BR112014007931B1

BR112014007931B1 - Aparelho para produzir água redutora

Info

Publication number: BR112014007931B1
Application number: BR112014007931-5A
Authority: BR
Inventors: Hyun Suk Kwak; Young Chul Ko; Young Uk Yun; Tae Gyu Kim; Chang Bae Lim
Original assignee: Samsung Electronics Co., Ltd
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2020-08-04
Also published as: AU2012319378A8; RU2567321C2; KR20130037156A; RU2014113267A; CA2850463A1; CA2850463C; BR112014007931A2; AU2012319378B2; AU2012319378A1; KR101987645B1

Abstract

aparelho para produzir água redutora trata-se de um aparelho para produzir água redutora, que mantém uma faixa de ph neutro e exibe elevada força redutora. o aparelho para produzir água redutora inclui um banho eletrolítico, incluindo uma câmara catódica dotada de um cátodo, uma câmara anódica dotada de um ânodo, e uma câmara intermediária interposta entre a câmara catódica e a câmara anódica, em que a câmara catódica e a câmara intermediária são dotadas de uma entrada, por onde água é alimentada, e de uma saída, por onde água é descarregada, uma membrana de troca catiônica é instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e a câmara intermediária contém uma resina de troca catiônica, que dissocia íons de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com água.

Description

Domínio Técnico

[0001] Formas de realização da presente divulgação se referem a um aparelho para produzir água redutora. Mais especificamente, formas de realização da presente divulgação se relacionam a um aparelho para produzir água redutora com elevada força redutora.

Fundamentos da Arte

[0002] Em conformidade com a ampliação do mercado de água correspondente ao crescimento econômico, água é obtida por uma variedade de métodos. Por exemplo, em um método convencional, água é obtida a partir de fontes, ou água da torneira é cozida, enquanto que nos últimos anos, um purificador de água é usado, incluindo um purificador doméstico de água com íons alcalinos, que é usado para promover atributos de água sadia, reduzir o mal-estar, ou problemas de saúde do corpo.

[0003] Um tipo de purificador de água é um purificador de água do tipo osmose reversa (RO), que é capaz de remover 70 a 90% da turbidez, bactérias, vírus, compostos orgânicos, produtos químicos agrícolas, metais pesados, subprodutos de desinfecção, íons inorgânicos e semelhantes, presentes na água, e obter água limpa e potável tendo um intervalo neutro de pH (pH de 5,8 a 8,5). Para esse efeito, tal purificador de água tem uma configuração, em que 3 a 5 filtros geralmente são montados em um purificador de água, água purificada é armazenada em um tanque de água, e água fria ou água quente é seletivamente obtida, como desejado.

[0004] No entanto, água obtida de um purificador de água tem apenas uma função básica de satisfazer a sede do corpo humano para suportar a vida, e tem uma força de oxidação equivalente ou maior do que a água de torneira em termos de indice de saúde, representado por um potencial de redução de oxidação (doravante referido como um "ORP") de água.

[0005] Um produto desenvolvido, a fim de anular os inconvenientes de purificadores de água e conferir funcionalidades é um purificador de água com ions alcalinos. O purificador de água com ions alcalinos é um aparelho médico para produzir água com pH 8,5 ou superior, que proporciona efeitos de redução em quatro sintomas gastrointestinais (diarreia crônica, dispepsia, heterofermentação gastrintestinal, e acidez hipergástrica) , e foi aprovado pela Korean Food and Drug Administration. No campo da medicina, os ensaios clínicos têm demonstrado que o purificador de água com ions alcalinos é eficaz no tratamento de várias doenças, como doenças intestinais, doenças vasculares, diabetes e dermatite atópica. Relatórios recentes de academias e pesquisas relatam que a principal eficácia é causada pela força redutora da água.

[0006] No entanto, água no purificador de água com ions alcalinos deve conter uma quantidade suficiente de ions, uma vez que ions dissolvidos em água servem como eletrólitos, e água com ions alcalinos é produzida durante a eletrólise normal. Para manter a quantidade de ions, o filtro é limitado a um filtro de ultrafiltração (UF), satisfazendo as necessidades gerais de purificação de água, ao invés de um filtro RO. Além disso, quando uma tensão e uma corrente aplicadas durante a eletrólise são aumentadas, a fim de melhorar a força redutora da água com ions alcalinos, o pH da água é aumentado. A água com ions alcalinos, assim produzida, é inadequada para uso como água potável.

Divulgação da Invenção Problema Técnico

[0007] Portanto, um aspecto da presente divulgação é fornecer um aparelho para produzir água redutora, que mantenha um intervalo neutro de pH e apresente elevada força redutora.

[0008] Além disso, outro aspecto da presente divulgação é fornecer um aparelho para produzir água redutora, que melhore a vida útil de uma resina de troca catiônica usada para um aparelho para produzir água redutora.

[0009] Aspectos adicionais da divulgação serão definidos adiante, em parte na descrição que se segue e, em parte, serão percebidos a partir da descrição, ou podem ser aprendidos pela prática da divulgação.

Solução Técnica

[00010] Em conformidade com um aspecto da presente divulgação, um aparelho para produzir água redutora inclui um banho eletrolitico, incluindo uma câmara catódica dotada de um cátodo, uma câmara anódica dotada de um ânodo, e uma câmara intermediária interposta entre a câmara catódica e a câmara anódica, onde a câmara catódica e a câmara intermediária são dotadas de uma entrada, por onde água é alimentada, e uma saida, por onde água é descarregada, uma membrana de troca catiônica é instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e a câmara intermediária inclui uma resina de troca catiônica, que dissocia ions de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com a água.

[00011] O aparelho pode ainda incluir um circulador para abastecer água à câmara intermediária e abastecer água descarregada através da resina de troca catiônica novamente à câmara intermediária.

[00012] O circulador pode incluir: um tanque de água para armazenar água alimentada à câmara intermediária; um canal para formar uma passagem, permitindo que água presente no tanque de água circule entre a câmara intermediária e o tanque de água; e uma bomba para circular a água presente no tanque de água entre a câmara intermediária e o tanque de água.

[00013] O tanque de água pode incluir um sensor de nivel de água, para detectar um nivel de água armazenada no tanque de água.

[00014] O tanque de água pode incluir uma saida, por onde água armazenada no tanque de água é descarregada para fora.

[00015] O aparelho pode incluir um aparelho de refrigeração para reduzir a temperatura da água alimentada à câmara intermediária pelo circulador.

[00016] O aparelho de refrigeração pode incluir um ventilador ou um refrigerador usando um semicondutor termelétrico ou um refrigerante.

[00017] O circulador pode incluir um canal para formar uma passagem, permitindo que água, tendo passado pela câmara intermediária, seja novamente introduzida na câmara intermediária; uma bomba para circular a água alimentada à câmara intermediária ao longo do canal; e uma válvula para controlar o fluxo da água alimentada à câmara intermediária.

[00018] O aparelho pode ainda incluir um filtro de osmose reversa (RO) para purificar a água alimentada ao banho eletrolitico ou ao circulador.

[00019] O aparelho pode ainda incluir uma válvula para controlar o fluxo de água, para que a água alimentada a partir do filtro RO seja alimentada para a câmara catódica ou ao circulador.

[00020] O aparelho pode ainda incluir uma membrana de troca catiônica disposta entre a câmara anódica e a câmara intermediária.

[00021] O cátodo, a membrana de troca catiônica instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e a resina de troca catiônica podem entrar em contato entre si, e a resina de troca catiônica, a membrana de troca catiônica instalada entre a câmara intermediária e a câmara anódica, e o ânodo podem entrar em contato entre si.

[00022] Além disso, o cátodo e o ânodo podem ser dotados de furos, através dos quais a água é passada.

[00023] Além disso, o cátodo e o ânodo podem ter uma estrutura de malha.

[00024] A resina de troca catiônica pode ser reciclada, invertendo o cátodo e o ânodo.

[00025] Além disso, o aparelho pode ainda incluir uma fonte de alimentação de tensão ao banho eletrolitico.

[00026] O aparelho pode ainda incluir um filtro de resina de troca catiônica, por onde água alimentada à câmara intermediária é passada.

[00027] O filtro de resina de troca catiônica pode ainda incluir uma resina de troca catiônica, que dissocia ions de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com água.

[00028] O aparelho pode ainda incluir um filtro de osmose reversa (RO) para purificar a água alimentada ao filtro de resina de troca catiônica ou à câmara catódica.

[00029] O aparelho pode ainda incluir um canal de ramificação para alimentar água purificada através do filtro RO para o filtro de resina de troca catiônica e à câmara catódica do banho eletrolitico.

[00030] O filtro de resina de troca catiônica pode incluir uma entrada, por onde água alimentada a partir do filtro RO é introduzida; e uma saida, por onde água alimentada à câmara intermediária é descarregada.

[00031] O filtro de resina de troca catiônica pode ser interposto entre o filtro RO e o banho eletrolitico, para que água passe através do filtro de resina de troca catiônica, antes de a água ser alimentada à câmara intermediária.

[00032] O filtro de resina de troca catiônica pode ser montado, de modo destacável, no aparelho para produzir água redutora.

[00033] Em conformidade com outro aspecto da presente divulgação, um aparelho para produzir água redutora inclui um banho eletrolitico, incluindo uma câmara catódica dotada de um cátodo, uma câmara anódica dotada de um ânodo, e uma câmara intermediária interposta entre a câmara catódica e a câmara do anódica; e um filtro de resina de troca catiônica, por onde água alimentada à câmara intermediária é passada, em que a câmara catódica e a câmara intermediária são dotadas de uma entrada, por onde água é alimentada, e uma saida, por onde água é descarregada, e uma membrana de troca catiônica é instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária.

[00034] O aparelho pode ainda incluir um filtro de resina de troca catiônica, por onde água alimentada à câmara intermediária é passada.

[00035] O filtro de resina de troca catiônica pode ainda incluir uma resina de troca catiônica, que dissocia ions de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com água.

[00036] O aparelho pode ainda incluir um filtro de osmose reversa (RO) para purificar água alimentada ao filtro de resina de troca catiônica ou à câmara catódica.

[00037] O aparelho pode ainda incluir um canal de ramificação para alimentar água purificada, através do filtro RO, ao filtro de resina de troca catiônica e à câmara catódica do banho eletrolitico.

[00038] O filtro de resina de troca catiônica pode incluir uma entrada, por onde água alimentada a partir do filtro RO é introduzida; e uma saida, por onde água alimentada à câmara intermediária é descarregada.

[00039] O filtro de resina de troca catiônica pode ser interposto entre o filtro RO e o banho eletrolitico, para que água passe através do filtro de resina de troca catiônica, antes de a água ser alimentada à câmara intermediária.

[00040] O filtro de resina de troca catiônica pode ser montado, de modo destacável, no aparelho para produzir água redutora.

[00041] O aparelho pode ainda incluir uma membrana de troca catiônica disposta entre a câmara anódica e a câmara intermediária.

[00042] O cátodo, a membrana de troca catiônica instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e a resina de troca catiônica podem entrar em contato entre si, e a resina de troca catiônica, a membrana de troca catiônica instalada entre a câmara intermediária e a câmara anódica, e o ânodo podem entrar em contato entre si.

[00043] Além disso, o cátodo e o ânodo podem ser dotados de furos, por onde água é passada.

[00044] Além disso, o cátodo e o ânodo podem ter uma estrutura de malha.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[00045] De acordo com um aspecto da presente divulgação, é possivel obter água redutora tendo um pH neutro e apresentando elevada força redutora.

[00046] Além disso, é possivel impedir a proliferação de bactérias na resina de troca catiônica, na câmara intermediária, usando o filtro de resina de troca catiônica.

Descrição dos Desenhos

[00047] Esses e/ou outros aspectos da divulgação tornar-se-ão aparentes e mais facilmente percebidos, através da seguinte descrição das formas de realização, tomadas em conjunto com os desenhos anexos, onde: a Fig. 1 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um purificador convencional de água com ions alcalinos; as Figs. 2 e 3 são vistas esquemáticas, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação; a Fig. 4 é uma vista, ilustrando um filtro de resina de troca catiônica em um aparelho para produzir água redutora mostrado nas Figs. 2 e 3; a Fig. 5 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização modificada da forma de realização mostrada nas Figs. 2 e 3; as Figs. 6a e 6b são vistas esquemáticas, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com outra forma de realização; a Fig. 7 é uma vista, ilustrando uma função da resina de troca catiônica enchida na câmara intermediária da Fig. 6; a Fig. 8 é um gráfico, mostrando propriedades de pH e ORP da água redutora produzida na câmara catódica, como resultado da eletrólise usando o purificador convencional de água com ions alcalinos e o aparelho para produção de água redutora, de acordo com a forma de realização ilustrada nas Fig. 2 ou 6; a Fig. 9 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora incluindo um circulador, de acordo com uma forma de realização modificada da forma de realização ilustrada na Fig. 6; a Fig. 10 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, incluindo um aparelho de refrigeração, de acordo com a forma de realização ilustrada na Fig. 6; as Figs. 11a e 11b são gráficos, mostrando propriedades de pH e ORP da água redutora produzida no cátodo, antes e após a troca de eletrodo no aparelho para produzir água redutora descrita nas Figs. 6a e 6b; as Figs. 12a e 12b são vistas, ilustrando um formato do eletrodo usado para o aparelho para produzir água redutora; e a Fig. 13 é uma vista, ilustrando configurações de uma resina de troca catiônica, uma membrana de troca catiônica e eletrodos no aparelho para produzir água redutora, de acordo com formas de realização da presente divulgação.

Melhor Modo

[00048] A seguir, formas de realização preferenciais da presente divulgação serão descritas, tendo como referência os desenhos anexos.

[00049] Em primeiro lugar, será descrito um purificador convencional de água com ions alcalinos.

[00050] A Fig. 1 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um purificador convencional de água com ions alcalinos.

[00051] O purificador de água com ions alcalinos inclui um filtro UF 11 e um banho eletrolitico 12, e o banho eletrolitico 12 inclui um cátodo 13, um ânodo 14 e uma membrana de troca iônica 16 disposta entre o cátodo 13 e o ânodo 14.

[00052] Água passa pelo filtro UF 11. Como resultado, micro- organismos invisíveis com um tamanho de 0,01 ou mais, tais como virus, partículas de bactérias e esporos de algas, são removidos, enquanto ions e componentes finos com um tamanho menor do que 0,01 juin são passados. A água purificada, assim obtida, é adicionada a um banho eletrolitico 12, e uma predeterminada energia elétrica é aplicada ao mesmo para decompor a água. A eletrólise da água ocorrendo em ambos os eletrodos 13 e 14 é representada pelo seguinte Esquema de Reação 1. [Esquema de Reação 1] Cátodo (eletrodo -) : 2H2O + 2e" H2 + 2OH", E° = - 0, 828V Ânodo (eletrodo +) : 4H+ + O2 + 4e~ 2 H2O, E° = + 1,229V

[00053] Neste caso, acerca de um potencial de redução de oxidação (ORP; força eletromotriz em relação a um eletrodo padrão de hidrogênio) da água produzida no cátodo 13, uma força eletromotriz de um eletrodo padrão de hidrogênio pode ser descrita pela seguinte Equação 1, sob a suposição de que apenas OH" e H2 estão anormalmente presentes na água: [Equação 1]

onde n representa um número de elétrons reagidos, H2_ standard hydrogen electrode (Hg-eletrodo padrão de hidrogênio) 6 Hg-cathode (Hg-cátodo) representam uma concentração de Hg (mol/L) de um eletrodo padrão de hidrogênio e uma concentração de Hg (mol/L) de um cátodo, respectivamente, e OH” representa uma concentração de OH” (mol/L) .

[00054] Na Equação 1, uma reação espontânea ocorre, até que E = E + - E-atinja 0 mV a partir de um valor positivo mV. Uma diferença de potencial de redução de hidrogênio é representada por um valor negativo (-), visto que os elétrons se movem de um eletrodo de trabalho para o eletrodo padrão de hidrogênio. Neste caso, água contendo o eletrodo de trabalho representa a força redutora. Quando elétrons se movem do elétrodo padrão de hidrogênio para o eletrodo de trabalho, o valor da diferença de potencial de redução do hidrogênio é representado por um valor positivo (+) e uma solução de trabalho representa uma força oxidante.

[00055] Como pode ser visto no Esquema de Reação 1, quando a tensão de E = E+ - E” = 1,229-(-0, 828) = 2,057V é aplicada a ambos os eletrodos, a água introduzida gera gás hidrogênio (H2) e um grupo hidroxila (OH”) no cátodo e, assim, torna-se alcalina. De acordo com a Equação 1, o valor de ORP diminui e pode ter um valor negativo (-) . No ânodo, a água gera gás oxigênio (02) e ions de hidrogênio (H+) e, assim, torna-se ácida. De acordo com a Equação 1, o valor de ORP é um valor positivo (+).

[00056] Em purificadores convencionais de água com ions alcalinos, quando a tensão aplicada aumenta, a alcalinidade aumenta, e o pH e a força redutora da água redutora aumentam. Por exemplo, o purificador de água com ions alcalinos aprovado pela Korean Food and Drug Administration está limitado a um equipamento médico de grau 2, tendo uma faixa de pH de 8,5 a 10. Por esta razão, a ORP é de -85 mV no pH 10. Quando a tensão aplicada é ainda mais aumentada para melhorar a força redutora, uma quantidade de geração de OH“ aumenta proporcionalmente a uma quantidade de geração de gás H2, conforme mostrado no Esquema de Reação 1. Por esta razão, o pH aumenta e, consequentemente, água não potável é produzida. Nesse sentido, a força redutora de água redutora, que pode ser produzida usando o purificador de água com ions alcalinos, tem uma limitação do aumento de pH e, portanto, há uma restrição na maximização de seu valor.

[00057] Além disso, purificadores de água do tipo com filtro RO comercialmente disponíveis têm uma função de purificação de água básica de remover cloro residual livre, cromaticidade, turbidez, clorofórmio, micro-organismos e bactérias presentes na água, bem como uma função de purificação de água especifica para remoção de compostos orgânicos, produtos quimicos agrícolas, metais pesados e ions inorgânicos, para produzir água pura livre desses componentes. A água purificada tem uma condutividade de água média de 5 a 15 us/cm, que é 1/15 a 1/40 inferior à condutividade média da água de torneira em geral (cerca de 200 a cerca de 220 us/cm) .

[00058] Para efetuar eletrólise na água, que tem a mesma pureza da água iônica passada através do filtro UF, a aplicação de uma energia de 400 a 500V é necessária. Isso quer dizer, que a configuração de um sistema de eletrólise de água pura passada através do filtro RO é consideravelmente impraticável, visto que a eficiência eletrolitica é drasticamente diminuída.

[00059] O aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, resolve os problemas do purificador de água e do purificador de água com ions alcalinos e, assim, possibilita a produção de água que apresenta elevada força redutora e tem uma faixa de pH neutro.

[00060] As Figs. 2 e 3 são vistas, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, e a Fig. 4 é uma vista, ilustrando um filtro de resina de troca catiônica 40 de um aparelho para produzir água redutora mostrado nas Figs. 2 e 3.

[00061] Referindo-se à Fig. 2, o aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, inclui um banho eletrolitico 22, incluindo uma câmara catódica 41 dotada de um cátodo 23, uma câmara anódica 42 dotada de um ânodo 24, e uma câmara intermediária 43 interposta entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42; um filtro RO 21 para purificar a água alimentada ao banho eletrolitico 22; e um filtro de resina de troca catiônica 40, por onde água é alimentada à câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22.

[00062] O aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, adota apenas vantagens entre vantagens e desvantagens de um purificador de água para fornecer água limpa, da qual metais pesados, substâncias orgânicas, bem como ions inorgânicos, foram removidos, e de um purificador de água com ions alcalinos para fornecer água que tem redutibilidade, mas tem alcalinidade com pH 8,5 ou superior, e satisfaz um nivel básico de purificação, da qual cloro residual livre, cromaticidade, turbidez e clorofórmio foram removidos, preparando assim a água limpa e estável que apresenta uma faixa de pH neutro (pH 5,8 ~ 8,5), bem como elevada força redutora, e da qual micro-organismos, bactérias, cloro residual, metais pesados, compostos orgânicos, produtos químicos agrícolas e similares foram removidos.

[00063] O banho eletrolitico 22 inclui uma câmara catódica 41 dotada de um cátodo 23 para eletrólise de água, uma câmara anódica 42 dotada de um ânodo 24, e uma câmara intermediária 43 cheia com uma resina de troca catiônica 26, interposta entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42.

[00064] Além disso, membranas de troca catiônica 25 e 25' são formadas entre o cátodo 23 e a resina de troca catiônica 26, e entre a resina de troca catiônica 26 e o ânodo 24, respectivamente, o cátodo, 23, a membrana de troca catiônica 25 e a resina de troca catiônica 26 entram em contato entre si, e a resina de troca catiônica 26, a membrana de troca catiônica 25' e o ânodo 24 também podem entrar em contato entre si.

[00065] Quando uma distância predeterminada está presente entre as membranas de troca catiônica 25 e 25' e os eletrodos 23 e 24, a eficiência de movimento dos ions H+ gerada a parir do ânodo 24, através da membrana de troca catiônica 25' para a resina de troca catiônica 26, pode ser deteriorada e, consequentemente, uma eficiência, com que o pH da água redutora produzida pelo cátodo 23 é neutralizado, pode ser deteriorada. Nesse sentido, é preferível que a resina de troca catiônica 26, as membranas de troca catiônica 25 e 25', e os eletrodos 23 e 24 entrem em contato entre si.

[00066] Enquanto isso, água passada através do filtro RO 21 é adicionada ao banho eletrolitico 22. A água passada através do filtro RO 21 é diretamente introduzida na câmara catódica 41, enquanto a água passada através do filtro RO 21 não é diretamente introduzida na câmara intermediária 43 cheia com a resina de troca catiônica 26, e é introduzida na câmara intermediária 43, depois de passar uma vez mais pelo filtro de resina de troca catiônica 40. Uma vez que apenas cátions passam pelas membranas de troca catiônica 25 e 25', água introduzida na câmara catódica 41 não é movida através da membrana de troca catiônica 25 para a câmara intermediária 43. Da mesma forma, água introduzida na câmara intermediária 43 não é movida através da membrana de troca catiônica 25 para a câmara catódica 41.

[00067] Um filtro de sedimentos e um filtro de carbono podem ser ainda fornecidos na parte frontal do filtro RO 21. Conforme representado pelo Esquema de Reação 1 acima, quando uma tensão igual ou superior a 2,057V é aplicada, ions H+ gerados entre o ânodo 24 e uma membrana catiônica encharcada 25' adjacente ao mesmo por eletrólise são transferidos ao cátodo 23, com base na ação da resina de troca catiônica 26 como um catalisador, e os ions H+ transferidos causam uma reação de neutralização com OH“ , conforme representado pelo Esquema de Reação 2 abaixo, evitando assim um aumento no pH da água redutora gerada no cátodo 23. [Esquema de Reação 2] OH (gerado no cátodo) + H+ (transferido do ânodo e resina de troca catiônica) H2O (água neutra)

[00068] Por conseguinte, a água tem um valor negativo de ORP numa faixa de pH neutro (5,8 - 8,5), devido ao H2 gerado pelo cátodo 23, exibindo assim força redutora.

[00069] Mais especificamente, como mostrado na Fig. 7 abaixo, água passada através do filtro RO 21 é alimentada para a câmara catódica 41 do banho eletrolitico 22, água passada através do filtro de resina de troca catiônica 40 é alimentada à câmara intermediária 43, e água introduzida na resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43 embebe a membrana de troca catiônica 25' entrando em contato com o ânodo 24.

[00070] Quando uma tensão é aplicada, a fim de permitir que uma corrente predeterminada flua no banho eletrolitico 22, água é eletrolisada entre a superfície da membrana catiônica 25' e a superfície do ânodo 24, para produzir H+ e O2.

[00071] Visto que o O2 produzido no ânodo 24 tem um tamanho de cerca de 3,4 Â, água não é movida através da membrana de troca catiônica 25 para o cátodo 23 e é descarregada para fora, através da água introduzida na resina de troca catiônica 26.

[00072] Quando água introduzida na resina de troca catiônica 26 permanece sem fluir, a concentração de O2 dissolvido na água aumenta e, assim, oxida a resina de troca catiônica 26. Como resultado, a vida útil da resina de troca catiônica 26 é reduzida. Além disso, calor (Q oc W = I2R) gerado durante a eletrólise não é descarregado, e a vida útil das membranas de troca catiônica 25 e 25' e da resina de troca catiônica 26 é, assim, reduzida.

[00073] Além disso, H+ produzido no ânodo 24 é ligado ao OH“ produzido no cátodo 23, para evitar um aumento de pH, que é causado por um aumento de OH“, embora a força redutora da água redutora emitida pela câmara catódica 41 seja aumentada, devido ao aumento de H2.

[00074] O banho eletrolitico 22 pode ainda incluir uma fonte de alimentação (não mostrada) para aplicar uma tensão.

[00075] A resina de troca catiônica 26 enchida na câmara intermediária 43 pode ser uma resina de troca catiônica do tipo H+. Por exemplo, a resina de troca catiônica 26 é uma resina, em que um grupo de troca de SCcH está ligado à superfície de uma matriz de polímero. Neste caso, quando a resina é embebida em água, ions H+ são dissociados da superfície da resina, até eles se equilibrarem com ions H+ em água.

[00076] Conforme descrito acima, a resina de troca catiônica 26 é vazada na câmara intermediária 43 feita de um material em forma de entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42. Com base em uma energia gerada por uma diferença de tensão na água pura, ions H+ gerados no ânodo 24 não podem ser movidos para o cátodo 23, enquanto a transferência de ions H+ é possível do ânodo 24 para o cátodo 23, com base em ions H+ dissociados da resina de troca catiônica 26. Por conseguinte, uma configuração de circuito fechado é formada, onde a corrente flui, mesmo com uma baixa tensão dentro de um limite de vida útil da resina de troca catiônica 26.

[00077] Geralmente, bactérias não são observadas na água passada através do filtro RO. No entanto, bactérias podem se proliferar, devido a várias causas, tais como introdução de matérias externas, com o passar do tempo, já que o interior do filtro RO está sempre embebido com água.

[00078] No entanto, embora as bactérias possam se proliferar, a quantidade de bactérias presentes na água passada através do filtro RO é a nível inofensivo ao corpo humano, e água redutora produzida na câmara catódica 41 e daí descarregada não tem nenhum problema de utilização como água potável.

[00079] Há um problema em que, quando bactérias estão presentes na água passada através do filtro RO e alimentada à câmara intermediária 43, cheia com a resina de troca catiônica 26, as bactérias presentes na água são facilmente adsorvidas na resina de troca catiônica 26, visto que a resina de troca catiônica 26 é feita de um polímero tendo uma estrutura porosa fina, tal como poliestireno.

[00080] Bactérias adsorvidas na resina de troca catiônica 26 não são facilmente separadas da resina de troca catiônica 26, e sua quantidade é aumentada devido à proliferação de bactérias, com o passar do tempo. Como resultado, a resina de troca catiônica 26 é descolorida.

[00081] Quando a quantidade de bactérias é aumentada, devido à proliferação de bactérias, a função da resina de troca catiônica 26 é deteriorada, sua vida útil é encurtada e, como resultado, a função do aparelho para produzir água redutora é deteriorada de maneira desvantajosa.

[00082] Para resolver este problema, o aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, inclui um filtro de resina de troca catiônica 40 montado entre o filtro RO 21 e a câmara intermediária 43.

[00083] Antes de água passada através do filtro RO 21 ser alimentada à câmara intermediária 43, cheia com a resina de troca catiônica 26, a água passa através de um filtro de resina de troca catiônica 40 cheia com uma resina de troca catiônica 49, que é a mesma que a resina de troca catiônica 26 cheia na câmara intermediária 43, para adsorver previamente bactérias presentes na água emitida a partir do filtro RO 21 no filtro de resina de troca catiônica 40.

[00084] Como resultado, a água, da qual bactérias foram removidas ao passar através do filtro de resina de troca catiônica 40, é alimentada à câmara intermediária 43, para evitar a deterioração da função ou redução da vida útil da resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43 causada por adsorção de bactérias.

[00085] Como mostrado na Fig. 2, o filtro de resina de troca catiônica 40 recebe água filtrada através do filtro RO 21 e alimenta a água filtrada à câmara intermediária 43.

[00086] Como mostrado na Fig. 4, o filtro de resina de troca catiônica 40 inclui um alojamento 48 dotado de uma área vazia, na qual a resina de troca catiônica 49 é cheia.

[00087] Além disso, o alojamento 48 é dotado, em ambas as suas extremidades, de uma entrada 46, por onde água passada através do filtro RO 21 é alimentada, e de uma saida, por onde água alimentada à câmara intermediária 43 de 47 é descarregada.

[00088] A resina de troca catiônica 49 cheia na área vazia é uma resina de troca catiônica do tipo H+, que é do mesmo tipo que a resina de troca catiônica 26 cheia na câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22.

[00089] Por exemplo, quando uma resina, em que um grupo de troca de SO3H está ligado à superfície de uma matriz de polimero, tendo uma estrutura porosa fina, tal como poliestireno, é adicionada à água, ions H+ são dissociados da superfície da resina, até que eles sejam equilibrados com ions H+ em água.

[00090] Água adicionada ao filtro de resina de troca catiônica 40 é água purificada através do filtro RO 21 e tem um pH de 6,2 a 6,5. Água passada através do filtro de resina de troca catiônica 40 contém ions H+ dissociados da superficie da resina de troca catiônica 49 e, portanto, tem um pH diminuido de 4,2 a 4,5.

[00091] Entretanto, quando, na câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22, a água passa continuamente através da resina de troca catiônica 26, ions H+ são continuamente dissociados e consumidos na superficie da resina de troca catiônica 26. Nesse sentido, a deterioração da função e redução da vida útil da resina de troca catiônica 26 são inevitáveis. Visto que a água passada através do filtro de resina de troca catiônica 40 tem um baixo pH de 4,2 a 4,5, conforme acima descrito, ela tem uma concentração de ions de hidrogênio, que é equivalente ou superior à concentração de ions H+ da superficie da resina de troca catiônica 26. Nesse sentido, quando tal água é alimentada à câmara intermediária 43, a quantidade de ions H+ dissociados e consumidos na superficie da resina de troca catiônica 26 é reduzida e a vida útil da resina de troca catiônica 26 é relativamente alongada.

[00092] Água passada através do filtro RO 21 é alimentada separadamente ao filtro de resina de troca catiônica 40 e a câmara catódica 41 do banho eletrolitico 22, através de um canal de ramificação 44. O canal de ramificação 44 conectado ao filtro de resina de troca catiônica 40 está ligado à entrada 46 do filtro de resina de troca catiônica 40.

[00093] Água passada através do filtro de resina de troca catiônica 40 é alimentada à câmara intermediária 43, através de um canal ligado à câmara catódica 41 e outro canal 45.

[00094] Conforme acima descrito, a resina de troca catiônica é substituída periodicamente, uma vez que bactérias são adsorvidas na resina de troca catiônica 49 do filtro de resina de troca catiônica 40. Nesse sentido, o filtro de resina de troca catiônica 40 é montado, de modo destacável, no aparelho para produzir água redutora.

[00095] Juntamente com o filtro de resina de troca catiônica 40 acima descrito, a resina de troca catiônica 26 é reciclada usando ions H+ gerados por eletrólise, alargando assim a vida útil da resina de troca catiônica 26.

[00096] Como mostrado na Fig. 2, ions H+ gerados por eletrólise no ânodo 24 são movidos para a membrana de troca catiônica 25' e a resina de troca catiônica 26, e uma parte da resina de troca catiônica 26 adjacente ao ânodo 24 e à membrana de troca catiônica 25' é uma concentração de H+ superior a um estado de equilíbrio e, portanto, é parcialmente reciclada. Nesse sentido, conforme mostrado na Figura 3, quando, após a eletrólise de um fluxo predeterminado, as polaridades do ânodo 24 e do cátodo 23 do banho eletrolitico 22 da Fig. 2, que são bilateralmente simétricas, e água introduzida no banho eletrolitico 22, são alternadamente alteradas, a resina de troca catiônica 26 atua para transferir ions H+ como um catalisador e reciclar o mesmo, produzindo, assim, continuamente água redutora. Além disso, visto que a água flui somente em uma direção, a contaminação da membrana de troca iônica é impedida por inversão do fluxo de água, que pode ser gerada.

[00097] Ou seja, através do intercâmbio de eletrodo, o cátodo 23 na Fig. 2 é alterado para o ânodo 24 da Fig. 3, e o ânodo 24 da Fig. 2 é alterado para o cátodo 23 da Fig. 3.

[00098] Nesse sentido, conforme mostrado na Fig. 3, água passada através do filtro RO 21 é alimentada para a câmara catódica alterada 41, disposta no canto direito. Uma vez que essa estrutura é bilateralmente simétrica, com base na câmara intermediária 43, dependendo da polaridade dos eletrodos, o cátodo 23 e o ânodo 24 podem ser intercambiados.

[00099] A Fig. 5 é um modo de exibição, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização modificada da forma de realização da presente divulgação mostrada na Fig. 2.

[000100] O aparelho para produzir água redutora, mostrado na Fig. 5, inclui um banho eletrolitico, incluindo uma câmara catódica 41 dotada de um cátodo 23, uma câmara anódica 42 dotada de um ânodo 24, e uma câmara intermediária 43 interposta entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42; um filtro RO 21 para purificar a água alimentada ao banho eletrolitico 22; e um filtro de resina de troca catiônica 40, através do qual água é alimentada à câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22 .

[000101] O aparelho para produzir água redutora, mostrado na Fig. 5, e sua configuração são os mesmos que o aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização do presente divulgação e sua configuração, descrito na Fig. 2, exceto que a resina de troca catiônica não é vazada na câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22.

[000102] Água passada através do filtro de resina de troca catiônica 40 tem um pH de 4,2 a 4,5 e contém ions H+ dissociados na superfície da resina de troca catiônica 49, embora a resina de troca catiônica não seja cheia na câmara intermediária 43. Por conseguinte, ions H+ são transferidos do ânodo 24 para o cátodo 23, com base em ions H+ contidos na água que passa através da câmara intermediária 43, e numa configuração de circuito fechado, permitindo que fluxo de corrente seja formado, quando uma tensão é aplicada à mesma.

[000103] Nessa forma de realização, uma vez que a resina de troca catiônica não está presente na câmara intermediária 43, uma alta tensão de 15 a 25V pode ser aplicada, quando uma corrente constante é controlada e calor pode ser, portanto, gerado. Por conseguinte, um radiador de calor (não mostrado), para irradiar calor do banho eletrolitico 22, pode ser fornecido em separado.

[000104] Na presente forma de realização, água introduzida na câmara catódica 41 do banho eletrolitico 22 tem um pH de 6,2 a 6, 6, uma ORP de +300 mV e uma vazão de 100 ml/m, e água redutora produzida no banho eletrolitico 22 tem um pH de 9 a 10 e uma ORP de -400 a -550 mV, quando a corrente aplicada ao banho eletrolitico 22 para eletrólise de água for de 3A e a tensão for de 15 a 25V.

[000105] Quando a resina de troca catiônica não está presente na câmara intermediária 43, a eficiência de movimento dos ions de hidrogênio, que se movem para a câmara catódica 41, é deteriorada, e água redutora produzida na câmara catódica 41 tem um pH alcalino de 9 a 10.

[000106] Ou seja, a água redutora produzida nessa forma de realização tem pH semelhante à água produzida no purificador convencional de água com ions alcalinos, mas exibe elevada força redutora. Nesse sentido, a presente forma de realização pode ser utilizada em um sistema requerendo água redutora.

[000107] As Figs.6a e 6b são vistas esquemáticas, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, de acordo com outra forma de realização, e a Fig. 7 é uma vista, ilustrando uma função da resina de troca catiônica vazada na câmara intermediária 43.

[000108] O aparelho para produzir água redutora, de acordo com a presente forma de realização, inclui: um banho eletrolitico 22 incluindo uma câmara catódica 41 dotada de um cátodo 23, uma câmara anódica 42 dotada de um ânodo 24, e uma câmara intermediária 43 interposta entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42; um filtro RO 21 para purificar a água alimentada ao banho eletrolitico 22; e um circulador para alimentar água para a câmara intermediária 43 do banho eletrolitico.

[000109] Para a eletrólise de água, o banho eletrolitico 22 inclui a câmara catódica 41 dotada do cátodo 23, a câmara anódica 42 dotada do ânodo 24, e a câmara intermediária 43 cheia com a resina de troca catiônica 26, interposta entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42. Além disso, membranas de troca catiônica 25 e 25' são formadas entre o cátodo 23 e a resina de troca catiônica 26 e entre a resina de troca catiônica 26 e o ânodo 24, respectivamente.

[000110] Entretanto, água passando pelo filtro de RO 21 é adicionada ao banho eletrolitico 22. A água passada através do filtro RO 21 é diretamente introduzida na câmara catódica 41, enquanto a água passada através do filtro RO 21 não é diretamente introduzida na câmara intermediária 43 cheia com a resina de troca catiônica 26, e é introduzida através de um tanque de água 27 instalado no circulador armazenando água passada através do filtro RO 21. Uma vez que apenas cátions passam através das membranas de troca catiônica 25 e 25', água introduzida na câmara catódica 41 não é movida, através da membrana de troca catiônica 25, para a câmara intermediária 43. Da mesma forma, água introduzida na câmara intermediária 43 não é movida, através da membrana de troca catiônica 25, para a câmara catódica 41.

[000111] Conforme representado pelo Esquema de Reação 1 acima, quando uma tensão igual ou superior a 2,057V é aplicada, ions H+ gerados entre o ânodo 24 e uma membrana de troca catiônica molhada em água 25' adjacente ao mesmo através de eletrólise são transferidos para o cátodo 23, com base na ação catalítica da resina de troca catiônica 26, e os ions H+ transferidos causam uma reação de neutralização com OH”, conforme representado pelo Esquema de Reação 2 abaixo, evitando assim um aumento no pH da água redutora produzida no cátodo 23. [Esquema de Reação 2] OH” (gerado no cátodo) + H+ (transferido do ânodo e resina de troca catiônica) H2O (água neutra)

[000112] Por conseguinte, a água tem um valor negativo de ORP em uma faixa de pH neutro (5,8 ~ 8,5), devido ao H2 gerado a partir do cátodo 23, exibindo, assim, força redutora.

[000113] Mais especificamente, como mostrado na Fig. 7 abaixo, quando a água passada através do filtro RO 21 é alimentada na câmara catódica 41 do banho eletrolitico 22 e a câmara intermediária 43 vazada com a resina de troca catiônica, água introduzida na câmara intermediária 43 embebe a membrana de troca catiônica 25', entrando em contato com o ânodo 24.

[000114] Quando uma tensão é aplicada, a fim de permitir que uma corrente predeterminada flua no banho eletrolitico 22, água é eletrolisada entre a superfície da membrana catiônica 25' e a superfície do ânodo 24, para produzir H+ e O2.

[000115] Visto que o O2 produzido no ânodo 24 tem um tamanho de cerca de 3,4Â, água não é movida através da membrana de troca catiônica 25 para o cátodo 23 e é descarregada para fora, através da água introduzida na resina de troca catiônica 26.

[000116] Quando água introduzida na resina de troca catiônica 26 permanece sem fluir, a concentração de O2 dissolvido em água aumenta e, assim, oxida a resina de troca catiônica 26. Como resultado, a vida útil da resina de troca catiônica 26 é reduzida. Ademais, calor (Q oc W = I2R) gerado durante a eletrólise não é descarregado, e a vida útil das membranas de troca catiônica 25 e 25' e da resina de troca catiônica 26 é, assim, reduzida.

[000117] Além disso, H+ produzido no ânodo 24 é ligado ao OH“ produzido no cátodo 23, para evitar um aumento de pH, que é causado por um aumento em OH“, embora força redutora de água redutora emitida a partir da câmara catódica 41 seja aumentada, devido ao aumento em H2.

[000118] O banho eletrolitico 22 pode ainda incluir uma fonte de alimentação (não mostrada) para aplicar uma tensão.

[000119] A resina de troca catiônica 26 vazada na câmara intermediária 43 pode ser uma resina de troca catiônica do tipo H+. Por exemplo, a resina de troca catiônica 26 é uma resina, em que um grupo de troca SO3H está ligado à superfície de uma matriz de polimero. Neste caso, quando a resina é embebida em água, ions H+ são dissociados da superfície da resina, até eles se equilibrem com ions H+ em água.

[000120] Conforme acima descrito, a resina de troca catiônica 26 é vazada na câmara intermediária 43 feita de um material em forma de entre a câmara catódica 41 e a câmara anódica 42. Com base em uma energia gerada por uma diferença de tensão na água pura, ions H+ gerados no ânodo 24 não podem ser movidos para o cátodo 23, enquanto a transferência de ions H+ é possível do ânodo 24 para o cátodo 23, com base em ions H+ dissociados da resina de troca catiônica 26. Por conseguinte, uma configuração de circuito fechado é formada, em que corrente flui, mesmo em uma baixa tensão, dentro de um limite de vida útil da resina de troca catiônica 26.

[000121] A Fig. 8 é um gráfico, mostrando propriedades de pH e ORP de água redutora produzida na câmara catódica 41, como resultado de eletrólise usando o purificador convencional de água com ions alcalinos e o aparelho para produção de água redutora, de acordo com formas de realização ilustradas nas Figs. 2, 6a e 6b. Água bruta é água passada pelo filtro UF e o filtro RO 21, o purificador de água com ions alcalinos apresenta apenas um aumento no pH de 8,5 a 9,5, de acordo com o aumento da tensão aplicada sem um grande aumento na ORP a partir de -150 mV, enquanto o aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, apresenta um aumento continuo na ORP para -500 mV, de acordo com o aumento da tensão, mas exibe uma faixa de pH estável de 7 a 7,5.

[000122] Entretanto, quando a água passa continuamente pela resina de troca catiônica 26, ions H+ são consumidos continuamente na superficie da resina de troca catiônica 26. Nesse sentido, água é passada sem eletrólise, ou a reciclagem da resina de troca catiônica 26 usando ions H+ gerados em uma baixa corrente não é suficiente, e deterioração do desempenho da resina de troca catiônica 26 é inevitável, embora eletrólise seja executada.

[000123] Como um método para reciclar uma resina de troca catiônica do tipo H+ convencional, existe um método para reciclar uma superficie de uma resina em -SO3H, imergindo a resina em uma solução de HC1 por um tempo predeterminado e usando ions H+ em excesso presentes na água.

[000124] No entanto, o aparelho para produzir água redutora, de acordo com formas de realização da presente divulgação, é incapaz de reciclar a resina de troca catiônica nele presente por um método quimico usando uma solução de HC1, devido às características estruturais do banho eletrolitico.

[000125] Por conseguinte, em conformidade com as formas de realização da presente divulgação, água é alimentada para a resina de troca catiônica 26, água emitida através da resina de troca catiônica 26 é recolhida, e a vida útil da resina de troca catiônica 26 é estendida através de um circulador fornecido para a resina de troca catiônica 26.

[000126] Conforme mostrado nas Figs. 6a e 6b, o circulador inclui um tanque de água 27 para armazenar a água alimentada para a resina de troca catiônica 26, um canal 29 para fornecer uma passagem, permitindo que água circule entre a resina de troca catiônica 26 e o tanque de água 27, e uma bomba 28 para fornecer uma pressão ativadora, permitindo que água presente no canal 29 e no tanque de água 27 circule entre a resina de troca catiônica 26 e o tanque de água 27.

[000127] Água alimentada a partir do filtro RO 21 é introduzida na câmara catódica 41 ou no tanque de água 27 do circulador, através de controle das válvulas 30 e 31.

[000128] Quando a água é introduzida através do filtro RO 21 no tanque de água 27 e uma quantidade predeterminada de água é derramada no tanque de água 27, a bomba 28 é acionada, água armazenada no tanque de água 27 é alimentada à câmara intermediária 43 do banho eletrolitico 22, e água passada através da resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43 não é desperdiçada, e é recolhida novamente no tanque de água 27.

[000129] A água recolhida no tanque de água 27 é alimentada novamente à resina de troca catiônica 26.

[000130] Quando este processo é repetido periodicamente, água circula entre a resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43 e o tanque de água 27. Neste momento, água é alimentada à resina de troca catiônica 26.

[000131] Água alimentada à resina de troca catiônica 26 é purificada, ao passar através do filtro RO 21, que tem um pH de 6,2 a 6,5. Água passada através da resina de troca catiônica 26 é dissociada na superficie da resina de troca catiônica 26 e contém ions H+, excluindo ions H+ utilizados para ajuste de pH a um nivel neutro, como descrito pelo Esquema de Reação 2 e, portanto, tem um pH diminuído de 4,2 a 4,5.

[000132] Quando água, que tem um pH diminuído após a passagem pela resina de troca catiônica 26, não é eliminada, é coletada pelo tanque de água 27, e é alimentada à resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43, água alimentada à resina de troca catiônica 26 tem um pH reduzido de 4,2 a 4,5 e, portanto, tem uma concentração de ions de hidrogénio equivalente ou similar a uma concentração de ions H+ dissociados da superficie da resina de troca catiônica 26. Nesse sentido, a quantidade de ions H+ dissociada e consumida na superficie da resina de troca catiônica 26 é reduzida, e a vida útil da resina de troca catiônica 26 é relativamente estendida.

[000133] A quantidade de água armazenada no tanque de água 27 pode ser diminuída devido à evaporação, com o passar do tempo. Nesse sentido, o tanque de água 27 é dotado de um sensor de nivel de água 37, a fim de detectar um nivel de água armazenada no tanque de água 27. Quando o nivel de água é reduzido a um nivel predeterminado, a água é novamente alimentada ao tanque de água 27, e a quantidade de água armazenada no tanque de água 27 pode ser mantida a um nivel predeterminado ou superior.

[000134] Além disso, quando água armazenada no tanque de água 27 é usada por um longo tempo, ela pode ficar contaminada. Nesse sentido, após um tempo predeterminado, água presente no tanque de água 27 é descarregada, e uma nova quantidade de água pode ser novamente derramada no tanque de água 27. Para este efeito, o tanque de água 27 pode incluir uma saida para descarregar água para fora.

[000135] A Fig. 9 é uma vista esquemática, ilustrando um mecanismo ativador de um aparelho para produzir água redutora, incluindo um circulador, de acordo com uma forma de realização modificada da forma de realização ilustrada na Fig. 6.

[000136] Como mostrado na Fig. 9, o circulador inclui um canal 29 para fornecer uma passagem de circulação da água, permitindo que água alimentada à resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43 seja descarregada a partir da resina de troca catiônica 26 e seja novamente alimentada à resina de troca catiônica 26, e uma bomba 32 para fornecer uma pressão ativadora, permitindo que água alimentada à resina de troca catiônica 26 circule ao longo do canal 29.

[000137] Água alimentada a partir do filtro RO 21 é introduzida na câmara catódica 41 ou no circulador, através de controle das válvulas 30 e 31. Quando água é introduzida através do filtro RO 21 no circulador, água é alimentada à resina de troca catiônica 26 da câmara intermediária 43, enquanto água é circulada ao longo do canal 29 do circulador.

[000138] Água circulada no circulador pode ser substituída por água fresca, em um intervalo predeterminado, através do controle da válvula 30. Quando a água servida é substituída por água fresca, a água servida é descarregada para fora através da abertura da válvula 34.

[000139] Visto que a água circulada no circulador passa continuamente através da resina de troca catiônica 26, ela absorve calor gerado pela resistência, devido às características do aparelho de eletrólise, e aumenta de temperatura.

[000140] Visto que o aumento de temperatura da água alimentada à resina de troca catiônica 26 pode diminuir a durabilidade da resina de troca catiônica 26, o aparelho para produzir água redutora pode incluir um aparelho de refrigeração 35, a fim de reduzir a temperatura da água circulada no circulador (ver Fig. 10) . O aparelho de refrigeração 35 pode ser uma ventoinha, ou um cooler usando um refrigerante ou um semicondutor termelétrico.

[000141] A resina de troca catiônica é reciclada usando ions H+ gerados após a eletrólise juntamente com o circulador, alargando assim a vida útil da resina de troca catiônica.

[000142] Como mostrado na Fig. 6a, ions H+ produzidos no ânodo 24 por eletrólise são movidos para a membrana de troca catiônica 25' e a resina de troca catiônica 26, e uma parte da resina de troca catiônica 26 adjacente ao ânodo 24 e a membrana de troca catiônica 25' tem uma maior concentração de H+ do que um estado de equilíbrio e é, portanto, reciclada.

[000143] Nesse sentido, como mostrado na Fig. 6b, após a eletrólise ser realizada em um fluxo predeterminado, a polaridade do ânodo 24 e do cátodo 23 do banho eletrolitico 22 da Fig. 6a, que são bilateralmente simétricos e água introduzida no banho eletrolitico 22, são alternadamente alteradas, a resina de troca catiônica 26 atua para transferir ions H+ como um catalisador e reciclar o mesmo, produzindo, assim, continuamente água redutora. Além disso, já que fluxos de água somente em uma direção são invertidos, uma contaminação da membrana de troca iônica é impedida, invertendo o fluxo de água, que pode ser gerada.

[000144] Ou seja, através do intercâmbio de eletrodos, o cátodo 23 da Fig. 6a é alterado para o ânodo 53 da Fig. 6b, o ânodo 24 da Fig. 6a é alterado para o cátodo 54 da Fig. 6b, e a resina de troca catiônica 56 passada através do filtro RO 51 na Fig. 6b é introduzida no cátodo 54. Uma vez que essa estrutura é bilateralmente simétrica, baseado na resina de troca catiônica 56, dependendo da polaridade dos eletrodos, o cátodo 23 e o ânodo 24 podem ser intercambiados.

[000145] As Figs. 11a e 11b são gráficos, que mostram propriedades de pH e ORP da água redutora produzida no cátodo, antes e após o intercâmbio de eletrodos no aparelho para produzir água redutora descrito nas Fig. 6a e 6b.

[000146] A Fig. 11a mostra a variação no pH da água redutora, de acordo com a deterioração no desempenho da resina de troca catiônica, enquanto água flui em uma taxa de fluxo predeterminada. Como pode ser visto na Fig. 11a, água emitida pelo cátodo apresenta um aumento no pH, devido à deterioração do desempenho da resina de troca catiônica.

[000147] Quando eletrodos e canais são intercambiados, como mostrado na Fig. 11b, o pH é retornado a um intervalo neutro e a ORP é mantida a -500 mV ou mais.

[000148] Como mostrado nas Figs. 12a e 12b, o cátodo e o ânodo usados para o banho eletrolitico, de acordo com formas de realização da presente divulgação, podem ter uma pluralidade de poros, por onde passa água, conforme mostrado nas Figs. 12a e 12b, onde os poros são espaçados entre si a uma distância predeterminada (Fig. 12a), ou podem ser uma estrutura de malha (rede), a fim de aumentar ainda mais a área de superfície (Fig. 12b) .

[000149] Com base nessa estrutura, a eficiência eletrolitica pode ser melhorada. Um material para eléctrodos pode ser um eletrodo de titânio biologicamente estável revestido com platina, que não causa reação de ionização devido à tensão aplicada, apresenta elevada condutividade elétrica e é biologicamente estável.

[000150] No aparelho para produzir água redutora, de acordo com formas de realização da presente divulgação, o cátodo e a membrana de troca catiônica podem contatar a resina de troca catiônica, e a resina de troca catiônica e a membrana de troca catiônica podem contatar o ânodo.

[000151] A Fig. 13 é uma vista, ilustrando configurações de uma resina de troca catiônica, uma membrana de troca catiônica e eletrodos no aparelho para produzir água redutora, de acordo com a forma de realização da presente divulgação.

[000152] Quando uma distância predeterminada está presente entre as membranas de troca catiônica 85 e 85' e os eletrodos 83 e 84, a eficiência de mover ions H+ gerados no ânodo 84 para a membrana de troca catiônica 85' e a resina de troca catiônica 86 pode ser deteriorada, e a eficiência de neutralizar o pH da água no cátodo 83 pode ser deteriorada.

[000153] Nesse sentido, conforme mostrado na Fig. 13, de preferência, a resina de troca catiônica 86, as membranas de troca catiônica 85 e 85' e os eletrodos de 83 e 84 entram em contato entre si. Além disso, uma vez que apenas cátions são passados através das membranas de troca catiônica 85 e 85', água não pode ser movida através da membrana de troca catiônica. Nesse sentido, uma área, onde água está contida, é dividida com base na membrana catiônica.

[000154] O aparelho para produzir água redutora, de acordo com uma forma de realização da presente divulgação, é capaz de produzir água redutora neutra (pH 5,8 ~ 8,5).

[000155] Além disso, o aparelho pode ser aplicado a distribuidores ou umidificadores interiores de refrigeradores domésticos e comerciais. Além disso, a água redutora produzida pelo aparelho é água redutora altamente ativa, que tem um nivel dissolvido de H2 maximizado em temperatura ambiente, e contém moléculas finamente clivadas de água, sendo assim utilizada em uma variedade de aplicações, incluindo os campos da saúde, cosmética e agrícola.

[000156] Embora algumas formas de realização da presente divulgação tenham sido mostradas e descritas, deve ser percebido pelas pessoas qualificadas na arte, que mudanças podem ser feitas nessas formas de realização, sem se afastar dos princípios e espirito da invenção, cujo âmbito é definido nas reivindicações e seus equivalentes.

Claims

1. APARELHO PARA PRODUZIR ÁGUA REDUTORA, caracterizado pelo fato de compreender: um banho eletrolitico, compreendendo uma câmara catódica dotada de um cátodo, uma câmara anódica dotada de um ânodo, e uma câmara intermediária interposta entre a câmara catódica e a câmara anódica, um filtro de resina de troca catiônica, por onde água alimentada à câmara intermediária é passada, em que a resina de troca catiônica dissocia ions de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com água, um filtro de osmose reversa (RO) para purificar água alimentada ao filtro de resina de troca catiônica ou à câmara catódica, onde o filtro de resina de troca catiônica é interposto entre o filtro RO e o banho eletrolitico, para que água passe através do filtro de resina de troca catiônica, antes de a água ser alimentada à câmara intermediária, onde a câmara catódica e a câmara intermediária são dotadas de uma entrada, por onde água é alimentada, e uma saida, por onde água é descarregada, uma membrana de troca catiônica é instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e a câmara intermediária contém uma resina de troca catiônica que dissocia ions de hidrogênio, quando a resina de troca catiônica reage com a água.

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: circulador para abastecer água à câmara intermediária e abastecer água descarregada, através da resina de troca catiônica, novamente à câmara intermediária.

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato doe circulador compreender: tanque de água para armazenar água alimentada à câmara intermediária; canal para formar uma passagem, permitindo que água presente no tanque de água circule entre a câmara intermediária e o tanque de água; e bomba para circular a água presente no tanque de água entre a câmara intermediária e o tanque de água.

4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do tanque de água compreender: sensor de nivel de água para detectar um nivel de água armazenada no tanque de água; e saida, por onde água armazenada no tanque de água é descarregada para fora.

5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do circulador compreender: canal para formar uma passagem, permitindo que água, tendo passado pela câmara intermediária, seja introduzida novamente na câmara intermediária; bomba para circular água alimentada à câmara intermediária ao longo do canal; e válvula para controlar o fluxo de água alimentada à câmara intermediária.

6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de ainda compreender: filtro de osmose reversa (RO) para purificar a água alimentada ao banho eletrolitico, ou ao circulador; e válvula para controlar o fluxo de água, para que a água alimentada a partir do filtro RO seja alimentada à câmara catódica ou ao circulador.

7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: membrana de troca catiônica disposta entre a câmara anódica e a câmara intermediária.

8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do cátodo, da membrana de troca catiônica instalada entre a câmara catódica e a câmara intermediária, e da resina de troca catiônica entrarem em contato entre si, e da resina de troca catiônica, da membrana de troca catiônica instalada entre a câmara intermediária e a câmara anódica, e do ânodo entrarem em contato entre si.

9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato da resina de troca catiônica ser reciclada, invertendo o cátodo e o ânodo.

10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: Um canal de ramificação para alimentar água purificada, através do filtro RO, para o filtro de resina de troca catiônica e à câmara catódica do banho eletrolitico.

11. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do filtro de resina de troca catiônica compreender: entrada, por onde água alimentada a partir do filtro RO, é introduzida; e saida, por onde água alimentada à câmara intermediária é descarregada.

12. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do filtro de resina de troca catiônica ser montado, de modo destacável, no aparelho para produzir água redutora.