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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der koreanischen Patentanmeldungen
KR 10-2014-0074066 , eingereicht am 18. Juni 2014, und
KR 10-2014-0092970 , eingereicht am 23. Juli 2014, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezug in seiner Vollständigkeit verkörpert wird.
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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, und insbesondere auf ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, welches in der Lage ist, reines Wasser (RO) oder deionisiertes Wasser (DI), welches eine niedrige Leitfähigkeit besitzt, sowie Leitungswasser zu elektrolysieren, ohne dabei ein Ionentauscherharz zu verwenden und saures Wasser mit hoher Dichte zu erhalten, und kann ferner gleichzeitig zu einem Entlüftungseffekt und einem galvanischen Effekt während eines Elektrolyseverfahrens welche alle gleichzeitig durchgeführt werden, führen, wodurch das stabile saure Wasser mit hoher Dichte gewonnen wird.
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2. Diskussion des Standes der Technik
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Da saures Wasser und alkalisches Wasser, welche durch Elektrolyse von Wasser erhalten werden, für den menschlichen Körper vorteilhaft sind und für eine Vielzahl von Anwendungen so wie Sterilisierung verwendet werden, werden verschiedene galvanische Bäder zum Erhalten von solch funktionalem Wasser entwickelt. Patentdokumente 1 und 2 offenbaren Anordnungen für die Erzeugung von alkalischem reduziertem Wasser, Patentdokument 3 offenbart eine Anordnung, welche eine Ausgabemenge von saurem und alkalischem elektrolysiertem Wasser steuern kann, und Patentdokument 4 offenbart eine Anordnung, mit welcher saures oxidiertes Wasser und saures reduziertes Wasser gewonnen werden kann.
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Im koreanischen Patent Nr.
KR000100660609B1 registriert am 15. Dezember 2006), welches sich auf ein galvanisches Bad zur Produktion von alkalischem reduziertem Wasser bezieht, ist eine Oberfläche einer Kathodenelektrode, welche sich in Kontakt mit einem Elektrolyt befindet, größer ausgebildet als jene einer Anodenelektrode, welche sich in Kontakt mit dem Elektrolyt befindet. Die Anodenelektrode ist in einer Anodenkammer angeordnet, von welcher ein oberer Abschnitt geöffnet ist, eine Kathodenkammer, in welcher die Kathodenelektrode angeordnet ist, ist in Serie an einer Seitenfläche der Anodenkammer angeordnet, eine Auslassöffnung, welche in der Anodenkammer ausgebildet ist, ist so ausgebildet, dass sie sich in Kommunikation mit einer Einlassöffnung einer angrenzenden Kathodenkammer befindet, und die Auslassöffnung der (n-1)ten Kathodenkammer, welche in Serie angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass sie sich in Kommunikation mit der Einlassöffnung der angrenzenden n-ten Kathodenkammer befindet. Daher kann der pH-Wert von Wasser ohne die Zugabe von Chemikalien geändert werden, und daher ist das erhaltene alkalische reduzierte Wasser dafür nützlich, Oberflächenpartikel von einem Halbleiterwafer, einer Fotomaske, oder ähnlichem herunterzuwaschen. Da nur deionisiertes Wasser oder pures Wasser als Rohmaterial Wasser verwendet wird, kann eine Schädigung eines Musters und die Oxidation einer Oberfläche verhindert werden, und insbesondere, da abgelassenes Wasser zu niedrigen Kosten wiederverwendet werden kann, können Umweltprobleme reduziert werden.
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Das koreanische Patentdokument
KR000100928685B1 (registriert am 19. November 2009) bezieht sich auf einen galvanischen Wasseraufbereiter, welcher dazu in der Lage ist, Wasser zweifach zu elektrolysieren, um schwach alkalisches Trinkwasser zu erhalten, und insbesondere dazu in der Lage ist, eine angelegte Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung einer Einlassmenge von eingelassenem Wasser automatisch zu steuern und somit einen Elektrolyseprozess stabil durchzuführen, um dadurch hochqualitatives schwach alkalisches Wasser stabil und wirtschaftlich zu produzieren und zu liefern.
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Das koreanische Patent Nr.
KR000101178880B1 (registriert am 27. August 2012)bezieht sich auf ein galvanisches Bad, welches dazu in der Lage ist, eine Ausgabemenge an saurem Wasser und alkalischem elektrolysiertem Wasser in Abhängigkeit von starken und schwachen Elektrolyseprozessen zu steuern, indem eine Flussrate des sauren Wassers und galvanisierten Wassers, welches vom galvanischen Bad hergestellt und ausgegeben wurde, an einem die Flussrate verändernden Ventil in Abhängigkeit von der starken und schwachen Elektrolyseprozesse gesteuert wird, und das saure Wasser und alkalisch elektrolysierte Wasser dann zu einem den Flussdurchlass verändernden Ventil auszugeben, welches ein unangenehmes Problem löst, bei dem ein Benutzer zwei Arten von Produkten nutzen muss, selbst dann wenn stark elektrolysiertes Wasser erforderlich ist, ferner um die Anschaffungskosten der Produkte zu reduzieren und dadurch die wirtschaftliche Effizienz zu verbessern.
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Wenn das Elektrolyseverfahren in einem herkömmlichen galvanischen Bad unter Verwendung eines Katalysators durchgeführt wird, ist es möglich, Wasser, welches einen sauren pH-Wert und Oxidationskraft an einer Kathodenseite besitzt, und Wasser, welches einen alkalischen pH-Wert und Reduktionskraft an einer Anodenseite besitzt, zu erhalten. Jedoch stellt die koreanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr.
KR 1020140008770 A (veröffentlicht am 22. Januar 2014) ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser zur Verfügung, welches dazu in der Lage ist, Wasser (saures reduziertes Wasser), welches einen sauren pH-Wert und Reduktionskraft an einer Kathodenseite besitzt, und Wasser (saures reduziertes Wasser), welches einen sauren pH-Wert und Oxidationskraft an einer Anodenseite besitzt, ohne die Verwendung des Katalysators herzustellen, und ein Verwendungsverfahren des sauren reduzierten Wassers.
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Dokument
DE 11 2013 000 327 T5 offenbart ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, welches eine ausreichende Leitfähigkeit über weite Oberflächen von Elektroden und die Stabilität der Oberflächen der Elektroden sicherstellen kann, um Leitungswasser sowie RO-Wasser sowie DI-Wasser zu elektrolysieren,
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Dokument
DE 699 33 882 T2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Wasser zum Desodorieren und Reinigen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartigen Wassers mittels einer Elektrolyse, die saures und basisches Wasser herstellen kann, wobei das saure und basische Wasser ein Oxidationsvermögen bzw. ein Reduktionsvermögen aufweisen und sich so wirksam zum Desodorieren und Reinigen von Verunreinigungen einsetzen lassen.
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Dokument
DE 199 54 247 A1 offenbart eine Elektrolysezelle mit mindestens einer Gasdiffusionselektrode. Der der Gasdiffusionselektrode benachbarte Gasraum besteht aus mehreren, übereinanderliegenden und durch Reduzierstücke miteinander verbundenen Gaskanälen, die vom Gasstrom nacheinander mäanderförmig von unten nach oben durchlaufen werden. Der der Gasdiffusionselektrode benachbarte Flüssigkeitsraum ist mittels einer Anzahl von Distanzleisten so gestaltet, dass die Elektrolytflüssigkeit gleichmäßig alle Bereiche der Gasdiffusionszelle benetzt und dass zwischen Elektrolyteintritt und -austritt durch Strömungsverengungen wiederholt Turbulenzbereiche mit guter Flüssigkeitsverteilung entstehen. Durch die Gestaltung der Elektrodenräume ist es möglich, Elektrolysezellen mit großen Elektrodenflächen wirtschaftlich herzustellen und zu betreiben.
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Jedoch hat das herkömmliche galvanische Bad folgende Probleme:
- (1) Da das herkömmliche galvanische Bad pures Wasser (RO) oder deionisiertes Wasser (DI) als Rohmaterialwasser benutzt, und das Rohmaterialwasser eine niedrige Leitfähigkeit hat, muss ein Ionentauscherharz verwendet werden, um die Leitfähigkeit zu erhöhen.
- (2) Wenn das Ionentauscherharz wiederholt im galvanischen Bad verwendet wird, wird die Wärmeresistenz des Ionentauscherharzes verschlechtert, und dadurch wird die Lebensdauer von diesem reduziert.
- (3) Bei einem Elektrolyseverfahren läuft eine Zersetzungsreaktion generell an jeder Oberfläche einer Kathodenelektrode und einer Anodenelektrode ab. Jedoch ist im herkömmlichen galvanischen Bad ein Problem vorhanden, dass die galvanische Effizienz an einem Abschnitt, welcher nicht direkt in Kontakt mit der Elektrodenoberfläche ist, verschlechtert wird.
- (4) Wenn das Elektrolyseverfahren im galvanischen Bad unter Verwendung von Leitungswasser, reinem Wasser oder deionisiertem Wasser als Rohmaterialwasser durchgeführt wird, wird Wasserstoffwasser als reduziertes Wasser an der Kathodenseite erhalten. Zu dieser Zeit hat das Wasserstoffwasser eine geringe Reduktionskraft und Lösungskraft für Wasserstoff, eine Aufrechterhaltungszeit von diesem ist kurz, und eine Lebensdauer des Wasserstoffwassers ist ebenfalls kurz.
- (5) Insbesondere wird im reduzierten Wasser, da der Wasserstoff mit einem Gas, welches im Wasser in einer Hochtemperasturatmosphäre gelöst ist, reagiert, Aktivität verliert oder verdampft, dieses Reduktionspotential oder die Aufrechterhaltungszeit der Lösungskraft weiter reduziert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, welches ausreichende Leitfähigkeit selbst mit reinem Wasser oder deionisiertem Wasser zur Verfügung stellen kann, ohne separat einen Katalysator oder ein Ionentauscherharz zu verwenden, wobei das reine Wasser oder deionisierte Wasser sowie Leitungswasser elektrolyisert wird, und insbesondere eine Reaktion zwischen Ionen und einem Gas durch einen Entlüftungseffekt und einem galvanischen Effekt in nur einem Elektrolyseverfahren minimiert wird, wobei die Leitfähigkeit von saurem Wasser erhöht wird, und wobei das Reduktionspotential und die Aufrechterhaltungszeit der Lösungskraft verbessert wird, wodurch saures Wasser (Wasserstoffwasser) als stabiles saures reduziertes Wasser erhalten wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, das so beschaffen sein kann, dass wiederholt ein Entlüftungseffekt und der galvanische Effekt durch das Zirkulieren von einem Teil des erhaltenen sauren Wassers erhalten wird, oder um dem Rohmaterialwasser zu ermöglichen, so lange wie möglich in einer Kammer für das Elektrolyseverfahren zu bleiben, so dass nach dem Elektrolyseverfahren mit dem Entlüftungseffekt ausreichender Ionenaustausch stattfindet und daher die Leitfähigkeit des sauren Wassers und die Dichte von Wasserstoff weiterhin erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser, das so beschaffen sein kann, dass das saure oxidierte Wasser, in welchem Wasserstoffionen durch die Entlüftung und den Ionentausch erhalten werden, mit dem sauren reduzierten Wasser, das als Wasserstoffwasser, erhalten durch den Ionenaustausch, dazu dient, vermischt wird, so dass Komponenten so wie Wasserstoffperoxid und Ozon im sauren Wasser zusammen mit Ionen und Molekülen, welche durch das Elektrolyseverfahren erhalten werden können, enthalten sind, und daher kann das saure reduzierte Wasser als Reinigungswasser oder ähnliches sowie als Trinkwasser verwendet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser zur Verfügung gestellt, beinhaltend ein Gehäuse 100, welches erste, zweite und dritte Kammern 110a, 110b und 110c besitzt, welche durch zwei Ionentauschermembranen 111, welche so angeordnet sind, dass sie in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand voneinander darin angeordnet sind, unterteilt werden, eine erste Einlassöffnung 112a und eine erste Auslassöffnung 113a, welche in der ersten Kammer 110a angeordnet sind, eine zweite Einlassöffnung 112b und eine zweite Auslassöffnung 113b, welche in der zweiten Kammer 110b angeordnet sind, und eine dritte Einlassöffnung 112c und eine dritte Auslassöffnung 113c, welche in der dritten Kammer 110c angeordnet sind; zwei erste Elektroden 200, welche in der zweiten Kammer 110b installiert sind, um sich gegenseitig gegenüberzustehen und auch in einem vorbestimmten Abstand W1 von jeder der Ionentauschermembran 111 einen Abstand besitzen, und an welche positive Polungen angeschlossen sind; zwei zweite Elektroden 300, welche jeweils an der ersten und dritten Kammer 110a, 110c angeordnet sind, um neben jeder von den Ionentauschermembranen 111 zu liegen, und an welche negative Polungen angeschlossen werden; und zwei dritte Elektroden 400, welche jeweils an der ersten und dritten Kammer 110a, 110c angeordnet sind, um in einem vorbestimmten Abstand W2 von jeder der zweiten Elektroden 300 einen Abstand zu besitzen, und an welche negative Polungen angeschlossen werden, wobei die erste Auslassöffnung 113a mit der dritten Einlassöffnung 112c verbunden ist.
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Der Abstand (W1) kann 0,1-2,0 mm betragen, und kann als ein Füllraum verwendet werden, durch welchen Wasser durchfließt, und der Abstand W2 kann 0,1-100,0 mm betragen, und kann als ein Füllraum verwendet werden, durch welchen Rohmaterialwasser fließt.
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Die ersten und dritten Kammern 110a und 110c können darin mindestens eine Trennwand 114 besitzen, welche in einer vorbestimmten Position vorgesehen ist, um eine Fließrichtung eines Fluids zu ändern und daher eine Verweilzeit des Fluids zu verlängern.
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Ein Abzweigrohr 120 ist an der dritten Auslassöffnung 113c vorgesehen, um mit der ersten Einlassöffnung 112a verbunden zu sein, welche so beschaffen ist, dass sie Rohmaterialwasser von einer Außenseite erhält, und ein erstes Ventil 121 ist am Abzweigrohr 120 installiert, um selektiv abgezweigtes saures Wasser in die erste Einlassöffnung 112a zu liefern oder abzustoppen, und ein zweites Ventil 122 ist an der ersten Einlassöffnung 112a installiert, um selektiv Rohmaterialwasser von der Außenseite durch die erste Einlassöffnung 112a zu liefern oder abzublocken, wenn das saure Wasser, welches von der dritten Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, in die erste Kammer 110a geliefert wird.
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Die zweite Auslassöffnung 113b und die dritte Auslassöffnung 113 können kombiniert werden, und das saure Wasser, welches durch die kombinierte zweite und dritte Auslassöffnung 113b und 113c abgelassen wird, kann H2, H+, H2O2 und O3 enthalten.
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Die Ionentauschermembranen 111 können fluorhaltige Kationentauschermembranen sein.
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Die ersten, zweiten und dritten Elektroden 200, 300 und 400 können poröse Platinelektroden oder Platinnetzelektroden sein. Eine elektrische Leitfähigkeit des sauren Wassers, welches in die erste Auslassöffnung 113a abgelassen wurde, kann 0,067-2,000 pS/cm betragen, und eine elektrische Leitfähigkeit des sauren Wassers, welches in die dritte Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, kann 0,1-50,0 pS/cm sein.
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Das saure Wasser, welches von der dritten Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, kann ein Oxidations-Reduktions-Potential von -100 bis -700 mV bei einer Temperatur von 0-100°C aufweisen, und das saure Wasser kann eine Dichte an gelöstem Wasserstoff von 0,2-3,0 ppm bei einer Temperatur von 0-100°C aufweisen, und das saure Wasser kann einen pH von 4,0-7,5 bei einer Temperatur von 0-100°C aufweisen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Verwendungsverfahren des sauren Wassers, welches durch das galvanische Bad der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, zur Verfügung gestellt, wobei das saure Wasser als Trinkwasser, Reinigungswasser zum Entfernen von organischen Materialien und Partikeln von einem Halbleiterwafer, einem Wafer-Carrier, einem LCD-Glas, einer optischen Linse und einem OLED, oder als antistatisches Wasser verwendet wird.
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Figurenliste
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Die oben genannten und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden denen, welche fachkundig sind, klarer werden, wenn exemplarische Ausführungsformen davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben werden, wobei:
- 1 eine konzeptionelle Ansicht ist, welche schematisch eine komplette Konfiguration eines galvanischen Bades zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer Referenz-Ausführungsform illustriert;
- 2 eine konzeptionelle Ansicht ist, welche schematisch eine komplette Konfiguration eines galvanischen Bades zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer weiteren Referenz-Ausführungsform schematisch illustriert;
- 3 eine konzeptionelle Ansicht ist, welche schematisch eine komplette Konfiguration eines galvanischen Bades zur Herstellung von saurem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch illustriert;
- 4 eine konzeptionelle Ansicht ist, welche schematisch eine komplette Konfiguration eines galvanischen Bades zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer weiteren Referenz-Ausführungsform schematisch illustriert;
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[Detaillierte Beschreibung von Hauptelementen]
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- 100
- Gehäuse
- 110a bis 110c
- erste bis dritte Kammern
- 111
- Ionentauschermembran
- 114
- Trennwand
- 112a bis 112c
- erste bis dritte Einlassöffnung
- 113a bis 113c
- erste bis dritte Auslassöffnung
- 120
- Abzweigrohr
- 200
- erste Elektrode
- 300
- zweite Elektrode
- 400
- dritte Elektrode
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Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
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Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass die Begriffe, welche in der Spezifikation und in den angehängten Ansprüchen verwendet werden, nicht als beschränkt auf generelle und Wörterbuchbedeutungen konstruiert werden sollen, sondern basierend auf die Bedeutung und Konzepte gemäß den technischen Aspekten der vorliegenden Erfindung interpretiert werden sollen, auf der Basis des Prinzips, dass der Erfinder Begriffe angemessenerweise als beste Erklärung definieren kann.
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[Erste Ausführungsform]
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(Konfiguration)
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer Referenz-Ausführungsform ein Gehäuse 100, welches drei erste, zweite und dritte Kammern 110a, 110b und 110c besitzt, welche durch zwei Ionentauschermembranen 111 getrennt sind, zwei erste Elektroden 200, welche in der zweiten Kammer 110b installiert sind, um einen vorbestimmten Abstand W1 von jeder Ionentauschermembran zu haben, zwei zweite Elektroden 300, welche an der ersten und dritten Kammer 110a und 110c installiert sind, um an jeder Ionentauschermembran 111 benachbart zu sein, und zwei dritte Elektroden 400, welche an den ersten und dritten Kammern 110a und 110c installiert sind, um einen vorbestimmten Abstand W2 von jeder zweiten Elektrode 300 zu haben.
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Insbesondere sind Einlassöffnungen 112a, 112b und 112c und Auslassöffnungen 113a, 113b und 113c an den ersten, zweiten und dritten Kammern 110a, 110b und 110c jeweils vorgesehen, und die erste Auslassöffnung 113a, welche in der ersten Kammer 110a ausgebildet ist, ist mit der dritten Auslassöffnung 112c, welche in der dritten Kammer 110c ausgebildet ist, verbunden. Daher werden Wasserstoffionen mit den beiden ersten und dritten Kammern 110a und 110c ausgetauscht, welche an beiden Seite der zweiten Kammer 110b angeordnet sind, während ein Elektrolyseverfahren durchgeführt wird, ein Entlüftungsvorgang findet statt, Wasserstoffwasser (saures reduziertes Wasser), in welchem der Entlüftungsvorgang stattfindet, wird wieder in die dritte Kammer 110c geliefert, der galvanische Prozess wird erneut durchgeführt, und daher kann die Dichte von Wasserstoff erhöht werden.
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Im Folgenden wird eine Konfiguration davon detaillierter beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Gehäuse 100 in einer Hohlform ausgebildet, und die drei ersten, zweiten und dritten Kammern 110a, 110b und 110c, welche durch die zwei Ionentauschermembranen 111 getrennt sind, sind darin ausgebildet. Die eine Einlassöffnung 112a, 112b, 112c und die eine Auslassöffnung 113a, 113b, 113c sind an jeder der ersten, zweiten und dritten Kammern 110a, 110b und 110c ausgebildet.
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Insbesondere sind die beiden ersten und dritten Kammern 110a und 110c, ausgeschlossen die mittige zweite Kammer 110b, von zwei Ionentauschermembranen 111 umschlossen und sind so beschaffen, dass sie miteinander verbunden sind. Das heißt, dass die erste Auslassöffnung 113a, welche in der ersten Kammer 110a ausgebildet ist, mit der dritten Einlassöffnung 112c, welche in der dritten Kammer 110c ausgebildet ist, verbunden ist.
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In der Ausführungsform können alle Membranen als Ionentauschermembranen 111 benutzt werden, so lange Wasserstoffionen durch sie ausgetauscht werden können. Zum Beispiel können fluorinierte Kationentauschermembranen (Nafion 117, hergestellt von Du-Pont) verwendet werden.
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Wie in 1 dargestellt, sind die zwei ersten Elektroden 200 in der zweiten Kammer 110b, welche durch die zwei Ionentauschermembranen 111 geteilt ist, installiert. Zu dieser Zeit sind die ersten Elektroden 200 so installiert, dass sie einen vorbestimmten Abstand W1 von jeder der Ionentauschermembranen 111 haben. Mit solch einer Konfiguration ist ein Füllraum, welcher eine vorbestimmte Größe hat, zwischen den ersten Elektroden 200 und den Ionentauschermembranen 111 sichergestellt, und daher kann der Ionentausch leicht erreicht werden, da Rohmaterialwasser, welches in diesen eingefüllt ist, elektrolysiert wird.
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Zu diesem Zweck sind die ersten Elektroden 200 so installiert, so dass der Abstand W1 zwischen den ersten Elektroden 200 und den Ionentauschermembranen 111 0,1-2,0 mm beträgt. Dies ist der Fall, weil, wenn der Abstand W1 größer ausgebildet ist als diese Werte, eine galvanische Leistung an der zweiten Elektrode 300, welche später beschrieben wird, verschlechtert wird.
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Als erste Elektroden 200, können poröse Platinelektroden oder Platinnetzelektroden, welche hauptsächlich in einer Elektrolyse verwendet werden, verwendet werden, und die gleiche Art von Elektroden kann ferner als die zweiten und dritten Elektroden 300 und 400, welche später beschrieben werden, benutzt werden. Der Grund warum die Elektroden in einer porösen Art oder Netzart ausgebildet werden, ist der, dass die Oberflächen der Elektroden, in welchen die Elektrolyse hauptsächlich durchgeführt wird, so vergrößert werden, und daher einen galvanischen Effekt erhöhen.
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Die oben genannten ersten Elektroden 200 sind in der zweiten Kammer 110b installiert, und positive Polungen werden an dieser angelegt.
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Wie in 1 gezeigt, sind die beiden zweiten Elektroden 300 an jeweils der ersten und dritten Kammer 110a und 110c installiert. Zu dieser Zeit sind die zweiten Elektroden 300 so installiert, dass sie an die Ionentauschermembranen 112 angrenzen, so dass der vorbestimmte Abstand mit der ersten Elektrode 200 aufrecht erhalten werden kann.
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Negative Polungen, welche den ersten Elektroden 200 gegenüberliegen, werden an die zweiten Elektroden 300 angelegt. Wie oben beschrieben können die zweiten Elektroden 300 aus dem gleichen Material wie die ersten Elektroden 200 ausgebildet sein.
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Wie in 1 gezeigt, sind die beiden dritten Elektroden 400 an der ersten und dritten Kammer 110a und 110c installiert. Zu dieser Zeit ist jede der dritten Elektroden 400 so installiert, so dass sie den vorbestimmten Abstand W2 von einer der zweiten Elektroden 300 besitzen. Der Abstand W2 ist 0,1-100,0 mm, und dieser Abstand wird als Ionenfüllraum verwendet.
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Wie die zweiten Elektroden 300 wird eine negative Polung auf die dritten Elektroden 400 angewandt, und die dritten Elektroden 400 können aus demselben Material wie die ersten Elektroden 200 ausgebildet sein.
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(Betrieb)
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Wie in 1 gezeigt, erhält das galvanische Bad zur Herstellung des sauren Wassers das Rohmaterialwasser durch die ersten und zweiten Einlassöffnungen 112a und 112b. Zu dieser Zeit, wenn positive Polungen auf die ersten Elektroden 200 angewandt werden, und die negativen Polungen auf die zweiten und dritten Elektroden 300 und 400 angewandt werden, wird Elektrolyse durchgeführt.
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Zu dieser Zeit laufen im galvanischen Bad zur Herstellung des sauren Wassers gemäß der vorliegenden Erfindung die Elektrolyse und der Ionentausch zwischen der ersten Kammer 110a und der zweiten Kammer 110b und zwischen der zweiten Kammer 110b und der dritten Kammer 110c ab. Das heißt, dass die Elektrolyse zwischen den positiven ersten Elektroden 200, welche in der zweiten Kammer 110b installiert sind, und den negativen zweiten und dritten Elektroden 300 und 400, welche in jeweils der ersten und dritten Kammer 110a und 110c installiert sind, ab, und die Wasserstoffionen werden von der zweiten Kammer 110b in die ersten und dritten Kammern 110a und 110c bewegt, und daher wird Ionentausch durchgeführt.
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Da die Elektrolyse wie oben beschrieben durchgeführt wird, hat das Rohmaterialwasser, welches der zweiten Kammer 110b geliefert wird, wenige Wasserstoffionen (H+), und beinhaltet Ionen, Gasatome, Moleküle, und ähnliches, welche generell in Rohmaterialwasser enthalten sind, und ein Vorgang wie Entlüftung wird durchgeführt.
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Das heißt, wenn die Elektrolyse durchgeführt wird, sind Wasserstoffionen (H+), Hydroxidionen (OH-), Ozon (O3), Sauerstoffmoleküle (O2) und ähnliches im Rohmaterialwasser, welches der ersten und zweiten Kammer 110a und 110b durch die erste und zweite Einlassöffnung 112a und 112b zugeführt wird, enthalten. Zu dieser Zeit werden die Wasserstoffionen (H+) in die erste Kammer 110a oder die dritte Kammer 110c durch die Ionentauschermembran 111 bewegt, und der Rest wird in die zweite Kammer 110b bewegt. Daher wird saures reduziertes Wasser, welches die Wasserstoffionen (H+) enthält, durch die Auslassöffnung 113a der ersten Kammer 110a und der dritten Auslassöffnung 113a der dritten Kammer 110c abgelassen, und saures oxidiertes Wasser, welches die wenigen Wasserstoffionen (H+), die Hydroxylionen (OH-), das Ozon (O3), die Sauerstoffmoleküle (O2) und ähnliches enthält, durch die zweite Auslassöffnung 113b der zweiten Kammer 110b abgelassen.
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Daher ist das saure Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung das Wasser, welches durch die ersten und dritten Auslassöffnungen 113a und 113c, welches hauptsächlich die Wasserstoffionen (H+) enthält, und ist es möglich, einen Effekt zu erzielen, als wenn ein Entlüftungsvorgang stattfinden würde.
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In der Zwischenzeit ist in der Ausführungsform die erste Auslassöffnung 113a mit der dritten Einlassöffnung 112c verbunden, so dass das saure Wasser, welches aus der ersten Auslassöffnung 113a abgelassen wurde, in die dritte Kammer 110c geliefert wird. Dies dient dazu, das saure reduzierte Wasser zurückzuführen und zu elektrolysieren, welches wegen dem Entlüftungsvorgang eine vorbestimmte Dichte an Wasserstoff zusammen besitzt, wenn die Elektrolyse, welche den Entlüftungsvorgang, wie oben beschrieben, ermöglicht, durchgeführt wird, und dabei die Wasserstoffdichte des sauren reduzierten Wassers weiter zu erhöhen.
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Im galvanischen Bad zur Herstellung von saurem Wasser werden, wie oben beschrieben, während die Elektrolyse einmal durchgeführt wird, der Entlüftungsvorgang und die Elektrolyse, in welcher das saure reduzierte Wasser, welches durch den Entlüftungsvorgang gewonnen wird, wieder zirkuliert und dann elektrolysiert wird, zur selben Zeit durchgeführt, und daher kann die Konzentration der Wasserstoffionen erhöht werden, und eine hohe Potentialdifferenz, welche durch eine Differenz der Konzentration erhalten wird, kann effektiv bei der Elektrolyse von reinem Wasser (RO) oder deionisiertem Wasser (DI), welche eine niedrige Leitfähigkeit besitzen, sowie herkömmlich benutztem Leitungswasser verwendet werden.
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In der Ausführungsform kann das saure reduzierte Wasser, welches durch die erste Auslassöffnung 113a nach dem Entlüftungsvorgang abgelassen wurde, eine elektrische Leitfähigkeit von 0,067-2,000 µS/cm besitzen, und das saure Wasser, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c nach Erhalt und Elektrolyse des sauren reduzierten Wassers abgelassen wurde, kann eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1-50,0 µS/cm besitzen.
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Weiterhin hat in der Ausführungsform das saure Wasser, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, ein Oxidations-Reduktionspotential von -100 bis -700 mV, eine Konzentration an gelöstem Wasserstoff von 0,2-3,0 ppm, und einen pH von 4,0-7,5 bei einer Temperatur von 0-100°C.
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Die Materialeigenschaften des sauren Wassers gemäß der vorliegenden Erfindung sind wie folgt.
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<Ergebnis eines elektrischen Leitfähigkeitstests eines Elektrolyseergebnisses unter Verwendung von entlüftetem Rohmaterialwasser>
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Um eine Änderung der Materialeigenschaften gemäß einer Änderung des Abstandes W2 mit Bezug auf das saure Wasser, welches von der Kathodenseite erhalten wurde, d.h., die oben genannte Kammer 110c, welche das galvanische Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß der vorliegenden Ausführungsform benutzt, zu erhalten, wurde der folgende Test durchgeführt. Rohmaterialwasser: Wasser (welches eine Leitfähigkeit von 10 pS/cm oder weniger besitzt, einen pH von 7,0, ein Oxidations-Reduktions-Potential (ORP) von +230 mV und eine Temperatur von 25,5°C)
- Strom: Gleichstrom 24V, 20 A
- Flussgeschwindigkeit (Flussrate):0,3 1/min
- Messvorrichtung: ein Messgerät, hergestellt von TOA
- pH: TOA-21P
- ORP: TOA-21P
- DH (Dichte an Wasserstoff): TOA DH-35A
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Die gemessenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle gezeigt. [Tabelle 1]
| Abstand / Materialeigenschaften | pH | ORP | DH |
| 2 mm | 4, 82 | -653 mV | 1,43 ppm |
| 5 mm | 5, 05 | -620 mV | 1,21 ppm |
| 10 mm | 5, 37 | -586 mV | 0,97 ppm |
| 20 mm | 5, 83 | -534 mV | 0,81 ppm |
| 30 mm | 6, 20 | -508 mV | 0,77 ppm |
| 40 mm | 6, 42 | -472 mV | 0,68 ppm |
| 50 mm | 6, 75 | -426 mV | 0,52 ppm |
| 60 mm | 6, 81 | -398 mV | 0,43 ppm |
| 70 mm | 6, 98 | -327 mV | 0,32 ppm |
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, kann es so verstanden werden, dass das gesamte saure Wasser gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sauer ist, und insbesondere eine starke Azidität hat, wenn der Abstand W2 eng wird, und das ORP wird ebenfalls erhöht, wenn der Abstand W2 eng wird.
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Weiterhin kann es so verstanden werden, dass das saure Wasser das saure reduzierte Wasser ist.
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<Änderung im ORP gemäß einer Änderung in der Temperatur>
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Das Folgende ist ein Ergebnis einer Messung vom ORP einer Vergleichs-Ausführungsform und des sauren Wassers (der Ausführungsform), das aus der Kammer 112c des galvanischen Bades zur Herstellung von saurem Wasser der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß einer Änderung in der Temperatur abgelassen wurde.
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Die Messbedingungen sind wie folgt:
- Rohmaterialwasser: Wasser (mit einer Leitfähigkeit von 10 pS/cm oder weniger, einem pH von 6,8, einem Oxidations-Reduktionspotential (ORP) von +230 mV und einer Temperatur von 25,5°C)
- Strom: Gleichstrom 24V, 20A
- Flussgeschwindigkeit (Flussrate): 0,3 1/min
- Messvorrichtung: ein Messgerät, hergestellt von TOA
- DH: TOA DH-35A
- ORP: TOA-21P
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Tabelle 2 zeigt Messergebnisse der Ausführungsform, und Tabelle 3 zeigt Messergebnisse der Vergleichs-Ausführungsform. In diesem Fall ist die vergleichsweise Ausführungsform ein Ergebnis, welches durch ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemessen wurde, welches mit zwei Kammern und der Einlassöffnung und der Auslassöffnung, welche an jeder der Kammern vorgesehen ist, ausgestattet ist, wie in
1 von Patentdokument 4, welches durch den Anmelder eingereicht wurde, gezeigt wird. [Tabelle 2]
| Temperatur ( °C) | 5 | 20 | 35 | 50 | 65 | 80 | 95 |
| ORP (mV) | -584 | -580 | -565 | -560 | -548 | -535 | -530 |
[Tabelle 3]
| Temperatur ( °C) | 5 | 20 | 35 | 50 | 65 | 80 | 95 |
| ORP (mV) | -592 | -586 | -570 | -356 | -154 | +120 | +200 |
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Wie in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt, kann es so verstanden werden, dass die Vergleichs-Ausführungsform im ORP niedriger ist als die Ausführungsform bei niedriger Temperatur, aber ein erhöhter Bereich des ORP der Vergleichs-Ausführungsform wird allmählich erhöht, wenn sich die Temperatur erhöht, und schließlich zu einem positiven Wert bei einer Temperatur von 80°C umgekehrt wird. Jedoch kann es im Fall der Ausführungsform so verstanden werden, dass das ORP bei einer Temperatur von 95°C erhöht wird, verglichen mit dem bei einer Temperatur von 5°C, aber eine veränderte Weite von diesem ist vergleichsweise nicht kleiner als die des Vergleichsbeispiels. Das heißt, dass die Ausführungsform kaum durch die Temperaturänderung beeinflusst wird.
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Daher hat das saure Wasser gemäß der Ausführungsform eine niedrige Tendenz, oxidiert oder reduziert zu werden, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel. Als ein Ergebnis ist es möglich, das saure Wasser, welches eine höhere Reinheit besitzt, zu erhalten.
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<Vergleich von DH gelöst in saurem Wasser>
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Das gelöste DH der Ausführungsform und der Vergleichs-Ausführungsform wurde mit dem gleichen Verfahren gemessen wie dem, mit dem das ORP gemessen wird. Als ein Ergebnis zeigt Tabelle 4 die Änderungen in der gelösten DH der Ausführungsform, und Tabelle 5 zeigt das gelöste DH der Vergleichs-Ausführungsform. [Tabelle 4]
| Temperatur ( °C) | 5 | 20 | 35 | 50 | 65 | 80 | 95 |
| DH (ppm) | 1,25 | 1,22 | 1,19 | 1,07 | 0, 98 | 0, 87 | 0,76 |
[Tabelle 5]
| Temperatur ( °C) | 5 | 20 | 35 | 50 | 65 | 80 | 95 |
| DH (ppm) | 1,19 | 1,17 | 1,08 | 0,36 | 0,28 | 0,13 | 0, 05 |
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Wie in Tabelle 4 und Tabelle 5 gezeigt, kann es so verstanden werden, dass das gelöste DH von sowohl der Ausführungsform und der Vergleichs-Ausführungsform klein wird, wenn die Temperatur erhöht wird. Insbesondere kann verstanden werden, dass, wenn die Temperatur erhöht wird, das gelöste DH langsam reduziert wird in der Ausführungsform, aber stark reduziert wird in der Vergleichs-Ausführungsform. Als ein Ergebnis ist bei hohen Temperaturen das gelöste DH der Ausführungsform ungefähr 1,3-mal so hoch wie das der Vergleichs-Ausführungsform.
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<Vergleich der Änderung in der elektrischen Leitfähigkeit>
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Um eine Änderung in der elektrischen Leitfähigkeit des sauren Wassers, welches von der Kathodenseite erhalten wurde, zu erhalten, d.h., der oben genannten Kammer 110c des galvanischen Bads zur Herstellung von saurem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung, wurde die elektrische Leitfähigkeit wie folgt gemessen:
- Rohmaterialwasser: Wasser (mit einer Leitfähigkeit von 0,057 pS/cm oder weniger, einen pH von 7,0, einer Temperatur von 25,5°C
- Strom: Gleichstrom 24V, 20A
- Flussgeschwindigkeit (Flussrate): 0,5 1/min
- Messvorrichtung: TOA/DKK CM-30R
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Das Folgende ist ein Ergebnis einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit gemäß einer Änderung der Stromstärke unter Benutzung der Messvorrichtung, während die Stromstärke, welche auf die vorliegende Erfindung angewandt worden ist, wie in Tabelle 6 gezeigt, geändert wird. [Tabelle 6]
| Stromstärke (A) | 1 A | 2 A | 3 A | 4 A | 5 A | 6 A | 7 A | 8 A | 9 A |
| elektrische Leitfähigkeit (µS/cm) | 0, 087 | 0, 114 | 0,257 | 1,5 | 5, 2 | 9, 3 | 12,7 | 20.5 | 32,1 |
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Wie in Tabelle 6 gezeigt, kann es in der Ausführungsform so verstanden werden, dass ionisches Wasser erhöht wird, wenn die Intensität der Stromstärke, welche auf das galvanische Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, erhöht wird, und daher ein ansteigendes Verhältnis der elektrischen Leitfähigkeit weiter erhöht wird.
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Wie oben beschrieben, kann das saure Wasser, welches das saure reduzierte Wasser ist, welches durch den Entlüftungsvorgang und den Elektrolysevorgang während einem Elektrolyseverfahren erzeugt wird, durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, und daher ist es möglich, das saure Wasser zu erhalten, welches die hohe Leitfähigkeit ebenso wie die hohe Dichte an Wasserstoffionen besitzt.
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<Zweite Referenz-Ausführungsform>
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Wie in 2 gezeigt, beinhaltet ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer weiteren Referenz-Ausführungsform ferner mindestens eine Trennwand 114 in jeweils der ersten und zweiten Kammer 110a und 110c, verglichen mit der ersten Ausführungsform. Hier werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Teile verwendet wie jene in der ersten Ausführungsform, und die Beschreibung hiervon wird nicht wiederholt.
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In dieser Ausführungsform wird nur die Trennwand 114, welche als ein zusätzliches Teil dient, beschrieben. Mindestens eine Trennwand 114 ist an einer vorbestimmten Position von jeweils der ersten und zweiten Kammer 110a und 110c vorgesehen. Dies dient dazu, eine Verweilzeit des sauren Wassers zu ermöglichen, in welcher das saure Wasser, welches durch die erste und zweite Kammer 110a und 110c fließt, in der ersten und zweiten Kammer 110a und 110c bleibt, welche lang ist, so dass mehr Ionentausch stattfinden kann.
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Daher kann mehr Ionentausch von Wasserstoffionen in den ersten und zweiten Kammern 110a und 110c erfolgen, und daher kann die Dichte der Wasserstoffionen, welche im sauren Wasser enthalten sind, weiter erhöht werden.
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<Ausführungsform der vorliegenden Erfindung>
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Wie in 3 dargestellt, beinhaltet ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Abzweigrohr 120, und erste und zweite Ventile 121 und 122 zusätzlich zu der Konfiguration der zweiten Ausführungsform. Hier werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile wie jene in der zweiten Ausführungsform verwendet, und die Beschreibung von diesen wird nicht wiederholt, sondern nur das Abzweigrohr 120 wird als ein zusätzliches Teil beschrieben.
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In der dritten Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, ist das Abzweigrohr 120 zwischen der dritten Auslassöffnung 113c und der ersten Einlassöffnung 112a verbunden. Zu dieser Zeit ist das Abzweigrohr 120 so beschaffen, dass es das saure Wasser, welches von der dritten Auslassöffnung 113c abgezweigt wird, selektiv mit dem Rohmaterialwasser, welches von einer Außenseite durch die erste Einlassöffnung 122a geliefert wird, vermischt, und ebenfalls verbunden, um das saure Wasser durch die dritte Auslassöffnung 113c abzulassen.
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Hierzu ist das erste Ventil 121 am Abzweigrohr 120 vorgesehen, um selektiv einen Teil des sauren Wassers, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c zur ersten Einlassöffnung 112a abgelassen wird, abzuzweigen. Weiterhin ist das zweite Ventil 122 in der ersten Einlassöffnung 112a vorgesehen, um selektiv das Einführen von Rohmaterialwasser in die erste Kammer 110a von einer Außenseite durch die erste Einlassöffnung 112a zu verhindern. Ein Betrieb der Ventile wird in der folgenden Tabelle 7 dargestellt. [Tabelle 7]
| erstes Ventil 121 | zweites Ventil 122 | Betrieb |
| offen | geschlossen | Da ein Teil des sauren Wassers, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, in die erste Kammer 112a zurückgeführt wird und dann erneut elektrolysiert wird, kann die DH erhöht werden. Dies kann genutzt werden, um die DH zu erhöhen, wenn die DH des sauren Wassers niedrig ist, oder um saures Wasser mit hoher Dichte zu erzielen. Weiterhin kann dies genutzt werden, um die DH des sauren Wassers, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, zu steuern. |
| offen | offen | Während das saure Wasser durch die dritte Auslassöffnung 13a abgelassen wird, wird ein Teil davon in die erste Kammer 110a zurückgeführt, um die DH des sauren Wassers zu erhöhen. Dies kann den Effekt erzielen, dass die DH wie oben beschrieben erhöht wird, und kann ebenfalls eine Menge an elektrolysiertem sauren Wasser erhöhen, da das Rohmaterialwasser in die erste Kammer 110a durch die erste Einlassöffnung 112a von der Außenseite geliefert wird. |
| geschlossen | offen | Wie in der zweiten Ausführungsform wird das Rohmaterialwasser typischerweise geliefert, und dann wird das saure Wasser abgelassen. |
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In der dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird das saure Wasser welches abgelassen werden soll, wenn es notwendig ist, die DH zu erhöhen, durch das Abzweigrohr 120 und die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 zurückgeführt, und daher ist es möglich, die DH zu erhöhen und ebenfalls ist es möglich, die DH und die Menge an saurem Wasser, welches abgelassen werden soll, zu steuern.
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<Dritte Referenz-Ausführungsform>
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Wie in 4 gezeigt, hat ein galvanisches Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß einer dritten Referenz-Ausführungsform eine Konfiguration, in welcher die zweite Auslassöffnung 113b' mit der dritten Auslassöffnung 113c in der Konfiguration der ersten Referenz-Ausführungsform kombiniert wird. Hier werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Teile wie jene in der ersten Ausführungsform verwendet, und die Beschreibung von diesen wird nicht wiederholt werden, sondern nur die zweite Auslassöffnung 113b' und die dritte Auslassöffnung 113c, welche miteinander kombiniert sind, werden beschrieben. Wie in 4 gezeigt, werden in der vierten Ausführungsform die zweite Auslassöffnung 113b', durch welche das saure oxidierte Wasser abgelassen wird, und die dritte Auslassöffnung 113c, durch welche das saure reduzierte Wasser abgelassen wird, zu einer kombiniert, so dass das saure oxidierte Wasser und das saure reduzierte Wasser gemischt und dann abgelassen werden.
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Dies dient dazu, eine Reaktion zwischen dem sauren reduzierten Wasser, d.h. dem Wasserstoffwasser, mit dem Rest des Materials, welches von der Elektrolyse abgeschieden wurde, so wie OH-, O2 und O3, hervorzurufen, wobei das saure Wasser, welches verschiedene Komponenten besitzt, erhalten wird. Das heißt, dass wenn das Rohmaterialwasser elektrolysiert wird, das Rohmaterialwasser praktisch in Wasserstoffionen (H+) und Hydroxylionen (OH-) aufgelöst wird. Das saure Wasser, welches durch die dritte Auslassöffnung 113c abgelassen wurde, ist das saure reduzierte Wasser, welches die Wasserstoffionen (H+) und Wasserstoffmolekü-1e (H2) besitzt, und das saure Wasser, welches durch die zweite Auslassöffnung 113b' abgelassen wird, ist das saure oxidierte Wasser, welches die Hydroxylionen (OH-), Sauerstoffmoleküle (O3), Ozon (O3) und ähnliche besitzt. Da das saure reduzierte Wasser und das saure oxidierte Wasser gemischt werden, beinhaltet das gemischte saure Wasser weiterhin oxygeniertes Wasser (H2O2), welches durch die folgenden Reaktionsformeln erzeugt wird, zusätzlich zu den Grundkomponenten sowie Wasserstoffionen (H+), den Wasserstoffmolekülen (H2), Hydroxylionen (OH-) und Ozon (O3). Die folgende Formel 1 zeigt ein Reaktionsverfahren, bei welchem das oxygenierte Wasser erzeugt wird. 2H+ +O2 + 2e- →H2O2 [Formel 1]
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Dies ermöglicht es, dass das saure Wasser, welches durch das galvanische Bad zur Herstellung von saurem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, als industrielles Wasser oder ähnliches, sowie als Trinkwasser benutzt wird.
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(Verwendung der Erfindung)
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Das saure Wasser, welches durch das galvanische Bad zur Herstellung des sauren Wassers gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, kann als Trinkwasser, industrielles Reinigungswasser zur Entfernung von organischen Materialien und Partikeln von einem Halbleiterwafer, einem Wafer-Carrier, einem LCD-Glas, einer optischen Linse oder einer OLED verwendet werden, oder als antistatisches Wasser.
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Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung das saure reduzierte Wasser erhalten werden, indem Ionen, welche elektrolysiert worden sind, durch den Füllraum eingefüllt werden und die Potentialdifferenz erhöht wird.
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Weiterhin, da der Entlüftungsvorgang während einem Elektrolyseverfahren in der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann, ist es möglich, eine Reaktion des gelösten Gases mit dem sauren Wasser selbst dann zu minimieren, wenn die interne Temperatur des galvanischen Bades durch die Elektrolyse oder ähnliches erhöht wird. Daher ist es möglich, das stabile saure Wasser zu erhalten, welches eine hohe Reinheit besitzt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, da das saure Wasser, in welchem der Entlüftungsvorgang erzielt wird, zurückgeführt wird und mit dem Entlüftungsvorgang erneut elektrolysiert wird, ist es möglich, das saure Wasser, welches eine hohe Leitfähigkeit besitzt, zu erhalten.
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Das galvanische Bad zur Herstellung von saurem Wasser und das Verwendungsverfahren von dem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Auswirkungen:
- (1) Die vorliegende Erfindung hat drei Kammern, welche in einem Gehäuse ausgebildet sind, und so konfiguriert sind, um das saure Wasser zu erhalten, während das Elektrolyseverfahren mit dem Entlüftungsvorgang durch ein einziges Elektrolyseverfahren gleichzeitig durchgeführt wird, und daher ist es möglich, das saure reduzierte Wasser, welches die hohe elektrische Leitfähigkeit und die hohe Reinheit besitzt, zu erhalten.
- (2) Insbesondere, da die vorliegende Erfindung so konfiguriert ist, dass ein Teil des sauren reduzierten Wassers, welches die hohe elektrische Leitfähigkeit und die hohe Reinheit besitzt, zurückgeführt wird und erneut elektrolysiert wird, und das saure Wasser, welches durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, eine Auswirkung von zwei Elektrolysevorgängen besitzt, ist es möglich, die Dichte der Wasserstoffionen zu erhöhen und daher das saure reduzierte Wasser zu erhalten, welches die hohe elektrische Leitfähigkeit und die hohe Reinheit besitzt.
- (3) Da mindestens eine Trennwand vorgesehen ist in der Kammer, durch welche das saure reduzierte Wasser, welches durch die Elektrolyse und den Ionentausch erhalten wird, durchfließt, so dass eine Flussrichtung des sauren reduzierten Wassers verändert werden kann, wird die Verweilzeit, in welcher das saure reduzierte Wasser in der Kammer bleibt, erhöht, und daher ist es möglich, einen Ionentrenneffekt zu erhöhen und das saure Wasser, welches die hohe Reinheit besitzt, zu erhalten.
- (4) Durch das Zurverfügungstellen des sauren Wassers, in welchem das saure reduzierte Wasser und das saure oxidierte Wasser, welche durch den Elektrolysevorgang und den Entlüftungsvorgang erhalten worden sind, vermischt werden, ist es möglich, wegen den Wasserstoffionen einen Ioneneffekt zu erhalten, und ebenfalls das saure Wasser zu erhalten, welches weiterhin die Komponenten so wie das Ozon enthält, und das oxygenierte Wasser, welches durch die Reaktion von Sauerstoff und dem Wasserstoff zusätzlich zu den Wasserstoffionen und den Hydroxylionen erhalten wird, enthält.
- (5) Da die vorliegende Erfindung die Ionentauschermembran anstelle eines Ionentauscherharzes benutzt, tritt das Problem der Verschlechterung der Haltbarkeit von diesem nicht auf, nicht wie bei existierenden Ionentauschermembranen, und daher erhöht sich eine Lebensdauer davon.
- (6) Gemäß der vorliegenden Erfindung können das reine Wasser (RO) oder das deioniserte Wasser (DI), welches die niedrige Leitfähigkeit besitzt, sowie das Leitungswasser, welches eine hohe Menge an Fremdsubstanzen enthält und daher eine hohe Leitfähigkeit besitzt, als das Rohmaterialwasser im Elektrolyseverfahren verwendet werden.
- (7) Das saure Wasser, welches durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, kann als Trinkwasser, Reinigungswasser zur Entfernung von organischem Material und Partikeln von einem Halbleiterwafer, einem Wafer-Carrier, einem LCD-Glas, einer optischen Linse oder einer OLED verwendet werden, oder als antistatisches Wasser.
- (8) Gemäß der vorliegenden Erfindung, da das Rohmaterialwasser zwischen den Elektroden, welche so installiert sind, dass sie einen vorbestimmten Abstand voneinander haben, fließt, findet die Reaktion an der Oberfläche jeder Elektrode statt, und daher kann saures Wasser mit einer hohen Dichte erhalten werden.
