TW209855B - - Google Patents

Description

10 5 8 9 ο 2

A B 明 议 明 發 ' 五 本發明偽關於處理導電流體，亦即具有某一導電能力 之流疆的一種方法及裝置。更特殊地，本發明偽_於一種 可防止水中固體粒子沈潑之方法及装置，此種固證粒子易 在水通過之管路的内表面上形成管垢；而且該方及装置有 助於先前所形成之管垢的凊除，及會抑制流體暴露其中之 化合物之釋入流體内： 在流體圍阻糸统中，_营条内層上及該条其it部伤鐵化 合物之累積，因此等鐵化合物易熔入流體内，故會導致流 經該糸統流體之鐵含量的增加。鐵化合物之此項釋入流體 内會引起流_之變化，亦即流fS會呈氧化鐵之红褐fe D為 求獲求流證中無此類鐵化合物，洌如氧化遨之過多集聚計 ,該条須予冲洗，直至具有過氣化鐵多集聚物之流髏從該 糸ΐ充i/Τί W為止〇 在該糸統停止使用數小時後，例如當該系統於晚上停 機後每天早晨初次應用時，該特殊問題最為普及與明顯 目前已使用數項已知之装置及方法以防止氧化鐵之形 成及流體之變色：某些方法使用化學品之目的僅在將氧化 鐵變為無色之鐵化合物形式。雖然該流體不會變色，但此 流體之含鐵量仍相當之高，故在意識上此等方法可認為無 效。其他既知之方法及装置傜集中於防止流證承受鐵高含 量或貫注於流體条統内所沈積之鐵化物管垢之清除： 本發明己研究發展利用離子化水以清除管垢之方法及 装置，5¾項管垢王要由氣化鐵組成，且已沈橫在治禮管依· 之内表面。已經認知當；1子ib水通過具有氧化物管垢沈憤 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百) •装· •打· •線. 甲4(210X 297公沒） -4 - A6 B6 209855 五、發明説明（） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 於其内表面上之管糸時，該氣化物管垢傜變為可逐漸清除 之軟性氫氧化物（氫氧化鐵）。 胶據一項如此之發展，美國專利第4 , S 0 2 , 3 9 1號掲 露一種具高效率之離子化流髏之“自生式”系統，以獲致 一種除垢效應，使其可清除沈積之鈣、il及鐵粒子。 如同美國專利第4 , 9 0 2 , 3 91所透露，兩膣具有不同 電化電位之導電材料之電S,例如鋁質及炭質電極，由於 各電{!之電位可甩以雞子化與其接觸之流體：該条統皎義 為“自生式”此乃因各電搔在電氣上為妓此隔雞，而各電 極間之導電連接僅可藉欲處理之流髏予以建立，而該流體 則渖展於各電搔之間，Μ此所提供之系統中不需外能源、 其中流動之電流最小，而各電間之預期電位差最大：在 有關美國專利第4, 902, 391所掲露之方法及裝置之開發 研究中，曾經發現降低流經二電極間之電流及獲得一電壓 或電位之唯一情況曾提供最佳之性能。 第1圖所示為美國專利第4, 302，391號所掲露之装 置之基本部份。參考數字1及2偽分別表示具有不同電化 電位之導電材料（例如炭及鋁）的正電極及負電極：，炭質 正電極1及鋁質負電極2在電氣上為彼此隔離，以便除藉 二電極之間往箭頭所示之方向流動的流醴外，在二電搔間 不會建立簧證或導電連接。如上所述，曾經發現藉最大電 壓電位及最小電流流動之一情況，該系統在清除蓠垢，持 別是在去除鈣或镁垢锪方面甚為有效： 此一裝置對於鐵化合物管垢之清除亦蛋有效；然而去 甲4(210X 297公犮） -5 - Α6 Β6 20985ο 五、發明説明（） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 除此類管垢之效用則相當之低。使用此一裝置清除流體圍 阻系統之鐵化合物管垢時視管垢之厚度情況可能需要一至 數月。除清除管垢所需之長時間外，其所具之缺點為冲洗 流體時從該条統釋入流體之氧化鐵粒子會顯著增加。因此 在可獲得清潔之流體前每天早晨需花相當長之時間冲洗乾 淨該条统。 本發明之目的在提供一種方法及裝置，流譆流過其圍 阻条統時，該方法及裝置可缓慢清除該条統中之特殊化合 物，且於流體不流經該圍阻条統，例如脫上時，亦同時可 抑制大量之此類化合物釋入流疆中。 •訂. 除閤於美國專利第4，902, 3S1號所討論之自生式系 統外，另備置第三電極EP可逹成本發明之上述目的。第三 電極為在電極上與正電極之導電材料相連之導電Μ料，但 在電氣上傜與負電極之導電材料隔離。第三電極與正電極 間之導電連接可使第三電極之導電材料的金屬離子釋入流 體，藉以增加流體内此種離子之滠度，而此項增加依次可 抑制其他來源之相似離子之釋入流髏，而此項其他來源可 為流體所露至之沈積管垢。因此，當使用鐵質之第三電極 時，鐵（Fe)離子偽釋入流體，而此流醱會抑制該糸统内已 經形成氧化鐵管垢之氧化鐵（Fe3 〇3)之釋入流體内 另一方面，電氣隔之鋁質負電極及炭質正電極繼缜離 化流髏，俾可防止其固體粒子之沈殺，而此種沈騷易在管 糸之内表面形成管垢，及有助於先前所形成之管垢的淸除 -6 - 甲 4 (210X297 公沒） A6 B6 209855 五、發明説明（） 因之，在欣據本發明之雙重糸統中，當該糸统於淳工數小 時後再開動時，流體之變色問題大為減輕或已完全排除。 同時，當流體從該糸統（流動時，包括有氧化鐵及某些量 之鈣及鎂在内之先前所沈積的管垢可緩慢清除.並可防止 管垢之進一步的累積。 有關本發明之其他目的、特歡及優點藉覆閲各較佳實 施例之下列詳細說明及諸附画對該技ϋ之一般技術人士而 言應屬顯而易見，在諸附圖中： 第1圖為處理導電流體用之裝置的電極基本結構之切 面透視圖，該項結搆偽由彼此為電隔離之正電極及正電極 所構成； 第2圖為依據本發明處理導電流體用之装置的一實施 例之必要的切面透視圖； 第3 _為依據本發明處理導電流體用之裝置的必要零 件之賁際形的的切面透視圖； 第4圖為依據本發明處理導電流體用之裝置的必要零 件之另一實際形式的切面透視圖；及 第5圖為依據本發明使用第4圖所示必要零件之處理 導電流體的裝置一部份為切面之透視圖 謓參考第1及2圖，ί衣據本發明處理流體用之装置偽 使用第1 所示之基本電極装置，亦即為導電材料例如為 炭之正電極1 ,及一為導電材料如同鋁之負電極2 :,電極 1及2之導電材料具有不同之電化電位，以致當該裝置中 欲處理之導電流體之本體在二電極間往箭頭之方向流動' 時 甲 4(210X297 公潑） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .羊 .打. d. A6 B6 209855 五、發明説明（） ,在二電極間可産生導電電位之導電連接僅可經由流體之 本體予以建立，而該流體乃藉此而發生離化。 現請參考第2〜5圖，參考數字3傜表示導電材料之 第三電極，該第三電極傜與正電極1之導電材料相連，但 與負電極2之導電材料為電絶緣。 如第2圖解所示，第三電極可僅憑藉伸展於正電極1 與第三電極之間的導電線9電連接至正電極1。另一方面 ,電阻器9可因以下所述之理由而用以電連接正電極1及 第三電極3。另外，如圖3〜5所示，第三電極可予配置 ,使其與正電極1為直接實證接觸。 在上述構造之各形式中之任一形式内，三値別之電能 情况可予建立： U)在正電極1與負電極2之間建立一最大之電壓電位及 最小之電流情況； - (2) 在第三電極3與負電極2之間亦建立一最大之電壓電 位與最小之電流情況；及 (3) 在正電極1與第三電極3之間建立具最小電壓之最大 電流情況。 憑藉電連接第三電極3至正電極1,Μ以建立最大電 流流量及最小電壓電位之倩況，第三電極之大量金屬離子 乃釋入流體内。曾經發現此種金屬離子之引入流體後當該 金屬離子已由迅速溶解於流體而已在溶液中時可以防止相 同金屬之化合物。因此，Μ使用鐵（F e)之第三電揺，流體 圍阻糸統中所沈積之管垢的氧化鐵（Fe20〇由於有第三電 甲 4(210X 297公沒） {請先聞讀背面之注意事項再琪寫本页) -¾.. .打· -線· 20985ο Α6 Β6 五、發明説明（） 極所引入於流體内之鐵（Fe)離子，故不會溶入流髏内。因 之，當水己未流經該条統一段長時間後在該糸統開啓之初 可防止水之變色。 ' 欲試驗本發明之有效性，一装置偽依照第2圖構造完 成，在此裝置中用一小塊軟網（鐵）當作第三電極且由電 線9提供第三電極3與炭質正電1間之直接電連接。 自來水之兩値樣品曾予測試，一痼樣品具有140微秒 /公分之導電率，而另一樣品則具有2 4 0微秒/公分。 一種生綉之鐵偽切成為兩半，侔可提供其上所具生綉 倩況儘可能相等之兩塊生誘之鐵，此兩塊綉鐵係分別置於 兩値玻璃燒杯。 第一値燒杯亦注滿所具導電率為140撤秒/公分之直 接取自龍頭之水。第二値燒杯亦注滿自來水，但此種自來 水已經先通過第2圖之装置。 - 於各燒杯已使其直立約3小時後，每一燒杯中水之情 況經予檢査。第一痼燒杯中未經處理之水迅速因鐵锈而變 色。而在第二値燒杯内經過本發明處理後之水對變色表示 具明顯之抗力。 該項試驗然後以具導電率為240微秒/公分之水的第 二値樣品予以重複。於經過相似之三小時之直立後，每一 燒杯中水之情況，在經過處理與未經過處理之水之間表示 甚至更大之差異。未經處理過之水表不相同之快速變色， 而處理過之水則表很小的變色。 上述各項試驗表示《使用本發明之方法及装置，鐵锈 {請先閲讀背面之注意事項再填需本页) .装. •打. .綠· 甲 4(210X 297乂发) -9 - A6 B6 2〇9B5〇 五、發明説明（） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之釋&&水内己予延缓。該等試驗亦表示水之導電能力之 程度為本發明有效性之一項因素。請注意水之1 4 Q撤秒/ 公分導電率水準傜屬罕有之低，而240撤秒/公分之導電 率水準則在一般供水系統導電水準範圍之低端。在此等系 統内之水之導電能力範圍通常為200us / cm至500或60S) us/ cm 。從此一事實應可明白上述各項試驗表示砍據本發明之方 法及裝置在處理一般供水条統具之標準導電能力範圍内之 水柽具效率。 各値別燒杯上内側表面上之殘餘沈積物亦予審查。於 騰空試驗水之値別樣品之燒杯後，曾經觀察到已經使用未 經處理過之自來水之燒怀已變色，而且此項變色搔難予以 除去。另一方面，装置處理過之水的燒杯則無殘餘之變色 或污點。此等觀察结果顯示處理過之水可防止任何沈镇物 ，而同時可防止水之變色。 - 從所實施之i則試之範圍，顯然可知電流流量之情況， 亦即第三電極3與正電揺1間之電能情況（其中金屬離子 偽從第三電極釋入流體）偽屬需要俾可降低氯it鐵之釋入 水中。足以影鎏此一電流流量情況之兩因數為最適於抑制 待殊化合物釋入流證之金屬離子之種類δ該電極之表面面 積。 決定第三電極之最適當之金屬的試驗經砍據其電化電 位所選之金屬予以實施：铝為所用電化系列中之最高者， 且表示無什麼效應，鋅亦表示無什麼效應然而，鐵則提 供一極肯定之结果在此方面，包活不锈銷及高炭網在之 甲 4(210Χ 297公沒） -10 - Α6 Β6 20985ο 五、發明説明（） 各種不同鐵合金經予試駿；但鐵愈純，試驗結果愈佳。鏍 及銅均在鐵之電化作用的另一側且表示沒有什麼效應。 更特殊地，從此等試驗顯然可知第三電極之金屬應與 欲防止其被釋入流體之化合物的主要元素具有密切之闊傜 (.具有大致上與該主要元素相同之電化電壓。此一事實 之意義為第三電極之金屬應與該化合物相同或者為其主要 元素之合金。因此，在氣化鐵之情況下，該主要元素為鐵 ，因而為防止氯化鐵之釋入流體中，第三電極應為鐵或者 為鐵合金。然而，對於其他化合物，第三電極當然應由與 該特殊化合物具有密切關傜之金屬製成 於欲考慮待處理之流髏的導電率時，第三電揺之表面 面積為一項因素。舉例言之，對於具有低導電能力之流譆 ，因充作電解質之流體的效率相應之低，故第三電極與正 電極間之電流流量相當之小：因之第三電極需要大的表面 面積，使其可提供釋放足以抑制其他化合物來源之待殊化 合物釋入流體内之金屬離子量所需之電流流量另一方面 ，當具有高度導電能力之流餺欲予處理時，第三電極之表 面面積可使其相應地小： 把上述記在心再参考第2画，其中先前己經掲露 -· 1 —_____... -—〜.一〆 可將電詛器9A用以連接正電極1及第三電揺3 :因第三電 揺之表面面積為可變及控制因素，且因在考寒下欲予處理 之流護的導電率水準具有相當大之®化，故電阻器9AE提 供當作獲得該裝置最佳操作倩涅之控制形式.： 亦即如欲處理之流髏表示有高度之導電能力，則第三 甲4(210X 297公沒） -11 - .................................................故…：：..........·-.............訂：…：{ .................•線 «*· - (請先聞蹟背面之注意事項再填寫本頁) 2,098^5 A6 B6 五、發明説明 ( ) 電 極 3 與炭 質 正 電 極 1 間 之直 接 連 接可産 生 m 子之例 如 鐵 離 子 跨 越 釋 放 0 憑 U fr*F- 弟 三 電極 2 與 正 電極 1 間 電 阻器 9A之 使用 t 即使 第 二 電 極 3 具有相 當 大 之 面積 9 電 阻 器 9 A可 世 田 作 有 m 離 子 釋 放 量 之控 制 ，因 而 可 藉此在 最 佳 操 作 情況 下 提 供 第 三 電 極 之 長 工 作 壽 命。 現 請 参 考 圖 〇 至 5 » 第三 電 極 3 亦可予以配 置 • 使其 與 正 電 極 1 之 導 電 材料 為 直接 之 實 s^m m 接觸 ( 例 如 在 圖 3 之 接 點 A ) 〇 m 二 <tTr 極 3 實 體接 觸 正 電 m ί 之接 點 A m 予隔 離 使其不 與流 體 接 m 實 屬 重要 〇 如 第 三電 極 3 實 zm Βξ 接 觸 正 電 極 1 之 接點 予 以 暴 露 而 與流 體 接 镯 ,則在此接點之 最 大 電 流流 量 t^ts 使 Mr- 弟 三 電 極 發 生嚴 重 之 腐 蝕作 用 f 而 導 致 fr*f- m 三 電 極 3 與 正 電 極 1 之 間 導 電連 接 的 腐 蝕及 斷 裂 V 於 是 1 如 圖 所 示 > 形 式為 塑 膠 材料4 之 — 般 錐 形 件 之 電 緣 係 至 少配 置 於 管 形 炭 質正 電 極 1 之各 軸 向 對 -LUi m 之 — 1.01 C m 三 電 極 3 偽 通 過 塑 膠 材料 4 之 ~' 般錐 形 件 伸 展 直 至 其 在接 點 A 接 觸 到 正 極 1 為止 〇 鋁 質 負電 極 〇 為 管 狀 t 而 捍 形 炭 質 電 極 1 係 m 塑 膠 材料 4 之 般錐形件 徑 向 支持 在 管 狀 負 m 2 内 » 而 管 狀 負電 極 2 在 電氣 上 乃因此 而 與 電 極 1 及 3 隔 m 請 注 意 通 過塑 膠 材料 4之 — 般 錐 形 it- 之 第 二 電 極 3 的 部 \n 緊 密 裝 配於 塑 膠 材 料4 内 » 以 防 iVlt 2由 H£L 之 任 何 漏 入 接點 A 〇 暴 露 於 之 第 二 電極 之 部伤 可 為 任 何想 欲 之 形 狀 r. 如 3 圔 所示 j m 二 電極 3 從 塑 膠 材料 4 之 一 般 錐 形 件 之 -一 劍 ί申 展至 其 基 底 ，在 此 基 底 弟 二 m. m 3 乃在接點 A 處 實 體 接 m 炭質 坦 極 1 C· 請 先 聞 讀 背 Λ 之 -注 意 事 項 再 填 寫 本 页 甲 4 (210X297 公潘) 装 打 綠 209853 A6 B6 五'發明説明（） 在第4圖實施例中，第三電掻3所用之形式為金屬支 撐橋，其中第三電極3偽循管狀負電極2之徑向伸展。而 且，各電絶縴件6係插入第三電極3及負電極2之各端之 間，俾第三電極之導電材料在電氣上可與負電極2之導電 材料隔離ύ第三電極3及各電絶緣件6傜用以支持捍狀正 電極1於管形負電極2内：，第三電極3傜通過一般為塑膠 材料4之錐形件，以g可在接點Α處再度直接實體接觸捍 狀正電極1之導電材料：剰下而暴露於流體之第三電径3 之該部分可Μ選擇用以覆蓋第三電極3之各末端份之電絕 緣件6的適當長度加以決定。 第5圖所示為第4圖所示使用必要零件，依摔本發明 處理流韹之裝置之實際形式。參考數字7偽表示其上具有 突緣之管。此等凸縴可用以使管7與一流體条統之管条為 直列連接，欲處理之流體可按各箭頭所示之方向流經電極 1、2及3。如管7為金屬，一層電绝緣材料8係插入管 7與負電棰2之間，以防在管7與鋁質負電極2之間建立 導電之連接。 本發明雖以其較佳之實施例作澈底之說明，但請注意 者許多改變及修飾對熟諳本技Μ之人士而言應屬明顯可行 ,因此，此等改變及修飾均應認為在本發明之真精神及範 圍之内，且必須了解其均勻包括在本發明申請專利範圍中 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装. •訂· 甲 4(210X 297公沒） -13 -

Claims (1)

1. 六、申請專利範团 第8 0 1 0 3 3 2 2號申請案申請專利範圍·修正本—' 一-- -:廣正日，期乂 8J年,1&月： 1.—種處理導II流鐙用之裝置，該裝置包括：/ 一導電材料之正電搔； 一導電材料之負電極，此負電極之導電材料傜與該正 電極之導電Θ料分開及為電隔離·; 各該電極之導電材料均具有不同電化電位，以致當該 裝置中欲處理之導電砖體之本韹在該二電極聞流動時 ，在該二電極間可産生一導電電位之導電連接僅可經 由流體之本體予以建立，而此流藶因而予以離子化； 一導電材料之第三電極： 該第三電極之導電材料偽與該負電極之導電材料隔離 ;而且 該第三電極之導電材料偽電連接至該正電極之導電材 料，以致當該裝置中欲處理之流證本體偽在該第三及 該正電搔之間伸展時，該第三電極之導電材料之金屬 雜子傜釋於該流證之内。 2 .依據申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第三電 極為鐵或寧'合金電極c 3 .依據申請專利範圍第1項所述之装置，其中僅有一導 電線伸展於及電連接在該正電極與該第三電搔之導霄 材料之間。 4 .依據申請專利範圍第1項所述之裝置，其中一電阻器 傜丨申展並電連接於該正電極.與該第三電極之導電材料 之間。 5 .依據申請專利範圍第1項所述之裝置，其中詨第三電 甲4(210X297 公廣） . ................................„ ..................ft.........·................打…二.....................^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)* 209853 A7 B7 - · .一 C7 〜----- 六'申請專利範面 •_ D7 •霄極之導霣材料傜與該正霣極之導霣材料直接簧髏連 接。 S .依據申諳專利範圍第5項所述之装置，又g外包括有 配置於該接點周圍之霉绝緣材料，而該第三電極之導 電材料即在該接點處直接實髏接觸該正電極之導電材 料。 7 .依據申請專利範圍第6項所逑之裝置，其+該負電極 為管狀，而該正電搔則為捍狀且偽在該管狀負電極内 伸展。 8 ·依據申諳專利範圍第7項所逑之裝置，其中該第三電 極之導霄材料傜直接實韹接觸該桿狀正電極於其各軸 向對端之至少一端。 S .依據申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該電绝续 材料為一配置於該正電搔之各軸向對端中毎一該至少 之一端上面的β別為塑膠材料之一般錐形件，而該第 三電極傜經由該塑嘐材料件展至該正電極。 10.依據申請#利範圍第7項所述之裝置，其中該第三電 極傜循該管狀負電拯之徑向伸展，另外又包括有各插 置在該第三踅極與該負電f$之各端之間，悴使該第三 電搔之導電材料可與負電極之導踅材料為踅隔離，該 第三電搔及各該電绝緣件偽用以支撐該捍狀正電極於 該管狀負電極之中。 Π .依據申請專利範圍第1 0項所逑之裝置，又另外包括有 其上具有突綠之一管，且其中該等踅極經予配置，致 (請先聞筇背面之注意事項再填寫本頁) •装· f 4 (210X 297 公发） -15 - 209853 A 7 B 7 7 CD 六、申請專利範® 使該裝置可直列地連接至一流韹条統之管条。 12. 依據申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該管為金 屬，且另外包括有一層插置於該管與該負電極之間的 電绝綠材料。 13. —種處理導電流體之方法，其中經過如此處理之流證 可抑制流髖暴露其中之化合物之溶入該流體内，該方 法包括有：........— 提供導電材料之正電極.； 提供導電材料之負電搔，該負電極之導電材料偽與該 正電搔之導電材料分開及為電隔離，且該導電材料所 具之電化電位與該正電極之導電材料所具者不同； 提供導電材料之第三電極，該導電材料所具有之電化 電位大致上與流體所欲處理之化合物的主要元素者相 同，、第三電極之導霄材料傜霄連接至該正電極之導電 材料，且與該負電極之導電材料為電隔離；及 使該流體之本體流動於該等電極之各極，俥僅可經由 該流體之#體建立該正電極與該負電極之導電連接， > 並使流體因而發生離子化.及以便可使該第三電搔導 電材料之金屬離子釋入該流體中，俾可藉此抑制該化 合物之釋入該流體内。 14 .依據申諳專利範圍第13項所述之方法.其中提供第三 霄拯之步認包括有提供一铤或鐵合金電徑，俾可抑制 氧化擞之釋入流體内。 15 .依據申諳專利範圆第13項所逑之方法.其中提供該正 甲4(210X 297 公％) 16 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· 20985ο Β7 C7 D7 六、申請專利範圊 罨搔及該第三電極之諸項步琛包括有提供僅藉導電電 線電連接在一起之導電材料之正電極及第三電極。 16. 依據申請專利範圍第13項所述之方法，其中提供該正 電極及該第三電桎之諸項步驟包括有提供藉一電阻器 霄連接在一起之導電材料之正m極及第三電極。 17. 依據申請專利範圍第13項所述之方法，其中提供該正 電極及該第三電極之諸項步驟包括有提供1¾此為直接 實體接觸之導霄材料之正電極及第三電極。 18. 依據申請專利範圍第17項所述之方法，其中提供該正· 電極及該第三電搔之諸項步驟另外包括有提供所具電 绝緣材料傜SS置於該接點周圍之正電極及第三電極， 該第三電柽之導電材料即在該接點處直接實馥接辑該 正電極之導電材料。 1 9 .依據申請專利範圔第1 3項所述之方法.其中使流體本 體流動之步驟包括有該等電極與流體糸统之管糸之直 列連。 f 4 (210X297 公发）