CN102112402A - 具有各种尺寸/形状的孔的电极的电解单元 - Google Patents

Abstract

提供一种电解单元(18，50，80，406，552，708，804)，其包括阳极电极和阴极电极(60，62，84，86，100，104，108，204，206)。所述阳极电极或阴极电极(60，62，84，86，100，104，108，204，206)中的至少一个包括多个第一孔(102，106，110)和多个第二孔(102，106，110)，所述第一孔具有第一尺寸和/或形状，所述第二孔具有不同的第二尺寸和/或形状。

Description

具有各种尺寸/形状的孔的电极的电解单元

技术领域

本发明公开内容涉及流体的电化学活化，尤其涉及电解单元和对应的方法。

背景技术

电解单元用于各种不同的应用，用于改变流体的一个或多个特性。例如，电解单元已经用于清洁/消毒应用、医学工业和半导体制造工艺。电解单元还已经用于各种其它应用，并具有不同构造。

对于清洁/消毒应用，电解单元用于产生阳极电解液电化学活化(EA)液体和阴极电解液EA液体。已知阳极电解液EA液体具有消毒特性，阴极电解液EA液体具有清洁特性。清洁和/或消毒系统的实例在菲尔德等人的于2007年8月16日公开的美国公开出版物No.2007/0186368A1中被公开。

发明内容

本公开的一方面涉及一种电解单元，其包括阳极电极和阴极电极。阳极电极或阴极电极中的至少一个包括多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔具有第一尺寸，所述第二孔具有不同的第二尺寸。

本公开的另一方面涉及一种电解单元，其包括阳极电极和阴极电极。阳极电极或阴极电极中的至少一个包括多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔具有第一形状，所述第二孔具有不同的第二形状。

本公开的另一方面涉及一种方法。该方法包括：使用包括阳极电极和阴极电极的电解单元来电解液体。所述阳极或阴极中的至少一个包括多个孔，其中多个孔中的至少两个具有彼此不同的尺寸和/或形状。

提供本发明内容，用于以简化的形式来介绍选择的构思，在下面的详细描述中会进一步说明这些构思。本发明内容不是用于识别所要求保护的主题的主要特征或重要特征，也不是用于帮助确定所要求保护的主题的保护范围。所要求保护的主题不局限于解决背景技术中提及的任一缺陷或所有缺陷的实施方式。

附图说明

图1是根据本公开的一个实例性方面的手持式喷射瓶的简化示意图。

图2显示具有离子选择膜的电解单元的实例。

图3显示根据本公开的又一实例的没有离子选择膜的电解单元。

图4A是根据本公开的一个方面的、具有多个直线孔的导电聚合物电极的局部视图，该导电聚合物电极的多个直线孔具有规则的网格图案。

图4B是根据另一实例的导电聚合物电极的局部视图，该导电聚合物电极具有多个不同尺寸的曲线孔，多个不同尺寸的曲线孔具有规则的网格图案。

图4C是根据另一实例的导电聚合物电极的局部视图。该导电聚合物电极具有多个不规则和规则形状的孔，多个不规则和规则形状的孔具有多个不同的形状和尺寸。

图5显示根据一个示例性实例的管状电解单元的实例。

图6是显示根据本公开的一个实例性方面的、施加到阳极和阴极的电压图的波形图。

图7是具有根据本公开的实施例的指示器的系统的框图，例如，其能够结合到本文公开的任一实施例中。

图8A是喷射瓶的立体图，该喷射瓶具有指示器灯，该指示器灯照射过瓶中携带的液体。

图8B是根据本公开的可选实施例的喷射瓶的立体图，该喷射瓶具有指示器灯，该指示器灯照射过瓶中携带的液体。

图8C是图8B显示的瓶的头部的后部立体图。

图9A和9B是左手侧壳体的立体图，图9C是图8B显示的瓶的右手侧壳体的立体图。

图10显示安装在左手侧壳体上的各种部件。

图11A和11B显示由图8B所示的瓶携带的液体容器。

图12A显示安装在壳体的筒中的泵/单元组件的局部详细视图。

图12B是从壳体中移出的泵/单元组件的立体图。

图12C是去除了触发器的泵/单元组件的底部立体图。

图13显示图12A-12C所示的组件的安装架的立体分解图。

图14A和14B是图8B所示的瓶的触发器的立体图。

图15A和15B是触发器靴的立体图，触发器靴盖在触发器上。

图16A更详细地显示半壳体的下部腔室。

图16B显示安装在图16A所示的腔室中的电路板和电池。

图17是移动式清洁机的立体图，该移动式清洁机采用根据本公开的一个实例的电解单元。

图18是安装到根据另一实施例的平台的电解单元的简化框图。

图19是根据本公开的另一实施例的全表面清洁器的立体图。

图20是显示控制电路的框图，该控制电路用于控制根据本公开的所示实例的图8-16所示的手持式喷射瓶内的各种部件。

具体实施方式

本公开的一个方面旨在于用于电解液体的方法和设备。

1.手持式喷射瓶

电解单元能够用于各种不同应用和容纳在各种不同类型的设备中，这些设备能够是手持式、移动式、非移动式、壁安装式、电动或非电动的清洁/消毒车，例如轮式车。在本实例中，电解单元结合在手持式喷射瓶中。

图1是根据本公开的实例性方面的手持式喷射瓶10的简化示意图。喷射瓶10包括储液器12，该储液器12用于包含待处理的液体，然后该液体通过喷嘴14分配。在一个实例中，待处理的液体包括含水组成物，例如常规的自来水。

喷射瓶10还包括入口过滤器16、一个或多个电解单元18、管20和22、泵24、致动器26、开关28、电路板和控制电子装置30以及电池32。尽管在图1未显示，管20和22例如可以分别容纳在瓶10的颈部和筒部。帽34围绕瓶10的颈部密封储液器12。电池32例如可以包括一次性电池和/或可充电电池，并且当受到电路板和控制电子装置30的激发时能够给电解单元18和泵24提供电能。

在图1所示的实例中，致动器26是触发器型致动器，其在断开和闭合状态之间致动瞬时开关28。例如，当用户“按压”手触发器到按压状态时，触发器把开关致动到闭合状态。当用户释放手触发器时，触发器把开关致动到断开状态。然而，致动器26在可选实施例中能够具有其它类型，并且可能在另外的实施例中被去除。在缺少独立的致动器的实施例中，用户能够直接致动开关28。当开关28处于断开的、非导电状态时，控制电子装置30使电解单元18和泵24断电。当开关28处于闭合的、导电状态时，控制电子装置30使电解单元18和泵24通电。泵24从储液器12、经过滤器16、电解单元18和管20吸取液体，并迫使液体从管22和喷嘴14流出。取决于喷射器，喷嘴14可能是可调节的或可能是不可调节的，例如，以便在喷出液流、雾化成雾或分配喷射之间进行选择。

开关28自身能够具有任意合适的致动器类型，例如，图1所示的按钮开关、拨动器(toggle)、摇摆器、任何机械连杆机构和/或任何非机械传感器(例如电容式、电阻式塑料、热式、电感式等传感器)。开关28能够具有任何合适的接触配置，例如瞬时单极单投(momenary，single-polesingle throw)接触配置等。

在可选实施例中，泵24被用机械泵代替，例如手触发式正排量泵，其中致动器触发器26通过机械动作直接作用在泵上。在本实施例中，开关28能够与泵24分开致动，例如电源开关，以便给电解单元18通电。在又一个实施例中，电池32被去除，由外部电源给喷射瓶10输送电能，例如通过电线、插头和/或接触端子。

图1所示的配置仅用作非限制性的实例。喷射瓶10能够具有任何其它结构和/或功能配置。例如，相对于从储液器12向喷嘴14的流体流方向，泵24能够位于单元18的下游(如图1所示)，或者位于单元18的上游。

如在下文更详细地描述的，喷射瓶包含喷射到待清洁和/或消毒的表面上的液体。在一个非限制性的实例中，在液体被从瓶、作为输出喷射分配之前，电解单元18把液体转换成阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体。阳极电解液和阴极电解液EA液体能够作为组合的混合物或作为独立的喷射输出(例如通过独立的管和/或喷嘴)被分配。在图1所示的实施例中，阳极电解液和阴极电解液EA液体作为组合的混合物被分配。在喷射瓶提供小的和间歇的输出流量时，电解单元18能够具有小的包装，并能够例如通过包装或喷射瓶携带的电池供电。

2.电解单元

电解单元包括适用于在至少一个阳极电极和至少一个阴极电极之间的流体上施加电场的任何流体处理单元。电解单元能够具有任何合适数量的电极、任何合适数量的用于包含流体的室、和任何合适数量的流体输入和流出输出装置。该单元能够适用于处理任何流体(例如液体或气-液组合流体)。该单元能够包括在阳极和阴极之间的一个或多个离子选择膜，或者能够构造成没有任何离子选择膜。这里，具有离子选择膜的电解单元被称作“功能发生器”。

电解单元能够用于各种不同应用和能够具有各种不同的结构，例如但不局限于参照图1讨论的喷射瓶，和/或2007年8月16日公开的菲尔德等人的美国专利出版物No.2007/0186368中所公开的结构。因此，尽管这里相对于喷射瓶的上下文描述了关于电解的各种元件和过程，但是这些元件和过程能够应用于和结合到其它的、非喷射瓶的应用中。

3.具有膜的电解单元

3.1单元结构

图2是显示电解单元50的实例的示意图，该电解单元50能够用于例如图1所示的喷射瓶中。电解单元50从液体源52接收待处理的液体。液体源52能够包括箱或其它溶液储液器，例如图1中的储液器12，或者能够包括用于从外部源接收液体的配件或其它入口。

单元50具有一个或多个阳极室54和一个或多个阴极室56(已知作为反应室)，阳极室54和阴极室56被离子交换膜58分隔开，例如阳离子或阴离子交换膜。一个或多个阳极电极60和阴极电极62(所示每个电极中的一个)被分别设置在每个阳极室54和每个阴极室56中。阳极和阴极电极60，62能够由任何合适的材料制成，例如导电聚合物、钛和/或镀覆有贵金属(例如铂)的钛，或任何其它合适的电极材料。在一个实例中，阳极或阴极中的至少一个至少部分地或全部地由导电聚合物制成。电极和各自的室能够具有任何合适的形状和结构。例如，电极能够是平板、同轴板、棒或它们的组合。每个电极能够具有例如实心结构或能够具有一个或多个孔。在一个实例中，每个电极形成为网孔。此外，例如，多个单元50能够彼此串联或并联。

电极60、62电连接到传统电源(未图示)的相对的端子。离子交换膜58位于电极60和62之间。电源能够给阳极和阴极电极提供恒定的DC输出电压、脉冲的或被以其它方式调制的DC输出电压、和/或脉冲的或被以其它方式调制的AC输出电压。电源能够具有任何合适的输出电压电平、电流电平、占空度或波形。

例如，在一个实施例中，电源以相对稳定状态施加供给到板的电压。电源(和/或控制电子装置)包括DC/DC转换器，该DC/DC转换器使用脉宽调制(PWM)控制方案，以便控制电压和电流输出。也可以使用其它类型的电源，这些电源能够是脉冲的或非脉冲的，并且在其它电压和功率范围。参数是特定应用的(application-specific)。

在操作期间，供给水(或待处理的其它液体)从源52供应到阳极室54和阴极室56。在阳离子交换膜的情况中，一旦横跨阳极60和阴极62施加DC电压电势，例如在大约5伏(V)至大约28伏(V)的范围内的电压，最初存在于阳极室54中的阳离子穿过离子交换膜58向阴极62移动，同时阳极室54中的阴离子向阳极60移动。然而，存在于阴极室56中的阴离子不能穿过阳离子交换膜，因此仍限制在阴极室56中。

结果，单元50通过至少部分地利用电解电化学地活化供给水，并产生酸性阳极电解液组成物70和碱性阴极电解液组成物72形式的电化学活化水。

如果需要，例如，通过对电解单元的结构的改进，能够产生彼此不同比率的阳极电解液和阴极电解液。例如，如果EA水的基本功能是清洁，单元能够构造成产生比阳极电解液的量多的阴极电解液。可选地，例如，如果EA水的基本功能是消毒，单元能够构造成产生比阴极电解液的量多的阳极电解液。此外，每个中的活性组分的浓度能够变化。

例如，单元的阴极板与阳极板的比例能够为3∶2，用于产生比阳极电解液的量多的阴极电解液。每个阴极板通过相应的离子交换膜与各个阳极板分隔开。因此，对于两个阳极室，具有三个阴极室。该构造产生大约60％的阴极电解液对40％的阳极电解液。还能够使用其它比率。

3.2实例反应

此外，与阳极60接触的水分子在阳极室54中电化学地氧化成氧气(O₂)和氢离子(H⁺)，同时与阴极62接触的水分子在阴极室56中电化学地还原成氢气(H₂)和羟基离子(OH^-)。阳极室54中的氢离子被允许穿过阳离子交换膜58进入阴极室56，在阴极室56中氢离子被还原成氢气；同时，阳极室54中的氧气被供给水氧化以形成阳极电解液70。此外，由于日常的自来水典型地包括氯化钠和/或其它氯化物，因此阳极60氧化存在的氯化物，以形成氯气。结果，产生了大量的氯，并且阳极电解液组成物70的PH随时间逐渐变成酸性。

如上所述，当施加电压电势时，与阴极62接触的水分子被电化学地还原成氢气和羟基离子(OH^-)，同时阳极室54中的阳离子穿过阳离子交换膜58进入阴极室56中。这些阳离子可用于与阴极62处产生的羟基离子电离子性地关联，同时氢气气泡在液体中形成。大量的羟基离子随时间在阴极室56中聚集，并且与阳离子反应以形成碱性氢氧化物。此外，氢氧化物保持成被限制在阴极室56，这是因为阳离子交换膜不允许带负电的羟基离子穿过阳离子交换膜。结果，在阴极室56中产生大量的氢氧化物，并且阴极电解液组成物72的PH随时间逐渐变成碱性。

功能发生器50中的电解过程允许在阳极室54和阴极室56中聚集活性组分(reactive species)以及形成亚稳离子和基(radical)。

电化学活化过程典型地通过(在阳极60处)电子撤离或(在阴极62处)电子引入而发生，其导致供给水的物理化学(包括结构、活性和催化)特性的变化。相信供给水(阳极电解液或阴极电解液)在电极表面的紧临区域中获得活化，在该区域电场强度能够达到非常高的水平。该区域能够称作双电层(EDL)。

在继续电化学活化过程时，水偶极子(water dipoles)与该场大致对齐，并且水分子的一部分氢键因此断裂。此外，单键连接的氢原子在阴极电极62处键合到金属原子(例如，铂原子)，并且单键连接的氧原子在阳极电极60处键合到金属原子(例如，铂原子)。这些键合的原子在相应电极的表面上在两维上向周围扩散，直至它们参与另外的反应为止。其它原子和多原子组也可以类似地键合到阳极电极60和阴极电极62的表面上，并且随后也可以进行反应。在表面处产生的分子(例如氧(O₂)和氢(H₂))，可以作为气体进入液相水的小空穴(例如气泡)中和/或可以被液相水溶解。这些气相气泡因此扩散，或以其它方式悬浮在整个液相的供给水中。

气相气泡的尺寸可以根据各种因素而变化，例如施加给供给水的压力、供给水中的盐和其它化合物的构成、和电化学活化的程度。因此，气相气泡可以具有各种不同的尺寸，包括但不局限于大气泡(macrobubbles)、微气泡、纳米气泡、和它们的混合物。在包括大气泡的实施例中，对于产生的气泡，合适的平均气泡直径的实例包括从大约500微米到大约1毫米的范围的直径。在包括微气泡的实施例中，对于产生的气泡，合适的平均气泡直径的实例包括从大约1微米到小于大约500微米的范围的直径。在包括纳米气泡的实施例中，对于产生的气泡，合适的平均气泡直径的实例包括小于大约1微米的直径，特别合适的平均气泡直径包括小于大约500纳米的直径，更尤其合适的平均气泡直径包括小于大约100纳米的直径。

通过分子之间的、朝离开阳极电极60和阴极电极62的表面引导的吸引力，在气-液界面处产生表面张力，这是因为与它们被吸引至电极表面处的气体分子相比，表面分子被更多地吸引到水中的分子。相比，大量的水的分子在所有方向上被同等地吸引。因此，为了增加可能的相互作用能，表面张力导致电极表面处的分子进入大量的液体中。

在产生气相纳米气泡的实施例中，包含在纳米气泡(即，直径小于大约1微米的气泡)中的气体被认为在供给水的相当大的时间段是稳定的，尽管它们有小的直径。虽然不希望受到理论的束缚，但是认为，当气体气泡的弯曲表面接近分子尺寸时，在气/液界面处，水的表面张力下降。这降低了纳米气泡消散的自然趋势。

此外，由于横跨膜58施加电压电势，因此纳米气泡气/液界面被充电。电荷引入与表面张力相反的力，这也减慢或防止纳米气泡的消散。利用沿与由于表面张力而导致的表面最小化相反的方向作用的电荷斥力，在界面处的同类电荷的出现降低了明显的表面张力。通过提供有利于气/液界面的额外带电材料，可以增加任何作用。

气/液界面的自然状态看上去是负的。具有低表面电荷密度和/或高极化度的其它离子(例如Cl^-，ClO^-，HO₂ ^-，和O₂ ^-)也有利于气/液界面，如同水合电子。含水基团/根也更喜欢驻留在该界面处。因此，相信在阴极电解液(即，流过阴极室56的水)中出现的纳米气泡带负电，但是阳极电解液(即，流过阳极室54的水)中的纳米气泡将具有很少的电荷(过量的阳离子抵消了自然负电荷)。因此，当与阳极电解液混合时，阴极电解液纳米气泡不可能失去它们的电荷。

此外，由于阴极上的过电势，纳米气泡中的气体分子可以带电(例如O₂ ^-)，因此增加了纳米气泡的整个电荷量。可以相对于不带电的纳米气泡减小带电的纳米气泡的气/液界面处的表面张力，并且使得它们的尺寸稳定。可以定性地理解为表面张力导致表面最小化，而带电表面趋向于扩大，以便使类似电荷之间的排斥力最小。由于超过电解所需的过量功率损耗，在电极表面处的升高的温度，也可以通过减小局部气体溶解度增加纳米气泡的形成。

由于同类电荷之间的排斥力以它们相隔距离的平方而倒数地增加，因此随着气泡直径的减小朝外的压力增加。电荷的作用是减小表面张力的作用，表面张力趋向于减小表面，而表面电荷趋向于扩大表面。因此，当这些相反力相等时就达到平衡。例如，假设气泡(半径r)的内部表面上的表面电荷密度是Φ(e^-/米²)，通过求解下面的纳维一斯托克斯(NavierStokes)公式，可以获得朝外压力(“P_out”)：

P_out＝Φ²/2Dε₀                       (公式1)

其中D是气泡的相对介电常数(假设为一)，“ε₀”是真空的电容率(即8.854pF/米)。由气体上的表面张力引起的朝内压力(“P_in”)为：

P_in＝2g/r P_out                        (公式2)

其中“g”是表面张力(在25℃时为0.07198焦耳/米²)。因此，如果这些压力相等，气泡的半径为：

r＝0.28792ε₀/Φ²                     (公式3)

因此，对于5纳米、10纳米、20纳米、50纳米和100纳米的纳米气泡直径，对于零的过量内部压力所计算的电荷密度分别为0.20、0.14、0.10、0.06和0.04e^-/纳米²气泡表面面积。通过使用电解单元(例如电解单元18)能够容易实现这种电荷密度。当气泡上的总电荷增加到功率的2/3时，纳米气泡半径增加。在平衡的情况下，纳米气泡表面处的供料或燃料(fuel)的有效表面张力为零，气泡中带电气体的存在增加了稳定的纳米气泡的尺寸。将不要求进一步减小气泡尺寸，这是因为这会导致内部压力减小到低于大气压。

在电解单元(即，电解单元18)中的各种情况中，由于表面电荷，纳米气泡可以分成甚至更小的气泡。例如，假设半径为“r”和总电荷为“q”的气泡分成两个平分体积和电荷的气泡(半径r1/2＝r/2^1/3和电荷q_1/2＝q/2)，并且忽略气泡之间的库仑相互作用，那么由于表面张力(ΔE_ST)和表面电荷(ΔE_q)引起的能量变化的计算如下：

ΔE_sT＝+2(4πrγr_1/2 ²)-4πγr²＝4πγr²(2^1/3-1)(公式3)和

$\mathrm{\Δ}{E}_q=-2(\frac{1}{2}\×\frac{{(q/2)}^2}{4{\mathrm{\π\ϵ}}_0{r}_{1/2}})-\frac{1}{2}\×\frac{q^2}{4{\mathrm{\π\ϵ}}_{0}r}=\frac{q^2}{8{\mathrm{\π\ϵ}}_{0}r}(1-2^{-2/3})$ (公式4)

如果整个能量变化是负的(其在ΔE_sT+ΔE_q是负的时发生)，气泡是亚稳定的，因此提出：

$\frac{q^2}{8{\mathrm{\π\ϵ}}_{0}r}(1-2^{-2/3})+4\mathrm{\π\γ}{r}^2(2^{1/3}-1)\≤0$

(公式5)

这提供了半径和电荷密度(Φ)之间的关系：

$\mathrm{\φ}=\frac{q}{4\mathrm{\π}{r}^2}\≥\sqrt{\left(\frac{2{\mathrm{\γ\ϵ}}_0}{r}\frac{(2^{1/3}-1)}{(1-2^{-2/3})}\right)}$

(公式6)

因此，对于5纳米、10纳米、20纳米、50纳米和100纳米的纳米气泡直径，对于气泡分裂所计算的电荷密度分别为0.12、0.08、0.06、0.04和0.03e^-/纳米²的气泡表面面积。对于相同的表面电荷密度，用于把明显的表面张力减小到零的气泡直径典型地比用于把气泡分裂成两个的气泡直径大大约3倍。因此，纳米气泡将通常不分开，除非有进一步的能量输入。

上面讨论的气相纳米气泡适于附接到灰尘粒子，因此转移它们的离子电荷。纳米气泡粘结到疏水表面，这些疏水表面通常建立在典型的灰尘粒子上，这从具有有利的负自由能变化(favorable negative free energychange)的高能水/疏水表面界面释放水分子。因此，纳米气泡扩散开并平坦地与疏水表面接触，因此减小了纳米气泡的曲率，随后降低了表面张力引起的内部压力。这提供了额外的有利的自由能释放。由于类似电荷之间的排斥力，带电的和被涂覆的灰尘粒子然后更容易彼此分离开，并且灰尘粒子作为胶体粒子进入溶液。

此外，通过微米尺寸的气相气泡，在粒子的表面上设置纳米气泡增加了粒子的拾取，该气相气泡也可以在电化学活化过程期间被产生。表面纳米气泡的存在也减小了能够通过该作用拾取的灰尘粒子的尺寸。这种拾取有助于从地板表面去除灰尘粒子，并且防止再沉积。此外，由于利用气相纳米气泡获得的大的气/液表面面积与体积的比率，位于界面处的水分子由更少的氢键保持，如通过水的高表面张力所认知的。由于键合到其它水分子的氢的减少，与普通水相比界面水更具有活性，且更快速地与其它分子进行氢键键合，因此显示了更快的水合作用。

例如，在100％效率时，1安培电流足以每秒产生0.5/96485.3摩尔的氢气(H₂)，其等于每秒5.18微摩尔的氢气(H₂)，其相应地等于在0℃温度和1个大气压压力时的每秒5.18×22.429微升的气相氢气。这也等于在20℃温度和1个大气压压力时的每秒125微升的气相氢气。由于该大气压下的氢气的分压有效地为零，在电解液中氢的平衡溶解度也有效地为零，并且氢保持在气体空穴(例如，大气泡、微气泡、和/或纳米气泡)中。

假设电解液的流量是0.12U.S.加仑每分钟，那么每秒7.571毫升的水流过电解单元。因此，在20℃温度和1个大气压的压力下，包含在每升的电解液中的气泡内具有0.125/7.571升的气相氢气。这等于每升溶液0.0165升的气相氢气，少于从液体表面逃逸的任何气相氢气和溶解的(dissolve)使溶液过饱和的任何气相氢气。

10纳米直径纳米气泡的体积是5.24×10^-22升，其在键合到疏水表面时，覆盖大约1.25×10^-16平方米。因此，在每升溶液中，最大具有大约3×10^-19的气泡(在20℃和1个大气压下)，组合的表面具有覆盖大约4000平方米的潜能。假设表面层刚好是一个分子厚度，这提供了超过50毫摩尔的活性表面水分子的浓度。虽然该浓度表示最大量，即使纳米气泡具有更大的体积和更大的内压力，但是用于表面覆盖的潜能保持很大。此外，仅小百分比的灰尘粒子表面需要被纳米气泡覆盖，这是因为该纳米气泡用于具有清洁效果。

因此，在电化学活化过程期间产生的气相纳米气泡有利于附接到灰尘粒子，以便转移它们的电荷。所获得的带电的和被涂覆的灰尘粒子，由于它们类似电荷之间的排斥力，更容易彼此分离开。它们将进入溶液以形成胶体悬浮液。此外，在气/水界面处的电荷反抗表面张力，因此减小了它的作用和随后获得的接触角度。此外，灰尘粒子的纳米气泡涂层促进拾取被引入的更大的漂浮的气相大气泡和微气泡。此外，纳米气泡的大表面面积提供了相当大量的较高活性水，其能够实现合适的分子的更快速的水合作用。

4.离子交换膜

如上所述，离子交换膜58能够包括阳离子交换膜(即质子交换膜)或阴离子交换膜。用于膜38的合适的阳离子交换膜包括部分地和全部地氟化的离聚物、多环芳香烃离聚物(polyaromatic ionomers)、和它们的组合。用于膜38的合适的商业可获得的离聚物的实例包括：磺化的四氟乙烯共聚物(其由特拉华州的维尔明顿的E.I.du Pont de Nemours andCompany公司销售，商标为“NAFION”)；全氟化的羧酸离聚物(其由日本的Asahi Glass Co.，Ltd.公司销售，商标为“FLEMION”)；全氟化的磺酸离聚物(其由日本的Asahi Chemical Industries Co.Ltd.公司销售，商标为“ACIPLEX”)；和它们的组合。然而，在其它实例中能够使用任何离子交换膜。

5.分配器

阳极电解液和阴极电解液EA液体输出装置能够连接到分配器74，分配器74能够包括任何类型的分配器或多个分配器，例如出口、配件、套管、喷头、清洁/消毒工具或头等。在图1所示的实例中，分配器34包括喷嘴14。每个输出装置70和72能够具有分配器，或两个输出装置70和72具有组合的分配器。

在一个实例中，阳极电解液和阴极电解液输出被混合成共同的输出流76，该共同的输出流76供给到分配器74。如菲尔德等人的美国专利公开出版物No.2007/0186368中所描述，已发现阳极电解液和阴极电解液能够在清洁设备的分配系统中和/或待清洁的表面或物品上混合在一起，同时至少暂时保持有益的清洁和/或消毒特性。尽管阳极电解液和阴极电解液被混合，它们一开始不处于平衡状态，因此，暂时保持它们提高的清洁和/或消毒特性。

例如，在一个实施例中，阴极电解液EA水和阳极电解液EA水保持它们不同的(distinct)电化学活化特性至少30秒，例如，即使两种液体混合在一起时。在这一时间期间，两种类型的液体的不同的电化学活化特性不会立刻中和。这允许在通常清洁操作期间利用每种液体的有利的特性。在相对短的时间周期之后，在被清洁的表面上的混合的阳极电解液和阴极电解液EA液体快速地基本中和到初始的源液体的PH和ORP(例如通常自来水的PH和ORP)。在一个实例中，在电解单元产生阳极电解液和阴极电解液EA输出之时的小于1分钟的时间窗口内，混合的阳极电解液和阴极电解液EA液体基本中和到在pH6和pH8之间的pH值和在±50mV之间的ORP。之后，能够以任何合适的方式处置回收的液体。

然而，在其它实施例中，在大于30秒的时间，混合的阳极电解液和阴极电解液EA液体能够保持在pH6至pH8之间的范围之外的PH和保持在±50mV的范围之外的ORP，和/或能够在超出1分钟的时间范围之后中和，这取决于液体的特性。

6.没有离子选择膜的电解单元

图3显示了根据本公开的又一个实例的没有离子选择膜的电解单元80。单元80包括反应室82、阳极84和阴极86。例如，室82能够由单元80的壁、由其中放置电极84和86的容器或导管的壁、或由电极自身限定。阳极84和阴极86可由任何合适的材料或这些材料的组合制成，例如导电聚合物、钛和/或镀覆有贵金属(例如铂)的钛。阳极84和阴极86连接到传统的电源供给装置，例如图1所示的电池32。在一个实施例中，电解单元80包括限定室82的它自己的容器，并位于待处理的液体的流路中，例如在移动式地板清洁设备或手持式喷射瓶的流路中。

在操作中，液体由源88供应并引导进电解单元80的反应室82中。在图3所示的实施例中，电解单元80不包括使阳极84的反应物与阴极86的反应物分隔开的离子交换膜。在自来水用作待处理的用于清洁的液体的实例中，在把水引入室82并在阳极84和阴极86之间施加电压电势之后，接触或靠近阳极84的水分子被电化学地氧化成氧气(O₂)和氢离子(H⁺)，同时接触或靠近阴极86的水分子被电化学地还原成氢气(H₂)和羟基离子(OH^-)。其它反应也能够发生，特定反应取决于液体中的成分。(例如)因为没有例如用于使反应物彼此分隔开的物理阻挡件，来自两个电极的反应物能够混合并形成氧化流体89。可选地，例如，通过使用介电阻挡件(例如设置在阳极和阴极之间的不可渗透膜(未显示))，阳极84能够与阴极84分隔开。

7.电极图案实例

如上所述，阳极或阴极电极中的至少一个能够至少部分地或全部地由导电聚合物形成，例如用于静电消散装置的那些导电聚合物。合适的导电聚合物的实例由美国明尼苏达州威诺娜市的RTP Company公司商业销售。例如，电极能够由表面电阻率为10⁰ohn/sq(欧姆/平方)至10¹²ohm/sq的导电塑料化合物形成，例如10¹ohm/sq至10⁶ohm/sq。然而，表面电阻率超出这些范围的电极能够用在其它实例中。

利用导电聚合物，电极能够容易地模制，或以其它方式形成任何期望的形状。例如，电极能够注射模制。如上所述，一个或更多个电极能够形成网孔，该网孔具有网格形式的规则尺寸的矩形开口。然而，该开口或孔能够具有任何形状，例如圆形、三角形、曲线围绕形、直线围绕形、规则和/或不规则形状。曲线围绕形的孔具有至少一个弯曲边。例如，当注射模制时，孔的形状和尺寸能够容易地制成特定的图案。然而，这些图案也能够形成在本公开的其它实例的金属电极中。

孔可以被制定尺寸和被定位成，用于增加用于电解的电极的表面面积，因此促进了在待处理的液体中的气体气泡的产生。

图4A是根据本公开的一个方面的导电聚合物电极100的局部视图，该导电聚合物电极100具有成规则网格图案的多个直线围绕形(例如矩形)孔102。

图4B是根据另一个实例的导电聚合物电极104的局部视图，该导电聚合物电极104具有成规则网格图案的具有不同尺寸的多个曲线围绕形(例如圆形)孔106。在相同电极中使用不同尺寸的孔可以在电解期间沿孔的边缘促进不同尺寸的气体气泡的产生。

图4C是根据另一个实例的导电聚合物电极108的局部视图，该导电聚合物电极108具有多个不规则和规则形状的孔110，该多个不规则和规则形状的孔110具有不同的形状和尺寸。在本实例中，各种孔110限定各种开口面积。一个或多个孔110能够包括一个或多个内部点，例如点112，相信这些内部点在电解期间进一步地促进气泡和活性组分的产生。这些孔形成多边形，该多边形具有至少一个大于180度的内角(例如在点112处)。在一个可选实施例中，孔具有多个大于180度的内角。

此外，电极能够形成有一个或更多个其它不均一的特征，例如，进一步增加电极表面面积的钉形件或刺形件。钉形件能够以规则图案或不规则图案布置且具有相同尺寸和形状，或者能够具有不同尺寸和/或形状。

例如，电解单元能够构造成包括阳极和阴极，其中阳极电极或阴极电极中的至少一个包括多个第一孔和多个第二孔，第一孔具有第一尺寸(和/或形状)，第二孔具有不同的第二尺寸(和/或形状)。在一个实例中，电解单元还包括设置在阳极电极和阴极电极之间的离子选择膜，并且其限定相应的阳极室和阴极室。

在另一个实例中，包括多个第一孔和多个第二孔的一组孔中的至少两个孔具有彼此不同的形状(和/或尺寸)。在另一个实例中，包括多个第一孔和多个第二孔的一组孔中的至少三个孔具有彼此不同的形状(和/或尺寸)。

多个第一孔和多个第二孔能够具有由至少一个弯曲边形成的曲线围成形状和/或多边形形状。多个第一孔或多个第二孔中的至少一个能够以规则图案或不规则图案布置。

多个第一孔或多个第二孔中的至少一个孔具有多边形形状，该多边形形状具有至少一个大于180度的内角。

在另一个实例中，图4A-4C所示的电极由导电金属材料制成。例如如图4A所示，电极100能够由金属网孔形成，其能够镀覆有另一材料(例如铂)或者不被镀覆。

8.管状电极实例

电极自身能够具有任何合适形状，例如，平面形、共轴板、圆柱棒或它们的组合。图5显示根据一个说明性实例的具有管形的电解单元200的实例。为了说明的目的，单元200的部分被切除。在本实例中，单元200是具有管状壳体202、管状外部电极204和管状内部电极206的电解单元，管状内部电极206与外部电极分隔开合适的间隙(例如0.040英寸的间隙)。其它间隙尺寸也能够使用，例如但不局限于在0.020英寸至0.080英寸范围的间隙。内部或外部电极中的任一个能够用作阳极/阴极，这取决于施加的电压的相对极性。

在一个实例中，外部电极204和内部电极206具有导电聚合物结构，该导电聚合物结构例如具有图4A-4C所示的孔。然而，在另一实例中一个或两个电极能够具有实心结构。

电极204和206能够由任何合适的材料制成，例如导电聚合物、钛和/或镀覆有贵金属(例如铂)的钛、或任何其它合适的电极材料。此外，例如，多个单元200能够彼此串联或并联地连接。

在一个具体的实例中，阳极或阴极电极中的至少一个由金属网形成，该金属网具有网格形式的规则尺寸的矩形开口。在一个具体实例中，网孔由直径为0.023英寸的T316不锈钢形成，该不锈钢具有每平方英寸20×20个网格开口的网格图案。然而，在其它实例中能够使用其它尺寸、配置和材料。

离子选择膜208定位在外部和内部电极204和206之间。在一个具体的实例中，离子选择膜包括来自E.I.du Pont de Nemours and Company公司的“NAFION”，其已被切割成2.55英寸乘2.55英寸，然后包裹围绕内部管状电极206，并利用接触粘结剂(例如来自3M Company公司的#1357粘结剂)固定在缝重叠处。此外，在其它实例中能够使用其它尺寸和材料。

在本实例中，管状电极206的内部中的空间体积被实心的内部芯209阻塞，以便促进沿着电极204、206和离子选择膜208以及在电极204、206和离子选择膜208之间的液流。液流是导电的，并完成两个电极之间的电路。电解单元200能够具有任何合适的尺寸。在一个实例中，单元200能够具有长约4英寸的长度和大约3/4英寸的外部直径。长度和直径能够选择成控制每单位体积液体产生的气泡(例如纳米气泡和/或微气泡)的处理时间和数量。

单元200在其一端或两端能够包括合适的配件。能够使用任何连接方法，例如通过塑料快速连接配件。例如，一个配件能够构造成连接到图1所示的输出管20。例如，另一个配件能够构造成连接到入口过滤器16或入口管。在另一个实例中，单元200的一端是左开口，以便直接从图1的储液器12吸入液体。

在图5所示的实例中，单元200在(电极204或206中的一个和离子选择膜208之间的)阳极室中产生阳极电解液EA液体和在(电极204或206中的另一个和离子选择膜208之间的)阴极室中产生阴极电解液EA液体。当阳极电解液和阴极电解液EA液体进入(图1所示的实例的)管20时，阳极电解液和阴极电解液EA液体流路在单元200的出口处连接。结果，喷射瓶10通过喷嘴14分配混合的阳极电解液和阴极电解液EA液体。

在一个实例中，管20和22的直径保持很小，以便一旦泵24和电解单元18(例如图5所示的单元200)被通电时，管20和22利用电化学活化液体快速地灌注。包含在管和泵中的任何非活化的液体保持成很小体积。因此，在控制电子装置30响应于开关28的致动而激励泵和电解单元的实施例中，喷射瓶10在喷嘴14处以“立刻响应(on demand)”的方式产生混合的EA液体，并从瓶分配大致全部的组合的阳极电解液和阴极电解液EA液体(除了留在管20、22和泵24中的之外)，而没有存储阳极电解液和阴极电解液EA液体的中间步骤。当开关28没有被致动时，泵24处于“断开”状态，并且电解单元18被断电。当开关28被致动到闭合状态时，控制电子装置30把泵24接通到“打开”状态，并给电解单元18通电。在“打开”状态中，泵24从储液器12泵送水通过单元18并从喷嘴14出去。

也能够使用其它激励顺序。例如，控制电路30能够构造成在给泵24通电之前给电解单元18通电一时间段，以便允许供给水在分配之前被更加电化学地活化。

从单元18到喷嘴14的行进时间能够制成很短。在一个实例中，喷射瓶10在由电解单元18产生阳极电解液和阴极电解液液体开始的很短时间段内分配混合的阳极电解液和阴极电解液液体。例如，混合液体能够在，例如在产生阳极电解液和阴极电解液液体之时的5秒内、3秒内、和1秒内的时间段内被分配。

9.控制电路

重新参考图1，控制电子装置30能够包括任何合适的控制电路，例如其能够以硬件、软件或它们的组合来实现。

控制电路30包括印刷电路板，该印刷电路板包含用于供电和控制泵24和电解单元18的操作的电子装置。在一个实例中，控制电路30包括电源，该电源具有连接到泵24和电解单元18且控制传输给这两个装置的电力的输出装置。控制电路30还包括H桥，例如，该H桥能够根据控制电路产生的控制信号选择性地转变施加至电解单元18的电压的极性。例如，控制电路30能够构造成以预定图案交替极性，例如以每5秒和50％占空度进行交替。在另一个实例中，下面更详细地描述，控制电路30构造成：主要以第一极性给单元施加电压，并且在仅很简短的时间段周期性地转变极性。极性的频繁转变能够给电极提供自清洁功能，其能够减少沉积物在电极表面上的积累或结垢，并且能够延长电极的寿命。

在手持式喷射瓶的上下文中，它不便于携带大的电池。因此，泵和单元可利用的电力稍微受到限制。在一个实例中，单元的驱动电压在大约8伏至大约28伏的范围内。但是，因为通过喷射瓶和电解单元的通常的流量相当低，仅需要相对小的电流来有效地活化穿过单元的液体。由于低的流量，单元内的停留时间相对大。在单元被通电时液体在单元内停留越长，电化学活化就越大(在实际限制内)。这允许喷射瓶采用更小容量的电池和DC-至-DC转换器，该DC-至-DC转换器在低电流下把电压增强到期望的输出电压。

例如，喷射瓶能够携带具有大约3-9伏的输出电压的一个或更多个电池。在一个具体的实例中，喷射瓶能够携带四个AA电池，每个AA电池在大约500毫安-小时至大约3安培-小时下具有1.5V的额定输出电压。如果电池串联连接，那么额定输出电压将是约6V，容量为大约500毫安-小时至大约3安培-小时。例如，通过DC-至-DC转换器，电压能够增强至18V至28V的范围。因此，能够在足够的电流下实现期望的电极电压。

在另一个具体的实例中，喷射瓶携带10个镍-金属氢化物电池，每个镍-金属氢化物电池具有大约1.2V的额定输出电压。这些电池串联连接，因此额定输出电压是大约10V至12.5V，容量为大约1800毫安-小时。例如，通过DC-至-DC转换器，电压能够增强/下降到8V到至少28V的范围。因此，能够在足够的电流下实现期望的电极电压。

产生大电压和流过单元的合适电流的能力对各种应用是有益的，在这些应用中，供给常规自来水通过单元，以便被转换成具有提高的清洁和/或消毒特性的液体。常规自来水在单元的电极之间具有相对低的导电率。

合适的DC-至-DC转换器的实例包括来自美国纽约Pelham的PICOElectronics，Inc.公司的A/SM系列表面安装转换器和来自美国亚利桑那Phoenix的ON Semiconductor的NCP30641.5A增强/下降/反转切换调节器，其连接在升压应用(boost application)中。

在一个实例中，控制电路基于从电解单元得到的检测电流来控制DC-至-DC转换器，使得DC-至-DC转换器输出电压，该电压被控制成实现通过单元的实际电流(current draw)在预定电流范围内。例如，在一个具体的实例中，目标实际电流为大约400毫安。在另一个实例中，目标电流为350毫安。能够在可选实施例中使用其它电流和范围。期望的实际电流可以取决于电解单元的几何形状、待处理的液体的特性和最终的电化学反应的期望的特性。

下面参照图7和图20更详细地说明显示控制电子装置的实例的框图。

10.用于电解单元的驱动电压

如上所述，电解单元的电极能够以各种不同的电压和电流图案驱动，这取决于单元的具体应用。期望通过周期性地转变施加到电极上的电压极性来限制电极上的结垢。因此，用在说明书和权利要求中的术语“阳极”和“阴极”以及术语“阳极电解液”和“阴极电解液”能够分别互换。这用于驱除相反电荷的结垢沉积物。

在一个实例中，电极以一个极性驱动预定时间段(例如大约5秒)，然后以转变极性驱动大约相同时间段。因为阳极电解液和阴极电解液EA液体在单元的出口处混合，因此该过程实质上产生一部分阳极电解液EA液体，至产生一部分阴极电解液EA液体。

在另一个实例中，电解单元被控制成从每个室产生基本恒定的阳极电解液EA液体或阴极电解液EA液体，而没有复杂的阀门配置。在现有技术的电解系统中，复杂和昂贵的阀门配置用于保持恒定的阳极电解液和阴极电解液流过相应的出口，同时仍允许转变极性以便使结垢最少。例如，参见图2，当施加给电极的电压的极性被转变时，阳极60变为阴极，阴极62变为阳极。出口70将输出阴极电解液，而不是阳极电解液。并且出口72将输出阳极电解液，而不是阴极电解液。因此，利用现有技术的方法，当电压被转变时，阀门配置能够用于把出口70连接到阴极室56和把出口72连接到阳极室54。这导致恒定的阳极电解液或阴极电解液流过每个输出装置。本公开的一个实例不是使用这种复杂的阀门配置，而是通过施加给电极的电压图案来实现大致恒定的输出。

图6是显示根据本公开的一个实例性方面的施加给阳极和阴极的电压图案的波形图。一个大致恒定、相对正的电压被施加给阳极，同时大致恒定、相对负的电压被施加给阴极。然而，每个电压被周期性地短暂地脉冲成相对相反的极性，以驱除结垢沉积物。在本实例中，从时间t0-t1，t2-t3，t4-t5和t6-t7，相对正的电压施加给阳极和相对负的电压施加给阴极。在时间t1-t2，t3-t4，t5-t6和t7-t8期间，施加给每个电极的电压被转变。转变的电压电平能够具有与没有转变的电压电平相同的幅度或如果期望的话能够具有不同的幅度。

每个短暂的极性切换的频率能够根据需要选择。随着转变的频率增加，结垢的量减少。然而，电极可以利用每个转变来释放很少量的铂(在电极镀覆有铂的情况中)。随着转变频率降低，污垢会增加。在一个实例中，转变之间的时间段，如箭头300所示，在大约1秒至大约600秒的范围内。也能够使用超出该范围之外的其它时间段。

电压被转变的时间段也能够根据需要选择。在一个实例中，如箭头302所示，转变的时间段在大约50毫秒至大约100毫秒的范围内。也能够使用超出该范围之外的其它时间段。在本实例中，正常极性303的时间段，例如时间t2和t3之间的时间段，为至少900毫秒。

此外，电压能够被选择性地周期地或非周期地转变。在一个具体的实例中，转变之间的时间段300是1秒，在波形的每一周期期间，电极之间的电压以正常极性施加900毫秒，然后以转变的极性施加100毫秒。

利用这些范围，例如，每个阳极室产生大致恒定的阳极电解液EA液体输出，并且每个阴极室产生大致恒定的阴极电解液EA输出，而不需要阀门配置。

如果阳极电极的数量不同于阴极电极的数量，例如阳极电极的数量与阴极电极的数量的比率为3∶2，或者如果阳极电极的表面面积不同于阴极电极的表面面积，那么能够以上述方式使用施加的电压图案，以便产生更大量的阳极电解液或阴极电解液，用于加强产生的液体的清洁或消毒特性。例如，如果加强清洁，那么能够把更大数量的电极驱动到相对负的极性(以产生更多的阴极电解液)和能够把更少数量的电极驱动到相对正的极性(以产生更少的阳极电解液)。如果加强消毒，那么能够把更大数量的电极驱动到相对正的极性(以产生更多的阳极电解液)和能够把更少数量的电极驱动到相对负的极性(以产生更少的阴极电解液)。

如果在分配之前阳极电解液和阴极电解液输出被混合成单个输出流，那么组合的阳极电解液和阴极电解液输出液体能够修整用于加强清洁超过消毒或加强消毒超过清洁。在一个实施例中，控制电路包括另一个开关，其允许用户在清洁和消毒模式之间选择。例如，在图1所示的实施例中，喷射瓶10能够包括安装到瓶上的用户可操作的清洁/消毒模式开关。

在本公开的一个实例性实施例中，手持式喷射瓶(例如图1和图8所示的)携带管状电解单元(例如图5所示的单元200)。通过每单位时间产生比阳极电解液EA液体的量更大的阴极电解液EA液体，利用电压驱动电解单元用于加强提高的清洁特性。在单元200中，外部圆柱形电极204具有更大的直径，因此具有比内部圆柱形电极206大的表面面积。为了加强提高的清洁特性，控制电路驱动单元200使得对于驱动电压图案的大多数周期，外部电极204用作阴极且内部电极206用作阳极。因为阴极具有比阳极更大的表面面积，因此单元200每单位时间将产生比阳极电解液多的阴极电解液，该阴极电解液和阳极电解液通过单元的组合出口。参照图6，在本实例中，从时间t0-t1，t2-t3，t4-t5和t6-t7，控制电路施加相对正的电压给阳极(电极206)和施加相对负的电压给阴极(电极204)。在时间t1-t2，t3-t4，t5-t6和t7-t8期间，施加给每个电极的电压被短暂地转变。

在本实例中，喷射瓶仅填充常规自来水。因此，泵送通过单元200和利用单元200被电化学活化的液体仅由常规自来水构成。如本文所讨论，自来水被电化学活化，并通过喷嘴被分配作为混合的阳极电解液和阴极电解液流。因此喷射输出已经提高了清洁特性，其中在混合流中阴极电解液的量超过阳极电解液的量。在可选实施例中，通过使用例如图6所示的波形，使电极204主要是阳极和使电极206主要是阴极，能够加强提高的消毒特性。

已经发现用于除去电极污垢的这样的频繁的、短暂的极性转变可能会具有使通常用于镀覆电极的材料(例如铂)从电极表面脱落的趋势。因此，在一个实施例中，电极204和206包括未被镀覆的电极，例如金属电极或导电塑料电极。例如，电极能够是未被镀覆的金属网孔电极。

11.状态指示器灯照射穿过液体

11.1用于图1和图8-16所示的瓶的控制电路

本公开的另一个方面涉及提供人类可见的指示器，其指示电解单元的功能状态，例如EA液体的氧化-还原电位。本文中公开的喷射瓶和/或其它装置能够被修改，以包括输出液体的氧化-还原电位的视觉指示器。

电解单元消耗的功率水平能够用于确定单元是否正确地工作，因此确定单元产生的液体(喷射水，EA阳极电解液、和/或EA阴极电解液)是否被电化学地活化到充分的水平。低于合理水平的功率消耗能够反映各种潜在的问题，例如使用了超纯供给水或供给水具有大致低的电解液含量(例如，低的钠/矿物含量)，从而使得水在功能发生器中不能传导足够水平的电流。因此，例如，电流消耗也能够指示高或低水平的氧化-还原电位。此外，泵所吸取的电流可以用于指示泵是否正确地工作，或者指示是否有问题，例如泵熄火。

图7是根据本公开的一个实施例的具有指示器的系统400的框图，其能够结合到例如本文公开的任一个实施例中。系统400包括电源(例如电池)402、控制电子装置404、电解单元406、泵408、电流传感器410和412、指示器灯414和416、开关418和触发器420。为了简洁，电解单元404的液体输入和输出装置没有在图7中显示。例如，系统400的所有元件由同一个电源402或者由两个或更多个独立电源供电。

控制电子装置404被连接成基于系统400的当前工作模式和用户控制输入(例如触发器420)来控制电解单元406、泵408和指示器灯414和416的工作状态。在本实例中，开关418串联连接在电源402和控制电子装置404之间，用于根据触发器420的状态来使电源402与控制电子装置404的功率输入装置连接和断开连接。在一个实施例中，开关418包括瞬时、常开断开开关，当按压触发器420时该开关418闭合，当释放触发器420时该开关418断开。

在一个可选实例中，例如，开关418构造成接通/断开拨动开关，该开关被与触发器420分立地致动。触发器420致动连接到控制电子装置404的启动输入(enable input)的第二开关。也能够使用其它构造。

在上述两个实施例中，当触发器420被按下时，控制电子装置404被启动，并产生用于驱动电解单元406和泵408的适当电压输出。例如，控制电子装置404能够产生用于驱动电解单元406的第一电压图案(例如本文中描述的那些图案)和用于驱动泵408的第二电压图案。当触发器420被释放时，控制电子装置被断电和/或以其它方式不能产生给单元406和泵408的输出电压。

电流传感器410和412分别与电解单元406和泵408电性串联连接，并且电流传感器410和412中的每个给控制电子装置404提供表示通过单元406或泵406获取的相应电流的信号。例如，这些信号能够是模拟或数字信号。

在一个具体的实例中，系统400包括用于检测由电解单元406获取的电流的传感器410，但是没有用于检测由泵408获取的电流的传感器412。控制电子装置404包括微控制器，例如由美国明尼苏达ThiefRiver Falls的Digi-Key Corporation公司销售的MC9S08SH4CTG-ND微控制器，其控制DRV8800全桥电机驱动器电路，该DRV8800全桥电机驱动器电路由美国Texas、Dallas的Texas Instruments Corporation公司销售。驱动器电路具有H-开关，该H-开关根据微控制器控制的电压图案驱动输出电压给电解单元406。H-开关具有电流检测输出，该电流检测输出能够被微控制器使用，以便检测单元406所获取的电流。

控制电子装置404将所述传感器输出与预定阈值的电流电平或范围比较，然后根据所述比较中的一个或两个操作指示器414和416。阈值电流电平或范围能够选择成例如表示预定功率消耗水平。

指示器414和416中的每个能够包括任何视觉可见的指示器，例如LED。在一个实例中，指示器灯414和416具有不同颜色，以便指示不同工作状态。例如，指示器灯414可以是绿色，当被点亮时其表示正常的、合适的起作用的电解单元和/或泵，当指示器416可能是红色，当被点亮时其表示电解单元和/或泵的工作状态存在问题。在一个具体的实例中，瓶包含四个绿色LED 414和四个红色LED 416，用于强烈地照射包含在瓶中的液体。

在图7所示的实例中，控制电子装置404根据电流传感器410和/或412检测的电流电平操作指示器灯414和416。例如，根据检测的电流电平是否超过或低于阈值电平或在范围内，控制电子装置404能够关闭(或可选地，打开)指示器灯中的一个或两个。指示器灯414和416能够通过例如控制电子装置404提供的单独的功率信号和共同的接地来操作。

在一个实施例中，当检测的单元406的电流电平高于相应的阈值电平(或在预定范围内)时，控制电子装置404以稳定的“打开”状态点亮绿色指示器灯414，并关闭红色指示器灯416。相反，当检测的单元406的电流电平低于相应的阈值电平时，控制电子装置404以稳定的“打开”状态点亮红色指示器灯416，并以稳定的“关闭”状态关闭绿色指示器灯414。

当泵408所获取的电流在预定范围之外时，控制电子装置404在打开和关闭状态之间调制绿色指示器灯414。任何合适的范围能够用于泵电流，例如在1.5安培和0.1安培之间。也能够使用其它范围。在又一个实例中，当单元406和泵408的检测电流电平都在它们相应的预定的范围内时，控制电子装置404以稳定的“打开”状态点亮绿色指示器灯414，并关闭红色指示器灯416，否则点亮红色指示器灯416并关闭绿色指示器灯414。

在另一个实施例中，在检测的电流电平超过阈值电平时，一个或更多个指示器灯被操作处于稳定的“打开”状态，并且当电解单元406的检测的电流电平低于阈值电平时，一个或更多个指示器灯以选择的频率在“打开”状态和“关闭”状态之间循环，以便指示出现问题。多个阈值电平和频率能够用于其它实施例。此外，能够使用多个独立控制的指示器灯，每个指示器灯指示在预定范围内的操作。可选的或可增加的，控制电子装置能够构造成，例如根据相对于一个或多个阈值或范围的检测电流电平，来改变一个或多个指示器灯的照射水平。在又一个实例中，多个独立的指示器灯能够用于分别指示电解单元和泵的工作状态。也能够使用其它构造。

11.2通过液体的照射

下面将更详细地说明，指示器灯414和/或416能够定位在设备上(例如在喷射瓶上)，以便在由电解单元404的处理之前和/或处理之后照射液体本身。例如，当被点亮时，指示器灯产生在可见波长范围内的光通量，该可见波长范围内的光通量从设备外部的视点穿过液体是视觉可见的。例如，液体可以散射至少一部分光，给出一个视觉印象：液体自身被点亮。在一个实施例中，设备包括包含液体的容器、腔管或其它元件，并且包括至少半透明的并定位成传输指示器414和/或416被点亮时产生的光的至少一些的材料和/或部分。该容器、腔管或其它元件从设备的外部至少部分地可见。

术语“至少半透明”包括半透明、半-透明、全透明和表示从指示器照射的光的至少一些透过材料是人类可见的任何术语。

图8-16显示具有电解单元和至少一个指示器灯的手持式喷射瓶500和500’的实例，其中从指示器照射的光的至少一些从瓶外部的视点是人类可见的。图中所示的具体瓶构造和结构仅被提供作为非限制性的实例。对于相同或相似元件，在图8-16中采用相同参考标记。

参照图8A，瓶500包括形成基部502的外壳501、颈部504以及筒部或头部506。筒部506的顶端包括喷嘴508和防滴/溅罩509。例如，防滴/溅罩509还用作用于把瓶500悬挂在实用推车上的便利钩。下面将更详细地显示，外壳501具有抓斗型结构，具有连接在一起的大致对称的左手侧和右手侧，例如通过螺钉连接。基部502容纳容器510，容器510用作用于待处理的然后通过喷嘴508分配的液体的储液器。容器510具有延伸通过基部502的颈部和螺纹入口(具有螺纹帽)512，以便允许利用液体填充容器510。入口512螺纹连接以接纳帽密封件。

在本实例中，外壳基部502的侧壁具有多个围绕其周边的开口或窗口520，通过该开口或窗口520可看见容器510。在本实例中，开口520由在开口内不设置外壳材料来形成。在另一个实例中，开口通过至少半透明的材料形成。在另一个实例中，如图8B所示，整个外壳或外壳的一部分是至少半透明的。

相似地，容器510由至少半透明的材料形成。例如，容器510能够制造成透明的(clear)聚合物材料的吹塑模。下面将更详细地说明，外壳501还包含携带多个LED指示器灯594、596(对应于图7所示的灯414和416)的电路板。灯被定位在容器510的基部的下面，用于传输光通过容器510的基部壁，并进入包含在容器中的任何液体中。液体散射光的至少一部分，给出被点亮的液体的外观。该照射是可从外壳501的外部视点通过开口520看见的。受控制电子装置控制的灯的颜色和/或其它照射特点(例如打开/关闭调节、强度等)能够通过开口510看到，用于为用户提供瓶的功能状态的指示。箭头522表示透射穿过容器510中的液体的来自指示器灯的照射，并且从瓶的外部通过外壳501中的开口520是可见的。

例如，液体能够用绿色LED照射，用于指示电解单元和/或泵适当地起作用。因此，用户能够保证从喷嘴508分配的处理过的液体与容器510中包含的源液体相比，已经提高了清洁和/或消毒特性。此外，尽管还没有被处理，容器510中的源液体的照射给出液体是“专用的”并具有提高特性的印象。

相似地，如果电解单元和/或泵没有适当地起作用，控制电子装置点亮红色LED，给源液体红色外观。这给用户一个印象：存在问题并且分配的液体可能没有提高清洁和/或消毒特性。

尽管在图8A所示的实例中照射是通过容器510可见的，但是指示器灯能够定位成照射从液体入口到瓶和喷嘴508的流路的任何部分，包括电解单元上游和/或下游的任何元件。外壳能够以任何方式进行修改，以允许该照射是用户可见的。例如，液体能够在从电解单元的输出装置延伸到喷嘴508的传输管中被照射。筒部506能够被修改成包括暴露传输管的开口，或者例如管的一部分能够沿筒部506的外部延伸。

图8B是瓶500’的立体图，其缺少图8A所示的实施例中的窗口520。在本实例中，整个外壳501或外壳的一部分是至少半透明的。例如，外壳501能够由聚碳酸脂制成。对于相同或相似的元件，在图8B使用与图8A相同的参考标记。尽管没有在图8B清楚地显示，由于具有半透明的外壳，瓶500’的内部部件是从外壳外部的视点透过外壳501可见的。例如，容器510(虚线所示)和容纳在其中的液体是透过外壳501可见的。在本实例中，有四个红色LED 594和四个绿色LED 596(也以虚线显示)，成对地配置在瓶的每个角落。因此，当LED 594和/或596被点亮时，液体散射光的至少一部分，给出被照射的液体的外观。除了照射将不限于“窗口”520之外，该照射是以图8A所示的相同方式从外壳501的外部视点可见的。

图8C是瓶501’的筒部(或头部)506的后端的立体图，其显示用于连接到电池充电器(未显示)的电线的电源塞孔523。在一个实例中，其中瓶500’携带可充电电池，这些电池能够通过塞孔523再充电。

图9-16显示图8B所示的具体的瓶500’的另外细节。

图9A和9B是外壳501的左手侧501A的立体图，和图9C是外壳501的右手侧501B的立体图。

当连接在一起时，左手侧501A和右手侧501B形成用于容纳瓶的各种元件的多个腔室。例如，外壳基部502包括：用于容纳液体容器510(图8A，8B所示)的第一腔室531；用于容纳支撑控制电子装置的电路板的第二腔室532；和用于容纳给控制电子装置供电的多个电池的第三腔室533。筒部506包括用于容纳电解单元和泵的腔室534。

图10显示安装在外壳501的左手侧501A中的各种部件。容器510安装在腔室531中，电路板540安装在腔室532中，电池542安装在腔室533中，泵/单元组件544安装在腔室534中。连接容器510、泵/单元组件和喷嘴508的各种管在图10未显示。

图11A和11B更详细地显示容器510。图11A是容器510的立体图，图11B是安装在外壳501A中的容器510的入口512的局部剖视图。O型环548密封外壳501A内的入口512的颈部的外部直径表面。入口512上的螺纹接纳帽(未显示)以便密封入口的开口。容器510还包括出口549，该出口549用于接纳用于从容器510吸取液体的管(未显示)。例如，管可以包括如参考图1所描述的入口过滤器。

图12A显示安装在半外壳501A的筒部506中的泵/单元组件544的局部详细视图。图12B是从外壳去除的泵/单元组件544的立体图。图12C显示去除触发器570的组件的底部立体图。

泵/单元组件544包括泵550和安装在支架554内的电解单元552。泵550具有第一端口555和第二端口555，第一端口555流体地连接到从容器510的出口549延伸的管(未显示)，第二端口555通过另一管(也未图示)流体地连接到电解单元552的入口556。

电解单元552具有出口557，该出口557流体地连接到喷嘴508。在一个实例中，电解单元552对应于参照图5所描述的管状电解单元200。然而，在可选实施例中能够使用任何合适的电解单元，并且该单元能够具有任何形状和/或几何构型。例如，该单元能够具有如图5所示的圆柱形电极、或大致平面的平行平板电极。O型环560在外壳501的喷嘴508周围提供密封。

瓶500’还包括触发器570，该触发器570致动瞬时按钮接通/断开开关572。当被用户按下时，触发器570围绕枢轴574致动。弹簧576(图12C中所示)把触发器570偏压到正常的释放状态，因此开关572处于断开状态。开关572具有用于连接到电路板540上的控制电子装置的电导线578，如图10所示。

如参照图7所示的框图所描述的，当按下触发器570时，开关572致动到“接通”状态，因此给控制电子装置提供电力，控制电子装置则激励泵550和电解单元552。当被激励时，泵550从容器510吸取液体，并泵送该液体通过电解单元552，将组合的阳极电解液和阴极电解液EA液体输送到喷嘴508。当泵550和/或电解单元552适当地起作用时，控制电子装置还利用安装在电路板或瓶500’上或内的另一位置上的LED照射容器510内的液体。

图13更详细地显示支架554。

图14A和14B是触发器570的立体图。触发器570具有一组孔580，用于容纳限定触发器的枢转点的销或多个销。

图15A和15B是覆盖在触发器570上的触发器靴584的立体图。靴584为触发器570提供保护层，并且密封触发器周围的外壳501的边缘。

图16A更详细地显示半外壳501A的腔室532和533。图16B显示安装在腔室532内的电路板540和安装在腔室533内的电池542。

此外，电路板540包括多个发光二极管(LED)594和596。在本实例中，LED定位在电路板540的顶表面上，使得从LED辐射的光透过容器的基部照射容器510内的液体。也能够使用其它配置。例如，LED能够具有不同颜色和能够被单独地控制，如上所述，以便指示不同工作状态或特点。

12.透过其它设备中的液体进行照射

本文描述的(例如电解单元和指示器灯的)特征和方法，能够用于各种不同设备(例如喷射瓶、移动式表面清洁器、和/或独立式的或壁安装式的电解平台)。例如，它们能够实现车载(非车载)移动式表面清洁器，例如移动式硬地板表面清洁器、移动式软地板表面清洁器或适用于清洁硬地板、软地板或其它表面的移动式表面清洁器。

菲尔德(Field)等人的美国公开出版物No.2007/0186368A1公开能够使用本文描述的特征和方法的各种设备，例如具有构造成在表面上行进的移动体的移动式表面清洁器。移动体具有用于包含清洁液体(例如自来水)的箱、液体分配器和从箱到液体分配器的流路。电解单元连接在流路中。电解单元具有被离子交换膜分隔开的阳极室和阴极室，并电化学地活化已通过功能发生器的自来水。

功能发生器将自来水转换成阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体。阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体能够单独地施加到待清洁和/或消毒的表面，或者，例如能够在车载设备上组合以形成组合的阳极电解液和阴极电解液EA液体并通过清洁头一起被分配。

菲尔德等人的美国公开出版物No.2007/0186368A1还公开能够单独使用或一起使用本文公开的各种结构元件和过程的其它结构。例如，菲尔德等人公开用于产生阳极电解液和阴极电解液EA液体的壁安装式平台。

这些设备中的任一个能够构造成提供电解单元的功能工作状态或工作特性的视觉指示，其中指示器的照射是从设备外部的视点通过液体可见的。指示器灯不需要在观察者的视线的直接路径上(direct line ofsight)，而可以在视线之外。例如，由于光的散射和/或衍射(例如通过液体的散射和/或衍射)，照射可以是可见的。

在一个实例中，壁安装式平台支撑电解单元和从平台的入口经过电解单元到平台出口的液体流路。流路的至少一部分是至少半透明的，并且从平台的外部是可见的。平台还包括指示器灯，例如图7所示，该指示器灯沿流路的至少一部分照射液体，例如沿平台的管和/或储液器。

13.移动式表面清洁器

本文描述的(例如电解单元的)特征和方法，能够用于各种不同设备(例如在喷射瓶、移动式表面清洁器、和/或独立式或壁安装式的电解平台上)。例如，它们能够实现车载(非车载)移动式表面清洁器，例如移动式硬地板表面清洁器、移动式软地板表面清洁器或适用于清洁硬地板、软地板或其它表面的移动式表面清洁器。

菲尔德等人的美国公开出版物No.2007/0186368A1公开能够使用本文描述的特征和方法的各种设备，例如具有构造成在表面上行进的移动体的移动式表面清洁器。移动体具有用于包含清洁液体(例如自来水)的箱、液体分配器和从箱到液体分配器的流路。电解单元连接在流路中。电解单元具有被离子交换膜分隔开的阳极室和阴极室，并电化学地活化已通过功能发生器的自来水。

功能发生器将自来水转换成阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体。阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体能够单独地施加到待清洁和/或消毒的表面，或者，例如能够在车载设备上组合以形成组合的阳极电解液和阴极电解液EA液体并通过清洁头一起被分配。

图17显示了菲尔德等人的美国公开出版物No.2007/0186368A1公开的能够实现上述特征和/或方法中的一个或多个的移动式硬和/或软地板表面清洁器700的实例。图17是具有处于打开位置的盖的清洁器700的立体图。

在本实例中，清洁器700是清洁硬地板表面(例如混凝土、瓦、乙烯基物、水磨石等)所使用的后退式(walk-behind)清洁器。在其它实例中，清洁器700能够构造成骑乘的、可附接的、或牵引后退式清洁器，用于执行这里所述的清洁和/或消毒操作。在另一实例中，清洁器700能够适用于清洁软地板(例如地毯)，或者在又一实施例中适用于硬和软地板。清洁器700可包括通过车载电源(例如电池)或电线供电的电机。可选地，例如，能够单独使用内燃机系统，或与电机组合使用。

清洁器700通常包括基部702和盖704，其沿基部702的一侧通过铰链(未显示)连接，从而使得盖704能够朝上枢转以便提供进入基部702的内部的入口。基部702包括用于容纳待处理的并在清洁/消毒期间施加到地板表面的液体或主要清洁和/或消毒的液体成分(例如常规自来水)的箱706。可选地，例如，在容纳在箱706中之前，液体能够在车载或非车载式的清洁器700上被处理。此外，清洁器700包括电解单元708，其在施加液体到待清洁的地板之前处理该液体。例如，被处理的液体能够直接和/或通过清洁头710施加到地板。施加到地板的被处理的液体能够包括阳极电解液EA液体流、阴极电解液EA液体流、上述两者和阳极电解液和阴极电解液EA液体流和/或组合的阳极电解液和阴极电解液EA液体流。单元408能够包括离子选择膜或构造成没有离子选择膜。

菲尔德等人的美国公开出版物No.2007/0186368A1还公开能够单独使用或一起使用本文公开的各种结构元件和过程的其它结构。例如，菲尔德等人公开用于产生阳极电解液和阴极电解液EA液体的壁安装式平台。例如，能够利用本文中所描述的控制电压图案来控制该平台。

14.壁安装式平台

例如，图18显示根据实例性实施例的清洁液体发生器800的简化框图，该清洁液体发生器800安装到平台802上。平台802能够构造成安装或放置在地板、壁、工作台或其它表面上的设施中，用手握持、由操作员或车辆携带、附接到另一装置上(例如，由清洁或维护车或拖洗桶携带)、或携带在人身上等。在一个具体的实施例中，平台802安装到用于装载清洁装置(例如拖洗桶、移动式清洁机等)的、具有清洁和/或消毒液体的设施的壁上。

平台802包括用于接收来自源的液体(例如自来水)的入口803。可选地，例如，平台802能够包括用于保持待处理的液体的供给装置的箱。平台802还包括一个或多个电解单元804和控制电路806(例如上文描述的)。电解单元804能够具有本文描述的任何结构或任何其它合适的结构。平台802还能够包括任何其它装置或部件，例如但不局限于本文所描述的那些。

从电解单元804的输出装置开始的流路能够构造成通过出口808单独地分配阳极电解液EA液体和阴极电解液EA液体、和/或混合的阳极电解液和阴极电解液EA液体。例如，未使用的阳极电解液或阴极电解液能够引导到平台802上的废料箱中或引导到排水出口。在阳极电解液和阴极电解液EA液体都通过出口808分配的实施例中，出口能够具有多个独立的阳极电解液和阴极电解液端口和/或一个组合端口，该组合端口输送阴极电解液和阳极电解液的混合物，例如如上所述。此外，本文中的任何实施例能够包括一个或多个存储箱，用于容纳由电解单元产生的阳极电解液和/或阴极电解液液体。

在一个具体实施例中，电解单元804包括被至少一个离子选择膜分隔开的至少一个阳极和至少一个阴极，从而形成一个或多个阳极室和阴极室。例如，出口808具有独立的阳极电解液端口和阴极电解液端口，该阳极电解液端口和阴极电解液端口分别流体地连接到阳极室和阴极室，而没有任何流体阀门配置。控制电路806以参照图6在上文描述的电压图案给阳极和阴极通电，使得每个阳极电解液端口供给大致恒定的阳极电解液EA液体输出，并且每个阴极电解液端口供给大致恒定的阴极电解液EA液体输出。大致恒定的、相对正的电压施加到阳极，同时大致恒定的、相对负的电压施加到阴极。每个电压被周期性地、短暂地脉冲到相对的相反极性，以便驱除结垢沉积物。

如果阳极电极的数量不同于阴极电极的数量，例如阳极电极的数量与阴极电极的数量的比率为3∶2，或者如果阳极电极的表面面积不同于阴极电极的表面面积，然后能够以上述方式使用施加的电压图案，以便产生更大量的阳极电解液或阴极电解液，以便加强产生的液体的清洁或消毒特性。也能够使用其它比率。如果需要，平台802还能够包括开关或其它用户输入装置810，用于根据开关的状态操作控制电路，来选择性地转变施加到每个电极的电压图案，以便产生更大量的阳极电解液或阴极电解液。

15.全表面清洁器

图19是全表面清洁组件980的立体图，它在美国专利No.6,425,958中被更详细地说明。清洁组件980被修改成包括液体分配路径和控制电路，该液体分配路径具有一个或多个具有电极的电解单元，如本文中所述的，例如但不局限于参照图1所示或描述的，或者本文中描述的任何其它实施例。

例如，清洁组件980能够构造成输送一种或多种下面的液体到待清洁地板或可选地从待清洁地板回收一种或多种下面的液体：阳极电解液EA水、阴极电解液EA水、混合的阳极电解液和阴极电解液EA水、或其它带电的液体。例如，除了或在水之外的液体能够被使用。

例如，清洁组件980能够用于清洁公共厕所中的硬表面或具有至少一个硬表面的任何其它房间。清洁组件980包括清洁装置和与清洁装置一起使用的附件，用于清洁表面，例如美国专利No.6,425,958所述。清洁组件980包括外壳981、手柄982、轮子983、排水软管984和各种附件。这些附件能够包括具有伸缩和延伸的手柄986的地板刷985、两件双弯曲棍的第一件987和第二件988、和图19未显示的各种另外的附件，包括真空软管、鼓风机软管、喷射机软管、鼓风机软管喷嘴、喷射枪、涂刷器地板工具附接件、吞吐器(gulper)工具、和箱填充软管(其能够连接到组件980上的端口)。组件具有外壳，该外壳携带箱或可移除的液体容器和回收箱或可移除的回收液体容器。清洁组件980用于通过喷射器软管喷射清洁液体且到所述表面，来清洁表面。然后鼓风机软管用于吹干表面并且沿预定方向鼓吹表面上的流体。真空软管用于从表面吸走流体并把流体吸入到清洁装置980的回收箱中，由此清洁表面。与清洁组件980一起使用的真空软管、鼓风机软管、喷射机软管和其它附件能够用清洁装置980携带，以便于运输。

此外，与图8-16所示的实施例相似，图17-19所示或描述的任何设备能够包括定位在设备上的一个或多个指示器灯414和/或416(图7的框图所示)，以便在被电解单元404处理之前和/或处理之后照射液体自身。例如，当被点亮时，指示器灯产生可见波长范围内的光通量，该可见波长范围内的光通量是从设备外部的视点透过液体视觉可见的。例如，液体可以散射至少一部分光，给出一个视觉印象：液体自身被照射。在一个实施例中，设备包括包含液体的容器、腔管或其它元件，并且包括至少半透明的并定位成传输指示器414和/或416被点亮时所产生的光的至少一些的材料和/或部分。该容器、腔管或其它元件是从设备的外部至少部分地可见的。

16.用于图8-16所示的喷射瓶的控制电路

图20是显示根据本公开的示例性实例的用于控制图8-16所示的手持式喷射瓶500、500’内的各种部件的控制电路的框图。控制电路的主要部件包括微控制器1000、DC-至-DC转换器1004、和输出驱动器电路1006。

例如，如图16B所示，给各种部件的电力由瓶携带的电池组542供应。在一个具体的实例中，电池组542包括10个镍-金属氢化物电池，每个镍-金属氢化物电池具有大约1.2V的额定输出电压。这些电池串联连接，因此额定输出电压是约10V至12.5V，容量为大约1800毫安-小时。手触发器570、572(例如图8A和8B所示)选择性地施加来自电池组542的12V输出电压至调压器1003和DC-至-DC转换器1004。能够使用任何合适的调压器，例如来自Fairchild Semiconductor Corporation公司的LM7805调压器。在一个具体实例中，调压器1003提供5V输出电压，用于给控制电路内的各种电学部件供电。

DC-至-DC转换器1004产生将横跨电解单元552的电极施加的输出电压。为了实现通过电解单元获取的期望电流，利用微控制器控制转换器来增加或降低驱动电压。在一个具体的实例中，当泵550从容器510泵送水、经过单元552并从喷嘴508出去(图8A和8B)时，转换器1004在8V至28V(或更大)的范围之间增加或降低电压，以便实现通过大约400毫安的电解单元552所获取的电流。所需电压部分地取决于单元电极之间的水的导电率。

在一个具体的实例中，DC-至-DC转换器1004包括来自美国纽约Pelham的PICO Electronics，Inc.公司的A/SM系列表面安装转换器。在另一个实例中，转换器1004包括来自美国亚利桑那Phoenix的ONSemiconductor公司的NCP30641.5A增加/下降/转变切换调节器，其连接在升压应用中。在可选实施例中能够使用其它电路。

输出驱动器电路1006根据微控制器1000产生的控制信号选择性地转变施加到电解单元552的驱动电压的极性。例如，微控制器1000能够构造成以预定图案交替极性，例如参照图6所示和/或所描述的。输出驱动器1006还能够给泵550提供输出电压。可选地，例如，泵550能够接收直接地来自触发器开关570、572的输出装置的其的输出电压。

在一个具体的实例中，输出驱动器电路1006包括DRV8800全桥电机驱动器电路，该DRV8800全桥电机驱动器电路由美国Texas、Dallas的Texas Instruments Corporation公司销售。在可选实施例中能够使用其它电路。驱动器电路1006具有H-开关，该H-开关根据微控制器控制的电压图案驱动输出电压给电解单元552。H-开关还具有电流检测输出装置，该电流检测输出装置能够被微控制器使用，以便检测由单元552所获取的电流。检测电阻器R检测产生表示被检测的电流的电压，并作为反馈电压施加至微控制器1000。微控制器1000监控反馈电压并控制转换器1004，以输出合适的驱动电压用于保持期望的实际电流。

微控制器1000还监控反馈电压，以便证实电解单元552和/或泵550正适当地工作。如上所述，根据输出驱动器电路1006所检测的电流电平，微控制器1000能够操作LED 594和596。例如，根据检测到的电流电平是否高于或低于阈值电平或在范围内，微控制器1000能够关闭(或可选地，打开)一组LED 594和596中的一个或两个。

在一个具体的实施例中，微控制器1000能够包括任何合适的控制器，例如由美国明尼苏达ThiefRiver Falls的Digi-Key Corporation公司销售的MC9S08SH4CTG-ND微控制器。

在图20所示的实例中，电路的照射控制部分包括输出电阻器R1和R2、和第一“红色”LED控制支路(leg)，该第一“红色”LED控制支路由上拉电阻器R3、红色LED二极管D1-D4、和下拉晶体管Q1形成。微控制器1000具有第一控制输出装置，该第一控制输出装置通过打开和关闭晶体管Q1选择性地打开和关闭红色LED D1-D4。电路的照射控制部分还包括第二“绿色”LED控制支路(leg)，该第二“绿色”LED控制支路由上拉电阻器R4、绿色LED二极管D5-D8、和下拉晶体管Q2形成。微控制器1000具有第二控制输出装置，该第二控制输出装置通过打开和关闭晶体管Q2选择性地打开和关闭绿色LED D5-D8。

控制电路还包括控制头部1002，该控制头部1002提供输入，用于对微控制器1000重新编程。

在一个具体的实例中，元件1000，1002，1003，1004，1006，R1-R4，D1-D8和Q1-Q2驻留在电路板540上，如图16B所示。

此外，图20所示的控制电路能够包括充电电路(未图示)，该充电电路利用通过图8C所示的电源塞孔523接收的能量，给电池组542内的电池充电。

本文中描述的控制功能中的一个或多个能够以硬件、软件、固件等、或它们的组合来实现。这种软件、固件等存储在计算机可读介质上，例如存储器装置。能够使用任何计算机可读存储器装置，例如磁盘驱动器、固态驱动器、闪存、RAM、ROM、在集成电路上的一组寄存器等。

尽管已经参照一个或多个实施例说明了本发明的公开内容，但是本领域熟练技术人员认识到在不背离本公开和/或所附权利要求的精神和范围的情况下能够进行形式和细节上的变化。

Claims (20)

1.一种电解单元，包括：

阳极电极；和

阴极电极，其中阳极电极或阴极电极中的至少一个包括多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔具有第一尺寸，所述第二孔具有不同的第二尺寸。

2.根据权利要求1所述的电解单元，其中包括多个第一孔和多个第二孔的一组孔中的至少两个孔具有彼此不同的形状。

3.根据权利要求1所述的电解单元，其中包括多个第一孔和多个第二孔的一组孔中的至少三个孔具有彼此不同的形状。

4.根据权利要求1所述的电解单元，其中多个第一孔和多个第二孔具有多边形形状。

5.根据权利要求1所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个孔具有曲线围成的形状，该曲线围成的形状形成有至少一个弯曲边。

6.根据权利要求1所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个以规则的图案布置。

7.根据权利要求1所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个以不规则的图案布置。

8.根据权利要求1所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个孔具有多边形形状，所述多边形形状具有至少一个大于180度的内角。

9.根据权利要求1所述的电解单元，还包括离子选择膜，所述离子选择膜设置在阳极电极和阴极电极之间，并限定相应的阳极室和阴极室。

10.根据权利要求1所述的电解单元，其中阳极电极或阴极电极中的至少一个至少部分地由导电聚合物形成，所述导电聚合物的表面电阻率为10¹ohm/sq至10⁶ohm/sq。

11.一种电解单元，包括：

阳极电极；和

阴极电极，其中阳极电极或阴极电极中的至少一个包括多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔具有第一形状，所述第二孔具有不同的第二形状。

12.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少两个孔具有彼此不同的尺寸。

13.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔和多个第二孔具有多边形形状。

14.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔和多个第二孔具有曲线围成的形状，所述曲线围成的形状具有至少一个弯曲边。

15.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个以规则的图案布置。

16.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个以不规则的图案布置。

17.根据权利要求11所述的电解单元，其中多个第一孔或多个第二孔中的至少一个孔形成多边形，所述多边形具有至少一个大于180度的内角。

18.根据权利要求11所述的电解单元，其中阳极电极或阴极电极中的至少一个至少部分地由导电聚合物形成，所述导电聚合物的表面电阻率为10¹至10⁶ohm/sq。

19.一种方法，包括：使用包括阳极电极和阴极电极的电解单元来电解液体，所述阳极电极和阴极电极中的至少一个包括多个孔，其中多个孔中的至少两个具有彼此不同的尺寸和/或形状。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法包括：

将所述液体的第一部分导入包括阳极电极的阳极室中；

将所述液体的第二部分导入包括阴极的阴极室中，其中所述阴极室通过离子选择膜与所述阳极室隔离开；和

横跨阳极电极和阴极电极施加电压，以便电化学地活化所述液体的第一和第二部分。

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