(57)【要約】  電解セル（１８、５０、８０、４０６、５５２、７０８、８０４）、電解セル（１８、５０、８０、４０６、５５２、７０８、８０４）を通過する液体流路及びインジケータライト（４１４、４１６、５９４、５９６）を含む装置（１０、４００、５００、５００′、７００、８００、９８０）が提供される。インジケータライト（４１４、４１６、５９４、５９６）は、電解セル（１８、５０、８０、４０６、５５２、７０８、８０４）の作動特性の関数として点灯され、ライト（４１４、４１６、５９４、５９６）から放出される光束（５２２）が流路の少なくとも一部分に沿って液体を照らす。
2012501385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解セルと、
前記電解セルを通過する液体流路と、
前記流体流路に対して配設されたインジケータライトであって、前記ライトから放出される光束が、装置の前記流体流路の少なくとも一部分を照らし、装置に対して外にある視点から前記流体流路中の液体を通して視覚的に知覚することができるようなインジケータライトと、
前記電解セルの電気的作動特性の関数として前記インジケータライトを点灯させるように構成されている制御回路と、
を含む装置。
【請求項２】
前記光束の少なくとも一部分が放出するとき透過する、少なくとも半透明である窓を含むハウジングをさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光束の少なくとも一部分が放出するとき透過する半透明な部分を含むハウジングをさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記液体流路が、前記流体流路に沿って電解セルの上流にある容器を含み、前記インジケータライトが、前記容器内の液体を照らすように配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記電解セルと、
前記流体流路中に結合されたポンプと、
前記電解セルによって処理される液体を収容するための、前記流体流路中の容器と、
前記流体流路中のノズルと、
を収容する手持ちスプレーボトルと、を含む、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記インジケータライトが、前記容器内の液体を照らすように配置されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記容器の少なくとも一部分が少なくとも半透明である、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ボトルがさらに、前記容器が中に位置するハウジングを含み、前記ハウジングが、少なくとも半透明である部分を含み、その部分を通して、前記容器内の前記光束の少なくとも一部分が、前記ハウジングに対して外にある視点から見える、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記電気的作動特性が、前記電解セルによって引き込まれる電流を含む、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記インジケータライトが、
前記電流が第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第一の色を有する第一のインジケータライトと、
前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第二の異なる色を有する第二のインジケータライトと、
を含む、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
液体を手持ちスプレーボトルに収容すること、
前記液体を、前記ボトルによって収容された電解セルによって電気分解して、電気分解液を生成すること、
前記電気分解液を小出しすること、
前記電解セルの電気的作動特性を感知すること、
前記電気的作動特性の関数として前記液体又は前記電気分解液の少なくとも一方の少なくとも一部分をインジケータライトで照らして、前記ライトから放出される光束が、前記ボトルに対して外にある視点から、前記流体流路中の前記液体又は前記電気分解液を通して視覚的に知覚することができるようにすること
を含む方法。
【請求項１２】
前記電気的作動特性が、前記電解セルによって引き込まれる電流を含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
容器と、
ノズルと、
前記容器の内部から前記ノズルまで延びる液体流路と、
前記流体流路中の電解セルと、
前記流体流路中のポンプと、
前記ボトル上の前記流路の少なくとも一部分を照らして、前記ライトから放出される光束が、前記ボトルに対して外にある視点から、前記流路の前記部分を通してのみ視覚的に知覚することができるように配置されているインジケータライトと、
前記電解セルの電気的作動特性の関数として前記インジケータライトを点灯させるように構成されている制御回路と、
を含む手持ちスプレーボトル。
【請求項１４】
前記電気的作動特性が、前記電解セルによって引き込まれる電流を含む、請求項１３記載の手持ちスプレーボトル。
【請求項１５】
前記インジケータライトが、
前記電流が第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第一の色を有する第一のインジケータライトと、
前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第二の異なる色を有する第二のインジケータライトと、
を含む、請求項１４記載の手持ちスプレーボトル。
【請求項１６】
前記インジケータライトが、前記インジケータライトからの光束が、前記電解セルの上流で前記容器に収容された液体を透過するように配置されている、請求項１３記載の手持ちスプレーボトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体の電気化学的活性化に関し、特に、電解セル及び対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の一つ以上の特性を変化させるために、電解セルが多様な用途で使用されている。たとえば、電解セルは、清浄／衛生化用途、医療産業及び半導体製造プロセスで使用されている。電解セルはまた、多様な他の用途でも使用され、様々な構成を有している。
【０００３】
清浄／衛生化用途の場合、電解セルは、アノード電気化学的活性化（ＥＡ）液及びカソードＥＡ液を生成するために使用される。アノードＥＡ液は公知の衛生化性を有し、カソードＥＡ液は公知の清浄性を有する。清浄及び／又は衛生化システムの例がFieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号（２００７年８月１６日公開）に開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の局面は、電解セルと、電解セルを通過する液体流路と、インジケータライトとを含む装置に関する。インジケータライトは、電解セルの作動特性の関数として点灯され、ライトから放出される光束が流路の少なくとも一部分に沿って液体を照らす。
【０００５】
本開示のもう一つの局面は方法に関する。方法は、液体を手持ちスプレーボトルに収容すること、ボトルによって収容される電解セルで液体を電気分解して電気分解液を生成すること、電気分解液を小出しすること、電解セルの作動特性を感知すること、作動特性の関数として液体又は電気分解液の少なくとも一方の少なくとも一部分を照らすことを含む。
【０００６】
本開示のもう一つの局面は手持ちスプレーボトルに関する。ボトルは、容器と、ノズルと、容器からノズルまでの液体流路とを含む。電解セル及びポンプが流路中に結合されている。容器又は流路の少なくとも一方を照らすためにインジケータライトが配置されている。
【０００７】
具体例において、インジケータライトは電解セルの作動特性の関数として点灯される。たとえば、作動特性は、電解セルによって引き込まれる電流を含む。
【０００８】
具体例において、インジケータライトは、
電流が第一の電流範囲内にあるとき点灯され、電流が第一の電流範囲の外にあるとき消灯される、第一の色を有する第一のインジケータライトと、
電流が第一の電流範囲の外にあるとき点灯され、電流が第一の電流範囲内にあるとき消灯される、第二の色を有する第二のインジケータライトと、
を含む。
【０００９】
具体例において、容器又は流路の少なくとも一方の照明は、ボトルに対して外にある視点から見える。
【００１０】
たとえば、インジケータライトは、インジケータライトからの光束が、容器又は流路の少なくとも一方に収容された液体を透過し、ボトルに対して外にある視点から見えるように配置されている。
【００１１】
この概要は、以下、詳細な説明でさらに説明する概念の抜粋を簡略化された形態で紹介するために提供される。この概要は、請求項に係わる主題の主要な特徴又は不可欠な特徴を特定することを意図したものではなく、請求項に係わる主題の範囲を決定する際の一助として使用されることを意図したものでもない。請求項に係わる主題は、背景において記された欠点のいずれか又はすべてを解決する態様に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の例示的局面の手持ちスプレーボトルの簡略図である。
【図２】イオン選択性膜を有する電解セルの例を示す。
【図３】本開示のさらなる例の、イオン選択性膜を有しない電解セルを示す。
【図４Ａ】本開示の局面の、規則的な格子パターンにある複数の直線的開口を有する導電性ポリマー電極の部分図である。
【図４Ｂ】もう一つの例の、規則的な格子パターンにある複数の様々なサイズの曲線的開口を有する導電性ポリマー電極の部分図である。
【図４Ｃ】もう一つの例の、多様な形状及びサイズを有する複数の不規則及び規則的な形状の開口を有する導電性ポリマー電極の部分図である。
【図５】一つの実例の、チューブ形状を有する電解セルの例を示す。
【図６】本開示の例示的局面の、アノード及びカソードに印加される電圧パターンを示す波形図である。
【図７】たとえば本明細書に開示される実施態様のいずれかに組み込むことができる、本開示の実施態様の、インジケータを有するシステムのブロック図である。
【図８Ａ】ボトルによって収容される液体を通して点灯するインジケータライトを有するスプレーボトルの斜視図である。
【図８Ｂ】本開示の代替態様の、ボトルによって収容される液体を通して点灯するインジケータライトを有するスプレーボトルの斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに示すボトルのヘッドの後方斜視図である。
【図９Ａ】図８Ｂに示すボトルの左側ハウジングの斜視図である。
【図９Ｂ】図８Ｂに示すボトルの左側ハウジングの斜視図である。
【図９Ｃ】図８Ｂに示すボトルの右側ハウジングの斜視図である。
【図１０】左側ハウジング中に設置された様々な構成部品を示す。
【図１１Ａ】図８Ｂに示すボトルによって収容される液体容器を示す。
【図１１Ｂ】図８Ｂに示すボトルによって収容される液体容器を示す。
【図１２Ａ】ハウジングのバレル中に設置されたポンプ／セルアセンブリの部分拡大図を示す。
【図１２Ｂ】ハウジングから取り外したポンプ／セルアセンブリの斜視図である。
【図１２Ｃ】トリガを取り外したポンプ／セルアセンブリの下斜視図である。
【図１３】図１２Ａ〜１２Ｃに示すアセンブリの取り付けブラケットの分解斜視図を示す。
【図１４Ａ】図８Ｂに示すボトルのトリガの斜視図である。
【図１４Ｂ】図８Ｂに示すボトルのトリガの斜視図である。
【図１５Ａ】トリガにかぶさるトリガブートの斜視図である。
【図１５Ｂ】トリガにかぶさるトリガブートの斜視図である。
【図１６Ａ】ハウジング半部の下コンパートメントをさらに詳細に示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示すコンパートメント内に取り付けられた回路板及びバッテリを示す。
【図１７】本開示の一例の電解セルを具現化する可動清浄機の斜視図である。
【図１８】もう一つの実施態様のプラットフォームに取り付けられた電解セルの簡略化ブロック図である。
【図１９】開示のもう一つの実施態様の全面クリーナの斜視図である。
【図２０】開示の実例の、図８〜１６に示す手持ちスプレーボトル内の様々な構成部品を制御するための制御回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示的実施態様の詳細な説明
本開示の局面は、液体を電気分解する方法及び装置に関する。
【００１４】
１．手持ちスプレーボトル
電解セルは、多様な用途で使用され、たとえば、手持ち、可動、固定、壁掛け、電動又は非電動の清浄／衛生化車両などであることができる多様なタイプの装置に収容されることができる。この例において、電解セルは手持ちスプレーボトルに組み込まれている。
【００１５】
図１は、本開示の例示的局面の手持ちスプレーボトル１０の簡略化図である。スプレーボトル１０は、処理されたのちノズル１４に通して小出しされる液体を収容するための液溜め１２を含む。一例において、処理される液体は、水性組成物、たとえば通常の水道水を含む。
【００１６】
スプレーボトル１０はさらに、入口フィルタ１６、一つ以上の電解セル１８、チューブ２０及び２２、ポンプ２４、アクチュエータ２６、スイッチ２８、回路板・制御電子系３０及びバッテリ３２を含む。図１には示されないが、チューブ２０及び２２は、たとえばボトル１０のそれぞれネック及びバレル内に収容されることもできる。キャップ３４がボトル１０のネックの周囲で液溜め１２を封止する。バッテリ３２は、たとえば使い捨てバッテリ及び／又は充電式バッテリを含むことができ、回路板・制御電子系３０によって付勢されると、電解セル１８及びポンプ２４に電力を提供する。
【００１７】
図１に示す例において、アクチュエータ２６は、モメンタリースイッチ２８を開状態と閉状態との間で作動させるトリガ型アクチュエータである。たとえば、ユーザがハンドトリガを絞り状態に絞ると、トリガはスイッチを作動させて閉状態にする。ユーザがハンドトリガを解放すると、トリガスイッチを作動させて開状態にする。しかし、代替態様において、アクチュエータ２６は、他のスタイルを有することもでき、さらなる実施態様においては、なくすこともできる。別個のアクチュエータを有しない実施態様において、スイッチ２８は、ユーザが直接作動させることができる。スイッチ２８が開いた非導通状態にあるとき、制御電子系３０は電解セル１８及びポンプ２４を除勢する。スイッチ２８が閉じた導通状態にあるとき、制御電子系３０は電解セル１８及びポンプ２４を付勢する。ポンプ２４は、液体を液溜め１２からフィルタ１６、電解セル１８及びチューブ２０に通して引き込み、チューブ２２及びノズル１４から押し出す。スプレー装置に依存して、ノズル１４は、たとえばストリームの噴出、ミストのエアゾール化又はスプレーの小出しの間で選択するよう、調節可能であってもよいし、そうでなくてもよい。
【００１８】
スイッチ２８そのものは、適当なアクチュエータタイプ、たとえば図１に示す押しボタンスイッチ、トグル、ロッカ、機械的リンク及び／又は非機械的センサ、たとえば容量、抵抗プラスチック、誘導センサなどを有することができる。スイッチ２８は、適当な接触構造、たとえばモメンタリー、単極単投接点などを有することができる。
【００１９】
代替態様において、ポンプ２４は、アクチュエータトリガ２６が機械的作用によって直接ポンプに作用する機械的ポンプ、たとえばハンドトリガ式容積型ポンプに換えられる。この実施態様においては、スイッチ２８、たとえばパワースイッチをポンプ２４から別個に作動させて電解セル１８を付勢することもできる。さらなる実施態様においては、バッテリ３２が除かれ、パワーは、外部ソースから、たとえばパワーコード、プラグ及び／又は接触端子を介してスプレーボトル１０に印加される。
【００２０】
図１に示す配設は、非限定的な例として提供されるだけである。スプレーボトル１０は、他の構造的及び／又は機能的配設を有することができる。たとえば、ポンプ２４は、液溜め１２からノズル１４までの流体流の方向に関して、図１に示すようにセル１８の下流に位置することもできるし、セル１８の上流に位置することもできる。
【００２１】
以下さらに詳細に説明するように、スプレーボトルは、清浄及び／又は衛生化される表面に吹き付けられる液体を収容する。一つの非限定的な例において、電解セル１８は、液体を、出力スプレーとしてボトルから小出しされる前に、アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液に転換する。アノード及びカソードＥＡ液は、混合物として小出しすることもできるし、別々のスプレー出力として、たとえば別々のチューブ及び／又はノズルに通して小出しすることもできる。図１に示す実施態様において、アノード及びカソードＥＡ液は混合物として小出しされる。小さな間欠的出力流量がスプレーボトルによって提供される場合、電解セル１８は、小さなパッケージを有し、たとえばパッケージ又はスプレーボトルによって収容されるバッテリによって駆動されることができる。
【００２２】
２．電解セル
電解セルは、少なくとも一つのアノード電極と少なくとも一つのカソード電極との間で流体に電場を印加するように適合されている任意の流体処理セルを含む。電解セルは、適当な数の電極、流体を収容するための適当な数のチャンバならびに適当な数の流体入力及び流体出力を有することができる。セルは、任意の流体（たとえば液体又は気液混合物）を処理するように適合されることができる。セルは、アノードとカソードとの間に一つ以上のイオン選択性膜を含むこともできるし、イオン選択性膜を有しないように構成されることもできる。イオン選択性膜を有する電解セルは、本明細書中、「機能生成器」と呼ばれる。
【００２３】
電解セルは、多様な用途で使用され、多様な構造、たとえば非限定的に、図１を参照して説明したスプレーボトル及び／又はFieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８号（２００７年８月１６日公開）に開示されている構造を有することができる。したがって、本明細書においては、スプレーボトルに関連して、電気分解に関する様々な要素及びプロセスが記載されるが、これらの要素及びプロセスは、他の非スプレーボトル用途にも適用され、組み込まれることができる。
【００２４】
３．膜を有する電解セル
３．１  セル構造
図２は、たとえば図１に示すスプレーボトルで使用することができる電解セル５０の一例を示す略図である。電解セル５０は、処理される液体を液体ソース５２から受ける。液体ソース５２は、タンク又は他の溶液溜め、たとえば図１の液溜め１２を含むこともできるし、外部ソースから液体を受けるためのフィッティング又は他の入口を含むこともできる。
【００２５】
セル５０は、一つ以上のアノードチャンバ５４及び一つ以上のカソードチャンバ５６（反応室とも知られる）を有し、両チャンバはイオン交換膜５８、たとえばカチオン又はアニオン交換膜によって分けられている。一つ以上のアノード電極６０及びカソード電極６２（各電極一つを示す）がそれぞれ各アノードチャンバ５４及び各カソードチャンバ５６中に配置されている。アノード及びカソード電極６０、６２は、適当な材料、たとえば導電性ポリマー、チタン及び／又は貴金属、たとえば白金でコートされたチタン又は他の適当な電極材料でできていることができる。一例において、アノード又はカソードの少なくとも一つが少なくとも部分的又は完全に導電性ポリマーでできている。電極及びそれぞれのチャンバは適当な形状及び構成を有することができる。たとえば、電極は平坦なプレート、同軸プレート、ロッド又はそれらの組み合わせであることができる。各電極は、たとえば、中実構成を有することもできるし、一つ以上の開口を有することもできる。一例において、各電極はメッシュとして形成される。加えて、たとえば多数のセル５０が互いに直列又は並列に結合されることもできる。
【００２６】
電極６０、６２は従来の電源（図示せず）の両端子に電気的に接続される。イオン交換膜５８が電極６０及び６２の間に位置している。電源は、ＤＣ定出力電圧、パルス化又は他のやり方で変調されたＤＣ出力電圧及び／又はパルス化又は他のやり方で変調されたＡＣ出力電圧をアノード及びカソード電極に提供することができる。電源は、適当な出力電圧レベル、電流レベル、デューティサイクル又は波形を有することができる。
【００２７】
たとえば、一つの実施態様において、電源は、プレートに供給された電圧を比較的定常状態で印加する。電源（及び／又は制御電子系）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御スキームを使用して電圧及び電流出力を制御するＤＣ−ＤＣコンバータを含む。パルス化された又はパルス化されていない、他の電圧及びパワー範囲にあることができる他のタイプの電源を使用することもできる。パラメータは用途特定的である。
【００２８】
作動中、供給水（又は処理される他の液体）がソース５２からアノードチャンバ５４及びカソードチャンバ５６の両方に供給される。カチオン交換膜の場合、ＤＣ電圧電位、たとえば約５ボルト（Ｖ）〜約２８Ｖの電圧がアノード６０及びカソード６２をはさんで印加されると、アノードチャンバ５４中にはじめから存在するカチオンがイオン交換膜５８を透過してカソード６２に向かって移動し、アノードチャンバ５６中に存在するアニオンがアノード６０に向かって移動する。しかし、カソードチャンバ５６中に存在するアニオンはカチオン交換膜を透過することができず、したがって、カソードチャンバ５６内に閉じ込められたままになる。
【００２９】
その結果、セル５０は、少なくとも部分的に電気分解を利用することにより、供給水を電気化学的に活性化し、電気化学的に活性化された水を酸性アノード液組成物７０及び塩基性カソード液組成物７２の形態で生成する。
【００３０】
望むならば、アノード液及びカソード液は、たとえば電解セルの構造の変更により、互いに異なる比率で生成することもできる。たとえば、ＥＡ水の主要な機能が清浄である場合、セルは、カソード液をアノード液よりも多量に生成するように構成されることができる。あるいはまた、たとえば、ＥＡ水の主要な機能が衛生化である場合、セルは、アノード液をカソード液よりも多量に生成するように構成されることもできる。また、それぞれにおける反応性種の濃度を変更することもできる。
【００３１】
たとえば、セルは、カソード液をアノード液よりも多量に生成する場合、カソードプレートとアノードプレートとを３：２の比率で有することができる。各カソードプレートは、それぞれのイオン交換膜によってそれぞれのアノードプレートから分けられている。したがって、二つのアノードチャンバに対して三つのカソードチャンバがある。この構成は、概ね６０％カソード液対４０％アノード液を生成する。他の比率を使用することもできる。
【００３２】
３．２  例示的反応
加えて、アノードチャンバ５４中、アノード６０と接触する水分子が電気化学的に酸化されて酸素（Ｏ2）及び水素イオン（Ｈ+）になり、カソードチャンバ５６中、カソード６２と接触する水分子が電気化学的に還元されて水素ガス（Ｈ2）及びヒドロキシルイオン（ＯＨ-）になる。アノードチャンバ５４中の水素イオンはカチオン交換膜５８を透過してカソードチャンバ５６に入ることができ、そこで水素ガスに還元され、アノードチャンバ５４中の酸素ガスは供給水を酸素化してアノード液７０を形成する。さらには、通常の水道水は一般に塩化ナトリウム及び／又は他の塩化物を含むため、アノード６０は、存在する塩化物を酸化させて塩素ガスを形成する。その結果、実質的な量の塩素が生成され、アノード液組成物のｐＨは時間とともにますます酸性になる。
【００３３】
上記のように、電圧電位が印加されると、カソード６２と接触する水分子は電気化学的に還元されて水素ガス及びヒドロキシルイオン（ＯＨ-）になり、アノードチャンバ５４中のカチオンはカチオン交換膜５８を透過してカソードチャンバ５６に入ることができる。これらのカチオンは、カソード６２で生成されたヒドロキシルイオンと電離的に会合することができ、液体中に水素ガス気泡が形成する。時間とともに実質的な量のヒドロキシルイオンがカソードチャンバ５６中に蓄積し、カチオンと反応して塩基性水酸化物を形成する。加えて、カチオン交換膜は、負荷電ヒドロキシルイオンがカチオン交換膜を透過することを許さないため、水酸化物はカソードチャンバ５６に閉じ込められたままになる。その結果、実質的な量の水酸化物がカソードチャンバ５６中で生成され、カソード液組成物７２のｐＨは時間とともにますますアルカリ性になる。
【００３４】
機能的生成器５０中の電気分解プロセスは、アノードチャンバ５４及びカソードチャンバ５６中での反応性種の濃縮ならびに準安定イオン及びラジカルの形成を可能にする。
【００３５】
電気化学的活性化プロセスは一般に、供給水の物理化学的性質（構造的、エネルギー的及び触媒的性質を含む）の変化を生じさせる電子求引（アノード６０における）又は電子供与（アノード６２における）によって起こる。供給水（アノード液又はカソード液）は、電場強さが非常に高いレベルに達することがある電極表面のすぐ近くで活性化されると考えられる。この区域は電気二重層（ＥＤＬ）と呼ばれることがある。
【００３６】
電気化学的活性化プロセスが継続すると、水双極子が一般に電場と整合し、その結果、水分子の水素結合の割合がくずれる。さらには、単結合水素原子がカソード電極６２で金属原子（たとえば白金原子）に結合し、単結合酸素原子がアノード電極６０で金属原子（たとえば白金原子）に結合する。これらの結合した原子はそれぞれの電極の表面上で二つの次元に拡散したのち、さらなる反応に関与する。他の原子及び多原子基もまた、同様に、アノード電極６０及びカソード電極６２の表面に結合し、その後、反応を受けることができる。表面で生成される酸素（Ｏ2）及び水素（Ｈ2）のような分子は、水の液相中の小さなキャビティ（すなわち気泡）にガスとして入ることもあるし、水の液相によって溶媒和されることもある。それにより、これらの気相気泡は、分散又は他のやり方で供給水の液相中に浮遊する。
【００３７】
気相気泡のサイズは、多様な要因、たとえば供給水に加えられる圧力、供給水中の塩及び他の化合物の組成ならびに電気化学的活性化の程度に依存して異なることができる。したがって、気相気泡は、マクロバブル、マイクロバブル、ナノバブル及びそれらの混合物をはじめとする多様なサイズを有することができる。マクロバブルを含む実施態様において、生成される気泡に適当な平均気泡直径の例は約５００マイクロメートル〜約１ミリメートルの範囲の直径を含む。マイクロバブルを含む実施態様において、生成される気泡に適当な平均気泡直径の例は約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル未満の範囲の直径を含む。ナノバブルを含む実施態様において、生成される気泡に適当な平均気泡直径の例は約１マイクロメートル未満の直径を含み、特に適当な平均気泡直径は約５００ナノメートル未満の直径を含み、さらに適当な平均気泡直径は約１００ナノメートル未満の直径を含む。
【００３８】
表面分子は、電極面にあるガスの分子よりも水中の分子に引き寄せられるため、アノード電極６０及びカソード電極６２の表面から離される分子の間の引力によって気液界面に表面張力が発生する。対照的に、水のバルクの分子はすべての方向に等しく引き寄せられる。したがって、可能な相互作用エネルギーを増すために、表面張力が電極表面の分子を液体のバルクに入らせる。
【００３９】
また、気相ナノバブルが生成される実施態様において、ナノバブル（すなわち、約１マイクロメートル未満の直径を有する気泡）に含まれるガスは、それらの小さな直径にもかかわらず、供給水中で実質的な期間、安定であると考えられる。理論によって束縛されることを望まないが、気泡の曲面が分子寸法に近づくとき、気液界面における水の表面張力が低下すると考えられる。これが、散逸しようとするナノバブル生来の傾向を低下させる。
【００４０】
さらには、ナノバブル気液界面は、膜５８に印加される電圧電位のせいで荷電する。この電荷が表面張力に対向する力を生じさせ、それがまた、ナノバブルの散逸を減速又は阻止する。界面における同種電荷の存在は見掛け表面張力を減らし、電荷反発力が、表面張力による表面最小化に対して反対方向に作用する。気液界面に好都合であるさらなる荷電物質の存在によって効果が増すこともある。
【００４１】
気液界面の自然な状態は負であると思われる。また、低い表面電荷密度及び／又は高い分極率を有する他のイオン（たとえばＣｌ-、ＣｌＯ-、ＨＯ2-及びＯ2-）が、水和電子と同じく、気液界面を好む。水性基もまた、そのような界面に存在することを好む。したがって、カソード液（すなわち、カソードチャンバ５６を通過して流れる水）中に存在するナノバブルは負の電荷を有するが、アノード液（すなわち、アノードチャンバ５４を通過して流れる水）中のナノバブルはほとんど電荷を有しない（過剰なカチオンが生来の負電荷を相殺する）と考えられる。したがって、カソード液ナノバブルは、アノード液と混合しても、それらの電荷を失うとは思われない。
【００４２】
さらには、カソード上の過度な電位のせいでガス分子がナノバブル内で荷電して（たとえばＯ2-）、それにより、ナノバブルの全体電荷を増すことがある。荷電ナノバブルの気液界面における表面張力は非荷電ナノバブルに対して低下することができ、それらのサイズが安定化することができる。これは、表面張力が表面を最小化し、荷電面が拡大して同種電荷間の反発を最小限にしようとするとき、定性的に認めることができる。電気分解に必要なパワーよりも過剰なパワー損失による電極面における温度上昇もまた、局所ガス溶解度を下げることによってナノバブル形成を増大させることができる。
【００４３】
同種電荷の間の反発力はそれらの間の距離の二乗として反比例的に増大するため、気泡直径が小さくなるとともに外方圧力が増大する。電荷の効果は、表面張力の効果を減らすことであり、表面張力は表面を縮小させようとするが、表面電荷はそれを拡大させようとする。したがって、これらの対向する力が等しいとき、平衡状態に達する。たとえば、気泡（半径ｒ）の内面における表面電荷密度がΦ（ｅ-／m2）であると仮定すると、外方圧力（「Ｐout」）は、ナヴィエ・ストークス方程式を解いて
Ｐout＝Φ2／２Ｄε0      （式１）
を求めることによって見いだすことができる。式中、Ｄは、気泡の相対比誘電率（仮想単位）であり、「ε0」は、真空の誘電率（すなわち、８．８５４pF／m）である。気体における表面張力による内方圧力（「Ｐin」）は、
Ｐin＝２ｇ／ｒＰout      （式２）
である。式中、「ｇ」は、表面張力（２５℃で０．０７１９８ジュール／m2）である。したがって、これらの圧が等しいならば、気泡の半径は
ｒ＝０．２８７９２ε0／Φ2      （式３）
である。
【００４４】
したがって、５ナノメートル、１０ナノメートル、２０ナノメートル、５０ナノメートル及び１００ナノメートルのナノバブル直径の場合、ゼロ過剰内圧の場合の計算される電荷密度は、それぞれ０．２０、０．１４、０．１０、０．０６及び０．０４ｅ-／気泡表面積nm2である。そのような電荷密度は電解セル（たとえば電解セル１８）の使用によって容易に達成可能である。気泡における全電荷がパワー２／３に増大するときナノバブル半径は増大する。これらの状況下、平衡状態で、ナノバブル表面における燃料の有効表面積はゼロであり、気泡中の荷電ガスの存在が安定なナノバブルのサイズを増大させる。気泡サイズのさらなる減少は、内圧を大気圧未満まで低下させることになるため、示されないであろう。
【００４５】
電解セル（たとえば電解セル１８）内の様々な状況において、ナノバブルは、表面電荷のせいで、さらに小さな気泡に分割することができる。たとえば、半径「ｒ」及び全電荷「ｑ」の気泡が、共有される体積及び電荷（半径ｒ1/2＝ｒ／２1/3、電荷ｑ1/2＝ｑ／２）の二つの気泡に分割すると仮定し、気泡間のクーロン相互作用を無視すると、表面張力（ΔＥST）及び表面電荷（ΔＥq）によるエネルギーの変化の計算は、以下の方程式３及び４のようになる。
【００４６】
【数１】
2012501385.tif 000003
【００４７】
ΔＥST＋ΔＥqが負であるとき起こる全エネルギー変化が負であるならば、気泡は準安定性であり、よって、下記方程式５が得られる。
【００４８】
【数２】
2012501385.tif 000004
【００４９】
これが、半径と電荷密度（Φ）との間の関係（下記方程式６）を提供する。
【００５０】
【数３】
2012501385.tif 000005
【００５１】
したがって、５ナノメートル、１０ナノメートル、２０ナノメートル、５０ナノメートル及び１００ナノメートルのナノバブル直径の場合、気泡分割のための計算される電荷密度はそれぞれ０．１２、０．０８、０．０６、０．０４及び０．０３ｅ-／気泡表面積nm2である。同じ表面電荷密度の場合、気泡直径は一般に、気泡を二つに分割する場合よりも、見掛け表面張力をゼロに減らす場合で約３倍の大きさである。したがって、さらなるエネルギー入力がない限り、ナノバブルは一般に分割しない。
【００５２】
上述の気相ナノバブルは、汚れ粒子に付着し、それによりイオン電荷を移すように適合される。ナノバブルは、一般的な汚れ粒子上に一般的に見られる疎水面に付着し、それが、好ましい負の自由エネルギー変化とともに高エネルギー水／疎水面界面から水分子を放出する。さらには、ナノバブルは、疎水面と接触すると延展し、平坦化して、それにより、ナノバブルの曲率を減らし、その結果、表面張力によって生じる内圧を低下させる。これが、さらなる好ましい自由エネルギー放出を提供する。そして、コートされた荷電汚れ粒子は、同種電荷間の反発のせいで、より容易に互いから分離し、コロイド粒子として溶液に入る。
【００５３】
さらには、粒子の表面のナノバブルの存在が、同じく電気学的活性化プロセス中に発生することができるミクロンサイズの気相気泡による粒子の収集を増大させる。表面ナノバブルの存在はまた、この作用によって収集することができる汚れ粒子のサイズを縮小させる。そのような収集は、床面からの汚れ粒子の除去を支援し、再付着を防止する。そのうえ、気相ナノバブルによって達成される大きな気／液表面積対体積比のせいで、この界面に位置する水分子は、水の高い表面張力によって認められるように、より少ない水素結合によって保持される。他の水分子への水素結合のこの減少により、この界面水は、通常の水よりも反応性であり、より急速に他の分子に水素結合して、それにより、より速やかな水和を示す。
【００５４】
たとえば、１００％の効率においては、１アンペアの電流が、０℃の温度及び１気圧の圧力で毎秒０．５／９６，４８５．３モルの水素（Ｈ2）、等しくは毎秒５．１８マイクロモルの水素、ひいては毎秒５．１８×２２．４２９マイクロリットルの気相水素を生成するのに十分である。これはまた、２０℃の温度及び１気圧の圧力で毎秒１２５マイクロリットルの気相水素に等しい。大気中の水素の分圧は実質的にゼロであるため、電気分解溶液中の水素の平衡溶解度もまた実質的にゼロであり、水素は気孔（たとえばマクロバブル、マイクロバブル及び／又はナノバブル）中に保持される。
【００５５】
電気分解溶液の流量が毎分０．１２ＵＳガロンであると仮定すると、毎秒７．５７１ミリリットルの水が電解セル中を流れる。したがって、２０℃の温度及び１気圧の圧力で電気分解溶液１リットルに含まれる気泡の中には０．１２５／７．５７１リットルの気相水素がある。これは、液体表面から逃げる気相水素及び溶解して溶液を過飽和させる気相水素溶液ほどではない１リットルあたり０．０１６５リットルの気相水素に等しい。
【００５６】
直径１０ナノメートルのナノバブルの体積は５．２４×１０-22リットルであり、疎水面に結合すると、約１．２５×１０-16平方メートルを覆う。したがって、溶液１リットル中には最大約３×１０-19個の気泡があり（２０℃、１気圧）、合計で約４０００平方メートルの表面被覆能力を有する。分子１個分の厚さの表面層を仮定すると、これは５０ミリモルを超える活性表面水分子の濃度を提供する。この濃度は最大量を表すが、ナノバブルがより大きな体積及びより大きな内圧を有するとしても、表面被覆能力は大きいままである。さらには、ナノバブルが清浄効果を有するためには、汚れ粒子表面の小さな割合がナノバブルによって覆われるだけでよい。
【００５７】
したがって、電気化学的活性化プロセス中に生成される気相ナノバブルは、汚れ粒子に付着してその電荷を移すのに有利である。得られるコートされた荷電汚れ粒子は、それらの同種電荷間の反発のせいで、より容易に互いから分離する。粒子は溶液に入ってコロイド懸濁液を形成する。さらには、気／水界面の電荷が表面張力に抵抗して、それにより、その効果及び結果的な接触角を減らす。また、汚れ粒子のナノバブルコーティングは、導入される大きめの浮揚性気相マクロバブル及びマイクロバブルの収集を促進する。加えて、ナノバブルの大きな表面積は、適当な分子をより速やかに水和させることができる、有意な量のより反応性の水を提供する。
【００５８】
４．イオン交換膜
上述したように、イオン交換膜５８は、カチオン交換膜（すなわちプロトン交換膜）又はアニオン交換膜を含むことができる。膜３８に適したカチオン交換膜は、部分的及び完全にフッ素化されたイオノマー、ポリ芳香族イオノマー及びそれらの組み合わせを含む。膜３８に適した市販のイオノマーの例は、E.I. du Pont de Nemours and Company（Wilmington, Delaware）から商品名「NAFION」の下で市販されているスルホン化テトラフルオロエチレンコポリマー、Asahi Glass Co., Ltd.（Japan）から商品名「FLEMION」の下で市販されている過フッ素化カルボン酸イオノマー、Asahi Chemical Industries Co. Ltd.（Japan）から商品名「ACIPLEX」Aciplexの下で市販されている過フッ素化スルホン酸イオノマー及びそれらの組み合わせを含む。しかし、他の例において任意のイオン交換膜を使用することができる。
【００５９】
５．ディスペンサ
アノード及びカソードＥＡ液出力は、任意のタイプのディスペンサ、たとえば出口、フィッティング、スピゴット、スプレーヘッド、清浄／衛生化ツール又はヘッドなどを含むことができるディスペンサ７４に結合することができる。図１に示す例において、ディスペンサ３４はスプレーノズル１４を含む。出力７０及び７２それぞれのためにディスペンサがあってもよいし、両出力に対して複合ディスペンサがあってもよい。
【００６０】
一例において、アノード液及びカソード液出力は共通の出力流７６にブレンドされ、それがディスペンサ７４に供給される。Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８号に記載されているように、有利な清浄及び／又は衛生化性を少なくとも一時的に保持しながら、アノード液とカソード液とを清浄装置の配分システム内及び／又は清浄される表面もしくは物品上でブレンドすることができることがわかった。アノード液とカソード液とはブレンドされるが、はじめは平衡状態にはなく、したがって、それらの増強された清浄及び／又は衛生化性を一時的に保持する。
【００６１】
たとえば、一つの実施態様において、カソード液ＥＡ水及びアノード液ＥＡ水は、二つの液がブレンドされたとしても、たとえば少なくとも３０秒間それらの別々の電気化学的に活性化された性質を維持する。この期間中、二つのタイプの液体の別々の電気化学的に活性化された性質はすぐには中和しない。これが、各液体の有利な性質を共通の清浄作業中に利用することを可能にする。比較的短い期間ののち、清浄される表面上でブレンドされたアノード及びカソードＥＡ液は、実質的にソース液（たとえば通常の水道水）の元のｐＨ及びＯＲＰまで速やかに中和する。一例において、ブレンドされたアノード及びカソードＥＡ液は、電解セルによってアノード及びカソードＥＡ出力が生成された時間から１分未満の時間ウィンドウ内に実質的に６〜８のｐＨ及び±５０mVのＯＲＰまで中和する。その後、回収された液は、適当なやり方で処分することができる。
【００６２】
しかし、他の実施態様において、液体の性質に依存して、ブレンドされたアノード及びカソードＥＡ液は、３０秒を超える期間、６〜８の範囲の外のｐＨ及び±５０mVの範囲の外のＯＲＰを維持することもあるし、１分を超える時間範囲ののち中和することもある。
【００６３】
６．イオン選択性膜を有しない電解セル
図３は、本開示のさらなる例の、イオン選択性膜を有しない電解セル８０を示す。セル８０は、反応チャンバ８２、アノード８４及びカソード８６を含む。チャンバ８２は、たとえば、セル８０の壁によって、電極８４及び８６が配置される容器もしくは導管の壁によって、又は電極そのものによって画定されることができる。アノード８４及びカソード８６は、適当な材料又は材料の組み合わせ、たとえば導電性ポリマー、チタン及び／又は貴金属、たとえば白金でコートされたチタンでできていることができる。アノード８４及びカソード８６は、図１に示すように、従来の電源、たとえばバッテリ３２に接続されている。一つの実施態様において、電解セル８０は、チャンバ８２を画定するそれ自体の容器を含み、処理される液体の流路中、たとえば手持ちスプレーボトル又は可動床清浄装置の流路内に位置する。
【００６４】
作動中、液体がソース８８によって供給され、電解セル８０の反応チャンバ８２に導入される。図３に示す実施態様において、電解セル８０は、アノード８４における反応生成物をカソード８６における反応生成物から分けるイオン交換膜を含まない。清浄に使用するために処理される液体として水道水が使用される例においては、水をチャンバ８２に導入し、アノード８４とカソード８６との間に電圧電位を印加したのち、アノード８４と接触又は隣接する水分子が電気化学的に酸素（Ｏ2）及び水素イオン（Ｈ+）に酸化され、カソード８６と接触又は隣接する水分子が電気化学的に水素ガス（Ｈ2）及びヒドロキシルイオン（ＯＨ-）に還元される。他の反応が起こることもでき、具体的な反応は液体の成分に依存する。たとえば反応生成物を互いから分ける物理的バリヤがないため、両電極からの反応生成物が混合し、酸素化流体８９（たとえば）を形成することもある。あるいはまた、たとえば、アノード８４は、アノードとカソードとの間に配置された非透過性膜（図示せず）のような誘電バリヤを使用して、カソード８４から分けることもできる。
【００６５】
７．電極パターン例
上述したように、アノード又はカソード電極の少なくとも一つは、少なくとも部分的又は完全に導電性ポリマー、たとえば静電散逸装置に使用されるもので形成されることができる。適当な導電性ポリマーの例は、RTP Company（Winona, Minnesota, USA）から市販されている。たとえば、電極は、１０0〜１０12ohm/sq、たとえば１０1〜１０6ohm/sqの表面抵抗率を有する導電性プラスチック化合物で形成されることができる。しかし、他の例においては、これらの範囲の外の表面抵抗率を有する電極を使用することもできる。
【００６６】
導電性ポリマーを用いると、電極は、所望の形状に容易に成形又は他のやり方で形成することができる。たとえば、電極は射出成形することができる。上述したように、電極の一つ以上は、規則的なサイズの長方形開口を格子の形態で有するメッシュを形成することができる。しかし、開放部又は開口は、任意の形状、たとえば円形、三角形、曲線形、直線形、規則的及び／又は不規則な形状を有することができる。曲線形の開口は少なくとも一つのカーブした縁を有する。たとえば射出成形する場合、開口の形状及びサイズを特定のパターンに容易に合わせることができる。しかし、本開示の他の例において、これらのパターンはまた、金属電極で形成されることもできる。
【００６７】
開口は、加水分解のための電極の表面積を増し、それにより、処理される液体中の気泡の生成を促進するようにサイズ決めされ、配置されることができる。
【００６８】
図４Ａは、本開示の局面の、規則的な格子パターンにある複数の直線的（たとえば長方形）開口１０２を有する導電性ポリマー電極１００の部分図である。
【００６９】
図４Ｂは、もう一つの例の、規則的な格子パターンにある様々なサイズの複数の曲線的（たとえば円形）開口１０６を有する導電性ポリマー電極１０４の部分図である。同じ電極における異なるサイズの開口の使用は、加水分解中、開口の縁に沿って異なるサイズの気泡の生成を促進することができる。
【００７０】
図４Ｃは、もう一つの例の、多様な形状及びサイズを有する複数の不規則及び規則的な形状の開口１１０を有する導電性ポリマー電極１０８の部分図である。この例においては、様々な開口１１０が様々な開口面積を画定する。開口１１０の一つ以上は、加水分解中さらなる気泡及び反応性種の生成を促進すると考えられる一つ以上の内部点、たとえば点１１２を含むことができる。これらの開口は、１８０°よりも大きい少なくとも一つの内角（たとえば点１１２で）を有する多角形を形成する。代替態様において、開口は、１８０°よりも大きい複数の内角を有する。
【００７１】
加えて、電極は、電極表面積をさらに増す一つ以上の他の不規則な特徴、たとえばスパイク又はイガを有するように形成されることもできる。スパイクは、規則的パターン又は不規則パターンに配設されることができ、同じサイズ及び形状を有することもできるし、異なるサイズ及び／又は形状を有することもできる。
【００７２】
たとえば、電解セルは、アノード及びカソードを含むように構築されることができ、アノード電極又はカソード電極の少なくとも一つは、第一のサイズ（及び／又は形状）の第一の複数の開口及び第二の異なるサイズ（及び／又は形状）の第二の複数の開口を含む。一例において、電解セルはまた、アノード電極とカソード電極との間に配置された、それぞれのアノードチャンバ及びカソードチャンバを画定するイオン選択性膜を含む。
【００７３】
さらなる例において、第一及び第二の複数の開口を含むセットの少なくとも二つの開口が互いに異なる形状（及び／又はサイズ）を有する。さらなる例において、第一及び第二の複数の開口を含むセットの少なくとも三つの開口が互いに異なる形状（及び／又はサイズ）を有する。
【００７４】
第一及び第二の複数の開口は、多角形形状及び／又は少なくとも一つのカーブした縁で形成された曲線形状を有することができる。第一又は第二の複数の開口の少なくとも一つは規則的パターン又は不規則パターンに配設されることができる。
【００７５】
第一又は第二の複数の開口の少なくとも一つの開口は、１８０°よりも大きい少なくとも一つの内角を有する多角形形状を有することができる。
【００７６】
さらなる例において、図４Ａ〜４Ｃに示す電極は導電性金属材料で製造されている。たとえば、図４Ａに示すように、電極１００は金属メッシュで形成されることができ、この金属メッシュは、白金のような別の材料でめっきされていることもできるし、めっきされていないこともできる。
【００７７】
８．チューブ状電極の例
電極そのものは、適当な形状、たとえば平面形、同軸プレート、円柱形ロッド又はそれらの組み合わせを有することができる。図５は、一つの実例のチューブ形状を有する電解セル２００の例を示す。セル２００の一部は図解のために切り欠かれている。この例において、セル２００は、チューブ状のハウジング２０２、チューブ状の外側電極２０４及び外側電極から適当な隙間、たとえば０．０４０インチによって隔てられているチューブ状の内側電極２０６を有する電解セルである。他の隙間サイズ、たとえば０．０２０インチ〜０．０８０インチの範囲の隙間を使用することもできる。内側又は外側電極は、印加される電圧の相対的極性に依存して、アノード／カソードとして働くことができる。
【００７８】
一例において、外側電極２０４及び内側電極２０６は、たとえば図４Ａ〜４Ｃに示すような開口を有する導電性ポリマー構造を有する。しかし、別の例においては、一方又は両方の電極が中実構造を有することもできる。
【００７９】
電極２０６及び２０６は、適当な材料、たとえば導電性ポリマー、チタン及び／又は貴金属、たとえば白金でコートされたチタン又は他の適当な電極材料でできていることができる。加えて、多数のセル２００をたとえば互いに直列又は並列に結合することもできる。
【００８０】
具体例において、アノード又はカソード電極の少なくとも一つは、規則的なサイズの長方形開口を格子の形態で有する金属メッシュで形成されている。一つの具体例において、メッシュは、１平方インチあたり２０×２０個の格子開口の格子パターンを有する直径０．０２３インチのＴ３１６ステンレス鋼で形成されている。しかし、他の例においては、他の寸法、配設及び材料を使用することができる。
【００８１】
イオン選択性膜２０８が外側電極２０４と内側電極２０６との間に配置されている。一つの具体例において、イオン選択性膜は、E. I. du Pont de Nemours and Companyからの「NAFION」を、２．５５インチ×２．５５インチにカットしたのち、内側チューブ状電極２０６に巻き付け、シーム重なり部をコンタクト型接着剤、たとえば3M Companyからの#1357接着剤で固定したものを含む。ここでもまた、他の例においては、他の寸法及び材料を使用することができる。
【００８２】
この例においては、チューブ状電極２０６の内部の空間の容積が中実の内部コア２０９によって閉塞されて、電極２０４及び２０６ならびにイオン選択性膜２０８に沿って、かつそれらの間を流れる液流を促進する。この液流は導電性であり、二つの電極の間で電気回路を完成させる。電解セル２００は適当な寸法を有することができる。一例において、セル２００は、約４インチの長さ及び約３／４インチの外径を有することができる。長さ及び直径は、処理時間ならびに液体の単位量あたり生成される気泡、たとえばナノバブル及び／又はマイクロバブルの量を制御するように選択されることができる。
【００８３】
セル２００は、セルの一端又は両端に適当なフィッティングを含むことができる。任意の取り付け方法、たとえばプラスチッククイックコネクトフィッティングを使用することができる。たとえば、一つのフィッティングは、図１に示すように出力チューブ２０に接続するように構成されることができる。もう一つのフィッティングは、たとえば入口フィルタ１６又は入口チューブに接続するように構成されることができる。もう一つの例において、セル２００の一端は、図１の液溜め１２から直接液体を引き込むために開いたままである。
【００８４】
図５に示す例において、セル２００は、アノードチャンバ（電極２０４又は２０６の一方とイオン選択性膜２０８との間）中でアノードＥＡ液を生成し、カソードチャンバ（電極２０４又は２０６の他方とイオン選択性膜２０８との間）中でカソードＥＡ液を生成する。アノード及びカソードＥＡ液がチューブ２０に入るとき、アノード及びカソードＥＡ液の流路はセル２００の出口で合流する（図１に示す例において）。その結果、スプレーボトル１０は、ブレンドされたアノード及びカソードＥＡ液をノズル１４に通して小出しする。
【００８５】
一例において、ひとたびポンプ２４及び電解セル１８（たとえば図５に示すセル２００）が付勢されると、チューブ２０及び２２が速やかに電気化学的に活性化された液体で満たされるよう、チューブ２０及び２２の直径は小さく維持される。チューブ及びポンプに含まれる非活性化液は小さな量に維持される。したがって、制御電子系３０がスイッチ２８の作動に応答してポンプ及び電解セルをアクティブ化する実施態様において、スプレーボトル１０は、アノード及びカソードＥＡ液を貯蔵する中間ステップなしで、ブレンドされたＥＡ液を「オンデマンド」的にノズル１４で生成し、混合されたアノード及びカソードＥＡ液の実質全部（チューブ２０、２２及びポンプ２４中に保持された分を除く）をボトルから小出しする。スイッチ２８が動かされない場合、ポンプ２４は「オフ」状態になり、電解セル１８は除勢される。スイッチ２８が閉状態に動かされると、制御電子系３０はポンプ２４を「オン」状態に切り替え、電解セル１８を付勢する。「オン」状態で、ポンプ２４は液溜め１２から水をポンピングしてセル１８に通してノズル１４４から出す。
【００８６】
また、他のアクティブ化シーケンスを使用することもできる。たとえば、供給水が小出し前により電気化学的に活性化されるよう、ポンプ２４を付勢する前の一定期間、制御回路３０が電解セル１８を付勢するように構成されることもできる。
【００８７】
セル１８からノズル１４までの移動時間は、非常に短くすることができる。一例において、スプレーボトル１０は、ブレンドされたアノード及びカソード液を、アノード及びカソード液が電解セル１８によって生成されてから非常に短い期間内に小出しする。たとえば、ブレンドされた液は、アノード及びカソード液が生成されてから５秒以内、３秒以内及び１秒以内のような期間内に小出しされることができる。
【００８８】
９．制御回路
再び図１を参照すると、制御電子系３０は、たとえばハードウェア、ソフトウェア又は両方の組み合わせとして具現化することができる適当な制御回路を含むことができる。
【００８９】
制御回路３０は、ポンプ２４及び電解セル１８の動作を駆動し、制御するための電子装置を含むプリント回路板を含む。一例において、制御回路３０は、ポンプ２４及び電解セル１８に結合され、二つの装置に印加されるパワーを制御する出力を有する電源を含む。制御回路３０はまた、たとえば、制御回路によって生成される制御信号の関数として電解セル１８に印加される電圧の極性を選択的に反転させることができるＨブリッジを含む。たとえば、制御回路３０は、極性を所定のパターンで、たとえば５秒ごとに５０％デューティサイクルで交番させるように構成されることができる。以下さらに詳細に説明するもう一つの例において、制御回路３０は、主として第一の極性でセルに電圧を印加し、周期的に非常に短い期間だけ極性を反転させるように構成されている。極性の頻繁な反転は、電極に自己清浄機能を提供することができ、それが電極面への付着物のスケーリング又は蓄積を減らし、電極の寿命を延ばすことができる。
【００９０】
手持ちスプレーボトルに関連して、大きなバッテリを収容することは不便である。したがって、ポンプ及びセルに利用可能なパワーはいくぶん限られる。一例において、セルの駆動電圧は約８ボルト〜約２８ボルトの範囲である。しかし、スプレーボトル及び電解セル中の一般的な流量はかなり低いため、セルを通過する液体を効果的に活性化するためには相対的に小さな電流しか要らない。低い流量を用いると、セル内の滞留時間が比較的大きくなる。セルが付勢される間のセル中の液体の滞留が長ければ長いほど、電気化学的活性化は大きくなる（実用範囲内）。これにより、スプレーボトルは、より小さな容量のバッテリ及び低い電流で電圧を所望の出力電圧までステップアップさせるＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができる。
【００９１】
たとえば、スプレーボトルは、約３〜９ボルトの出力電圧を有する一つ以上のバッテリを収容することができる。ある特定の例において、スプレーボトルは、それぞれが約５００ミリアンペア時〜約３アンペア時で１．５ボルトの公称出力電圧を有する四つのＡＡバッテリを収容することができる。バッテリが直列に接続されるならば、公称出力電圧は、約５００ミリアンペア時〜約３アンペア時の容量で約６ボルトになる。ＤＣ−ＤＣコンバータを介すると、この電圧をたとえば１８ボルト〜２８ボルトの範囲までステップアップすることができる。したがって、十分な電流で所望の電極電圧を達成することができる。
【００９２】
もう一つの特定の例において、スプレーボトルは、それぞれが約１．２ボルトの公称出力電圧を有する１０個のニッケル金属水素化物バッテリを収容する。バッテリは直列に接続され、したがって、公称出力電圧は、約１８００ミリアンペア時の容量で約１０Ｖ〜１２．５Ｖである。この電圧は、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータを介して、８ボルト〜少なくとも２８ボルトの範囲にステップアップ／ダウンされる。したがって、十分な電流で所望の電極電圧を達成することができる。
【００９３】
セルを通して大きな電圧及び適当な電流を発生させる能力は、通常の水道水をセルに通して、増強された清浄及び／又は衛生化性を有する液体に転換する用途の場合に有利であることができる。通常の水道水はセルの電極間で比較的低い導電率を有する。
【００９４】
適当なＤＣ−ＤＣコンバータの例は、ブースト用途で接続される、PICO Electronics, Inc.（Pelham, New York, U.S.A.）のシリーズA/SM表面実装コンバータ及びON Semiconductor（Phoenix, Arizona, U.S.A）のNCP3064 1.5Aステップアップ／ダウン／反転スイッチングレギュレータを含む。
【００９５】
一例において、制御回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータが、セルを通して所定の電流範囲内にある電流ドローを達成するように制御される電圧を出力するよう、電解セルから引き込まれる感知電流に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御する。たとえば、一つの具体例において、目標電流ドローは約４００ミリアンペアである。もう一つの例において、目標電流は３５０ミリアンペアである。代替態様において他の電流及び範囲を使用することができる。所望の電流ドローは、電解セルの形状寸法、処理される液体の性質及び得られる電気化学的反応の所望の性質に依存することができる。
【００９６】
図７及び２０を参照して、制御電子系の例を示すブロック図を以下さらに詳細に説明する。
【００９７】
１０．電解セルの駆動電圧
上記のように、電解セルの電極は、セルの特定の用途に依存して、多様な電圧及び電流パターンで駆動することができる。電極に印加される電圧極性を定期的に反転させることによって電極上のスケーリングを抑制することが望ましい。したがって、明細書及び請求の範囲で使用される「アノード」及び「カソード」ならびに「アノード液」及び「カソード液」は、それぞれ互換可能である。これは、反対の電荷を有するスケーリング付着物をはじく傾向にある。
【００９８】
一例において、電極は、一つの極性で指定の期間（たとえば約５秒間）駆動されたのち、逆の極性でほぼ同じ期間駆動される。アノードＥＡ液とカソードＥＡ液とはセルの出口でブレンドされるため、このプロセスは、本質的にアノードＥＡ液１部に対してカソードＥＡ液１部を生成する。
【００９９】
もう一つの例において、電解セルは、複雑なバルブ系なしに各チャンバから実質的に一定のアノードＥＡ液又はカソードＥＡ液を生成するように制御される。従来技術電解システムにおいては、複雑かつ高価なバルブ系を使用して、極性を反転させてスケーリングを最小限にすることを可能にしながらも、それぞれの出口を通過する一定のアノード液及びカソード液を維持している。たとえば、図２を見ると、電極に印加される電圧の極性が反転すると、アノード６０がカソードになり、カソード６２がアノードになる。出口７０は、アノード液ではなくカソード液を送り出し、出口７２は、カソード液ではなくアノード液を送り出す。したがって、従来技術の手法の場合、電圧が反転すると、バルブ系を使用して出口７０をカソードチャンバ５６に接続し、出口７２をアノードチャンバ５４に接続することができる。その結果、一定のアノード液及びカソード液が各出力を通過して流れる。この複雑なバルブ系を使用する代わりに、本開示の一例は、電極に供給される電圧パターンによって実質的に一定の出力を達成する。
【０１００】
図６は、本開示の例示的局面にしたがってアノード及びカソードに印加される電圧パターンを示す波形図である。実質的に一定の相対的に正の電圧がアノードに印加され、実質的に一定の相対的に負の電圧がカソードに印加されている。しかし、スケール付着物をはじくために、定期的に短時間、各電圧が相対的に反対の極性に拍動されている。この例においては、時間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５及びｔ６〜ｔ７で、相対的に正の電圧がアノードに印加され、相対的に負の電圧がカソードに印加されている。時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６及びｔ７〜ｔ８中、各電極に印加される電圧は反転されている。反転した電圧レベルは、非反転電圧レベルと同じ大きさを有することもできるし、望むならば、異なる大きさを有することもできる。
【０１０１】
各短時間の極性切り替えの頻度は、望みどおりに選択することができる。反転の頻度が増すと、スケーリングの量は減る。しかし、電極は、反転ごとに少量の白金を損失するおそれがある（白金コートされた電極の場合）。反転の頻度が減ると、スケーリングが増すおそれがある。一例において、矢印３００によって示される反転間の期間は約１秒〜約６００秒の範囲である。この範囲の外の他の期間を使用することもできる。
【０１０２】
電圧が反転される期間もまた、望みどおりに選択することができる。一例において、矢印３０２によって表される反転期間は約５０ミリ秒〜約１００ミリ秒の範囲である。この範囲の外の他の期間を使用することもできる。この例において、たとえば時間ｔ２とｔ３との間の正常な極性の期間３０３は少なくとも９００ミリ秒である。
【０１０３】
また、電圧は、選択的に、定期的又は不定期に反転させることができる。ある特定の例において、反転間の期間３００は１秒であり、各波形期間中、電極間の電圧は、正常な極性で９００ミリ秒間印加されたのち、反転された極性で１００ミリ秒間印加される。
【０１０４】
これらの範囲により、バルブ系を要することなく、たとえば、各アノードチャンバは実質的に一定のアノードＥＡ液出力を生成し、各カソードチャンバは実質的に一定のカソードＥＡ液出力を生成する。
【０１０５】
アノード電極の数がカソード電極の数と異なる、たとえば３：２の比率であるならば、又はアノード電極の表面積がカソード電極の表面積と異なるならば、印加電圧パターンを上記やり方で使用して、より多量のアノード液又はカソード液を生成して、生成される液体の清浄又は衛生化性を強調することができる。たとえば、清浄が強調されるならば、より多数の電極を相対的に負の極性に駆動し（より多くのカソード液を生成する）、より少数の電極を相対的に正の極性に駆動する（より少ないアノード液を生成する）ことができる。衛生化が強調されるならば、より多数の電極を相対的に正の極性に駆動し（より多くのアノード液を生成する）、より少数の電極を相対的に負の極性に駆動する（より少ないカソード液を生成する）ことができる。
【０１０６】
アノード液及びカソード液出力が小出しの前に一つの出力流にブレンドされるならば、合わせたアノード液及びカソード液出力は、衛生化よりも清浄を強調する、又は清浄よりも衛生化を強調するように調節することができる。一つの実施態様において、制御回路は、ユーザが清浄モードと衛生化モードとの間で選択することを可能にするさらなるスイッチを含む。たとえば、図１に示す実施態様において、スプレーボトル１０は、ボトルに取り付けられるユーザ操作可能な清浄／衛生化モードスイッチを含むことができる。
【０１０７】
本開示の一つの例示的実施態様において、手持ちスプレーボトル、たとえば図１及び８に示すものは、チューブ状の電解セル、たとえば図５に示すセル２００を収容する。電解セルは、電圧で駆動されると、単位時間あたりアノードＥＡ液よりも多量のカソードＥＡ液を生成することによって増強された清浄性を強調する。セル２００中、外側円柱形電極２０４は、内側円柱形電極２０６よりも大きな直径を有し、ひいては、より大きな表面積を有する。増強された清浄性を強調するために、制御回路は、駆動電圧パターンの期間の大部分に関して、外側電極２０４がカソードとして働き、内側電極２０６がアノードとして働くようにセル２００を駆動する。カソードはアノードよりも大きな表面積を有するため、セル２００は、単位時間あたりアノード液よりも多くのカソード液をセルの複合出口に通して生成する。図６を参照すると、この例において、制御回路は、時間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５及びｔ６〜ｔ７で、相対的に正の電圧をアノード（電極２０６）に印加し、相対的に負の電圧をカソード（電極２０４）に印加する。時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６及びｔ７〜ｔ８中、各電極に印加される電圧は短時間だけ反転される。
【０１０８】
この例において、スプレーボトルは通常の水道水のみで満たされる。したがって、セル２００を通してポンピングされ、セル２００によって電気化学的に活性化される液体は通常の水道水のみからなる。水道水は、本明細書で説明するように電気化学的に活性化され、ブレンドされたアノード液及びカソード液の流れとしてスプレーノズルを通して小出しされる。したがって、スプレー出力は、増強された清浄性を有し、ブレンドされた流れの中のカソード液の量はアノード液の量を超える。代替態様においては、たとえば図６に示す波形を使用して、電極２０４を主にアノードにし、電極２０６を主にカソードにすることにより、増強された衛生化性を強調することができる。
【０１０９】
電極をスケール除去するためのそのような頻繁な短時間の極性反転はまた、電極をめっきするためにしばしば使用される材料、たとえば白金を電極表面から剥離させる傾向を有することがあることがわかった。したがって、一つの実施態様において、電極２０４及び２０６は、めっきされていない電極、たとえば金属電極又は導電性プラスチック電極を含む。たとえば、電極は、めっきされていない金属メッシュ電極であることができる。
【０１１０】
１１．液体を通して点灯する状態インジケータライト
１１．１  図１及び８〜１６に示すボトルのための制御回路
本開示のもう一つの局面は、電解セルの機能状態を示す、人が知覚しうるインジケータ、たとえばＥＡ液の酸化還元電位を提供することに関する。本明細書に開示されるスプレーボトル及び／又は他の装置は、出力液の酸化還元電位の視覚的インジケータを含むように改良されることができる。
【０１１１】
電解セルによって消費されるパワーのレベルを使用して、セルが正しく作動しているかどうか、ひいては、セルによって生成される液体（散布水、ＥＡアノード液及び／又はＥＡカソード液）が十分なレベルまで電気化学的に活性化されているかどうかを決定することができる。妥当なレベル未満のパワー消費は、様々な潜在的問題、たとえば、超高純度供給水又は機能生成器内で十分なレベルの電流を導通させないような一般に低い電解質含量（たとえば低いナトリウム／ミネラル含量）を有する供給水の使用を反映することができる。したがって、電流消費量はまた、たとえば高又は低レベルの酸化還元電位を示すことができる。また、ポンプによって引き込まれる電流を使用して、ポンプが正しく作動しているかどうか、又はポンプが失速しているなどの問題があるかどうかを示すこともできる。
【０１１２】
図７は、たとえば本明細書に開示される実施態様のいずれかに組み込むことができる、本開示の実施態様のインジケータを有するシステム４００のブロック図である。システム４００は、電源（たとえばバッテリ）４０２、制御電子系４０４、電解セル４０６、ポンプ４０８、電流センサ４１０及び４１２、インジケータライト４１４及び４１６、スイッチ４１８ならびにトリガ４２０を含む。簡略化のための、電解セル４０４の液体入力及び出力は図７には示されていない。システム４００のすべての要素は、同じ電源４０２によって駆動することもできるし、たとえば二つ以上の別々の電源によって駆動することもできる。
【０１１３】
制御電子系４０４は、システム４００の現在の作動モード及びユーザ制御入力、たとえばトリガ４２０に基づいて、電解セル４０６、ポンプ４０８ならびにインジケータライト４１４及び４１６の作動状態を制御するために結合されている。この例において、スイッチ４１８は、電源４０２と制御電子系４０４との間で直列に結合され、トリガ４２０の状態に依存して、電源４０２を制御電子系４０４のパワー入力に結合し、それから切り離すように働く。一つの実施態様において、スイッチ４１８は、トリガ４２０が押されたときには閉じ、トリガ４２０が解放されたときには開く常時開モメンタリースイッチを含む。
【０１１４】
代替例において、スイッチ４１８は、たとえばトリガ４２０とは別に動かされるオン／オフトグルスイッチとして構成される。トリガ４２０は、制御電子系４０４のイネーブル入力に結合されている第二のスイッチを作動させる。他の構成を使用することもできる。
【０１１５】
両実施態様において、トリガ４２０が押されると、制御電子系４０４が使用可能になり、電解セル４０６及びポンプ４０８を駆動するための適切な電圧出力を生成する。たとえば、制御電子系４０４は、電解セル４０６を駆動するための第一の電圧パターン、たとえば本明細書に記載されるパターン及びポンプ４０８を駆動するための第二の電圧パターンを生成することができる。トリガ４２０が解放されると、制御電子系は、パワーオフ及び／又は他のやり方で不能にされて、セル４０６及びポンプ４０８への出力電圧を生成しなくなる。
【０１１６】
電流センサ４１０及び４１２が電解セル４０６及びポンプ４０８とそれぞれ直列に結合され、それぞれが、セル４０６又はポンプ４０６を通して引き出されるそれぞれの電流を表す信号を制御電子系４０４に提供する。たとえば、これらの信号はアナログ又はデジタル信号であることができる。
【０１１７】
ある特定の例において、システム４００は、電解セル４０６によって引き込まれる電流を感知するためのセンサ４１０を含むが、ポンプ４０８によって引き込まれる電流を感知するためのセンサ４１２を含まない。制御電子系４０４は、マイクロコントローラ、たとえばDigi-Key Corporation（Thief River Falls, Minnesota, U.S.A.）から市販されているMC9S08SH4CTG-NDマイクロコントローラを含み、このマイクロコントローラが、Texas Instruments Corporation（Dallas, Texas, U.S.A.）から市販されているDRV8800フルブリッジモータ駆動回路を制御する。駆動回路は、マイクロコントローラによって制御される電圧パターンにしたがって電解セル４０６への出力電圧を駆動するＨスイッチを有する。Ｈスイッチは、セル４０６によって引き込まれる電流を感知するためにマイクロコントローラによって使用されることができる電流感知出力を有する。
【０１１８】
制御電子系４０４は、センサ出力を所定のしきい電流レベル又は範囲に比較したのち、比較の一方又は両方の関数としてインジケータ４１４及び４１６を作動させる。しきい電流レベル又は範囲は、たとえば、所定のパワー消費レベルに表すように選択することができる。
【０１１９】
インジケータ４１４及び４１６それぞれは、視覚的に知覚可能なインジケータ、たとえばＬＥＤを含むことができる。一例において、インジケータライト４１４及び４１６は、異なる作動状態を示すための異なる色を有する。たとえば、インジケータライト４１４は、点灯すると、正しく機能している正常な電解セル及び／又はポンプを示す緑色であってもよく、インジケータライト４１６は、点灯すると、電解セル及び／又はポンプの作動状態における問題を示す赤色であってもよい。特定の例において、ボトルは、ボトルに含まれる液体の強力な照明のために四つの緑色ＬＥＤ４１４及び四つの赤色ＬＥＤ４１６を含む。
【０１２０】
図７に示す例において、制御電子系４０４は、電流センサ４１０及び／又は４１２によって感知される電流レベルの関数としてインジケータライト４１４及び４１６を作動させる。たとえば、制御電子系４０４は、感知される電流レベルがしきい値よりも上もしくは下又は範囲内にあるかどうかの関数として、インジケータライトの一方又は両方を消灯（あるいはまた、点灯）することができる。インジケータライト４１４及び４１６は、たとえば制御電子系４０４によって提供される別々のパワー信号及び共通の接地によって作動させることができる。
【０１２１】
一つの実施態様において、制御電子系４０４は、セル４０６の感知電流レベルがそれぞれのしきい値よりも高い（又は既定範囲内にある）場合、緑色インジケータライト４１４を定常「オン」状態で点灯させ、赤色インジケータライト４１６を消灯させる。対照的に、制御電子系４０４は、セル４０６の感知電流レベルがそれぞれのしきい値よりも低い場合、赤色インジケータライト４１６を定常「オン」状態で点灯させ、緑色インジケータライト４１４を定常「オフ」状態で消灯させる。
【０１２２】
ポンプ４０８によって引き込まれる電流が所定の範囲の外にあるとき、制御電子系４０４は、緑色インジケータライト４１４をオン状態とオフ状態との間で変調させる。ポンプ電流には、適当な範囲、たとえば１．５アンペア〜０．１アンペアを使用することができる。他の範囲を使用することもできる。さらなる例において、制御電子系４０４は、セル４０６及びポンプ４０８の感知電流レベルがそれぞれの所定範囲内にある場合、緑色インジケータライト４１４を定常「オン」状態で点灯させ、赤色インジケータライト４１６を消灯させ、そうではない場合、赤色インジケータライト４１６を点灯させ、緑色インジケータライト４１４を消灯させる。
【０１２３】
もう一つの実施態様において、一つ以上のインジケータライトは、感知電流レベルがしきい値よりも高い場合、定常「オン」状態で作動し、電解セル４０６の感知電流レベルがしきい値よりも低い場合、選択された頻度で「オン」状態と「オフ」状態との間で循環して問題を指示する。他の実施態様において、多数のしきい値及び頻度を使用することができる。また、それぞれが既定範囲内の動作を示す、別々に制御される複数のインジケータライトを使用することもできる。代替的又は追加的に、制御電子系は、たとえば一つ以上のしきい値又は範囲に対する感知電流レベルの関数として一つ以上のインジケータライトの照明レベルを変化させるように構成されることもできる。さらなる例において、電解セル及びポンプの作動状態を別々に示すために別々のインジケータライトを使用することもできる。他の構成を使用することもできる。
【０１２４】
１１．２  液体を通しての点灯
以下さらに詳細に説明するように、インジケータライト４１４及び／又は４１６は、電解セル４０４による処理の前及び／又は処理の後で液体そのものを照らすために、装置（たとえばスプレーボトル）上に配置されることができる。たとえば、インジケータライトは、点灯すると、装置に対して外にある視点から液体を通して視覚的に知覚することができる可視波長範囲の光束を生成する。たとえば、液体は、光の少なくとも一部分を散乱させて、液体そのものが照らされている視覚的印象を与える。一つの実施態様において、装置は、インジケータ４１４及び／又は４１６が点灯したときインジケータによって生成される光の少なくともいくらかを伝送するように配置された、少なくとも半透明である材料及び／又は部分を含む、液体を収容する容器、管腔又は他の要素を含む。この容器、管腔又は他の要素は装置の外から少なくとも部分的に見える。
【０１２５】
「少なくとも半透明」とは、半透明、完全に透明及びインジケータからの照明光の少なくともいくらかが材料を通して人に知覚可能であることを意味する語を含む。
【０１２６】
図８〜１６は、電解セル及び少なくとも一つのインジケータライトを有する、インジケータから照射される光の少なくともいくらかが、ボトルに対して外にある視点から人に知覚可能である手持ちスプレーボトル５００及び５００′の例を示す。図示する特定のボトル構成及び構造は、非限定的な例として提供しただけである。図８〜１６では、同じ又は類似要素に関して同じ参照番号が使用されている。
【０１２７】
図８Ａを参照すると、ボトル５００は、ベース５０２、ネック５０４及びバレル又はヘッド５０６を形成するハウジング５０１を含む。バレル５０６の先端は、ノズル５０８及びドリップ／スプラッシュガード５０９を含む。ドリップ／スプラッシュガード５０９はまた、たとえばボトル５００をユーティリティカートに吊り下げるのに好都合なフックとしても働く。以下さらに詳細に示すように、ハウジング５０１は、実質的に対称な左右の側をたとえばスクリューによって取り付けるクラムシェル型構造を有する。ベース５０２は容器５１０を収容し、この容器が、処理され、次いでノズル５０８を通して小出しされる液体のための液溜めとして働く。容器５１０は、容器５１０を液体で満たすことができるようベース５０２を通過して延びるネック及びねじ付き入口（スクリューキャップ付き）５１２を有する。入口５１２には、キャップシールを受けるためのねじが切られている。
【０１２８】
この例において、ハウジングベース５０２の側壁は、その周囲に複数の開口又は窓５２０を有し、これらの開口又は窓を通して容器５１０を見ることができる。この例において、開口５２０は、開口内のハウジング材料の不在によって形成されている。もう一つの例において、開口は、少なくとも半透明である材料によって形成される。図８Ｂに示すもう一つの例においては、ハウジング全体又はハウジングの一部分が少なくとも半透明である。
【０１２９】
同様に、容器５１０もまた、少なくとも半透明である材料で形成されている。たとえば、容器５１０は、明澄なポリエステル材料のブロー成形物として製造することができる。以下さらに詳細に説明するように、ハウジング５０１はまた、複数のＬＥＤインジケータライト５９４、５９６（図７に示すライト４１４及び４１６に対応する）を担持する回路板を含む。ライトは、光を容器５１０のベース壁に透過させて容器に収容された液体の中に伝送するために、容器５１０のベースの下方に配置されている。液体は光の少なくとも一部分を散乱させて、液体が照らされている外観を与える。この照明は、ハウジング５０１に対して外にある視点からでも開口５２０を通して見える。制御電子系によって制御される光の色及び／又は他の照明特性、たとえばオン／オフ変調、強さなどは、開口５１０を通して観察することができ、ボトルの機能状態の指示をユーザに与える。矢印５２２が、容器５１０の液体を透過し、ボトルの外からでもハウジング５１０中の開口５２０を通して見えるインジケータライトの点灯を表す。
【０１３０】
たとえば、液体は、電解セル及び／又はポンプが正しく機能していることを示すために、緑色ＬＥＤで照らされることができる。したがって、ユーザは、ノズル５０８から小出しされる処理された液体が、容器５１０に含まれる供給液に比べて増強された清浄及び／又は衛生化性を有することを保証されることができる。また、容器５１０中の供給液の照明は、まだ処理されていないとしても、その液体が「特別」であり、増強された性質を有するという印象を与える。
【０１３１】
同様に、電解セル及び／又はポンプが正しく機能していないならば、制御電子系４０４は赤色ＬＥＤを点灯させて供給液に赤の外観を与える。これは、問題があり、小出しされる液体が増強された清浄及び／又は衛生化性を有しないかもしれないという印象をユーザに与える。
【０１３２】
図８Ａに示す例において、照明は容器５１０を通して見えるが、インジケータライトは、電解セルの上流及び／又は下流の要素を含め、液体入口からボトル及びノズル５０８までの流路の任意の部分を照らすように配置されることができる。ハウジングは、この照明をユーザが見ることができるよう、所望のやり方で改良されることができる。たとえば、液体は、電解セルの出力からノズル５０８まで延びる送り出しチューブ中で照らされることもできる。たとえば、バレル５０６が、送り出しチューブを露出させるための開口を含むように改良されることもできるし、チューブの一部分がバレル５０６の外面に沿って延びることもできる。
【０１３３】
図８Ｂは、図８Ａの実施態様の窓５２０を有しないボトル５００′の斜視図である。この例において、ハウジング全体５０１又はハウジングの一部分が少なくとも半透明である。たとえば、ハウジング５０１はポリカーボネート製であることができる。図８Ｂにおいては、同じ又は類似要素に対して、図８Ａで使用されたものと同じ参照番号が使用されている。図８Ｂには明確には示されていないが、半透明のハウジングの場合、ボトル５００′の内部構成部品は、ハウジングに対して外にある視点からでもハウジング５０１を通して見える。たとえば、容器５１０（仮想線で示す）及びその中に収容された液体はハウジング５０１を通して見える。この例においては、四つの赤色ＬＥＤ５９４及び四つの緑色ＬＥＤ５９６（同じく仮想線で示す）が対になってボトルの各隅に配設されている。したがって、ＬＥＤ５９４及び／又は５９６が点灯すると、液体が光の少なくとも一部分を散乱させて、液体が照らされている外観を与える。この照明は、照明が「窓」５２０に限定されないことを除いて図８Ａに示すものと同じやり方で、ハウジング５０１に対して外の視点からも見える。
【０１３４】
図８Ｃは、バッテリ充電器（図示せず）のコードに接続するための電力ジャック５２３を示す、ボトル５０１′のバレル（又はヘッド）５０６の後端の斜視図である。ボトル５００′が充電式バッテリを収容する例においては、ジャック５２３を介してこれらのバッテリを充電することができる。
【０１３５】
図９〜１６は、図８Ｂに示す特定のボトル５００′のさらなる詳細を示す。
【０１３６】
図９Ａ及び９Ｂはハウジング５０１の左側５０１Ａの斜視図であり、図９Ｃはハウジング５０１の右側５０１Ｂの斜視図である。
【０１３７】
左側５０１Ａ及び右側５０１Ｂは、互いに取り付けられると、ボトルの様々な要素を収容するための複数のコンパートメントを形成する。たとえば、ハウジングベース５０２は、液体容器５１０（図８Ａ、８Ｂに示す）を収容するための第一のコンパートメント５３１、制御電子系を支持する回路板を収容するための第二のコンパートメント５３２及び制御電子系を駆動するための複数のバッテリを収容するための第三のコンパートメント５３３を含む。バレル５０６は、電解セル及びポンプを収容するためのコンパートメント５３４を含む。
【０１３８】
図１０は、ハウジング５０１の左側５０１Ａに設置された様々な構成部品を示す。容器５１０がコンパートメント５３１に設置され、回路板５４０がコンパートメント５３２中に設置され、バッテリ５４２がコンパートメント５３３中に設置され、ポンプ／セルアセンブリ５４４がコンパートメント５３４中に設置されている。容器５１０、ポンプ／セルアセンブリ及びノズル５０８を接続する様々なチューブは図１０には示されていない。
【０１３９】
図１１Ａ及び１１Ｂは容器５１０をさらに詳細に示す。図１１Ａは容器５１０の斜視図であり、図１１Ｂは、ハウジング５０１Ａ中に設置された容器５１０の入口５１２の部分断面図である。Ｏリング５４８がハウジング５０１Ａ内で入口５１２のネックの外径面を封止している。入口５１２上のねじがキャップ（図示せず）を受けて入口開口を封止する。容器５１０はさらに、容器５１０から液体を引き込むためのチューブ（図示せず）を受けるための出口５４９を含む。チューブは、たとえば図１を参照して説明したような入口フィルタを含むことができる。
【０１４０】
図１２Ａは、ハウジング半部５０１Ａのバレル５０６中に設置されたポンプ／セルアセンブリの部分拡大図である。図１２Ｂは、ハウジングから取り外したポンプ／セルアセンブリ５４４の斜視図である。図１２Ｃは、トリガ５７０を取り外したアセンブリの下斜視図である。
【０１４１】
ポンプ／セルアセンブリ５４４は、ブラケット５５４内に取り付けられたポンプ５５０及び電解セル５５２を含む。ポンプ５５０は、容器５１０の出口５４９から延びるチューブ（図示せず）に流体的に結合された第一のポート５５５及び別のチューブ（同じく図示せず）を介して電解セル５５２の入口５５６に流体的に結合された第二のポート５５５を有する。
【０１４２】
電解セル５５２は、ノズル５０８に流体的に結合された出口５５７を有する。一例において、電解セル５５２は、図５を参照して説明したチューブ状電解セル２００に対応する。しかし、代替態様においては適当な電解セルを使用することができ、セルは、任意の形状及び／又は配置を有することができる。たとえば、セルは、図５に示すような円柱形である電極を有することもできるし、実質的に平坦で平行なプレートを有することもできる。Ｏリング５６０がハウジング５０１のためのノズル５０８の周囲のシールを提供する。
【０１４３】
ボトル５００′はさらに、モメンタリーブッシュボタンオン／オフスイッチ５７２を作動させるトリガ５７０を含む。トリガ５７０は、ユーザによって押されると、ピボット５７４を中心に作動する。ばね５７６（図１２Ｃに示す）がトリガ５７０を常時解放状態に偏らせ、ひいてはスイッチ５７２をオフ状態に偏らせる。スイッチ５７２は、図１０に示す回路板５４０上の制御電子系に接続するための電気リード５７８を有する。
【０１４４】
図７に示すブロック図を参照して説明したように、トリガ５７０が押されると、スイッチ５７２が「オン」状態に作動し、それにより、電力を制御電子系に提供し、それがポンプ５５０及び電解セル５５２を付勢する。付勢されると、ポンプ５５０は、容器５１０から液体を引き込み、その液体をポンピングして電解セル５５２に通し、電解セルが混合アノード及びカソードＥＡ液をノズル５０８に送り出す。また、ポンプ５５０及び／又は電解セル５５２が正しく機能しているとき、制御電子系は、回路板上又はボトル５００′の中もしくは上の別の場所に設置されたＬＥＤによって容器５１０内の液体を照らす。
【０１４５】
図１３はブラケット５５４をさらに詳細に示す。
【０１４６】
図１４Ａ及び１４Ｂはトリガ５７０の斜視図である。トリガ５７０は、トリガの枢動点を画定するピンを受けるための一組の開口５８０を有する。
【０１４７】
図１５Ａ及び１５Ｂは、トリガ５７０にかぶさるトリガブート５８４の斜視図である。ブート５８４は、トリガ５７０のための保護層を提供し、トリガの周囲のハウジング５０１の縁を封止する。
【０１４８】
図１６Ａはハウジング半部５０１Ａのコンパートメント５３２及び５３３をさらに詳細に示す。図１６Ｂは、コンパートメント５３２内に取り付けられた回路板５４０及びコンパートメント５３３内に取り付けられたバッテリ５４２を示す。
【０１４９】
加えて、回路板５４０は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）５９４及び５９６を含む。この例において、ＬＥＤは、ＬＥＤから出る光が容器のベースを通して容器５１０中の液体を照らすよう、回路板５４０の上面に配置されている。他の配設を使用することもできる。ＬＥＤは、たとえば様々な作動状態又は特性を示すために、上記のように様々な色を有することができ、別々に制御されることができる。
【０１５０】
１２．他の装置における液体を通しての点灯
本明細書に記載される特徴及び方法、たとえば電解セル及びインジケータライトの特徴及び方法は、多様な装置において、たとえばスプレーボトル、可動表面クリーナ及び／又は自立型もしくは壁掛け電解プラットフォームで使用することができる。たとえば、これらは、可動表面クリーナ、たとえば可動ハードフロア表面クリーナ、可動ソフトフロア表面クリーナ又はたとえば硬い床及び軟らかい床の両方もしくは他の表面を清浄するように適合された可動表面クリーナに搭載されて（又は搭載されずに）具現化されることができる。
【０１５１】
Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号は、本明細書に記載される特徴及び方法を使用することができる様々な装置、たとえば表面上を移動するように構成された可動体を有する可動表面クリーナを開示している。可動体は、清浄液、たとえば水道水を収容するためのタンク、液体ディスペンサ及びタンクから液体ディスペンサまでの流路を有する。電解セルが流路中に結合されている。電解セルは、イオン交換膜によって分けられたアノードチャンバ及びカソードチャンバを有し、機能生成器を通過した水道水を電気化学的に活性化する。
【０１５２】
機能生成器は水道水をアノードＥＡ液及びカソードＥＡ液に転換する。アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液は、清浄及び／又は衛生化される表面に別々に適用されることもできるし、たとえば、混合アノード及びカソードＥＡ液を形成するように装置上で混合され、清浄ヘッドに通していっしょに小出しされることもできる。
【０１５３】
Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号はまた、本明細書に開示される様々な構造要素及びプロセスを別々又はいっしょに利用することができる他の構造を開示している。たとえば、Fieldらは、アノード及びカソードＥＡ液を生成するための壁掛けプラットフォームを開示している。
【０１５４】
これらの装置のいずれも、インジケータの照明が装置に対して外にある視点から液体を通して見える、電解セルの機能的作動状態又は作動特性の視覚的指示を提供するように構成されることができる。インジケータライトは、観察者の直接的視線の中にある必要はなく、視線の外であってもよい。たとえば、照明は、たとえば液体を通しての光の散乱及び／又は回折によって見えるかもしれない。
【０１５５】
一例において、壁掛けプラットフォームは、電解セル及びプラットフォームの入口から電解セルを通ってプラットフォームの出口までの液体流路を支持する。流路の少なくとも一部分は半透明であり、プラットフォームの外から見える。プラットフォームはさらに、流路の少なくとも一部分に沿って、たとえばプラットフォームのチューブ及び／又は液溜めに沿って液体を照らすインジケータライト、たとえば図７に示すものを含む。
【０１５６】
１３．可動表面クリーナ
本明細書に記載される特徴及び方法、たとえば電解セルの特徴及び方法は、多様な用途において、たとえばスプレーボトル、可動表面クリーナ及び／又は自立型もしくは壁掛け電解プラットフォームで使用することができる。たとえば、これらは、可動表面クリーナ、たとえば可動ハードフロア表面クリーナ、可動ソフトフロア表面クリーナ又はたとえば硬い床及び軟らかい床の両方もしくは他の表面を清浄するように適合された可動表面クリーナに搭載されて（又は搭載されずに）具現化されることができる。
【０１５７】
Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号は、本明細書に記載される特徴及び方法を使用することができる様々な装置、たとえば表面上を移動するように構成された可動体を有する可動表面クリーナを開示している。可動体は、清浄液、たとえば水道水を収容するためのタンク、液体ディスペンサ及びタンクから液体ディスペンサまでの流路を有する。電解セルが流路中に結合されている。電解セルは、イオン交換膜によって分けられたアノードチャンバ及びカソードチャンバを有し、機能生成器を通過した水道水を電気化学的に活性化する。
【０１５８】
機能生成器は水道水をアノードＥＡ液及びカソードＥＡ液に転換する。アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液は、清浄及び／又は衛生化される表面に別々に適用されることもできるし、たとえば、混合アノード及びカソードＥＡ液を形成するように装置上で混合され、清浄ヘッドに通していっしょに小出しされることもできる。
【０１５９】
図１７は、上記特徴及び／又は方法の一つ以上を具現化することができる、Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号に開示された可動ハード及び／又はソフトフロア表面クリーナ７００の例を示す。図１７は、そのふたを開放位置で有するクリーナ７００の斜視図である。
【０１６０】
この例において、クリーナ７００は、硬い床面、たとえばコンクリート、タイル、ビニル、テラゾなどを清浄するために使用されるウォークビハインド型クリーナであるが、他の例において、クリーナ７００は、本明細書に記載されるような清浄及び／又は衛生化作業を実施するためのライドオン型、アタッチャブル型又はトウビハインド型クリーナとして構成されることもできる。さらなる例において、クリーナ７００は、軟らかい床、たとえばカーペット又は、さらなる態様においては、硬い床及び軟らかい床の両方を清浄するように適合されることもできる。クリーナ７００は、搭載された電源、たとえばバッテリによって又は電気コードを介して駆動される電気モータを含むことができる。あるいはまた、たとえば、内燃機関システムを単独で、又は電気モータと組み合わせて使用することもできる。
【０１６１】
クリーナ７００は一般に、ベース７０２及び上に枢動してベース７０２の内部へのアクセスを提供することができるようにヒンジ（図示せず）によってベース７０２の片側に取り付けられたふた７０４を含む。ベース７０２は、清浄及び／又は衛生化作業中に処理され、床面に適用される液体又は主清浄及び／又は衛生化液体成分（たとえば通常の水道水）を収容するためのタンク７０６を含む。あるいはまた、たとえば、液体は、タンク７０６に収容される前にクリーナ７００の上又はクリーナの外で処理されることもできる。加えて、クリーナ７００は、清浄される床に適用される前に液体を処理する電解セル７０８を含む。処理された液体は、直接床に適用することもできるし、たとえば清浄ヘッド７１０を介して適用することもできる。床に適用される処理された液体は、アノードＥＡ液流、カソードＥＡ液流、アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液の両方及び／又は混合アノード及びカソードＥＡ液流を含むことができる。セル４０８は、イオン選択性膜を含むこともできるし、イオン選択性膜なしで構成されることもできる。
【０１６２】
Fieldらの米国特許出願公開公報第２００７／０１８６３６８Ａ１号はまた、本明細書に開示される様々な構造要素及びプロセスを別々に又はいっしょに利用することができる他の構造を開示している。たとえば、Fieldらは、アノード及びカソードＥＡ液を生成するための壁掛けプラットフォームを開示している。このプラットフォームは、たとえば本明細書に開示されるような制御電圧パターンによって制御することができる。
【０１６３】
１４．壁掛けプラットフォーム
たとえば、図１８は、例示的な実施態様にしたがってプラットフォーム８０２に取り付けられる清浄液生成装置８００の簡略化ブロック図を示す。プラットフォーム８０２は、床、壁、ベンチもしくは他の表面上の設備に取り付け又は配置される、手で保持される、オペレータもしくは乗り物によって運ばれる、別の装置に取り付けられる（たとえば清浄もしくはメンテナンストローリー又はモップバケツによって運ばれる）、又は人が持ち運ぶように構成されることができる。ある具体的な実施態様において、プラットフォーム８０２は、清浄装置、たとえばモップバケツ、可動清浄機などに清浄及び／又は衛生化液を装填するための設備の壁に取り付けられる。
【０１６４】
プラットフォーム８０２は、ソースから液体、たとえば水道水を受けるための入口８０３を含む。あるいはまた、たとえば、プラットフォーム８０２は、処理される液体の供給を保持するためのタンクを含むことができる。プラットフォーム８０２はさらに、一つ以上の電解セル８０４及び制御回路８０６（たとえば先に開示したもの）を含む。電解セル８０４は、本明細書に記載される構造のいずれか又は他の適当な構造を有することができる。プラットフォーム８０２はまた、本明細書に開示されるものに限定されない他の装置又は構成部品を含むことができる。
【０１６５】
電解セル８０４の出力からの流路又は経路は、アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液を別々に小出しするように構成されることもできるし、ブレンドされたアノード及びカソードＥＡ液を出口８０８に通して小出しするように構成されることもできる。未使用のアノード又はカソード液は、プラットフォーム８０２上の廃物タンクに送ることもできるし、たとえばドレン出口に送ることもできる。アノードＥＡ液及びカソードＥＡ液の両方が出口８０８を通して小出しされる実施態様において、出口は、別々のアノード液及びカソード液ポートを有することもできるし、たとえば上記のようにカソード液とアノード液との混合物を送り出す複合ポートを有することもできる。さらには、本明細書の実施態様のいずれかは、電解セルによって生成されるアノード液及び／又はカソード液を収容するための一つ以上の貯蔵タンクを含むことができる。
【０１６６】
ある具体的な実施態様において、電解セル８０４は、少なくとも一つのイオン選択性膜によって分けられて、一つ以上のアノードチャンバ及びカソードチャンバを形成する少なくとも一つのアノード及び少なくとも一つのカソードを含む。出口８０８は、たとえば、流体バルブ系なしでアノードチャンバ及びカソードチャンバにそれぞれ流体的に結合されている別々のアノード液及びカソード液ポートを有する。制御回路８０６は、各アノード液ポートが実質的に一定のアノードＥＡ液出力を供給し、各カソード液ポートが実質的に一定のカソードＥＡ液出力を供給するような、図６を参照して先に説明した電圧パターンでアノード及びカソードを付勢する。実質的に一定の相対的に正の電圧がアノードに印加され、実質的に一定の相対的に負の電圧がカソードに印加される。スケール付着物をはじくために、定期的に短時間、各電圧は相対的に反対の極性に拍動される。
【０１６７】
アノード電極の数がカソード電極の数と異なる、たとえば３：２の比率であるならば、又はアノード電極の表面積がカソード電極の表面積と異なるならば、印加電圧パターンを上記やり方で使用して、より多量のアノード液又はカソード液を生成して、生成される液体の清浄又は衛生化性を強調することができる。他の比率を使用することもできる。プラットフォーム８０２はさらに、望むならば、制御回路を操作して、各電極に印加される電圧パターンを選択的に反転させるためのスイッチ又は他のユーザ入力装置８１０を含み、スイッチの状態に依存して、より多量のアノード液又はカソード液を生成することができる。
【０１６８】
１５．全面クリーナ
図１９は、米国特許第６，４２５，９５８号にさらに詳細に記載されている全面清浄アセンブリ９８０の斜視図である。清浄アセンブリ９８０は、本明細書に記載された、電極を有する一つ以上の電解セルを有する液体分配経路及び制御回路、たとえば図１又は本明細書に開示された他の実施態様のいずれかを参照して示した又は説明したものを含むように改良されている。
【０１６９】
清浄アセンブリ９８０は、たとえば以下の液体、すなわちアノード液ＥＡ水、カソード液ＥＡ水、ブレンドされたアノード液及びカソード液ＥＡ水又は他の荷電液の一つ以上を、清浄される床に送り出し、場合によっては清浄される床から回収するように構成されることができる。たとえば、水以外の液体又は水に加えて他の液体を使用することもできる。
【０１７０】
清浄アセンブリ９８０は、たとえば、トイレ又は少なくとも一つの硬い面を有する他の部屋の硬い面を清浄するために使用することができる。清浄アセンブリ９８０は、米国特許第６，４２５，９５８号に記載されているような、清浄装置及び表面を清浄するために清浄装置とともに使用される付属品を含む。清浄アセンブリ９８０は、ハウジング９８１、ハンドル９８２、ホイール９８３、ドレンホース９８４及び様々な付属品を含む。付属品は、伸縮ハンドル９８６を有するフロアブラシ９８５、２ピースダブルベンドワンドの第一のピース９８７及び第二のピース９８８ならびに図１９には示さない様々な追加的付属品、たとえばバキュームホース、ブロワホース、スプレーホース、ブロワホースノズル、スプレーガン、スキージフロアツールアタッチメント、ガルパツール及びタンク充填ホース（アセンブリ９８０上のポートに結合することができる）を含むことができる。アセンブリは、タンク又は取り外し可能な液体容器及び回収タンク又は取り外し可能な回収液容器を収容するハウジングを有する。清浄アセンブリ９８０は、スプレーホースを介して清浄液を表面にスプレーすることによって表面を清浄するために使用される。そして、ブロワホースを使用して、表面をブロー乾燥させ、流体を所定の方向で表面に吹き付ける。バキュームホースは、表面から流体を吸い取り、清浄装置９８０内の回収タンクに入れて、それにより、表面を清浄するために使用される。バキュームホース、ブロワホース、スプレーホース及び清浄アセンブリ９８０とともに使用される他の付属品は、清浄装置９８０とともに容易に持ち運ぶことができる。
【０１７１】
加えて、図８〜１６に示す実施態様と同様に、図１７〜１９に示す、又はそれらに関して説明する装置のいずれも、電解セル４０４による処理の前及び／又は処理の後で液体そのものを照らすように装置上に配置された一つ以上のインジケータライト４１４及び／又は４１６（図７のブロック図に示す）を含むことができる。たとえば、インジケータライトは、点灯すると、装置に対して外にある視点から液体を通して視覚的に知覚することができる可視波長範囲の光束を生成する。たとえば、液体は、光の少なくとも一部分を散乱させて、液体そのものが照らされている視覚的印象を与える。一つの実施態様において、装置は、インジケータ４１４及び／又は４１６が点灯したときインジケータによって生成される光の少なくともいくらかを伝送するように配置された、少なくとも半透明である材料及び／又は部分を含む、液体を収容する容器、管腔又は他の要素を含む。この容器、管腔又は他の要素は装置の外から少なくとも部分的に見える。
【０１７２】
１６．図８〜１６に示すスプレーボトルの制御回路
図２０は、本開示の実例にしたがって図８〜１６に示される手持ちスプレーボトル５００、５００′内の様々な構成部品を制御するための制御回路を示すブロック図である。制御回路の主要構成部品は、マイクロコントローラ１０００、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００４及び出力駆動回路１００６を含む。
【０１７３】
様々な構成部品へのパワーは、たとえば図１６Ｂに示すようにボトルによって収容されるバッテリパック５４２によって供給される。具体例において、バッテリパック５４２は、それぞれが約１．２ボルトの公称出力電圧を有する１０個のニッケル金属水素化物バッテリを含む。バッテリは直列に接続されて、公称出力電圧は、約１８００ミリアンペア時の容量で約１０Ｖ〜１２．５Ｖになる。ハンドトリガ５７０、５７２（たとえば図８Ａ及び８Ｂに示す）がバッテリパック５４２からの１２ボルト出力電圧を選択的に電圧レギュレータ１００３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１００４に印加する。適当な電圧レギュレータ、たとえばFairchild Semiconductor CorporationからのLM7805レギュレータを使用することができる。特定の例において、電圧レギュレータ１００３は、制御回路内の様々な電気構成部品を駆動するために５ボルト出力電圧を提供する。
【０１７４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００４は、電解セル５５２の電極に印加される出力電圧を生成する。コンバータは、電解セルを通過する所望の電流ドローを達成するために、マイクロコントローラによって制御されて駆動電圧をステップアップ又はダウンさせる。特定の例において、コンバータ１００４は、ポンプ５５０が容器５１０から水をポンピングしてセル５５２に通し、ノズル５０８（図８Ａ及び８Ｂ）から出すとき、電解セル５５２を通過する約４００ミリアンペアの電流ドローを達成するために、電圧を８ボルト〜２８ボルト（又はそれを超える）の範囲でステップアップ又はダウンさせる。必要な電圧は、一部に、セルの電極間の水の導電率に依存する。
【０１７５】
特定の例において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００４は、PICO Electronics, Inc.（Pelham, New York, U.S.A.）からのシリーズA/SM表面実装コンバータを含む。もう一つの例において、コンバータ１００４は、ブースト用途で接続される、ON Semiconductor（Phoenix, Arizona, U.S.A）のNCP3064 1.5Aステップアップ／ダウン／反転スイッチングレギュレータを含む。代替態様においては、他の回路を使用することができる。
【０１７６】
出力駆動回路１００６は、マイクロコントローラ１０００によって生成される制御信号の関数として電解セル５５２に印加される駆動電圧の極性を選択的に反転させる。たとえば、マイクロコントローラ１０００は、所定のパターン、たとえば図６を参照して示した及び／又は説明したパターンで極性を交番させるように構成されていることができる。出力ドライバ１００６はまた、出力電圧をポンプ５５０に提供することができる。あるいはまた、たとえば、ポンプ５５０は、その出力電圧をトリガスイッチ５７０、５７２の出力から直接受けることもできる。
【０１７７】
特定の例において、出力駆動回路１００６は、Texas Instruments Corporation（Dallas, Texas, U.S.A.）から市販されているDRV8800フルブリッジモータ駆動回路を含む。代替態様においては、他の回路を使用することもできる。駆動回路１００６は、マイクロコントローラによって制御される電圧パターンにしたがって電解セル５５２への出力電圧を駆動するＨスイッチを有する。Ｈスイッチはまた、セル５５２によって引き込まれる電流を感知するためにマイクロコントローラによって使用されることができる電流感知出力を有する。感知抵抗器ＲSENSEは、感知される電流を表し、フィードバック電圧としてマイクロコントローラ１０００に印加される電圧を発生させる。マイクロコントローラ１０００は、フィードバック電圧をモニタし、コンバータ１００４を制御して、所望の電流ドローを維持するのに適当な駆動電圧を出力する。
【０１７８】
マイクロコントローラ１０００はまた、フィードバック電圧をモニタして、電解セル５５２及び／又はポンプ５５０が正しく作動していることを立証する。上述したように、マイクロコントローラ１０００は、出力駆動回路１００６によって感知される電流レベルの関数としてＬＥＤ５９４及び５９６を作動させることができる。たとえば、マイクロコントローラ１０００は、感知される電流レベルがしきい値よりも上もしくは下又は範囲内であるかどうかの関数として、ＬＥＤ５９４及び５９６のセットの一方又は両方を消灯（あるいはまた、点灯）することができる。
【０１７９】
特定の実施態様において、マイクロコントローラ１０００は、適当なコントローラ、たとえばDigi-Key Corporation（Thief River Falls, Minnesota, U.S.A.）から市販されているMC9S08SH4CTG-NDマイクロコントローラを含むことができる。
【０１８０】
図２０に示す例において、回路の照明制御部分は、出力抵抗器Ｒ１及びＲ２ならびにプルアップ抵抗器Ｒ３、赤色ＬＥＤダイオードＤ１〜Ｄ４及びプルダウントランジスタＱ１によって形成される第一の「赤色」ＬＥＤ制御レグを含む。マイクロコントローラ１０００は、トランジスタＱ１をオン及びオフにすることによって赤色ＬＥＤ  Ｄ１〜Ｄ４を選択的に点灯し、消灯する第一の制御出力を有する。回路の照明制御部分はさらに、プルアップ抵抗器Ｒ４、緑色ＬＥＤダイオードＤ５〜Ｄ８及びプルダウントランジスタＱ２によって形成される第二の「緑色」ＬＥＤ制御レグを含む。マイクロコントローラ１０００は、トランジスタＱ２をオン及びオフにすることによって緑色ＬＥＤ  Ｄ５〜Ｄ８を選択的に点灯し、消灯する第二の制御出力を有する。
【０１８１】
制御回路はさらに、マイクロコントローラ１０００を再プログラミングするための入力を提供する制御ヘッダ１００２を含む。
【０１８２】
ある特定の例において、要素１０００、１００２、１００３、１００４、１００６、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ８及びＱ１〜Ｑ２は、図１６Ｂに示すように、回路板５４０上に位置する。
【０１８３】
加えて、図２０に示す制御回路は、図８Ｃに示すパワージャック５２３を介して受けられるエネルギーでバッテリパック５４２内のバッテリを充電するための充電回路（図示せず）を含むことができる。
【０１８４】
本明細書に記載される制御機能の一つ以上は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなど又はそれらの組み合わせとして具現化することができる。そのようなソフトウェア、ファームウェアなどは、コンピュータ読み取り可能な媒体、たとえばメモリ装置上に記憶される。任意のコンピュータ読み取り可能メモリ装置、たとえばディスクドライブ、固体ドライブ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、集積回路上のレジスタのセットなどを使用することができる。
【０１８５】
一つ以上の実施態様を参照して本開示を説明したが、当業者は、本開示及び／又は請求の範囲の真意及び範囲を逸することなく、形態及び詳細における変更を加えることができることを理解するであろう。
【図１】
2012501385.tif 000006
【図２】
2012501385.tif 000007
【図３】
2012501385.tif 000008
【図４Ａ】
2012501385.tif 000009
【図４Ｂ】
2012501385.tif 000010
【図４Ｃ】
2012501385.tif 000011
【図５】
2012501385.tif 000012
【図６】
2012501385.tif 000013
【図７】
2012501385.tif 000014
【図８Ａ】
2012501385.tif 000015
【図８Ｂ】
2012501385.tif 000016
【図８Ｃ】
2012501385.tif 000017
【図９Ａ】
2012501385.tif 000018
【図９Ｂ】
2012501385.tif 000019
【図９Ｃ】
2012501385.tif 000020
【図１０】
2012501385.tif 000021
【図１１Ａ】
2012501385.tif 000022
【図１１Ｂ】
2012501385.tif 000023
【図１２Ａ】
2012501385.tif 000024
【図１２Ｂ】
2012501385.tif 000025
【図１２Ｃ】
2012501385.tif 000026
【図１３】
2012501385.tif 000027
【図１４Ａ】
2012501385.tif 000028
【図１４Ｂ】
2012501385.tif 000029
【図１５Ａ】
2012501385.tif 000030
【図１５Ｂ】
2012501385.tif 000031
【図１６Ａ】
2012501385.tif 000032
【図１６Ｂ】
2012501385.tif 000033
【図１７】
2012501385.tif 000034
【図１８】
2012501385.tif 000035
【図１９】
2012501385.tif 000036
【図２０】
2012501385.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月13日(2011.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解セルと、
前記電解セルを通過する液体流路と、
前記流体流路に対して配設されたインジケータライトであって、前記ライトから放出される光束が、装置の前記流体流路の少なくとも一部分を照らし、装置に対して外にある視点から前記流体流路中の液体を通して視覚的に知覚することができるようなインジケータライトと、
前記電解セルの電気的作動特性の関数として前記インジケータライトを点灯させるように構成されている制御回路と、
を含む装置。
【請求項２】
前記光束の少なくとも一部分が放出するとき透過する、少なくとも半透明である窓を含むハウジングをさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光束の少なくとも一部分が放出するとき透過する半透明な部分を含むハウジングをさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記液体流路が、前記流体流路に沿って電解セルの上流にある容器を含み、前記インジケータライトが、前記容器内の液体を照らすように配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記電解セルと、
前記流体流路中に結合されたポンプと、
前記電解セルによって処理される液体を収容するための、前記流体流路中の容器と、
前記流体流路中のノズルと、
を収容する手持ちスプレーボトルと、を含む、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記インジケータライトが、前記容器内の液体を照らすように配置されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記容器の少なくとも一部分が少なくとも半透明である、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ボトルがさらに、前記容器が中に位置するハウジングを含み、前記ハウジングが、少なくとも半透明である部分を含み、その部分を通して、前記容器内の前記光束の少なくとも一部分が、前記ハウジングに対して外にある視点から見える、請求項７記載の装置。
【請求項９】
電解セルによって引き込まれる電流のレベルを感知する電流センサをさらに含み、前記電気的作動特性が、前記電解セルによって引き込まれる感知された前記電流を含む、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記インジケータライトが、
前記電流が第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第一の色を有する第一のインジケータライトと、
前記電流が前記第一の電流範囲の外にあるとき前記制御回路によって点灯されるように構成され、前記電流が前記第一の電流範囲内にあるとき前記制御回路によって消灯されるように構成されている、第二の異なる色を有する第二のインジケータライトと、
を含む、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
液体を手持ちスプレーボトルに収容すること、
前記液体を、前記ボトルによって収容された電解セルによって電気分解して、電気分解液を生成すること、
前記電気分解液を小出しすること、
前記電解セルの電気的作動特性を感知すること、
前記電気的作動特性の関数として前記液体又は前記電気分解液の少なくとも一方の少なくとも一部分をインジケータライトで照らして、前記ライトから放出される光束が、前記ボトルに対して外にある視点から、前記流体流路中の前記液体又は前記電気分解液を通して視覚的に知覚することができるようにすること
を含む方法。
【請求項１２】
前記感知することのステップが、電流センサで、電解セルによって引き込まれる電流を感知すること含み、前記電気的作動特性が、前記電解セルによって引き込まれる感知された前記電流を含む、請求項１１記載の方法。
【国際調査報告】
2012501385.tif 000038
2012501385.tif 000039
2012501385.tif 000040