[发明专利]利用导电液体与金属容器之间的电场清除水垢的方法

说明书

本发明涉及水加热容器的水垢清除技术，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方法。

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。

本发明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方法，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。

本发明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方法，其工作原理及步骤包括：

a.在内壁附着有水垢的加热容器中放置导电液体；

b.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；

c.撤去电场，除去导电液体后，在加热容器内加水煮沸一定时间。

所述方法的具体步骤是：

①将附着有水垢的金属材质的加热容器壁连接一电极，在该加热容器内置放导电液体，在该导电液体内放置一导电板，该导电板与金属容器及水垢不接触，该导电板连接异性电极；

②对金属容器及导电液体二异性电极通电，形成电场，其电压在35～300V之间，加压时间约1-2小时；

③将加热容器内的导电液体放出，换置新水，从容器受热面外对容器加热至水沸腾，并保持沸腾状态约3-5分钟；

④放出沸腾过的水，清除水垢碎块。

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。

本发明的利用电场击穿电场中电介质的原理及方法清除水垢的方法有以下优点：

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。

现结合附图对本发明作进一步说明：

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。

本发明的电场水垢清除技术，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。