CN103097301A - 用于制备去离子水的电气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于制备去离子水的电气装置，其包括：由至少两个离子交换膜(1、2)限定并被离子交换剂填充的脱盐室(4)；位于与脱盐室一侧相邻处的第一浓缩室(5a)，在它们之间具有离子交换膜之一；位于与脱盐室另一侧相邻处的第二浓缩室(5b)，在它们之间具有另一离子交换膜；和一对电极室(6a、6b)，一个电极室设置在第一浓缩室(5a)外侧，另一个电极室设置在第二浓缩室(5b)外侧，其中用于制备去离子水的电气装置设置有：通过包括脱盐室(4)、浓缩室(5a、5b)和电极室(6a、6b)而形成的主体部(20)；一对固定板(9a、9b)，其设置成使得主体部(20)位于其间；和弹性体(7)。弹性体(7)设置为使得固定板(9a、9b)和弹性体(7)在脱盐室(4)、浓缩室(5a、5b)和电极室(6a、6b)的安置方向上，对主体部(20)施加压缩应力。

Description

用于制备去离子水的电气装置

技术领域

本发明涉及用于制备去离子水的电气装置，其适用于制备所谓的去离子水，所述去离子水用作锅炉水、发电厂的冷凝液、或发电厂的蒸汽发生器用水。

背景技术

作为制备去离子水(在下文中也称为“脱盐水”)的方法，使待处理的水通过离子交换树脂而将水去离子是已知的。在此方法中，当离子交换树脂被离子饱和时，需要用化学品将离子交换树脂再生。为了消除在处理操作中的缺点，使用电去离子、不需要通过化学品来再生的去离子水制备方法已经出现并投入使用。

在实施这种脱盐处理的用于制备去离子水的电气装置中，例如，如图1所示，基本上，用离子交换剂填充由阳离子交换膜107和阴离子交换膜108所限定的室，从而构造脱盐室101。在脱盐室101的两侧，设置浓缩室102a、102b。将脱盐室101和浓缩室102a、102b插入两个电极室103a、103b之间，也就是说，在具有阳极的阳极室和具有阴极的阴极室之间，由此构造主体部104。使待处理的水105通过在脱盐室101中填充的离子交换剂层。在阳极和阴极之间设置电压，从而在垂直于的待处理的水流105的方向上经由两个离子交换膜施加直流电流。以这种方式，将在待处理的水105中的杂质离子电移除到安置在两个离子交换膜外侧的浓缩室102a、102b中流动的浓缩水中，由此制备了作为经过处理的水106的去离子水。

用于制备去离子水的电气装置的主体部104的类型包括，多层板型结构、螺旋型和同心型。

在多层板型结构的用于制备去离子水的电气装置的情况下，各自具有插入阳离子交换膜107和阴离子交换膜108之间的离子交换剂的多个脱盐室101，经由浓缩室102a、102b相邻地安置，所述浓缩室102a、102b中移除有离子并在其两端安置有阴极室103a和阳极室103b。图1示出了作为实例的具有一个脱盐室101的多层板型结构。

这种多层板型结构的用于制备去离子水的电气装置的优点在于，施加在各室上的电流值是均匀的。然而，脱盐室、浓缩室、电极室相邻地安置，并且通过紧固螺栓等彼此压在一起，所以，当紧固力弱时，在室和室之间产生空隙，从而增加了当水经过这些室时发生漏水的可能性。一般地，为了防止漏水，在多层板型结构的用于制备去离子水的电气装置中，在主体部104的各个室的安置方向上的两端的外侧，安置坚固的固定板109，并且用螺栓111将固定板109相互连接在一起。借助螺栓111，将主体部104坚固地紧固。

此外，通常在脱盐室101、浓缩室102a、102b和电极室103a、103b的各室之间，插入垫圈110。垫圈110密封住在各室接触部分处的空隙，并因此防止漏水。一般地，使用橡胶片或橡胶圈，作为垫圈110。

在处于高温(40℃以上)的待处理的水通过上述多层板型结构的用于制备去离子水的电气装置的情况下，主体部由于高于环境温度的温度的升高而热膨胀。然而，在固定板和螺栓由金属制成并且各个室由塑料制成的情况下，因为塑料通常比金属具有更高的热膨胀系数，被夹在固定板之间的主体部在各室安置方向上不能膨胀，而在与各室安置方向垂直的方向上膨胀并变形。当温度回到环境温度时，各室收缩，但是变形的部分不能完全回到它们的原始形状，且各室在各室安置方向上收缩。作为结果，在各室之间产生间隙，从而导致水渗漏。

此外，因为主体部的材料的组成不均匀，所以也存在着即使当各室在通过热膨胀而变形时，也会产生空隙的可能。

例如在用于处理热水的脱盐装置中，很有可能导致这些状况。特别是，在核电厂中不允许发生漏水，因此不允许使用目前的装置。

相关领域的技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公布号2007-268331

专利文献2：日本专利号3800571

发明内容

从上述问题的角度出发，完成了本发明。本发明的目的在于，在具有多层板型结构的用于制备去离子水的电气装置中，防止引起空隙和漏水，即使是在温度环境改变的情况下。

本发明的一个实施方案涉及用于制备去离子水的电气装置，其包括：主体部，所述主体部包括：脱盐室，所述脱盐室由至少两个离子交换膜限定并被离子交换剂填充；第一浓缩室，所述第一浓缩室经由在脱盐室一侧的一个离子交换膜与所述脱盐室相邻地被安置；第二浓缩室，所述第二浓缩室经由在脱盐室另一侧的另一个离子交换膜与所述脱盐室相邻地被安置；和一对电极室，所述一对电极室分别被设置在所述第一浓缩室外侧和所述第二浓缩室外侧。

在此实施方案中，本发明的特征在于包括：

主体部，所述主体部包括脱盐室、浓缩室和电极室；

一对固定板，所述一对固定板以将所述主体部夹在中间这样的方式被设置；和

弹性体，

其中，所述弹性体被安置使得在所述脱盐室、浓缩室和电极室被安置的方向上的压缩应力通过所述固定板和所述弹性体施加到所述主体部上。

发明效果

根据本发明，在用于制备去离子水的电气装置中，在温度环境改变的情况下，例如，在高温的待处理的水通过的情况下，或者装置用于高温环境下的情况下，弹性体可以遵循在各室中所导致的膨胀或收缩，使得在各室之间不产生空隙并且因此可以防止漏水。

附图简述

图1是用于制备去离子水的电气装置的传统结构的示意性截面图；

图2是根据本发明的实施方案的用于制备去离子水的电气装置的基本构造的示意性截面图；

图3示出了在图2中所示的主体部、弹性体、制动器(stopper)和固定板的组装件的外观；

图4示出了在图2中所示的主体部、弹性体、制动器和固定板的组装方法。

图5A、5B示出了其中螺旋压缩弹簧遵循由具有在图2中所示的多层体的装置中的温度变化所导致的热收缩的过程；

图6示出了在图2中所示的弹性体和制动器的安置实例；并且

图7是显示了在图2中所示的装置的一个改良实施方案的示意性截面图。

发明的实施方式

在下文中，将参照附图，描述本发明的实施方案。

图2示出了根据本发明的一个实施方案的用于制备去离子水的电气装置的基本构造。

在图2中，由一侧的阳离子交换膜1和另一侧的阴离子交换膜2所限定的室被离子交换剂(例如，离子交换树脂、整体式有机多孔离子交换剂、和离子交换纤维)所填充，从而构造脱盐室4。脱盐室4使待处理的水3脱盐，以制备去离子水。此处，仅仅“脱盐室4由至少两个离子交换膜限定”是必要的，在图2中，脱盐室4的一侧由阳离子交换膜1限定，且脱盐室的另一侧由阴离子交换膜2限定。然而，例如，脱盐室4的两侧可以均由阳离子交换膜(或阴离子交换膜)限定。此外，脱盐室4可以包括其他离子交换膜，或者脱盐室4可以被分割。

脱盐室4具有经由一个离子交换膜(在本实施方案中，为阳离子交换膜1)在其一侧设置的第一浓缩室5a。此外，脱盐室4具有经由另一个离子交换膜(在本实施方案中，为阴离子交换膜2)在其另一侧设置的第二浓缩室5b。

在脱盐室5a、5b的各外侧，安置着一对电极室6a、6b(在本实施方案中，电极室6a是阴极室且电极室6b是阳极室)。在浓缩室5a和电极室6a之间并且也在浓缩室5b和电极室6b之间安置离子交换膜(阳离子交换膜1或阴离子交换膜2)。而且，各电极室6a、6b设置有电极板(在本实施方案中，电极室6a设置有阴极板且电极室6b设置有阳极板)。电极室6a、6b的外侧分别被侧壁11封闭。在这对电极之间设置电压，以向待处理的水流3正交地经由离子交换膜施加直流电流。通过这种方式，在待处理的水3中的杂质离子被电移除至在浓缩室5a、5b中流动的浓缩水(未示出)中，由此制备了作为经过处理的水12的去离子水。

在图2中，示出了这样的实施方案，其中在脱盐室4的两侧设置了浓缩室5a、5b。不过，可以安置多个脱盐室和多个浓缩室5a、5b。

如在图3和图4中所示，各脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b由具有开口14a的框架体14构成。脱盐室4含有填充入开口14a的离子交换剂13。从节约重量和简单加工的观点出发，框架体14的材料为ABS树脂是优选的。

这些各自的室以将它们的开口14a彼此设置成一直线而彼此邻接这样的方式安置，从而构成多层体20(也称为“主体部”)。一对固定板9a、9b安置在多层体20的外侧。如图3和图4所示，固定板9a、9b以将多层体20夹在中间的方式安置在多层体20的两侧，并且通过螺母16和螺栓19将它们的位置固定。螺栓19可以安装在多层体20的外侧，以固定所述固定板9a、9b的位置。此外，如图4所示，螺栓19可以插入在各室的框架体14中制备的螺栓孔14b中，以固定板9a、9b的位置。优选的是，固定板9a、9b的材料与框架体14的材料相比，在强度方面较高且在线性膨胀系数方面较小，且例如，为SS或SUS。

弹性体7插入多层体20和一块固定板9b之间。在弹性体7以此方式安置的情况下，螺旋压缩弹簧可以是适于使用的。螺旋压缩弹簧具有易于设置的弹力。另外，当通过固定板9b按压多层体20时，可以将螺旋压缩弹簧安装在螺栓上，因此可以容易地固定螺旋压缩弹簧。在这点上，仅仅“选择弹性体7的种类，使得固定板9a、9b和弹性体7可以施加应力以按压组成多层体20的框架体14，也就是说，可以向多层体20施加压缩应力”是必要的。备选地，在两侧的固定板9a、9b可以通过螺旋拉伸弹簧彼此连接。

此外，如在图3和图4中所示，垫圈10被夹在脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b的各室之间。通过在用固定板9a、9b和弹性体7以这样的方式固定垫圈10的状态下紧固多层体20，在相邻室之间提供了密封性能，从而防止了来自制备去离子水的装置的漏水。橡胶片或橡胶O形环用作垫圈10。

根据上述用于制备去离子水的电气装置的结构，固定板9a、9b和弹性体7可以施加应力，以按压多层体20。作为结果，即使在装置具有在制备去离子水的过程中当水通过或停止时所导致的温度变化的情况下，在各室之间也不产生空隙，且因此不导致漏水。

用于产生像这样的防止漏水的效果的弹性体7将进一步通过取螺旋压缩弹簧作为实例而具体描述。

弹性体7(在下文中于某些情况下称为“螺旋压缩弹簧”)以如下状态插入固定板9b与多层体20的端部之间：通过固定所述固定板9a、9b的位置，弹性体7从自然长度(＝在未向压缩弹簧施加外力的状态下的螺旋压缩弹簧的长度)被压缩(参见图3)。当装置暴露在40℃以上的高温下时，各室的温度升高，并因此各室的框架体膨胀。在此，螺旋压缩弹簧7插入多层体20和固定板9b之间，所以通过弹性体7在各室排列方向上的弹性力，多层体20不膨胀，并且因此各室保持相互密切接触(cross contact)。随后，当装置的温度返回常温时，各框架体14收缩。在装置未设置螺旋压缩弹簧7的情况下，当各框架体14收缩时，在各室之间产生空隙。例如，在框架体14由ABS树脂制成的情况下，当多层体20的长度为500mm且在与当装置组装时(常温)相比温差为50℃的状况下使用装置时，因为ABS树脂的线性膨胀系数为约10×10^-5(1/K)，多层体20收缩约2.5mm，这因此产生空隙并导致漏水。然而，根据本发明，通过螺旋压缩弹簧在各室的排列方向上的弹性力，各室彼此保持紧密接触。因此，在各室之间不产生空隙且不导致漏水。此外，同样在框架体14在垂直于各室排列方向的方向上由于流过装置的待处理的水的温度变化而膨胀且变形的情况下，通过螺旋压缩弹簧7的弹性力，在各室的紧密接触部分之间也不产生空隙。在这点上，即使在各室由于使用装置的环境中的温度改变而膨胀或收缩的情况下，情况也与上述一样。在图5A和图5B中将示出各种过程，其中螺旋压缩弹簧7遵循由如上所述的装置温度改变而导致的多层体20的热收缩。

至于安置螺旋压缩弹簧7的位置，优选的是，多个螺旋压缩弹簧7安置在当将每个室的内壁面(即，框架体14的开口14a的开口边缘侧)投影在固定板9b上时获得的线17上。备选地，优选的是，多个螺旋压缩弹簧7安置在当将每个室的外壁面(即，框架体14的外周侧面)投影在固定板9b上时获得的线18内侧。根据这种安置，即使当各个室的框架体14的一部分膨胀或收缩的情况下，也可以通过符合框架体14的膨胀或收缩的螺旋压缩弹簧的弹性力，防止空隙产生。

此外，为了将螺旋压缩弹簧7安置在给定的位置，销钉(制动器8)被固定在固定板9b上是优选的，所述销钉的每一个均小于各螺旋压缩弹簧7的内径。以这种方式，可以以将各销钉插入各螺旋压缩弹簧7的内部的方式，简易地设置螺旋压缩弹簧7。如将在下文所示，这些销钉起到制动器8的作用。

再进一步，当组装多层体20、螺旋压缩弹簧7、固定板9a、9b时，优选的是，使各螺旋压缩弹簧7的变形量大于由多层体20的线性膨胀系数、多层体20在各室安置方向上的长度以及温度变化的乘积所表示的位移。换言之，在多层体20尚未被固定板9a、9b、螺栓19等固定的情况下，各螺旋压缩弹簧7的收缩大于当多层体20由于温度变化而在各室安置方向上膨胀或收缩时由下式(1)所表示的位移。

a＝α×ΔT×L₀    (1)

a：在只改变温度ΔT的情况下，多层体20的各室(即，脱盐室4，浓缩室5a、5b和电极室6a、6b)被安置的方向上的位移

α＝多层体20的线性膨胀系数

L₀＝多层体20的各室被安置的方向上的长度

ΔT＝温度变化的绝对值

此处，“位移量”表示当在弹性体上施加负荷或力矩时产生的位移或旋转角度。特别是，在弹性体7为螺旋压缩弹簧时，“位移量”表示弹簧两端的相对位移(膨胀或收缩的量)。

此外，在垫圈10分别被插入脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b之间的情况下，各压缩弹簧的收缩大于当多层体20由于温度变化而在各室安置方向膨胀或收缩时由下述式(2)表示的位移。

b＝α×ΔT×L₀+P/K   (2)

b：在只改变温度ΔT的情况下，多层体20的各室(即，脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b)被安置的方向上的位移

α＝多层体20的线性膨胀系数

L₀＝在组装装置时多层体20的各室被安置的方向上的长度

ΔT＝温度变化的绝对值

P＝在组装装置时，当垫圈受到挤压时而产生的排斥力

K＝螺旋压缩弹簧7的弹簧常数

螺旋压缩弹簧7对多层体20加压的力需要强于在固定板9b方向上由多层体20内部产生的力。在多层体20内部产生的力包括：1)当水流入脱盐室、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b时的水压力；和2)当O形环等的垫圈10受挤压时产生的排斥力。如果螺旋压缩弹簧7对多层体20加压的力小于在多层体20内部产生的力，螺旋压缩弹簧7的收缩将大于组装装置时的那些，从而在各室之间产生空隙，这会导致漏水。

出于这一原因，当螺旋压缩弹簧7收缩了上述的收缩量时，装置可以保持密封性能并且可以与由于多层体20的热收缩而导致的收缩量δ相匹配。

此处，弹簧常数表示向弹簧施加单位位移量(变形或变形角)所需的力或力矩(JIS B0103)。

此外，在当水通过多层体20的各室，由水压力在多层体20中产生的力大于螺旋压缩弹簧7对多层体20加压的力的情况下，螺旋压缩弹簧的收缩大于组装装置时的那些，而导致在各室之间产生空隙。因此，优选的是，设置制动器8(参见图4)，以防止螺旋压缩弹簧7的收缩大于组装装置时的那些。这可以防止螺旋压缩弹簧7的收缩大于必要值，并且因此可以降低由螺旋压缩弹簧7的弹性力过度施加在多层体20上的负荷。如果制动器8不导致各螺旋压缩弹簧7的收缩大于必要值，则各制动器8不限于特定的制动器。不过，优选制动器8是可以设置在螺旋压缩弹簧7安置位置的金属销钉(例如，在图6中所示的位置)，也就是说，其直径小于螺旋压缩弹簧7的内径的金属销钉。以这种方式，可以通过将销钉插入螺旋压缩弹簧7的内部的方式，而设置螺旋压缩弹簧7，使得销钉起到制动器的作用，并且销钉也可以使得安装和固定螺旋压缩弹簧7变得简单。此外，优选的是，各制动器8设置方式为，使得其具有与在组装装置时各螺旋压缩弹簧7的收缩量相等的长度。这防止在组装装置时销钉超过必要地被紧固并因此可以防止对框架体14施加过量的应力。

此处，尽管制动器8固定在固定板9b上，但是制动器8也可以固定在电极室6b的侧壁11上。

此外，当螺旋压缩弹簧7接触多层体20时，多层体20具有在其接触部分通过螺旋压缩弹簧7的作用而导致的应力集中。作为结果，框架体很可能被破坏。因此，如图7所示，可以在多层体20和螺旋压缩弹簧7之间安置平板21。以这种方式，螺旋压缩弹簧7可以在平板21的整个表面上对多层体20加压，这可以因此避免负荷施加在多层体20的一点上。

作为另一种变化，螺旋压缩弹簧7的弹性体7和制动器8仅安置在多层体20的一侧，但也可以安置在多层体20的两侧。

[实施例]

接着，将通过取实施例，进一步具体描述用于制备去离子水的电气装置。然而，这是一个实例且本发明不限于此实施例。

当试验者通过混合床脱盐池的方式对含有铵的待处理的水脱盐时，试验者使用了具有如在图2中所示的构造的用于制备去离子水的电气装置，装置规格以及操作条件如下所述。在于温度为20℃的室中组装此装置。使用此用于制备去离子水的电气装置，以从含有20mg/L铵离子、1mg/L钠离子、1mg/L氯离子、和1mg/L硫酸根离子的待处理的水制备去离子水。在55℃，连续操作该装置1000小时，并随后将纯水通过装置，随后停止操作。作为结果，装置的温度降低至常温(20℃)，但未发生漏水。

[装置规格]

为了获得上述评价，使用了具有下述规格的用于制备去离子水的电气装置(其构造示于图2和图3中)。

脱盐室4：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

浓缩室5a、5b：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

电极室6a、6b：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

由脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b组成的多层体20的厚度：480mm

各脱盐室4、浓缩室5a、5b和电极室6a、6b的框架体14的材料：ABS树脂

脱盐室4中填充的离子交换树脂：阴离子交换树脂(A)和阳离子交换树脂树脂(K)的混合离子交换树脂(混合比A∶K＝1∶1，按体积比计)

去离子水制备装置的总流量＝1920L/h

循环槽13：液相部分体积100L

待处理的水的温度：55℃

入口压力：0.1MPa

(弹性体7的规格)

使用具有下述规格和设置状态的螺旋压缩弹簧作为弹性体7，以获得上述评价。

弹簧材料：SWP-B(JIS B0103)

弹簧的簧丝直径：5.5mm

弹簧的外径：32mm

弹簧的自由高度：100mm

弹簧常数：59.9N/mm/弹簧

弹簧数量：30

组装时弹簧的收缩宽度：15mm

弹簧对多层体20加压的力：27000N(＝59.9×15×30)

(垫圈的规格)

此外，试验者使用了O形环作为被夹在构成多层体20的各室之间的垫圈10，其硬度计硬度为70(JIS K6253)，总长度为2260mm，厚度为3.53mm。为了可靠地密封各室之间的间隙，以垫圈受到挤压的状态来使用垫圈10。此时，各O形环受到每单位长度O形环3.4N/mm的挤压力的挤压，使得O形环的压缩率达到25％，这是JIS2406(1991)所推荐的，从而当O形环受到挤压时的排斥力为7700N。

(多层体20中产生的力)

当水通过多层体20时，在多层体20中产生的水压力为4000N。因此，当装置的操作停止时，在多层体20中产生的力仅为O形环的7700N的排斥力，而当操作装置时，在多层体20中产生的力为11700N(＝4000+7700)。

(用作弹性体7的螺旋压缩弹簧的作用)

在上述操作停止之后，各螺旋压缩弹簧7的收缩宽度从组装装置时的15mm变成13mm。当螺旋压缩弹簧7的收缩宽度为13mm时，螺旋压缩弹簧7向多层体20加压的力为23400N(＝59.9×13×30)，并且大于当装置的操作停止时在多层体20中产生的7700N的力。当多层体20从55℃的操作状态改变至20℃常温状态时，多层体20在各室安置方向上收缩了2mm(＝10×10^-5[l/k]×480[mm]×(55-20)℃＝1.68mm2mm)，这增加了在各室之间可能产生空隙的可能性。然而，螺旋压缩弹簧7可以填补所述孔隙并因此不发生漏水。此外，通过将当操作停止时在多层体20中产生的力7700N除以弹簧常数59.9N/mm所获得的值(4.3mm)与多层体20的收缩宽度(2mm)之和为6.3mm。当组装螺旋压缩弹簧7时，收缩宽度15mm大于该和。出于这一原因，装置可以保持密封性能，并且同时可以匹配由多层体20的热收缩导致的收缩宽度。

(制动器8的作用)

接着，试验者通过使用待处理的水，在本实施例的用于制备去离子水的电气装置的水出口关闭的状态下，施加了0.75MPa的入口压力。此时，各螺旋压缩弹簧7的变形量为15mm且不发生漏水。通过水压产生的力为30000N，且因此在多层体20中产生的力为37700N(＝30000+7700)。也就是说，在多层体20中产生的力(＝37700N)比当组装装置时螺旋压缩弹簧7对多层体20加压的力27000N更大。然而，制动器8与电极室6b的侧壁11接触，且因此施加了通过制动器8的反作用导致的力。因此，螺旋压缩弹簧7不会收缩得大于当组装装置时的收缩宽度15mm。

(比较例)

当试验者通过混合床脱盐池的方式对含有铵的待处理的水脱盐时，试验者使用具有不包括如在图2和图3中所示的弹性体7和制动器8的构造的用于制备去离子水的电气装置(参见图1)，装置规格以及操作条件如下所述，并从含有20mg/L铵离子、1mg/L钠离子、1mg/L氯离子、和1mg/L硫酸根离子的待处理的水制备去离子水。在55℃，连续操作该装置1000小时，并随后将纯水通过装置，随后停止操作。作为结果，装置的温度降低至常温(20℃)，并且水从多层体20的各室之间的空隙漏出。

比较例的装置规格如下。

脱盐室101：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

浓缩室102a、102b：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

电极室103a、103b：宽度300mm、高度400mm、厚度8mm

由脱盐室101、浓缩室102a、102b和电极室103a、103b组成的多层体20的厚度：480mm

构成脱盐室101、浓缩室102a、102b和电极室103a、103b的部件的材料：ABS树脂

脱盐室102中填充的离子交换树脂：阴离子交换树脂(A)和阳离子交换树脂(K)的混合离子交换树脂(混合比A∶K＝1∶1，按体积比计)

去离子水制备装置的总流量＝1920L/h

循环槽13：液相部分体积100L

待处理的水的温度：55℃

入口压力：0.1MPa

(工业实用性)

根据涉及本发明的用于制备去离子水的电气装置，螺旋压缩弹簧匹配了当装置在高温操作并随后返回常温时所导致的各室的收缩。因此，可以获得不会导致漏水的用于制备去离子水的电气装置。特别是，可以在不允许漏水的设施如核电厂中，使用此用于制备去离子水的电气装置。

尽管至此已经通过实施例的使用描述了本发明的实施方案，但本发明不限于所述实施例，而是包括不脱离本发明本质的范围内的工程设计变化。换言之，本发明中包括本领域技术人员可以达成的各种改变。

本申请基于来自在2010年9月14日提交的日本专利申请号2010-205767，并且要求其优先权，其内容一起全部通过引用结合在此。

附图数字和标记描述

1：阳离子交换膜

2：阴离子交换膜

3：待处理的水

4：脱盐室

5a、5b：浓缩室

6a：电极室(阴极室)

6b：电极室(阳极室)

7：弹性体(螺旋压缩弹簧)

8：制动器

9a、9b：固定板

10：垫圈

11：侧壁

12：经过处理的水

13：离子交换剂

14：框架体

14a：开口部分

14b：螺栓孔

15：离子交换膜(阳离子交换膜1或阴离子交换膜2)

16：螺母

17：当将每个室的内壁面投影在固定板上时获得的线

18：当将每个室的外壁面投影在固定板上时获得的线

19：螺栓

20：多层体(主体部)

21：平板

Claims (10)

1.一种用于制备去离子水的电气装置，所述电气装置包括：

主体部，所述主体部包括：脱盐室，所述脱盐室由至少两个离子交换膜限定并被离子交换剂填充；第一浓缩室，所述第一浓缩室经由所述离子交换膜中的一个与所述脱盐室的一侧相邻地被安置；第二浓缩室，所述第二浓缩室经由所述离子交换膜中的另一个与所述脱盐室的另一侧相邻地被安置；和一对电极室，所述一对电极室分别被设置在所述第一浓缩室外侧和所述第二浓缩室外侧；

一对固定板，所述一对固定板被设置以使得将所述主体部夹在中间；和

弹性体，

其中，所述弹性体被安置以使得在所述脱盐室、浓缩室和电极室被安置的方向上的压缩应力通过所述固定板和所述弹性体施加到所述主体部上。

2.根据权利要求1所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述弹性体插入所述一对固定板中的至少一个与所述主体部之间。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述弹性体是螺旋压缩弹簧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制备去离子水的电气装置，其中，当温度变化的绝对值为ΔT，在改变温度ΔT的情况下在所述主体部的所述脱盐室、浓缩室和电极室被安置的方向上的位移量为a，所述主体部的线性膨胀系数为α且在组装所述装置时在所述主体部的所述脱盐室、浓缩室、电极室被安置的方向上的长度为L₀的时候，

所述弹性体是在其中大于由下式表示的位移量a的变形量被提供给该弹性体的状态下被安置的：

a＝α×ΔT×L₀。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制备去离子水的电气装置，所述电气装置包括：

垫圈，所述垫圈各自分别插入彼此相邻地安置的所述脱盐室、浓缩室和电极室之间，

其中，

当温度变化的绝对值为ΔT，在改变温度ΔT的情况下在所述主体部的所述脱盐室、浓缩室和电极室被安置的方向上的位移量为b，所述主体部的线性膨胀系数为α，在组装所述装置时在所述主体部的所述脱盐室、浓缩室、电极室被安置的方向上的长度为L₀，在组装所述装置时当所述垫圈受到挤压时产生的排斥力为P且所述弹性体的弹簧常数为k的时候，

所述弹性体是在其中大于由下式表示的位移量b的变形量被提供给该弹性体的状态下被安置的：

b＝α×ΔT×L₀+P/k。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述固定板设置有用于防止所述弹性体引起大于所述变形量的变形的制动器。

7.根据权利要求6所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述制动器插入所述螺旋压缩弹簧内部。

8.根据权利要求7所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述制动器的长度为所述螺旋压缩弹簧的自然长度与所述变形量之差。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于制备去离子水的电气装置，

其中，所述弹性体包括：多个弹性体，所述多个弹性体被安置在将所述脱盐室、浓缩室和电极室的内壁面投影在所述固定板上时获得的线上以使得沿该线设置，或者被安置在该线外侧并且在将所述脱盐室、浓缩室和电极室的外壁面投影在所述固定板上时获得的另一条线内侧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制备去离子水的电气装置，所述电气装置还包括：在所述主体部和所述弹性体之间的平板。

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