专利名称：利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水加热容器的水垢清除装置，特别涉及一种利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置。
水的加热容器例如开水锅炉、开水器、水壶使用一段时间后，容器壁就有水垢沉积附着，每毫米厚的水垢，其导热能力相当于40毫米厚的钢板。锅炉等热水器产生水垢，不但降低热效率，严重的会造成锅炉等热水器的损坏，所以，水垢应及时清除。现有的水垢清除技术主要采用化学方法，一般使用氯化氢，硫酸等腐蚀性酸或其它药剂，不但腐蚀锅炉等金属加热装置，也腐蚀下水管道，并造成环境污染，在饮用水锅炉中，使用化学除垢方法后，为消除酸及生成物对人体的危害，必须使用大量的清水进行冲洗。化学方法除垢是将水垢全部溶解，消耗药剂多。此外，化学除垢其药剂腐蚀热水器、下水管道污染热水器，污染环境。
本实用新型的目的是提供一种利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置，将电场击穿电场中电介质的原理用于清除水垢，不用任何药剂，藉以实现清除水垢效果好，不污染环境，且设备简单，用电量少。
本实用新型的目的是这样实现的一种利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置，由调压器和电极板组成，其构造是a.以金属加热容器为一电极板，该金属加热容器壁与调压器的一输出导线连接；b.以导电液体为另一电极板，该导电液体放置于附着有水垢的加热容器内，该导电液体中设置一导电板，该导电板与金属容器壁和水垢保持绝缘，该导电板与调压器另一输出导线连接；c.调压器连接于电源。
在加热容器壁和导电液体之间设置电场，以容器壁为一极，以导电液体为另一极，以水垢为电介质，该电场对浸泡于导电液体中的水垢与金属容器壁的结合层进行电场击穿；在较佳实施方案中，所述放置于加热容器中的导电液体为自来水。
所述对两个异性电极施加电压的电源可以使用交流电，也可以使用直流电。
本实用新型的利用电场击穿电场中电介质的原理清除水垢的装置有以下优点1.除垢效果好，受热面积上的硬质均匀的水垢(试验条件0.2-5mm)脱落率在90％以上，受热面残留的部分水垢和非受热面(在导电液体中的面积)的硬质均匀的水垢会在使用中逐步脱落。
2.除垢时间短，方法简单。
3.无酸污染产生，不需要大量的清水冲洗，不污染环境。
4.可以采用较低电压，为了不使电流过小，可以增加导电板与水的接触面积。
5.电场除垢技术不是将水垢溶解，只是将水垢与金属的结合面击穿，耗电少。
现结合附图对本实用新型作进一步说明
图1示直流电场除垢装置。
图2示交流电场除垢装置。
图3示金属容器与水垢结合层的结构。
本实用新型的电场水垢清除装置，主要采用电场击穿电场中介质的原理。更具体说是利用导电液体与金属容器之间形成的电场击穿水中电介质的原理。以自来水作为作为金属结垢容器中的导电液体。在水和金属容器之间加一定的电压，金属是良导体，电压降可以不计，电压降主要在水和水垢层上，干燥的水垢不导电，水中的水垢有一定的导电性，其电阻率比水大，在串联电路中，电流相等，电压降等于U＝IR，就是哪一部位的电阻越大，电阻两端的电位差就越大。在水中水垢作为电介质抗电场击穿能力下降。
水垢的生成是个较长的过程，加上受热等因素，越靠近金属，水垢的硬度越高，质地越密，透水性越小，导电性能越差，尤其在与金属的结合面上，水垢与金属的氧化膜形成一层较质密的膜见图3，图3示金属容器局部一角，在金属容器壁1的内壁上附着有水垢层2，水垢层与金属壁的结合层为质地细密的膜21，水垢靠近内腔的部分22为质地疏松，多孔眼的结构，所述膜层21的电阻较大，产生的电压降也大，当电压降达到一定值，在水分子的作用下，电场将击穿这层膜，这层膜溶解，并伴有电化学反应。水垢与金属的结合面分离。(如果金属的氧化膜不导电，电场也将其击穿)保持电压不变，电场将进一步击穿靠近金属一面质地较密的水垢，由于击穿的作用，电路中的电流逐渐增大。去掉电压，放掉容器内作为导电液体的水，加入新的自来水，加热沸腾3-5分钟，沸腾可使水垢结合层膨胀，进一步加快水垢自动脱落。
在电场除垢方法中使用交、直流电源均可。两种电流清除水垢各有特点。
1.直流电场除水垢装置见
图1，在金属加热容器1中结有水垢层2，将水垢层浸泡于导电液体例如自来水中，在导电液体中悬挂一导电板4，该导电板4和金属容器壁1分别连接于整流滤波器5的正负一极，该整流滤波器5与调压器6连接，该调压器连接220V电源。首先在热水容器中加入一定量的水，水的高度应低于水垢形成容积的高度，以防止金属与水大面积导电，造成漏电，对除垢不利。①直流电的负极接在结垢的金属上，正极放入水中，并不与水垢和金属接触。通电后(50-300V)电流表中有电流流过，在水垢较薄或水垢有缺陷的地方，有大量的气泡从水垢下面产生。在其它条件不变的情况下，电压越高，电流就越大，产生的气泡就越多。经过通电1-2小时后水垢与金属的结合面绝大部分发生分离，有些部位的水垢在内应力的作用下已产生裂纹。去掉电压，更换新水，对水加热沸腾。由于水垢与金属之间已产生间隙，这间隙中充满了水，这部分水由于数量少，受热面积大，产生剧烈的沸腾，在这部分水沸腾动力的作用下，水垢将发生膨胀破碎，并从金属上脱落。以直流电源的负极接金属容器，金属容器上的电位为零，使用安全。②若以直流电源的正极接在结垢的金属容器上，以负极接水，与①相比除垢速度快，因为。它在电场击穿后伴随着阳极氧化金属容器。金属外壳接直流电源的正极，外壳带电有一定的危险性。
2.交流电场除水垢装置见图2，该装置与
图1基本相同，实验条件不变，把直流电源改为交流电源，电压50-220V，一极与结垢的金属容器相连，一极与水相接，除垢效果与直流电相似，但装置设备更简单，缺点是无法控制极性，金属外壳带电，有一定的危险性。
本实用新型实施例一，铝金属水容器，容积呈圆柱形直径200mm，受热面的水垢厚度为5mm，加100V交流电压，电流0.5-0.7A，1.5小时后，去掉电压换成清水，放在火上加热，沸腾3-5分钟后，受热面的硬质水垢整体脱落，导电液体及两极无明显铝化合物生成。
实施例二、圆柱形铝水容器，直径200mm，受热面水垢厚度3mm，加100V直流电压，以正极接水，以负极接容器。1.5小时后，换水，加热沸腾3-5分钟，受热面硬质水垢脱落率达90％以上，无明显的铝的化合物生成。
实施例三、圆柱形水铝水容器，直径200mm，受热面积水垢厚度为3mm，加75V直流电压，以正极接金属容器，负极接水，1小时后，换水，加热沸腾3-5分钟后，受热面硬质水垢脱落率达90％，有铝的化合物生成。
实施例四、圆柱形铸铁水容器，直径200mm，受热面水垢厚度2mm，加120V直流电压，正极接水，负极接金属容器，1.5小时后，换水，加热沸腾3-5分钟，受热面的硬质水垢脱落率达90％以上，铸铁水容器表面仍保持黑色的氧化膜。
权利要求1.一种利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置，由调压器和电极板组成，其特征在于其构造是a.以金属加热容器为一电极板，该金属加热容器壁与调压器的一输出导线连接；b.以导电液体为另一电极板，该导电液体放置于附着有水垢的加热容器内，该导电液体中设置一导电板，该导电板与金属容器壁和水垢保持绝缘，该导电板与调压器另一输出导线连接；c.调压器连接于电源。
2.如权利要求1所述的电场清除水垢的装置，其特征在于在较佳实施方案中，所述放置于加热容器中的导电液体为自来水。
3.如权利要求1所述的电场清除水垢的装置，其特征在于所述对两个异性电极施加电压的电源可以使用交流电，也可以使用直流电。
专利摘要一种利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的装置，在内壁附着有水垢的金属加热容器中放置导电液体，在加热容器壁和导电液体之间设置电场，以容器壁为一极，以放置有导电板的导电液体为另一极，以水垢为电介质，该电场对浸泡于导电液体中的水垢与金属容器壁的结合层进行电场击穿，本实用新型具有清除水垢效果好，不污染环境，除垢设备简单，使用方便，耗电量少等优点。
文档编号C02F1/48GK2246149SQ96212448
公开日1997年1月29日 申请日期1996年6月7日 优先权日1996年6月7日
发明者张来顺 申请人:张来顺