MX2010014392A

MX2010014392A - Botella atomizadora de mano, celda de electrólisis y convertidor de corriente directa a corriente directa.

Info

Publication number: MX2010014392A
Application number: MX2010014392A
Authority: MX
Inventors: Bruce F Field
Original assignee: Tennant Co
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2011-03-24
Also published as: US20090314651A1; KR20110048504A; CA2728757A1; US20090314655A1; US20110180420A2; WO2009155545A4; US20090314654A1; EP2318317A1; US8319654B2; ZA201100420B; WO2009155545A3; CN102112402A; MX2010014391A; WO2009155528A1; WO2009155546A8; CN102112401A; CN102112403A; JP2011527380A; MX2010014393A; JP2011525219A

Abstract

Se proporciona una botella portátil de aspersión (100, 400, 500,500') que incluye un depósito para líquido (12, 52, 88, 510), una salida para líquido (14, 74, 89, 508), una celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804), una fuente de energía (32, 402,542) y un convertidor DC a DC (1004); la celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804), es portada por la botella de aspersión (10, 400, 500, 500') y se acopla de manera fluida entre el depósito (12, 52, 88, 510) y la salida para líquido (14, 74, 89, 508); la fuente de energía (32, 402, 542) es portada por la botella de aspersión (10, 400, 500, 500') y tiene una salida de voltaje; el convertidor DC a DC (1004) se acopla entre la salida de voltaje y la celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804) y provee un voltaje escalonado, el cual es mayor que la salida de voltaje de la fuente de energía (32, 402, 542) para energizar la celda de electrólisis (18, 50, 80,406, 552, 708, 804).

Description

BOTELLA ATOMIZADORA DE MANO. CELDA DE ELECTRÓLISIS Y CONVERTIDOR DE CORRIENTE DIRECTA A CORRIENTE DIRECTA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a la activación electroquímica de líquidos y, más particularmente, a celdas de electrólisis y sus métodos correspondientes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las celdas de electrólisis se utilizan en una variedad de aplicaciones diferentes para cambiar una o más características de un fluido. Por ejemplo, las celdas de electrólisis se han utilizado en aplicaciones de limpieza/ desinfección, industrias médicas y procesos de fabricación de semiconductores. Las celdas de electrólisis se han utilizado también en una variedad de otras aplicaciones y han tenido diferentes configuraciones. Para aplicaciones de limpieza/desinfección, las celdas de electrólisis se utilizan para crear un líquido anolito electroquímicamente activado (EA) y un líquido catolito EA. Los líquidos anolitos EA cuentan con propiedades desinfectantes conocidas y los líquidos catolitos EA han cuentan con propiedades de limpieza conocidas. Ejemplos de sistemas de limpieza y/o desinfección se describen en Field et al., publicación de los Estados Unidos No. 200710186368 A1 , publicada en agosto 16 del 2007.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la descripción se relaciona con una botella atomizadora de mano. La botella atomizadora incluye un depósito de líquido, una salida de líquido, una celda de electrólisis, una fuente de energía y un convertidor DC a DC. La celda de electrólisis es portada por la botella atomizadora y se acopla de forma fluida entre el depósito y la salida de líquido. La fuente de energía es portada por la botella atomizadora y tiene una salida de voltaje. El convertidor DC a DC se acopla entre la salida de voltaje y la celda de electrólisis y proporciona un voltaje escalonado al alza, el cual es mayor que la salida de voltaje de la fuente de energía, para energizar la celda de electrólisis.

Otro aspecto de la descripción se refiere a un método. El método incluye: portar un líquido de alimentación en un depósito de una botella atomizadora de mano; producir un voltaje de fuente desde una fuente de energía que es portada por la botella atomizadora; escalonar el voltaje fuente hasta un voltaje de energización que es mayor que el voltaje fuente, a través de un convertidor DC a DC portado por la botella atomizadora; pasar el líquido de alimentación a través de una celda de electrólisis que es portada por la botella atomizadora; aplicar el voltaje de energización a los electrodos de la celda de electrólisis para activar electroquímicamente el líquido de alimentación que pasa a través de la celda de electrólisis; y despachar el líquido de alimentación electroquímicamente activo de la botella atomizadora.

Este resumen se proporciona para introducir una selección de conceptos de una forma simplificada que se describe más adelante en la descripción detallada. Este resumen no pretende identificar las características clave o las características esenciales de la materia reivindicada, ni pretende utilizarse como ayuda para determinar el alcance de la materia reivindicada. La materia reivindicada no se limita a las implementaciones que resuelven cualesquiera o todos inconvenientes señalados en los antecedentes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático simplificado de una botella atomizadora de mano de conformidad con un aspecto de ejemplo de la presente descripción.

La figura 2 ilustra un ejemplo de una celda de electrólisis que tiene una membrana selectiva de iones.

La figura 3 ilustra una celda de electrólisis que no tiene membrana selectiva de iones de acuerdo con un ejemplo adicional de la descripción.

La figura 4A es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor que tiene una pluralidad de aperturas rectilíneas en un patrón de cuadrícula regular de acuerdo a un aspecto de la descripción.

La figura 4B es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor que tiene una pluralidad de aperturas curvilíneas de diferentes tamaños en un patrón de cuadrícula regular de acuerdo con otro ejemplo.

La figura 4C es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor que tiene una pluralidad de aperturas irregulares y regulares que tienen una variedad de formas y tamaños diferentes de acuerdo con otro ejemplo.

La figura 5 ilustra un ejemplo de una celda de electrólisis que tiene una forma tubular de acuerdo con un ejemplo ilustrativo.

La figura 6 es un diagrama de forma de onda que ilustra el patrón de voltaje aplicado al ánodo y al cátodo de conformidad con un aspecto de ejemplo de la presente descripción.

La figura 7 es un diagrama de bloque de un sistema que tiene un indicador de acuerdo con una modalidad de la descripción, que se puede incorporar en cualquiera de las modalidades descritas en este documento, por ejemplo.

La figura 8A es una vista en perspectiva de una botella atomizadora que tiene una luz indicadora que ilumina el líquido transportado por la botella.

La figura 8B es una vista en perspectiva de una botella atomizadora que tiene una luz indicadora que ilumina el líquido transportado por la botella, de acuerdo con una modalidad alternativa de la descripción.

La figura 8C es una vista en perspectiva posterior de una cabeza de la botella que se muestra en la figura 8B.

Las figuras 9A y 9B son vistas en perspectiva de un alojamiento del lado izquierdo y la figura 9C es una vista en perspectiva de un alojamiento del lado derecho de la botella mostrada en la figura 8B.

La figura 10 ilustra los diferentes componentes instalados en el alojamiento del lado izquierdo.

Las figuras 11A y 11 B ilustran un contenedor de líquido portado por la botella que se muestra en la figura 8B.

La figura 12A ilustra una vista en acercamiento fragmentada de un ensamble de bomba/celdas instalado en un tambor del alojamiento.

La figura 12B es una vista en perspectiva del ensamble de bomba/celdas retirado del alojamiento.

La figura 12G es una vista en perspectiva inferior del ensamble de bomba/celdas con el gatillo removido.

La figura 13 ilustra una vista en perspectiva en despiece de una ménsula de montaje del ensamble que se muestra en las figuras 12A-12C.

Las figuras 14A y 14B son vistas en perspectiva de un gatillo de la botella mostrada en la figura 8B.

Las figuras 15A y 15B son vistas en perspectiva de una cubierta de gatillo, superpuesta al gatillo.

La figura 16A ilustra compartimientos inferiores de una mitad del alojamiento en mayor detalle.

La figura 16B ilustra un tablero de circuitos y las baterías montadas dentro de los compartimentos mostrados en la figura 16A.

La figura 17 es una vista en perspectiva de una máquina de limpieza móvil, que implementa una celda de electrólisis de acuerdo con un ejemplo de la presente descripción.

La figura 18 es un diagrama de bloque simplificado de una celda de electrólisis que se monta en una plataforma de acuerdo con otra modalidad.

La figura 19 es una vista en perspectiva de un limpiador para toda superficie de conformidad con otra modalidad de la descripción.

La figura 20 es un diagrama de bloque que ilustra un circuito de control para controlar los distintos componentes dentro de la botella atomizadora de mano que se muestra en las figuras 8A-16B de acuerdo con un ejemplo ilustrativo de la descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la presente descripción está dirigida a un método y aparato para electrolizar líquidos. 1. Botella atomizadora de mano Las celdas de electrólisis pueden utilizarse en una variedad de diferentes aplicaciones y alojarse en una variedad de tipos diferentes de aparatos, los cuales pueden ser un vehículo de limpieza/desinfección de mano, móvil, inmóvil, montado en la pared, motorizado o no motorizado, en ruedas, etc., por ejemplo. En este ejemplo, una celda de electrólisis se incorpora en una botella atomizadora de mano.

La figura 1 es un diagrama esquemático simplificado de una botella atomizadora de mano 10 de conformidad con un aspecto de ejemplo de la presente descripción. La botella atomizadora 10 incluye un depósito 12 para contener un líquido a tratar y luego lo aplica a través de una boquilla 14. En un ejemplo, el líquido a tratar incluye una composición acuosa, como agua corriente.

La botella atomizadora 10 incluye además un filtro de entrada 16, una o más celdas de electrólisis 18, tubos 20 y 22, una bomba 24, un activador 26, un interruptor 28, un tablero de circuitos y elementos electrónicos de control 30 y baterías 32. Aunque no se muestra en la figura 1 , los tubos 20 y 22 pueden alojarse en el cuello y el tambor, respectivamente, de la botella 10, por ejemplo. Una tapa 34 sella el depósito 12 alrededor del cuello de la botella 10. Las baterías 32 pueden incluir baterías desechables y/o baterías recargables, por ejemplo, y proporcionan energía eléctrica a la celda de electrólisis 18 y a la bomba 24 cuando son energizadas por el tablero de circuitos y los elementos electrónicos de control 30.

En el ejemplo mostrado en la figura 1 , el activador 26 es un activador de tipo gatillo, que acciona el interruptor momentáneo 28 entre los estados abierto y cerrado. Por ejemplo, cuando el usuario "aprieta" el gatillo manual a un estado apretado, el gatillo acciona el interruptor en el estado cerrado. Cuando el usuario libera el gatillo manual, el gatillo acciona el interruptor en el estado abierto. Sin embargo, el activador 26 puede tener otros estilos en modalidades alternativas y puede eliminarse en modalidades adicionales. En modalidades que carecen de un activador separado, el usuario puede activar directamente el interruptor 28. Cuando el interruptor 28 está en el estado abierto y no conductor, los elementos electrónicos de control 30 desenergizan la celda de electrólisis 18 y la bomba 24. Cuando el interruptor 28 está en el estado cerrado y conductor, los elementos electrónicos de control 30 energizan la celda de electrólisis 18 y la bomba 24. La bomba 24 atrae el líquido del depósito 12 a través del filtro 16, la celda de electrólisis 18 y el tubo 20 y fuerza el líquido por el tubo 22 y la boquilla 14. Dependiendo del atomizador, la boquilla 14 puede ser ajustable o no, con el fin de seleccionar entre lanzar un chorro, atomizar el rocío o dispersar un aerosol, por ejemplo.

El interruptor 28 en sí puede tener cualquier tipo de activador adecuado, tal como un interruptor de botón, como se muestra en la figura 1 una palanca, un balancín, cualquier conexión mecánica y/o cualquier sensor no mecánico como capacitivo, plástico resistivo, térmico, inductivo, etc. El interruptor 28 puede tener cualquier disposición de contacto adecuada, tal como momentánea, unipolar de una sola dirección, etc.

En una modalidad alternativa, la bomba 24 se sustituye con una bomba mecánica, como una bomba de desplazamiento positivo activada a mano, en donde el gatillo activador 26 actúa directamente sobre la bomba por la acción mecánica. En esta modalidad, el interruptor 28 podría activarse de manera separada desde la bomba 24, como un interruptor de energía, para energizar la celda de electrólisis 18. En una modalidad adicional, las baterías 32 se eliminan y la energía se suministra a la botella atomizadora 10 desde una fuente externa, como a través de un cable de alimentación, el enchufe y/o terminales de contacto.

La disposición mostrada en la figura 1 se proporciona sólo como un ejemplo no limitativo. La botella atomizadora 10 puede tener cualquier otra disposición estructural y/o funcional. Por ejemplo, la bomba 24 puede localizarse corriente abajo de la celda 18, como se muestra en la figura 1 , o corriente arriba de la celda 18 con respecto a la dirección del flujo de fluido desde el depósito 12 a la boquilla 14= Como se describe en detalle más adelante, la botella atomizadora contiene un líquido que se asperja sobre una superficie a limpiar y/o desinfectar. En un ejemplo no limitativo, la celda de electrólisis 18 convierte el líquido a un anolito líquido EA y a un catolito líquido EA antes de ser despachado desde la botella como un aerosol de salida. Los anolitos y catolitos líquidos EA se pueden despachar como una mezcla combinada o como salidas de aerosol por separado, como a través de tubos y/o boquillas separadas. En la modalidad mostrada en la figura 1 , los anolitos y catolitos líquidos EA se despachan como una mezcla combinada. Con un caudal de salida pequeño e intermitente proporcionado por la botella atomizadora, la celda de electrólisis 18 puede tener un empaque pequeño y puede encenderse mediante baterías portadas por el empaque o la botella atomizadora, por ejemplo. 2. Celdas de electrólisis Una celda de electrólisis incluye cualquier celda de tratamiento de fluido adaptada para aplicar un campo eléctrico a través del fluido líquido entre al menos un electrodo anódico y al menos un electrodo catódico. Una celda de electrólisis puede tener cualquier número adecuado de electrodos, cualquier número adecuado de cámaras para contener el fluido y cualquier número adecuado de entradas de fluido y salidas de fluido. La celda puede adaptarse para tratar cualquier fluido (como un líquido o una combinación de gas-líquido). La celda puede incluir una o más membranas selectivas de iones entre el ánodo y el cátodo o puede configurarse sin ningún tipo de membranas selectivas de iones. Una celda de electrólisis con una membrana selectiva de iones se denomina aquí como un "generador funcional".

La celda de electrólisis puede utilizarse en una variedad de aplicaciones diferentes y puede tener una variedad de estructuras diferentes, como, pero no limitado a una botella atomizadora como se menciona en la figura 1, y/o las estructuras divulgadas en Field et al. publicación de patente de los Estados Unidos No. 2007 0186368, publicada en agosto 16, 2007. Así, aunque se describen diversos elementos y procesos relacionados con la electrólisis en este documento en relación con el contexto de una botella atomizadora, estos elementos y procesos se pueden aplicar a, e incorporarse en, otras aplicaciones que no sean botellas atomizadoras. 3. Celda de electrólisis con una membrana 3.1 Estructura de la celda La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de una celda de electrólisis 50 que se puede utilizar en la botella atomizadora que se muestra en la figura 1 , por ejemplo. La celda de electrólisis 50 y que recibe el líquido a ser tratado desde una fuente de líquido 52. La fuente de líquido 52 puede incluir un tanque u otro depósito de solución, como el depósito 12 en la figura 1 , o puede incluir un acoplamiento u otra entrada para la recepción de un líquido desde una fuente externa.

La celda 50 tiene una o más cámaras anódicas 54 y una o más cámaras catódicas 56 (conocidas como cámaras de reacción), las cuales están separadas por una membrana de intercambio iónico 58 como una membrana de intercambio catiónico o aniónico. Uno o más electrodos anódicos 60 y electrodos catódicos 62 (uno de cada electrodo mostrado) se disponen en cada cámara anódica 54 y cada cámara catódica 56, respectivamente. Los electrodos anódicos y catódicos 60, 62 pueden hacerse de cualquier material adecuado, como un polímero conductor, titanio y/o titanio recubierto con un metal precioso, como platino, o cualquier otro material adecuado para el electrodo. En un ejemplo, por lo menos uno del ánodo o el cátodo es, al menos parcialmente o totalmente hecho de un polímero conductor. Los electrodos y las cámaras respectivas pueden tener cualquier forma y construcción adecuadas. . Por ejemplo, los electrodos pueden ser placas planas, placas coaxiales, varillas o una combinación de ambos. Cada electrodo puede tener, por ejemplo, una construcción sólida o puede tener una o varias aperturas. En un ejemplo, cada electrodo se forma como una malla. Además, múltiples celdas 50 pueden acoplarse en serie o en paralelo entre sí, por ejemplo.

Los electrodos 60, 62 están conectados eléctricamente a terminales opuestas de un suministro de energía convencional (no se muestra). La membrana de intercambio iónico 58 se encuentra entre los electrodos 60 y 62. El suministro de energía puede proporcionar un voltaje de salida DC constante, un voltaje de salida DC por pulsos o modulada de otra manera y/o un voltaje de salida AC por pulsos o modulada de otra manera a los electrodos anódicos y catódicos. El suministro de energía puede tener cualquier nivel de voltaje de salida adecuado, nivel de corriente, ciclo de trabajo o forma de onda.

Por ejemplo, en una modalidad, el suministro de energía aplica el voltaje suministrado a las placas en un estado de equilibrio relativo. El suministro de energía (y/o elementos electrónicos de control) incluye un convertidor de DC a DC que utiliza un esquema de control de modulación por ancho de pulso (PW ) para controlar la salida de voltaje y de corriente. Otros tipos de fuentes de alimentación también se pueden utilizar, que pueden; ser de pulsos o sin pulsos y en otros rangos de voltaje y energía. Los parámetros son específicos para la aplicación.

Durante la operación, el agua de alimentación (o cualquier otro líquido a tratar) se provee desde la fuente 52 a la cámara anódica 54 y a la cámara catódica 56. En el caso de una membrana de intercambio catiónico, al aplicar un potencial de voltaje DC a través del ánodo 60 y del cátodo 62, como un voltaje en una escala de alrededor de 5 voltios (V) a cerca de 28V, los cationes presentes originalmente en la cámara anódica 54 se mueven a través de la membrana de intercambio iónico 58 hacia el cátodo 62, mientras que los aniones en la cámara anódica 54 se mueven hacia el ánodo 60. Sin embargo, los aniones presentes en la cámara catódica 56 no son capaces de atravesar la membrana de intercambio catiónico y por lo tanto permanecen confinados dentro de la cámara catódica 56.

Como resultado, la celda 50 activa electroquímicamente el agua de alimentación por lo menos en parte utilizando electrólisis y produce agua electroquímicamente activada en forma de una composición anolítica ácida 70 y una composición catolítica básica 72.

Si se desea, el anolito y catolito se pueden generar en diferentes porcentajes entre sí con modificaciones a la estructura de la celda de electrólisis, por ejemplo. Por ejemplo, la celda puede configurarse para producir un mayor volumen de catolito que de anolito si la función principal del agua EA es de limpieza. Por otra parte, por ejemplo, la celda puede configurarse para producir un mayor volumen de anolito que de catolito si la función principal del agua EA es de desinfección. Además, las concentraciones de especies reactivas en cada uno se pueden variar.

Por ejemplo, la celda puede tener una relación 3:2 de las placas catódicas a las placas anódicas para producir un mayor volumen de catolito que de anolito. Cada placa catódica está separada de una placa anódica respectiva mediante una membrana de intercambio iónico respectiva. Por lo tanto, hay tres cámaras catódicas por dos cámaras anódicas. Esta configuración produce aproximadamente 60% de catolito por 40% de anolito. Otras relaciones también se pueden utilizar. 3.2 Reacciones de ejemplo Además, las moléculas de agua en contacto con el ánodo 60 son electroquímicamente oxidadas con el oxígeno (O2) y los iones de hidrógeno (H+) en la cámara anódica 54, mientras que las moléculas de agua en contacto con el cátodo 62 se reducen electroquímicamente a gas de hidrógeno (H2) y a iones de hidroxilo (??') en la cámara catódica 56. Se permite pasar los iones de hidrógeno en la cámara anódica 54 a través de la membrana de intercambio catiónico 58 hacia la cámara catódica 56, donde los iones de hidrógeno se reducen a gas de hidrógeno, mientras que el gas de oxígeno en la cámara anódica 54 oxigena el agua de alimentación para formar el anolito 70. Por otra parte, ya que el agua corriente suele incluir cloruro de sodio y/u otros cloruros, el ánodo 60 oxida los cloruros existentes para formar gas de cloro. Como resultado, se produce una gran cantidad de cloro y el pH de la composición anolítica 70 se vuelve cada vez más ácida al paso del tiempo.

Como se ha señalado, las moléculas de agua en contacto con el cátodo 62 se reducen electroquímicamente a gas de hidrógeno y a iones de hidroxilo (OH-), mientras que los cationes en la cámara aniónica 54 pasan a través de la membrana de intercambio catiónico 58 hacia la cámara catódica 56 cuando se aplica el potencial de voltaje. Estos cationes están disponibles para asociarse iónicamente con los iones de hidroxilo producidos en el cátodo 62, mientras que se forman burbujas de gas de hidrógeno en el líquido. Una cantidad considerable de iones de hidroxilo se acumula con el tiempo en la cámara catódica 56 y reacciona con los cationes para formar hidróxidos básicos. Además, los hidróxidos se quedan confinados en la cámara catiónica 56, ya que la membrana de intercambio de cationes no permite que los iones de hidroxilo negativamente cargados pasen a través de la membrana de intercambio de cationes. En consecuencia, se produce una cantidad sustancial de hidróxidos en la cámara catódica 56 y el pH de la composición catolítica 72 se vuelve cada vez más alcalina al paso del tiempo.

El proceso de electrólisis en el generador funcional 50 permite la concentración de especies reactivas y la formación de iones metaestables y radicales en la cámara anódica 54 y erVla cámara catódica 56.

El proceso de activación electroquímica se produce normalmente ya sea por la remoción de electrones (en el ánodo 60) o por la introducción de electrones (en el cátodo 62), que conduce a la alteración de las propiedades físico-químicas (incluyendo las estructurales, energéticas y catalíticas) del agua de alimentación. Se cree que el agua de alimentación (anolito o catolito) se activa en la proximidad inmediata de la superficie del electrodo, donde la intensidad del campo eléctrico puede alcanzar un nivel muy alto. Esta área se puede denominar como una capa doble eléctrica (EDL).

Si bien el proceso de activación electroquímica continúa, los dipolos del agua en general se alinean con el campo y una proporción de los enlaces de hidrógeno de las moléculas del agua se rompen en consecuencia. Además, los átomos de hidrógeno de un solo enlace se unen a los átomos de metal (por ejemplo, átomos de platino) en el electrodo catódico 62 y los átomos de oxígeno de un solo enlace se unen a los átomos de metal (por ejemplo, átomos de platino) en el electrodo anódico 60. Estos átomos unidos se difunden en dos dimensiones sobre las superficies de los electrodos respectivos hasta que toman parte en reacciones adicionales. Otros átomos y grupos poliatómicos pueden también unirse de manera similar a las superficies del electrodo anódico 60 y el electrodo catódico 62, y también pueden experimentar reacciones posteriormente. Las moléculas como las del oxígeno (O2) y el hidrógeno (H2) producidas en las superficies pueden entrar en pequeñas cavidades en la fase líquida del agua (es decir, burbujas) en forma de gases y/o pueden llegar a ser solvatados por la fase líquida del agua. Estas burbujas de fase gaseosa se dispersan de tal modo o de otro modo quedan suspendidas a lo largo de la fase líquida del agua de alimentación.

Los tamaños de las burbujas de fase gaseosa pueden variar dependiendo de una variedad de factores, tales como la presión ejercida sobre el agua de alimentación, la composición de las sales y otros compuestos en el agua de alimentación, así como el alcance de la activación electroquímica. En consecuencia, las burbujas de fase gaseosa pueden tener una variedad de tamaños diferentes, incluyendo pero no limitado a macroburbujas, microburbujas, nanoburbujas y sus mezclas. En modalidades incluyendo macroburbujas, ejemplos de diámetros promedio adecuados de burbuja de las burbujas generadas incluyen diámetros que van de unos 500 micrómetros a cerca de un milímetro. En modalidades incluyendo macroburbujas, ejemplos de diámetros promedio adecuados de burbuja de las burbujas generadas incluyen diámetros que van de un micrómetro a menos de alrededor de 500 micrómetros. En modalidades incluyendo nanoburbujas, ejemplos de diámetros promedio adecuados de burbuja de las burbujas generadas incluyen diámetros menores a un micrómetro, con diámetros promedio de burbuja especialmente adecuados incluyendo diámetros inferiores a 500 nanómetros y aún más con diámetros promedio de burbuja especialmente adecuados incluyendo diámetros inferiores a alrededor de 100 nanómetros.

La tensión superficial en una interfaz gas-líquido es producida por la atracción entre las moléculas que se dirigen lejos de las superficies de los electrodos anódicos 60 y el electrodo catódico 62 conforme las moléculas superficiales son más atraídas por las moléculas en el agua que a las moléculas del gas en la superficie de los electrodos. En contraste, las moléculas de la mayor parte del agua son atraídas igualmente en todas las direcciones. Por lo tanto, con el fin de aumentar la posible energía de interacción, la tensión superficial hace que las moléculas en las superficies de los electrodos entren en la mayor parte del líquido.

En las modalidades en las cuales se generan las nanoburbujas de fase gaseosa, el gas contenido en las nanoburbujas (es decir, burbujas con diámetros de menos de un micrómetro) también se cree que es estable por períodos considerables en el agua de alimentación, a pesar de su pequeño diámetro. Aunque no se desea estar limitado por teoría alguna, se cree que la tensión superficial del agua, en la interfaz gas/líquido, disminuye cuando las superficies curvas de las burbujas de gas se acercan a las dimensiones moleculares. Esto reduce la tendencia natural de las nanoburbujas a disiparse.

Por otra parte, la interfaz de nanoburbujas de gas/líquido se carga debido al potencial de voltaje aplicado a través de la membrana 58. La carga presenta una fuerza opuesta a la tensión superficial, que también retrasa o impide la disipación de las nanoburbujas. La presencia de cargas similares en la interfaz reduce la tensión superficial aparente, con la repulsión de la carga que actúa en dirección opuesta a la reducción de la superficie al mínimo debido a la tensión superficial. Cualquier efecto puede aumentar por la presencia de otros materiales cargados que favorecen la interfaz de gas/líquido.

El estado natural de las interfaces de gas/líquido parece ser negativo. Otros iones con baja densidad de carga superficial y/o alta polarización (como CI", CIO", HO2" y O2") también favorecen las interfaces de gas/líquido, tal como los electrones hidratados. Los radicales acuosos también prefieren residir en dichas interfaces. De este modo, se cree que las nanoburbujas presentes en el catolito (es decir, el agua que fluye a través de la cámara catódica 56) están negativamente cargados, pero aquellos en el anolito (es decir, el agua que fluye a través de la cámara anódica 54) tendrán carga pequeña (los cationes en exceso cancelan la carga natural negativa). En consecuencia, no es probable que las nanoburbujas catolíticas pierdan su carga en la mezcla con el anolito.

Además, las moléculas de gas pueden cargarse dentro de las nanoburbujas (como O2"). debido al potencial de exceso en el cátodo, aumentando así la carga global de las nanoburbujas. La tensión superficial en la interfaz gas/líquido de nanoburbujas cargadas puede reducirse en relación con las nanoburbujas sin carga y se estabiliza su tamaño. Esto puede observarse cualitativamente como tensión superficial y hace que las superficies se reduzcan al mínimo, mientras que las superficies cargadas tienden a expandirse para reducir al mínimo repulsiones entre cargas similares. La temperatura elevada en la superficie del electrodo, debido a la pérdida de potencia excesiva a la requerida para la electrólisis, también puede aumentar la formación de nanoburbujas al reducir la solubilidad del gas local.

A medida que la fuerza de repulsión entre cargas iguales aumenta a la inversa conforme el cuadrado de sus distancias de separación, hay una creciente presión hacia el exterior conforme disminuye el diámetro de la burbuja. El efecto de los cargas es reducir el efecto de la tensión superficial y la tensión superficial tiende a reducir la superficie, mientras que la carga superficial tiende a expandirla. Por lo tanto, el equilibrio se alcanza cuando las fuerzas opuestas son iguales. Por ejemplo, asumiendo que la densidad de carga superficial en la superficie interior de una burbuja de gas (radio r) es F (eVmetro2), la presión hacia afuera ("Pafuera") puede encontrarse al resolver las ecuaciones de Navier Stokes para dar: P = F2/2?e (Ecuación 1) afuera 0 donde D es la constante dieléctrica relativa de la burbuja de gas (unidad deducida), "e?" es la permitividad de un vacio (es decir, 8.854 pF/metro). La presión hacia adentro ("Padentro") debido a la tensión superficial en el gas es: P = 2 g/r Pa u (Ecuación 2) adentro a^u donde "g" es la tensión superficial (0.07198 Joules/metro2 a 25°C). Por tanto, si estas presiones son iguales, el radio de la burbuja de gas es: r = 0.28792 *¦ /F . (Ecuación 3) En consecuencia, para los diámetros de nanoburbuja de 5 nanómetros, 10 nanómetros, 20 nanómetros, 50 nanómetros y 100 nanómetros de la densidad de carga calculada para dividir la burbuja es 0.20, 0.14, 0.10, 0.06 y 0.04 eVnanómetros2 del área superficie de la burbuja, respectivamente. Estas densidades de carga se alcanzan fácilmente con el uso de una celda de electrólisis (por ejemplo, la celda de electrólisis 18). El radio de las nanoburbujas aumenta conforme la carga total en la burbuja aumenta de acuerdo con la energía 2/3. En estas circunstancias en equilibrio, la tensión superficial efectiva del combustible en la superficie de la nanoburbuja es cero y la presencia de gas cargado en la burbuja aumenta el tamaño de la nanoburbuja estable. La reducción adicional en el tamaño de la burbuja no se indicaría como si causara la reducción de la presión interna para que caiga debajo de la presión atmosférica.

En diversas situaciones dentro de la celda de electrólisis (por ejemplo, la celda de electrólisis 18), las nanoburbujas pueden dividirse en burbujas aún más pequeñas debido a las cargas superficiales. Por ejemplo, asumiendo que una burbuja de un radio "r" y la carga total "q" se divide en dos burbujas de volumen y carga compartidos (radío r½= r/2½, y carga q½=q/2), e ignorando la interacción Coulomb entre las burbujas, el cálculo de la carga en la energía debido a la tensión superficial (AEST) y la carga superficial (??S) da: AEsx = +2(4p??·½-) - 4p??·- = 4p??·2(21/3 - 1) (Ecuación 3) (Ecuación 4) La burbuja es metaestable si el cambio de energía total es negativa lo cual sucede cuando AEST + ??S es negativa, con lo cual provee: -(l - 2-2 3 ) + 4/z7r2 (21 3 - l) < 0 (Ecuación 5) lo cual provee la relación entre el radio y la densidad de carga (F): (Ecuación 6) En consecuencia, para los diámetros de nanoburbuja de 5 nanometros, 10 nanometros, 20 nanometros, 50 nanometros y 100 nanometros de la densidad de carga calculada para dividir la burbuja es 0.12, 0.08, 0.06, 0.04 y 0.03 eVnanómetros2 del área superficial de la burbuja, respectivamente. Por la misma densidad de carga superficial, el diámetro de la burbuja comúnmente es alrededor de tres veces más grande para reducir la tensión superficial aparente a cero que para dividir la burbuja en dos. Así, las nanoburbujas generalmente no se dividirán a menos que haya una aportación de energía adicional.

Las nanoburbujas de fase gaseosa discutidas anteriormente se adaptan para adherirse a partículas de tierra, con lo cual transfieren sus cargas iónicas. Las nanoburbujas se adhieren a superficies hidrófobas, las cuales normalmente se encuentran en partículas de tierra típicas, lo cual libera moléculas de agua desde la interfaz de la superficie hidrófoba de agua de alta energía con un cambio favorable de energía negativa libre. Además, las nanoburbujas se esparcen hacia afuera y se aplanan al entrar en contacto con la superficie hidrófoba, reduciendo de tal modo las curvaturas de las nanoburbujas con el consiguiente descenso de la presión interna causada por la tensión superficial. Esto proporciona una liberación de energía libre más favorable. Las partículas de tierra cargadas y recubiertas se separan entonces más fácilmente unas de otras debido a la repulsión entre cargas similares y las partículas de tierra entran en la solución en forma de partículas coloidales.

Además, la presencia de nanoburbujas en la superficie de las partículas aumenta la captación de las partículas por parte de burbujas de fase gaseosa de tamaño micrométrico, que también pueden generarse durante el proceso de activación electroquímica. La presencia de nanoburbujas superficiales también reduce el tamaño de la partícula de tierra que puede ser captada por esta acción. Esta captación facilita la remoción de las partículas de tierra de las superficies del piso y evita su re-deposición. Aún más, debido a los porcentajes elevados de área superficial a volumen entre un gas/líquido que se logran con nanoburbujas de fase gaseosa, las moléculas de agua ubicadas en esta interíaz se mantienen con menos enlaces de hidrógeno, como se reconoce por la elevada tensión superficial del agua. Debido a esta reducción en la unión del hidrógeno con otras moléculas de agua, esta interfaz de agua es más reactiva que el agua normal y unirá el hidrógeno con otras moléculas con mayor rapidez, lo que muestra una hidratación más rápida.

Por ejemplo, en 100% de eficacia, una corriente de un amperio es suficiente para producir 0.5/96,485.3 moles de hidrógeno (H2) por segundo, lo cual equivale a 5.18 micromoles de hidrógeno por segundo, lo cual equivale correspondientemente a 5.18 x 22.429 microlitros de hidrógeno en fase gaseosa por segundo a una temperatura de 0°C y una presión de una atmósfera. Esto también equivale a 125 microlitros de hidrógeno en fase gaseosa por segundo a una temperatura de 20°C y una presión de una atmósfera. A medida que la presión parcial del hidrógeno en la atmósfera es cero, la solubilidad de equilibrio del hidrógeno en la solución electrolizada es efectivamente cero y el hidrógeno se mantiene en cavidades de gas (por ejemplo, macroburbujas, microburbujas y/o nanoburbujas).

Suponiendo que el caudal de la solución electrolizada es de 0.45 litros por minuto, hay 7.571 mililitros de agua que fluyen a través de la celda de electrólisis cada segundo. Por ejemplo, hay 0.125/7.571 litros de hidrógeno de fase gaseosa dentro de las burbujas contenidas en cada litro de solución electrolizada a una temperatura de 20°C y una presión de una atmósfera. Esto equivale a 0.0165 litros de hidrógeno en fase gaseosa por litro de solución menos el hidrógeno en fase gaseosa que se escapa de la superficie del líquido y cualquier otro que se disuelve para sobresaturar la solución.

El volumen de una nanoburbuja con diámetro de 10 nanómetros es de 5.24 x 10"22 litros que, al unirse a una superficie hidrófoba cubre cerca de 1.25 x 10"16 metros cuadrados. Así, en cada litro de solución habría un máximo de alrededor de 3 x 10 19 burbujas (a 20°C y a una atmósfera) con la superficie combinada abarcando un potencial de unos 4000 metros cuadrados. Suponiendo una capa superficial de sólo una molécula de espesor, esto proporciona una concentración de moléculas de agua en la superficie activa de más de 50 milimoles. Si bien esta concentración representa una cantidad máxima, incluso si las nanoburbujas tienen mayor volumen y mayor presión interna, el potencial de cobertura de la superficie sigue siendo grande. Además, sólo un pequeño porcentaje de la superficie de las partículas de tierra debe ser cubierta por las nanoburbujas para que éstas tengan un efecto de limpieza.

En consecuencia, las nanoburbujas en fase gaseosa, generadas durante el proceso de activación electroquímica, son benéficas para unirse a las partículas de tierra, transfiriendo así su carga. Las partículas de tierra cargadas y recubiertas resultantes se separan más fácilmente unas de otras debido a la repulsión entre sus cargas similares. Entrarán a la solución para formar una suspensión coloidal. Además, las cargas en las interfaces de gas/agua se oponen a la tensión superficial, lo que reduce su efecto y los ángulos de contacto resultantes. Además, el recubrimiento de las nanoburbujas de las partículas de tierra promueve la captación de macroburbujas y microburbujas en fase gaseosa con mayor flotación que se introducen. Además, la mayor área superficial de las nanoburbujas ofrece cantidades significativas de agua más reactiva, lo cual es capaz de una hidratación más rápida de las moléculas adecuadas. 4. Membrana de intercambio iónico Como se mencionó anteriormente, la membrana de intercambio iónico 58 puede incluir una membrana de intercambio catiónico (es decir, una membrana de intercambio de protones) o una membrana de intercambio aniónico. Membranas de intercambio catiónico convenientes para la membrana 38 incluyen ionómeros parcial o totalmente fluorados, ionómeros poliaromáticos y sus combinaciones. Los ejemplos de ionómeros adecuados comercialmente disponibles para la membrana 38 incluyen copolímeros sulfonados de tetrafluoretileno disponibles bajo la marca "NAFION" de E.l, du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware; ionómeros de ácidos carboxílicos perfluorados disponibles bajo la marca "FLEMION" de Asahi Glass Co., Ltd., Japón; ionómeros perfluorados de ácido sulfónico disponibles bajo la marca" ACIPLEX" Aciplex de Asahi Chemical Industries Co. Ltd., Japón, y combinaciones de los mismos. Sin embargo, cualquier membrana de intercambio iónico puede utilizarse en otros ejemplos. 5. Despachador Las salidas de anolito y catolito líquido EA pueden acoplarse a un despachador 74, que puede incluir cualquier tipo de despachador o despachadores, como una toma, acoplamiento, grifo, cabeza aspersora, una herramienta o cabeza de limpieza/desinfección, etc. En el ejemplo mostrado en la figura 1 , el despachador 34 incluye una boquilla atomizadora 14. Puede haber un despachador para cada salida 70 y 72 o un despachador combinado para ambas salidas.

En un ejemplo, las salidas de anolito y catolito se mezclan en una corriente de salida común 76, que se provee al despachador 74. Como se describe en Field et al. publicación de patente de los E.U.A. No. 200710186368, se ha encontrado que el anolito y el catolito se pueden mezclar en el sistema de distribución de un aparato de limpieza y/o en la superficie o artículo que se está limpiando, mientras que se conservan por lo menos temporalmente propiedades benéficas de limpieza y/o desinfección. Aunque el anolito y el catolito se mezclan, no están inicialmente en equilibrio y por lo tanto mantienen temporalmente sus propiedades mejoradas de limpieza y/o de desinfección.

Por ejemplo, en una modalidad, el agua catolítica EA y el agua anolítica EA mantienen sus propiedades distintas electroquímicamente activas durante al menos 30 segundos, por ejemplo, incluso aunque los dos líquidos se mezclan juntos. Durante este tiempo, las distintas propiedades electroquímicamente activas de los dos tipos de líquidos no neutralizar de inmediato. Esto permite el uso de las propiedades ventajosas de cada líquido durante una operación de limpieza común. Después de un período relativamente corto, el catolítico y anolítico líquidos EA mezclados en la superficie que se limpia se neutraliza sustancialmente rápido al pH original y al ORP del líquido de origen (por ejemplo, al del agua corriente). En un ejemplo, el catolítico y anolítico líquidos EA mezclados se neutraliza sustancialmente al pH original entre pH6 y pH8 y un ORP entre ±50mV dentro de un lapso de menos de 1 minuto desde el momento en que las salidas de anolito y catolito EA son producidas por la celda de electrólisis. Después de esto, se puede disponer del líquido recuperado de cualquier manera adecuada.

Sin embargo, en otra modalidad, el anolito y catolito líquidos EA pueden mantener el pH fuera del rango entre pH6 y pH8 y ORP fuera del rango de ±50mV por un tiempo superior a 30 segundos y/o puede neutralizarse después de un intervalo fuera de 1 minuto, dependiendo de las propiedades del líquido. 6. Celda de electrólisis con membrana no selectiva de iones La figura 3 ilustra una celda de electrólisis 80 que tiene una membrana no selectiva de iones de acuerdo con un ejemplo adicional de la descripción. La celda 80 incluye una cámara de reacción 82, un ánodo 84 y un cátodo 86. La cámara 82 puede definirse por las paredes de la celda 80, por las paredes de un contenedor o conducto en el cual están colocados los electrodos 84 y 86, o por los mismos electrodos, por ejemplo. El ánodo 84 y el cátodo 86 se pueden hacer en cualquier material apropiado o una combinación de materiales, tales como un polímero conductor, titanio y/o titanio recubierto con un metal precioso, como el platino. El ánodo 84 y el cátodo 86 están conectados a un suministro de energía eléctrica convencional, tal como baterías 32 que se muestran en la figura 1. En una modalidad, la celda electrolítica 80 incluye su propio contenedor que define la cámara 82 y se encuentra en la trayectoria de flujo del líquido a tratar, como dentro de la trayectoria de flujo de una botella atomizadora de mano o un aparato móvil de limpieza para piso.

Durante la operación, se suministra líquido mediante una fuente 88 y se introduce en la cámara de reacción 82 de la celda de electrólisis 80. En la modalidad mostrada en la figura 3, la celda de electrólisis 80 no incluye una membrana de intercambio iónico que separa los productos de reacción en el ánodo 84 de los productos de reacción en el cátodo 86. En el ejemplo en el que el agua corriente se utiliza como el líquido a tratar para uso en la limpieza, después de introducir el agua en la cámara 82 y aplicar un voltaje potencial entre el ánodo 84 y el cátodo 86, las moléculas de agua en contacto con o cerca del ánodo 84 se oxidan electroquímicamente a iones de oxígeno (O2) e hidrógeno (H+) mientras que las moléculas de agua en contacto con o cerca del cátodo 86 se reducen electroquímicamente a gas de hidrógeno (H2) y a iones hidroxilo (OH"). Otras reacciones también pueden ocurrir y las reacciones en particular dependen de los componentes del líquido. Los productos de reacción desde ambos electrodos son capaces de mezclarse y formar un fluido oxigenado 89 (por ejemplo) ya que no existe barrera física, por ejemplo, que separe los productos de reacción entre sí. Alternativamente, por ejemplo, el ánodo 84 puede separarse del cátodo 84 usando una barrera dieléctrica, tal como una membrana impermeable (no se muestra) dispuesta entre el ánodo y el cátodo. 7. Ejemplos de patrón de electrodos Como se mencionó anteriormente, por lo menos uno de los electrodos anódicos o catódicos se puede formar por lo menos parcialmente o totalmente de un polímero conductor, como los utilizados para los dispositivos de disipación de estática. Los ejemplos de polímeros conductores están disponibles en el mercado con RTP Company de Winona, Minnesota, E.U.A. Por ejemplo, los electrodos pueden formarse de un compuesto de plástico conductor que tiene una resistividad superficial de 101 a 1012 ohmios/cuadrado, como 101 a 106 ohmios/cuadrado. Sin embargo, los electrodos que tienen resistividades superficiales fuera de estos rangos se pueden utilizar en otros ejemplos.

Con un polímero conductor, los electrodos pueden moldearse fácilmente o formarse de otra manera en cualquier forma deseada. Por ejemplo, los electrodos pueden moldearse por inyección. Como se mencionó anteriormente, uno o más de los electrodos pueden formar una malla, con aberturas rectangulares de tamaño regular en la forma de una cuadrícula. Sin embargo, las aberturas o aperturas pueden tener cualquier forma, tales como circular, triangular, curvilínea, rectilínea, regular y/o irregular. Las aperturas curvilíneas tienen al menos un borde curvo. Cuando se moldean por inyección, por ejemplo, las formas y tamaños de las aperturas pueden adaptarse fácilmente a un patrón particular. Sin embargo, estos patrones también se pueden formar en electrodos metálicos en otros ejemplos de la presente descripción.

Las aperturas pueden ser de un tamaño y posición para aumentar el área superficial del electrodo para la electrólisis y de ese modo promover la generación de burbujas de gas en el líquido a tratar.

La figura 4A es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor 100 que tiene una pluralidad de aperturas rectilíneas (por ejemplo, rectangulares) 102 en un patrón de cuadrícula regular de acuerdo con un aspecto de la descripción.

La figura 4B es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor 104 que tiene una pluralidad de aperturas curvilíneas (por ejemplo circulares) 106 de diferentes tamaños en un patrón de cuadrícula regular de acuerdo con otro ejemplo. El uso de aperturas de diferentes tamaños en el mismo electrodo puede promover la generación de burbujas de gas de diferentes tamaños a lo largo de los bordes de las aperturas durante la-electrólisis.

La figura 4C es una vista fragmentada de un electrodo polimérico conductor 108 que tiene una pluralidad de aperturas irregulares y regulares 110 que tienen una variedad de formas y tamaños diferentes de acuerdo con otro ejemplo. En este ejemplo, varias aperturas 110 definen las diversas áreas de abertura. Una o más de las aperturas 110 puede incluir uno o más puntos internos, como puntos 112 que se cree promueven la generación de burbujas de gas y especies reactivas durante la electrólisis. Estas aperturas forman polígonos con al menos un ángulo interno (por ejemplo, en el punto 112) que es mayor de 180 grados. En una modalidad alternativa, las aperturas tienen una pluralidad de ángulos interiores mayores a 180 grados.

Además, los electrodos pueden formarse con una o más características no uniformes como picos o fresas que aumentan adicionalmente el área superficial de los electrodos. Los picos pueden disponerse en un patrón regular o en un patrón irregular y pueden tener los mismos tamaños y formas o puede tener diferentes tamaños y/o formas.

Por ejemplo, una celda de electrólisis puede construirse para incluir un ánodo y un cátodo, donde al menos uno de los electrodos anódicos o de los electrodos catódicos incluye una primera pluralidad de aperturas que tiene un primer tamaño (y/o forma) y una segunda pluralidad de aperturas con un segundo tamaño diferente (y/o forma). En un ejemplo, la celda de electrólisis también incluye una membrana selectiva de iones dispuesta entre el electrodo anódico y el electrodo catódico y que define una cámara anódica y una cámara catódica respectiva.

En un ejemplo adicional, por lo menos dos aperturas de un conjunto que comprende la primera y segunda pluralidad de aperturas tienen diferentes formas (y/o tamaños) entre sí. En un ejemplo adicional, por lo menos tres aperturas de un conjunto que comprende la primera y segunda pluralidad de aperturas tienen diferentes formas (y/o tamaños) entre sí.

La primera y segunda pluralidad de aperturas pueden tener formas poligonales y/o formas curvilíneas formadas de al menos un borde curvo. Al menos una de la primera pluralidad o la segunda pluralidad de aperturas se puede disponer en un patrón regular o en un patrón irregular.

Al menos una apertura de la primera pluralidad o la segunda pluralidad de aperturas puede tener una forma poligonal con al menos un ángulo interno que es mayor a 180 grados.

En otro ejemplo, los electrodos que se muestran en las figuras 4A-4C se fabrican de un material metálico conductor. Por ejemplo, como se muestra en la figura 4A, el electrodo 100 puede formarse por una malla metálica, que puede ser galvanizado con otro material como el platino o sin galvanizar. 8. Ejemplo de electrodo tubular Los electrodos en sí pueden tener cualquier forma adecuada, tales como plana, placas coaxiales, barras cilindricas o una combinación de los mismos. La figura 5 ilustra un ejemplo de una celda de electrólisis 200 que tiene una forma tubular de acuerdo con un ejemplo ilustrativo. Porciones de la celda 200 están recortadas con fines ilustrativos. En este ejemplo, la celda 200 es una celda de electrólisis que tiene un alojamiento tubular 202, un electrodo tubular externo 204 y un electrodo tubular interno 206, que se separa del electrodo exterior por un espacio adecuado, tal como 0.10 cm. Otros tamaños de espacio también se pueden utilizar, por ejemplo pero no limitado a espacios en la escala de 0.05 cm a 0.20 cm. Cualquiera de los electrodos internos o externos puede servir como ánodo/cátodo, dependiendo de las polaridades relativas de los voltajes aplicados.

En un ejemplo, el electrodo externo 204 y el electrodo interno 206 tienen construcciones poliméricas conductoras con aperturas tales como las que se muestran en las figuras 4A-4C, por ejemplo. Sin embargo, uno o ambos electrodos pueden tener una construcción sólida en otro ejemplo.

Los electrodos 206 y 206 pueden hacerse de cualquier material adecuado, como un polímero conductor, titanio y/o titanio recubierto con un metal precioso, como platino, o cualquier otro material adecuado para el electrodo. Además, múltiples celdas 200 pueden acoplarse en serie o en paralelo entre sí, por ejemplo.

En un ejemplo específico, por lo menos uno de los electrodos catódico o anódico está formado por una malla metálica, con aberturas rectangulares de tamaño regular en la forma de una cuadrícula. En un ejemplo específico, la malla se forma de acero inoxidable T316 con un diámetro de 0.058 cm que tiene un patrón de cuadrícula de aberturas de 20x20 por centímetro cuadrado. Sin embargo, se pueden utilizar otras dimensiones, disposiciones y materiales en otros ejemplos.

Una membrana selectiva de iones 208 se coloca entre los electrodos externo e interno 204 y 206. En un ejemplo específico, la membrana selectiva de iones incluye una "NAFION" de E.l. du Pont de Nemours and Company, que se ha cortado a un tamaño de 6.47 cm por 6.47 cm y luego se envuelve alrededor del electrodo tubular interno 206 y se asegura en el traslape de la costura con un contacto adhesivo, por ejemplo, como un adhesivo #1357 de 3M Company. De nueva cuenta, se pueden utilizar otras dimensiones y materiales en otros ejemplos.

En este ejemplo, el volumen de espacio en el interior del electrodo tubular 206 es bloqueado por un núcleo interno sólido 209 para promover el flujo de líquido a lo largo de y entre los electrodos 204 y 206 y la membrana selectiva de iones 208. Este flujo de líquido es conductor y completa un circuito eléctrico entre los dos electrodos. La celda de electrólisis 200 puede tener cualesquiera dimensiones adecuadas. En un ejemplo, la celda 200 puede tener una longitud de aproximadamente 10.16 cm y un diámetro externo de alrededor de 1.9 cm. La longitud y el diámetro pueden seleccionarse para controlar el tiempo de tratamiento y la cantidad de burbujas, por ejemplo, nanoburbujas y/o microburbujas, generados por unidad de volumen del líquido.

La celda 200 puede incluir un acoplamiento adecuado en uno o ambos extremos de la celda. Cualquier método de fijación se puede utilizar, por ejemplo mediante acoplamientos de plástico de conexión rápida. Por ejemplo, un acoplamiento puede configurarse para conectarse al tubo de salida 20 que se muestra en la figura 1. Otro acoplamiento se puede configurar para conectarse al filtro de entrada 16 o a un tubo de entrada, por ejemplo. En otro ejemplo, un extremo de la celda 200 se deja abierto para atraer el líquido directamente del depósito 12 en la figura 1.

En el ejemplo mostrado en la figura 5, la celda 200 produce anolito líquido EA en la cámara anódica (entre uno de los electrodos 204 ó 206 y la membrana selectiva de iones 208) y el catolito líquido EA en la cámara catódica (entre los otros electrodos 204 ó 206 y la membrana selectiva de iones 208). Las trayectorias del flujo de anolito y catolito líquido EA se unen a la salida de la celda 200 mientras los anolitos y catolitos EA entran en el tubo 20 (en el ejemplo mostrado en la figura 1). Como resultado, la botella atomizadora 10 despacha un anolito y catolito líquido EA mezclados a través de la boquilla 14.

En un ejemplo, los diámetros de los tubos 20 y 22 se mantienen pequeños para que una vez que la bomba 24 y la celda de electrólisis 18 (por ejemplo, la celda 200 mostrada en la figura 5) se energizan, los tubos 20 y 22 se ceban rápidamente con líquido activado electroquímicamente. Cualquier líquido no activado contenido en los tubos y la bomba se mantienen en un pequeño volumen. De este modo, en la modalidad en la que los elementos electrónicos de control 30 activan la bomba y la celda de electrólisis en respuesta a la activación del interruptor 28, la botella atomizadora 10 produce el líquido EA mezclado en la boquilla 14 de una manera "a pedido" y despacha sustancialmente todo el anolito y catolito líquido EA combinado (excepto el retenido en los tubos 20, 22 y la bomba 24) de la botella sin un paso intermedio de almacenamiento de anolito y catolito líquido EA. Cuando el interruptor 28 no se activa, la bomba 24 está en un estado "apagado" y la celda de electrólisis 18 se desenergiza. Cuando el interruptor 28 está activado en un estado cerrado, los elementos electrónicos de control 30 cambian la bomba 24 a un estado "encendido" y energizan la celda de electrólisis 18. En el estado "encendido", la bomba 24 bombea agua del depósito 12 a la celda 18 y fuera de la boquilla 14.

Otras secuencias de activación también se pueden utilizar. Por ejemplo, el circuito de control 30 se puede configurar para energizar la celda de electrólisis 18 por un período antes de energizar la bomba 24 con el fin de permitir que el agua de alimentación se active electroquímicamente antes de despacharla.

El tiempo de desplazamiento desde la celda 18 a la boquilla 14 puede acortarse mucho. En un ejemplo, la botella atomizadora 10 despacha el anolito y catolito líquido mezclado en un plazo muy reducido a partir del cual se producen el anolito y catolito líquidos por la celda de electrólisis 18. Por ejemplo, el líquido mezclado puede despacharse dentro de intervalos como dentro de 5 segundos, 3 segundos y 1 segundo del tiempo en el que el anolito y catolito líquidos se producen. 9. Circuito de control Haciendo referencia ahora a la figura 1 , los elementos electrónicos de control 30 pueden incluir cualquier circuito de control adecuado, que puede ser implementado en hardware, software, o una combinación de ambos, por ejemplo.

El circuito de control 30 incluye un tablero de circuitos impresos que contiene los dispositivos electrónicos para energizar y controlar la operación de la bomba 24 y de la celda de electrólisis 18. En un ejemplo, el circuito de control 30 incluye un suministro de energía que tiene una salida que se acopla a la bomba 24 y a la celda de electrólisis 18 y que controla la energía suministrada a los dos dispositivos. El circuito de control 30 también incluye un puente de H-, por ejemplo, que es capaz de invertir selectivamente la polaridad del voltaje aplicado a la celda de electrólisis 8 como una función de una señal de control generada por el circuito de control. |Por ejemplo, el circuito de control 30 se puede configurar para alternar la polaridad en un patrón predeterminado, por ejemplo, como cada 5 segundos con un ciclo de trabajo del 50%. En otro ejemplo, descrito con más detalle a continuación, el circuito de control 30 está configurado para aplicar un voltaje a la celda con una primera polaridad e invertir periódicamente la polaridad solamente por períodos muy breves. Las inversiones frecuentes de la polaridad pueden proporcionar una función de auto-limpieza de los electrodos, lo que puede reducir la formación de sarro o la acumulación de depósitos en la superficie de los electrodos y puede ampliar la vida útil de los electrodos.

En el contexto de una botella atomizadora de mano, no es conveniente portar baterías de gran tamaño. Por lo tanto, la energía disponible para la bomba y la celda es un tanto limitada. En un ejemplo, el voltaje de impulso de la celda está en la escala de cerca de 8 voltios a alrededor de 28 voltios. Pero dado que los caudales típicos a través de la botella atomizadora y de la celda de electrólisis son bastante bajos, sólo corrientes relativamente pequeñas son necesarias para activar eficazmente el líquido que pasa a través de la celda. Con caudales bajos, el tiempo de residencia dentro de la celda es relativamente grande. Cuanto más tiempo resida el líquido en la celda mientras la celda esté energizada, mayor es la activación electroquímica (dentro de los límites prácticos). Esto permite a la botella atomizadora emplear baterías de menor capacidad y un convertidor DC a DC, lo cual escalona el voltaje hasta el voltaje de salida deseado con una corriente baja.

Por ejemplo, la botella atomizadora puede portar una o más baterías con un voltaje de salida de alrededor de 3-9 voltios. En un ejemplo concreto, la botella atomizadora puede portar cuatro pilas AA, cada una con un voltaje nominal de salida de 1.5 voltios a alrededor de 500 miliamperios-hora a cerca de 3 amperios-hora. Si las baterías están conectadas en serie, entonces el voltaje nominal de salida sería de alrededor de 6V con una capacidad de 500 miliamperios-hora a cerca de 3 amperios-hora. Este voltaje puede escalonarse a la escala de 18 voltios a 28 voltios, por ejemplo, a través del convertidor DC a DC. Así, el voltaje deseado del electrodo puede alcanzarse a una corriente suficiente.

En otro ejemplo concreto, la botella atomizadora 10 porta baterías de hidruro de níquel-metal, cada una con un voltaje nominal de salida de alrededor de 1.2 voltios. Las baterías están conectadas en serie, por lo que el voltaje nominal de salida es de aproximadamente 10V a 12.5V con una capacidad de cerca de 1800 miliamperios/horas. Este voltaje puede escalonarse a la escala de 8 voltios a 28 voltios, por ejemplo, a través del convertidor DC a DC. Así, el voltaje deseado del electrodo puede alcanzarse a una corriente suficiente.

La capacidad de producir un voltaje elevado y una corriente adecuada a través de la celda puede ser benéfica para aplicaciones en las que se alimenta agua corriente a través de la celda para convertirse en un líquido con mejores propiedades de limpieza y/o de desinfección. El agua corriente tiene una conductividad eléctrica relativamente baja entre los electrodos de la celda.

Ejemplos de convertidores DC a DC adecuados incluyen el convertidor serie A/SM para montaje en superficie de PICO Electronics, Inc., Pelham, Nueva York, E.U.A. y el regulador de escalonado/reducción/conmutador de inversión NCP3064 1.5A de ON Semiconductor de Phoenix, Arizona, E.U.A., conectados en una aplicación elevadora.

En un ejemplo, el circuito de control controla el convertidor DC a DC basado en una corriente detectada atraída de la celda de electrólisis para que el convertidor DC a DC genere un voltaje que esté controlado para conseguir un consumo de corriente a través de la celda que está dentro de un rango de corriente predeterminado. Por ejemplo, el consumo de corriente objetivo es de unos 400 miliampérios en un ejemplo concreto. En otro ejemplo, la corriente objetivo es de 350 miliampérios. Se pueden usar otras corrientes y escalas en modalidades alternativas. El consumo de corriente deseado puede depender de la geometría de la celda de electrólisis, las propiedades del líquido a tratar y las características deseadas de la reacción electroquímica resultante.

Se describen en más detalle diagramas de bloque que ilustran ejemplos de los elementos electrónicos de control con respecto a las figuras 7 y 20. 10. Voltaje de impulso para la celda de electrólisis Como se describió anteriormente, los electrodos de la celda de electrólisis pueden impulsarse con una variedad de voltajes y patrones de corriente diferentes, dependiendo de la aplicación particular de la celda. Es deseable limitar la formación de sarro en los electrodos al invertir periódicamente la polaridad del voltaje que se aplica a los electrodos. Por lo tanto, los términos "ánodo" y "cátodo" y los términos "anolito" y "catolito" tal como se utilizan en la descripción y las reivindicaciones son, respectivamente, intercambiables. Esto tiende a repeler los depósitos de sarro de carga opuesta.

En un ejemplo, los electrodos son impulsados a una polaridad por un período determinado (por ejemplo, cerca de 5 segundos) y luego impulsados a la polaridad inversa por aproximadamente el mismo período. Ya que el anolito y catolito líquidos EA se mezclan a la salida de la celda, este proceso produce esencialmente una parte de anolito líquido EA por una parte de catolito líquido EA.

En otro ejemplo, la celda de electrólisis está controlada para producir un anolito líquido EA o un anolito líquido EA sustancialmente constantes de cada cámara de la válvula sin un control manual de válvulas complicado. En sistemas de electrólisis de la técnica previa, se utiliza un control manual de válvulas complicado y costoso para mantener constante el anolito y el catolito por las salidas respectivas, permitiendo simultáneamente invertir la polaridad para reducir al mínimo la formación de sarro. Por ejemplo, al ver la figura 2, cuando la polaridad del voltaje aplicado a los electrodos se invierte, el ánodo 60 se convierte en un cátodo y el cátodo 62 se convierte en un ánodo. PMO La salida 70 suministrará el catolito en lugar del anolito y la salida 72 suministrará el anolito en lugar del catolito. Por lo tanto, con el enfoque de la técnica anterior, el control manual de válvulas podría utilizarse para conectar la salida 70 a la cámara catódica 56 y la salida 72 a la cámara anódica 54 cuando se invierte el voltaje. Esto resulta en un flujo constante de anolito o catolito a través de cada salida. En lugar de utilizar este control manual de válvulas tan complicado, un ejemplo de la presente descripción logra una generación sustancialmente constante a través del patrón de voltaje suministrado a los electrodos.

La figura 6 es un diagrama de forma de onda que ilustra el patrón de voltaje aplicado al ánodo y cátodo de acuerdo con un aspecto de ejemplo de la presente descripción. Un voltaje prácticamente constante relativamente positivo se aplica al ánodo, mientras que un voltaje prácticamente constante relativamente negativo se aplica al cátodo. Sin embargo, periódicamente cada voltaje se pulsa brevemente a una polaridad relativamente opuesta para repeler los depósitos de sarro. En este ejemplo, un voltaje relativamente positivo se aplica al ánodo y un voltaje relativamente negativo se aplica al cátodo de los tiempos t0-t1 , t2-t3, t4-t5 y t6-t7. Durante los tiempos tl-t2, t3-t4, t5-t6 y t7-t8, los voltajes aplicados a cada electrodo se invierten. El nivel de voltaje invertido puede tener la misma magnitud que el nivel voltaje no invertido, o puede tener una magnitud diferente si se desea.

La frecuencia de cada cambio de polaridad breve se puede seleccionar como se desee. Conforme aumenta la frecuencia de inversión, disminuye la cantidad de formación de sarro. Sin embargo, los electrodos pueden perder pequeñas cantidades de platino (en el caso de electrodos recubiertos con platino) con cada inversión. A medida que la frecuencia de las inversiones disminuye, puede aumentar la formación de sarro. En un ejemplo, el periodo de tiempo entre las inversiones, como lo muestra la flecha 300, está en la escala de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 600 segundos. También se pueden utilizar otros periodos fuera de esta escala.

El periodo de tiempo en el que los voltajes se invierten también pueden seleccionarse como se desee. En un ejemplo, el periodo de tiempo de las inversiones, representado por la flecha 302, está en la escala de aproximadamente 50 milisegundos a aproximadamente 100 milisegundos. También se pueden utilizar otros periodos fuera de esta escala. En este ejemplo, el periodo de tiempo de la polaridad normal 303, tal como entre t2 y t3 veces, es al menos de 900 milisegundos.

También, el voltaje puede invertirse de manera selectiva periódicamente o no periódicamente. En un ejemplo particular, el periodo de tiempo 300 entre las inversiones es de 1 segundo y durante cada periodo de la forma de onda, el voltaje entre los electrodos se aplica con la polaridad normal por 900 milisegundos y después con polaridad invertida por 100 milisegundos.

Con estas escalas, por ejemplo, cada cámara anódica produce una salida de anolito líquido EA sustancialmente constante y cada cámara catódica produce una salida de catolito EA sustancialmente constante sin requerir control manual de válvulas.

Si el número de electrodos anódicos es diferente al número de electrodos catódicos, por ejemplo, una relación de 3:2 o si el área superficial del electrodo anódico es diferente al área superficial del electrodo catódico, entonces, el patrón de voltaje aplicado puede utilizarse en la manera antes mencionada para producir una cantidad mayor de anolitos o catolitos para resaltar las propiedades de limpieza o desinfección del líquido producido. Por ejemplo, si se va a resaltar la limpieza, entonces puede impulsarse un número mayor de electrodos a la polaridad relativamente negativa (para producir más catolitos) y un número menor de electrodos puede impulsarse a la polaridad relativamente positiva (para producir menos anolitos.) Si se va a resaltar la desinfección, entonces puede impulsarse un número mayor de electrodos a la polaridad relativamente positiva (para producir más anolitos) y un número menor de electrodos puede impulsarse a la polaridad relativamente negativa (para producir menos catolitos.) Si las salidas de anolitos y catolitos se mezclan en una sola corriente de salida antes del suministro, entonces el líquido de salida de anolitos y catolitos combinados puede adaptarse para resaltar la limpieza sobre la desinfección o para resaltar la desinfección sobre la limpieza. En una modalidad, el circuito de control incluye un interruptor adicional, el cual permite al usuario seleccionar entre los modos de limpieza y desinfección. Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la figura 1 , la botella atomizadora 10 puede incluir un interruptor de modo de limpieza/desinfección que el usuario puede poner a funcionar, el cual está montado en la botella.

En una modalidad ejemplar de la descripción, una botella atomizadora de mano como las mostradas en las figuras 1 y 8A-8C porta una celda tubular de electrólisis tal como la celda 200 mostrada en la figura 5. La celda de electrólisis se impulsa con un voltaje para resaltar las propiedades de limpieza mejoradas al generar una mayor cantidad de catolito líquido EA que de anolito líquido EA por unidad de tiempo. En la celda 200, el electrodo cilindrico externo 204 tiene un diámetro mayor y por lo tanto, un área superficial mayor que el electrodo interno cilindrico 206. Para resaltar las propiedades de limpieza mejoradas, el circuito de control impulsa la celda 200 para que, para la mayor parte del periodo del patrón de voltaje de impulso, el electrodo externo 204 sirva como el cátodo y el electrodo interno 206 sirva como el ánodo. Ya que el cátodo tiene un área de superficie mayor a la del ánodo, la celda 200 generará más catolitos que anolitos por unidad de tiempo a través de la salida combinada de la celda. Haciendo referencia a la figura 6, en este ejemplo, el circuito de control aplica un voltaje relativamente positivo al ánodo (electrodo 206) y un voltaje relativamente negativo al cátodo (electrodo 204) a partir de los tiempos tO-tl, t2-t3, t4-t5 y t6-t7. Durante los tiempos tl-t2, t3-t4, t5-t6 y t7-t8, los voltajes aplicados a cada electrodo se invierten brevemente.

En este ejemplo, la botella atomizadora se llena únicamente con agua corriente regular. De este modo, el líquido que se bombea y se activa electroquímicamente con la celda 200 consiste únicamente en agua corriente regular. El agua corriente se activa electroquímicamente, como se aquí se menciona, y se suministra como una corriente mezclada de anolitos y catolitos a través de la boquilla atomizadora. Por lo tanto, la salida de aspersión tiene propiedades de limpieza mejoradas, en donde la cantidad de catolitos excede la cantidad de anolitos en la corriente mezclada. Las propiedades de desinfección mejoradas pueden resaltarse en una modalidad alternativa al hacer el electrodo 204 principalmente un ánodo y el electrodo 206 principalmente un cátodo utilizando las formas de onda mostradas en la figura 6, por ejemplo.

Se ha encontrado que tales inversiones de polaridad breves, frecuentes para eliminar la formación de sarro en los electrodos puede tener una tendencia también a liberar materiales generalmente usados para galvanizar los electrodos, tales como platino, de la superficie de electrodos. De esta manera, en una modalidad, los electrodos 204 y 206 comprenden electrodos no galvanizados, tales como electrodos metálicos o electrodos de plástico conductivos. Por ejemplo, los electrodos pueden ser electrodos de malla metálica no galvanizada. 11. Luz indicadora de estado que ilumina a través de líquidos 11 ,1 Circuito de control para las botellas mostradas en las figuras 1 y 8A-8C a 16A-16B Otro aspecto de la presente descripción se refiere a proveer un indicador que pueda percibir el hombre, que indica un estado funcional de la celda de electrólisis, tal como el potencial oxidación-reducción del líquido EA. La botella atomizadora y/u otros dispositivos aquí descritos pueden modificarse para incluir un indicador visual del potencial de oxidación-reducción del líquido de salida.

El nivel de energía consumido por la celda de electrólisis puede utilizarse para determinar si la celda está funcionando correctamente y por lo tanto, si el líquido (agua rociada, anolito EA y/o catolito EA) producido por la celda se activa electroquímicamente a un nivel suficiente. El consumo de energía debajo de un nivel razonable puede reflejar varios problemas potenciales tales como el uso de agua de alimentación ultrapura o agua de alimentación que tiene un contenido de electrolitos generalmente bajo (por ejemplo, contenido sodiomineral bajo) de tal manera que el agua no conduce un nivel suficiente de corriente eléctrica dentro del generador funcional. Por lo tanto, el consumo de corriente también indica altos o bajos niveles de potencial oxidación-reducción, por ejemplo. También, la corriente que la bomba expulsa puede utilizarse para indicar si la bomba está funcionando correctamente o si hay un problema, como cuando se atasca la bomba.

La figura 7 es un diagrama de bloque de un sistema 400 que tiene un indicador de acuerdo con una modalidad de la descripción, que se puede incorporar en cualquiera de las modalidades descritas en este documento, por ejemplo. El sistema 400 incluye el suministro de energía (como una batería) 402, elementos electrónicos de control 404, celda de electrólisis 406, bomba 408, sensores de corriente 410 y 412, luces indicadoras 414 y 416, interruptor 418 y gatillo 420. Para simplicidad, no se muestran las entradas y salidas de líquido de la celda de electrólisis 404 en la figura 7. Todos los elementos del sistema 400 pueden funcionar mediante el mismo suministro de energía 402 o mediante dos o más suministros de energía separados, por ejemplo.

Los elementos electrónicos de control 404 están acoplados para controlar el estado de funcionamiento de la celda de electrólisis 406, la bomba 408 y las luces indicadoras 414 y 416 con base en el presente modo de funcionamiento del sistema 400 y las salidas de control de usuario tales como el gatillo 420. En este ejemplo, el interruptor 418 está acoplado en serie entre el suministro de energía 402 y los elementos electrónicos de control 404 y sirve para acoplar y desacoplar el suministro de energía 402 hacia y desde las entradas de energía de los elementos electrónicos de control 404 que dependen del estado del gatillo 420. En una modalidad, el interruptor 418 incluye un interruptor normalmente abierto que se cierra cuando el gatillo 420 está presionado y se abre cuando el gatillo 420 está liberado.

En un ejemplo alternativo, el interruptor 418 está configurado como un interruptor de palanca de encendido/apagado, por ejemplo, que se activa de manera separada desde el gatillo 420. El gatillo 420 activa un segundo interruptor que está acoplado para una entrada habilitada de los elementos electrónicos de control 404. También se pueden utilizar otras configuraciones.

En ambas modalidades, cuando el gatillo 420 es presionado, los elementos electrónicos de control 404 se habilitan y generan salidas de voltaje adecuadas para accionar la celda de electrólisis 406 y la bomba 408. Por ejemplo, los elementos electrónicos de control 404 pueden producir un primer patrón de voltaje para impulsar la celda de electrólisis 406, como los patrones descritos en este documento y un segundo patrón de voltaje para impulsar la bomba 408. Cuando el gatillo 420 es liberado, los elementos electrónicos de control se apagan y/o se deshabilitan para ya no producir los voltajes de salida a la celda 406 y a la bomba 408.

Los sensores de corriente 410 y 412 están acoplados en serie eléctrica con la celda de electrólisis 406 y la bomba 408, respectivamente, y cada una proporciona una señal a los elementos electrónicos de control 404 que representa la corriente eléctrica respectiva que pasa por la celda 406 o la bomba 406. Por ejemplo, estas señales pueden ser señales análogas o digitales.

En un ejemplo concreto, el sistema 400 incluye un sensor 410 para detectar la corriente consumida por la celda de electrólisis 406, pero ningún sensor 412 para detectar la corriente consumida por la bomba 408. Los elementos electrónicos de control 404 incluyen un microcontrolador, como un microcontrolador MC9S08SH4CTG-ND disponible con DigUKey Corporation de Thief River Falls, Minnesota, EE.UU., que controla un circuito de impulso motriz de puente completo DRV8800 disponible con Texas Instruments Corporation de Dallas, Texas, EE.UU. El circuito de impulso tiene un interruptor en H que impulsa el voltaje de salida a la celda de electrólisis 406 de acuerdo a un patrón de voltaje controlado por el microcontrolador. El interruptor en H tiene una salida de detección de corriente que puede utilizar el microcontrolador para detectar la corriente consumida por la celda 406.

Los elementos electrónicos de control 404 comparan las salidas del sensor con niveles o escalas de corriente de umbral predeterminados y opera los indicadores 414 y 416 en función de una o ambas comparaciones. Los niveles o escalas de corriente de umbral pueden seleccionarse para representar niveles de consumo de energía predeterminados, por ejemplp.

Los indicadores 414 y 416 cada uno pueden incluir cualquier indicador visual perceptible, como un diodo fotoemisor (LED). En un ejemplo, las luces indicadoras 414 y 416 tienen diferentes colores para indicar estados de operación diferentes. Por ejemplo, la luz indicadora 414 puede ser de color verde, que cuando se ilumine indique una celda de electrólisis y/o bomba normal que funcionen apropiadamente y el indicador 416 podría ser de color rojo, que cuando se ilumine indique un problema en el estado de funcionamiento de la celda de electrólisis y/o de la bomba. En un ejemplo particular, la botella contiene cuatro LED verdes 414 y cuatro LED rojos 416 para una iluminación fuerte del líquido contenido en la botella.

En el ejemplo mostrado en la figura 7, los elementos electrónicos de control 404 operan las luces indicadoras 414 y 416 como una función de los niveles de corriente detectados por los sensores de corriente 410 y/ó 412. Por ejemplo, los elementos electrónicos de control 404 pueden apagar (o -alternativamente, encender) una o ambas luces indicadoras como una función de si el nivel de corriente detectado está arriba o abajo de un nivel de umbral o dentro de una escala en la que las luces indicadoras 414 y 416 pueden ponerse a funcionar mediante señales de energía separadas y una conexión a tierra común, por ejemplo, provista por los elementos electrónicos de control 404.

En una modalidad, los elementos electrónicos de control 404 iluminan la luz indicadora verde 414 en un estado constante de "encendido" y apagan la luz indicadora roja 416 cuando el nivel de corriente detectada por la celda 406 está por encima del límite de umbral respectivo (o dentro de la escala predefinida). En cambio, los elementos electrónicos de control 404 iluminan la luz indicadora roja 416 en un estado constante de "encendido" y la luz indicadora verde 414 en un estado de "apagado" cuando el nivel de corriente detectado de la celda 406 está por debajo del nivel de umbral respectivo.

Los elementos electrónicos de control 404 modulan la luz indicadora verde 414 entre los estados de encendido y apagado cuando la corriente consumida por la bomba 408 está fuera de una escala predeterminada. Cualquier escala adecuada se puede utilizar para la corriente de la bomba, como entre 1.5 amperios y 0.1 amperios. También se pueden utilizar otras escalas. En otro ejemplo, los elementos electrónicos de control 404 iluminan la luz indicadora verde 414 en un estado constante de "encendido" y apagan la luz indicadora roja 416 cuando los niveles de corriente detectados de la celda 406 y de la bomba 408 están dentro de sus respectivos niveles predeterminados y, de lo contrario, iluminan la luz indicadora roja 416 y apagan la luz indicadora verde 414.

En otra modalidad, una o varias luces indicadoras se operan en un estado constante de "encendido" cuando el nivel de corriente detectado está por encima del nivel de umbral y completan ciclos entre el estado "encendido" y estado de "apagado" a una frecuencia seleccionada para indicar un problema cuando el nivel de corriente detectado de la celda de electrólisis 406 está por debajo del nivel del umbral. Múltiples niveles de umbral y frecuencias pueden utilizarse en en otras modalidades. Además, se puede utilizar una pluralidad de luces indicadoras controladas por separado, cada una indicando una operación dentro de una escala predefinida. Como alternativa o como complemento, los elementos electrónicos de control se pueden configurar para modificar el nivel de iluminación de una o varias luces indicadoras en función del nivel de corriente detectado en relación con uno o varios umbrales o escalas, por ejemplo. En otro ejemplo, las luces indicadoras separadas pueden utilizarse para indicar por separado el estado operativo de la celda de electrólisis y de la bomba. También se pueden utilizar otras configuraciones. 11.2 Iluminación a través del líquido Como se describe en detalle más adelante, las luces indicadoras 414 y/ó 416 se pueden colocar sobre el aparato (como en la botella atomizadora) para iluminar el líquido en sí, ya sea antes del tratamiento mediante la celda de electrólisis 404 y/o después del tratamiento. Por ejemplo, la luz indicadora, cuando se ilumina, genera un flujo luminoso en la escala de longitud de onda visible, que es perceptible visualmente a través del líquido desde un punto de vista externo al aparato. Por ejemplo, el líquido puede difundir por lo menos una porción de la luz, dando una impresión visual de que el líquido, en sí, está iluminado. En una modalidad, el aparato comprende un contenedor, lumen u otro elemento que contiene el líquido y cuenta con un material y/o porción que es por lo menos translúcida y posicionada para transmitir al menos parte de la luz producida por el indicador 414 y/ó 416 cuando se ilumina. Este contenedor, lumen u otro elemento al menos es parcialmente visible desde un exterior del aparato.

El término "por lo menos translúcida" incluye transparente, semi-transparente, totalmente transparente y cualquier término que significa que al menos parte de la luz que sale del indicador es perceptible para los humanos a través del material.

Las figuras 8A-8C a 16A-16B ilustran ejemplos de una botella atomizadora de mano 500 y 500' que tiene una celda de electrólisis y por lo menos una luz indicadora, donde por lo menos algo de la luz que proviene desde el indicador es perceptible para los humanos desde un punto de vista externo a la botella. Las configuraciones de botella y las construcciones en particular que se muestran en los dibujos se proporcionan como ejemplos no limitativos solamente. Los mismos números de referencia se utilizan en las figuras 8A-8C a 16A-16B para elementos iguales o similares.

Haciendo referencia a la figura 8A, la botella 500 incluye un alojamiento 501 que forma una base 502, un cuello 504 y un tambor o cabeza 506. La punta del tambor 506 incluye una boquilla 508 y una guarda contra gotas/salpicaduras 509. La guarda contra gotas/salpicaduras 509 también sirve como un gancho conveniente para colgar la botella 500 en un carro de servicio, por ejemplo. Como se muestra en detalle más adelante, el alojamiento 501 tiene una construcción similar a almeja con lados izquierdo y derecho sustancialmente simétricos unidos juntos, como por medio de tornillos. La base 502 alberga un contenedor 510, que sirve como depósito para el líquido a tratar y después se despacha a través de la boquilla 508. El contenedor 510 tiene un cuello y una entrada roscada (con un tapón de rosca) 512 que se extiende a través de la base 502 para permitir al contenedor 510 llenarse con un líquido. La entrada 512 está roscada para recibir un sello de tapa.

En este ejemplo, las paredes laterales de la base de alojamiento 502 tienen una pluralidad de aberturas o ventanas 520 sobre su circunferencia a través de la cual es visible el contenedor 510. En este ejemplo, las aberturas 520 se forman por la ausencia del material de alojamiento dentro de la abertura. En otro ejemplo, las aberturas se forman por un material que es por lo menos translúcido. En otro ejemplo mostrado en la figura 8B, todo el alojamiento o una porción del alojamiento es al menos translúcido.

De manera similar, el contenedor 510 está formado por un material que es por lo menos translúcido. Por ejemplo, el contenedor 510 se puede fabricar en un molde de soplado con un material de poliéster transparente. Como se explica en más detalle a continuación, el alojamiento 501 también contiene un tablero de circuitos que porta una pluralidad de luces indicadoras LED 594, 596 (correspondientes a las luces 414 y 416 mostradas en la figura 7). Las luces se colocan debajo de la base del contenedor 510 para transmitir la luz a través de una pared de base del contenedor 510 y hacia un líquido contenido en el contenedor. El líquido difunde por lo menos una porción de la luz, dándole la apariencia al líquido de que se ilumina. Esta iluminación se ve desde un punto de vista externo al alojamiento 501 , a través de las aberturas 520. El color de la luz y/u otras características de iluminación como la modulación de encendido/apagado, intensidad, etc. que son controladas por los elementos electrónicos de control se pueden observar a través de las aberturas 510 para dar al usuario una indicación del estado funcional de la botella. Las flechas 522 representan la iluminación de la luz indicadora que se transmite a través del líquido en un contenedor 510 y que es visible desde un exterior de la botella, a través de las aberturas 520 en el alojamiento 501.

Por ejemplo, el líquido puede iluminarse con un LED verde para indicar que la celda de electrólisis y/o la bomba funcionan correctamente. Así, el usuario puede estar seguro de que el líquido tratado despachado desde la boquilla 508 tiene mejores propiedades de limpieza y/o desinfección con respecto a la fuente de líquido contenida en un contenedor 510. Además, la iluminación del líquido fuente en un contenedor 510, aunque todavía no tratado, da la impresión de que el líquido es "especial" y tiene propiedades mejoradas.

De manera similar, si la celda de electrólisis y/o la bomba no están funcionando correctamente, los elementos electrónicos de control iluminan el LED rojo, dando al líquido fuente un aspecto de color rojo. Esto da al usuario la impresión de que hay un problema y que el líquido despachado puede no tener propiedades de limpieza y/o de desinfección mejoradas.

Aunque en el ejemplo mostrado en la figura 8A la iluminación es visible a través del contenedor 510, las luces indicadoras se pueden colocar para iluminar cualquier porción de la trayectoria de flujo desde una entrada del líquido a la botella y a la boquilla 508, incluyendo cualesquiera elementos corriente arriba y/o corriente abajo de la celda de electrólisis. El alojamiento puede modificarse de cualquier manera para que esta iluminación sea visible para un usuario. Por ejemplo, el líquido puede iluminarse en un tubo de suministro que se extiende desde la salida de la celda de electrólisis a la boquilla 508. El tambor 506 puede modificarse para incluir una abertura para exponer el tubo de suministro, o una porción del tubo se puede extender a lo largo del exterior del tambor 506, por ejemplo.

La figura 8B es una vista en perspectiva de una botella 500' que cuenta con las ventanas 520 de la modalidad mostrada en la figura 8A. En este ejemplo, todo el alojamiento 501 o una porción del alojamiento es al menos translúcido. Por ejemplo, el alojamiento 501 puede fabricarse en policarbonato. Los mismos números de referencia se utilizan en la figura 8B como se usaron en la figura 8A para elementos iguales o similares. Aunque no se muestra evidentemente en la figura 8B, con un alojamiento translúcido, los componentes internos de la botella 500' son visibles a través del alojamiento 501 desde un punto de vista que es externo al alojamiento. Por ejemplo, el contenedor 510 (se muestra de forma translúcida) y el líquido que contiene son visibles a través del alojamiento 501. En este ejemplo, hay cuatro LED rojos 594 y cuatro LED verdes 596 (también mostrados de forma translúcida), dispuestos en pares en cada esquina de la botella. Así, cuando los LED 594 y/ó 596 se iluminan, el líquido difunde por lo menos una porción de la luz, dándole la apariencia al líquido de que se ilumina. Esta iluminación es visible desde un punto de vista externo al alojamiento 501 de la misma manera como se muestra en la figura 8A, excepto que la iluminación no se limitaría a las "ventanas" 520.

La figura 8C es una vista en perspectiva del extremo trasero del tambor (o cabeza) 506 de la botella 501', que ilustra un conector de energía eléctrica 523 para conectar al cable del cargador de baterías (no se muestra). En el ejemplo en el cual la botella 500' porta baterías recargables, estas baterías pueden recargarse a través del conector 523.

Las figuras 9A-9C a 16A-16B ¡lustran detalles adicionales de la botella particular 500' mostrada en la figura 8B.

Las figuras 9A y 9B son vistas en perspectiva del lado izquierdo 501A del alojamiento 501 y la figura 9C es una vista en perspectiva del lado derecho 501 B del alojamiento 501.

Los lados izquierdo y derecho 501 A y 501 B, cuando están unidos entre sí forman una pluralidad de compartimentos para contener los diversos elementos de la botella. Por ejemplo, la base del alojamiento 502 incluye un primer compartimiento 531 para contener el contenedor de líquido 510 (que se muestra en las figuras 8A, 8B), un segundo compartimiento 532 para contener un tablero de circuitos que sostenga los elementos electrónicos de control y un tercer compartimiento 533 para contener una pluralidad de baterías para energizar los elementos electrónicos de control. El tambor 506 incluye un compartimiento 534 para contener la celda de electrólisis y la bomba.

La figura 10 ¡lustra los diferentes componentes instalados en el lado izquierdo 501 A del alojamiento 501. El contenedor 510 se instala en el compartimiento 531 , el tablero de circuitos 540 se instala en el compartimiento 532, las baterías 542 se instalan en el compartimiento 533 y el ensamble de bomba/celda 544 se instala en el compartimiento 534. Los diversos tubos que conectan el contenedor 510, el ensamble de bomba/celda y la boquilla 508 no se muestran en la figura 10.

Las figuras 11A y 11 B ilustran el contenedor 510 en mayor detalle. La figura 11A es una vista en perspectiva del contenedor 510 y la figura 11 B es una vista fragmentada en sección transversal de la entrada 512 del contenedor 510 instalada en el alojamiento 501 A. Una junta tórica 548 sella la superficie de diámetro exterior del cuello de la entrada 512 dentro del alojamiento 501A. Las roscas en la entrada 512 reciben una tapa (no se muestra) para sellar la abertura de la entrada. El contenedor 510 incluye además una salida 549 para recibir un tubo (no se muestra) para extraer líquido del contenedor 510. El tubo puede incluir un filtro de entrada como se describe con referencia a la figura 1 , por ejemplo.

La figura 12A ilustra una vista fragmentada en acercamiento del ensamble de la bomba/celda 544 instalado en el tambor 506 de la mitad del alojamiento 501 A. La figura 12B es una vista en perspectiva del ensamble de bomba/celda 544 retirado del alojamiento. La figura 12C muestra una vista en perspectiva inferior del ensamble con el gatillo 570 removido.

El ensamble de bomba/celda 544 incluye una bomba 550 y una celda de electrólisis 552 montada en una ménsula 554. La bomba 550 tiene un primer puerto 555 acoplado de forma fluida al tubo (no se muestra) que se extiende desde la salida 549 del contenedor 510 y un segundo puerto 555 que se acopla de forma fluida a través de otro tubo (tampoco se muestra) a la entrada 556 de la celda de electrólisis 552.

La celda de electrólisis 552 tiene una salida 557 que se acopla de forma fluida a la boquilla 508. En un ejemplo, la celda de electrólisis 552 corresponde a la celda de electrólisis tubular 200 discutida con referencia a la figura 5. Sin embargo, se puede usar cualquier celda de electrólisis conveniente en modalidades alternativas y la celda puede tener cualquier forma y/o geometría. Por ejemplo, la celda puede tener electrodos que son cilindricos, como se muestra en la figura 5 o placas paralelas sustancialmente planas. La junta tórica 560 proporciona un sello sobre la boquilla 508 para el alojamiento 501.

La botejla 500' incluye además un disparador gatillo 570, que acciona un interruptor momentáneo pulsátil de encendido/apagado 572. El gatillo 570 actúa sobre el pivote 574 cuando es presionado por un usuario. Un resorte 576 (mostrado en la figura 12C) desvía el gatillo 570 en un estado normalmente liberado y por lo tanto el interruptor 572 en un estado apagado. El interruptor 572 tiene terminales eléctricas 578 para conexión a los elementos electrónicos de control en el tablero de circuitos 540, que se muestra en la figura 10.

Como se describe en relación con el diagrama de bloques mostrado en la figura 7, cuando el disparador 570 se presiona, el interruptor 572 se activa al estado de "encendido", lo que proporciona energía eléctrica a los elementos electrónicos de control, lo que da energía a la bomba 550 y a las celda de electrólisis 552. Cuando está energizada, la bomba 550 extrae el líquido del contenedor 510 y bombea el líquido a través de la celda de electrólisis 552, lo que suministra un anolito y catolito líquido EA combinado a la boquilla 508. Cuando la bomba 550 y/o celda de electrólisis 552 están funcionando correctamente, los elementos electrónicos de control también iluminan el líquido dentro del contenedor 510 con los LED instalados en el tablero de circuitos o en otro lugar en o sobre la botella 500'.

La figura 13 ilustra la ménsula 554 en mayor detalle.

Las figuras 14A y 14B son vistas en perspectiva del gatillo 570. El gatillo 570 tiene un conjunto de aperturas 580 para recibir un perno o pernos que definen el punto de pivote del gatillo.

Las figuras 15A y 15B son vistas en perspectiva de una cubierta de gatillo 584, superpuesta al gatillo 570. El arranque 584 proporciona una capa de protección para el gatillo 570 y sella los bordes del alojamiento 501 sobre el gatillo.

La figura 16A ilustra los compartimientos 532 y 533 de la mitad del alojamiento 501 A en mayor detalle. La figura 16B ilustra el tablero de circuitos 540 montado dentro del compartimiento 532 y las baterías 542 montadas dentro del compartimiento 533.

Además, el tablero de circuitos 540 incluye una pluralidad de diodos fotoemisores (LED) 594 y 596. En este ejemplo, los LED se colocan en la superficie superior del tablero de circuitos 540 de manera que la luz que se irradia de los LED ilumina el líquido en el contenedor 510 a través de la base del contenedor. Otras disposiciones también se pueden utilizar. Los LED pueden tener diferentes colores y se controlan por separado, como se describe anteriormente, para indicar los diferentes estados operativos o características, por ejemplo. 12. Iluminación a través del líquido en otro aparato Las características y los métodos descritos en este documento, tales como los de la celda de electrólisis y las luces indicadoras se pueden utilizar en una variedad de diferentes aparatos, como en una botella atomizadora, un limpiador móvil de superficies y/o una plataforma de electrólisis para montaje en pared o autónomo. Por ejemplo, se pueden implementar a (o no integrarse) un limpiador móvil de superficies, como un limpiador móvil de superficies de piso duro, un limpiador móvil de superficies de piso suave o un limpiador móvil de superficies que se adapte tanto para limpiar suelos duros y suaves u otras superficies, por ejemplo.

Field et al. Publicación de los Estados Unidos No. 2007/0186368 A1 describe varios aparatos en los que pueden utilizarse las características y los métodos descritos aquí, tales como un limpiador móvil de superficies que tiene un cuerpo móvil configurado para desplazarse sobre una superficie. El cuerpo móvil tiene un tanque para contener un líquido de limpieza, como agua corriente, un despachador de líquido y una trayectoria de flujo desde el tanque hasta el despachador de líquido. Una celda de electrólisis se acopla a la trayectoria de flujo. La celda de electrólisis tiene una cámara anódica y una cámara catódica separadas por una membrana de intercambio iónico y activa electroquímicamente el agua corriente que ha pasado por el generador funcional.

El generador funcional convierte el agua corriente en un anolito líquido EA y un catolito líquido EA. El anolito líquido EA y el catolito líquido EA pueden aplicarse por separado a la superficie a limpiar y/o desinfectar, o se pueden combinar en el aparato para formar un anolito y catolito líquido EA en combinación y se despachan juntos a través de una cabeza de limpieza, por ejemplo.

Field et al Publicación de los Estados Unidos No. 2007/0186368 A1 también revela otras estructuras en las que los diversos elementos estructurales y los procedimientos aquí descritos pueden utilizarse ya sea por separado o en conjunto. Por ejemplo, Field et al. divulga una plataforma para montaje en pared para generar un anolito y catolito líquido EA. Cualquiera de estos aparatos se puede configurar para proporcionar una indicación visual de un estado de operación funcional o característica de operación de la celda de electrólisis, en donde la iluminación del indicador es visible a través del líquido desde un punto de vista que es externo al aparato. La luz indicadora no tiene que estar en visibilidad directa del observador, pero puede estar fuera de la vista. Por ejemplo, la iluminación podría ser visible debido a la difusión y/o difracción de la luz, como a través del líquido.

En un ejemplo, una plataforma montada en la pared soporta una celda de electrólisis y una trayectoria de flujo de líquido desde una entrada de la plataforma, a través de la celda de electrólisis, a una salida de la plataforma. Por lo menos una porción de la trayectoria de flujo es al menos translúcida y visible desde un exterior de la plataforma. La plataforma incluye además una luz indicadora, como la representado en la figura 7, que ilumina el líquido a lo largo de por lo menos una porción de la trayectoria de flujo, como a lo largo de un tubo y/o de un depósito de la plataforma. 13. Limpiador móvil de superficies Las características y los métodos descritos en este documento, tales como los de la celda de electrólisis, se pueden utilizar en una variedad de diferentes aplicaciones, como en una botella atomizadora, un limpiador móvil de superficies y/o una plataforma de electrólisis para montaje en pared o autónomo. Por ejemplo, se pueden implementar a (o no integrarse) un limpiador móvil de superficies, como un limpiador móvil de superficies de piso duro, un limpiador móvil de superficies de piso suave o un limpiador móvil de superficies que se adapte tanto para limpiar suelos duros y suaves u otras superficies, por ejemplo.

La figura 17 ilustra un ejemplo de un limpiador móvil de superficies para pisos duros y/o suaves 700 divulgada en Field et al. Publicación de los Estados Unidos No. 2007/0186368 A1 en la que una o más de las características y/o métodos descritos anteriormente puede implementarse. La figura 17 es una vista en perspectiva del limpiador 700 que tiene su tapa en una posición totalmente abierta.

En este ejemplo, el limpiador 700 es un limpiador operado a pie utilizado para limpiar superficies de piso duro, como concreto, teja, vinilo, terrazo, etc. en otros ejemplos, el limpiador 700 puede estar configurado como un limpiador puede configurarse como un limpiador propulsable, anexable o arrastrado para realizar una operación de limpieza y/o desinfección tal como se describe en este documento. En otro ejemplo, el limpiador 700 se puede adaptar para limpiar pisos blandos, tales como alfombras o pisos tanto duros como blandos en otras modalidades. El limpiador 700 puede incluir motores eléctricos energizados por una fuente de energía a bordo, tales como baterías, o a través de un cable eléctrico. Por otra parte, por ejemplo, un sistema de motor de combustión interna podría utilizarse solo o en combinación con los motores eléctricos.

El limpiador 700 generalmente incluye una base 702 y una tapa 704, que se fija a un lado de la base 702 mediante bisagras (no se muestran), de modo que la tapa 704 se puede girar para proporcionar acceso al interior de la base 702. La base 702 incluye un tanque 706 para contener un líquido o un componente líquido primario de limpieza y/o desinfección (como agua corriente) para tratar y aplicar a la superficie del piso durante las operaciones de limpieza y desinfección. Por otra parte, por ejemplo, el líquido puede tratarse a bordo o fuera del limpiador 700 antes de colocarlo en el tanque 706. Además, el limpiador 700 incluye una celda de electrólisis 788, que trata el líquido antes de aplicarlo al piso que se va a limpiar. El líquido tratado se puede aplicar al piso directamente y/o a través de un cabezal de limpieza 710, por ejemplo. El líquido tratado que se aplica al piso puede incluir una corriente de anolito líquido EA, una corriente de catolito flujo EA, ambas corrientes de anolito y catolito líquido EA y/o una corriente de anolilto y catolito líquido EA combinados. La celda 408 puede incluir una membrana selectiva de iones o configurarse sin una membrana selectiva de iones.

Field et al. Publicación de los Estados Unidos No. 2007/0186368 A1 también revela otras estructuras en las que los diversos elementos estructurales y los procedimientos aquí descritos pueden utilizarse ya sea por separado o en conjunto. Por ejemplo, Field et al. divulga una plataforma para montaje en pared para generar un anolito y catolito líquido EA. Esta plataforma puede ser controlada con un patrón de voltaje de control como se describe en este documento, por ejemplo. 14. Plataforma de montaje en pared Por ejemplo, la figura 18 ilustra un diagrama de bloque simplificado de un generador de líquido de limpieza 800 que se monta en una plataforma 802 de acuerdo con una modalidad de ejemplo. La plataforma 802 puede configurarse para montarse o colocarse en una instalación en un piso, una pared, un banco u otra superficie, sostenerse manualmente, ser portada por un operador o un vehículo, conectarse a otro dispositivo (como portado por un carrito de limpieza o de mantenimiento o un balde con ruedas), o llevado por una persona. En una modalidad concreta, la plataforma 802 se monta en la pared de una instalación para cargar dispositivos de limpieza, tales como baldes con ruedas, máquinas móviles de limpieza, etc., con líquido de limpieza y/o desinfectante.

La plataforma 802 incluye una entrada 803 para recibir un líquido, como agua corriente, de una fuente. Por otra parte, por ejemplo, la plataforma 802 puede incluir un tanque para traer un suministro de líquido a tratar. La plataforma 802 incluye además una o más celdas de electrólisis 804 y un circuito de control 806 (como los descritos más arriba). La(s) celda(s) de electrólisis 804 puede(n) tener cualquiera de las estructuras descritas en este documento o cualquier otra estructura adecuada. La plataforma 802 también puede incluir otros dispositivos o componentes tales como, pero no se limitan a los descritos en este documento.

La(s) trayectoria(s) de flujo desde la salida de la celda de electrólisis 804 puede(n) configurarse para dispensar anolito líquido EA y catolito líquido EA por separado y/o anolito y catolito líquido EA mezclados través de la salida 808. El anolito o catolito no utilizado se puede dirigir a un tanque de residuos en la plataforma 802 o hacia una salida de drenaje, por ejemplo. En modalidades en las que el anolito y catolito EA se despachan a través de la salida 808, la salida puede tener puertos separados de anolito y catolito y/o un puerto combinado, que ofrezca una mezcla combinada de catolito y anolito, por ejemplo, como se mencionó anteriormente. Además, cualquiera de las modalidades en este documento puede incluir uno o más tanques de almacenamiento para contener el anolito y/o catolito líquido producido por la celda de electrólisis.

En una modalidad concreta, la celda de electrólisis 804 incluye al menos un ánodo y al menos un cátodo que están separados por al menos una membrana selectiva de iones, formando una o más cámaras anódicas y cámaras catódicas. La salida 808 tiene puertos de anolito y catolito separados, que se acoplan de forma fluida a las cámaras anódicas y a las cámaras catódicas, respectivamente, sin ningún tipo de control manual de válvulas para el fluido, por ejemplo. El circuito de control 806 energiza los ánodos y los cátodos con un patrón de voltaje discutido anteriormente con referencia a la figura 6 de manera que cada puerto de anolito suministra un anolito líquido EA sustancialmente constante y cada puerto de catolito suministra un catolito líquido EA sustancialmente constante. Un voltaje prácticamente constante relativamente positivo se aplica a los ánodos, mientras que un voltaje prácticamente constante relativamente negativo se aplica a los cátodos. Periódicamente cada voltaje se pulsa brevemente a una polaridad relativamente opuesta para repeler los depósitos de sarro.

Si el número de electrodos anódicos es diferente al número de electrodos catódicos, por ejemplo, una relación de 3:2 o si el área superficial del electrodo anódico es diferente al área superficial del electrodo catódico, entonces, el patrón de voltaje aplicado puede utilizarse en la manera antes mencionada para producir una cantidad mayor de anolitos o catolitos para resaltar las propiedades de limpieza o desinfección del líquido producido. Otras relaciones también se pueden utilizar. La plataforma 802 puede incluir además un interruptor u otro dispositivo de entrada del usuario 810, si se desea, para operar el circuito de control para invertir selectivamente los patrones de voltaje aplicados a cada electrodo para producir una mayor cantidad de anolito o catolito dependiendo del estado del interruptor. 15. Limpiador para todo tipo de superficies La figura 19 es una vista en perspectiva de un ensamble de limpieza para todo tipo de superficie 980, que se describe con más detalle en la patente de los Estados Unidos No. 6,425,958. El ensamble de limpieza 980 está modificado para incluir un trayectoria de distribución de líquido con una o más celdas de electrólisis con electrodos y un circuito de control como se describe en este documento tales como, sin restricción, los que se muestran o se describen con referencia a la figura 1 , por ejemplo, o cualquiera de las otras modalidades descritas aquí.

El. ensamble de limpieza 980 se puede construir para suministrar y, opcionalmente, recuperar uno o más de los siguientes líquidos, por ejemplo, hacia y desde el piso que se está limpiando: agua anolítica EA, agua catolítica EA, agua anolítica y catolítica EA combinadas u otros líquidos con carga eléctrica. Por ejemplo, se puede usar otro líquido distinto a o como complemento al agua. El ensamble de limpieza 980 puede usarse para limpiar superficies duras en baños o en cualquier otra habitación que tenga por lo menos una superficie dura, por ejemplo.

El ensamble de limpieza 980 incluye el dispositivo de limpieza y los accesorios utilizados con el dispositivo de limpieza para limpiar las superficies, como se describe en la patente de los Estados Unidos 6,425,958. El ensamble de limpieza 980 incluye un alojamiento 981 , un mango 982, ruedas 983, una manguera de drenaje 984 y varios accesorios. Los accesorios pueden incluir un cepillo para piso 985 que tiene un mango telescópico y que se extiende 986, una primera pieza 987 y una segunda pieza 988 de una vara de dos piezas de doble flexión, así como diversos accesorios adicionales que no se muestran en la figura 19, incluyendo una manguera de aspiración, una manguera sopladora, una manguera atomizadora, una boquilla de la manguera sopladora, una pistola atomizadora, un accesorio de un utensilio para limpiar ventanas, una herramienta de boca ancha y una manguera de llenado de tanque (que puede acoplarse a los puertos en el ensamble 980). El ensamble tiene un alojamiento que porta un tanque o contenedor de líquido removible y un tanque de recuperación o un contenedor de recuperación de líquidos removible. El ensamble de limpieza 980 se utiliza para limpiar las superficies al atomizar el líquido de limpieza a través de una manguera atomizadora y sobre las superficies. La manguera sopladora se utiliza posteriormente para secar por soplado las superficies y soplar el fluido sobre las superficies en una dirección predeterminada. La manguera de aspiración se utiliza para succionar el fluido de las superficies y hacia el tanque de recuperación dentro del dispositivo de limpieza 980, limpiando con ello las superficies. La manguera de aspiración, la manguera sopladora, la manguera atomizadora y demás accesorios utilizados con el ensamble de limpieza 980 se pueden portar con el dispositivo de limpieza 980 para su fácil transporte.

Además, similar a la modalidad mostrada en las figuras 8A-8C a 16A-16B, cualquiera de los aparatos mostrados en o descritos en las figuras 17-19 pueden incluir una o más luces indicadoras 414 y/ó 416 (mostradas en el diagrama de bloques de la figura 7) colocadas en el aparato para iluminar el líquido en sí, ya sea antes del tratamiento mediante la celda de electrólisis 404 y/o después del tratamiento. Por ejemplo, la luz indicadora, cuando se ilumina, genera un flujo luminoso en la escala de longitud de onda visible, que es perceptible visualmente a través del líquido desde un punto de vista externo al aparato. Por ejemplo, el líquido puede difundir por lo menos una porción de la luz, dando una impresión visual de que el líquido, en sí, está iluminado. En una modalidad, el aparato comprende un contenedor, lumen u otro elemento que contiene el líquido y cuenta con un material y/o porción que es por lo menos translúcida y posicionada para transmitir al menos parte de la luz producida por el indicador 414 y/ó 416 cuando se ilumina. Este contenedor, lumen u otro elemento al menos es parcialmente visible desde un exterior del aparato. 16. Circuito de control para la botella atomizadora mostrada en las figuras 8A-8C a 16A-16B La figura 20 es un diagrama de bloque que ilustra un circuito de control para controlar los distintos componentes dentro de la botella atomizadora de mano 500, 500' que se muestra en las figuras 8A-8C a 16A-16B de acuerdo con un ejemplo ilustrativo de la descripción. Los componentes principales del circuito de control incluyen un microcontrolador 1000, un convertidor DC a DC 1004 y un circuito de impulso de salida 1006.

La energía a los distintos componentes se suministra mediante un cartucho de baterías 542 portado por la botella, como se muestra en la figura 16B, por ejemplo. En un ejemplo concreto, el cartucho de baterías 542 incluye 10 baterías de hidruro de níquel-metal, cada una con un voltaje nominal de salida de alrededor de 1.2 voltios. Las baterías están conectadas en serie, por lo que el voltaje nominal de salida es de aproximadamente 10V a 12.5V con una capacidad de cerca de 1800 miliamperios/horas. Un gatillo de mano 570, 572 (mostrado en las figuras 8A y 8B, por ejemplo) aplica de forma selectiva el voltaje de salida de 12 voltios del cartucho de baterías 542 al regulador de voltaje 1003 y al convertidor DC a DC 1004. Cualquier regulador de voltaje adecuado se puede utilizar, como un regulador LM7805 de Fairchild Semiconductor Corporation. En un ejemplo concreto, el regulador de voltaje 1003 proporciona un voltaje de salida de 5 voltios para energizar los diversos componentes eléctricos dentro del circuito de control.

El convertidor DC a DC 1004 genera un voltaje de salida que se aplica a través de los electrodos de la celda de electrólisis 552. El convertidor es controlado por el microcontrolador para escalonar el voltaje de impulso hacia arriba o hacia abajo con el fin de lograr un consumo de corriente deseado a través de la celda de electrólisis. En un ejemplo particular, el convertidor 1004 escalona el voltaje hacia arriba o hacia abajo entre una escala de 8 voltios a 28 voltios (o mayor) para lograr un consumo de corriente a través de la celda de electrólisis 552 de alrededor de 400 miliamperios, ' conforme la bomba 550 bombea agua desde el contenedor 510 a través de la celda 552 y por la boquilla 508 (figuras 8A y 8B). El voltaje requerido depende en parte de la conductividad del agua entre los electrodos de la celda.

En un ejemplo particular, el convertidor DC a DC 1004 incluye un convertidor de montaje a superficie serie A/SM de PICO Electronics, Inc., de Pelham, Nueva York, EE.UU. En otro ejemplo, el convertidor 1004 incluye un regulador de escalonado/reducción/conmutador de inversión NCP3064 1.5A de ON Semiconductor de Phoenix, Arizona, EE.UU., conectado en una aplicación elevadora. Se pueden usar otros circuitos en modalidades alternativas.

El circuito de impulso de salida 1006 invierte selectivamente la polaridad del voltaje de impulso aplicado a la celda de electrólisis 552 en función de una señal de control generada por el microcontrolador 1000. Por ejemplo, el microcontrolador 1000 se puede configurar para alternar la polaridad en un patrón predeterminado, como se muestra y/o se describen con referencia a la figura 6. El circuito de impulso de salida 1006 también puede proporcionar un voltaje de salida a la bomba 550. Por otra parte, por ejemplo, la bomba 550 puede recibir su voltaje de salida directamente desde el interruptor de gatillo de salida 570, 572.

En un ejemplo particular, el circuito de impulso de salida 1006 incluye un circuito de impulso motriz de puente completo DRV 8800 disponible con Texas Instruments Corporation de Dallas, Texas, EE.UU. Se pueden usar otros circuitos en modalidades alternativas. El circuito de impulso 1006 tiene un interruptor en H que impulsa el voltaje de salida a la celda de electrólisis 552 de acuerdo con un patrón de voltaje controlado por el microcontrolador. El interruptor en H tiene una salida de detección de corriente que puede utilizar el microcontrolador para detectar la corriente consumida por la celda 552. El resistor de detección RDETECCIÓN desarrolla un voltaje que representa la corriente detectada y se aplica como un voltaje de retroalimentación al microcontrolador 1000. El microcontrolador 1000 monitorea el voltaje de retroalimentación y controla el convertidor 1004 a un voltaje de impulso de salida apropiado para mantener un consumo de corriente deseado.

El microcontrolador 1000 también monitorea el voltaje de retroalimentación para verificar que la celda de electrólisis 552 y/o la bomba 550 estén funcionando correctamente. Como se mencionó anteriormente, el microcontrolador 1000 puede operar los LED 594 y 596 en función de los niveles de corriente detectados por el circuito de impulso de salida 1006. Por ejemplo, el microcontrolador 1000 puede apagar (o, alternativamente, encender) uno o ambos conjuntos de LED 594 y 596 en función de si el nivel de corriente detectado está por encima o por debajo de un umbral o dentro de una escala.

En pna modalidad particular, el microcontrolador 1000 puede incluir cualquier controlador adecuado, como un microcontrolador MC9S08SH4CTG-ND disponible con Digi-Key Corporation de Thief River Falls, Minnesota, EE.UU.

En el ejemplo mostrado en la figura 20, la porción de control de iluminación del circuito incluye resistores de salida R1 y R2 y una primera pata de control de LED "roja" formada por el resistor de polarización R3, diodos LED rojos D1-D4 y el transistor de polarización de bajada Q1. El microcontrolador 1000 tiene una primera salida de control, que enciende y apaga selectivamente los LED rojos D1-D4 al encender y apagar el transistor Q1. La porción de control de iluminación del circuito además incluye una segunda pata de control de LED "verde" formada por la resistencia de polarización R4, diodos LED verdes D5-D8 y el transistor de polarización de bajada Q2. El microcontrolador 1000 tiene una segunda salida de control, que enciende y apaga selectivamente los LED verdes D5-D8 al encender y apagar el transistor Q2.

El circuito de control incluye además un cabezal de control 1002, que proporciona una entrada para reprogramar el microcontrolador 1000.

En un ejemplo concreto, los elementos 1000, 1002, 1003, 1004, 1006, R1-R4, D1-D8 y Q1-Q2 residen en el tablero de circuitos 540, que se muestra en la figura 16B. Además, el circuito de control que se muestra en la figura 20 puede incluir un circuito de carga (no se muestra) para cargar las baterías dentro del cartucho de baterías 542 con la energía recibida a través del conector de energía 523 que se muestra en la figura 8C.

Una o más de las funciones de control descritas en este documento pueden implementarse en hardware, software, firmware, etc., o una combinación de los mismos. Este software, firmware, etc. se almacena en un medio legible por computadora, como un dispositivo de memoria. Se puede usar cualquier dispositivo de memoria legible por computadora, como una unidad de disco, una unidad de estado sólido, memoria flash, RAM, ROM, un conjunto de registros en un circuito integrado, etc.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a una o más modalidades, los expertos en la técnica reconocerán que pueden hacerse cambios en forma y detalle sin apartarse de la esencia y alcance de la descripción y/o de las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

I.- Una botella atomizadora de mano que comprende un depósito de líquido, una salida de líquido y una celda de electrólisis portada mediante la botella y acoplada de manera fluida entre el depósito y la salida de líquido; y una fuente de energía portada por la botella atomizadora y que tiene una salida de voltaje; un convertidor DC a DC acoplado entre la salida de voltaje y la celda de electrólisis, que provee un voltaje escalonado al alza que es mayor que la salida de voltaje de la fuente de energía para energizar la celda de electrólisis; y un controlador, el cual controla al convertidor DC a DC de tal manera que el voltaje escalonado al alza tiene un nivel que varía como una función de una corriente detectada expulsada a través de la celda de electrólisis, en donde el controlador está configurado para controlar el voltaje escalonado al alza para mantener la corriente expulsada por la celda de electrólisis dentro de una escala predeterminada.
2.- La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la salida de voltaje de la fuente de energía tiene una escala de 10 voltios a 12.5 voltios; y el voltaje escalonado al alza es por lo menos 24 voltios.
3. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la fuente de energía comprende al menos una batería.
4. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque la al menos una batería comprende por lo menos una batería recargable.
5. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque también comprende: una bomba portada por la botella, en donde la bomba está acoplada para bombear líquido desde el depósito de líquido a la salida de líquido a través de la celda de electrólisis.
6. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la celda de electrólisis comprende una membrana selectiva de iones colocada entre un electrodo anódico y un electrodo catódico y que define una cámara anódica y una cámara catódica respectivamente.
7. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque comprende adicionalmente una trayectoria de flujo desde la celda de electrólisis hacia la salida de líquido, en donde la trayectoria de flujo combina un flujo de anolito líquido producido desde la cámara anódica con un flujo de catolito líquido producido desde la cámara catódica para formar un anolito y catolito líquido mezclado, el cual se dispensa mediante la salida de líquido.
8. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque la trayectoria de flujo está configurada para dispensar el anolito y catolito líquido mezclado desde la salida de líquido en 3 segundos del tiempo en el que el anolito y catolito líquidos se producen mediante la celda de electrólisis.
9. - La botella atomizadora de mano de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque comprende adicionalmente una trayectoria de flujo desde la celda de electrólisis hacia la salida de líquido, que está configurada para dispensar de manera separada un flujo de anolito líquido producido desde la cámara anódica y un flujo de catolito líquido producido desde la cámara catódica a través de la salida de rocío.
10. - Un método que comprende: portar un líquido de alimentación en un depósito de una botella atomizadora de mano; producir un voltaje de fuente desde una fuente de energía que es portada por la botella atomizadora; escalonar el voltaje fuente hasta un voltaje de energizacion que es mayor que el voltaje fuente, a través de un convertidor DC a DC portado por la botella atomizadora; pasar el líquido de alimentación a través de una celda de electrólisis que es portada por la botella atomizadora; aplicar el voltaje de energizacion a los electrodos de la celda de electrólisis para activar electroquímicamente el líquido de alimentación que pasa a través de la celda de electrólisis; controlar el convertidor DC a DC con un convertidor de tal manera que el voltaje de energizacion tiene un nivel que varía como una función de una corriente detectada expulsada a través de la celda de electrólisis, en donde el controlador controla el voltaje de energización para mantener la corriente expulsada por la celda de electrólisis dentro de una escala predeterminada; y despachar el líquido de alimentación electroquímicamente activo de la botella atomizadora.
11.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el voltaje de la fuente tiene una escala de 10 voltios a 12.5 voltios; y el voltaje de energización es por lo menos 24 voltios.
12. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque la fuente de energía comprende al menos una batería.
13. - El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque la al menos una batería comprende por lo menos una batería recargable.
14. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dispensar comprende energizar la bomba, la cual es portada por la botella atomizadora y bombea el líquido de alimentación desde el depósito a través de la celda de electrólisis y fuera de una boquilla, la bomba se energiza mediante la fuente de energía.
15. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque pasar el líquido de alimentación a través de la celda de electrólisis comprende mantener la separación de al menos dos porciones del líquido de alimentación con al menos una membrana de intercambio de iones colocada entre al menos un electrodo catódico y el al menos un electrodo anódico.
16.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende adicionalmente: combinar un flujo de anolito líquido producido desde una cámara anódica de la celda de electrólisis con un flujo de catolito líquido producido desde una cámara catódica de la celda de electrólisis para formar un anolito y catolito líquido mezclado que se dispensa desde la botella atomizadora.