專利名稱：用于電解電池的可丟棄式外盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解電池，更具體地，涉及具有陰極電解液儲液器的電解電池。
背景技術(shù)：
電解電池可用于生產(chǎn)各種化學(xué)品(例如，化合物和元素)。電解電池的一種應(yīng)用是生產(chǎn)臭氧。臭氧是病原體和細菌的有效殺手，并且已知它是一種有效的消毒劑。食品和藥物管理局(FDA)批準了使用臭氧作為用于食物接觸表面的防腐劑并且直接應(yīng)用于食品。因此，已經(jīng)使用電解電池來產(chǎn)生臭氧并將臭氧直接溶解到源水中，由此從該水中除去病原體和細菌。結(jié)果，電解電池已經(jīng)在瓶裝水產(chǎn)品的凈化和工業(yè)用水供應(yīng)方面得到了應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的說明性實施例涉及一種用于具有接口的電解電池的外盒。該外盒包括用于容納陰極電解液溶液的儲液器。該儲液器能夠以可拆卸方式與所述電池聯(lián)接。所述外盒還包括至少一個外盒端口，該至少一個外盒端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到所述電解電池上的接口。該外盒端口還構(gòu)造成當該外盒端口聯(lián)接到所述電解電池的接口時，使陰極電解液溶液在所述儲液器和所述電解電池之間循環(huán)。在所述外盒的另一個說明性實施例中，所述外盒用于具有陽極和殼體的電解電池。所述外盒包括陰極和用于容納陰極電解液溶液的儲液器。該儲液器被構(gòu)造成當所述電池在使用中并且該儲液器容納有陰極電解液溶液時，該儲液器向陰極提供陰極電解液溶液。所述外盒也具有端口，該端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池的所述殼體的接口。此外，當所述端口聯(lián)接到所述殼體的接口時，該電解電池的陰極與電解電池的陽極隔開。所述外盒的各個實施例也可以包括外盒出流端口，該外盒出流端口允許來自所述儲液器的陰極電解液溶液通過；以及外盒入流端口，該外盒入流端口允許陰極電解液溶液通過該外盒入流端口流到所述儲液器。一些實施例也可以包括至少一個閥，當所述外盒端口與所述電解電池的接口分離時，該至少一個閥防止陰極電解液溶液泄露。本發(fā)明的說明性實施例也涉及一種用于產(chǎn)生臭氧并將臭氧溶解到源水內(nèi)的設(shè)備。 所述設(shè)備包括形成有內(nèi)部空間的殼體和位于所述內(nèi)部空間中的電解電池。所述電池具有陰極、金剛石陽極、以及位于該陰極和金剛石陽極之間的膜。所述設(shè)備還包括外盒，該外盒具有用于容納陰極電解液溶液的儲液器。所述儲液器能夠以可拆卸方式聯(lián)接到所述電解電池。所述外盒還包括與所述儲液器處于流體連通的至少一個外盒端口。所述殼體具有接口， 該接口用于以可拆卸方式與所述至少一個外盒端口聯(lián)接。所述外盒端口和接口還構(gòu)造成使得陰極電解液溶液在所述儲液器和所述陰極之間循環(huán)。
在所述設(shè)備的示例性實施例中，所述外盒端口包括外盒出流端口，該外盒出流端口允許來自所述儲液器的陰極電解液溶液通過；以及外盒入流端口，該外盒入流端口允許述陰極電解液溶液通過該外盒入流端口流到所述儲液器。所述設(shè)備還可以包括所述接口上的對應(yīng)結(jié)構(gòu)。例如，所述接口可以包括陰極入流端口，該陰極入流端口與所述外盒出流端口處于流體連通，并且該陰極入流端口允許陰極電解液溶液從所述儲液器通過該陰極入流端口流到所述陰極。而且，所述接口還可以包括陰極出流端口，該陰極出流端口與所述外盒入流端口處于流體連通，并且該陰極出流端口允許陰極電解液溶液從所述陰極通過該陰極出流端口流到所述儲液器。在一些實施例中，所述接口還包括至少一個閥，當所述接口與外盒端口分離時，該至少一個閥防止陰極電解液溶液泄露。另外或替代地，所述外盒端口也包括至少一個閥，當外盒端口與所述接口分離時，該至少一個閥防止陰極電解液溶液泄露。在所述設(shè)備的另一個說明性實施例中，所述設(shè)備包括外盒和具有陽極的殼體。該外盒包括陰極和儲液器，該儲液器用于容納陰極電解液溶液并向所述陰極提供陰極電解液溶液。所述外盒具有端口，該端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到所述殼體的接口。當所述端口聯(lián)接到所述殼體的接口時，所述陰極與所述電解電池的陽極隔開。在其它示例性實施例中，所述設(shè)備的殼體包括陽極入流端口和陽極出流端口，從而源水流經(jīng)所述陽極入流端口而接觸所述陽極，然后流經(jīng)所述陽極出流端口。在本發(fā)明的各個實施例中，所述陽極從與所述陽極接觸的源水中產(chǎn)生臭氧，并將臭氧溶解在該源水中。 另外或替代地，所述設(shè)備包括至少一個閥，當所述外盒與所述殼體的接口分離時，該至少一個閥防止所述源水泄露。在上述外盒和設(shè)備的示例性實施例中，所述外盒或設(shè)備包括將所述陰極和所述陽極隔開的膜。在一些實施例中，所述電解電池包括所述膜。在其它實施例中，所述外盒包括所述膜。此外，在示例性實施例中，所述膜是固體質(zhì)子交換膜，所述膜在陰極和陽極之間提供質(zhì)子交換。在所述外盒和設(shè)備的其它示例性實施例中，陰極電解液溶液容納在儲液器中。在一些實施例中，所述陰極電解液溶液為固體的形式。例如，所述陰極電解液溶液可以為預(yù)混合粉末的形式。在上述外盒和設(shè)備的各個實施例中，所述儲液器包括疏水膜，所述疏水膜阻擋陰極電解液溶液，同時允許來自所述儲液器的氫氣通過。在上述外盒和設(shè)備的其它示例性實施例中，所述外盒或設(shè)備可以包括傳感器，該傳感器被構(gòu)造成用于監(jiān)控所述電解電池的性能。例如，該傳感器感測所述陰極電解液溶液的PH值、所述陰極電解液溶液的導(dǎo)電率、所述陰極電解液溶液的體積、以及所述電解電池的電力供應(yīng)中的電壓消耗(voltage draw) 0另外或替代地，本發(fā)明的實施例也可以包括指示器，該指示器用于指示何時需要更換所述外盒。


參照附圖，通過以下詳細描述將能更容易地理解本發(fā)明的前述特征，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電解電池和外盒的示意性圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電解電池的示意性分解視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒的示意性組裝視6
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒的示意性分解視圖；圖5包括根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電解電池和外盒的兩個示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒和電解電池的一個示意性組裝視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒和電解電池的另一個示意性組裝視圖；圖8A至8E示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例的、能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件的幾個實施例；圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒和電解電池；圖10示意性地示出了圖9的外盒的另一個視圖；圖11示意性地示出了圖9的電解電池的另一個視圖；圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒和電解電池；圖13示意性地示出了圖12的外盒的另一個視圖；圖14示意性地示出了圖12的電解電池的另一個視圖；圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的外盒和基座部分；圖16示意性地示出了圖15的外盒的另一個視圖；并且圖17示意性地示出了圖15的基座部分的另一個視圖。
具體實施例方式在這些說明性實施例中，電解電池從以可拆卸方式聯(lián)接的外盒中接收其陰極電解液溶液。該外盒可以具有用于容納陰極電解液溶液的儲液器；電池的部分，例如陰極；或者，該外盒可以具有儲液器和電池的部分這二者。下面將討論各個實施例的細節(jié)。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電解電池100的示意性圖示。電解電池100具有兩個電極陽極120和陰極122，該陰極122與所述陽極間隔開。為了形成臭氧，源水被提供給陽極120，并且，在向陰極122提供負電勢的同時，向該陽極提供正電勢。在電池100的陽極側(cè)，電勢差使水分子分解為1)氧氣和2、氫陽離子。該氧氣形成臭氧，該臭氧溶解到該源水內(nèi)。由于向陰極122提供的負電勢，所述氫陽離子被從電池100的陽極側(cè)拉到陰極側(cè)。 一旦到達電池100的陰極側(cè)，所述陽離子就形成氫氣泡123。在這個反應(yīng)期間，來自源水的水垢(例如，碳酸鈣)可能逐步堆積或沉積在陽極 120、陰極122或電池100的其它部件上。最后，如果如上文所述地確實堆積有水垢，則水垢會阻礙電池100內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)。此外，電解電池100內(nèi)的這種沉積可能會縮短電池的使用壽命，或者需要拆解并清潔其內(nèi)部部件，以恢復(fù)電池性能并有效產(chǎn)生諸如臭氧等的目標化學(xué)品。因此，在本發(fā)明的說明性實施例中，陰極電解液溶液110沿著陰極122的表面流動，以防止水垢堆積在陰極上，由此提高了電池效率。如果沒有該陰極電解液溶液110，則電解電池100的效率預(yù)計會降低。可以使用各種陰極電解液溶液中的任一種。在本發(fā)明的說明性實施例中，含有氯化鈉和檸檬酸的陰極電解液溶液Iio促進了陽離子從陽極120向陰極122的移動。氯化鈉和檸檬酸用于在不“阻塞”電解電池100的部件的情況下、“拉動”陽離子經(jīng)過陽極120、 陰極122和離子交換材料(例如，質(zhì)子交換膜)，從而有效減少了該電池內(nèi)的水垢沉積。此外，檸檬酸有助于通過與金屬離子發(fā)生反應(yīng)而形成檸檬酸鹽復(fù)合物來使軟水劑中使用的離子交換材料再生。這樣，檸檬酸使電池100的離子交換材料上積聚的金屬離子剝落。本發(fā)明的說明性實施例包括儲液器104(例如，儲箱或容器)，該儲液器104向陰極 122供應(yīng)陰極電解液溶液110。為了向電解電池100大量供應(yīng)陰極電解液溶液110，在本發(fā)明人已知的現(xiàn)有技術(shù)的電解電池中，電解電池被內(nèi)嵌為較大系統(tǒng)或處理設(shè)施的部分。當陰極電解液溶液110耗盡時，舊的陰極電解液溶液被替換為新的溶液。更換陰極電解液溶液 110的操作通常既臟又不方便。經(jīng)常需要專業(yè)人員來服務(wù)于這種系統(tǒng)，以確保正確的更換并減少麻煩。通常，并行地部署有備用組件(例如，電解質(zhì)儲箱和/或管道)，從而當對第一供應(yīng)進行維護時，陰極電解液溶液110的供應(yīng)可以切換到另一種供應(yīng)。在其它情況下，可以通過將源水的一部分通過管道提供給陰極來向陰極122供應(yīng)。不利的是，現(xiàn)有技術(shù)的這種策略會降低電池100的效率，因為源水可能含有雜質(zhì)而導(dǎo)致沉積和/或堆積在陰極的表面上。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使用容納有陰極電解液溶液110的、容易更換的外盒102，可以避免許多這類問題。本發(fā)明人意識到，使用這樣的外盒102的說明性實施例能夠1)減少電解電池100的復(fù)雜度；2)通常維持該電解電池的使用壽命；并且3)使得陰極電解液溶液110 的更換更人性化。因此，本發(fā)明的說明性實施例顯著延長了電解電池100的使用壽命，并且避免了需要專業(yè)人員干預(yù)的維修請求、電池更換和/或其它行為。本發(fā)明的說明性實施例使用簡單而容易更換的外盒102，該外盒102通過下述方式而有助于防止水垢和其它雜質(zhì)的沉積 即，從陰極122收集并去除了這些雜質(zhì)中的大部分。如上所述，電解電池100的說明性實施例包括陽極120和陰極122，以促進臭氧的形成。此電解電池100容納在具有接口 119(參見圖幻的殼體118(參見圖幻的內(nèi)部，該接口 119用于以可拆卸方式與外盒102聯(lián)接。外盒102包括儲液器104，該儲液器104具有限定內(nèi)部空間108(例如凹部)的壁106，以容納陰極電解液溶液100。為了與電池100交換流體，外盒102包括入流端口 112和出流端口 114，該入流端口 112、出流端口 114與儲液器104的內(nèi)部空間108流體連通。因此，殼體118上的接口 119以可拆卸方式與外盒端口 112,114聯(lián)接，從而這些端口和接口使得陰極122與儲液器104流體連通(參見圖5)。在電解電池100中，陽極120與陰極122隔開。為了便于質(zhì)子(例如，氫陽離子) 從陽極120移動到陰極122，在一些實施例中，使用固體膜來作為電解質(zhì)，并且該固體膜置于陽極120和陰極122之間(例如，質(zhì)子交換膜腫1)，諸如恥打011 )。另外，在某些情況下，膜136用作阻擋件，以將陰極122中的陰極電解液溶液110與陽極120中流動的源水隔離開。為了使膜136具有結(jié)構(gòu)完整性，該膜也可以包括支撐基體(未示出)。在一些實施例中，陽極120包括例如通過化學(xué)氣相沉積工藝沉積出的金剛石或金剛石層。該金剛石層使得能夠在源水供應(yīng)中形成臭氧。在一些情況下，該金剛石摻雜有硼， 硼進一步增強了該金剛石的臭氧形成性。對應(yīng)地，陰極122包括諸如鈦的導(dǎo)電材料。應(yīng)用于導(dǎo)電的鈦陰極122的負電勢將氫陽離子從電解電池100的陽極側(cè)向陰極側(cè)拉動。在一些實施例中，該導(dǎo)電材料可以是鍍鉬的，以提高其耐腐蝕性。陰極122也可以由延展的金屬網(wǎng)形成，該金屬網(wǎng)產(chǎn)生小的通道和/或孔，陰極電解液溶液110和反應(yīng)副產(chǎn)物可以穿過這些通道和/或孔。該延展的金屬網(wǎng)允許陰極122、陰極電解液溶液110和膜136之間的緊密接觸。殼體118或陽極120本身包括陽極入流端口 IM和陽極出流端口 126。管道1 向陽極120提供源水，使得該水流經(jīng)陽極入流端口 IM而接觸陽極120(例如，金剛石層)， 然后流經(jīng)陽極出流端口 126。隨著源水流過陽極120，水分子被分解并且氫陽離子被拉向陽極120，同時從余下的氧氣中產(chǎn)生臭氧。該臭氧直接溶解到所述水內(nèi)，并且開始殺滅細菌和病原體，由此對該水進行凈化。然后，處理后的水從陽極120經(jīng)過陽極出流端口 1 流入管道128內(nèi)，以例如用作飲用水。殼體118和/或陰極122本身包括陰極入流端口 130和陰極出流端口 132。外盒入流端口 112通過管道134而與陰極出流端口 132流體連通。以類似的方式，外盒出流端口 114通過管道134而與陰極入流端口 130流體連通。在這種布置結(jié)構(gòu)中，陰極電解液溶液110從儲液器104經(jīng)過外盒出流端口 114流入管道134內(nèi)。然后，陰極電解液溶液110 流經(jīng)陰極入流端口 130而接觸陰極122。以這種方式，把新鮮的陰極電解液溶液110供應(yīng)到陰極122。隨著陰極電解液溶液110流過陰極122，陰極電解液溶液110收集了通過電解質(zhì)反應(yīng)而產(chǎn)生的氫氣泡123。如上所述，本發(fā)明人相信，陰極電解液溶液110也有助于將陽離子“拉動”通過膜136，并且可以防止水垢堆積在陰極122上。受到消耗(或部分消耗)的陰極電解液溶液110然后通過陰極出流端口 132退出陰極122，流經(jīng)管道132和外盒入流端口 112，并流入陰極電解液儲液器104內(nèi)。以這種方式，這些端口 112、130、122、132被構(gòu)造成使得新鮮的陰極電解液溶液110從儲液器104循環(huán)到陰極122，而且，受到消耗的陰極電解液110從陰極循環(huán)回所述儲液器中。在一些實施例中，如圖3所示，外盒出流端口 114位于外盒入流端口 112下方，從而重力可以有助于將陰極電解液溶液110從儲液器104循環(huán)到陰極122內(nèi)，并然后循環(huán)回所述儲液器中。此外，陰極出流端口 132可以沿豎直方向置于陰極入流端口 130上方，并且，外盒入流端口 112可以位于所述陰極出流端口上方，從而，通過電解質(zhì)反應(yīng)而產(chǎn)生的有浮力的氫氣泡123自然會上升，穿過陰極出流端口 132并進入儲液器104內(nèi)。以這種方式， 所產(chǎn)生的有浮力的氫氣泡123驅(qū)使受到消耗的陰極電解液溶液110流入儲液器104內(nèi)，進而，新鮮的陰極電解液溶液在重力的作用下從儲液器104流入所述陰極中。然而，如果陰極 122水平地而不是豎直地部署，則氣泡123將從兩個端口 130、132退出，并且新鮮的陰極電解液溶液將不能有效到達陰極122，從而妨礙臭氧的產(chǎn)生。另外或替代地，可以使用泵來使受到消耗的陰極電解液溶液從陰極122流到儲液器104中，并幫助新鮮的陰極電解液溶液從所述儲液器流向陰極。隨著陰極電解液溶液110和氣泡123流入儲液器104內(nèi)，這些氣泡聚集在所述儲液器的頂部。為了從儲液器104中排出這些氣泡123，一些實施例在外盒中包括排氣口 116。 排氣口 116可以采用疏水材料作為排氣口介質(zhì)，但也可以使用其它材料。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在選擇排氣口介質(zhì)時應(yīng)考慮的幾個因素 排氣口介質(zhì)的孔尺寸； 排氣口介質(zhì)的表面積； 排氣口介質(zhì)的可濕性； 通過排氣口介質(zhì)的氫氣的氣體流速； 最大流體壓力(例如，陰極電解液溶液110施加給排氣口介質(zhì)的力)。例如，為了防止陰極電解液溶液110從排氣口 116泄漏，減小排氣口介質(zhì)的孔尺寸是有益的。然而，這種手段可能降低通過排氣口 116的氣體流速。如果氣體未能從儲液器 104中正確排出，則儲液器和/或陰極122將充滿氣體，由此妨礙臭氧的產(chǎn)生。不過，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用具有較大表面積的排氣口 116，仍然能夠提供可接受的氣體流速，因此，避免了妨礙臭氧的產(chǎn)生。此外，本發(fā)明的示例性實施例通過在儲液器104中收集雜質(zhì)(例如，碳酸鈣)來防止這些雜質(zhì)沉積在陰極122上。為此，在一些實施例中，儲液器104具有集液池構(gòu)造，其中， 凸脊或突出部高于外盒出流端口 114，從而，受到消耗的陰極電解液溶液110中的雜質(zhì)在重力的作用下沉淀在該端口周圍，而不會被掃向陰極122。替代地或另外，外盒出流端口 114 可以包括濾網(wǎng)或過濾器，使得雜質(zhì)不能從其流過而返回到陰極122。陰極電解液溶液110的循環(huán)流動持續(xù)進行，直到陰極電解液溶液110被耗光(即， 其溶質(zhì)的一些或全部被耗盡)。一旦耗盡，則陰極電解液溶液110被更換為新供應(yīng)的陰極電解液溶液。本發(fā)明的說明性實施例通過簡單地將外盒102與新的外盒102互換來便于更換陰極電解液溶液110。為此，在本發(fā)明的說明性實施例中，接口 119提供了能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件，以迅速而容易地更換外盒102。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在選擇接口 119時應(yīng)考慮的幾個因素 通過接口 119的流體阻力； 通過接口 119的氣泡123的移動； 更換外盒102時的容易性； 防止外盒102更換期間的溢出； 接口 119和外盒102的成本(例如，使用一次性材料)； 接口 119的可靠性(例如，該外盒應(yīng)當在其使用壽命期間保持正確安裝)； 在接口 119、外盒102和/或電池100中的各個部分之間的材料兼容性。如果通過接口 119的流體阻力太大，則陰極電解液溶液110向陰極122的流動可能不足。不利的是，這種不足的流動可能減少電解電池100中的臭氧的產(chǎn)量。而且，如果接口 119限制了氫氣從陰極122流出并限制其流入外盒102中(例如，接口 119具有阻礙物或尺寸太小)，則氫氣可能堆積在電池100的陰極并通過陰極端口 130、132退出。這將防止新鮮的陰極電解液溶液110向陰極122內(nèi)的循環(huán)流動，因此妨礙了臭氧的產(chǎn)生。本發(fā)明的說明性實施例避免了這樣的問題。在作為解決此問題的多種方式之一的、圖5、6和圖7所示的實施例中，接口 119包括兩個直角的彎頭121，流體通過這兩個彎頭121在外盒102和電池100之間流動。陰極入流端口 130和陰極出流端口 132位于這些彎頭的端部，并且分別與外盒出流端口 114和外盒入流端口 112流體連通。接口 119允許陰極電解液溶液110 從陰極122流到外盒102。圖5、6和圖7所示的示例性實施例液允許氫氣泡123利用重力而升起并流出陰極122。此外，如上所述，圖5所示的外盒102的示例性實施例易于安裝到電解電池100 上。為此，可以通過下述方式來安裝外盒102:將陰極端口 130、132與外盒端口 112、114對準，然后在外盒102上施加小的向下的力。而且，外盒102的示例性實施例能夠以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池100，因此，該外盒102易于裝卸且易于更換為另一個外盒。應(yīng)當在臭氧生成領(lǐng)域的語境中來理解上述術(shù)語“能夠以可拆卸方式聯(lián)接”。例如， 如果外盒通常必須被切斷、被迫與殼體分離或如果它需要比在此描述的外盒所需的最低“外行人員”培訓(xùn)更多的特殊培訓(xùn)，則本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將不認為該外盒“能夠以可拆卸方式聯(lián)接”到殼體。因此，與本發(fā)明人已知的現(xiàn)有技術(shù)的臭氧外盒作相比，需要少得多的時間和復(fù)雜度來更換的外盒應(yīng)當認為是“能夠以可拆卸方式聯(lián)接”。下面是應(yīng)能提供所期望的結(jié)果的、一些可能的可拆卸連接的匯總。圖8A示出一種能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件的說明性實施例。在這樣的實施例中，接口 119包括陽連接器802，該陽連接器的外徑表面上具有0形環(huán)凹槽804。布置在凹槽804內(nèi)的0形環(huán)806形成了凸升表面，來自外盒端口 112和114之一的陰連接器808 強制壓配合在該0形環(huán)806上(例如過盈配合)。陰連接器808可以包括相匹配的內(nèi)徑側(cè) 0形環(huán)凹槽810。因此，隨著陰連接器808強制壓配合在0形環(huán)806上，一旦0形環(huán)凹槽810 在陽連接器的0形環(huán)806上滑動，則它就“咬合”到位。這樣的“推壓鎖定”式連接器組件可以提供關(guān)于“外盒是否已正確安裝”的觸覺指示。換句話說，用戶施加一個力，當外盒102 正確咬合到位時，用戶會“感覺到”和/或“聽到”。圖8B示出了能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件的另一個說明性實施例。在此實施例中，沒有使用0形環(huán)806。而是，利用從陽連接器802的外徑表面延伸的一體式輪廓的突起812(例如，外凸肋)來代替所述0形環(huán)。陰連接器中的凹槽810在一體式輪廓的突起 812上鎖定到位。該一體式突起812可以位于陽連接器802的外徑表面上，或者位于陰連接器808的內(nèi)徑表面上(例如是內(nèi)凸肋)。在圖8C所示的示例性實施例中，陰連接器808不包括凹槽。而是，陰連接器808 是置于陽連接器802的外凸肋812上的柔性管。在一個替代實施例中，陽連接器802構(gòu)造成柔性管并強制壓配合在陰連接器808的內(nèi)凸肋上。凸肋812和所述柔性管之間的過盈配合將外盒102保持到位，并且密封了外盒102和電池100之間的流體連接。在電池100和外盒102之間施加足夠大的分離力將使陰極端口 130、132與外盒端口 112、114分離。圖8D示出了能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件的另一個實施例。在所示的此實施例中，電池100的接口 119可以包括至少一個倒鉤814，來自外盒端口 112和114之一的柔性管816(例如，軟管)強制壓配合在倒鉤814上?；蛘叻催^來，外盒端口 112和114可以包括倒鉤，來自接口 119的柔性管可以強制壓配合在該倒鉤上。在圖8E所示的另一個示例性實施例中，電池100的接口 119可以包括外螺紋連接件818，而來自外盒端口 112和114的連接件可以包括對應(yīng)的內(nèi)螺紋820，反之亦然。而且， 在圖8E所示的實施例中，陰連接器808包括轉(zhuǎn)環(huán)822，從而用戶能夠更容易地將內(nèi)螺紋820 緊固在外螺紋818上。應(yīng)強調(diào)的是，圖8A至圖8E所示的示例并非意圖涵蓋所有的可拆卸連接件。因此， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以使用任何數(shù)量的其它能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件。本發(fā)明的說明性實施例還旨在提供陰極電解液溶液110的迅速而容易的更換，而不使陰極電解液溶液從外盒102和/或陰極122中溢出。為了在更換期間將陰極電解液溶液110容納在儲液器104中，外盒102包括閥138(例如，止回閥和/或常閉閥)，以封閉該外盒入流端口 112和外盒出流端口 114(參見圖3和圖4)。另外或替代地，殼體118上的接口 119可以包括一個或多個閥139，以封閉該電解電池100的陰極入流端口 130和/或陰極出流端口 132(參見圖6和圖7)。當更換或重新填充外盒102時，位于陰極入流端口 130 和/或陰極出流端口 132中的閥防止了陰極122中的殘余流體泄露并隨后從電池100中溢出。閥138可以是常閉閥。換句話說，當連接或接合時，諸如彈簧等的機構(gòu)打開該閥并允許流體通過。然而，當未連接或未接合時，所述彈簧推動該閥以使其關(guān)閉，從而防止流體流動。 另外或替代地，閥138可以是止回閥，其僅允許流體沿一個方向流動。當流體開始沿錯誤方向流動時，該閥關(guān)閉并防止流體流動。這樣的止回閥可以布置成允許陰極電解液溶液110 在外盒102和電解電池100之間循環(huán)流動，但防止該陰極電解液溶液的逆向流動。在圖5中，閥138位于外盒102的外盒端口 112和114處。閥138是常閉閥，因此包括若干個彈簧，當端口 112、114與電池100斷開時，這些彈簧強制封閉該端口 112、114。 當連接到電池100時，這些彈簧被推回以允許外盒102和電池100之間的流體流動。當更換外盒102時，閥138有助于防止流體和流出物從外盒102中溢出。對于陰極122側(cè)來說， 當更換外盒102時，一部分陰極電解液溶液110保留在陰極122中。在一些實施例中，在陰極端口 130、132上未設(shè)置有閥，從而陰極電解液溶液110在重力的作用下從陰極入流端口 130中排出。但是，在其它實施例中，在陰極端口 130、132上設(shè)置有閥139(參見圖6和圖 7)，以防止或減少陰極電解液溶液110從陰極122的溢出。此外，接口 119、外盒102和電池 100可以設(shè)計成允許不同數(shù)量的流出物。例如，在工業(yè)場所中，從電解電池100流出幾盎司的流體是可以接受的，而對于針對消費者的應(yīng)用來說，僅流出幾滴可能就無法接受。在更具體的示例性實施例中，閥138與接口 119及外盒端口 112、114的能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件一體形成。在這一點上，本發(fā)明的說明書實施例可以例如使用由 Colder Products Company 公司提供的HFC系列的快速接頭，它們便于外盒的容易更換， 同時也防止了溢出。上述的電池和外盒裝置100、102僅是本發(fā)明的一個說明性實施例。其它的電池和外盒裝置100、102也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可以通過下述方式來省去管道134 將外盒入流端口 112與陰極出流端口 132直接對接，并將外盒出流端口 114與陰極入流端口 130 直接對接。因此，陰極電解液溶液110從儲液器104直接流入陰極122內(nèi)，反之亦然。在其它實施例中，在陰極122和儲液器104之間可以僅有一個端口。在這樣的實施例中，該端口的第一部分可專用于陰極電解液溶液110從儲液器104中流出，而該端口的第二部分可專用于陰極電解液溶液流入所述儲液器。在另外或替代的實施例中，陰極122可以布置或部分布置在儲液器104內(nèi)。在這一點上，圖9示出了本發(fā)明的替代說明性實施例。在此實施例中，不存在用于使陰極電解液溶液Iio在外盒102和電解電池100之間循環(huán)的管道134。而是，外盒出流端口 114直接連接到陰極入流端口 130，并且外盒入流端口 112直接連接到陰極出流端口 132。此外，外盒102相對于電解電池100水平地設(shè)置，而不是如圖3、4、5、6和圖7所示的那樣豎直地設(shè)置。在該水平地設(shè)置的實施例中，氫氣泡123的浮力使陰極電解液溶液110 在陰極122和儲液器104之間循環(huán)。圖9還更詳細地示出了電解電池100的陽極120、陰極122和膜136的構(gòu)造。電解電池100包括陽極入流端口 IM和陽極出流端口 126，從而，源水可以流經(jīng)并接觸陽極120。 雖然膜136通?？梢猿浞址乐龟帢O電解液向電池100的陽極側(cè)流動并充分防止水向電池 100的陰極側(cè)流動，但一些實施例還使用了密封墊片900(圖9)，以防止流體圍繞膜136的周界流動。圖10示出了具有密封墊片900的電解電池100的橫截面視圖，該密封墊片900 針對圍繞膜136的周界的流體提供了阻擋件。
圖9的電解電池100還包括與電引線904附接的電流擴展器902。電流擴展器902 是由與陽極120電接觸的導(dǎo)電材料(例如，鈦、銅或鋁)形成的片材或網(wǎng)。某些陽極122(例如摻雜有硼的金剛石)具有高的電阻。因此，當來自單個電連接件的電流越過該金剛石的整個區(qū)域時，存在著功率損失(和效率損失)。電流擴展器902限制了這樣的功率損失，因為它允許來自電引線904的電流在進入所述金剛石之前先通過低電阻導(dǎo)電材料。圖11示出了陽極120和電流擴展器902的橫截面視圖。陽極120包括兩個摻雜有硼的金剛石，它們的表面與電流擴展器902電接觸。以這種方式，使電流分布于每個金剛石的整個表面。
在圖3、4和圖9所示的實施例中，外盒102包括儲液器104并且以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池100。然而，外盒102的一些實施例不只是具有能夠以可拆卸方式聯(lián)接的儲液器。例如，圖12示出了既包括儲液器104又包括陰極122 的外盒102的實施例。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，既具有陰極122又具有陰極電解液儲液器104的外盒102具有幾個優(yōu)點。首先，該構(gòu)造是有益的，因為大部分水垢(如果有的話)形成在陰極122上，而陽極120較少受到水垢的影響，因此，更換陰極120能夠提高電池100的效率。因此，當耗光的儲液器104和受到腐蝕的陰極122被去除時，該儲液器104和陰極122被更換為無水垢的陰極122和新鮮的陰極電解液儲液器104。其次，陽極120通常比陰極122具有更長的使用壽命。因此，在保留陽極122的同時更換陰極122更好地利用了陽極的使用壽命。第三，某些陽極120由諸如金剛石等的昂貴材料形成。結(jié)果，保留電解電池100內(nèi)的陽極120可進一步提供成本降低。在圖12所示的實施例中，陰極122限定了儲液器104的一部分，由此，總是能夠接收到源自所述儲液器的新鮮的陰極電解液溶液110。外盒102也包括與陰極122相鄰的膜136。圖13提供了陰極122和膜136的橫截面視圖。包括該膜136 (例如，固體質(zhì)子交換膜)是有益的，因為在外盒更換期間，膜136能夠防止陰極電解液溶液110從陰極122 流出。在一些情況下，這種布置避免了需要用于防止陰極電解液溶液110外流的另外的閥。 然而，在其它實施例中，外盒102并不包括膜136。在這樣的實施例中，膜136可以保持附著于電解電池100，并且/或者，使用閥和/或諸如粘結(jié)片等的臨時阻擋件來將陰極電解液溶液110阻擋在儲液器104和陰極122內(nèi)。外盒102也包括端口 1200，該端口 1200能夠以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池100 的殼體118上的接口 1202。在圖12的實施例中，為了將外盒102緊固到電池100，該端口 1200包括兩個凸緣1204、1206，每個凸緣1204、1206各具有凹槽1205、1207，并且接口 1202 包括兩個閂鎖1208、1210。這兩個閂鎖1208、1210分別與端口 1200的兩個凹槽1205、1207 接合。以這種方式，端口 1200和接口 1202能夠以可拆卸方式聯(lián)接。為了防止水和陰極電解液溶液110在接口 1202和端口 1200之間泄漏，電解電池100也可包括密封墊片1212，當外盒102聯(lián)接到電解電池100時，該密封墊片1212壓靠在外盒102的端口 1200上。各種其它能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在一個特定的示例性實施例中，外盒102的端口 1200和電解電池100的接口 1202是圓形的。端口 1200包括圍繞該端口的周界的凸緣。該凸緣的內(nèi)徑表面包括內(nèi)螺紋，而接口 1202的外徑表面包括外螺紋。使用這樣的布置結(jié)構(gòu)，用戶可以將外盒102 “旋擰”到電解電池100的接口 1202 上。在各個其它示例性實施例中，所述能夠以可拆卸方式聯(lián)接的連接件可使用弓丨導(dǎo)件或引導(dǎo)指狀部，以在外盒102安裝到電解電池100時正確地對準并且/或支撐外盒102。一旦正確地對準，則鎖定機構(gòu)將外盒102牢牢地緊固并以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池100。例如，在一些情況下，該鎖定機構(gòu)是端口 1200與電解電池100的接口 1202之間的過盈配合 (例如壓配合)。在其它示例中，該鎖定機構(gòu)包括閂鎖、粘結(jié)劑、螺釘、搭鉤裝置和/或螺栓組件，其中的每一個均可用于將外盒102牢牢地緊固并以可拆卸方式聯(lián)接到電池100。在圖12的實施例中，為了在陰極122處建立必要的電勢，閂鎖1210之一向外盒 102提供電流。外盒102包括與陰極122聯(lián)接的電引線1214和位于凹槽1207上的電觸點 1216。當外盒102聯(lián)接到電解電池100并且該電池工作時，電流被施加到閂鎖1210，并且該閂鎖與凹槽1207中的電觸點1216接觸。然后，電流可以流經(jīng)電引線1214而到達陰極122。 以此方式，可以向外盒102的陰極122和其它電子相關(guān)功能件(例如，指示器、泵、顯示器或傳感器)提供電流。在陽極側(cè)，電流擴展器902和電引線904向陽極120提供電流。這種構(gòu)造在陽極120和陰極122之間形成了電池100產(chǎn)生臭氧所需的電勢。本發(fā)明的說明性實施例包括閥1216、1218，用于當外盒102與電解電池100分離時，該閥1216、1218防止源水溢出。電解電池100包括陽極入流端口 IM和陽極出流端口 126，從而源水能夠流經(jīng)并接觸陽極120。在圖12的實施例中，電解電池100包括閥1216、 1218，當外盒102分離時，該閥1216、1218防止源水從陽極120流出和流向陽極120。在一些實施例中，閥1216、1218是常閉閥，它們使用閥桿1220、1222而與外盒102接合。當外盒 102分離時，彈簧1224、12 迫使閥1216、1218閉合并防止源水流動。然而，當外盒102聯(lián)接到電解電池100時，該外盒推壓所述閥桿1220、1222，并由此打開閥1216、1218，從而源水能夠流向陽極120。當外盒102分離時，這種構(gòu)造防止源水溢出，但當外盒102聯(lián)接到電池 100時，這種構(gòu)造又允許源水流動。圖14提供了閥1216、1218及它們在電解電池100內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)的另一個視圖。圖15示出了本發(fā)明的另一個實施例，其中，外盒102包括儲液器104并且包括電解電池100的更多個關(guān)鍵部件(例如，陽極120、陰極122和膜136)。在這樣的實施例中， 外盒102構(gòu)造成能夠以可拆卸方式聯(lián)接到基座部分1500?；糠?500包括源水供應(yīng)。 另外，基座部分1500可以包括其它部件(例如，電源、顯示器、傳感器和指示器)。在一些實施例中，該基座部分1500可以是使用地應(yīng)用的一部分，例如家用電器和/或清潔設(shè)備(例如，洗衣機或強力洗滌設(shè)備)中的水管。圖15所示的實施例類似于圖12所示的實施例。因此，圖12所示的實施例的許多描述同樣適用于圖15所示的實施例，因此，在此將不再重復(fù)其描述。圖12的實施例與圖15的實施例之間的差別之一是在圖15的實施例中，陽極120 被包括在外盒102內(nèi)。外盒102也包括電流擴展器1502，用于使電流分布于陽極120。為了向陽極提供電勢，當基座部分1500上的第二閂鎖1208與外盒102接合時，該閂鎖向凹槽 1207上的電觸點1504提供電流。第二電引線1506把來自第二電觸點1504的電流提供給電流擴展器1502。以這種方式，從基座部分1500向陽極120提供電流。如上文參考圖12 所述的，另一個閂鎖1210向陰極122提供電流。這種構(gòu)造在陽極120和陰極122之間產(chǎn)生了必要的電勢。圖16提供了陽極120、陰極122、電流擴展器1502、膜136以及它們在外盒 102內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)。另外，在本發(fā)明的一些實施例中，基座部分1500包括突起1508或一系列突起(例如凸肋)，當外盒102聯(lián)接到基座部分1500時，所述突起支撐陽極120。這些突起1508允許源水流經(jīng)它們并接觸陽極120。圖17提供了突起1508以及它們在基座部分1500中的布置結(jié)構(gòu)的另一個視圖。外盒102的說明性實施例使用與陰極電解液溶液110、臭氧和電解質(zhì)反應(yīng)的副產(chǎn)物相容的材料。例如，臭氧或其它腐蝕性化學(xué)品的一小部分可能越過膜136并流入外盒102 的儲液器104內(nèi)。因此，在一些實施例中，外盒102應(yīng)當由能夠耐受這些化學(xué)品的腐蝕效應(yīng)的材料(例如，金屬和陶瓷)構(gòu)成。另一方面，外盒102的使用壽命和可丟棄性也可能是一種因素。利用廉價材料的低成本和/或在腐蝕成為問題之前就更換外盒，可以減少當暴露于腐蝕性化學(xué)品時就受到腐蝕的外盒材料(例如，塑料和聚合物)的使用。換句話說，當選擇材料時，應(yīng)當考慮外盒102的期望使用期限。在一些實施例中，儲液器104容納有液體形式的陰極電解液溶液110。換句話說， 陰極電解液溶液110包括溶解在水中的化學(xué)溶質(zhì)，例如氯化鈉、氯化鉀、檸檬酸、醋酸和/或其它弱酸(例如，按照重量計，溶質(zhì)占溶液的8.3%)。然而，由于水的重量過大，包含液體形式的陰極電解液溶液110的外盒102的運輸和安裝可能既昂貴又困難。因此，在本發(fā)明的其它實施例中，溶質(zhì)以干態(tài)(dry)的形式存在于儲液器104中。在儲液器104中存在有預(yù)定量的溶質(zhì)，以在與水混合時產(chǎn)生具有預(yù)定濃度的溶液。一旦安裝了外盒102，則用戶可以簡單地加水以溶解該溶質(zhì)并產(chǎn)生適當?shù)年帢O電解液溶液110。用戶可以手動加水，或在其它實施例中，可以通過補充供應(yīng)閥144(例如，電磁閥，參見圖1)來自動加水。該補充供應(yīng)閥144也可以用于釋放電解電池100中的壓力和/或使儲液器104中的陰極電解液溶液 110的量趨于穩(wěn)定。在一些實施例中，外盒102可以不提供有溶質(zhì)。在這種情況下，用戶向儲液器104加入陰極電解液溶液110，或者向該儲液器加入預(yù)混合的粉末狀溶質(zhì)并然后加入預(yù)定量的水。該水可以手動加入或自動注入儲液器104內(nèi)(例如，經(jīng)由電磁閥)。在其它實施例中，可以加入固體形式的溶質(zhì)(例如，塊狀或片狀)?？梢允褂妙A(yù)定劑量的溶質(zhì)作為單一固體來預(yù)制該固體。用戶可以將該固體加入儲液器104內(nèi)，以避免需要處理粉末形式的溶質(zhì)或液體形式的陰極電解液溶液110。在本發(fā)明的其它說明性實施例中，可以有用于支撐(并且能夠以可拆卸方式聯(lián)接到)單個電解電池100的多個上述的外盒102。具有多個外盒102的布置結(jié)構(gòu)可以提供備份，這允許在電池100不停止工作的情況下更換一個或多個外盒。在其它實施例中，可以有用于支撐(并且能夠以可拆卸方式聯(lián)接到)多個電解電池100的單個外盒102。該單個外盒102可以對產(chǎn)生各種臭氧輸出水平并且/或被投入到不同水循環(huán)網(wǎng)絡(luò)中的多個電池100 進行支撐。在又一個實施例中，單個電解電池100包括多個不同的能夠以可拆卸方式聯(lián)接的外盒102。例如，具有儲液器104的第一外盒能夠以可拆卸方式聯(lián)接到具有陰極122的第二外盒。該第二外盒繼又能夠以可拆卸方式聯(lián)接到電解電池100。這種構(gòu)造允許在不同的時間區(qū)段更換儲液器104和陰極122。本發(fā)明的說明性實施例還可以包括指示器，該指示器用于在陰極電解液溶液110 耗盡和/或接近于耗盡時進行指示。該指示器可以是燈或諸如LCD的顯示裝置。在一些情況下，該指示器可以在陰極電解液溶液110耗盡時自動切斷該電池100的供電。該指示器可以由一個傳感器140(或多個傳感器)(參見圖1)觸發(fā)，該傳感器140通過測量特定的變量來監(jiān)控電解電池100的性能，這些變量例如是儲液器104中的陰極電解液溶液110 WpH值、陰極電解液溶液110的導(dǎo)電率、以及該陰極電解液溶液的體積(例如，儲液器中的陰極電解液溶液的液位高度)。該PH值、體積和導(dǎo)電率傳感器140可以置于外盒102的儲液器 104中，或者在其它實施例中，所述pH和導(dǎo)電率傳感器可以位于陰極122處。另外或替代地，在一些實施例中，傳感器140可以是電壓計，它測量該電解電池100的電壓消耗。在恒流時，隨著水垢堆積在陰極122上，電解電池100的電壓消耗增大。當電壓達到特定值時， 所述指示器可以指示已經(jīng)到了更換陰極電解液溶液110、陰極122和/或陽極120的時候。 在其它實施例中，傳感器140測量由電池100產(chǎn)生的臭氧的量，并且在已經(jīng)產(chǎn)生了特定的量之后，傳感器140指示需要更換外盒102或快要更換外盒102 了?？梢越Y(jié)合使用這些變量中的一部分或全部，以確定何時需要更換陰極電解液溶液110。本發(fā)明的說明性實施例可以包括微處理器142，以控制電池的各種行為和變量 (參見圖1)。例如，微處理器142可用于監(jiān)控來自傳感器140的測量值，并監(jiān)控電池性能的其它參數(shù)，例如源水流速、源水溫度、源水水壓、以及陰極電解液溶液110的流速、陰極電解液溶液的壓力和陰極電解液溶液的溫度。微處理器142可基于這些測量值來執(zhí)行特定行為。例如，微處理器142可以打開或關(guān)閉電磁閥144，以便減輕壓力或加水以進一步稀釋陰極電解液溶液110。微處理器142也可以跟蹤總的通電時間，并且在可變輸出系統(tǒng)的情況下，跟蹤總的加電時間的歷史記錄和工作周期(例如，以全功率每周接通一個小時、以1/2 功率每周接通2個小時等)。在一些實施例中，可以利用算法來對微處理器142進行編程， 以基于電池100先前的特性、運行狀況和/或匯總的總通電時間來預(yù)測何時需要更換外盒。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的多個示例性實施例，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的真實范圍的情況下，可以進行能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點的各種改變和修改。
1權(quán)利要求
1.一種用于具有接口的電解電池的外盒，所述外盒包括儲液器，所述儲液器被構(gòu)造成用于容納陰極電解液溶液，并且所述儲液器能夠以可拆卸方式與所述電池聯(lián)接；以及至少一個外盒端口，所述至少一個外盒端口以可拆卸方式與所述電解電池的接口聯(lián)接，所述端口被構(gòu)造成使得當所述外盒端口聯(lián)接到所述電解電池的接口時，陰極電解液溶液在所述儲液器和所述電解電池之間循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外盒，還包括容納在所述儲液器內(nèi)的陰極電解液溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外盒，其中，所述至少一個外盒端口包括外盒出流端口，所述外盒出流端口被構(gòu)造成允許來自所述儲液器的所述陰極電解液溶液通過；以及外盒入流端口，所述外盒入流端口被構(gòu)造成允許所述陰極電解液溶液通過所述外盒入流端口流到所述儲液器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外盒，其中，所述外盒端口還包括至少一個閥，當所述外盒端口與所述接口分離時，所述至少一個閥防止所述陰極電解液溶液泄露。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外盒，其中，所述儲液器包括疏水膜，所述疏水膜阻擋所述陰極電解液溶液，同時允許來自所述儲液器的氫氣通過。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外盒，其中，所述陰極電解液溶液為固體的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外盒，其中，所述陰極電解液溶液為預(yù)混合粉末的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外盒，還包括指示器，所述指示器用于指示何時需要更換所述外盒。
9.一種用于產(chǎn)生臭氧并將臭氧溶解到源水內(nèi)的設(shè)備，所述設(shè)備包括殼體，所述殼體形成有內(nèi)部空間；電解電池，所述電解電池位于所述內(nèi)部空間中，所述電池具有陰極、金剛石陽極、以及位于所述陰極和所述金剛石陽極之間的膜；以及外盒，所述外盒包括儲液器，所述儲液器用于容納陰極電解液溶液，并且所述儲液器能夠以可拆卸方式與所述電池聯(lián)接；以及至少一個外盒端口，所述至少一個外盒端口與所述儲液器處于流體連通；所述殼體具有接口，所述接口用于以可拆卸方式與所述至少一個外盒端口聯(lián)接，所述至少一個外盒端口和所述接口被構(gòu)造成使得陰極電解液溶液在所述儲液器和所述陰極之間循環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述至少一個外盒端口包括外盒出流端口，所述外盒出流端口被構(gòu)造成允許來自所述儲液器的所述陰極電解液溶液通過；以及外盒入流端口，所述外盒入流端口被構(gòu)造成允許所述陰極電解液溶液通過所述外盒入流端口流到所述儲液器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述接口包括陰極入流端口，所述陰極入流端口被構(gòu)造成與所述外盒出流端口處于流體連通，并且允許所述陰極電解液溶液從所述儲液器通過所述陰極入流端口流到所述陰極；以及陰極出流端口，所述陰極出流端口被構(gòu)造成與所述外盒入流端口處于流體連通，并且允許所述陰極電解液溶液從所述陰極通過所述陰極出流端口流到所述儲液器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述接口還包括至少一個閥，當所述接口與所述外盒端口分離時，所述至少一個閥防止所述陰極電解液溶液泄露。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述外盒端口還包括至少一個閥，當所述外盒端口與所述接口分離時，所述至少一個閥防止所述陰極電解液溶液泄露。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述儲液器包括疏水膜，所述疏水膜將所述陰極電解液溶液阻擋在所述儲液器中，同時允許來自所述儲液器的氫氣通過。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述陰極電解液溶液容納在所述儲液器中并且為固體的形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述陰極電解液溶液為預(yù)混合粉末的形式。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述殼體包括陽極入流端口和陽極出流端口， 從而所述源水流經(jīng)所述陽極入流端口而接觸所述金剛石陽極，然后流經(jīng)所述陽極出流端
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述金剛石陽極從與所述金剛石陽極接觸的所述源水中產(chǎn)生臭氧，并將所述臭氧溶解在所述源水中。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述膜是固體質(zhì)子交換膜，所述膜在所述陰極和所述陽極之間提供質(zhì)子交換。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括傳感器，所述傳感器被構(gòu)造成用于監(jiān)控所述電解電池的性能。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述傳感器感測如下項中的至少一個所述陰極電解液溶液的PH值、所述陰極電解液溶液的導(dǎo)電率、所述陰極電解液溶液的體積、以及所述電解電池的電力供應(yīng)中的電壓消耗。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括指示器，所述指示器用于指示何時需要更換所述外盒。
23.一種用于具有陽極的電解電池的外盒，所述外盒與殼體一起使用，所述外盒包括陰極；以及儲液器，所述儲液器用于容納陰極電解液溶液并且構(gòu)造成當所述儲液器容納有所述陰極電解液溶液時，所述儲液器在使用期間向所述陰極提供所述陰極電解液溶液；所述外盒具有端口，所述端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到所述殼體的接口，當所述端口聯(lián)接到所述殼體的接口時，所述陰極與所述電解電池的陽極隔開。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的外盒，其中，所述儲液器包括疏水膜，所述疏水膜阻擋所述陰極電解液溶液，同時允許來自所述儲液器的氫氣通過。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的外盒，其中，所述陰極電解液溶液容納在所述儲液器內(nèi)并且為固體的形式。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的外盒，其中，所述陰極電解液溶液為預(yù)混合粉末的形式。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的外盒，還包括指示器，所述指示器用于指示何時需要更換所述外盒。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的外盒，還包括膜，當所述外盒聯(lián)接到所述殼體的接口時，所述膜將所述外盒的陰極與所述電解電池的陽極隔開。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的外盒，其中，所述膜是固體質(zhì)子交換膜，所述膜在所述陰極和所述陽極之間提供質(zhì)子交換。
30.一種用于產(chǎn)生臭氧并將臭氧溶解到源水內(nèi)的設(shè)備，所述設(shè)備包括 殼體，所述殼體具有陽極；以及外盒，所述外盒包括 陰極；儲液器，所述儲液器用于容納陰極電解液溶液，并且構(gòu)造成向所述陰極提供所述陰極電解液溶液；所述外盒具有端口，所述端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到所述殼體的接口，當所述端口聯(lián)接到所述殼體的接口時，所述陰極與所述電解電池的陽極隔開。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述外盒包括膜，當所述外盒聯(lián)接到所述殼體的接口時，所述膜將所述外盒的陰極與所述電解電池的陽極隔開。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中，所述膜是固體質(zhì)子交換膜，所述膜在所述陰極和所述陽極之間提供質(zhì)子交換。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述儲液器包括疏水膜，所述疏水膜將所述陰極電解液溶液阻擋在所述儲液器中，同時允許來自所述儲液器的氫氣通過。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述陰極電解液溶液容納在所述儲液器中并且為固體的形式。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述陰極電解液溶液為預(yù)混合粉末的形式。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述殼體包括陽極入流端口和陽極出流端口， 從而所述源水流經(jīng)所述陽極入流端口而接觸所述陽極，然后流經(jīng)所述陽極出流端口。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，所述陽極從與所述陽極接觸的所述源水中產(chǎn)生臭氧，并將所述臭氧溶解在所述源水中。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，所述殼體包括至少一個閥，當所述外盒與所述殼體上的接口分離時，所述至少一個閥防止所述源水泄露。
39.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，還包括指示器，所述指示器用于指示何時需要更換所述外盒。
全文摘要
本發(fā)明的說明性實施例涉及一種用于具有接口的電解電池的外盒。該外盒包括儲液器，該儲液器用于容納陰極電解液溶液。該儲液器能夠以可拆卸方式與所述電池聯(lián)接。該儲液器還包括至少一個外盒端口，該至少一個外盒端口能夠以可拆卸方式聯(lián)接到該電解電池上的接口。該外盒的所述端口還構(gòu)造成使得當所述外盒端口聯(lián)接到電解電池的所述接口時，陰極電解液溶液在所述儲液器和電解電池之間循環(huán)。
文檔編號C25B1/13GK102439200SQ201080019143
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者卡爾·戴維·盧茨, 威廉姆·J·約斯特三世, 羅伯特·M·格恩科 申請人:電解臭氧公司