專利名稱：制備還原水的裝置的制作方法
技術領域：
本公開的實施 方式涉及用于制備還原水的裝置。更具體地，本公開的實施方式涉及用于制備具有優(yōu)良還原能力的還原水的裝置。
背景技術：
按照與經濟增長相應的水市場的發(fā)展，水通過多種方法獲得。例如，在傳統(tǒng)方法中，通過煮沸泉水或自來水獲得水，然而近年來，使用包括家用堿離子凈水器在內的凈水器，使用該凈水器是為了提升水的有益健康特性從而減少身體不適或不健康。一種類型的凈水器是反滲透(RO)型凈水器，其能夠去除存在于水中的70-90%的混濁、細菌、病毒、有機化合物、農用化學品、重金屬、消毒副產品、無機離子等，并獲得具有中性范圍pH (5.8-8.5的pH)的清潔且可飲用的水。為此目的,這樣的凈水器具有如此配置:通常3-5個過濾器安置在凈水器中，純化的水儲存在水槽中，且根據需要而選擇性地獲得冷水或熱水。然而，從凈水器得到的水僅具有滿足人體口渴以支持生存的基本功能，并在由水的氧化還原電位(以下，稱為“0RP”)所代表的健康指數方面，具有等于或高于自來水的氧化能力。為了克服凈水器的所述缺點并給予功能性而研發(fā)的產品是堿離子凈水器。所述堿離子凈水器是用于制備pH為8.5或更高的水的醫(yī)療裝置，它在四種胃腸道癥狀(慢性腹瀉、消化不良、胃腸異型發(fā)酵和高胃酸度)中提供了還原效應，并被韓國食品和藥物管理局所批準。在醫(yī)學領域，臨床試驗已經證實所述堿離子凈水器在多種疾病如腸疾病、脈管疾病、糖尿病和特應性皮炎的治療中是有效的。最近的院校和研究論文報道主要功效是由水的還原能力造成的。然而，在所述堿離子凈水器中的水應包含足夠量的離子，因為溶于水的離子充當電解質并且堿離子水在常規(guī)電解期間制得。為了保持所述數量的離子，過濾器被限制為滿足一般的水凈化需求的超濾(UF)過濾器而不是RO過濾器。而且，當在電解期間施加的電壓和電流增大從而改善堿離子水的還原能力時，水的PH增大。如此制備的堿離子水不適合用于可飲用水。

發(fā)明內容
因此，本公開的一個方面是提供一種用于制備還原水的裝置，所述還原水保持了中性范圍的PH并顯示出優(yōu)良的還原能力。此外，本公開的另一方面用于提供用于制備還原水的裝置，所述裝置改善了用于制備還原水的裝置的陽離子交換樹脂的壽命。本公開的其它方面將在隨后的描述中部分地闡述，且部分將從所述描述顯然或通過對本公開的實踐而習知。根據本公開的一個方面，用于制備還原水的裝置包括電解槽，所述電解槽包括裝配有陰極的陰極室、裝配有陽極的陽極室、和插置在所述陰極室和所述陽極室之間的中間室，其中所述陰極室和所述中間室裝配有通過其供應水的入口和通過其排出水的出口，陽離子交換膜提供在所述陰極室和所述中間室之間，以及所述中間室包括陽離子交換樹脂，當所述陽離子交換樹脂與水反應時所述陽離子交換樹脂可離解出氫離子。所述裝置還可包括循環(huán)器，該循環(huán)器用于供應水到所述中間室并將通過所述陽離子交換樹脂排出的水再次供應給所述中間室。所述循環(huán)器可包括:水槽，儲存供應到中間室的水；通道(channel)，形成通路，使存在于所述水槽中的水能夠在所述中間室和所述水槽之間循環(huán)；和泵，用于在所述中間室和所述水槽之間循環(huán)存在于所述水槽中的水。所述水槽可包括感測儲存在所述水槽中的水的水位的水位傳感器。所述水槽可包括出口，儲存在所述水槽中的水通過所述出口排出到外面。所述裝置可包括冷卻裝置，該冷卻裝置用于降低通過所述循環(huán)器供應到所述中間室的水的溫度。所述冷卻裝置可包括風扇，或使用熱電半導體或制冷劑的冷卻器(cooler)。所述循環(huán)器可包括:通道，形成通路，使得已經流過所述中間室的水被再次引入到所述中間室中；泵，用于沿著所述通道循環(huán)被供應到所述中間室的水；和閥，用于控制供應到所述中間室的水的流動。所述裝置還可包括反滲透(RO)過濾器，該RO過濾器用于提純供應到所述電解槽或所述循環(huán)器的水。所述裝置還可包括閥，所述閥用于控制水的流動使得從所述RO過濾器供應的所述水被供應給所述陰極室或所述循環(huán)器。所述裝置還可包括設置在所述陽極室和所述中間室之間的陽離子交換膜。所述陰極、在所述陰極室和所述中間室之間提供的所述陽離子交換膜、以及所述陽離子交換樹脂可以一個與一個地接觸，所述陽離子交換樹脂、在所述中間室和所述陽極室之間提供的所述陽離子交換膜、以及所述陽極可以一個與一個地接觸。此外，所述陰極和所述陽極可裝配有孔，水可流經所述孔。此外，所述陰極和所述陽極可具有網格(mesh)結構。所述陽離子交換樹脂可通過對換所述陰極和所述陽極而重復使用。此外，所述裝置還可包括向所述電解槽提供電壓的電源。所述裝置還可包括陽離子交換樹脂過濾器，供應到所述中間室的水流經所述陽離子交換樹脂過濾器。所述陽離子交換樹脂過濾器還可包括陽離子交換樹脂，當所述陽離子交換樹脂與水反應時其可離解出氫離子。所述裝置還可包括反滲透(RO)過濾器，該RO過濾器用于提純供應給所述陽離子交換樹脂過濾器或所述陰極室的水。所述裝置還可包括分支通道，該分支通道用于將通過所述RO過濾器提純的水供應給所述陽離子交換樹脂過濾器和所述電解槽的所述陰極室。所述陽離子交換樹脂過濾器可包括入口和出口，從RO過濾器供應的水通過所述入口引入， 供應到所述中間室的水通過所述出口排出。
所述陽離子交換樹脂過濾器可插置在所述RO過濾器和所述電解槽之間，使得水在供應到所述中間室之前流經所述陽離子交換樹脂過濾器。所述陽離子交換樹脂過濾器可分離地安裝在用于制備還原水的所述裝置上。根據本公開的另一方面，用于制備還原水的裝置包括:電解槽，包含裝配有陰極的陰極室、裝配有陽極的陽極室、和插置在所述陰極室和所述陽極室之間的中間室；和陽離子交換樹脂過濾器，供應到 所述中間室的水流經所述陽離子交換樹脂過濾器，其中所述陰極室和所述中間室裝配有通過其供應水的入口和通過其排出水的出口，和陽離子交換膜提供在所述陰極室和所述中間室之間。所述裝置還可包括陽離子交換樹脂過濾器，供應到所述中間室的水流經所述陽離子交換樹脂過濾器。所述陽離子交換樹脂過濾器還可包括陽離子交換樹脂，當所述陽離子交換樹脂與水反應時其可離解出氫離子。所述裝置還可包括反滲透(RO)過濾器，該RO過濾器用于提純供應到所述陽離子交換樹脂過濾器或所述陰極室的水。所述裝置還可包括分支通道，該分支通道用于將通過所述RO過濾器提純的水供應給所述陽離子交換樹脂過濾器和所述電解槽的所述陰極室。所述陽離子交換樹脂過濾器可包括入口和出口，從RO過濾器供應的水通過所述入口被引入，供應到所述中間室的水通過所述出口排出。所述陽離子交換樹脂過濾器可插置在所述RO過濾器和所述電解槽之間使得水在供應到所述中間室之前流經所述陽離子交換樹脂過濾器。所述陽離子交換樹脂過濾器可分離地安裝在用于制備還原水的所述裝置上。所述裝置還可包括設置在所述陽極室和所述中間室之間的陽離子交換膜。所述陰極、在所述陰極室和所述中間室之間提供的所述陽離子交換膜、和所述陽離子交換樹脂可一個與一個地接觸，以及所述陽離子交換樹脂、在所述中間室和所述陽極室之間提供的所述陽離子交換膜、和所述陽極可一個與一個地接觸。此外，所述陰極和所述陽極可裝配有孔，水流經所述孔。此外，所述陰極和所述陽極可具有網格結構。根據本公開的一個方面，可以獲得具有中性pH并顯示出優(yōu)良的還原能力的還原水。此外，使用所述陽離子交換樹脂過濾器，有可能防止在所述中間室中在所述陽離子交換樹脂中滋生細菌。


結合附圖，從實施方式的以下描述，本公開的這些和/或其它方面將變得顯然且更容易理解，其中:圖1是示出傳統(tǒng)的堿離子凈水器的驅動機構的示意圖；圖2和圖3是示出根據本公開的一個實施方式的、用于制備還原水的裝置的驅動機構的不意圖；圖4是示出在圖2和圖3中示出的、用于制備還原水的裝置中的陽離子交換樹脂過濾器的視圖；圖5是示出根據圖2和圖3中示出的實施方式的修改實施方式的、用于制備還原水的裝置的驅動機構的示意圖；圖6a和圖6b是示出根據另一實施方式的、用于制備還原水的裝置的驅動機構的示意圖；圖7是示出在 圖6a和圖6b的中間室中填充的陽離子交換樹脂的功能的視圖；圖8是曲線圖，顯示出在陰極室中制備的還原水的pH和ORP性能作為使用傳統(tǒng)堿離子凈水器的電解和根據圖2或圖6a和圖6b所示的實施方式的用于制備還原水的裝置的電解的結果；圖9是示出根據圖6a所示的實施方式的修改實施方式的包括循環(huán)器的、用于制備還原水的裝置的驅動機構的示意圖；圖10是示出根據圖6a所示的實施方式的包括冷卻裝置的、用于制備還原水的裝置的驅動機構的示意圖；圖1la和圖1lb是曲線圖，顯示出在圖6a和圖6b中描述的用于制備還原水的裝置中，在電極互換之前和之后在陰極中制備的還原水的PH和ORP性能；圖12a和圖12b是示出用于制備還原水的裝置的電極的形狀的視圖；和圖13是示出在根據本公開實施方式的用于制備還原水的裝置中的陽離子交換樹月旨、陽離子交換膜和電極的布置的視圖。
具體實施例方式下面，將參考附圖描述本公開的優(yōu)選實施方式。首先，將描述傳統(tǒng)的堿離子凈水器。圖1是示出傳統(tǒng)的堿離子凈水器的驅動機構的示意圖。所述堿離子凈水器包括UF過濾器11和電解槽12，電解槽12包括陰極13、陽極14和設置在陰極13與陽極14之間的離子交換膜16。水流經UF過濾器11。結果，去除了尺寸為0.01 μ m或更大的不可見微生物諸如病毒、微粒細菌和藻類胞子，而尺寸小于0.01 μ m的離子和微細組分則通過。將如此獲得的凈化水加到電解槽12中，并對其施加預定的電能以分解水。在電極13和14 二者中發(fā)生的水的電解通過下面的反應式I描述。反應式I陰極(-電極):2H20+2e-— H2+20H_，EO=-0.828V陽極(+電極):2H20 — 4H++02+4e-, E0=+1.229V在該情況中，考慮到在陰極13中制備的水的氧化還原電位(0RP ;相對于標準氫電極的電動勢)，在只有OH-和H2不正常地存在于水中的假定下，標準氫電極的電動勢可通過以下的方程式I描述:方程式I
權利要求
1.一種用于制備還原水的裝置，包含: 電解槽，包含裝配有陰極的陰極室、裝配有陽極的陽極室以及插置在所述陰極室和所述陽極室之間的中間室， 其中所述陰極室和所述中間室裝配有經過其供應水的入口和經過其排出水的出口， 在所述陰極室和所述中間室之間提供有陽離子交換膜，和 所述中間室包括陽離子交換樹脂，當所述陽離子交換樹脂與水反應時可離解出氫離子。
2.根據權利要求1所述的裝置，還包含: 循環(huán)器，用于供應水到所述中間室并將經過所述陽離子交換樹脂排出的水再次供應到所述中間室。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述循環(huán)器包含: 水槽，儲存供應到所述中間室的水； 通道，形成通路，使存在于所述水槽中的水能夠在所述中間室和所述水槽之間循環(huán)；和 泵，用于在所述中間室和所述水槽之間循環(huán)存在于所述水槽中的水。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述水槽包含: 水位傳感器，用于感測所述水槽中儲存的水的水位；和 出口，儲存于所述水槽中的水通過該出口排到外面。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中所述循環(huán)器包含:` 通道，形成通路，使得已經流過所述中間室的水被再次引入到所述中間室中； 泵，用于沿著所述通道循環(huán)供應到所述中間室的水；和 閥，用于控制供應到所述中間室的水的流動。
6.根據權利要求2所述的裝置，還包含: 反滲透過濾器，用于提純供應到所述電解槽或所述循環(huán)器的水；和閥，用于控制水的流動使得從所述反滲透過濾器供應的所述水被供應給所述陰極室或所述循環(huán)器。
7.根據權利要求1所述的裝置，還包含: 陽離子交換膜，設置在所述陽極室和所述中間室之間。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述陰極、在所述陰極室和所述中間室之間提供的所述陽離子交換膜、以及所述陽離子交換樹脂一個與一個地接觸，所述陽離子交換樹脂、在所述中間室和所述陽極室之間提供的所述陽離子交換膜、以及所述陽極一個與一個地接觸。
9.根據權利要求7所述的裝置，其中所述陽離子交換樹脂通過反轉所述陰極和所述陽極而重復使用。
10.根據權利要求1所述的裝置，還包含: 陽離子交換樹脂過濾器，供應到所述中間室的水流經該陽離子交換樹脂過濾器，其中當所述陽離子交換樹脂與水反應時，所述陽離子交換樹脂可離解出氫離子。
11.根據權利要求10所述的裝置，還包含: 反滲透過濾器，用于提純供應到所述陽離子交換樹脂過濾器或所述陰極室的水；和 分支通道，用于將經所述反滲透過濾器提純的水供應到所述陽離子交換樹脂過濾器和所述電解槽的所述陰極室。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述陽離子交換樹脂過濾器包含: 入口，從所述反滲透過濾器供應的水經過該入口被引入；和 出口，供應到所述中間室的水通過該出口排出。
13.根據權利要求11所述的裝置，其中所述陽離子交換樹脂過濾器插置在所述反滲透過濾器和所述電解槽之間，使得水在被供應到所述中間室之前流經所述陽離子交換樹脂過濾器。
14.根據權利要求10所述的裝置，其中所述陽離子交換樹脂過濾器可分離地安裝在用于制備還原水的所述裝置上。
15.—種用于制備還原水的裝置,包含: 電解槽，包含裝配有陰極的陰極室、裝配有陽極的陽極室、和插置在所述陰極室和所述陽極室之間的中間室；和 陽離子交換樹脂過濾器， 供應到所述中間室的水流經所述陽離子交換樹脂過濾器， 其中所述陰極室和所述中間室裝配有通過其供應水的入口和通過其排出水的出口，和 陽離子交換膜提供在所述陰極室和所述中間室之間。
全文摘要
用于制備還原水的裝置，所述水保持中性范圍的pH并顯示出優(yōu)良的還原能力。用于制備還原水的所述裝置包括電解槽，所述電解槽包括裝配有陰極的陰極室、裝配有陽極的陽極室、和插置在所述陰極室和所述陽極室之間的中間室，其中所述陰極室和所述中間室裝配有經過其供應水的入口和經過其排出水的出口，陽離子交換膜提供在所述陰極室和中間室之間，以及所述中間室包括陽離子交換樹脂，當所述陽離子交換樹脂與水反應時其離解出氫離子。
文檔編號C02F1/42GK103101994SQ201210377698
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月5日
發(fā)明者郭泫碩, 高泳哲, 尹永煜, 金兌奎, 林昌培 申請人:三星電子株式會社