CN101518748A - 去离子装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容去离子装置及其制造方法，其中，均匀地保持室的电极之间的间隔距离，并使室中的流动最佳化，以提高去离子装置的效率，并减小碳材料和集流体之间的接触电阻，以提高导电性。所述电容去离子装置包括多个电极模块，每个电极模块具有集流体和设置在集流体的上表面和下表面上的电极，从而从液体中电学地并化学地去除离子，所述电容去离子装置包括与所述电极模块交替堆叠的由刚性材料制成的多个板，使得电极模块以特定间隔隔开，其中，集流体和电极由多个板中的成对的相邻的板进行按压，从而保持它们之间相接触。

Description

去离子装置及其制造方法

本申请要求于2008年2月29日在韩国知识产权局提交的第2008-0018781号韩国专利申请的利益，通过引用将该申请的内容包含于此。

技术领域

本发明涉及一种能够从液体中去除离子的离子去除装置，更具体地讲，涉及一种能够使用电学法和化学法从液体中去除离子组分的电容去离子(CDI)装置。

背景技术

在用于将含有盐组分或重金属的水纯化的各种方法中，广泛地采用使用离子交换树脂的方法。然而，因为在树脂再生中应使用酸溶液或碱溶液，并应使用大量的聚合物树脂和化学品来处理大量的水，所以使用离子交换树脂的方法是不经济的。

最近，为了克服此缺点，已经对电容去离子(CDI)装置做了许多研究。

电容去离子(CDI)技术基于简单的原理，其中，通过在以堆叠形状形成的两个多孔碳电极之间施加电压，使阴离子电吸附到正极，并使阳离子电吸附到负极，从而去除溶解在诸如水的流体中的离子。此外，当吸附到电极的离子饱和时，通过切换电极的极性或通过切断电源，能够容易地执行电极的再生。因为与离子交换树脂法或反渗透相比，不将清洗液(酸、碱等)用于电极的再生，所以不存在副化学废物。此外，因为电极几乎不发生腐蚀或污染，所以CDI装置具有半永久性寿命。另外，因为能量效率高，所以与其它工艺方法相比，在CDI技术中能耗可以减小90～95％。

在第6309532号美国专利中公开了CDI装置的示例。

在该专利中公开的CDI装置包括：在上端和下端设置的端板；多个电极、集流体和形成中间层的绝缘材料；螺栓、螺母和密封件，用于固定组件；等等。

电极主要采用具有孔的高比表面积的碳材料。使用导电材料将电极粘附到集流体。集流体由具有良好的导电性的诸如钛片或碳箔的材料制成。在集流体的特定部分处形成通道，以形成流动路径，并且电极附着到集流体的相对的表面，从而形成单个电极体。然而，最上面的集流体和最下面的集流体具有附着到其一个表面的单个电极。

在该专利中公开的CDI装置中，通过交替地堆叠电极、集流体、绝缘材料和密封件并将它们固定来形成CDI堆。在CDI堆中，当将正(+)电压和负(-)电压交替地施加到电极并且水流入到上部进口或下部进口中时，水通过形成在集流体上的通道以曲折形式移动，并且水中含有的离子组分被吸附到电极的碳材料上。在进行了特定水平的吸附后，将负(-)电压施加到正电极，并将正(+)电极施加到负电极，吸附到碳材料上的离子组分被去除，并且简单地实现了电极的再生。

然而，在该专利中公开的CDI装置中，在电极的制造中，使用导电环氧树脂等，将碳材料和集流体彼此粘附。因此，碳材料的孔会被部分地阻塞，且导电性会由于接触电阻而劣化。

此外，因为每个层是使用由橡胶或特氟纶(Teflon)制成的衬垫密封的，所以当堆叠多个室并将它们彼此固定时，不能使用均匀的力将上面的室、中间的室和下面的室固定。因此，因为以不同的距离将室隔开，所以不能向室施加均匀的电压。因此，在一些室中，离子去除效率降低。

此外，将钛或具有相同作用的金属用作集流体。在这种情况下，制造成本增加。如果为了降低制造成本而使用其它金属，那么这些金属会被腐蚀。此外，在使用便宜的碳箔的情况下，因为在该专利公开的结构中，集流体的边界暴露于外面，所以存在集流体会被损坏的问题。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种电容去离子装置，所述电容去离子装置能够在电极的制造中减小碳材料和集流体之间的接触电阻，以提高导电性，并能够防止碳材料的孔被部分地阻塞。

本发明的另一方面在于提供一种电容去离子装置，所述电容去离子装置能够在堆叠的集流体之间保持均匀的间隔距离，从而提高离子去除效率。

此外，本发明的另一方面在于提供一种具有能够减小制造成本并防止损坏的集流体的电容去离子装置。

此外，本发明的另一方面在于提供一种电容去离子装置，通过在单元室中安装这样的结构，即，该结构改变在电极表面上水流动的总距离，所述电容去离子装置能够提高离子去除效率。

本发明的附加方面和/或优点将部分地在下面的说明书中进行说明，并部分根据说明书将是明显的，或者可以通过实施本发明而获知。

根据本发明的一方面，提供了一种电容去离子装置，所述电容去离子装置包括多个电极模块，每个电极模块具有集流体和设置在集流体的上表面和下表面上的电极，从而从液体中电学地且化学地去除离子，所述电容去离子装置包括：多个板，由刚性材料制成，与电极模块交替地堆叠，使得电极模块以特定的间隔隔开，其中，用所述多个板中的成对的相邻的板按压集流体和电极，以保持它们之间相接触。

优选地，在每个板中形成中空部分，将每个电极模块稳固地设置在所述成对的板的中空部分上，并由中空部分的边界进行按压。

优选地，在所述多个电极模块中的相邻电极模块之间形成吸附离子的单元室，并将间隔构件设置在每个单元室中，以保持特定的距离。

优选地，间隔构件包括引导液体流动的引导件。

优选地，引导件划分单元室的内部，从而增加液体穿过单元室的流动时间。

优选地，每个电极模块包括与引导件限定的流动路径的宽度对应的通道。

优选地，间隔构件一体地形成在中空部分上。

优选地，间隔构件按压每个电极模块，从而保持电极和集流体之间接触。

优选地，间隔构件包括湍流产生部分，从而在单元室中的液体流动中产生湍流。

优选地，去离子装置还包括成对的端板，所述成对的端板设置在由多个电极模块和多个板形成的堆叠结构的相对端处，每个端板具有作为液体的进口或出口的开口，其中，所述成对的端板中的至少一个端板具有缓冲空间，以缓冲流到开口中的液体的压强。

优选地，去离子装置还包括第一密封构件，用于防止液体在电极模块和板之间泄露。

优选地，去离子装置还包括在第一密封构件周围设置的第二密封构件，以防止液体在相邻的板之间泄露。

优选地，所述板包括固定凹槽，用于固定第一和第二密封构件。

优选地，所述板由树脂材料模制而成。

优选地，所述板比电极模块大特定尺寸，所述装置还包括向每个电极模块供电的终端，并且所述终端与每个板上的集流体结合。

根据本发明的另一方面，提供了一种从液体中电学地并化学地去除离子的电容去离子装置，所述电容去离子装置包括：多个分隔件单元，具有多个电极模块和多个板，所述多个板支撑以特定间隔隔开的多个电极模块的边界；成对的端板，设置在所述多个分隔件单元的相对端处，并具有作为液体的进口或出口的开口；结合构件，将所述多个分隔件单元和所述成对的端板单元相结合，其中，所述多个板由刚性材料制成，以均匀地保持所述多个电极模块之间的间隔距离，而不管结合构件的固定力如何。

优选地，每个电极模块包括集流体和电极，所述电极具有与集流体相对应的尺寸，并设置在集流体的上表面和下表面上，电极模块的边界由所述多个板中的成对的相邻的板按压，以保持它们之间接触。

优选地，间隔构件设置在所述多个电极模块中的相邻电极模块之间，并且每个电极模块的边界的内部由间隔构件进行按压，以保持电极和集流体之间接触。

优选地，间隔构件与每个板形成为一体，以引导液体的流动。

优选地，分隔件单元还包括密封构件，以防止液体在电极模块和板之间泄露。

优选地，每个分隔件单元还包括向每个电极模块供电的终端，每个板还包括终端插入部分，以将终端安装在每个板上，以使终端与每个板上的集流体结合。

根据本发明的又一方面，提供了一种从液体中电学地并化学地去除离子的电容去离子装置的制造方法，该方法包括：在第一端板上交替地堆叠电极模块和板，所述板支撑电极模块的边界，并由刚性材料制成，以均匀地保持电极模块之间的间隔距离，第一端板具有作为液体的进口或出口的开口；安装具有作为液体的进口或出口的开口的第二端板，以对应于第一端板；并将第一和第二端板与板结合。

在根据本发明的去离子装置中，因为可以在没有粘结剂的情况下将集流体和电极固定，所以能够防止电极的孔被阻塞，并能够防止导电性由于接触电阻而减小。

此外，根据本发明，因为可以使用由刚性材料制成的板以特定间隔将电极模块隔开，所以可以向室施加均匀的电压，从而提高离子去除效率。

此外，根据本发明，因为可以使用在室上形成的引导件来形成各种流动路径，所以可以使水沿着长的流动路径流动，还可以提高在电极表面上的水滞留时间，从而提高离子去除效率。

此外，根据本发明，因为集流体与板上的终端连接，所以可以防止集流体被损坏。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的示例性实施例的这些和/或其它方面和优点将变得明显和更易于理解，附图中：

图1示出了根据本发明实施例的电容去离子装置的分解透视图；

图2示出了根据本发明实施例的电容去离子装置的剖视图；

图3示出了根据本发明实施例的电容去离子装置中包括的分隔件单元的分解透视图；

图4示出了根据本发明的修改实施例的显示去离子装置的堆叠结构的基本部件的剖视图；

图5和图6示出了根据本发明的显示电容去离子装置中的液体流动的示意图。

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的示例性实施例，在附图中示出了本发明的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。下面通过参照附图对实施例进行描述，以说明本发明。

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明实施例的电容去离子装置。

图1示出了根据本发明实施例的电容去离子装置的分解透视图。图2示出了根据本发明实施例的电容去离子装置的剖视图。图3示出了根据本发明实施例的电容去离子装置中包括的分隔件单元的分解透视图。

根据本发明实施例的电容去离子装置(在下文中称为“CDI装置”)是一种从液体中电学地且化学地去除离子的装置。如图1和图2所示，CDI装置包括：成对的端板单元10a和10b，形成CDI装置的上端和下端，并具有用于液体进口和出口的开口11a；具有多个板50的多个分隔件单元20，所述多个板设置在端板单元10a和10b之间，以支撑以特定间隔隔开的多个电极模块40的边界；结合构件30，将多个分隔件单元20和成对的端板单元10a和10b相结合。

CDI装置具有堆叠结构，其中，将多个分隔件单元20堆叠在任何一个板单元(端板单元10a)上，并将另一板单元(端板单元10b)堆叠在多个分隔件单元20上。吸附离子的单元室70形成在相邻的电极模块12和40之间，并与板50的数量一样多。

成对的端板单元10a和10b包括形成CDI装置的下部外形的第一端板单元10a和形成CDI装置的上部外形的第二端板单元10b。

因为第一端板单元10a和第二端板单元10b具有相同的构造，所以仅描述第一端板单元，并通过第一端板单元的描述代替第二端板单元的描述。

第一端板单元10a包括端板11、设置在端板11上的端电极模块12以及设置在端板11和端电极模块12之间的支撑构件13。

作为液体的进口和出口的开口11a形成在端板11的一个表面上，以与外部液体供应线连接。在CDI装置的另一表面上形成通道11b，以使液体通过通道11b流入CDI装置中或从CDI装置流出。

此外，端板11的厚度等于或大于特定厚度，即，按照所述预定厚度，在将第一端板单元10a和分隔件单元20堆叠之后，在固定结合构件30时不发生弯曲。端板11可以由诸如金属、塑料、橡胶等的各种材料制成，但优选的是，端板11由绝缘塑料制成。

在端板11中形成缓冲空间11c，以缓冲流入开口11a中的液体的压强。因此，从外部液体供应线供给的液体通过缓冲空间11c流入CDI装置。缓冲空间11c缓冲流入液体的压强，以防止CDI装置内的电极模块12和40由于流入液体的压强而被损坏。

此外，在端板11上形成终端结合部分15，从而将向端电极模块12施加功率的终端14与集流体12a相结合。具有与终端14对应的宽度的终端插入部分16形成在端板11的侧表面上，从而将终端14引导到终端结合部分15。

端电极模块12包括集流体12a和设置在集流体12a的一个表面上的电极12b。

在这种情况下，具有与端电极模块12相对应的尺寸的支撑构件13由诸如硅树脂或橡胶的弹性材料形成，并形成在端电极模块12和端板11之间，从而，在固定结合构件30时将压力均匀地分配给端电极模块12，并防止液体在端板11和端电极模块12之间泄露。

此外，在端电极模块12和支撑构件13上形成与端板11的通道11b相对应的通道12c，从而将液体引入到CDI装置中或从CDI装置引出。

设置端密封构件17和18，以防止液体通过端板11和与端板11相邻的分隔件单元20之间的缝隙而泄露。端密封构件17和18包括设置在端电极模块12的上边界处的第一端密封构件17和设置在第一端密封构件17的外部的第二端密封构件18。在这种情况下，在端板11上沿外围形成固定凹槽19，以引导第二端密封构件18的定位。

端密封构件17和18通常由弹性橡胶或与弹性橡胶类似的材料形成，并被按压在端板11和分隔件单元20之间，以防止液体泄露。

在固定凹槽19的外部上以特定的间隔布置固定孔11d，用于固定结合构件30。

以相同的形状形成在成对的端板单元10a和10b之间设置的多个分隔件单元20。如图3所示，每个分隔件单元20包括：电极模块40；终端43，向电极模块40施加功率；板50，支撑电极模块40，使电极模块40与相邻的分隔件单元20的电极模块40隔开特定的距离；密封构件61和62，防止CDI装置的堆叠结构中的液体从CDI装置泄出。

电极模块40包括集流体41和设置在集流体41的上表面和下表面上的多孔电极42。集流体41包括以与电极42对应的尺寸形成的体41a和从体41a延伸出来以连接到终端43的延伸部分41b。

集流体41可以采用具有良好的导电性的诸如钛的金属、碳箔等。在该实施例中，为了降低制造成本，集流体41由不腐蚀的碳箔制成。

多孔电极42可以采用具有许多孔并具有良好的吸附性能的导电材料，例如碳气凝胶、碳纳米管、石墨纳米纤维、活性碳电极、活性碳、金属氧化物等。

可以使用诸如导电浆料、导电胶带和其它导电粘合材料的导电粘结材料将电极42粘附到集流体41的相对的表面。

然而，在使用粘结材料将集流体41和电极42彼此粘结的情况下，多孔电极42的孔会被部分地阻塞，导电性会由于接触电阻而劣化。

因此，在本发明中，集流体41和电极42由多个板50中的成对的相邻的板50进行按压，以保持它们之间相接触，因此，电极42可以在无粘结的情况下附于集流体41。后面将描述其详细构造。

在电极模块40的一侧形成通道40a，以使液体通向下一个室70。通道40a的尺寸和形状可以根据后面将描述的通道引导件的形状而改变。

以大致矩形形成具有特定厚度的板50。在板50中形成中空部分51，中空部分51的尺寸小于电极模块40的尺寸，从而可以将电极模块40放置在中空部分51的边界上。板50可以由刚性的且不导电的材料制成。板50可以采用不可压缩的塑料和其它聚合物材料，当固定构件按压时，所述不可压缩的塑料基本上不压缩。

防止CDI装置的堆叠结构中的液体从CDI装置泄出的密封构件61和62包括第一密封构件61和第二密封构件62，第一密封构件61设置在中空部分51的边界的上表面和下表面上，以防止液体从电极模块40和板50之间泄露，第二密封构件62设置在板50的上表面或下表面上，以防止液体从相邻的板50之间泄露。

按照与端密封构件的形状和材料相同的形状和材料来形成密封构件61和62。密封构件61和62由诸如硅树脂、橡胶和发泡剂的具有特定弹性的绝缘材料形成。

在这种情况下，将第一密封构件61形成为成对的密封构件，并将它们堆叠，从而覆盖电极模块40的边界的上表面和下表面。

将固定凹槽52、53、54和55与第一密封构件61和第二密封构件62相对应地设置在板50上，从而固定第一密封构件61和第二密封构件62。固定凹槽52、53、54和55包括：第一上部固定凹槽52，固定第一密封构件61；第二上部固定凹槽53，固定第二密封构件62；第一下部固定凹槽54和第二下部固定凹槽55，固定在板50的下侧处的相邻分隔件单元20中包括的第一密封构件61和第二密封构件62(参见图2)。

固定凹槽52、53、54和55使得在分隔件单元20的堆叠中通过均匀地保持各分隔件单元20的位置来在精确的位置处安装内部组件。

因此，将第一密封构件61中的任何一个固定到第一上部固定凹槽52，并将电极模块40放置在第一密封构件61上。然后，将第一密封构件61中的另一个放置在电极模块40的边界上，并将第二密封构件62固定到第二上部固定凹槽53。

当将具有相同构造的分隔件单元堆叠在具有以上构造的分隔件单元20上时，将下方的分隔件单元20的第一密封构件61和第二密封构件62稳固地插入到在上方的分隔件单元20的板50的下表面上形成的第一下部固定凹槽54和第二下部固定凹槽55中，从而防止液体泄露。

此外，当使用结合构件30对堆叠结构的CDI装置的组件进行按压并结合时，因为板50的中空部分51的边界对在板50之间设置的电极模块40的边界进行按压，所以可以在不使用附加的导电粘结材料将电极42附着到集流体41的情况下保持电极42和集流体41之间接触。

因为将第一密封构件61形成为由弹性材料制成的薄片，所以第一密封构件61很少由于按压力而变形。因此，当使用结合构件30结合CDI装置的组件时，将电极模块40隔开特定距离，该特定距离与板50的厚度一样，更精确地说，与板50以及结合到在板50的边界处形成的第一固定凹槽52的第一密封构件61的厚度一样。即，电极模块40的厚度与第一密封构件61的厚度的两倍的和基本上等于第二密封构件62的厚度。因此，因为均匀地保持了电极模块40之间的间隔距离，而与CDI装置中的分隔件单元20的附着位置无关，从而将相同的电压施加到室70，所以可以提高离子去除效率。

图4示出了根据本发明的修改实施例的显示去离子装置的堆叠结构的基本部件的剖视图。

在图4所示的板50、电极模块40和第一密封构件61的堆叠结构的修改实施例中，可以将第一密封构件61′固定在电极模块40的侧表面的外部上。在这种情况下，在板50上与第一密封构件61′相对应地形成第一上部固定凹槽52′和第一下部固定凹槽54′，以固定第一密封构件61′。通过使用以上结构，可以获得与本发明第一实施例相同的效果，还可以防止由于按压由弹性材料制成的第一密封构件61′引起的变形而在电极模块40之间产生微小的距离差。因此，可以将相邻的电极模块40之间的距离均匀地保持为板50的厚度。

返回到本发明的第一实施例，如图3所示，将终端结合部分56设置在板50上，从而将向电极模块40施加电源的终端43与集流体41相结合。在板50的侧表面上形成具有与终端43相对应的宽度的终端插入部分57，从而将终端43引导到终端结合部分56。

终端43由不撕裂或断裂的导电片制成。将终端43连接到终端结合部分56上的集流体41的延伸部分41b，并使用夹具58进行固定。虽然在本发明实施例中将夹具58插入到终端结合部分56的凹槽中，以将终端43与延伸部分41b结合，但可以使用螺钉等将终端与延伸部分结合。

可以在外部通过焊接等，容易地将终端43与电源线连接。

因此，因为在本发明实施例中将集流体41设置在板50的内部，并且仅向外拉出用于施加功率的终端43，所以即使当集流体41由相对便宜并易于撕裂的诸如碳箔的材料形成时，也不用担心集流体41被损坏。

此外，在固定凹槽53的外部沿着周围方向形成与端板11的固定孔11d相对应的固定孔59，使固定孔59与固定凹槽53隔开特定距离，从而多个分隔件单元20和成对的端板单元10a和10b相结合，以形成堆叠结构。

将间隔构件71设置在板50的中空部分51中，从而在相邻的电极模块40之间保持特定的距离。

即，因为将电极模块40的边界稳固地设置在板50上，所以可以在各个电极模块40的边界之间保持特定的距离。如果电极模块40的尺寸大，那么，与在电极模块40的边界之间保持特定距离相比，在电极模块40的中心部分之间保持特定距离是相对困难的。具体地说，如本发明的实施例中，在电极模块的集流体和电极之间不使用粘结材料的情况下更加困难。

因此，将间隔构件71设置在板50的中空部分51中，从而在相邻电极模块40之间在整个区域上保持均匀的距离。

间隔构件71可以形成为单独的构件，以被插入在由相邻的电极模块40限定的中空部分51中。然而，优选地，间隔构件71从中空部分51的边界延伸出来，以与板50形成为一体。

间隔构件71可以用作在单元室70中引导液体流动的通道引导件。

图5和图6示出了根据本发明实施例的显示电容去离子装置中的液体流动的示意图。

在这种情况下，如图5和图6所示，将间隔构件形成为基本上从边界的侧表面突出的至少一个构件(引导件71′和71＂)，从而在由成对的电极模块40形成的单元室70中形成各种形状的通道。通道与引导件71′和71＂限定的流动路径的宽度相对应。

通道的宽度和总路径可以根据引导件71′和71＂的位置和数量而改变。因为相邻的电极模块40之间的距离由引导件71′和71＂的厚度和板50的边界的厚度来确定，所以，优选地，将板50的边界的厚度制成基本上等于引导件71′和71＂的厚度。在这种情况下，厚度可以根据容量和尺寸而改变，但可以被形成为大约0.1mm至20mm。

在这种情况下，电极模块40的通道40a的宽度和电极模块40′的通道40a′的宽度被形成为分别与室70的进口72和出口73以及室70′的进口72′和出口73′相对应。

因此，为了增加液体在各个室70中流动的流动时间而设置了引导件71′和71＂。因此，有提高电极模块40的离子去除效率的效果。

此外，如图5所示，在中空部分51中形成湍流产生部分74，使湍流产生部分74相对于液体的流动方向倾斜。优选地，在引导件71′上以阶梯形状形成湍流产生部分74，以提高各个室中的压强，并产生湍流，从而沿上下方向混合在室中流动的液体。

因此，因为改变了流动中在电场力(electric force)弱的部分的离子的位置，所以穿过室70的离子被吸附到电极42，并提高了离子去除性能。在这种情况下，通过在与液体流动方向垂直的状态下改变湍流产生部分74的高度而将湍流产生部分74不均匀地布置在引导件71′上，从而有效地产生湍流。

结合构件30包括螺栓形状的棒31和螺母32，以固定堆叠结构的组件。在结合构件30的固定过程中保持均匀的固定压强。

在下文中，将描述根据本发明实施例的CDI装置的组装。

将支撑构件13设置在具有作为液体的进口或出口的开口11a的第一端板11上。然后，将端电极模块12堆叠在端板11上，并将端密封构件17和18固定在其上。

然后，通过交替地堆叠由刚性材料制成的板50和设置在板50的边界处的电极模块40来堆叠分隔件单元20。

在分隔件单元20的堆叠过程中，通过在与上部分隔件单元20相邻的下部分隔件单元20中包括的板50的第二上部固定凹槽53中设置第二密封构件62来引导上部分隔件单元20。因此，可提高组装加工性。

在堆叠了分隔件单元20之后，与第一端板11对应地安装具有作为液体的进口或出口的开口11a的第二端板11，并使用结合构件30固定堆叠结构。

因此，将电极模块40稳固地放置在由刚性材料制成的板50上，并通过结合构件30将板50彼此固定，从而将组装压强均匀地分配到室70，并在相邻的电极模块40之间均匀地保持与板50的边界厚度相对应的距离。因此，能够均匀地保持每个室70的电压，还能够提高室70的电极的使用效率。

接下来，将描述根据本发明实施例的CDI装置的操作。

当通过终端43向集流体41供电时，向堆叠的电极交替地施加正(+)电压和负(-)电压。当液体(例如，水)流到第一和第二端板11中的任何一个端板的开口11a中时，水穿过缓冲空间11c，通过通道11b流到堆叠结构中。

液体在室70中流动，水中包括的离子由于施加到电极的正(+)电场力或负(-)电场力而被吸附到电极模块40的电极42的孔。因此，能够在形成出口的开口11a处获得去除了离子的软水。然后，通过切换电极42的极性或者通过注射水同时切断电源，可以从电极42去除吸附在电极42上的离子。使用水通过开口排出去除的离子。

虽然在本发明实施例的结构中将端板形成在上侧和下侧，但可以将端板安装在左侧和右侧。

已经流过上部端板11的开口11a的水沿着根据电极模块40的通道40a的布置以曲折形状形成的流动路径而流向下部端板11。

此外，如图5和图6所示，在通过电极模块40的通道40a和电极模块40a′的通道40a′之后，已经流入室70的进口72和室70′的进口72′中的水由于引导件71′和71＂而沿着曲折形状的路径流向室70的出口73和室70’的出口73′，其中，室70的出口73和室70′的出口73′与相邻电极模块40的通道40a和相邻电极模块40′的通道40a′相通。

因此，因为水沿着在单元室70上形成的长的流动路径流动，所以能够增加在电极42的表面上的水滞留时间，从而与传统的技术相比提高了离子去除效率。

此外，如图5所示，在引导件71′上形成湍流产生部分74，从而沿着上下方向混合在室70中流动的液体。因此，穿过室70的离子被吸附到电极42，并能够提高离子去除性能。

虽然已经示出并描述了本发明的实施例，但本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在本实施例中做出改变，本发明的范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (28)

1、一种电容去离子装置，包括多个电极模块，每个电极模块具有集流体和设置在所述集流体的上表面和下表面上的电极，从而从液体中电学地并化学地去除离子，所述电容去离子装置包括：

多个板，与所述电极模块交替堆叠，使得所述电极模块以特定间隔隔开，

其中，所述集流体和所述电极由所述多个板中的成对的相邻的板进行按压，从而保持它们之间相接触。

2、如权利要求1所述的去离子装置，其中，在每个板中形成中空部分，每个电极模块被稳固地设置在所述成对的板的中空部分上，并由所述中空部分的边界进行按压。

3、如权利要求2所述的去离子装置，其中，在所述多个电极模块中的相邻的电极模块之间形成吸附离子的单元室，并将间隔构件设置在每个单元室中，以保持特定距离。

4、如权利要求3所述的去离子装置，其中，所述间隔构件包括引导液体流动的引导件。

5、如权利要求4所述的去离子装置，其中，所述引导件划分所述单元室的内部，以增加液体穿过所述单元室的流动时间。

6、如权利要求5所述的去离子装置，其中，每个电极模块包括与所述引导件限定的流动路径的宽度相对应的通道。

7、如权利要求3所述的去离子装置，其中，将所述间隔构件一体地形成在所述中空部分上。

8、如权利要求3所述的去离子装置，其中，所述间隔构件按压每个电极模块，以保持所述电极和所述集流体之间接触。

9、如权利要求3所述的去离子装置，其中，所述间隔构件包括湍流产生部分，以在单元室中的液体的流动中产生湍流。

10、如权利要求1所述的去离子装置，还包括成对的端板，所述成对的端板设置在由所述多个电极模块和所述多个板形成的堆叠结构的相对端处，每个端板具有作为液体的进口或出口的开口，

其中，所述成对的端板中的至少一个端板具有缓冲空间，以缓冲流到所述开口中的液体的压强。

11、如权利要求1所述的去离子装置，还包括第一密封构件，以防止液体在所述电极模块和所述板之间泄露。

12、如权利要求11所述的去离子装置，还包括设置在所述第一密封构件周围的第二密封构件，以防止液体在所述相邻的板之间泄露。

13、如权利要求12所述的去离子装置，其中，所述板包括固定凹槽，用于固定所述第一密封构件和所述第二密封构件。

14、如权利要求1所述的去离子装置，其中，所述板由树脂材料模制而成。

15、如权利要求1所述的去离子装置，其中，所述板比所述电极模块大特定尺寸，

所述装置还包括用于向每个电极模块供电的终端，

所述终端与每个板上的集流体相结合。

16、一种从液体中电学地并化学地去除离子的电容去离子装置，包括：

多个分隔件单元，具有多个电极模块和多个板，所述多个板支撑以特定间隔隔开的多个电极模块的边界；成对的端板，设置在所述多个分隔件单元的相对端处，并具有作为液体的进口或出口的开口；结合构件，将所述多个分隔件单元和所述成对的端板单元相结合，

其中，所述多个板由刚性材料制成，以均匀地保持所述多个电极模块之间的间隔距离，而不管所述结合构件的固定力如何。

17、如权利要求16所述的去离子装置，其中，每个电极模块包括集流体和电极，所述电极具有与所述集流体相对应的尺寸，并设置在所述集流体的上表面和下表面上，所述电极模块的边界由所述多个板中的成对的相邻的板进行按压，以保持它们之间相接触。

18、如权利要求16所述的去离子装置，其中，将间隔构件设置在所述多个电极模块中的相邻的电极模块之间，

每个电极模块的边界的内部由所述间隔构件进行按压，以保持所述电极和所述集流体之间相接触。

19、如权利要求18所述的去离子装置，其中，将所述间隔构件与每个板形成为一体，以引导液体的流动。

20、如权利要求16所述的去离子装置，其中，所述分隔件单元还包括密封构件，以防止液体在所述电极模块和所述板之间泄露。

21、如权利要求16所述的去离子装置，其中，每个分隔件单元还包括用于向每个电极模块供电的终端，

每个板还包括终端插入部分，从而将所述终端安装在每个板上，使得所述终端与每个板上的集流体相结合。

22、一种从液体中电学地并化学地去除离子的电容去离子装置的制造方法，包括：

在第一端板上交替地堆叠电极模块和板，所述板支撑所述电极模块的边界，并由刚性材料制成，以均匀地保持所述电极模块之间的间隔距离，第一端板具有作为液体的进口或出口的开口；

安装具有作为液体的进口或出口的开口的第二端板，以对应于所述第一端板；

将所述第一端板和所述第二端板与所述板相结合。

23、一种电容去离子装置，包括多个电极模块，每个电极模块具有集流体和设置在所述集流体的上表面和下表面上的电极，从而从液体中电学地并化学地去除离子，所述电容去离子装置包括：

多个板，与所述电极模块交替堆叠，使得所述电极模块以特定间隔隔开，所述板包括在所述板的上表面和下表面上形成的凹槽；

设置在所述凹槽上的第一密封构件，以在相邻的板之间密封液体，所述密封构件由弹性材料制成。

24、如权利要求23所述的装置，其中，所述电极模块的特定间隔取决于所述第一密封构件的厚度。

25、如权利要求23所述的装置，还包括在形成在所述板上的第二凹槽上设置的第二密封构件。

26、如权利要求25所述的装置，其中，所述电极模块的厚度与所述第一密封构件的厚度的两倍的和基本上等于所述第二密封构件的厚度。

27、如权利要求23所述的装置，其中，所述板由树脂材料模制而成。

28、如权利要求23所述的装置，其中，所述板比所述电极模块大特定尺寸，

所述装置还包括向每个电极模块供电的终端，

所述终端与每个板上的集流体相结合。

Images