳体主体，其中上部和下部暴露；上部盖，其覆盖壳体主体的上部；下部盖，其覆盖壳体主体的下部，其中下部盖可以包括第一电极安装部分和第二电极安装部分，第一电极和第二电极通过第一电极安装部分和第二电极安装部分被引入到壳体中；以及进水口和出水口。

作为另一方面，一种电去离子过滤器，包括：壳体，该壳体配备有进水口和出水口；以螺旋形式安装在壳体内的第一电极；以螺旋形式安装在壳体内并与第一电极间隔开的第二电极；离子交换模块，其安装在第一电极和第二电极之间，并且构造成吸收或分离通过施加于其上的电而引入的水中的离子物质，其中第一电极和第二电极中的至少一个具有这样的结构，其中可设置一个区域壁另一区域更致密。

另外，以上技术方案不是本公开的全部特征。参考下面的特定示例实施例，将充分理解根据其的各种特征、优点和效果。

有利效果

根据示例实施例，可以增加电去离子过滤器的电极的寿命。

此外，根据示例实施例，电极和相关部件容易组装。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施方式的电去离子过滤器的俯视立体图。

图2是图1的电去离子过滤器的仰视透视图。

图3是图1的电去离子过滤器的分解透视顶视图。

图4是图3的电去离子过滤器的分解透视底视图。

图5是图1的电去离子过滤器的纵向截面图。

图6至图8是示出根据示例性实施方式的电去离子过滤器的第一电极和第二电极的布置结构的简化示意图。

图9是示出根据示例实施例的设置在电去离子过滤器中的芯构件的图；(a)是其透视俯视图，(b)是其透视仰视图。

图10是根据示例实施例的设置在电去离子过滤器中的支撑构件的透视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述优选示例性实施例。然而，可以在各种实施例中修改示例实施例，并且不应将其解释为限制本公开的范围。此外，提供示例实施例以帮助本领域的普通技术人员完全理解本公开。为了更清楚地说明，附图中的部件的形状和尺寸可能被放大。

另外，在所有附图中，相同的附图标记可用于具有相似功能和功能的部分。

在下文中，将参考附图描述示例实施例。

如图1至图5所示，根据示例性实施方式的电去离子过滤器可以被配置为包括壳体110、离子交换模块120、第一电极130和第二电极140，并且还可以包括芯构件150和用于安装第一电极130和第二电极1140的支撑构件160。

壳体110设置有进水口115和出水口116，通过该进水口引入原水，通过该出水口116排出去离子的纯净水。此外，壳体110设置有用于安装第一电极130和第二电极140的第一电极安装部分117和第二电极安装部分118。

为了便于组装下面描述的离子交换模块120等，壳体110可以设置有：壳体主体110，壳体主体110的上部和下部暴露；覆盖壳体主体111的上部的上部盖113；和覆盖壳体主体111的下部的下部盖112。

进水口115和出水口116以及第一电极安装部分117和第二电极安装部分118可以设置在下部盖112中。这有利于容易地将管子等连接到进水口115和出水口116，以及容易地将安装在第一电极安装部分117和第二电极安装部分118中的第一电极130和第二电极140连接到电源部分(未示出)。

如前所述，通过允许将连接到壳体110的外部的各个部件组装在下部盖112中，可以改善组装特性。

离子交换模块120被配置为包括离子交换部121。离子交换部121可以被构造为包括联接在一起的阳离子交换膜121a和阴离子交换膜121b，或者还包括形成在阳离子交换膜121a和阴离子交换膜121b之间的水分解催化剂层。

例如，如图5所示，离子交换模部分121可以包括双极性离子交换膜，该双极性离子交换膜通过通过联接具有阳离子交换树脂的阳离子交换膜121a和具有阴离子交换树脂的阴离子交换膜121b而形成。替代地，离子交换部121可以形成有间隙121c，该间隙121c允许水通过隔离物等通过，使得引入到壳体110中的水在沿从壳体110的内部空间的外侧朝向中心的方向移动的同时可以被离子交换部121去离子。

这种离子交换部121可以通过使用力将离子物质吸附在原水中来净化水，并且可以通过施加反向电压而再生。

设置在根据示例实施例的电去离子过滤器100中的离子交换部121可以以各种形式实施，只要其可以执行电去离子作用即可，并且不限于先前描述的双极离子交换膜结构。

同时，离子交换模块120可设置有下盖件122和上盖件123，下盖件122和上盖件123被配置为分别密封离子交换部121的下部和下部，以形成从外侧到中心的油路。此外，可以在下盖件122的中心中形成通孔122a，芯构件150可以插入该通孔122a中，从而形成排油路径。

第一电极130可以以螺旋形式安装在壳体110内部，并且第二电极140可以以螺旋形式安装在壳体130内部并且与第一电极130间隔开。

例如，如图3至图5所示，第一电极130可以安装在壳体110的内部空间的中央部分中，而第二电极140可以安装在壳体110的内部空间的外部部分中。

这样的第一电极130和第二电极140通过电源部分(未示出)电连接，并因此向安装于其之间的离子交换部121施加电，从而将所引入的水中的离子物质吸附到离子交换部121上或从离子交换部121分离。

第一电极130和第二电极140可以是通过电镀、化学沉积、喷涂、刷涂等涂覆的线状。钛用作丝线基材，其厚度为0.5mm至3mm。作为涂料，可以使用选自铂、钌、铱、锡、钴中的一种或两种以上的金属。涂层的厚度可以是0.3μm至500μm。

同时，根据示例实施例的电去离子过滤器100安装在离子交换模块的内部，并且可以进一步包括芯构件150，在该芯构件150中具有出口，在离子交换部121中去离子的净化水通过该出口排放。

第一电极130可以以螺旋形式形成在芯构件150的外表面上。

如图9中具体示出的，第一电极130可以在芯构件150的外周表面上形成有装配凹部153，使得第一电极130可以以预定布置绕芯构件150卷绕。这样的装配凹部153使第一电极130易于与预定布置相对应地安装。

具体地，芯构件150可以设置有从芯主体151的外表面向外突出的、具有中空结构并且关于周向方向间隔开相等距离的突起152。在突起152中，装配凹部153可以被行为为对应于第一电极130的卷绕结构。此外，可以在芯体151的上端中形成第一电极130的一端穿过以被装配的装配孔152a。

台阶154可以形成在芯构件150的下部中，使得下盖件122和下部盖112可以联接。在台阶154中，可以形成固定槽155，使得可以将第一电极130引入离子交换模块120中。

因此，第一电极130通过形成在壳体150的下部盖112中的固定槽155、第一电极安装孔117a和第一电极安装部分117被引入到离子交换模块120中。第一电极130可被装配到形成在芯构件150中的装配凹部153中，以便以预定布置围绕芯构件150卷绕，而第一电极130的端部可穿过装配孔152a以被固定。

替代地，根据示例实施例的电去离子过滤器100还可包括安装在离子交换模块120外部并设置有开口162的支撑构件160。基于图10，支撑构件160具有这样的结构，其中开口162形成在具有格子形状的支撑主体161中。

第二电极140可以围绕支撑构件160的外表面螺旋地卷绕。即，第二电极140通过形成在壳体110的下部盖112中的第二电极安装孔118a和第二电极安装部118被引入到壳体110中，并且可以具有以螺旋形式围绕支撑构件160的外侧卷绕的结构。

如图3至图5所示，在组装壳体110、芯构件150和离子交换模块120时，可以使用几个密封构件or来防止泄漏。另外，可以在芯构件150中形成用于安装密封构件or的槽部分157。

同时，基于图4、5、9和10，通过形成在壳体110的下部盖112中的进水口115引入到壳体中的水穿过支撑构件162的开口162而被引入到离子交换模块120中。在向第一电极130和第二电极140施加电力时引入的水中包含的离子物质被吸附到离子交换模块120的离子交换部121，并且通过离子交换部121净化的水可以通过形成在芯构件150内部的出口156a和内部空间156而被排放到出水口116。

基于图3至图9，将描述第一电极130和第二电极140的安装结构。

对于常规的电去离子过滤器，已经提出了这样的结构，其中第一电极和第二电极在一侧和另一侧以一定距离彼此面对，并且其中第一电极和第二电极安装在壳体的外侧和中央部分中。

然而，仅提出了一种用于常规去离子过滤器的布置，其中两个电极设置为彼此面对，而不考虑电极的寿命。在这方面，尚未考虑电极的寿命。

根据本发明人进行的实验，证实了基于壳体的纵向方向(高度方向)，中央区域中的电极消耗较大。

鉴于以上内容，本公开，第一电极130和第二电极140中的至少一个可以具有中央区域c和c'，其具有与外围区域p1、p1'、p2和p2'相比的更致密的结构。也就是说，由于中央区域c和c'中电极的致密结构，即使当中央区域c和c’中的电极消耗很大时，也可以增加中央区域c和c'的总体寿命。

如图3、4、6和8所示，所有第一电极130和第二电极140可以具有中央区域c和c'，其具有与外围区域p1、p1'、p2和p2'相比的更致密的结构。即，考虑到电极消耗，某些区域与其他区域相比可以具有更致密的结构。

具体地，如图6至图8所示，第一电极130的中央区域c对应于固定槽155与芯构件150的上端之间的三个等分部分中的中央部分，并且第一电极130的外围区域p1和p2对应于中央区域c上方和下方的区域。

此外，如上所述，第二电极140通过形成在壳体110的底表面上的第二电极安装孔118a引入壳体110中。第二电极140的中央区域c'可以对应于在第二电极安装孔118a和支撑构件160的上端之间的三个等分部分的中央部分，第二电极140的外围区域p1'和p2'可以对应于中央区域c'上方和下方的区域。

第一电极130和第二电极140的外围区域p1、p1'、p2和p2'的平均电极间距可以是中央区域c和c'的平均电极间距的两倍至十倍。当电极间距的倍数小于2时，中央区域c和c'中的电极消耗高，从而使总寿命降低，而当倍数超过10时，布置在外围区域p1、p1'、p2和p2'中的电极量微不足道，使得减少了外围区域p1、p1'、p2和p2'中的去离子作用。

同时，外围区域p1、p1'、p2和p2'以及中央区域c和c’中的电极间距可以具有变化的结构。在电极间距变化的情况下，可以通过将安装在外围区域p1、p1'、p2和p2'以及中央区域c和c'中的电极的缠绕数除以每个区域的高度来计算平均电极间距。由于外围区域p1、p1'、p2和p2'以及中央区域c和c'的高度均等地分成三部分，因此可以基于每个区域的缠绕数的比较来获得每个区域的平均电极间距。

在图6所示的示例性实施例的情况下，第一电极130的中央区域c的卷绕数为约7，并且除端部以外的外围区域p1和p2的卷绕数为约1.5。在图7所示的示例实施例的情况下，第一电极130的中央区域c的卷绕数为大约7，并且除端部之外的外围区域p1和p2的卷绕数为大约2.5。在图8所示的示例实施例的情况下，第一电极130的中央区域c的卷绕数约为7，并且除端部之外的外围区域p1和p2的卷绕数约为3。

在图6至图8所示的示例性实施例的情况下，第二电极140的中央区域c'的卷绕数约为3，而外围区域p1'和p2'的卷绕数类似地约为1至1.5。但是，卷绕的形状有些不同。

同时，与第二电极140的中央区域c’相比，第一电极130的中央区域c可以具有更致密的结构。

即，由于第一电极130位于壳体内部的中央区域中并且因此具有较小的直径，而第二电极140位于壳体内部的外侧并且因此具有较大的直径，优选地，第一电极130的中央区域c的电极间距小于第二电极140的中央区域c'的电极间距。

例如，第一电极130的中央区域c的平均电极间距可以是2mm至10mm，第二电极140的中央区域c'的平均电极间距可以是1cm至3cm。

同时，与上述相反，可以基于第一电极130和第二电极140与水接触的高度来确定中央区域c和c'以及外围区域p1、p1'、p2和p2'。

即，第一电极130的中央区域c可以被设置为与第一电极130与水接触的整个高度的三个等分部分中的中央部分c相对应，可以将第一电极130的外围区域p1和p2设置为对应于中央区域c上方和下方的区域。另外，第二电极140的中央区域c'可以被设置为与第二电极140与水接触的整个高度的三个等分部分中的中央部分c'相对应，并且第二电极140的外围外围区域p1'和p2'可以设置为对应于中央区域c'上方和下方的区域。

在这种情况下，壳体110的水位大致对应于芯构件150的上端，并且第一电极130与水接触的下部对应于在台阶154中形成的固定槽155，并且因此，可以与图6至图8所示的第一电极130的中央区域c以及外围区域p1和p2几乎类似地设置。

另外，第二电极140与水接触的下部对应于第二电极安装孔118a，第二电极140与水接触的下部对应于支撑构件160的上端，并且因此，可以与图6至图8所示的第二电极140的中央区域c'和外围区域p1'和p2'几乎类似地设置。

尽管已经在上面示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以进行修改和变型。

附图标记列表

100：电去离子过滤器

110：壳体

111：壳体主体

112：上部盖

113：下部盖

115：进水口

116：出水口

117：第一电极安装部分

117a：第一电极安装孔

118：第二电极安装部分

118a：第二电极安装孔

120：离子交换模块

121：离子交换部

121a：阳离子交换膜

121b：阴离子交换膜

121c：间隙

122：下盖件

122a：通孔

123：上盖件

130：第一电极

140：第二电极

150：芯构件

151：芯主体

152：突起

153：装配凹部

154：台阶

155：固定槽

156：内部空间

156a：出口

160：支撑构件

161：支撑主体

162：开口

c，c'：中央区域

p1，p1'，p2，p2'：外围区域

or：密封构件。