CN110015748A - 净水装置 - Google Patents

Abstract

一种净水装置，设置于一流动水体中，包含有一第一电极、一质子交换膜、一第二电极及一电压源，该第一电极的材质包含有一第一含硼钻石材料，该质子交换膜设置于该第一电极的一侧，该第二电极设置于该质子交换膜远离该第一电极的一侧，该电压源电性连接于该第一电极与该第二电极，并施加一电压，当该流动水体由该第一电极流入，经由该质子交换膜再由该第二电极流出，令该第一电极与该流动水体反应产生一臭氧及多个氢离子，该氢离子穿过该质子交换膜至该第二电极而形成一氢气。藉此，利用该臭氧溶解于该流动水体中，而可达成消毒、杀菌的效果。

Description

净水装置

技术领域

本发明涉及一种装置，尤指一种净水装置。

背景技术

臭氧为氧气的同素异形体，其反应活性远比氧气强，是强氧化剂，故臭氧能于短时间内将浮游细菌消灭，并可中和、分解有毒物质以及去除恶臭，因此臭氧可用于净化空气、净化饮用水、杀菌等用途，由于在氧化的过程中会分解成无害的氧体，而被认为具有应用于消毒杀菌的潜力。

例如在中国台湾发明专利公告第I230692号也揭示一种净水系统的臭氧处理装置，包含一循环管路、一具有一进气端部及一排气端部的第一壳体、一设置在该第一壳体内的紫外线光源、一设置在该循环管路上且与该排气端部连通的吸引单元、一包覆该第一壳体外且具有一与该循环管路连通的进水孔及一排水孔的第二壳体，以及一形成于该第一、二壳体间的容水区。当一外界空气被该吸引单元引入该第一壳体内部时，该外界空气经该紫外线光源所发出的一短波紫外线的照射就可产生臭氧，如此，该臭氧也就是可经该排气孔、该吸引单元输出至该循环管路的水流中，以达到杀菌、净化水质的效果。

然而，紫外光灯管体积庞大，且灯管寿命较短，并容易产生高温导致臭氧分解，而常具有输出的臭氧浓度过低，导致消毒、杀菌的效果不足的问题，因此，如何提高臭氧浓度，实为一大课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于如何解决输出的臭氧浓度过低，导致消毒、杀菌的效果不足的问题。

为达上述目的，本发明提供一种净水装置，为设置于一流动水体中，该净水装置包含有一第一电极、一质子交换膜、一第二电极及一电压源，该第一电极的材质包含有一第一含硼钻石材料，硼的浓度范围介于500ppm至2000ppm之间，该质子交换膜设置于该第一电极的一侧，该第二电极设置于该质子交换膜远离该第一电极的一侧且该第二电极的材质包含有一第二含硼钻石材料，硼的浓度范围介于500ppm至2000ppm之间，该电压源电性连接于该第一电极与该第二电极，并施加一电压于该第一电极与该第二电极之间，该流动水体由该第一电极流入，经由该质子交换膜再由该第二电极流出，令该第一电极与该流动水体反应产生一臭氧及多个氢离子，该些氢离子穿过该质子交换膜至该第二电极而形成一氢气。

综上所述，本发明利用该第一含硼钻石材料形成该第一电极，该第二含硼钻石材料形成该第二电极，当该流动水体由该第一电极流入，而可令该第一电极与该流动水体反应产生一臭氧、该第二电极形成一氢气，可以长时间高效率的稳定产生该臭氧，而有效的对该流动水体进行消毒、杀菌。

附图说明

图1，为本发明第一实施例的结构配置示意图。

图2，为本发明第二实施例的剖面示意图。

图3，为本发明第三实施例的剖面示意图。

具体实施方式

涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1所示，本发明为一种净水装置，并设置于一流动水体1中，该净水装置包含有一第一电极10、一质子交换膜20、一第二电极30及一电压源40，该第一电极10的材质包含有一第一含硼钻石材料，而硼的掺杂浓度范围介于500ppm至2000ppm之间，该第二电极30的材质包含有一第二含硼钻石材料，而硼的掺杂浓度范围介于500ppm至2000ppm之间，该质子交换膜20设置于该第一电极10与该第二电极30之间，并会与该第一电极10、该第二电极30连接，该电压源40电性连接于该第一电极10与该第二电极30，并会施加一电压于该第一电极10与该第二电极30之间，当该流动水体1由该第一电极10流入，经由该质子交换膜20再由该第二电极30流出，而可令该第一电极10与该流动水体1反应产生一臭氧及多个氢离子，该些氢离子穿过该质子交换膜20至该第二电极30形成一氢气，因而形成一完整的氧化还原反应。而所产生的该臭氧会溶于该流动水体1中，并达到消毒以及杀菌的作用，且本发明可以长时间高效率的稳定产生该臭氧。

而于本发明中，该第一含硼钻石材料为利用多个第一含硼钻石颗粒压制而成，并形成一层状结构，该第二含硼钻石材料则为利用多个第二含硼钻石颗粒压制而成一层状结构，且该些第一含硼钻石颗粒与该些第二含硼钻石颗粒为利用高压法(>5GPa)制作而成，但亦可以通过化学气相沉积法制作，而该些第一含硼钻石颗粒与该些第二含硼钻石颗粒的粒径皆为0.5毫米(mm)左右。

续搭配参阅图2所示，为本发明的第二实施例，本实施例中，还包含有一设置于该第一电极10外围的第一玻璃材料51、一设置于该第一玻璃材料51外围的第一网体52、一设置于该第二电极30外围的第二玻璃材料61以及一设置于该第二玻璃材料61外围的第二网体62，该第一网体52包含多个第一孔洞，且该流动水体1通过该些第一孔洞而与该第一电极10、该第一玻璃材料51接触，该第二网体62包含多个第二孔洞，且该水体通过该些第二孔洞而与该第二电极30、该第二玻璃材料61接触。该流动水体1会由该些第一孔洞流入，并经由该第一玻璃材料51、该第一电极10后，再由该些第一孔洞流至该质子交换膜20，而后，再由该些第二孔洞流入该第二电极30、该第二玻璃材料61，最后再由该第二孔洞流出。而于本实施例中，该些第一孔洞与该些第二孔洞的孔径为0.2毫米(mm)。

而其制作方式为先将该第一网体52平铺，而后依序铺上一层1毫米(mm)厚的玻璃珠、一层该些第一含硼钻石颗粒、一层1毫米(mm)厚的玻璃珠、一层该第一网体52，最后再热压半熔二层该第一网体52，而可制成中间导电而两侧绝缘的含硼钻石颗粒电极，且该第一网体52可以防止该些第一含硼钻石颗粒剥落于该流动水体1之中。而包围该第二电极30的该第二玻璃材料61、该第二网体62的制作方式皆与前述相同，在此则不另行赘述。

续搭配参阅图3所示，于本实施例中，还包含有一设置于该第一电极10外围的第一玻璃材料51、一设置于该第一玻璃材料51外围的第一金属板材53、一设置于该第二电极30外围的第二玻璃材料61以及一设置于该第二玻璃材料61外围的第二金属板材63，该第一金属板材53包含多个第一孔洞，使该流动水体1可以通过该些第一孔洞与该第一电极10、该第一玻璃材料51接触，该第二金属板材63同样包含多个第二孔洞，该流动水体1亦通过该些第二孔洞与第二电极30、该第二玻璃材料61接触。该流动水体1同样会由该些第一孔洞流入，并经由该第一玻璃材料51、该第一电极10后，再由该些第一孔洞流至该质子交换膜20，而后，再由该些第二孔洞流入该第二电极30、该第二玻璃材料61，最后再由该第二孔洞流出，且该第一金属板材53可以防止该些第一含硼钻石颗粒剥落于该流动水体1之中。而于本实施例中，该些第一孔洞与该些第二孔洞的孔径约为0.2毫米(mm)，而该第一金属板材53、该第二金属板材63的材质可以为铝或钛。

而其制作方式为依序迭置一层该第一金属板材53、一层一层1毫米(mm)厚的玻璃珠、一层该些第一含硼钻石颗粒、一层1毫米(mm)厚的玻璃珠、一层该第一金属板材53，再将两层该第一金属板材53压紧后锁定。而包围该第二电极30的该第二玻璃材料61、该第二金属板材63的制作方式皆与前述相同，在此则不另行赘述。

综上所述，本发明具有以下特点：

一、通过该电压源施加电压于该第一电极与该第二电极之间，使该第一电极与该流动水体反应产生臭氧，而可长时间稳定的产生该臭氧，且足够浓度臭氧溶于该流动水体中，可以有效的达到消毒以及杀菌的作用。

二、通过该第一电极、该质子交换膜、该第二电极的设置，使结构设计上更为简单。

三、通过该第一网体、该第二网体、该第一金属板材、该第二金属板材的设置，可以防止该些第一含硼钻石颗粒、该些第二含硼钻石颗粒剥落，而可提高本发明的使用年限。

以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种净水装置，为设置于一流动水体中，其特征在于，该净水装置包含有：

一第一电极，该第一电极的材质包含有一第一含硼钻石材料，硼的浓度范围介于500ppm至2000ppm之间；

一设置于该第一电极的一侧的质子交换膜；

一设置于该质子交换膜远离该第一电极的一侧的第二电极，该第二电极的材质包含有一第二含硼钻石材料，硼的浓度范围介于500ppm至2000ppm之间；以及

一电性连接于该第一电极与该第二电极的电压源，该电压源施加一电压于该第一电极与该第二电极之间，该流动水体由该第一电极流入，经由该质子交换膜再由该第二电极流出，令该第一电极与该流动水体反应产生一臭氧及多个氢离子，该些氢离子穿过该质子交换膜至该第二电极而形成一氢气。

2.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，该净水装置还包含有一设置于该第一电极外围的第一玻璃材料以及一设置于该第一玻璃材料外围的第一网体，该第一网体包含多个第一孔洞，该流动水体通过该些第一孔洞与该第一电极、该第一玻璃材料接触。

3.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，该净水装置还包含有一设置于该第二电极外围的第二玻璃材料以及一设置于该第二玻璃材料外围的第二网体，该第二网体包含多个第二孔洞，该流动水体通过该些第二孔洞与该第二电极、该第二玻璃材料接触。

4.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，该净水装置还包含有一设置于该第一电极外围的第一玻璃材料以及一设置于该第一玻璃材料外围的第一金属板材，该第一金属板材包含多个第一孔洞，该流动水体通过该些第一孔洞与该第一电极、该第一玻璃材料接触。

5.如权利要求4所述的净水装置，其特征在于，该第一金属板材的材质为铝或钛。

6.如权利要求4所述的净水装置，其特征在于，该净水装置还包含有一设置于该第二电极外围的第二玻璃材料以及一设置于该第二玻璃材料外围的第二金属板材，该第二金属板材包含多个第二孔洞，该流动水体通过该些第二孔洞与第二电极、该第二玻璃材料接触。

7.如权利要求6所述的净水装置，其特征在于，该第二金属板材的材质为铝或钛。

8.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，该第一含硼钻石材料包含有多个第一含硼钻石颗粒，该第二含硼钻石材料包含有多个第二含硼钻石颗粒。

9.如权利要求8所述的净水装置，其特征在于，该些第一含硼钻石颗粒的粒径为0.5毫米，该些第二含硼钻石颗粒的粒径为0.5毫米。