特許 5913595 オゾン化水を生じさせて送り出すハブと取り外し可能なカートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5913595

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】オゾン化水を生じさせて送り出すハブと取り外し可能なカートリッジ

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/46 20060101AFI20160414BHJP

   C01B 13/10 20060101ALI20160414BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/46 Z

   C01B13/10 D

【請求項の数】14

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-529914(P2014-529914)

(86)(22)【出願日】2012年9月7日

(65)【公表番号】特表2014-529506(P2014-529506A)

(43)【公表日】2014年11月13日

(86)【国際出願番号】US2012054267

(87)【国際公開番号】WO2013036838

(87)【国際公開日】20130314

【審査請求日】2014年5月7日

(31)【優先権主張番号】61/531,839

(32)【優先日】2011年9月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513138038

【氏名又は名称】エレクトロリティック、オゾン、インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＣＴＲＯＬＹＴＩＣ ＯＺＯＮＥ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103609

【弁理士】

【氏名又は名称】井野 砂里

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123630

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】ルッツ カール デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ブース ジェフリー ディー

(72)【発明者】

【氏名】ブードロー ドナルド ジェイ

(72)【発明者】

【氏名】ローダー ニコラス アール

(72)【発明者】

【氏名】ザッリン オッセン

(72)【発明者】

【氏名】ロスター ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】フェデリコ リチャード エイ

(72)【発明者】

【氏名】アリーナ ブライアン

【審査官】 手島 理

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０７２３８２７８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５１−０５２６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３８１９３２９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４６３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２８２１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１６８３８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させる装置であって、前記装置は、
源水を受け入れる水入口、オゾン化水を放出する水出口及び前記水入口と前記水出口との間のインターフェースを備えたハブと、
前記源水をオゾン化する電解槽を含むカートリッジとを有し、前記電解槽は、カソード、ダイヤモンドから成るアノード及び前記カソードと前記アノードとの間に設けられた陽子交換メンブレンを有し、前記電解槽は、源水を前記カソードと前記アノードの両方に流通させるよう構成され、前記カートリッジは、前記ハブに設けられたインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを更に有し、
前記少なくとも１つのカートリッジポートと前記インターフェースは、源水を前記ハブから前記電解槽中に流すと共にオゾン化水を前記電解槽から前記ハブ中に流すよう構成されている、装置。

【請求項2】

前記装置を通る水の流量の関数として前記電解槽への電力を制御する電力制御システムを更に有する、請求項１記載の装置。

【請求項3】

前記電力制御システムは、前記装置を通る源水の流量をモニタするよう構成された流量モニタ要素と、前記流量モニタ要素によって検出された前記装置を通る源水の流量に基づいて前記電解槽への電力を制御するよう構成された少なくとも１つの電子コンポーネントとを含む、請求項２記載の装置。

【請求項4】

前記電力制御システムは、前記装置を通る源水の流量が既定のしきい値以下になると、前記電解槽への電力を切るよう構成されている、請求項２又は３記載の装置。

【請求項5】

前記流量モニタ要素は、フロースイッチから成る、請求項３記載の装置。

【請求項6】

前記流量モニタ要素は、流量計から成る、請求項３記載の装置。

【請求項7】

前記電力制御システムは、前記電解槽に供給される電力が前記装置を通る源水の流量と比例して変化するよう構成されている、請求項２〜６のうち何れか１に記載の装置。

【請求項8】

前記ハブ及び前記カートリッジのうちの少なくとも一方は、ユーザに警告する標識を更に有し、
少なくとも１つの電子コンポーネントが前記標識と連絡状態にあり、前記少なくとも１つの電子コンポーネントは、前記カートリッジが交換を必要とする時期を決定するよう構成され、前記少なくとも１つの電子コンポーネントは、更に、前記カートリッジが交換を必要としたときに前記標識を作動させるよう構成されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の装置。

【請求項9】

前記標識は、視覚標識である、請求項８記載の装置。

【請求項10】

前記標識は、聴覚標識である、請求項８記載の装置。

【請求項11】

前記少なくとも１つの電子コンポーネントは、前記電解槽の両端間のインピーダンスが既定のしきい値に合致し又はこれを超えたときに前記カートリッジが交換を必要としていると判定するよう構成されている、請求項８記載の装置。

【請求項12】

前記ハブ及び前記カートリッジのうちの少なくとも一方は、前記カートリッジを通る源水の流量をモニタするよう構成された流量計を有し、前記流量計は、前記少なくとも１つの電子コンポーネントと連絡状態にあり、
前記少なくとも１つの電子コンポーネントは、前記カートリッジを通る源水の全流量が既定のしきい値に合致し又はこれを超えたときに前記カートリッジが交換を必要としていると判定するよう構成されている、請求項８記載の装置。

【請求項13】

前記ハブは、
カートリッジが前記インターフェースに結合されているかどうかを判定する論理を更に有する、請求項８〜１２のうちいずれか一に記載の装置。

【請求項14】

前記論理は、前記カートリッジが前記インターフェースに結合されたときに前記インターフェースに結合されたカートリッジの形式を判別する論理を更に含む、請求項１３記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解槽に関し、特に、オゾンを発生させる電解槽に関する。

【0002】

〔関連出願の説明〕
本願は、２０１１年９月７日に出願された米国特許仮出願第６１／５３１，８３９号（発明の名称：Hub and Removable Cartridge for Producting and Delivering Ozonated Water）の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。

【背景技術】

【0003】

電解槽は、種々の化学物質、例えば化合物や元素を生じさせるために今日広く用いられている。例えば、電解槽は、通常、オゾン、病原体及び細菌の効果的なキラー及びその結果としての有効な消毒薬を発生させる。米国食品薬品局は、食品接触面や食品への直接的な利用のための殺菌剤としてオゾンの使用を認可した。したがって、今日使用されている多様な電解槽がオゾンを発生させてこれを源水中に直接溶解させ、かくして水から病原体や細菌を除く。これにより、消毒用化学物質、例えば塩素を不潔な水の中に直接溶解させる必要性が軽減される。

【発明の概要】

【0004】

本発明の第１の実施形態では、水をオゾン化する交換可能なカートリッジであって、カートリッジは、ハブとインターフェースするよう構成され、カートリッジは、カートリッジハウジングと、ハウジング内に設けられていて、アノード及びカソードを備えた電解槽と、電解槽に流体結合された水入口と、オゾン化水出口と、中心軸線及び少なくとも１つのねじ山を備えたネックとを有し、少なくとも１つのねじ山は、多段プロフィールを有し、多段プロフィールは、第１の半径方向寸法を備えた第１の隆起条と、第２の半径方向寸法を備えた第２の隆起条とを含み、第２の寸法は、第１の寸法よりも大きく、第２の寸法部は、ハブに設けられた対向要素に回転的に係合するよう構成されていることを特徴とする交換可能なカートリッジが提供される。

【0005】

幾つかの実施形態では、ネックは、少なくとも１つの半径方向端子を更に有し、少なくとも１つの半径方向端子は、第１の隆起条を貫通してアノード及びカソードのうちの一方の電気的に結合される。

【0006】

幾つかの実施形態では、カートリッジは、ハブに密封的に係合するよう構成された少なくとも１つの密封要素を更に有し、密封要素、少なくとも１つのねじ山及び少なくとも１つの半径方向端子は、密封要素がハブに係合した後に少なくとも１つの半径方向端子がハブに設けられた対向端子に係合するよう構成されている。

【0007】

別の実施形態では、オゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させる装置が源水を受け入れる水入口、オゾン化水を放出する水出口及び水入口と水出口との間のインターフェースを備えたハブと、源水をオゾン化する電解槽を含むカートリッジとを有し、電解槽は、カソード、アノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、電解槽は、源水をカソードとアノードの両方に流通させるよう構成され、カートリッジは、ハブに設けられたインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを更に有し、少なくとも１つのカートリッジポートとインターフェースは、源水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成されている。

【0008】

別の実施形態では、インターフェースを備えたハブに取り外し可能に結合するカートリッジが源水をオゾン化する電解槽を有し、電解槽は、カソード、ダイヤモンドから成るアノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、電解槽は、源水をカソードとアノードの両方に流通させるよう構成され、カートリッジは、ハブのインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを更に有し、少なくとも１つのカートリッジポートは、水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成されている。

【0009】

幾つかの実施形態は、源水が電解槽に入る前に源水を濾過するよう配置されたフィルタを更に有する。

【0010】

別の実施形態では、インターフェースを備えたハブに取り外し可能に結合するカートリッジが源水をオゾン化する電解槽を有し、電解槽は、カソード、ダイヤモンドから成るアノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、電解槽は、源水をカソードとアノードの両方に流通させるよう構成され、カートリッジは、源水が電解槽に入る前に源水を濾過するよう配置されたフィルタと、ハブのインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートとを更に有し、少なくとも１つのカートリッジポートは、水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成されている。

【0011】

別の実施形態では、オゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させる装置が源水を受け入れる水入口、オゾン化水を放出する水出口及び水入口と水出口との間のインターフェースを備えたハブと、源水をオゾン化する電解槽及びハブに設けられたインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを含むカートリッジとを有し、電解槽は、カソード、アノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、少なくとも１つのカートリッジポートとインターフェースは、源水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成され、装置は、装置を通る水の流量の関数として電解槽への電力を制御する電力制御システムを更に有する。

【0012】

幾つかの実施形態では、電力制御システムは、装置を通る源水の流量をモニタするよう構成された流量モニタ要素と、流量モニタ要素によって検出された装置を通る源水の流量に基づいて電解槽への電力を制御するよう構成された少なくとも１つの電子コンポーネントとを含む。

【0013】

幾つかの実施形態では、電力制御システムは、装置を通る源水の流量が既定のしきい値以下になると、電解槽への電力を切るよう構成されている。

【0014】

幾つかの実施形態では、流量モニタ要素は、フロースイッチを含み、他方、幾つかの実施形態では、流量モニタ要素は、流量計を含む。

【0015】

幾つかの実施形態では、電力制御システムは、電解槽に供給される電力が装置を通る源水の流量と比例して変化するよう構成されている。

【0016】

別の実施形態では、オゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させる装置が源水を受け入れる水入口、オゾン化水を放出する水出口及び水入口と水出口との間のインターフェースを備えたハブと、源水をオゾン化する電解槽及びハブに設けられたインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを含むカートリッジとを有し、電解槽は、カソード、アノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、少なくとも１つのカートリッジポートとインターフェースは、源水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成され、ハブ及びカートリッジのうちの少なくとも一方は、ユーザに警告する標識を更に有し、少なくとも１つの電子コンポーネントが標識と連絡状態にあり、少なくとも１つの電子コンポーネントは、カートリッジが交換を必要とする時期を決定するよう構成され、少なくとも１つの電子コンポーネントは、更に、カートリッジが交換を必要としたときに標識を作動させるよう構成されている。

【0017】

幾つかの実施形態では、標識は、視覚標識であり、他方、幾つかの実施形態では、標識は、聴覚標識である。

【0018】

幾つかの実施形態では、少なくとも１つの電子コンポーネントは、電解槽の両端間のインピーダンスが既定のしきい値に合致し又はこれを超えたときにカートリッジが交換を必要としていると判定するよう構成されている。

【0019】

幾つかの実施形態では、ハブ及びカートリッジのうちの少なくとも一方は、カートリッジを通る源水の流量をモニタするよう構成された流量計を有し、流量計は、少なくとも１つの電子コンポーネントと連絡状態にあり、少なくとも１つの電子コンポーネントは、カートリッジを通る源水の全流量が既定のしきい値に合致し又はこれを超えたときにカートリッジが交換を必要としていると判定するよう構成されている。

【0020】

別の実施形態では、インターフェースを備えたハブに取り外し可能に結合するカートリッジが源水をオゾン化する電解槽を有し、電解槽は、カソード、ダイヤモンドから成るアノード及びカソードとアノードとの間に設けられたメンブレンを有し、電解槽は、源水をカソードとアノードの両方に流通させるよう構成され、カートリッジは、ハブのインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを更に有し、少なくとも１つのカートリッジポートとインターフェースは、源水をハブから電解槽中に流すと共にオゾン化水を電解槽からハブ中に流すよう構成され、カートリッジは、更に、ユーザに警告する標識を更に有し、少なくとも１つの電子コンポーネントが標識と連絡状態にあり、少なくとも１つの電子コンポーネントは、カートリッジが交換を必要とする時期を決定するよう構成され、少なくとも１つの電子コンポーネントは、更に、カートリッジが交換を必要としたときに標識を作動させるよう構成されている。

【0021】

別の実施形態では、複数個の互いに異なる形式のカートリッジに取り外し可能に結合するハブが設けられ、このハブは、複数個の互いに異なる形式のうちの１つのカートリッジに結合されるとオゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させるよう構成されている。ハブは、源水を受け入れる水入口、オゾン化水を放出する水出口及び水入口と水出口との間のインターフェースを有し、このインターフェースは、カートリッジに設けられた少なくとも１つのカートリッジポートに取り外し可能に結合し、このインターフェースは、水をハブからカートリッジ中に流すと共にオゾン化水をカートリッジからハブ中に流すよう構成され、ハブは、カートリッジがインターフェースに結合されているかどうかを判定する論理を更に有し、この論理は又、カートリッジがインターフェースに結合されたときにインターフェースに結合されたカートリッジの形式を判別するよう構成されている。

【0022】

実施形態の上述の特徴は、添付の図面を参照して行われる以下の詳細な説明を参照すると容易に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に従ってカートリッジがハブに結合される装置を概略的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態としてのカートリッジを概略的に示す図である。

【図3】本発明の一実施形態としての装置の概略断面図である。

【図4A】本発明の一実施形態に従って流量モニタ要素の実施形態を概略的に示す図である。

【図4B】本発明の一実施形態に従って流量モニタ要素の別の実施形態を概略的に示す図である。

【図4C】測定された水流量に基づいて電解槽又はカートリッジを動作させる方法を示す図である。

【図4D】測定された水流量に基づいて電解槽又はカートリッジを動作させる方法を示す図である。

【図5】ハブに結合されたカートリッジの形式を判別する回路を概略的に示す図である。

【図6】ハブに結合されたカートリッジの形式を判別する回路を概略的に示す図である。

【図7A】ハブ及び交換可能なカートリッジの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図7B】ハブ及び交換可能なカートリッジの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図8A】交換可能なカートリッジの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図8B】交換可能なカートリッジの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図8C】交換可能なカートリッジの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図9】ハブの変形実施形態を概略的に示す図である。

【図10A】電解槽の或る特定の動作特性を概略的に示す図である。

【図10B】電解槽の或る特定の動作特性を概略的に示す図である。

【図11】カートリッジシステムの種々のコンポーネントを動作させる回路を概略的に示す図である。

【図12】例示の電解槽をモニタして動作させる方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の例示の実施形態では、ハブ及びオゾンを発生させるための内部電解槽を備えた取り外し可能に結合可能なカートリッジを有する装置が提供される。ハブとカートリッジは、互いに結合されると、オゾンを源水中に溶解させるよう相互作用する。次に、オゾン化水を多種多様な用途、例えば飲み水、製氷及び表面消毒に使用することができる。オゾン化水は又、湯の入っている浴槽、プール、温泉、シンク、ドラム缶及び種々の他の水の収容チャンバ内で使用できる。

【0025】

これらの目的のため、図１は、本発明の一実施形態に従ってカートリッジ１００がハブ２０２に結合された状態の装置２００を概略的に示している。図２は、本発明の一実施形態に従ってハブから結合解除されたカートリッジ１００を概略的に示している。カートリッジ１００は、オゾンを発生させてオゾンを源水中に溶解させる内部電解槽を有する。カートリッジ１００は又、ハブ２０２に設けられたインターフェースに取り外し可能に結合するカートリッジポート１０２を有する。ハブ２０２は、源水を受け入れる水入口２０４及びオゾン化水を放出する水出口２０６を有する。種々の実施形態では、ハブ２０２は、水配水管組立体（配水管組立体は図示されていない）内に直接設置される。源水が配水管組立体を通って流れているとき、水は、ハブ２０２の水入口２０４に入る。源水は、装置２００内でオゾン化され、次に、ハブ２０２の水出口２０６から流れ出て配水管組立体中に流れる。このように、装置２００は、多種多様な用途のための配水管組立体内に設置できる。例えば、装置２００は、冷蔵庫の配水管組立体内に設置され、オゾン化水を飲用及び製氷のために使用することができるようになる。別の例では、装置２００は、湯の入っている浴槽の配水管組立体内に設置され、水が湯の入っている浴槽に入る前に水を浄化することができる。さらに別の例では、装置２００は、シンクの給水栓配管内に設置され、給水栓が浄化された水を送り出すようになる。

【0026】

上述したように、源水は、これが装置２００を通って流れているときにオゾン化される。図３は、本発明の一実施形態としての装置２００の断面図である。図３は又、装置２００中の源水の流れを指示する矢印３００を記載している。図３に示されているように、源水は、配水管組立体（配水管組立体は図示されていない）から水入口２０４内に流れる。源水が水入口２０４のところにいったん受け入れられると、水は次に、ハブ２０２を通って流れてカートリッジ１００中に流れる。この目的のため、ハブ２０２に設けられたインターフェース３０２が水をハブ２０２から放出するインターフェース出口３０４を有し、カートリッジポート１０２は、水をカートリッジ１００中に導入するカートリッジ入口３０６を有する。図３に示されている実施形態では、カートリッジ入口３０６は、源水を流通させることができる複数個の穴３０６Ｈを有する（これ又、図２に示されている）。

【0027】

源水がカートリッジ入口３０６中にいったん流れると、水は、カートリッジ１００内に設けられたタンク３０８中に導入される。タンク３０８は、源水を貯えてこれをカートリッジ１００内の電解槽３１０に供給するよう構成されている。タンク３０８は、種々のサイズ（例えば、０．０２５リットル、０．５リットル及び２５リットル）のものであって良い。種々の他の実施形態では、カートリッジ１００は、タンク３０８を備えていない。幾つかの実施形態では、加圧配水管組立体からの水圧により、源水が電解槽３１０中に押し込まれる。しかしながら、他の実施形態では、カートリッジ１００及び／又はハブ２０２は、電解槽３１０を通って源水を圧送する電子ポンプ（ポンプは図示されていない）を有する。

【0028】

源水が電解槽３１０を通って流れているとき、電解槽は、オゾンを発生させてこのオゾンを源水中に溶解させる。オゾン化水は、次に、カートリッジ１００からハブ２０２中に流れる。この流れを容易にするため、ハブのインターフェース３０２は、カートリッジ１００からオゾン化水を受け入れるインターフェース入口３１２を有し、カートリッジポート１０２は、カートリッジ１００から水を放出する対応のカートリッジ出口３１４を有する。オゾン化水がハブ２０２のインターフェース入口３１２中に流れた後、このオゾン化水は、水出口２０６を通ってハブ２０２を出て、代表的には、オゾン化水を特定の用途（例えば、製氷器、冷蔵庫及び／又はシンク）に供給する管中に流れる。

【0029】

上述したように、カートリッジ１００は、ハブ２０２の水出口２０６を通って送り出されるべき源水をオゾン化する電解槽３１０を有する。この用途には多種多様な電解槽設計で十分であると言える。これらの目的のため、電解槽３１０は、２つの電極、アノード及びカソードを有するのが良い。アノードは、とりわけ、硼素ドープダイヤモンド材料で作られるのが良く、カソードは、チタン又は別の導電性材料で作られるのが良い。アノード及び／又はカソードは、とりわけ、平面形態を有するのが良い。幾つかの実施形態では、アノードは、被覆ダイヤモンド材料（例えば、ダイヤモンド材料で被覆された基体）から成り、他の実施形態では、アノードは、自立型ダイヤモンド材料から成る。本発明の種々の実施形態では、自立型ダイヤモンド材料の厚さは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。

【0030】

オゾンを生じさせるため、付勢回路が正の電位をアノードに印加し、負の電位をカソードに印加する。当業者によって知られているように、これら２つの電極相互間の電位の差は、水分子を分解して水素陽イオンと酸素にする。酸素は、オゾンになり、オゾンは、源水中に溶ける。しかしながら、カソードに印加された負の電位は、水素陽イオンを電解槽のアノード側からカソード側に引き付ける。水素陽イオンは、電解槽のカソード側にいったん到達すると、水素の泡を生じる場合がある。

【0031】

電極相互間（例えば、アノードと電極との間）における陽子の運動（例えば、水素陽イオン）を容易にするため、幾つかの実施形態では、電極相互間に、固体電解質として機能するソリッドメンブレンが配置される。例えば、ソリッドメンブレンは、陽子交換メンブレン（“ＰＥＭ”とも呼ばれる）、例えばNafion（登録商標）から成るのが良い。加うるに、幾つかの場合、メンブレンは、電解槽のカソード側の源水の流れを電解槽のアノード側の源水から分離するバリヤとして働く。

【0032】

かくして、本発明の例示の実施形態では、電解槽３１０は、源水の流れが電解槽のアノード側と電解槽のカソード側との間で分割されるよう構成されている。アノードに接触した源水は、オゾン化され、カソードに接した源水は、水素副生物を受け入れる。かかる実施形態では、電解槽３１０は、別個のカソード溶液又はカソード液リザーバを備えておらず、その代わり、源水の分子は、解離されてオゾンを生ずる。電解槽のアノード側のオゾン化水は、電解槽３１０を通過した後、電解槽のカソード側の水と混じり合う。オゾン化水と水素副生物としての水の混合物は、カートリッジ出口３１４を通ってハブ２０２中に流れ、そして水出口２０６を通ってハブを出る。

【0033】

この装置の例示の実施形態は、電解槽３１０それ自体を保護し、かくしてその有効寿命を延ばす多くの特徴を有する。例えば、源水中の不純物は、望ましくないことに、経時的に電解槽３１０内に堆積する場合があり、その結果、電解槽の効率を低下させる。したがって、幾つかの実施形態では、カートリッジ１００は、スケール及び他の不純物を源水から除去する内部フィルタ３１６を有する。フィルタ３１６は、好ましくは、源水が電解槽３１０に入る前に源水を濾過するよう位置決めされている。例えば、図３では、フィルタ３１６は、タンク３０８内に配置されるのが良く、その結果、源水が電解槽３１０に流れる前に源水を濾過する。変形例として、フィルタ３１６は、水入口２０４とインターフェース出口３０４との間でハブ２０２内に配置されても良い。

【0034】

追加の又は代替的な実施形態では、電解槽３１０上へのスケールの堆積を阻止するため、装置２００は、電解槽両端の極性をサイクル動作させるよう構成されている。かかる一実施形態では、電解槽の両方の電極は、ダイヤモンド材料から成る（例えば、一方又は両方の電極は、自立型ダイヤモンド材料又は被覆ダイヤモンド材料から成る）。電解槽３１０は、第１の電極に加わる正の電位と次の第２の電極に加わる正の電位との間でサイクル動作する。正の電位が第１のダイヤモンド電極に印加されると、この第１のダイヤモンド電極は、アノードとして働き、第２のダイヤモンド電極は、カソードとして働く。極性を逆にし、正の電位を第２のダイヤモンド電極に印加すると、第１のダイヤモンド電極は、カソードとして働き、第２のダイヤモンド電極は、アノードとして働く。このように、電解槽２０２は、互いに異なる極性をサイクル動作しながらオゾンを連続的に発生させる。極性の変化は、スケール及び他の不純物をメンブレン及び他の電解槽コンポーネントから脱落させるよう作用する。

【0035】

さらに別の例示の実施形態では、装置は、電解槽３１０のメンブレンの損傷を阻止するために逆止弁２９９を有する。本発明者は、水が装置２００を通って流れていないとき、既にプライミングされ又は使用されたカートリッジ１００内の水が電解槽３１０から排出される可能性のあることを発見した。メンブレンが設けられている実施形態では、これは、望ましくないことに、電解槽３１０内のメンブレンを乾燥させてしまい、それにより、メンブレンの損傷が生じる場合があり、最終的には、時期尚早な製品の破損が生じる場合がある。具体的に説明すると、陽イオンは、不純な水を用いて電解槽を動作させた場合、メンブレン内に捕捉状態になる場合がある。これら陽イオンは、メンブレンが乾燥した場合であっても捕捉状態のままである場合が多く、それによりメンブレンの再湿潤を妨げて性能を低下させる。この問題を軽減するため、装置２００は、逆止弁２９９を有するのが良い。逆止弁２９９は、水の流路中の種々の箇所に、例えば入口２０４のところの流体流れ中に又はこのところに配置されるのが良い。具体的に説明すると、カートリッジ１００及びハブ２０２のうちの少なくとも一方は、電解槽３１０が動作状態にないときに水が電解槽３１０から流出してタンク３０８内に入る恐れを最小限に抑えるための逆止弁を有する。逆止弁２９９は、水が装置２００を通って流れていないときに電解槽内に水を保持するためにハブの水入口２０４と水出口２０６との間で水流路中の（例えば、電解槽３１０とタンク３０８との間でカートリッジ１００内の）任意の箇所に配置できる。

【0036】

電解槽３１０を連続使用後に保護する上述の手段を用いても、カートリッジ１００は、空になる場合がある。例えば、スケールが電解槽３１０上に堆積し、電解槽の動作効率を著しく低下させる場合がある。別の例では、スケール又は他の不純物がフィルタ３１６内に堆積して電解槽３１０への水の流れを妨げる場合がある。カートリッジ１００がこのように空になった場合でも、本発明の例示の実施形態では、有利には、カートリッジを新品のカートリッジと交換することができる。カートリッジ１００の例示の実施形態は、ハブ２０２に取り外し可能に結合可能であり、したがって、容易に取り外せて別のカートリッジと交換可能である。この目的のため、本発明の例示の実施形態では、インターフェース３０２及びカートリッジポート１０２は、カートリッジの迅速且つ容易な交換を可能にする取り外し可能に結合可能な連結部を提供する。

【0037】

「取り外し可能に結合可能な」という表現は、オゾン発生技術との関連で解されるべきである。例えば、本明細書及び添付の特許請求の範囲の目的上、当業者であれば、カートリッジ１００を通常、ハウジングから切り離し、力尽くで壊して分離しなければならない又は本明細書において説明したカートリッジについて必要とされる最小限の「素人」の訓練を越える専門的な訓練を必要とする場合、カートリッジ１００がハブ２０２に「取り外し可能に結合され」るとは見なされない。かくして、交換するのに必要な時間及び手間が著しく少ないカートリッジ１００は、本発明者の知っている先行技術のオゾンカートリッジと比較した場合、「取り外し可能に結合可能である」と考えられる。

【0038】

図１、図２及び図３に示された実施形態では、カートリッジ１００とハブ２０２は、「差し込み型取り付け方式」により取り外し可能に結合可能である。この目的のため、カートリッジポート１０２は、カートリッジ１００をハブ２０２に固定するためにインターフェース３０２内に設けられたスロット３２４（図４に示されている）とインターロックする２つのタブ１０４（図２に示されている）を有する。代表的には、差し込み型取り付け方式により、ユーザは、カートリッジ１００をインターフェース３０２中に押し込み、そしてカートリッジをひねってカートリッジをハブ２０２上の定位置にロックする。カートリッジポート１０２及び／又はインターフェース３０２は、カートリッジ１００とハブ２０２との間に水密シールを作る１つ又は２つ以上の密封部材（例えば、Ｏリング）を更に有するのが良い。図３では、第１のＯリング３１８と第２のＯリング３２０がインターフェース出口３０４とカートリッジ入口３０６との間に水密シールを作り、第３のＯリング３２２がカートリッジ出口３１４とインターフェース入口３１２との間に水密シールを形成する。

【0039】

種々の他の取り外し可能に結合可能な連結部も又、本発明の範囲に含まれる。例えば、別の例示の実施形態では、カートリッジポート１０２及びインターフェース３０２は、ねじ連結部を使用する。かかる実施形態では、カートリッジポート１０２及びインターフェース３０２は、丸形の形態を有するのが良い。インターフェース３０２は、その周囲に沿ってぐるりとフランジを有し、フランジの内周部は、雌ねじを有し、カートリッジポート１０２の外周部は、雄ねじを有する。かかる構成を用いると、ユーザは、カートリッジ１００をハブのインターフェース３０２に「ねじ止め」することができる。

【0040】

種々の他の例示の実施形態では、取り外し可能に結合可能な連結部は、カートリッジ１００をハブ２０２に取り付ける際にカートリッジ１００を正しく位置合わせすると共に／或いは支持する案内又は案内フィンガを用いる。いったん正しく位置合わせされると、ロック機構体がカートリッジ１００をハブ２０２にしっかりと固定すると共に取り外し可能に結合する。例えば、幾つかの場合、ロック機構体は、カートリッジポート１０２とハブのインターフェース３０２との間にしまり嵌め（例えば、圧力嵌め）を用いる。他の例では、ロック機構体は、ラッチ、接着剤、ねじ、スナップ嵌め、ボルト止め組立体及び／又はプッシュ・トュ・ロック（push-to-lock）コネクタを含み、これらの各々は、カートリッジ１００をハブ２０２にしっかりと固定すると共に取り外し可能に結合するために使用できる。

【0041】

別の取り外し可能に結合可能な連結部及びＯリング形態の例が２０１０年４月２８日に出願された米国特許出願第１２／７６９，１３３号明細書（米国特許出願公開第２０１１／００１１７３６号として公開されている）に開示されており、この米国特許出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。

【0042】

例示の実施形態は、装置を通る源水の流量を巧妙にモニタして源水の流量に応じてオゾンの発生量を調節する特徴を更に含む。一実施形態では、装置２００は、装置を通る水の流量の関数として電解槽３１０への電力を制御する電力制御システムを有する。

【0043】

この目的のため、電力制御システムは、カートリッジを通る源水の流量をモニタするよう構成された流量モニタ要素を含む。図４Ａは、本発明の一実施形態としての流量モニタ要素４００を概略的に示している。図４Ａに示されている実施形態では、流量モニタ要素４００は、ハブ２０２内に配置されている。しかしながら、他の実施形態では、流量モニタ要素４００は、カートリッジ１００内に配置されても良い。図４Ａでは、流量モニタ要素４００は、複数個のスクープ４０２Ａを備えたパドルホイール４０２を有する。パドルホイール４０２は、源水の流路中に配置されている。水がパドルホイール４０２を越えて流れているとき、水は、パドルホイールのスクープ４０２Ａを押し、パドルホイール４０２が回転する。図４Ａに示されている特定の実施形態では、パドルホイールの運動は、パドルホイール４０２の上方に配置されたホール効果センサ４０４によって検出される。パドルホイール４０２のスクープ４０２Ａのうちの１つ又は２つ以上は、磁石を有し、ホール効果センサ４０４は、パドルホイールの運動を検出するためにこの磁石を用い又は検知する。

【0044】

電力制御システム（例えば、システム１１００の一部）は、源水の流量に基づいて電解槽３１０に供給される電力を制御する少なくとも１つの電子コンポーネント（１１０１）を更に含む。例示の一実施形態では、電子コンポーネントは、流量モニタ要素４００と電子的連絡状態にあるマイクロプロセッサ（例えば、“ＰＩＣ”プロセッサ、これについては、例えば図１１のプロセッサ１１０１を参照されたい）を備えたＰＣＢ（プリント回路板）（以下「ＰＣＢボード」ともいう）から成る。電子コンポーネントは、流量モニタ要素４００からの源水の流量を表す信号を受け取る。上記において示唆したように、電子コンポーネントは、更に、流量モニタ要素４００によって検出された装置２００を通る源水の流量に基づいて電解槽３１０に供給される電力を調節するよう構成されている。

【0045】

電力制御システムは、電解槽３１０に供給される電力を多種多様な仕方で調節することができる。本発明の一実施形態では、電力制御システムは、２つの機能モード、即ち、作動モード及び作動停止モードを有する。かかる実施形態では、流量モニタ要素４００は、単純なフロースイッチとして構成される場合がある。フロースイッチを作動させると（即ち、源水が装置２００を通って流れている場合）、電子コンポーネントは、電力を電解槽３１０に供給するよう構成されている。スイッチを作動停止させると（即ち、源水が装置２００を通って流れていない場合）、電子コンポーネントは、カートリッジ１００への電力を切るよう構成されている。

【0046】

しかしながら、他の実施形態では、電力制御システム１１００は、源水の流量をより巧妙にモニタして源水の流量に応じてオゾンの発生量を調節する。かかる実施形態では、流量モニタ要素４００は、装置２００を通って流れる水の量（即ち、流量及び／又は体積）を検出することができる流量計として構成される場合がある。装置２００を通って流れる源水の量が変化すると、電子コンポーネントは、電解槽３１０に供給される電力を調節し、それによりオゾンの発生量が調節される。例えば、源水の流量が増大すると、電解槽３１０には大きな電力が供給され、その結果、水の流量の増大を計算に入れるためにより多くのオゾンを発生させることができる。同様に、源水の流量が減少すると、電解槽３１０に供給される電力も又減少する。と言うのは、水を消毒するのに必要なオゾンの量が少ないからである。装置２００を通る水の流量が減少すると、或る時点において、電子コンポーネントは、源水の流量が既定のしきい値以下になると、電解槽３１０への電力を切るよう構成されているのが良い。

【0047】

装置２００の例示の実施形態は、カートリッジ１００が交換を必要とする場合にユーザに警告する標識システム１１６０を更に有する。したがって、ハブ２０２及び／又はカートリッジ１００は、ユーザに警告する標識を含む。幾つかの実施形態は、標識は、視覚的であるのが良く、例えば、ＬＥＤ灯（１１５７）又はＬＣＤディスプレイ（１１５８）であるのが良い。追加の又は代替的な実施形態では、標識は、聴覚的であって良く、例えばブザー１１６２により生じる音であっても良い。種々の実施形態の標識システムは、標識と電子的連絡状態にある少なくとも１つの電子コンポーネント（例えば、プロセッサをえたＰＣＢボード）を更に有する。電子コンポーネントは、ハブ２０２及び／又はカートリッジ１００上に設けられる。電子コンポーネントは、カートリッジ１００の交換を必要する時期を判定すると共にカートリッジが交換を必要とすると共に標識を作動させるよう構成されているのが良い。

【0048】

標識システムは、カートリッジ２００が交換を必要とすると判定するために多種多様なパラメータを用いるのが良い。例示の一実施形態では、電子コンポーネントは、電解槽３１０の少なくとも１つの電気的性質をモニタすると共にカートリッジ（例えば、１００，８００）がこの電気的性質の尺度に基づいて交換を必要していると判定するよう構成される。例えば、本発明者が学習したことによれば、電解槽３１０のインピーダンスは、電解槽がスケール及び他の不純物を集めるにつれて増大する。したがって、一実施形態では、電子コンポーネント（例えば、１１０１）は、電解槽３１０両端間のインピーダンスをモニタする。例えば、電解槽３１０に供給される電圧及び電流を以下に説明するようと測定するのが良く、この電圧と電流の比を計算して（オームの法則、即ちＶ／Ｉ＝Ｒに従って）電解槽３１０のインピーダンスを求めるのが良い。インピーダンスが既定のしきい値に合致し又はこれを超えると、電子コンポーネントは、標識を作動させてカートリッジ１００を交換するようユーザに警告する。

【0049】

追加の又は代替的な実施形態では、電子コンポーネントは、カートリッジ（１００，８００）を通って流れる水の全量に基づいて標識１１６０を作動させるよう構成されている。かかる実施形態では、電子コンポーネント１１０１は、流量モニタ要素４００と電子的連絡状態にある。電子コンポーネント及び流量モニタ要素４００は、電解槽３１０が作動状態にある間、カートリッジ１００を通って流れた水の全量をモニタするよう構成されている。カートリッジ１００を通る源水の全流量が既定のしきい値に合致し又はこれを超えると、電子コンポーネント１１０１は、標識を作動させてカートリッジ１００を交換するようユーザに警告する。

【0050】

流量センサ４２０の変形実施形態が図４Ｂに概略的に示されており、この流量センサは、ベース４２２から吊り下げられたホイール４２１を有する。ホイール４２１は、２つの軸受４２４によってベース４２２から支持されたアクスル４２３を有する。軸受４２４は、もしそのように構成されていなければアクスル４２３とベース４２２のアーム４２５との間で起こる場合のある摩擦を減少させる。これにより、ホイール４２１は、自由に回転することができるだけでなく、可動ホイールに生じる摩耗の減少に起因してセンサ４２０の寿命が延びる。

【0051】

ホイール４２１は、多くのアーム又はスクープ４２６を有し、アーム４２６のうちの少なくとも１つは、磁石４２７を有する。水がハブ２００中に流れているとき、この水は、ホイールを回転させ、各回転により、磁石４２７は、ハブ内のセンサ、例えばホール効果センサ４０４を通過する。幾つかの実施形態では、センサ４０４は、２つの対向したアーム４２６を有し、これらアームの各々は、磁石４２７を有し、或いは、これらアームのうちの少なくとも一方は、磁石を有し、他方は、磁石ではなくおもり（４２８）を有する。したがって、各磁石４２７は、他方を釣り合わせ、その結果、ホイール４２１は、かかる釣り合いおもり又は第２の磁石が設けられていない場合よりも滑らかに回転するようになる。

【0052】

センサ４０４は、例えばセンサ４０４が所与の期間で磁石４２７の通過を検出する回数（例えば、毎秒あたりの通過数）を計数することによって流量センサ４２０の前を流れ、かくしてハブ２０２中に流れる水の量を算定する回路１１０１（例えば、図１１を参照されたい）に結合されている。電解槽３１０を動作させる方法４５０が図４Ｃに示されており、この方法では、電解槽に流れる水の流量を測定し（ステップ４５１）、電解槽３１０への電力を測定された水の流量の関数として調節する（ステップ４５２）。

【0053】

幾つかの実施形態では、電解槽３１０に供給される電力を測定された水流量に基づいて調節することができる。幾つかの実施形態では、水の全量を求めるのに、例えばセンサ４０４の出力を加算して（又は積算して）、所定量の水がカートリッジ１００を通過した後にカートリッジ１００が交換されるべき時期を判定する。電解槽又は電解槽３１０を収容したカートリッジを動作させる方法４６０が図４Ｄに示されている。水の流量をステップ４６１で定期的に測定する。個々の測定値を経時的に加算し又は積算して（ステップ４６２）、ホイール４２１を通過した水の全量を指示する。この全量を所定のしきい値と比較し（ステップ４６３）、例えば灯を点灯させることにより又は例えば可聴信号を出すことによって電解槽３１０又はカートリッジの状態を表示する（ステップ４６４）。電解槽又はカートリッジの状態により、例えば、電解槽３１０又はカートリッジ１００がその寿命の終わりに近づいていることが分かり（と言うのは、処理済みの水の全量が警告しきい値に達したので）又は電解槽３１０又はカートリッジ１００がその有効寿命の終わりに達したことが分かる（と言うのは、処理済みの水の全量が警告しきい値よりも大きい第２のしきい値に達したからである）。幾つかの実施形態では、方法４５０は、水の全流量が警告しきい値に達し又はこれを超えたと判定した後又は後にのみ水の全量を第２のしきい値と比較するのが良い。幾つかの実施形態では、方法４５０は、水の全流量を警告しきい値と比較する前に水の全流量を第２のしきい値と比較し（ステップ４６３）、次に、水の全流量が第２のしきい値にまだ達していない場合又はその場合にのみ水の全流量を警告しきい値と比較するのが良い（例えば、図１２に記載された方法と同様に）。

【0054】

幾つかの実施形態は、水流量調整器１１９１を有し、この水流量調整器１１９１は、到来する水の流量中に配置されるのが良い。例えば、水流量調整器１１９１は、入口２０４のところの流体の流れ中に位置するのが良い。水流量調整器１１９１は、例えばホイール４０２又は４２０により測定された水流量に基づいてカートリッジを通って流れる水の量を制御するよう例えばプロセッサ１１０１によって操作されるのが良い。

【0055】

本発明の別の例示の実施形態では、ハブ２０２は、複数の互いに異なる形式のカートリッジ１００をハブに取り外し可能に結合できるよう構成されている。種々の形式のカートリッジ１００は、これらが互いに異なるサイズのタンク３０８及び／又は互いに異なる形式の電解槽３１０を有している点で互いに異なっている場合がある。かかる実施形態では、装置２００は、カートリッジ１００がインターフェース３０２に結合されているかどうかを判定するための論理５１０及びインターフェースに結合されているカートリッジ１００の形式を判別する論理５１０を有するのが良い。図５及び図６は、インターフェース３０２に結合されたカートリッジ１００の形式を判別する論理を概略的に示している。図５の実施形態では、ハブ２０２は、複数本のピン５００を有している。ピン５００は、カートリッジがハブ２０２に結合されているとき、これらピンのうちの少なくとも何本かがカートリッジ１００に係合するよう配置されている。図６は、カートリッジ１００に設けられていて、カートリッジがハブ２０２に結合されると、ピン５００に係合する接触パッド６００を概略的に示している。

【0056】

この論理は、複数本のピン５００のうちのどれが係合しているかに基づいてハブ２０２に結合されているカートリッジ１００の形式を識別する少なくとも１つの電子コンポーネント（例えば、１１０１）、例えばマイクロプロセッサ（例えば、プロセッサ１１０１）を備えたプリント回路板（ＰＣＢボード）を更に含む。種々の形式のカートリッジ１００の各々は、それぞれ互いに異なる係合パターンによって表されるのが良い。例えば、電子コンポーネントは、カートリッジ１００がハブ２０２に取り付けられると、４本全てのピン５００が係合するのでカートリッジ１００が特定の形式のものであることを判定することができる。これと対応して、別の例では、電子コンポーネント（１１０１）は、中間の２本のピン５００だけが係合しているのでカートリッジ１００が別の形式のものであることを判定することができる。

【0057】

ピン５００は、多くの互いに異なる仕方でカートリッジ１００に係合することができる。例えば、一実施形態では、接触パッド６００は、導電性材料を含み、ピン５００は、接触パッド６００に接触することによって閉路させることができる開回路を含む。かくして、電子コンポーネントは、電流をピンに流してどの回路が閉路されているかを突き止めることによってピン５００のうちのどれが係合しているかを識別することができる。別の実施形態では、ピン５００は、機械的に押し下げ可能であるように構成され、ピン５００のうちの少なくとも何本かは、カートリッジ１００がハブ２０２に結合されたときに押し下げられるよう構成されている。かかる実施形態では、電子コンポーネントは、ピン５００をモニタし、複数本のピンのうちのどれが押し下げられたかに基づいてハブ２０２に結合されているカートリッジの形式を識別する。

【0058】

さらに別の実施形態では、ピン５００を用いる変わりに、論理は、磁気パターンに基づいてカートリッジ１００の形式を識別するよう構成されている。例えば、ハブ２０２は、カートリッジ１００に設けられている１つ又は２つ以上の磁石に係合するよう構成された１つ又は２つ以上のホール効果センサ４０４を有するのが良い。かかる実施形態では、電子コンポーネント１１０１は、ホール効果センサ４０４と電子的連絡状態にあり、カートリッジがハブ２０２に結合されたときに作動されるホールセンサ効果に基づいてカートリッジ１００を識別する。互いに異なる形式のカートリッジ１００の各々は、それぞれ互いに異なる磁石パターンによって表されるのが良い。このように、電子コンポーネントは、どのホール効果センサが作動されたかに基づいてカートリッジ１００の形式を識別する。

【0059】

本発明の別の実施形態では、装置１００は、ハブ２０２に結合されているカートリッジの形式に基づいてカートリッジ１００に供給される電力を調節するよう構成されている。この目的のため、電子コンポーネント１１０１は、更に、ハブ２０２に結合されているカートリッジの形式（例えば、１００，８００）に基づいてハブ２０２からカートリッジ１００に供給される電力の少なくとも１つの電気的性質（例えば、電圧、電流及び／又は電力それ自体）を調節するよう構成されているのが良い。例えば、特定の形式のカートリッジ１００が２０ボルトを必要とする電解槽３１０を有する場合、電子コンポーネントがカートリッジをいったん識別すると、電子コンポーネント１１０１は、電圧源（例えば、１１３１Ｖ）からカートリッジ１００への電力を調節し、その結果、これが所要の２０ボルトに適合するようにする。別の例では、第２の形式のカートリッジ１００は、電解槽３１０を動作させるのに１０ボルトしか必要としない場合がある。この第２の形式のカートリッジ１００がハブ２０２に結合されると、電子コンポーネント１１０１は、これを第２の形式として識別し、カートリッジへの電力を調節してこれが１０ボルト要件を満たすようにする。幾つかの実施形態では、電解槽３１０には電流源１１３１からの一定の電流によって電力供給され、この電流は、オゾンの発生量を制御するよう調節されるのが良い。例えば、この電流は、カートリッジ１００を通って流れる水の量の関数として調節されるのが良い。

【0060】

上述の実施形態では、論理５１０は、ハブ２０２に結合されたカートリッジ１００の形式を識別するために用いられる。追加の又は代替的な実施形態では、導入の論理５１０がカートリッジ１００に結合可能な種々の互いに異なるハブ２０２を識別するようカートリッジ１００に用いられても良い。別の例示の実施形態では、論理５１０は、ハブ２０２とカートリッジ１００がそれぞれ互いに認識することができ、識別結果に基づいてこれらの動作を適切に調節するようハブ２０２とカートリッジ１００の両方について実施される。

【0061】

上述のように、装置２００は、電解槽３１０及び装置２００の種々の他のコンポーネントを動作させるために電力を用いる。様々な互いに異なる電源が装置２００を付勢することができる。例えば、ハードワイヤードＡＣコンバータが従来型壁プラグから電力を受け入れることができる。別の実施形態では、バッテリが装置のための電力を提供する。幾つかの実施形態は、非充電式バッテリを使用するに過ぎない。しかしながら、他の実施形態は、ハードワイヤ接続部、例えば電力コードにより直接充電可能な充電式バッテリを用いる。幾つかの実施形態では、カートリッジ１００は、電源を備える。例えば、カートリッジ１００は、バッテリ又はハードワイヤードＡＣコンバータを含むのが良い。しかしながら、別の実施形態では、電源ハブ２０２上に配置され、電力がカートリッジ１００に送られる。種々の互いに異なる具体例を用いて電力をカートリッジ１００に送ることができる。図５及び図６の実施形態では、ピン５００と接触パッド６００の構成により電力を送ることができる。かかる実施形態ピン５００のうちの何本かがカートリッジ１００への電力の伝送専用であるのが良く、他のピン５００は、カートリッジを識別する論理の一部として用いられる。しかしながら、別の実施形態では、単一のプラグソケット接続器を用いて電力がハブ２０２からカートリッジ１００に送られる。当該技術分野で知られている種々の他の具体化例も又使用できる。

【0062】

バッテリ又は他の電源が正確な又は正しい電圧又は電流を内部電子コンポーネント（例えば、電解槽３１０）に送り出さないとき、或る特定の具体化例が設けられる場合がある。したがって、例示の実施形態は、電源により供給される電圧を適正な形式及びレベルに変換する搭載型エレクトロニクス（１１３１Ｖ）を更に含む。例えば、装置は、電解槽３１０に電力供給するために電源により供給される電圧を１０〜２０ボルトに昇圧する従来型電圧又は電流ブースタ回路１１３１Ｖを備えたＰＣＢボードを有するのが良い。オゾンを発生させる電解槽３１０は、代表的には、電位が大きければ（例えば、１０〜２０ボルト）より効率的に機能する。追加の又は代替的な実施形態では、装置２００は、とりわけ従来型壁プラグから電解槽のコンポーネントに供給される電圧を減少させる変圧器を更に有する。

【0063】

ハブ９００及びカートリッジ８００の変形実施形態が図７Ａ及び図７Ｂに概略的に示されている。ハブ９００及びカートリッジ８００の追加の詳細及びこれらの相互作用が図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図９に概略的に示されている。

【0064】

カートリッジ８００及びハブ９００は、カートリッジ８００がハブ９００から容易に取り外せて１つのカートリッジ８００を別のカートリッジと交換できるよう構成されている。この目的のため、カートリッジ８００は、ねじ山付きネック８０２を有している。ねじ山８２０がハブ８００のベル９０１内の相手方のねじ山又はフランジ９０２と噛み合ってカートリッジ８００をハブ９００に対して回したときにカートリッジ８００をハブ９００中に引き込まれる（ねじ込まれる）ようになっている。

【0065】

幾つかの実施形態では、ハブ９００に係合するカートリッジ８００の端部又はフェース８０１は、カートリッジ入力ポート８１０及びカートリッジ出力ポート８１１を有している。入力ポート８１０は、水がハブからカートリッジ８００に入るための通路を提供しており、この通路を通って水が電解槽３１０に入り、この電解槽は、この水をオゾン化する。次に、オゾン化された水は、出力ポート８１１を通ってハブ９００中に入る。

【0066】

図８Ａ〜図８Ｃの実施形態では、カートリッジ入力ポート８１０とカートリッジ出力ポート８１１は、カートリッジ８００の軸線７０１に関して同軸である。ただし、これは全ての実施形態について限定事項ではない。例えば、カートリッジ入力８１０及び出力８１１は、カートリッジ８００の一端部に互いに隣接して位置していても良い。さらに、カートリッジ出力ポート８１１は、図８Ａ〜図８Ｃではカートリッジ入力ポート８１０によって包囲されているが、これ又、全ての実施形態について限定事項ではない。例えば、ハブ及びカートリッジは、カートリッジ入力が中心に位置し、カートリッジ出力ポートによって包囲されるよう構成されても良い。また、図８Ａ〜図８Ｃに概略的に示されているように、カートリッジポートのうちの一方（この実施形態では、カートリッジ出力ポート８１１）は、他方のポート（この実施形態では、カートリッジ入力ポート８１０）よりもカートリッジ８００のタンク８０５から遠くに延びている。しかしながら、他の実施形態では、カートリッジ入力ポート８１０は、カートリッジ出力ポート８１１と同一の平面状に位置しているとも言える。

【0067】

カートリッジ８００は、２つの密封部材８３０，８３１を更に有する。密封部材８３０，８３１は、例えば、Ｏリングであるのが良い。密封部材８３１は、カートリッジ出力ポートからのオゾン化水がカートリッジ出力ポートから逃げ出ないようにするためにカートリッジ８００とハブ９００との間にシールを作っている。このように、オゾン化水は、逃げ出るのが阻止されてカートリッジ８００からハブ９００に案内される。流体の観点からは、密封部材８３１は、カートリッジ出力ポート８１１とカートリッジ入力ポート８１０との間に位置する。第２の密封部材８３０も又、ハブ９００とシールを形成し、到来する水がカートリッジ８００とハブ９００との間から外部環境（即ち、ハブ９００とカートリッジ８００の外側）に漏れ出るのを阻止する。したがって、２つの密封部材８３０，８３１及び２つだけの密封部材８３０，８３１は、ハブ９００とカートリッジ８００の組立体を効果的に密封する。換言すると、出力チャネル８５１が第１の密封部材８３１及びハブ９００によってこれらの間に形成され、入力チャネル８５０が第１の密封部材８３１、第２の密封部材８３２及びハブ９００によってこれらの間に形成される。

【0068】

電力を取り外し可能なカートリッジ、特に取り外し可能なカートリッジ８００内の電解槽３１０のアノード及びカソードに供給することにより、他の装置、例えば単純なフィルタにはなかった或る特定の課題が生じる。１つの課題に関し、電力は、カートリッジ８００がハブ９００上に又はこの中に取り付けられたときに連結でき、カートリッジ８００がハブ９００から取り外されたときに切り離し可能な機構体又は手段によって供給されなければならない。端子がかかる目的のために用いられる場合、端子は、乾燥状態に保たれなければならず（例えば、ハブ９００から流れる水に接触するようにならず）、好ましくは、ハブ９００中に挿入されているときに損傷を受けないよう保護される。この目的のため、幾つかの実施形態では、カートリッジ８００は、ネック８０２に設けられていて、電力を電解槽３１０に供給する２つの端子８４０，８４１を更に有する。他の実施形態では、例えば電力がカートリッジ８００の内部に位置する電源（例えば、バッテリ）から又は例えば端部８０５を貫通して結合された電力インターフェース又はプラグを介して電解槽に供給される場合、かかる端子を省いても良い。幾つかの実施形態では、例えばアース接続部がカートリッジそれ自体の本体によって提供される場合、かかる端子は１つ（例えば、８４０又は８４１）しか設けられなくても良い。

【0069】

図８Ａ〜図８Ｃの実施形態では、端子８４０，８４１は、これら端子がネック８０２から半径方向に吹き出ているという点で半径方向端子として説明できる。幾つかの実施形態では、端子８４０，８４１は、ネック８０２上に１８０°の間隔を置いて位置するよう構成されている。図８Ｃでは、端子８４０，８４１は、ネック８０２の中心まで延びている。ただし、これは、全ての実施形態について限定事項ではない。変形実施形態では、１つ又は２つ以上の端子８４０，８４１がネック８０２中に延びているが、中心までずっと延びているわけではなく、次に他方の導電性要素に接続され、そして次に電解槽３１０に接続されている。変形実施形態では、端子８４０，８４１は、単に、ネック８０２の表面、例えばねじ山上に設けられた導電性パッドであっても良い。端子８４０，８４１は、電解槽３１０の電極（例えば、アノード及びカソード）に結合されるのが良い。

【0070】

幾つかの実施形態では、カートリッジ８００のネック８０２のねじ山８２０は、例えば図８Ａ及び図８Ｂに概略的に示されているように多段プロフィールを有する。カートリッジ８００の軸線７０１から測定して、２つの段部８２１，８２２は、例えば軸線７０１から測定して互いに異なる半径又は半径方向寸法を有する。外側の段部８２２は、第１の半径方向寸法を有し、ハブ９００のベル９０１内の相手方のねじ山又はフランジ９０２と噛み合うよう本質的に標準型ねじ山のように働く。内側の段部８２１は、第２の半径方向寸法を有し、この第２の半径方向寸法は、第１の半径方向寸法よりも小さい。段部８２１，８２２には、互いにすぐ隣接して位置する２条のねじ山として説明できる。

【0071】

したがって、第２の段部８２１は、ハブ９００のベル９０１内の相手方のねじ山又はフランジ９０２と螺合するようには噛み合わない。しかしながら、第２の段部は、例えばハブ９００のベル９０１内へのカートリッジ８００の回転又はねじ込みに先立って、カートリッジ８００をカートリッジ軸線７０１に沿って（即ち、このカートリッジ軸線の方向に）ハブ９００のベル９０１内に挿入するとねじ山又はフランジ９０２に直接螺合することができる。このように、内側の第２の段部８２１は、外側の段部８２２をもし上述のように構成していなければねじ山若しくはフランジ９０２又は他の物体との接触に起因して生じる恐れのある損傷から保護する。例えば、内側段部８２１の表面８２１Ａは、端子（８４０，８４１）が障害物に接触する前に障害物に接触することができる。加うるに、幾つかの実施形態では、端子８４０，８４１は、例えば図８Ｂに概略的に示されているように内側の段部８２１を通って半径方向に延びる。換言すると、端子８４０，８４１のプロフィールは、内側段部８２１のプロフィールと少なくとも部分的に整列する。このように、内側段部は、端子８４０，８４１をもし上述のように構成していなければねじ山若しくはフランジ９０２又は他の物体との接触に起因して生じる恐れのある損傷から保護する。

【0072】

幾つかの実施形態では、ねじ山８２０は、軸線７０１に平行な方向に外側端部８２２から間隔を置いて位置した追加の段部８２３を含む。かかる実施形態では、追加段部８２３も又、ハブ９００のベル９０１内のねじ山９０２に係合するが、段部８２３は、外側段部８２２と係合するねじ山９０２の側と反対側の側ではねじ山９０２に係合する。換言すると、外側段部８２２と追加段部８２３は、水８２４を構成し、ねじ山９０２は、カートリッジ８００をハブ９００中に回しているときにこの溝内で且つこの溝に沿って摺動する。このように、ハブ９００のねじ山９０２は、追加の構造健全性をもたらすと共に例えばねじ山９０２がねじ山８２０に係合するときにねじ山９０２を案内するのを助けるよう外側段部８２２と追加段部８２３との間にサンドイッチされている。段部８２２，８２３は、溝８２４を構成するよう互いに隣接しているが、互いに間隔を置いて位置した２条のねじ山として説明できる。ねじ山８２０の種々の実施形態は又、ねじ山の強度を増大することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ねじ山８２０は、カートリッジ内の水の圧力が例えば数百ｐｓｉ、例えば２００ｐｓｉ、３００ｐｓｉ、４００ｐｓｉ又はそれどころか５００ｐｓｉに達した場合であってもカートリッジ８００をハブ９００に固定することができる。

【0073】

幾つかの実施形態では、カートリッジねじ山８２０の１つ又は２つ以上の段部（例えば、外側段部８２２）は、小さなこぶ状突起８２５を有し、ハブ９００の対応ねじ山９０２は、切欠き又は戻り止め９０５を有する。カートリッジ８００がハブ９００中に前進しているとき、ねじ山８２０，９０２は、互いに対して回転し、こぶ状突起８２５が切欠き９０５に係合するようになる。その時点で、切欠き９０５に係合するこぶ状突起８２５の力により、僅かな物理的衝撃及び／又は耳に聞こえるポンという音が、カートリッジ８００が定位置に位置し、ハブ９００に正しく係合したことをユーザに知らせる。

【0074】

ハブ９００の実施形態が図９に概略的に示されており、このハブは、ベル９０１を有している。ベル９０１は、カートリッジ８００の一端部が嵌まり込む容積部９０３を構成する。ねじ山又はフランジ９０２は、ベル９０１の側壁９０４上に位置していて、例えば上述したようにカートリッジ８００のねじ山８２０に係合する。

【0075】

ハブ９００は、１つ又は２つ以上のハブ端子９１０を更に有する。一般に、ハブ９００は、対応のカートリッジ８００に設けられた各端子８４０，８４１について１つのハブ端子９１０を有する。カートリッジ８００がハブ９００中に螺入しているとき、カートリッジ端子８４０，８４１は、最終的には、ハブ端子に向かって前進し、最終的にハブ端子９１０に接触する。この実施形態では、ハブ端子９１０は、ハブ９００から片持ちされており、ハブ端子９１０は、これらハブ端子がカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）に加わる圧力及びこれとの接触状態を維持しながら撓んでカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）に係合することができるようにするばね特性を有する。確かに、幾つかの実施形態では、ハブ端子９１０とカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）の相対運動により、ハブ端子９１０とカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）は、互いにこすれ合い、それによりカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）がハブ端子９１０をきれいにすることができる作用が生じる。

【0076】

幾つかの実施形態では、ハブねじ山９０２及びハブ端子９１０は、カートリッジ８００がハブ９００中に前進しているとき、ハブ端子９１０がカートリッジ端子（例えば、８４０，８４１）に接触する前に、カートリッジ８００の密封要素（８３０，８３１）がハブに係合して上述したようにシールを形成するようハブ９００内に配置されている。このように、カートリッジ８００は、電力が電解槽３１０に供給される前にハブ９００に封着される。幾つかの実施形態では、水は、かかるシールが定位置に形成される前にハブ９００からカートリッジ８００に向かって流れるのが阻止される。

【0077】

上述したように、幾つかの実施形態は、電解槽３１０を電流源１１３１（出力信号を制御する電力源）によって駆動し、電流源１１３１は、所望の電流を電解槽３１０のアノードに供給する。したがって、電流は、制御され、電圧は、所望の電流の流れを維持し、かくして、所望のオゾン発生量を維持するよう必要に応じて変化する。

【0078】

かかる電解槽の動作特性が図１０Ａ及び図１０Ｂに概略的に示されている。一定の電流源１１３１によって駆動される新型電解槽では、電流源１１３１によって電解槽３１０に供給される電圧は、公称値では実質的に一定のままである。図１０Ａのグラフ図中の電圧軸線は、電流源によって供給される電圧をこの電圧と公称電圧の比として表している。図１０Ａ及び図１０Ｂ中の時間軸線は、電解槽の「有効寿命」の百分率として表されている。

【0079】

図１０Ａに示されているように、オゾン発生量１０１１を維持するのに必要な電圧１００１は、電解槽が古くなるにつれて上昇する。しかしながら、一定の電流駆動の場合、オゾン発生量１０１１は、図１０Ｂに示されているように電解槽の寿命の大部分にわたって実質的に一定のままである。

【0080】

本発明者は、駆動電圧を上げると、電解槽の動作に関する情報が生じることを発見した。事実、上昇している駆動電圧は、電解槽がその有効寿命の終わりに近づいていることを信号で知らせる。この用途の目的のため、電解槽の「有効寿命の終わり」は、規定された駆動電流及び最大駆動電圧が所与の場合、電解槽がもはや所望量のオゾンを発生させることができない時点として定義される。最大駆動電圧は、駆動電流源がもたらすことができる最大電圧として定義される場合があり、この最大駆動電圧は、現実の回路における真の制限を表している。電解槽のオゾン発生量は、その有効寿命の終わりのところで、図１０Ｂに示されているように低下する（１０１１Ｄ）。電解槽３１０のオゾン発生量は、電解槽３１０のオゾン発生量が低下する時点（１０１１Ｄ）前にその「通常の」範囲内にあるものとして説明できる。

【0081】

かくして、本発明者は、駆動電圧をモニタすると電解槽の健全状態を評価することができるということを発見した。例えば、公称駆動電圧（１００１Ｗ）の２倍である駆動電圧は、電解槽がその有効寿命の９７パーセントに達したことを支持していると言える。この時点でも、電解槽は、引き続き所望量のオゾンを発生させているが、電解槽がその寿命の終わりに近づいていることをユーザに警告することが賢明であると言える。

【0082】

同様に、公称駆動電圧（１００１Ｒ）の２．５倍である駆動電圧１００１は、電解槽がその有効寿命の終わりに達したことを表示していると言える。この時点でも、電解槽は、幾分かのオゾンを発生させることができるが、その発生量は、オゾンの所望の量よりも少ない。したがって、電解槽がその寿命の終わりに達したことをユーザに警告することが賢明であると言える。

【0083】

図１０Ａ及び図１０Ｂに示された実施例は、例示に過ぎない。実際の電圧、電圧比及びオゾン発生量に関する特性は、用いられる特定の電解槽及び電解槽が用いられているシステムの特性、例えば最大有効駆動電圧で決まるであろう。

【0084】

電解槽を駆動したりモニタしたりするための回路の実施形態が図４に概略的に示されている。この実施形態の肝は、例えばマイクロチップ・テクノロジー・インコーポレイテッド（Microchip Technology Inc.）から入手できるマイクロコントローラ１１０１、例えばＰＩＣ１６Ｆ１８２９である。ただし、他のマイクロコントローラ又は回路を使用することも可能である。マイクロコントローラ１１０１は、プログラム可能ＣＰＵを有し、このマイクロコントローラは、とりわけ、ディジタルメモリ、比較器、アナログ‐ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ、通信インターフェース（例えば、Ｉ／Ｃバスインターフェース又はＲＳ２３２インターフェース）並びに種々の入力及び出力端子を含む。

【0085】

動作原理を説明すると、電流源１１３１は、スイッチング回路１１３９を介して一定の電流を電解槽３１０に出力する。この実施形態では、スイッチング回路１１３９は、１組のリレー回路１１３２，１１３３を含む。スイッチングネットワーク１１３９が端子１１３９Ａ，１１３９Ｂのところで電力源（例えば、電流源１１３１又は他の実施形態では電圧源１１３１Ｖ）に結合されている。リレー回路１１３３中の２つのリレーは、制御ライン１１３５を介してマイクロコントローラ１１０１の制御下で電解槽２０２への電流の印加を制御する。図１１に示されている構成では、電流源１１３１からの電流は、電解槽端子１１０２Ｂに結合され、他方、電解槽端子１１０２Ａは、アースに接続されている。リレー回路１１３３のリレーがこれらの他の位置に切り換えられた場合、端子１１０２Ａ，１１０２Ｂは、電流源又はアースに接続されない。したがって、リレー回路１１３３は、電解槽３１０を動作可能にし又は動作不能にするよう働く。幾つかの実施形態は、機械的リレーではなく電子手段を用いる上述のスイッチングネットワーク１１３９及び極性反転方法を実施することができる。例えば、幾つかの実施形態は、スイッチングネットワーク１１３９を用いることができ、かかるスイッチングネットワークとしては、ちょっと挙げてみただけでも、半導体スイッチ、例えばＦＥＴ、絶縁ゲートパイポーラトランジスタ（即ち、“ＩＧＢＴ”）又は他のトランジスタが挙げられる。

【0086】

リレー回路１１３２は、制御ライン１１３４を介してマイクロコントローラ１１０１の制御下で電解槽３１０への電流の印加の極性を制御する。図１１に示された構成では、電流源１１３１からの電流は、電解槽端子１１０２Ｂに結合され、他方、電解槽端子１１０２Ａは、アース（大地）に結合される。リレー回路１１３２のリレーがこれらの他の位置に切り換えられた場合、電流源からの電流は、電解槽端子１１０２Ａに結合され、他方、電解槽端子１１０２Ｂは、アースに結合される。このように、電解槽３１０への駆動電力の極性を上述した理由で制御可能に逆にすることができる。

【0087】

電流の振幅は、電解槽３１０内で所望量のオゾンを発生させる電流の量として規定される。したがって、所望量の電流は、特定の電解槽及び所望のオゾン発生量の関数である。

【0088】

電解槽３１０に入力される電流が一定なので、電解槽３１０の入力のところの電圧は、例えば電解槽のインピーダンスに応じて可変である。電解槽のインピーダンスは、例えば電極上へのスケールの堆積に起因して経時的に変化する場合がある。幾つかの実施形態では、電流源１１３１は、バッテリ電圧を一定の電流で電解槽３１０を駆動するのに必要な電圧までブーストする切り換え式電源である。

【0089】

電解槽電圧及びオプションとして電解槽電流は、電解槽の動作及び／又は健全状態を評価するためにモニタされる。幾つかの実施形態では、電解槽に供給され又は電解槽によって消費される電力の電気的パラメータのうちの１つ又は２つ以上をモニタして（例えば、電圧分割器１１５０及び分路抵抗器１１４０と関連して以下に説明する回路及び方法を用いて）電解槽がオゾンを発生させているかどうか（例えば、電解槽への電流及び／又は電圧が例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示されているように公称範囲内にあるかどうか）を評価することができる。もしそうであれば、モニタ回路は、状態表示器（例えば、灯１１５９）を作動させることによって電解槽の動作状態を表示することができる。変形例として、評価により電解槽３１０がオゾンを発生させていないこと又は少なくとも意図した若しくは諸ものレベルでオゾンを生じさせていないことが分かった場合、状態表示器を作動させても良い。

【0090】

幾つかの実施形態では、電解槽３１０に供給される電圧を電圧分割器１１５０によりモニタするのが良い。ただし、他の回路を用いても良い。ノード１１５１のところの電圧は、電解槽３１０に供給される電圧の何分の一かであり、これに比例し、かかる電圧をマイクロコントローラ１１０１によって用いると、上述したように電解槽の動作を評価することができる。例えば、ノード１１５１のところの電圧をマイクロコントローラ１１０１内のＡ／Ｄコンバータに供給するのが良い。

【0091】

幾つかの実施形態では、マイクロコントローラ１１０１は、図１２に示されているプロセス１２００の一部として測定された駆動電圧を評価するようプログラムされている。プロセス１２００は、一定の駆動電流を電解槽に供給することによって始まる（ステップ１２０１）。例えば、プログラムされたマイクロコントローラ１１０１は、ソフトウェアの制御下において、スイッチングネットワーク１１３９を動作させて（例えば、リレー回路１１３２，１１３３のリレーを閉成して）図１１に示されているように電流源１１３１を電解槽３１０に結合することができる。

【0092】

プロセス１２００は、次に、電解槽両端間の電圧を測定し（ステップ１２０２）、測定した電圧を「交換しきい値」と呼ばれる場合のある第１のしきい電圧と比較する（ステップ１２０３）。交換しきい値は、電解槽が交換されるべきことを表示する電圧である。例えば、これは、電解槽がその有効寿命の終わりに達したときの電圧であるのが良いが、いずれの場合においても、電解槽がその有効寿命の終わりに達したときの電圧よりも高くはない電圧であるべきである。測定電圧が交換しきい値に適合し又はこれを超えた場合、マイクロコントローラ１１０１は、状態表示器を作動させるのが良く且つ／或いは電解槽３１０を動作停止させるのが良い（例えば、電解槽の入力端子への電流の流れを中断し又は切ることによる例えば電解槽から電力を除くことによって）。例えば、マイクロコントローラ１１０１は、ステップ１２０４において適当な電圧又は電流を出力端子１１０５に出力することによって「交換」灯１１５５を点灯させるのが良い。状態表示器の他の形態としては、ちょっと挙げてみただけでも、電子ブザー又は電磁石ブザーにより生じさせることができる可聴信号又は例えば振動要素によって生じさせることができる触覚信号が挙げられる。

【0093】

測定電圧が交換しきい値よりも低い場合、プロセス１２００は、ステップ１２０５において測定電圧を「警告しきい値」と比較する。警告しきい値は、電解槽がその有効寿命の終わりに近づいていること及びユーザが交換用電解槽の注文を考慮すべきことを表示する電圧である。測定電圧が警告しきい値に適合し又はこれを超えた場合、マイクロコントローラ１１０１は、ステップ１２０６において適当な電圧又は電流を出力端子１１０６に出力することによって「注文」灯１１５６を点灯させる。

【0094】

駆動電流は、一定であるが、幾つかの実施形態は又、駆動電流をモニタして電解槽３１０又は駆動回路の他のコンポーネントの動作を評価する（例えば、電解槽３１０又は駆動回路の他のコンポーネントの考えられる誤作動をキャッチする）。分路抵抗器１１４０両端の電圧を測定し、バッファ１１４１によりバッファリングし又は増幅し、その後信号ライン１１４２を介して電圧をマイクロコントローラ１１０１内のＡ／Ｄコンバータによってディジタル化することによって電流をモニタすることができる。分路抵抗器１１４０は、電解槽３１０とアースとの間に大きな電圧降下を生じさせないよう小さな抵抗を有するべきである。幾つかの実施形態では、分路抵抗器１１４０は、例えば０．１オームの抵抗を有するのが良い。この実施形態では、電流は、電解槽３１０のアース端子のところで測定される（例えば、リレー回路１１３２，１１３３を介して）。ただし、他の実施形態は、電流供給ライン１１０３内に分路抵抗器１１４０を有しても良い。

【0095】

定義：本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられている以下の用語は、文脈上別段の必要がなければ、以下に示す意味を有するものとする。

【0096】

水又は水を含む流体を「オゾン化（オゾン処理）する」ことは、水の分子のうちの少なくとも何割かを分解して酸素原子がオゾンを生じさせ、このオゾンが水中に存在したままであるようにすることである。

【0097】

電解槽に印加される電力の「パラメータ」としては、電解槽に印加される電圧及び電解槽により消費させる電流が挙げられる。電圧及び電流は、それぞれ、「パラメータ」である。

【0098】

電解槽の「動作状態」は、電解槽がオゾンを発生させているかどうかを表示する。

【0099】

電解槽の「寿命状態」は、電解槽がその有効寿命の終わりに近づいているかこれに達したかどうかを表示する。例えば、第１の所定のしきい値を超える電圧がかかっている電解槽は、その有効寿命の終わりに近づいていると見なすことができ、これよりも高い第２の所定の電圧に等しい又は超える電圧がかかっている電解槽は、その有効寿命の終わりに達し又はこれを超えていると見なすことができる。

【0100】

電解槽の「有効寿命」は、電源から所定量未満の電力を供給されながら電解槽がオゾンを発生させることができる時間である。幾つかの実施形態では、電解槽に供給される電力を電解槽によって供給される電力のプロキシとして使用でき、所定の電圧は、電解槽に供給される所定の電力のプロキシとして使用できる。所定の電力又は電圧は、要因、例えばちょっと挙げてみただけでも、最大有効電力若しくは電圧、電解槽若しくは電解槽を収容した装置若しくはシステムの有効放熱特性又は電解槽のオゾン発生能力に基づいてシステム設計者によって指定できる。したがって、「有効寿命」という用語は、絶対的な用語であるというわけではない。これとは異なり、有効寿命は、少なくとも部分的に電解槽を用いる技術背景又はシステム及び／又は電解槽の使用の仕方で左右される場合がある。

【0101】

本発明の種々の実施形態では、この段落（及び本願の最後に添付されている現特許請求の範囲の記載の前）に続く段落に記載された潜在的に提示可能な請求項によって特徴付け可能である。これら潜在的な請求項は、本願の明細書の一部をなす。したがって、以下の潜在的な請求項の内容は、本願又は本願に基づく優先権を主張した出願を含む後の手続きにおいて現請求項として提示される場合がある。かかる潜在的な請求項の提示は、現請求項が潜在的な請求項の内容をカバーしていないことを意味するものと解されてはならない。かくして、以下の潜在的な請求項を後の手続きで提示しないという決定は、公衆へのかかる請求項の内容の贈与と解されてはならない。

【0102】

現在の請求項との混乱を避けるために請求項の番号の前には文字“Ｐ”が付けられている潜在的な請求項の内容は、次の通りである。

【0103】

Ｐ１．水をオゾン化する交換可能なカートリッジであって、前記カートリッジは、カートリッジハウジングと、前記ハウジング内に設けられた電解槽と、ハブに取り外し可能に連結されるよう構成されたハブインターフェースとを有し、前記ハブインターフェースは、ねじ山付きネックと、前記電解槽に流体結合された水入口と、オゾン化水出口と、前記カートリッジを前記ハブに結合したときに前記水入口を前記水出口から流体的に分離するよう構成された第１の密封インターフェースと、前記ハブインターフェースを前記カートリッジの外部の環境から流体的に分離するよう構成された第２の密封インターフェースとを有する、交換可能なカートリッジ。

【0104】

Ｐ２．前記水入口と前記水出口は、共通の平面を共有していない、Ｐ１記載の交換可能なカートリッジ。

【0105】

Ｐ３．前記水入口は、前記水出口と同軸である、Ｐ１記載の交換可能なカートリッジ。

【0106】

Ｐ４．複数個の互いに異なる形式のカートリッジに取り外し可能に結合するハブであって、前記ハブは、前記複数の互いに異なる形式のうちの１つのカートリッジに結合されると、オゾンを発生させて該オゾンを源水中に溶解させるよう構成されており、前記ハブは、前記源水を受け入れる水入口と、オゾン化水を放出する水出口と、前記水入口と前記水出口との間のインターフェースとを有し、前記インターフェースは、カートリッジに設けられた少なくとも１つのカートリッジポートに取り外し可能に結合し、前記インターフェースは、水を前記ハブから前記カートリッジ中に流し、オゾン化水を前記カートリッジから前記ハブ中に流すよう構成され、前記ハブは、カートリッジが前記インターフェースに結合されているかどうかを判定する論理を更に有し、前記論理は又、カートリッジが前記インターフェースに結合されると、前記インターフェースに結合されているカートリッジの形式を判別するよう構成されている、ハブ。

【0107】

Ｐ５．前記論理は、複数本のピンを含み、前記複数本のピンのうちの少なくとも幾つかは、前記カートリッジを前記ハブに結合すると、前記カートリッジに係合するよう構成され、前記論理は、前記カートリッジを前記ハブに結合すると、前記複数本のうちのピンのうちのどれが係合しているかをモニタする少なくとも１つの電子コンポーネントを更に含み、前記少なくとも１つの電子コンポーネントは、更に、前記複数本のピンのうちのどれが係合しているかに基づいて前記ハブに結合されたカートリッジの形式を識別するよう構成されている、Ｐ４記載のハブ。

【0108】

Ｐ６．前記複数の互いに異なる形式のカートリッジは、互いに異なるサイズのタンクを有する、Ｐ４記載のハブ。

【0109】

Ｐ７．前記複数の互いに異なる形式のカートリッジは、互いに異なる電解槽を有する、Ｐ４記載のハブ。

【0110】

Ｐ８．前記ハブは、電力を前記カートリッジに供給するよう構成され、前記論理は、前記ハブに結合されているカートリッジの形式に基づいて前記カートリッジに供給される電力を調節するよう構成されている、Ｐ４記載のハブ。

【0111】

Ｐ９．前記論理は、前記カートリッジに供給される電圧及び電流のうちの少なくとも一方を調節する、Ｐ８記載のハブ。

【0112】

Ｐ１０．前記論理は、ホール効果センサを含む、Ｐ４記載のハブ。

【0113】

Ｐ１１．複数の互いに異なる形式のハブに取り外し可能に結合するカートリッジであって、前記ハブの各々は、インターフェースを有し、前記カートリッジは、前記複数の互いに異なる形式のうちの１つのハブに結合されると、オゾンを発生させてこのオゾンを源水中に溶解させるよう構成され、前記カートリッジは、前記源水をオゾン化する電解槽を有し、前記電解槽は、カソード、ダイヤモンドから成るアノード及び前記カソードと前記アノードとの間に設けられたメンブレンを有し、前記カートリッジは、前記ハブに設けられたインターフェースに取り外し可能に結合する少なくとも１つのカートリッジポートを有し、前記少なくとも１つのカートリッジポート及び前記インターフェースは、水を前記ハブから前記電解槽中に流すと共にオゾン化水を前記電解槽から前記ハブ中に流すよう構成され、前記カートリッジは、前記カートリッジが前記インターフェースに結合されているかどうかを判定する論理を更に有し、前記論理は又、前記カートリッジを前記インターフェースに結合すると、前記カートリッジポートに結合されたハブの形式を判別するよう構成されている、カートリッジ。

【0114】

本発明の種々の実施形態は、少なくとも部分的に従来のコンピュータプログラミング言語のどれでも実施できる。例えば、幾つかの実施形態は、手続き的プログラミング言語（例えば、“Ｃ”）又はオブジェクト指向プログラミング言語（例えば、“Ｃ＋＋”）で具体化できる。本発明の他の実施形態は、事前プログラム式ハードウェア要素（例えば、特定用途向け集積回路、ＦＰＧＡ及びディジタル信号プロセッサ）又は他の関連コンポーネントとして具体化できる。

【0115】

変形実施形態では、開示した装置及び方法は、コンピュータシステム用のコンピュータプログラム製品として具体化できる。かかる具体化例としては、有形的表現媒体、例えば非過渡的コンピュータ可読媒体（例えば、ディスケット、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＲＯＭ又は固定ディスク）上に記録された一連のコンピュータ命令が挙げられる。一連のコンピュータ命令は、本発明のシステムと関連して本明細書において上述した機能の全て又は一部を具体化することができる。

【0116】

当業者であれば理解されるべきこととして、かかるコンピュータ命令は、多くのコンピュータアーキテクチャ又はオペレーティングシステム用の多数のプログラミング言語で書き込み可能である。さらに、かかる命令は、任意の記憶装置、例えば半導体デバイス、磁気デバイス、光デバイス又は他のメモリ素子に記憶可能であり、そして任意の通信技術、例えば光技術、赤外線技術、マイクロ波技術又は他の送信技術を用いて送信可能である。

【0117】

とりわけ、かかるコンピュータプログラム製品は、添付の印刷又は電子文書（例えば、収縮包装ソフトウェア）付きの取り外し可能な媒体として配布でき、コンピュータシステムにあらかじめプレローディングされ（例えば、システムＲＯＭ又は固定ディスク上に）又はネットワーク（例えば、Internet（登録商標）又はWorld Wide Web）によりサーバ又は電子掲示板から配布可能である。当然のことながら、本発明の幾つかの実施形態は、ソフトウェア（例えば、コンピュータプログラム製品）とハードウェアの両方の組み合わせとして具体化できる。本発明の更に別の実施形態は、全てハードウェアとして又は全てソフトウェアとして具体化される。

【0118】

コンピュータ、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ上で全体として又は部分的に実施されるプロセス（即ち、「コンピュータプロセス」）は、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの任意のものの組み合わせの制御下で動作することができ又は上述の手段の任意のものの制御外で動作することができるコンピュータハードウェア（例えば、プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ若しくは他の電子組み合わせ論理又は同様なデバイス）を用いたコンピュータにおける記述機能の性能である。記載された機能の全て又は一部は、能動的又は受動的電子コンポーネント、例えばトランジスタ又は抵抗器によって実施できる。「コンピュータプロセス」という用語を用いる際、コンピュータプログラム又はその一部のスケジュール設定可能なエンティティ又は動作が必ずしも必要とされるわけではない。ただし、幾つかの実施形態では、コンピュータプロセスは、コンピュータプログラム又はその一部のかかるスケジュール設定可能なエンティティ又は操作によって実施可能である。さらに、別段の必要がなければ、「プロセス」は、２つ以上のプロセッサ又は２つ以上の（シングルプロセッサ又はマルチプロセッサ）コンピュータを用いて実施できる。

【0119】

上述の本発明の実施形態は、例示に過ぎず、当業者には多くの変形例及び改造例が明らかであろう。かかる変形例及び改造例は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】