专利名称：高新可防止微生物和杂质引起污染的用于生产含电解氢的冷热纯水的密封式净水器及净水技术
技术领域：
本发明涉及一种通过将电解产生的氢气溶解在原水中来生产氢水的含电解氢的冷热水净水器，具体而言，涉及一种防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器及净水方法。
背景技术：
由于工业发展、人口增长以及净化厂的氯化处理所造成的河流和水供给源的污染，大量化学物质、有机氯溶剂以及致癌化合物进入自来水，此外，随着有关废弃水管的问题出现，人们不能信任并饮用自来水。
目前，在韩国，已经普及了数以百计的净水器，由于先进的工业发展带来各种水污染(工厂废水、生活污水、浙出液等)，甚至自来水和地下水都会威胁安全和健康，鉴于这种形势，净水器的普及稳步增长。
因此，由于净水器的销售诡计和密集泛滥造成继发性污染(例如，杂质和各种细菌)，人体受到饮用水的威胁，并且近年来，媒体已经报道了该问题的严重性。
然而，现有净水器只是将有害物质去除或者提供的水仅具有少量矿物。在国内外， 几乎没有有助于健康的功能水净水器，并且在进口货物中，类似的功能水净水器极其昂贵。
另一方面，氧作为地球大气中最常见的元素之一占大气的21%，人类呼吸氧以获得生存的能量。
虽然氧是维持生命所绝对必须的，但是由于诸如体内酶系统、减缓的新陈代谢、污染物质、光化学反应等物理、化学和环境因素的原因，处于稳定分子状态的基态三重态氧被转化成具有极高反应性的活性氧，从而对人体造成有害的氧化物毒性。
据报道，这些因素对作为细胞构成成分的脂类、蛋白质、糖类、DNA等施加非选择性且不可逆的破坏作用，从而引起诸如癌症等各种疾病以及衰老过程(自由基理论，由 Denhum Harman 教授发表于 Nebraska 医疗中心学院，1昍4 年)(Free Radical Theory, Professor Denhum Harman, the University of Nebraska Medical Center College, 1954)。
近年来，已经引入的净水器所提供的可饮用电解水是pH值为7. 4 8. 5的弱碱性水，并且净水器的一般结构由净水单元和电解单元构成。
净水单元采用的一种方法是使原水从上往下或从下往上流过无纺织物、沙子、无烟煤和活性炭，然后，使用加压泵或在使用反渗透膜分离模块时省略加压泵；另一种方法是原水经过超滤膜模块，然后作为后处理顺次经过活性炭或陶瓷过滤器，并送至电解槽。
在这种情况下，通过在电解槽的外部堆叠多层冷却盘管形成冷却用小型冷却器， 当覆盖上盖的开放式电解槽被小型冷却器冷却时，净化的冷水被供应到电解槽的内部底表面的出口，并且能够通过位于电解槽的下部中央位置的另一个出口供应到安装在电解槽下方的热水槽。
在发生电解的电解单元中，在被构造成仅能使水中所含的离子移动的两个隔膜之间安装有一个正电极板和两个负电极板，其结果是，设置成三个电极室，从两个负电极室产生强碱性水(pH值9 10)和弱碱性水(pH值7. 4 8. 5)，从正电极室产生酸性水(pH值 5 6)的电解离子水，其中可饮用的碱性水被用作饮用水。
在碱离子净水器中，由于采用开放式水槽，所以进入电解槽中的微生物和杂质对人体有害，并且额外推荐的参考项是，与原水相比，通过水中所含的氯离子产生的三卤甲烷不应增加。发明内容
技术问题
本发明致力于解决各种问题，并且本发明的目的在于提供一种防止微生物和各种杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器及净水方法，其可以完全防止在净化以及有助于健康的电解氢的产生、储存和供应过程中所造成的杂质和微生物污染进入清洁的净化水。
技术方案
为实现上述目的，在根据本发明的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器中，所述净水器由净水单元和电解单元构成，所述净水单元将从原水过滤出的净化水输送到电解槽，所述电解单元通过将由所述电解槽对净化水进行电解而产生的氢气溶解在原水中而产生并储存电解氢水，其中所述电解槽形成为密封形式的，并且在所述电解槽的顶部安装有通风空气过滤器和单向阀。
此外，所述通风空气过滤器可以由尺寸为0. 01 0. 2μ m的孔构成。
另外，作为与氢水相连的各管子，用于导向各取水点的所有管子可以由钛制成。
根据本发明的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水的净水方法包括净水步骤，其中原水从外部供应，并且去除味道、臭味、颜色、颗粒、高盐(矿物)、消毒副产物和农药残留物；电解氢的产生和储存步骤，其中净化水被电解而产生氢，并且产生的电解氢储存在设于电解槽顶部的压实的活性炭块中；和电解氢水的供应步骤，其中与通风空气过滤器连接的电磁阀被促动而向外部排气，从而促进水在管子中流动以供应电解氢水。
此外，所述方法还可以包括作为去除电解槽中和电极棒上的水垢以及管子内的黏质物的步骤的洗涤步骤。
有益效果
根据本发明的防止微生物和各种杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器及净水方法，冷却槽、热水槽和电解槽被密封，从而中断了与外部的空气接触，因而从根本上解决了在电解槽之后繁殖传播的各种细菌的繁殖问题。
图1是说明根据本发明实施例的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器的净水过程的方框图。
图2是说明根据本发明实施例的电解槽的下部结构的示意图。
图3是示出根据本发明实施例的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器的电解槽的结构的正视图。
附图标记
100净水单元200电解单元
110第一过滤器120第二过滤器
130第三过滤器140膜接触器
210电解槽220储氢过滤器
230通风空气过滤器240自动电磁阀
250单向阀211净化水入口
212正电极棒213负电极棒
214振动器215浮控开关
216下部中央开口217监视窗
218发光灯221活性炭过滤器
222陶瓷过滤器300制冰机
400冷却槽500热水槽
600多用途氢水槽具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明各实施例的结构和操作，以易于本领域技术人员的实施。
至少一个实施例说明了附图所示的和参照附图描述的本发明的结构和操作，本发明的核心结构和操作不限于此。
因此，由于可以进行各种修改且在本发明中可以实现各种实施例，所以应当理解的是，各种修改、等同物或替换都在本发明的范围内。
图1是说明根据本发明实施例的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器的净水过程的方框图。图2是说明根据本发明实施例的电解槽的下部结构的示意图。图3是示出根据本发明实施例的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器的电解槽的结构的正视图。
如图1所示，防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器包括净水单元100和电解单元200。
净水单元100被设置成将从原水过滤的净化水输送到电解槽210。
电解单元200被设置成通过由电解槽210对净化水进行电解而产生并储存电解氢水，通过制造密封形式的电解槽210并将自动电磁阀M0、通风空气过滤器230和单向阀 250安装在电解槽210的顶部形成电解单元200。
在这种情况下，通风空气过滤器230优选由尺寸为0. 2 0. 01 μ m的孔构成，电解槽210由诸如透明聚砜等材料制成，并且从储氢过滤器220到各取水点的所有管子优选由钛材料制成。
因此，在本发明中，可以防止沉积物、黏质物、寄生虫的坏死物质和各种微生物 (常见细菌、水生传染细菌、大肠杆菌和真菌等)从外部引入净化水并繁殖，而开放式水槽会存在这些问题。
此外，由于各种研究表明净化水通过抑制特应性皮炎、各种癌症、衰老等而对人体有益，所以从技术上需要储存并提供具有包含在净化水中的充足电解氢(可选择地，活性氢)的电解氢水。
如图1所示，地下水、自来水或总溶解固体(TDS)为50 5，OOOmg/升的水作为原水经由手动或自动阀在1 3kg/cm2的水压下顺次经过第一过滤器110、第二过滤器120和第三过滤器130。
随着原水从上往下流过，通过用无纺织物将粉末和纤维状或颗粒状活性炭包裹成筒状形成的第一过滤器110主要用于去除味道、臭味、颜色、颗粒、消毒副产物和农药残留物。
当处理总溶解固体(可选择地，盐)浓度为200mg/升以上的原水时，第二过滤器 120通过反渗透法净化原水，并且在这种情况下，当原水的压力较低或盐浓度较高时，使用图中未示出的加压泵(增压器)来处理原水。
此外，当处理盐浓度为200mg/升以下的原水时，可以使用微孔过滤法，微孔过滤法使用中空纤维型、管型、螺旋缠绕型或板架型的高分子合成材料或诸如陶瓷等无机材料形成的薄膜状过滤器，还可以使用超滤法。
第三过滤器130是在无纺织物中填充有阳离子交换树脂或螯合树脂的筒状过滤器，用于去除存在于原水和生铁管中的可溶性铅(Pb)。在这种情况下，根据需要，当在第二过滤器120中使用反渗透法时，可以省略第三过滤器。
经过第一过滤器110、第二过滤器120和第三过滤器130的水经由膜接触器140进入电解槽。
当对脱气出口施加真空时，用于去除溶解在净化水中的气体的膜接触器140可以更有效地去除净化水中溶解的气体。
之后，当脱气的净化水被引入柱状或四边形状的电解槽210时，电流流过由涂钼的钛或不锈钢制成的正和负电极棒而产生电解的氢。
也就是说，如图2所示，净化水被供应到设置在电解槽210的下部内部的净化水入口 211，并且在具有彼此面对的正极(+)和负极(-)的电极棒(可选择地，电极板)设置在其上的同时，使直流电通过。
在这种情况下，在正极棒212中，发生反应H20 — l/2A+2H++2e_，同时在负极棒213 中，发生反应— H2+20F。
因此，在从正电极产生氧并从负电极产生氢的同时，从正电极产生氢离子(H+)并从负电极产生氢氧根离子(0H_)。氢离子(H+)将水变成酸性的，氢氧根离子(0H_)将水变成碱性的，但是由于它们的存在量相同，因而氢离子浓度(PH值)在整体上不变化。
另一方面，在电解槽210的底部安装有振动器214或回转式马达叶片，从而在其他位置促进电解，并且随后连接有浮控开关215。
因此，如图2和图3所示，当氢在安装于电解槽210中央的储氢过滤器220中饱和时，图中未示出的浮控开关从下往上移动而中断电解电源。在这种情况下，在电解槽210的下部设置有用于从外部观察电解状态的透明监视窗217以及随着电解反应而开/关的小型发光灯(LED) 218。
通过电解产生的电解氢储存在安装于电解槽210下部中央的凸出部上的柱状或四边形状的储氢过滤器220中。储氢过滤器用于将电解的氢储存在通过无纺织物包裹的表面而与内部压缩的活性炭或陶瓷过滤器相连的微孔中。
之后，当电解的氢在储氢过滤器220中饱和时，在取水时储存的电解氢连同水一起通过电解槽的下部中央出口 216排出，并且当取水完成时，储氢过滤器220中的水自动流到与单向阀连接的下部，从而增大电解氢的储存区域。
这里，如图3所示，储氢过滤器220包括活性炭过滤器221和在活性炭过滤器上的陶瓷过滤器222，活性炭过滤器221由具有超细孔的压实阻塞性颗粒状、纤维状或粉末状的活性炭制成，陶瓷过滤器222由陶瓷制成并且具有尺寸为0. 1 0. 01 μ m的孔，以便储存更多的电解氢。
如图1所示，含有储存的电解氢的净化水可以通过制冰机300作为冰或颗粒状冰水使用，或者可以被设置为能够直接饮用电解氢水。此外，经由利用冷却盘管缠绕外表面而间接冷却水的冷却槽400，可以饮用冷氢水，或者经由以间接加热方式加热水的热水槽 500，可以饮用热氢水。
在饮用时通过使用电子或电气方式的按钮或触钮(例如，光传感器)，可以获取冷热氢水。
在这种情况下，由于与具有尺寸为0. 2 0. 01 μ m的孔的通风空气过滤器230连接的电磁阀自动地打开和关闭，所以可以防止由于气泡或溶解气体造成的饮用困难，并且单向阀250双重地中断了空气从外部引入。
密封式电解槽通过所设置的自动电磁阀M0、通风空气过滤器230和单向阀250能够中断外部的空气接触，因而从根本上解决了电解槽中各种细菌繁殖的问题。
此外，基于氢水甚至可以有效地去除特应性皮炎、黄褐斑、雀斑等并且有助于增白的报道，利用多用途氢水槽600可以将水输送到所需的距离和所需的地点，其中通过在冷热氢水净水器的各内部入水口处使用隔热材料形成T形管件和连接管，从而利用一个冷热氢水净水器实现了两个以上净水器的效果。
根据本发明实施例的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水的净水方法包括净水步骤、电解氢的产生和储存步骤及电解氢水的供应步骤。
在防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水的净水方法的净水步骤中， 原水从外部供应，并且去除味道、臭味、颜色、颗粒、消毒副产物和农药残留物。
在电解氢的产生和储存步骤中，净化水被电解而产生氢，并且产生的电解氢储存在设于电解槽顶部的压实的活性炭块中。
在电解氢水的供应步骤中，与通风空气过滤器连接的电磁阀被促动而向外部排气，使得通过防止在管子中产生气锤并促进水流动而供应电解氢水。
在电解氢水的供应步骤之后，优选还包括洗涤步骤，洗涤步骤是作为去除电解槽中和电极棒上的水垢以及管子内的黏质物的步骤。
也就是说，净水步骤可以包括由无纺织物和活性炭构成的第一过滤，用于从诸如自来水、地下水等从外部供应的原水中去除味道、臭味、颜色、颗粒、消毒副产物和农药残留物；由反渗透膜构成的第二过滤，用于去除原水中包含的包括重金属在内的无机材料和诸如腐殖酸等有机材料，或者由中空纤维型精密膜或超滤膜构成的第二过滤，用于去除水中的矿物成分之外的各种有机物质和微生物；由无纺织物和阳离子交换树脂或螯合树脂构成的第三过滤，用于在原水连续流过的同时，去除原水中的从诸如生铁管等管子材料溶解的微量铅0 )、铁粉、沉积物和黏质物，并且安装有膜接触器，用于去除诸如二氧化碳、氧气等没有从处理的原水中去除的气体。
此外，在电解氢的产生和储存步骤中，当正电极板和负电极板其间有一定间隔地安装在矩形或圆柱状容器的表面上并且直流电在正电极板和负电极板上流过时，从两个电极产生气体。然后，从负电极产生2体积的电解氢，从正电极产生1体积的电解氧，这样在电解槽的上部连接并安装超细压实活性炭块过滤器或者在活性炭块过滤器后的具有精密或超滤孔的陶瓷过滤器。结果，当电解的氢储存并经过时，在净化水中含有高浓度的电解氢。
此外，在电解氢水的供应步骤中，通过使用取水塞或阀而直接饮用储存的电解氢水，或者在被输送到密封式冷却槽之后使用小型冷却器作为冷氢水饮用，或者通过间接加热作为热水饮用。此外，当含电解氢的氢水向冷却槽供应时，与通风空气过滤器连接的电磁阀被自动促动，从而向外部排气并消除由于水中所含的气体在水流中产生的中断，由此有助于水在管子中的流动。
另外，为了安全维护，优选还包括定期清洗净水器的洗涤步骤，这是因为由于长时间使用净水器，在电解槽中和电极棒上会形成水垢并且在管子内会形成沉积物或黏质物。
在洗涤步骤中，即使管子的内部被完全密封，但是当净水器长时间未使用时，沉积物或水垢以及诸如微生物的黏质物等沉淀物也会附着或产生，而对水味道和健康造成问题，因此，将大约5 50g的柠檬酸溶解在来自排水侧的1升净化水中，并且通过关闭电磁阀经由单向阀使水顺次经过电解槽、电解氢储存过滤器、净水槽和热水槽，然后，利用从外部可拆卸的小型马达打开阀，而后经由单向阀循环。
在这种情况下，由于热水的加热器通过供电使用间接加热法，在洗涤液循环之后， 加热器停止大约几分钟到几十分钟，以将洗涤液的温度保持在20 40°C的范围内，然后， 通过打开阀，将洗涤液完全排出，在引入原水并排放原水几分钟的同时，打开电磁阀。之后， 氢水、冷氢水和热氢水分别流出大约1分钟，而后净水器可被正常使用。在这种情况下，与通风空气过滤器连接的电磁阀在洗涤液排放及正常净水期间关闭，在取水或用氢水和冷热氢水洗涤期间打开。
这里，通过使用pH值测量仪测量，当洗涤液的pH值处于6. 0 7. 0的范围内时， 判断洗涤完成，然后停止洗涤。
表1示出根据本发明实施例的净水器和现有技术的净水器的电解氢浓度的变化。 表2示出在开放状态下电解氢浓度的变化，表3示出当电解氢在开放状态下被加热时氧化还原电势(ORP)的变化。
在测量中，使用日本TOA DKK的型号No. DH-35A的装置来测量溶解的氢，使用日本 TOA DKK的型号No. WM-22EP的装置来测量氧化还原电势和氢离子浓度(pH值)。
表 权利要求
1.一种防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器，其由净水单元和电解单元构成，所述净水单元将从原水过滤出的净化水输送到电解槽，所述电解单元通过将对来自所述净水单元的净化水进行非隔膜式电解而产生的氢气溶解在原水中而产生并储存电解氢水，其中所述净水单元包括第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器和膜接触器， 所述电解单元包括电解槽、储氢过滤器、自动电磁阀、由尺寸为0. 01 0. 2μπι的孔构成的通风空气过滤器、以及单向阀，和所述电解槽形成为密封形式的，并且包括由陶瓷过滤器和活性炭过滤器构成的储氢过1 ‘ O
2.如权利要求1所述的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器，其中第一过滤器由无纺织物构成，第二过滤器取决于总溶解固体的浓度而由反渗透式过滤器或超滤式过滤器构成，以及第三过滤器由离子交换树脂和无纺织物构成并用于去除溶解的铅。
3.如权利要求1所述的防止微生物和杂质进入的密封式含电解氢的冷热水净水器，其中所述电解槽由高分子塑料制成，例如透明聚砜，并且从所述储氢过滤器到各取水点的所有管子由钛制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产含电解氢的纯冷热水的净水器，其中将电解产生的氢气溶解在原水中来生产电解还原水。具体而言，本发明涉及一种可防止微生物和杂质引起的污染的用于生产含电解氢的纯冷热水的净水器及净水方法。
文档编号C02F1/461GK102497915SQ201080041074
公开日2012年6月13日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月24日
发明者迆银相 申请人:韩颂怡
