用于去除離子的設(shè)備和方法
【專利摘要】用于去除離子的設(shè)備，提供有多個電容性電極堆疊。每個電容性電極堆疊可具有：提供有多個第一集流體的多個第一電極；提供有多個第二集流體的多個第二電極；和在第一電極和第二電極之間的間隔區(qū)，用于允許水在電極之間流入。多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體可以連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的第一集流體。
【專利說明】用于去除離子的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于去除離子的設(shè)備，所述設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電極堆疊包括:
[0002]多個第一電極，所述多個第一電極提供有多個第一集流體；
[0003]多個第二電極，所述多個第二電極提供有多個第二集流體；和
[0004]間隔區(qū)，所述間隔區(qū)在所述第一電極和所述第二電極之間，用于允許水在所述電極之間流入。
【背景技術(shù)】
[0005]近年來，人們變得越來越多地關(guān)注人類活動對于環(huán)境的影響以及這可能具有的消極后果。減少、重復(fù)利用以及循環(huán)資源的方式變得更為重要。具體地，清潔的水成為稀缺商品。因此，已經(jīng)公布了用于凈化水的各種方法和裝置。
[0006]用于水凈化的方法是通過電容性去離子作用，該方法使用的設(shè)備提供有通過電容器(FTC)以便去除水的離子的流。FTC作用為用于電容性去離子作用的可電再生單電池。通過充電電極，離子從電解質(zhì)去除并且以雙電層被保持在電極處。電極可以用0.5至2V之間的電壓充電。電極可以(部分地)電再生以解吸該先前去除的離子，而不用添加化學(xué)材料。 [0007]用于去除離子的設(shè)備包括一對或更多對隔開的電極(陰極和陽極)以及間隔區(qū)，所述間隔區(qū)將電極分開并且允許水在電極之間流入。電極提供有大體鄰近或者非常接近電極的集流體或者背襯層以及用以貯存離子的材料。集流體是導(dǎo)電的并且將電荷輸入或輸出電極。
[0008]設(shè)備可以提供有殼體，所述殼體包括用于將水輸入殼體內(nèi)的進水口和用于將水排出殼體的出水口。在用于去除離子的設(shè)備的殼體中，電極層和間隔區(qū)層通過通常由機械緊固產(chǎn)生的壓縮力以“三明治”方式堆疊。
[0009]用于去除離子的設(shè)備的問題在于，充電電壓可以是較低的而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)的高電流，這會導(dǎo)致增大的能量損失或者會要求使用厚的昂貴的金屬連接器，或者可以處理低電壓時的高電流的昂貴的電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的在于提供改進的用于去除離子的設(shè)備。
[0011]因此，本發(fā)明提供用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊包括:
[0012]多個第一電極，多個第一電極提供有多個第一集流體；
[0013]多個第二電極，多個第二電極提供有多個第二集流體；和
[0014]間隔區(qū)，間隔區(qū)在第一電極和第二電極之間，用于允許水在電極之間流入，其中多個電容性電極堆疊中的第一個的多個第二集流體電連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的多個第一集流體。[0015]通過將多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體電連接到多個電容性電極堆疊中第二個的多個第一集流體，多個電容性電極堆疊中第一個的集流體中的電流可以與多個電容性電極堆疊中第二個的集流體中的電流大致相等，而施加電壓將在多個電容性電極堆疊中第一和第二個的多個集流體上劃分。這允許用于去除離子的設(shè)備以更高電壓工作，由此電流可保持相對較低。
[0016]多個電容性電極堆疊中第二個的多個第二集流體可以電連接到多個電容性電極堆疊中第三個的多個第一集流體。
[0017]設(shè)備可以提供有殼體，設(shè)備包括:
[0018]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0019]出水口，出水口用于使水排出殼體的內(nèi)部和多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體，多個第二集流體電連接到位于同一殼體內(nèi)的多個電容性電極堆疊中第二個的多個第一集流體。
[0020]多個第一集流體和多個第二集流體可以通過將它們壓靠于彼此而直接電連接。
[0021]設(shè)備可以提供有夾板，該夾板用以將多個集流體壓靠于彼此以電連接多個第一集流體和多個第二集流體。
[0022]夾板可以具有非金屬材料。集流體可以不含金屬。集流體可以包括用以傳導(dǎo)電荷的碳，諸如，例如石墨。
[0023]設(shè)備可以提供有第一電源連接器，用以將第一堆疊的多個第一集流體與電源連接。
[0024]設(shè)備可以提供有第二電源連接器，用以將多個堆疊中最后一個的多個第二集流體與電源連接。
[0025]電源連接器可以與多個電容性電極堆疊中第一個的多個第一集流體和多個電容性電極堆疊中最后一個的多個第二集流體串聯(lián)連接。
[0026]電源連接器可以提供有金屬和碳部分。
[0027]設(shè)備可以包括電源連接器夾板，以便將集流體壓靠于電源連接器的碳部分。
[0028]絕緣體可以提供在各電容性電極堆疊之間，以使堆疊彼此電絕緣。絕緣體可以包括用于保持堆疊的托架。
[0029]第二絕緣體可以提供為大致圍繞集流體，以便電絕緣集流體。
[0030]單個堆疊的多個第一集流體中的第一集流體可以彼此并聯(lián)地電連接。
[0031 ]多個第一集流體中的第一集流體可以通過被夾緊在一起而電連接。
[0032]設(shè)備可以提供有殼體，設(shè)備包括:
[0033]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0034]出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部，并且電源連接器提供集流體和殼體外部的電源之間的電連接。
[0035]多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體可以直接電連接到多個電容性堆疊中第二個的多個第一集流體。
[0036]電極堆疊內(nèi)的多個集流體可以并聯(lián)電連接。
[0037]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，用于去除離子的設(shè)備可以提供有多個電極堆疊，各電極堆疊包括:[0038]多個第一電極，多個第一電極提供有多個第一集流體；
[0039]多個第二電極，多個第二電極提供有多個第二集流體；以及
[0040]間隔區(qū)，間隔區(qū)在第一電極和第二電極之間，用于允許水在電極之間流入，其中設(shè)備包括用于將電源與多個電容性電極堆疊彼此串聯(lián)電連接的電源連接器，并且每個電容性電極堆疊的電阻率大致相等以便將如電源施加的電勢差在全部的電容性電極堆疊大致均一地劃分。
[0041]設(shè)備可以提供有殼體，設(shè)備包括:
[0042]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0043]出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部并且電容性電極堆疊在殼體內(nèi)串聯(lián)連接。
[0044]流過第一電容性電極堆疊的第二電極的電流可以等于流入第二電容性電極堆疊的第一電極的電流。
[0045]彼此串聯(lián)電連接的電容性電極堆疊可以布置在同一殼體中。
[0046]多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體可以直接連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的多個第一集流體。
[0047]設(shè)備可以包括加壓裝置以提供堆疊的加壓以使每一堆疊上的壓力相等。
[0048]根據(jù)再一實施例，提供去除離子的方法，所述方法包括:
[0049]提供多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊以如下方式制造:
[0050]提供提供有多個第一集流體的多個第一電極；
[0051]提供提供有多個第二集流體的多個第二電極；以及
[0052]提供在第一電極和第二電極之間的間隔區(qū)，以便允許水流入電極之間，
[0053]其中所述方法包括將多個電容性電極堆疊中第一個的多個第一集流體連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的多個第二集流體。
[0054]通過閱讀以下詳細說明和所附權(quán)利要求，這些及其他方面、特征以及優(yōu)點對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚。為避免疑惑，本發(fā)明一個方面的任何特征可以用在本發(fā)明的任何其它方面中。注意到，以下說明中給出的示例旨在闡明本發(fā)明，而并不旨在將本發(fā)明限制于那些示例。類似地，除非另有陳述，全部的百分比是重量/重量百分比。以格式“從X到I”表示的數(shù)值范圍理解為包括X和y。當(dāng)對于具體特征，以格式“從X到I”描述多個優(yōu)選范圍時，理解為組合不同端點的全部范圍也是預(yù)期的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]將參照所附示意圖僅通過示例的方式描述本發(fā)明的實施例，在附圖中，相應(yīng)附圖標(biāo)記表明相應(yīng)的部分，并且其中:
[0056]圖1示出了根據(jù)一實施例的用于去除離子的設(shè)備的示意性橫截面；
[0057]圖2示出了沿圖1的設(shè)備的線Y-Y的示意性橫截面；
[0058]圖3示出了根據(jù)另一實施例的用于去除離子的設(shè)備的示意性三維圖；
[0059]圖4示出了根據(jù)一實施例的連接器；
[0060]圖5示出了提供在殼體的包圍中的圖4的連接器；
[0061]圖6示出了具有兩個圖4中的連接器的去除離子的設(shè)備的殼體的完整包圍；[0062]圖7示出了圖3的堆疊，其中堆疊A、B提供在托架中；
[0063]圖8示出了在提供第一殼體部分和圖5中的包圍之后的設(shè)備；
[0064]圖9示出了圖3至圖7的設(shè)備的橫截面；
[0065]圖1Oa至圖1Ob公開了根據(jù)第二實施例的壓板；和
[0066]圖1la至圖1ld示出了在一實施例中使用的托架113a的頂視圖。
【具體實施方式】
[0067]圖1示出了根據(jù)一實施例的用于去除離子的設(shè)備的示意性橫截面，其包括具有由間隔區(qū)11分開的第一電極和第二電極的兩個電容性電極堆疊。所述設(shè)備可具有殼體，所述殼體包括由較硬材料(例如硬塑料)制成的第一殼體部件I和第二殼體部件3。通過例如利用螺栓和螺母(未示出)將第一和第二殼體部件壓靠于彼此，則殼體可以為水密封性的。粘合劑、密封件或者O形環(huán)可用以改進殼體的水密性。
[0068]殼體提供有進水口 7和出水口 9。在水的去除離子期間，水將從進口 7通過間隔區(qū)11流動到出水口 9，間隔區(qū)11將第一電極和第二電極彼此分開。在該示例中，兩個不同堆疊的電極的集流體在殼體內(nèi)夾緊在一起。大體上，集流體能夠在殼體內(nèi)或外夾緊。然而，在殼體內(nèi)夾緊集流體可具有優(yōu)點:堆疊能夠串聯(lián)電連接，而不需要在殼體中制成孔，這有助于提供無漏水的設(shè)備。通過在第一電極和第二電極之間形成電勢差，例如通過對第一電極(陽極)13施加正電壓以及對第二電極(陰極)15施加負電壓，流過間隔區(qū)11的水中的陰離子被吸附到第一電極，而陽離子被吸附到第二電極。以這種方法，離子(陰離子和陽離子)能夠被從流過間隔區(qū)11的水中去除。電勢差也能夠通過例如將正電壓施加到第一電極(陽極)13以及將低的正電壓施加到第二電極(陰極)15來實現(xiàn)。另外以這種方法，離子(陰離子和陽離子)能夠被從流過間隔區(qū)11的水中去除。在圖1的例子中，兩個電容性電極堆疊串聯(lián)地電連接，而由間隔區(qū)11確定的 流路并聯(lián)布置，這意味著水可以從進水口 7經(jīng)由布置在同一殼體中的第一或者第二堆疊中的任意流路而流動到出水口 9。
[0069]在第一電容性電極堆疊的第一電極和第二電極之間的電勢差可以相當(dāng)?shù)氐?，例如低?V，優(yōu)選地低于1.7V，并且甚至更優(yōu)選地低于1.4V。將FTC堆疊串聯(lián)地電連接的優(yōu)點在于在多個電容性電極堆疊上的電勢差可以比第一電極和第二電極之間的電勢差高。例如,在串聯(lián)地電聯(lián)接的兩個電容性電極堆疊A和B上的電勢差，其中電容性電極堆疊A和B提供有第一電極和第二電極13A、13B、15A、15B和間隔區(qū)11，可以是一個單獨的電容性電極堆疊或者以并聯(lián)電路布置的兩個電容性電極堆疊A和B的兩倍高。例如，第一電容性電極堆疊的第一電極13A的集流體可以例如連接到電氣電源PS，而第一電容性電極堆疊的第二電極15A的集流體可以連接到第二電容性電極堆疊的第一電極13B的集流體。所述連接可以是直接的，并且可以例如通過夾板17實現(xiàn)，夾板17可以優(yōu)選地由非導(dǎo)電材料制成，因為其功能在于將第二電極15A和第一電極13B的導(dǎo)電集流體壓靠在一起，以便電流在兩個集流體之間直接輸送。替代地，夾板17可以由導(dǎo)電材料制成或者可以包含導(dǎo)電的部件。第一電容性電極堆疊的第二電極15A可以大致具有與第二電容性電極堆疊的第一電極13B同樣的電勢。第二電極15B的集流體也可連接到電氣電源PS，以完成電路。
[0070]第一電極13A的集流體夾緊在夾板部分19之間。夾板部分19可以由塑料制成，但也能夠由碳(例如石墨塊)制成。夾板部分19可以提供有棘輪機構(gòu)，以將夾板部分19相對于彼此固定并且優(yōu)化集流體13A和夾板部分19之間的接觸面以優(yōu)化電導(dǎo)率。為形成第一連接器，兩個夾板部分19可以壓靠第一電極13A的多個集流體以將集流體按壓在一起并且提供電連接，隨后粘合劑可用以將夾板部分19與集流體以水密的方式永久地固定。替代地，螺釘21可用以將集流體13與夾板部分19按壓在一起，并且同時避免連接器的水-金屬接觸。為獲得低的電阻，有利的是使得集流體和連接器的接觸面以相同或類似材料形成，例如碳。碳的優(yōu)點在于它不在水中腐蝕，并且與其它非腐蝕性物質(zhì)和金屬相比是較便宜的。
[0071]將集流體夾緊到連接器上的壓力可以是至少0.1Bar，優(yōu)選地至少0.5Bar并且小于15Bar，優(yōu)選地小于lOBar，并且最優(yōu)選地小于5Bar。連接器18可以粘結(jié)靠著殼體，以避免殼體中的水接觸可能由金屬制成的螺釘21。以這種方法，可以抑制螺釘?shù)母g。通過類似的方式，第二堆疊中的第二電極15B的集流體可以利用第二連接器20連接到電源PS。由電源PS輸送的在第一電容性電極堆疊的第一電極13A的集流體(經(jīng)由第一纜線23)和第二電容性電極堆疊的第二電極15B的集流體(經(jīng)由第二纜線22)之間的電勢差可以例如低于4V，優(yōu)選地低于3.4V，并且甚至更優(yōu)選地低于2.8V。[0072]第一連接器18和第二連接器20之間較高電勢差的潛在的問題可能是第一和第二連接器之間的潛在漏泄電流。這可以通過將絕緣體放置在兩個連接器之間來抑制。該絕緣體24也可裝入在兩個連接器以及第一和第二堆疊之間。絕緣體24可以是抑制電氣和/或離子運送的絕緣體。通過將電容性電極堆疊放置為串聯(lián)電連接，在第一連接器18和第二連接器20之間施加的電勢差可以增大或者甚至倍增，而同時通過電纜22、23的電流可以減少多達50%。FTC設(shè)備的能量效率因此可以提高，且可以減少對于非常厚的昂貴的電纜的需求。同時，較便宜的PS可以使用以在高壓下傳輸?shù)碗娏鳌?br> [0073]通過保證第一電容性電極堆疊A和第二電容性電極堆疊B的電阻大致相等，如由PS輸送的電勢差可以在第一電容性電極堆疊A和第二電容性電極堆疊B上均一地劃分。因此，第一電容性電極堆疊A的第一電極13A和第二電極15A之間的電勢差可以大致與第二電容性電極堆疊B的第一電極13B和第二電極15B之間的電勢差相同。該電勢差可以例如低于2V，優(yōu)選地低于1.7V,并且甚至更優(yōu)選地優(yōu)于1.4V。
[0074]通孔或者開口可以穿過殼體提供在其中第一連接器18和第二連接器20定位抵靠殼體1、3的位置處。通孔可以提供有金屬螺釘21，纜線23可以在螺釘21上連接到電氣電源PS。電源PS可以由控制器CN控制，以控制用于去除離子的設(shè)備的操作。
[0075]電極可以制成為大致不含金屬的，以保持它們在殼體的潤濕內(nèi)部不被腐蝕，并且同時足夠便宜用于批量生產(chǎn)。電極可以從提供有大致不含金屬的導(dǎo)電高表面積層的集流體13A、B、15A、B生產(chǎn)，其可以在與水接觸的兩側(cè)上包含活性碳、碳納米管、碳氣凝膠、炭黑和/或石墨。高表面積層可以提供為集流體上的覆層或者為單獨的薄膜。高表面積層是每單位層材料重量以平方米計具有較高的表面積的層，例如>500m2/gr。
[0076]如果電極充滿著離子，則可以通過降低以至反轉(zhuǎn)電勢差并且排出電極上的電荷來再生電極。這可能導(dǎo)致離子從電極釋放到流過間隔區(qū)的水中。在間隔區(qū)中的水中的增大的離子含量能夠被從間隔區(qū)清洗出。一旦大部分的離子從電極釋放并且具有增大的離子含量的水從間隔區(qū)沖洗出，電極被再生并且能夠被再次用于吸附離子。
[0077]圖2公開沿圖1的設(shè)備的線Y-Y的橫截面。它示出了夾板17，夾板17夾緊第一電極13B和第二電極15A的集流體(參見圖1)。殼體提供有空間25以便允許水圍繞電極和間隔區(qū)11流動以及第二通道27以便允許從全部的間隔區(qū)11收集水并且流過出口 9(見圖1)。還示出了用于連接第一電極13A的集流體的連接器18。圖1是沿圖2的線Z-Z的橫截面。
[0078]圖3示出了根據(jù)另一實施例的用于去除離子的設(shè)備的示意性三維圖，具有12個電容性電極堆疊A、B、C、D、…，各電容性電極堆疊A、B、C、D、…提供有第一電極13A、13B、13C、13D、…和第二電極15A、15B、15C、15D、…。電容性電極堆疊提供有開口 27，用于允許水進入或者離開電容性電極堆疊。第一組31電容性電極堆疊A?"F串聯(lián)連接并且第二組33電容性電極堆疊G…L同樣串聯(lián)連接?？梢允┘釉诘谝唤M中的第一電容性電極堆疊A的第一電極13A和最后的電容性電極堆疊F的第二電極15F之間的電勢差可以是單個電容性電極堆疊的電勢差的6倍。在第一堆疊A中的第一電極13A和第二電極15F之間的電勢差因此可以例如低于12V，優(yōu)選地低于9.4V，并且甚至更優(yōu)選地低于8.4V。夾板(未示出)可用以將第二電極15A的集流體按壓到第一電極13B的集流體。
[0079]圖4示出了根據(jù)一實施例的連接器。連接器41可以被用來利用纜線或者引線43將用于去除離子的設(shè)備的集流體連接到電源。連接器41可以提供有閉合部分或者接觸構(gòu)件47，所述閉合部分或者接觸構(gòu)件47布置在殼體中用于閉合設(shè)備的殼體中的開口。連接器41可以提供有連接器表面或者接觸面45，所述連接器表面或者接觸面45被限定在接觸部分的與殼體內(nèi)部鄰近的頭部46中，其可以被壓靠集流體以提供電接觸。連接器41的閉合部分或者接觸構(gòu)件47可以提供有碳，諸如石墨，以便避免腐蝕并且提供與電極的碳集流體的良好電接觸。連接器41可以提供有柔性材料或者密封件49，用于提供與殼體的水密連接。密封件49可以是例如由橡膠制成的O形圈，以提供與殼體的水密連接。纜線或者引線43可以提供在連接器部分中，該連接器部分具有從頭部沿著背離接觸面的方向延伸的頸口 42并且具有在連接器部分的干燥表面48處的插座，以避免對于纜線或者引線43的腐蝕。引線或者纜線43可以與連接器部分的頸口接合并且能夠?qū)㈦娏鹘?jīng)由頭部導(dǎo)向到接觸構(gòu)件。接觸部分構(gòu)造成與堆疊接合，以便接觸構(gòu)件與堆疊電通訊。接觸部分可以是大致圓柱形的并且可以限定接觸面45。接觸面的周邊可以形成弓形邊緣。接觸部分可以包括向周邊內(nèi)的凹進和從所述凹進延伸且與邊緣大致共面的突起。接觸面和突起可以是大致圓柱形的的。殼體另外可具有接近開口的凹進 ，并且接觸部分可以放置在凹進中。連接器或者接觸構(gòu)件47被壓配合或者粘合到開口。密封件部分可以由頭部和頸口中的至少一個限定，以便密封件部分在密封件部分和電源連接器在操作期間布置在其中的安裝部之間建立液體密封。
[0080]圖5示出了提供在殼體的包圍51中的圖4的連接器。所述包圍提供有連接器夾板53，用于將電極靠著連接器的表面45夾緊。連接器夾板53可以提供有從殼體內(nèi)表面延伸的固定部分或者突起構(gòu)件55，并且可以包括一對臂。連接器夾板53可以由塑料制成，所述塑料例如是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯。通過以塑料制成連接器夾板53，連接器夾板可以將多個集流體按壓到接觸面上，而不易于受到磨蝕。非塑料連接器夾板可能易受磨蝕，因為可能存在圍繞連接器夾板的水以及電流。連接器夾板也可提供有活動部分或者橋接57，所述活動部分或者橋接57沿著一對臂可移動以調(diào)節(jié)施加于在橋接57和接觸部分之間的多個集流體的壓力。在固定部分55和活動部分57之間，可提供棘輪機構(gòu)。例如，棘輪機構(gòu)可以包括帶有鋸齒的表面，這允許活動部分55在連接器的方向上的運動，但抑制活動部分57在反方向上的運動。電極可以提供在活動部分57和接觸面45之間，通過將活動部分57壓靠于電極并且壓靠于連接器表面45，將在電極和纜線43之間提供良好的連接。圖6示出了具有兩個連接器41的殼體的完整包圍51。接觸表面可以限定具有接觸平面的接觸面，并且電極的集流體可以提供有電極平面，該電極平面可以大致平行于接觸平面。提供在殼體的包圍51中的開口 50可以限定彎頭通道，該彎頭通道具有大致垂直于殼體的縱向軸線延伸的第一部分和大致平行于所述縱向軸線延伸的第二部分。閉合部分或者接觸構(gòu)件47可以放置在第二部分中。
[0081]圖7示出了圖3的電容性電極堆疊，其中電容性電極堆疊A、B提供有托架71A、71B。托架71A、71B可以改進可制造性，因為它可以在電容性電極堆疊組裝在殼體中時保護電極。在制造一個電容性電極堆疊時，托架71可以有助于對準(zhǔn)電極和/或間隔區(qū)。在使用設(shè)備時，托架可以使得一個電容性電極堆疊與另一電容性電極堆疊電絕緣和/或離子絕緣并且抵抗漏電流。
[0082]電容性電極堆疊可以夾緊在底板73和壓板75之間。桿77可以提供為穿過堆疊的開口 27，并且可以提供螺母，螺母與桿上的螺紋配合可以將壓板75按壓在電容性電極堆疊上。在將壓板按壓在電容性電極堆疊之前，水可以沿著電極沖洗過間隔區(qū)。用水沖洗堆疊可以包括使水以0.5和IOBar之間、優(yōu)選地在I和5Bar之間并且最優(yōu)選地在2和4Bar之間的壓力流過堆疊。沖洗有助于在施加壓力之前將任何的散粒料從間隔區(qū)和/或膜片和/或電極移去，并且在沖洗之后，電容性電極堆疊將被壓縮并且電容性電極堆疊將被固定在殼體中。電容性電極堆疊可以被永久地固定。通過對電容性電極堆疊施加力壓縮第一電極和第二電極和間隔區(qū)，電阻率可以減少，這會使得設(shè)備更有效率。重要的是，對于每個電容性電極堆疊，電阻率相等，因為在其它情況下電壓并不在各個電容性電極堆疊上均一劃分。如果一個電容性電極堆疊與另一電容性電極堆疊相比在更高電壓下操作，則接收高電壓的電容性電極堆疊可以因氧化和/或電解而受損。因此，壓力需要對于全部的電容性電極堆疊等同地劃分。堆疊可以用小于5Bar、優(yōu)選地小于2Bar,更優(yōu)選地在IBar和0.5Bar之間的壓力來壓縮。
[0083]底板73可以形成用于去除離子的設(shè)備的殼體的一部分。在圖7中，也示出了電極13G如何可以提供在連接器夾板53的活動部分57和閉合部分47之間，以被電連接到纜線43。接觸構(gòu)件可以放置在基部構(gòu)件或者底板73中，以限定接觸部分和從接觸部分延伸的連接器部分。引線可以接合連接器部分并且能夠?qū)㈦娏鲗?dǎo)向到接觸構(gòu)件。突起構(gòu)件可以從鄰近接觸構(gòu)件的底板73或者基部構(gòu)件延伸。壓縮構(gòu)件(類似于圖5的設(shè)計)可以構(gòu)造成選擇性地在相對于接觸構(gòu)件的多個位置處接合突起構(gòu)件，從而壓縮構(gòu)件可以被調(diào)節(jié)以在壓縮構(gòu)件和接觸構(gòu)件之間壓縮電極的集流體。壓縮構(gòu)件可以包括具有第一互鎖構(gòu)件的彈性臂；并且突起構(gòu)件可以包括第二互鎖構(gòu)件；第一互鎖構(gòu)件和第二互鎖構(gòu)件構(gòu)造成選擇性地接合，以使壓縮構(gòu)件的第一互鎖構(gòu)件可以通過突起構(gòu)件的第二互鎖構(gòu)件被相對于接觸構(gòu)件約束。第一互鎖構(gòu)件可以限定多個斜面，而第二互鎖構(gòu)件可以限定多個反向斜面。所述多個斜面和所述多個反向斜面可以接合，以抑制突起構(gòu)件和壓縮構(gòu)件的去除。
[0084]在圖8中，第一殼體部分，例如圓形的管區(qū)段81提供到底板73，圖6中的包圍51位于區(qū)段81的頂部。
[0085]圖9示出了在第二圓形的管區(qū)段91提供在包圍51的頂部之上、第二包圍93提供到管區(qū)段91以及拱頂95提供到設(shè)備之后的圖3至圖7的設(shè)備的橫截面。殼體可以通過將柔性構(gòu)件97 (例如橡膠O形環(huán))提供在殼體部分和包圍51之間或者在殼體部分81和底板73之間而形成為水密的。拱頂95中的拱頂開口 101允許例如從水管連接的進水口，而開口103可以用于出水口。拱頂開口 101也可用于堆疊的維護。例如，可以允許套筒板手通過拱頂開口 101進入，以緊固與提供到桿77的螺紋配合的螺母。通過緊固螺母，電容性電極堆疊可被壓縮在底板73和壓板75之間。在將壓板壓縮在電容性電極堆疊上之前，水可以沿著電極通過間隔區(qū)沖洗。該沖洗有助于將任何散粒料從間隔區(qū)和/或膜片和/或電極移去，之后電容性電極堆疊將被壓縮。有利的是，拱頂95中的拱頂開口 101允許在用水灌注殼體的同時壓縮堆疊。拱頂開口 101還允許在后面的步驟中(例如在安裝設(shè)備時或者在維護時)調(diào)節(jié)壓力。另外，示出了位于包圍51的開口 48中的連接器41。夾板53將電極的集流體壓到連接器41上且由此將閉合主體47壓在開口 48中，由此閉合用于殼體內(nèi)的水的開口 48。圖1Oa公開了根據(jù)第二實施例的壓板75。壓板75提供有基部105和頂部部分107。頂部部分提供有開口 103，用于允許水排出堆疊。圖1Ob公開了根據(jù)第二實施例的壓板75如何可以用來將電容性電極堆疊壓縮在一起。壓縮構(gòu)件，例如螺母類物體109可以通過拱頂開口 101進入，以通過使得螺母類的物體相對于拱頂95旋轉(zhuǎn)而被緊固。螺母類物體109可以提供有外螺紋111以與提供到拱頂95的內(nèi)螺紋113配合。通過使得螺母類物體109旋轉(zhuǎn)，電容性電極堆疊可以被壓縮在底板73和壓板75之間。螺母類物體109可以提供有孔，以用于允許水通過并且允許提供抓緊以使得螺母類物體109旋轉(zhuǎn)。在螺母類物體的中央提供有孔，壓板75的頂部部分107可旋轉(zhuǎn)地配合在該孔中。壓板105可以提供有殼體和壓板之間的界面，以抑制壓板105相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。界面可具有從壓板和殼體之一延伸的突起；和在壓板和殼體中另一個中形成的接收器以抑制旋轉(zhuǎn)。頂部部分可以限定環(huán)狀唇部110，并且壓縮構(gòu)件可以限定端面；并且壓縮構(gòu)件的端面可以接合頂部部分的環(huán)狀唇部110以壓縮堆疊。 [0086]在將壓板壓縮在電容性電極堆疊上之前，水可以沿著電極穿過間隔區(qū)清洗，以水合堆疊。水合和/或沖洗有助于將任何散粒料從間隔區(qū)移去，之后，電容性電極堆疊將被壓縮。有利的是，在拱頂95中的拱頂開口 101允許壓縮發(fā)生，因為電容性電極堆疊可以在殼體已被水填充之后被壓縮。另外在維護期間，可以經(jīng)由拱頂開口 101調(diào)節(jié)所述壓縮。拱頂形的拱頂95可以包括延伸到內(nèi)部的頸部。內(nèi)螺紋可以形成在頸部的內(nèi)表面上；并且外螺紋可以形成在壓縮構(gòu)件的外表面上。內(nèi)螺紋和外螺紋構(gòu)造成接合，從而壓縮構(gòu)件圍繞縱向軸線的旋轉(zhuǎn)可以使得壓縮構(gòu)件沿著殼體的縱向軸線移動?？v向狹縫、接收器或者狹槽可以形成在頸部中，并且徑向舌片108可以從頂部部分107延伸，其中縱向狹縫和徑向舌片構(gòu)造成接合，從而抑制壓板75相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0087]圖1la示出了在一實施例中使用的托架113a的的頂視圖。托架113a可以包括用于接收電容性電極堆疊的主表面115。托架113a可以提供有作為對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的開口 117，其可用以使得托架沿著桿77 (參見圖7)滑動并且用以將水提供到電容性電極堆疊的內(nèi)部或者將其從電容性電極堆疊的內(nèi)部去除。開口 117可以構(gòu)造成或者布置成與桿77配合，例如，開口和桿77的尺寸可以大致匹配。托架113a可以提供有額外的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，用于與電容性電極堆疊、桿、殼體和/或其它托架對準(zhǔn)。對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，諸如例如突起119，可用以使托架113a與殼體對準(zhǔn)，或者將其保持在距殼體的恒定距離處。對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的另一示例可以是舌片121，舌片121提供有齒并且提供到第一托架113a以使托架與定位在第一托架113a的頂部上的第二托架互鎖。圍繞開口 117，可以提供有分別作為對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的第一柱狀結(jié)構(gòu)123a和第二柱狀結(jié)構(gòu)123b，兩個柱狀結(jié)構(gòu)可以提供有柱和孔。第一柱狀結(jié)構(gòu)123a的柱125可以與提供到第二托架113b的第二柱狀結(jié)構(gòu)的孔127對準(zhǔn)(參見圖lib)。第一托架113a的帶有齒的舌片121可以穿過第二托架113b中的開口延伸，而第一托架的齒可以與第二托架113b的開口的邊緣互鎖。彈簧129(參見圖lie)可以提供到第二托架113b的舌片121，用以將所述齒(未示出)壓靠于邊緣131。圖1ld示出了舌片121的齒如何與第二托架113b互鎖。另外，第一電極133示出為所述電極提供有第一集流體135并且定位在托架內(nèi)，并且通過第二托架113b的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)。第一集流體135突出到第二托架113b外側(cè)，以便它可以連接到其它集流體。第二托架113b可以提供有開口 137，開口 137可以與夾板(未示出)互鎖，該夾板將第二托架113b的第一集流體夾緊到另一托架的第二集流體。托架可以作用為電容性電極堆疊之間的電絕緣體。通過互鎖各自提供有電容性電極堆疊的若干托架并且通過將集流體連接到彼此，電容性電極堆疊可以組裝在一起。隨后，電容性電極堆疊可以放進殼體并且用水清洗。在沖洗電容性電極堆疊之后，堆疊可以通過旋轉(zhuǎn)圖10中的螺母類物體109而被壓縮，并且電容性電極堆疊可以在底板73和壓板75之間被壓縮。
[0088]雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，將理解本發(fā)明可以以所述方式以外的其它方式實踐。例如，本發(fā)明可以采取包含描述了如以上公開的方法的一個或者更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者其中存儲有這樣的計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或者光盤)的形式。
[0089]在以下編號的項目中也提供了實施例:
[0090]1、用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊包括:
[0091]第一電極，第一電極提供有第一集流體；
[0092]第二電極，第二電極提供有第二集流體；和，
[0093]間隔區(qū)，間隔區(qū)在第一電極和第二電極之間，用于允許水在電極之間流入，其中多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體直接連接到多個電容性電極堆疊中第二個的第
一集流體。
[0094]2、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中多個電容性電極堆疊中第二個的第二集流體直接電連接到多個電容性電極堆疊中的第三個的第一集流體。
[0095]3、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括:
[0096]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0097]出水口，出水口用于使水排出殼體的內(nèi)部，并且多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體直接連接到位于同一殼體內(nèi)的多個電容性電極堆疊中第二個的第一集流體。
[0098]4、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中第一和第二集流體通過將它們壓靠于彼此而直接連接。
[0099]5、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有夾板，以將集流體壓靠于彼此。
[0100]6、根據(jù)項目5的設(shè)備，其中夾板具有非金屬材料。
[0101]7、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中集流體是不含金屬的。
[0102]8、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中集流體包括碳以傳導(dǎo)電荷。
[0103]9、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有電源連接器，電源連接器用于與電源連接，并且堆疊與電源連接器串聯(lián)連接。
[0104]10、根據(jù)項目9的設(shè)備，其中電源連接器與多個電容性電極堆疊中第一個的第一集流體和多個電容性電極堆疊中最后一個的第二集流體串聯(lián)連接。
[0105]11、根據(jù)項目9至10中任一項的設(shè)備，其中電源連接器提供有金屬和碳部分。
[0106]12、根據(jù)項目11的設(shè)備，其中設(shè)備包括電源連接器夾板，用于將集流體壓靠于電源連接器的碳部分。
[0107]13、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中絕緣體提供在各電容性電極堆疊之間以使兩個堆疊彼此電絕緣。
[0108]14、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中絕緣體包括用于保持堆疊的托架。
[0109]15、根據(jù)項目14的設(shè)備，其中第二絕緣體提供為大致圍繞集流體以便電絕緣集流體。
[0110]16、根據(jù)項目9至15中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括:
[0111]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0112]出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部，并且電源連接器提供集流體和殼體外部之間的電連接。
[0113]17、根據(jù)前項中任一項的設(shè)備，其中各電容性電極堆疊包括:
[0114]多個第一電極，多個第一電極提供有多個第一集流體；
[0115]多個第二電極，多個第二電極提供有多個第二集流體；和
[0116]多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體直接連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的第一集流體。
[0117]18、根據(jù)項目17的設(shè)備，其中電極堆疊內(nèi)的多個集流體并聯(lián)連接。
[0118]19、用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電極電容性電極堆疊包括:
[0119]第一電極，第一電極提供有第一集流體；
[0120]第二電極，第二電極提供有第二集流體；和
[0121 ] 間隔區(qū)，間隔區(qū)在第一電極和第二電極之間，用于允許水在電極之間流入，其中設(shè)備包括用于將電源與多個電容性電極堆疊彼此串聯(lián)電連接的電源連接器，并且每一電容性電極堆疊的電阻率大致相等以便將電源的電勢差在全部的電容性電極堆疊大致均一地劃分。
[0122]20、根據(jù)項目19的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括:
[0123]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0124]出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部，并且電容性電極堆疊在殼體內(nèi)串聯(lián)連接。
[0125]21、根據(jù)項目19到20中任一項的設(shè)備，其中流過第一電容性電極堆疊的第二電極的電流等于流入第二電容性電極堆疊的第一電極的電流。
[0126]22、根據(jù)項目19到21中任一項的設(shè)備，其中彼此串聯(lián)電連接的電容性電極堆疊布
置在同一殼體中。
[0127]23、根據(jù)項目19到22中任 一項的設(shè)備，其中多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體直接連接到多個電容性電極堆疊中第二個的第一集流體。[0128]24、根據(jù)項目19到23中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備包括加壓裝置，加壓裝置向堆疊提供壓力以使每一堆疊的壓力相等。
[0129]25、用于去除離子的設(shè)備的制造方法，包括:
[0130]提供多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊以如下方式制造:
[0131]提供提供有第一集流體的第一電極；
[0132]提供提供有第二集流體的第二電極；以及
[0133]提供在第一電極和第二電極之間的間隔區(qū)，用于允許水流入電極之間，
[0134]其中方法包括將多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的第一集流體。[0135]26、用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括:
[0136]進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；
[0137]出水口，出水口用于使水排出殼體內(nèi)部；
[0138]第一電極，第一電極提供有集流體；
[0139]第二電極；
[0140]間隔區(qū)，間隔區(qū)用于間隔電極并且允許水流入電極之間；和
[0141]連接器，連接器用以將殼體內(nèi)的集流體與殼體外側(cè)的電源連接，其中連接器包括閉合部分，閉合部分用于閉合殼體中的開口并且用于形成殼體中水的邊界。
[0142]27、根據(jù)項目26的設(shè)備，其中集流體被壓靠于連接器的基本上平坦的表面。
[0143]28、根據(jù)項目26到27中任一項的設(shè)備，其中連接器被壓靠于殼體。
[0144]29、根據(jù)項目26到28中任一項的設(shè)備，其中柔性材料提供在連接器和開口之間，以便以水密方式閉合開口。
[0145]30、根據(jù)項目26到29中任一項的設(shè)備，其中閉合部分由包括碳的材料制成。
[0146]31、根據(jù)項目26到30中任一項的設(shè)備，其中材料包括石墨。
[0147]32、根據(jù)項目26到30中任一項的設(shè)備，其中材料包括導(dǎo)電聚合物。
[0148]33、根據(jù)項目26到32中任一項的設(shè)備，其中連接器提供有金屬部分，金屬部分在碳部分的干燥表面處連接到碳部分。
[0149]34、根據(jù)項目26到33中任一項的設(shè)備，其中碳部分提供有位于碳表面的干燥表面中的孔，并且金屬部分通過孔進入碳部分。
[0150]35、根據(jù)項目26到34中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有夾板，用以將電極壓靠于連接器的閉合部分。
[0151]36、根據(jù)項目26到35中任一項的設(shè)備，其中夾板包括固定部分和活動部分，并且活動部分可移動地靠著電極以將電極壓靠于連接器的閉合部分。
[0152]37、根據(jù)項目36的設(shè)備，其中夾板的活動部分和固定部分被構(gòu)造和布置為使得活動部分在第一方向上可移動，而在反方向上被阻擋。
[0153]38、電容性去離子裝置，包括:
[0154]殼體，殼體限定在殼體內(nèi)部和殼體外部之間的開口 ；
[0155]在殼體內(nèi)的堆疊；
[0156]接觸構(gòu)件，接觸構(gòu)件放置在開口中，并且限定與殼體內(nèi)部鄰近的接觸部分和與殼體外部鄰近的連接器部分；和[0157]引線，引線接合連接器部分并且能夠?qū)㈦娏鲗?dǎo)向到接觸構(gòu)件；
[0158]其中接觸部分構(gòu)造成接合堆疊，從而接觸構(gòu)件與堆疊電通訊。
[0159]39、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0160]接觸部分是大致圓柱形的并且限定接觸面；并且
[0161]接觸面的周邊形成弓形邊緣。
[0162]40、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0163]接觸部分限定接觸面，接觸面具有圍繞接觸面的周邊的邊緣；并且
[0164]接觸面包括從周邊向內(nèi)的凹進和從凹進延伸且與邊緣大致共面地終止的突起。
[0165]41、根據(jù)項目40的電容性去離子裝置，其中:
[0166]接觸面是大致圓形的；并且
[0167]突起是大致圓柱形的。
[0168]42、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0169]連接器部分是大致圓柱形的；并且
[0170]插座形成在連接器部分中，使得引線接合在插座內(nèi)。
[0171]43、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0172]殼體進一步限定接近開口的凹進；并且
[0173]接觸構(gòu)件的接觸部分放置在凹進中。
[0174]44、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中接觸構(gòu)件是壓配合在開口中和粘合在開口中的至少一種。
[0175]45、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，進一步包括形成在接觸構(gòu)件和開口之間的密封件，從而抑制殼體內(nèi)部的流體流過開口流向殼體外部。
[0176]46、根據(jù)項目45的電容性去離子裝置，其中:密封件包括放置在形成于接觸部分的徑向面中的環(huán)形通道內(nèi)的O形環(huán)。
[0177]47、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0178]在堆疊中的多個電極；
[0179]從殼體的內(nèi)表面延伸的突起構(gòu)件；和
[0180]壓縮構(gòu)件，壓縮構(gòu)件構(gòu)造成在相對于接觸構(gòu)件的多個位置處選擇性地接合突起構(gòu)件，從而壓縮構(gòu)件可以被調(diào)節(jié)以在壓縮構(gòu)件和接觸構(gòu)件的接觸部分之間壓縮多個電極。
[0181]48、根據(jù)項目47的電容性去離子裝置，其中:
[0182]突起構(gòu)件包括一對臂；
[0183]壓縮構(gòu)件包括跨越一對臂之間的橋接；并且
[0184]橋接沿著一對臂可移動，以調(diào)節(jié)施加于在橋接和接觸部分之間的多個電極的壓力。
[0185]49、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0186]堆疊包括具有電極平面的電極；
[0187]接觸部分限定具有接觸平面的接觸面；并且
[0188]電極平面和接觸平面是大致平行的。
[0189]50、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中:
[0190]開口限定彎頭通道，該彎頭通道具有大致垂直于殼體縱向軸線延伸的第一部分和大致平行于縱向軸線延伸的第二部分；并且
[0191]接觸構(gòu)件放置在第二部分中。
[0192]51、根據(jù)項目38的電容性去離子裝置，其中接觸構(gòu)件至少部分地由石墨形成。
[0193]52、電源連接器組件，包括:
[0194]基部構(gòu)件；
[0195]接觸構(gòu)件，接觸構(gòu)件放置在基部構(gòu)件中并且限定接觸部分和從接觸部分延伸的連接器部分；
[0196]引線，引線接合連接器部分并且能夠?qū)㈦娏鲗?dǎo)向到接觸構(gòu)件；
[0197]突起構(gòu)件,突起構(gòu)件從鄰近接觸構(gòu)件的基部構(gòu)件延伸；和
[0198]壓縮構(gòu)件，壓縮構(gòu)件構(gòu)造成在相對于接觸構(gòu)件的多個位置處選擇性地接合突起構(gòu)件，從而壓縮構(gòu)件可以被調(diào)節(jié)以在壓縮構(gòu)件和接觸構(gòu)件之間壓縮多個電極。
[0199]53、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0200]接觸部分是大致圓柱形的并且限定接觸面；并且
[0201]接觸面的周邊形成弓形邊緣。
[0202]54、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0203]接觸部分限定接觸面 ，接觸面具有圍繞接觸面的周邊的邊緣；并且
[0204]接觸面包括從周邊向內(nèi)的凹進和從凹進延伸的且與邊緣大致共面地終止的突起。
[0205]55、根據(jù)項目54的電源連接器組件，其中:
[0206]接觸面是大致圓形的；并且
[0207]突起是大致圓柱形的。
[0208]56、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0209]連接器部分是大致圓柱形的；并且
[0210]插座形成在連接器部分中，由此引線接合在插座內(nèi)。
[0211]57、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0212]基部構(gòu)件限定凹進；并且
[0213]接觸構(gòu)件的接觸部分放置在凹進中。
[0214]58、根據(jù)項目57的電源連接器組件，其中接觸構(gòu)件是壓配合在凹進中和粘合在凹進中的至少一種:。
[0215]59、根據(jù)項目57的電源連接器組件，進一步包括形成在接觸構(gòu)件和凹進之間的密封件，從而抑制流體流過密封件。
[0216]60、根據(jù)項目59的電源連接器組件，其中密封件包括放置在形成于接觸部分的徑向面中的環(huán)形通道內(nèi)的O形環(huán)。
[0217]61、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0218]突起構(gòu)件包括一對臂；
[0219]壓縮構(gòu)件包括跨越一對臂之間的橋接；并且
[0220]橋接沿著一對臂可移動，以調(diào)節(jié)施加于橋接和接觸部分之間的電極的壓力。
[0221]62、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0222]壓縮構(gòu)件包括具有第一互鎖構(gòu)件的彈性臂；并且
[0223]突起構(gòu)件包括第二互鎖構(gòu)件；[0224]其中第一互鎖構(gòu)件和第二互鎖構(gòu)件構(gòu)造成選擇性地彼此接合，從而壓縮構(gòu)件的第一互鎖構(gòu)件可以由突起構(gòu)件的第二互鎖構(gòu)件相對于接觸構(gòu)件被約束。
[0225]63、根據(jù)項目62的電源連接器組件，其中:
[0226]第一互鎖構(gòu)件限定多個斜面；
[0227]第二互鎖構(gòu)件限定多個反向斜面；
[0228]多個斜面和多個反向斜面接合，以抑制突起構(gòu)件和壓縮構(gòu)件的分離。
[0229]64、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0230]接觸部分限定接觸平面；
[0231]壓縮構(gòu)件限定壓縮平面；并且
[0232]接觸平面和壓縮平面是大致平行的。
[0233]65、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中:
[0234]基部構(gòu)件包括開口，該開口限定彎頭通道，彎頭通道具有大致垂直于基部構(gòu)件的壁延伸的第一部分和大致平行于壁延伸的第二部分；并且
[0235]接觸構(gòu)件放置在第二部分中。
[0236]66、根據(jù)項目52的電源連接器組件，其中接觸構(gòu)件至少部分地由石墨形成。
[0237]67、一種電源連接器，包括:
[0238]接觸部分，其具有頭部，頭部限定接觸面；
[0239]連接器部分，其具有頸部，頸部從頭部在背離接觸面的方向上延伸；
[0240]引線，引線接合頸部并且能夠?qū)㈦娏鲗?dǎo)向到頭部；和
[0241]密封件部分，密封件部分由頭部和頸部中的至少一個限定，從而密封件部分在密封件部分和電源連接器在操作期間放置在其中的安裝部之間建立液體密封。
[0242]68、根據(jù)項目67的電源連接器，其中:
[0243]頭部是大致圓柱形的；并且
[0244]頸部是大致圓柱形的。
[0245]69、根據(jù)項目67的電源連接器，其中接觸面的周邊形成弓形邊緣。
[0246]70、根據(jù)項目67的電源連接器，其中接觸面還包括:
[0247]圍繞接觸面的周邊的邊緣；
[0248]從周邊向內(nèi)的凹進；和
[0249]從凹進延伸的突起，突起與邊緣大致共面地終止。
[0250]71、根據(jù)項目70的電源連接器，其中:
[0251]接觸面是大致圓形的；并且
[0252]突起是大致圓柱形的。
[0253]72、根據(jù)項目67的電源連接器組件，其中:
[0254]連接器部分是大致圓柱形的；并且
[0255]插座形成在頸部中，以便引線接合在插座內(nèi)。
[0256]73、根據(jù)項目67的電源連接器，其中密封件部分由頭部限定。
[0257]74、根據(jù)項目73的電源連接器，其中密封件部分包括:
[0258] 環(huán)形通道，其形成在頭部的徑向面中；和
[0259]O形環(huán)，O形環(huán)放置在環(huán)形通道中。[0260]75、根據(jù)項目67的電源連接器，其中頭部限定與接觸面相反的環(huán)狀安裝面。
[0261]76、根據(jù)項目67的電源連接器，其中接觸部分至少部分地由石墨形成。
[0262]77、根據(jù)項目76的電源連接器，其中連接器部分至少部分地由石墨形成。
[0263]78、根據(jù)項目67的電源連接器，其中接觸部分和連接器部分是整體式的。
[0264]79、電容性去離子裝置，包括:
[0265]限定開口的殼體；
[0266]在殼體內(nèi)的堆疊；
[0267]壓板，壓板在殼體內(nèi)并且鄰近堆疊；和
[0268]壓縮構(gòu)件，其在開口內(nèi)并且鄰近壓板；
[0269]其中壓縮構(gòu)件接合殼體和壓板，從而壓縮構(gòu)件相對于殼體移動朝向堆疊推動壓板以壓縮堆疊。
[0270]80、根據(jù)項目79的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0271]第一流體通道，其穿過壓縮構(gòu)件形成并且與開口流體連通；和
[0272]第二流體通道，其穿過壓板形成并且與開口流體連通。
[0273]81、根據(jù)項目79的電容性去離子裝置，進一步包括在殼體和壓板之間的界面，用以抑制壓板相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0274]82、根據(jù)項目81的電容性去離子裝置，其中界面包括:
[0275]從壓板和殼體中的一個延伸的突起；和
[0276]接收器，接收器形成在壓板和殼體中的所述一個之外的另一個中。
[0277]83、根據(jù)項目79的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0278]在開口的內(nèi)表面上形成的內(nèi)螺紋；和
[0279]在壓縮構(gòu)件的外表面上形成的外螺紋；
[0280]其中內(nèi)螺紋和外螺紋構(gòu)造成接合，由此壓縮構(gòu)件相對于殼體的旋轉(zhuǎn)使得壓縮構(gòu)件沿著殼體軸線移動。
[0281]84、根據(jù)項目79的電容性去離子裝置，其中使壓縮構(gòu)件相對于殼體旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件，以改變壓板的位置。
[0282]85、根據(jù)項目79的電容性去離子裝置，其中堆疊包括多個堆疊。
[0283]86、一種電容性去離子裝置，包括:
[0284]殼體,殼體包括:
[0285]第一端；和
[0286]與第一端相反的第二端；
[0287]布置在殼體內(nèi)的堆疊，堆疊包括:
[0288]第一電極；
[0289]鄰近第一電極的陰離子構(gòu)件；
[0290]第二電極；
[0291]鄰近第二電極的陽離子構(gòu)件；和
[0292]在陰離子構(gòu)件和陽離子構(gòu)件之間的間隔區(qū)；
[0293]鄰近堆疊的壓板，壓板包括:
[0294]基部；和[0295]從基部延伸的頂部部分；和
[0296]緊鄰壓板和殼體的壓縮構(gòu)件；
[0297]其中壓縮構(gòu)件接合壓板的頂部部分和殼體的第一端，從而壓縮構(gòu)件可以被調(diào)節(jié)以改變壓板相對于殼體第一端的位置，以朝向殼體的第二端壓縮堆疊。
[0298]87、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，其中使壓縮構(gòu)件相對于殼體旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件，以改變壓板相對于殼體第一端的位置。
[0299]88、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，其中:
[0300]殼體限定內(nèi)螺紋；并且
[0301]壓縮構(gòu)件限定外螺紋，該外螺紋構(gòu)造成與殼體的內(nèi)螺紋可旋擰地接合。
[0302]89、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，其中:
[0303]頂部部分限定環(huán)狀唇部；
[0304]壓縮構(gòu)件限定端面；并且
[0305]壓縮構(gòu)件的端面接合頂部部分的環(huán)狀唇部，以在調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件時朝向殼體的第二
端壓縮堆疊。
[0306]90、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0307]穿過殼體的第一端形成的開口 ；
[0308]第一流體通道，其穿過壓縮構(gòu)件形成并且與開口流體連通；和
[0309]第二流體通道，其穿過壓板形成并且與開口流體連通；
[0310]其中第一流體通道限定將未處理的流體導(dǎo)向到殼體中的流體進口 ；并且
[0311]其中第二流體通道限定將已處理的水導(dǎo)向離開殼體的流體出口。
[0312]91、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，進一步包括在殼體和壓板之間的界面，以使界面抑制壓板相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0313]92、根據(jù)項目91的電容性去離子裝置，其中界面包括:
[0314]從壓板的頂部部分延伸的突起；和
[0315]在殼體的第一端中形成的接收器。
[0316]93、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，進一步包括在殼體的第一端和第二端之間限定的內(nèi)部，其中第一端是拱頂形狀并且包括延伸到內(nèi)部中的頸部。
[0317]94、根據(jù)項目93的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0318]在頸部的內(nèi)表面上形成的內(nèi)螺紋；和
[0319]在壓縮構(gòu)件的外表面上形成的外螺紋；
[0320]其中內(nèi)螺紋和外螺紋構(gòu)造成接合，由此壓縮構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)使得壓縮構(gòu)件沿著殼體的縱向軸線移動。
[0321]95、根據(jù)項目94的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0322]在頸部中形成的縱向狹縫；和
[0323]從頂部部分延伸的徑向舌片；
[0324]其中縱向狹縫和徑向舌片構(gòu)造成對接，從而抑制壓板相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0325]96、根據(jù)項目86的電容性去離子裝置，其中堆疊包括多個堆疊。
[0326]97、一種電容性去離子裝置，包括:
[0327]限定縱向軸線的殼體；[0328]在殼體內(nèi)的堆疊；
[0329]壓板，壓板在殼體內(nèi)并且鄰近堆疊；
[0330]壓縮構(gòu)件，壓縮構(gòu)件接合殼體并且鄰近壓板，從而壓縮構(gòu)件相對于殼體的移動沿著縱向軸線朝向堆疊推動壓板；和
[0331 ]在殼體和壓板之間的界面，用以抑制壓板相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0332]99、根據(jù)項目97的電容性去離子裝置，其中界面包括:
[0333]從壓板和殼體中的一個延伸的突起；和
[0334]接收器，接收器形成在壓板和殼體中的所述一個之外的另一個中。
[0335]100、根據(jù)項目98的電容性去離子裝置，其中界面包括:
[0336]舌片,舌片從壓板徑向地延伸；和
[0337]在殼體中形成的狹槽；
[0338]其中舌片定尺寸為放置在狹槽中，從而在壓板的舌片鄰接殼體的狹槽時抑制壓板相對于殼體旋轉(zhuǎn)。
[0339]101、根據(jù)項目98的電容性去離子裝置，其中:
[0340]殼體限定內(nèi)螺紋；
[0341]壓縮構(gòu)件限定外螺紋，該外螺紋構(gòu)造成與殼體的內(nèi)螺紋可旋擰地接合；并且
[0342]壓縮構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)沿著縱向軸線朝向堆疊推動壓板。
[0343]102、根據(jù)項目101的電容性去離子裝置，其中:
[0344]壓縮構(gòu)件繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)；并且
[0345]壓縮構(gòu)件直接接合壓板。
[0346]103、根據(jù)項目97的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0347]穿過殼體形成的開口 ；
[0348]第一流體通道，其穿過壓縮構(gòu)件形成并且與開口流體連通；和
[0349]第二流體通道，其穿過壓板形成并且與開口流體連通。
[0350]104、根據(jù)項目103的電容性去離子裝置，其中開口和第二流體通道與縱向軸線同心并且軸向?qū)?zhǔn)。
[0351]105、根據(jù)項目97的電容性去離子裝置，其中使壓縮構(gòu)件相對于殼體旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件，以改變壓板的位置。
[0352]106、一種電容性去離子裝置，包括:
[0353]殼體，殼體限定在殼體內(nèi)部和殼體外部之間的開口 ；
[0354]在殼體內(nèi)的堆疊；
[0355]壓板，壓板在殼體內(nèi)并且鄰近堆疊；
[0356]壓縮構(gòu)件，壓縮構(gòu)件接合殼體并且鄰近壓板；
[0357]第一流體通道，其穿過壓縮構(gòu)件形成并且延伸到殼體的開口中；和
[0358]第二流體通道，第二流體通道穿過壓板形成并且延伸到殼體的開口中；
[0359]其中使壓縮構(gòu)件相對于殼體移動將壓板朝向堆疊推動以壓縮堆疊；
[0360]其中第一流體通道限定將未處理的流體從殼體外部導(dǎo)向到殼體內(nèi)部的流體進口和將已處理的水從殼體內(nèi)部導(dǎo)向到殼體外部的流體出口中的一個；并且
[0361]其中第二流體通道限定流體進口和流體出口中的所述一個的另外一個。[0362]107、根據(jù)項目106的電容性去離子裝置，進一步包括:
[0363]在開口的內(nèi)表面上形成的內(nèi)螺紋；和
[0364]在壓縮構(gòu)件的外表面上形成的外螺紋；
[0365]其中內(nèi)螺紋和外螺紋構(gòu)造成接合，從而壓縮構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)將壓板朝向堆疊推動。
[0366]108、根據(jù)項目106的電容性去離子裝置，其中使壓縮構(gòu)件相對于殼體旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件，以改變壓板的位置。
[0367]109、根據(jù)項目106的電容性去離子裝置，其中開口和第二流體通道是同心的。
[0368]110、根據(jù)項目106的電容性去離子裝置，進一步包括在殼體和壓板之間的界面，用以抑制壓板相對于殼體的旋轉(zhuǎn)。
[0369]111、根據(jù)項目110的電容性去離子裝置，其中界面包括:
[0370]從壓板和殼體中的一個延伸的突起；和
[0371]接收器，接收器形成在壓板和殼體中的所述一個之外的另一個中。
[0372]112、根據(jù)項目106的電容性去離子裝置，其中:
[0373]壓縮構(gòu)件是圓柱形的，并且限定內(nèi)表面和外表面；并且
[0374]第一流體通道包括多個流體通道，多個流體通道繞壓縮構(gòu)件徑向地隔開并且形成在內(nèi)表面和外表面之間。
[0375]113、根據(jù)項目112的電容性去離子裝置，其中壓縮構(gòu)件的外表面限定外螺紋，該外螺紋構(gòu)造成接合在開口的內(nèi)表面上形成的內(nèi)螺紋。
[0376]114、電容性去離子裝置的使用方法，包括:
[0377]提供殼體，殼體限定在殼體內(nèi)部和殼體外部之間的開口 ；
[0378]將堆疊定位在殼體內(nèi)部中；
[0379]將壓板定向在殼體內(nèi)部并且鄰近堆疊；
[0380]將壓縮構(gòu)件與殼體和壓板接合；
[0381]相對于殼體調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件，以將壓板朝向堆疊推動從而用壓板壓縮堆疊；以及
[0382]通過將流體導(dǎo)向穿過開口以水合堆疊。
[0383]115、根據(jù)項目114的方法，其中在水合堆疊之后調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件。
[0384]116、根據(jù)項目114的方法，其中調(diào)節(jié)壓縮構(gòu)件增大了壓板施加于堆疊的壓力。
[0385]117、根據(jù)項目114的方法，進一步包括穿過壓縮構(gòu)件形成的第一流體通道，其中水合堆疊包括將流體導(dǎo)向到第一通道中。
[0386]118、用于從水去除離子的設(shè)備的生產(chǎn)方法，方法包括:
[0387]提供第一電極；
[0388]將間隔區(qū)提供為靠著第一電極；以及
[0389]將第二電極提供為靠著間隔區(qū)；
[0390]其中方法還包括:
[0391]將水沖洗通過間隔區(qū)并且隨后對堆疊施加力以壓縮第一電極和第二電極以及間隔區(qū)。
[0392]119、根據(jù)項目118的方法，其中步驟包括:
[0393]提供第一電極；
[0394]將間隔區(qū)提供靠著第一電極；[0395]將第二電極提供靠著間隔區(qū)；以及，
[0396]多次重復(fù)將間隔區(qū)提供為靠著第二電極。
[0397]120、根據(jù)項目118至119的方法，其中施加力在電極和間隔區(qū)之間引起小于5Bar、優(yōu)選地小于2Bar、更優(yōu)選地在IBar和0.5Bar之間的壓力。
[0398]121、根據(jù)項目118到120中任一項的方法，其中方法包括提供用于保持電極和間隔區(qū)的托架。
[0399]122、根據(jù)項目118到121中任一項的方法，其中方法包括將電極和間隔區(qū)彼此對準(zhǔn)。
[0400]123、根據(jù)項目118到122中任一項的方法，其中將水沖洗通過間隔區(qū)包括以0.5和IOBar之間的、優(yōu)選地在I和5Bar之間的以及最優(yōu)選地在2和4Bar之間的壓力沖洗。
[0401]124、根據(jù)項目118到123中任一項的方法，其中方法包括將電極和間隔區(qū)提供在殼體中，殼體包括進口和出口，以及將水經(jīng)由進口提供到殼體以將水沖洗通過間隔區(qū)。
[0402]125、根據(jù)項目118到124中任一項的方法，其中施加力以壓縮第一電極和第二電極和間隔區(qū)包括:將第一壓板提供為靠著由電極和間隔區(qū)形成的堆疊的一側(cè)，以及將第二壓板提供為靠著堆疊的另一側(cè)，提供穿過全部電極和間隔區(qū)的桿，并且經(jīng)由桿對第一和第二壓板施加力以將堆疊壓縮在板之間。[0403]126、根據(jù)項目118到125中任一項的方法，其中第一電極和第二電極包括集流體，一些集流體可以在壓縮第一電極和第二電極和間隔區(qū)之前被連接在一起。
[0404]以上說明書旨在是例示性的，而非限制性的。由此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍的前提下，可以對如所述的本發(fā)明進行修改。
【權(quán)利要求】
1.用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊包括: 提供有多個第一集流體的多個第一電極； 提供有多個第二集流體的多個第二電極；和， 在第一電極和第二電極之間的間隔區(qū)，用于允許水在電極之間流入，其中多個電容性電極堆疊中的第一個的多個第二集流體電連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的多個第一集流體。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中多個電容性電極堆疊中第二個的多個第二集流體電連接到多個電容性電極堆疊中的第三個的多個第一集流體。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括: 進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部； 出水口，出水口用于使水排出殼體的內(nèi)部和多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體，多個第二集流體電連接到位于同一殼體內(nèi)的多個電容性電極堆疊中第二個的多個第一集流體。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中多個第一集流體和多個第二集流體通過將它們壓靠于彼此而直接電連接。
5.根據(jù) 前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有夾板，夾板用以將多個集流體壓靠于彼此從而電連接多個第一集流體和多個第二集流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中夾板為非金屬材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中集流體是不含金屬的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中集流體包括碳以傳導(dǎo)電荷。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有電源連接器以與電源連接，并且堆疊與電源連接器串聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，其中電源連接器與多個電容性電極堆疊中第一個的多個第一集流體和多個電容性電極堆疊中最后一個的多個第二集流體串聯(lián)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9至10中任一項的設(shè)備，其中電源連接器提供有金屬和碳部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中設(shè)備包括電源連接器夾板，用于將集流體壓靠于電源連接器的碳部分。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中絕緣體提供在各電容性電極堆疊之間以使堆疊彼此電絕緣。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中絕緣體包括用于保持堆疊的托架。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中第二絕緣體提供為大致圍繞集流體以便電絕緣集流體。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中單個電容性電極堆疊的多個第一集流體的第一集流體彼此并聯(lián)地電連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中多個第一集流體中的第一集流體通過被夾緊在一起而電連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求9至17中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括: 進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部；出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部，并且電源連接器提供在集流體和殼體外部的電源之間的電連接。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設(shè)備，其中 多個電容性電極堆疊中第一個的第二集流體直接電連接到多個電容性電極堆疊中第二個的第一集流體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備，其中電極堆疊內(nèi)的多個集流體并聯(lián)電連接。
21.用于去除離子的設(shè)備，設(shè)備提供有多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊包括: 提供有多個第一集流體的多個第一電極； 提供有第二集流體的多個第二電極；和 在第一電極 和第二電極之間的間隔區(qū)，用于允許水在電極之間流入，其中設(shè)備包括用于將電源與多個電容性電極堆疊彼此串聯(lián)電連接的電源連接器，并且每一電容性電極堆疊的電阻率大致相等以便將如電源施加的電勢差在全部電容性電極堆疊大致均一地劃分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其中設(shè)備提供有殼體，設(shè)備包括: 進水口，進水口用于水進入殼體的內(nèi)部； 出水口，出水口用于將水排出殼體的內(nèi)部，并且電容性電極堆疊在殼體內(nèi)串聯(lián)連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求21至22中任一項的設(shè)備，其中流過第一電容性電極堆疊的第二電極的電流等于流入第二電容性電極堆疊的第一電極的電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項的設(shè)備，其中彼此串聯(lián)電連接的電容性電極堆疊布置在同一殼體中。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項的設(shè)備，其中多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體直接連接到多個電容性電極堆疊中第二個的多個第一集流體。
26.根據(jù)權(quán)利要求21至25中任一項的設(shè)備，其中設(shè)備包括加壓裝置，加壓裝置用以提供堆疊的壓縮以使每一堆疊上的壓力相等。
27.用于去除離子的設(shè)備的制造方法，包括: 提供多個電容性電極堆疊，每個電容性電極堆疊以如下方式制造: 提供提供有多個第一集流體的多個第一電極； 提供提供有多個第二集流體的多個第二電極；以及 提供在第一電極和第二電極之間的間隔區(qū)，用于允許水流入電極之間， 其中方法包括將多個電容性電極堆疊中第一個的多個第二集流體連接到多個電容性電極堆疊中的第二個的多個第一集流體。
【文檔編號】C02F1/469GK103889902SQ201280050434
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月14日
【發(fā)明者】艾伯特·范·德·瓦爾, 漢克·羅伯特·賴因胡德特, 巴特·范·林普特, 托馬斯·理查德·貝德納爾, 喬治·休梅克·埃利斯, 大衛(wèi)·杰弗里·阿費爾貝克 申請人:沃爾泰亞公司