MX2011002261A

MX2011002261A - Aparato que tiene celda de electrólisis y luz indicadora que ilumina a través de líquido.

Info

Publication number: MX2011002261A
Application number: MX2011002261A
Authority: MX
Inventors: Bruce F Field
Original assignee: Tennant Co
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2011-05-25
Also published as: WO2010024965A1; JP2012501385A; CA2735504A1; EP2331468A1; CN102209687A; KR20110059609A; RU2011111423A; ZA201102184B; BRPI0917359A2

Abstract

Se proporciona un aparato (10, 400, 500, 500', 700, 800, 980), que incluye una celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804), una trayectoria de flujo de líquido que pasa a través de la celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804), y una luz indicadora (414, 416, 594, 596); la luz indicadora (414, 416, 594, 596) se ilumina como una función de una característica de operación de la celda de electrólisis (18, 50, 80, 406, 552, 708, 804) y un flujo luminoso (552) irradiado desde la luz (414, 416, 594, 596) ilumina un líquido a lo largo de por lo menos una porción de la trayectoria de flujo.

Description

APARATO QUE TIENE CELDA DE ELECTROLISIS Y LUZ INDICADORA QUE ILUMINA A TRAVÉS DE LÍQUIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a activación electroquímica de fluidos y muy particularmente a celdas de electrólisis y métodos correspondientes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las celdas de electrólisis se usan en una variedad de aplicaciones diferentes para cambiar una o más características de un fluido. Por ejemplo, las celdas de electrólisis se han usado en aplicaciones de limpieza/saneamiento, industrias médicas y procedimientos de fabricación de semiconductores. Las celdas de electrólisis también se han usado en una variedad de otras aplicaciones y tienen diferentes configuraciones.

Para aplicaciones de limpieza/saneamiento, las celdas de electrólisis se usan para crear líquido electroquímicamente activado (EA) de anolito y líquido EA de catolito. Los líquidos EA de anolito tienen propiedades de saneamiento conocidas, y los líquidos EA de catolito tienen propiedades de limpieza conocidas. Ejemplos del sistema de limpieza y/o saneamiento se describen en Field et al., publicación de E.U.A. No 2007/0186368 A1 , publicada el 16 de agosto del 2007.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la descripción se refiere a un aparato que incluye una celda de electrólisis, una trayectoria de flujo de líquido que pasa a través de la celda de electrólisis y una luz indicadora. La luz indicadora es iluminada como una función de una característica de operación de la celda de electrólisis, y el flujo luminoso radiado de la luz ilumina el líquido a lo largo de por lo menos unan porción de la trayectoria de flujo.

Otro aspecto de la descripción se refiere a un método. El método incluye: portar un líquido en una botella de aspersión manual; electrolizar el líquido con una celda de electrólisis portada por la botella para producir líquido electrolizado; surtir el líquido electrolizado; detectar una característica de operación de la celda de electrólisis; iluminar por lo menos una porción de por lo menos uno del líquido o el líquido electrolizado como una función de la característica de operación.

Otro aspecto de la descripción se refiere a una botella de aspersión manual. La botella incluye un contenedor, una boquilla y una trayectoria del flujo de líquido del contenedor a la boquilla. Una celda de electrólisis y una bomba están acopladas en la trayectoria de flujo. Una luz indicadora está colocada para iluminar por lo menos uno del contenedor o la trayectoria de flujo.

En un ejemplo especifica, la luz indicadora es iluminada como una función de una característica de operación de la celda de electrólisis. Por ejemplo, la característica de operación incluye una corriente eléctrica llevada por la celda de electrólisis.

En un ejemplo específico, la luz indicadora incluye: una primera luz indicadora, que tiene un primer color y que es iluminada cuando la corriente eléctrica esta dentro de un primer intervalo de corriente y es apagada cuando la corriente eléctrica está afuera del primer intervalo de corriente; y una segunda luz indicadora que tiene un segundo color diferente y que es iluminada cuando la corriente eléctrica está fuera del primer intervalo de corriente y es apagada cuando la corriente eléctrica está dentro del primer intervalo de corriente.

En un ejemplo específico, la iluminación de por lo menos uno del contenedor o la trayectoria de flujo es visible desde un punto de vista que es externo a la botella.

Por ejemplo, la luz indicadora está colocada de tal manera que el flujo luminoso desde la luz indicadora pasa a través del líquido contenido por lo menos uno del contenedor o la trayectoria de flujo y es visible desde un punto de vista que es externo a la botella.

Está breve descripción se provee para introducir una selección de conceptos en una forma simplificada que se describe más adelante en la descripción detallada de la invención. Está breve descripción de la invención no tiene la intención de identificar características claves o características esenciales del material reclamado, ni tiene la intención de ser usada como un auxiliar en la determinación del alcance del material reclamado. El material reclamado no está limitado a las implementaciones que resuelven cualquiera o todas las desventajas señaladas en los antecedentes de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático simplificado de una botella de aspersión manual de conformidad con un aspecto ilustrativo 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 conformidad con un ejemplo adicional de la descripción.

La figura 4A es una vista fragmentada de un electrodo de polímero conductor que tiene una pluralidad de aperturas rectilíneas en un patrón de rejilla regular de conformidad con un aspecto de la descripción.

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

La figura 4C es una vista fragmentada de un electrodo de polímero conductor que tiene una pluralidad de aperturas de forma irregular y regular que tienen una variedad de diferentes formas y tamaños de conformidad con otro ejemplo.

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

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

La figura 7 es un diagrama de bloques de un sistema que tiene un indicador de conformidad con una modalidad de la descripción, que puede ser incorporado, por ejemplo, en cualquiera de las modalidades descritas aquí.

La figura 8A es una vista en perspectiva de una botella de aspersión que tiene una luz indicadora que ilumina a través del líquido portado por la botella.

La figura 8B es una vista en perspectiva de una botella de aspersión que tiene una luz indicadora que ilumina a través del líquido portado por la botella, de conformidad con una modalidad alternativa de la descripción.

La figura 8C es una vista en perspectiva de una cabeza de la botella mostrada en la figura 8B.

Las figuras 9A y 9B son vistas en perspectiva de un alojamiento lateral de mano izquierda y la figura 9C es una vista en perspectiva de un alojamiento lateral de mano derecha de la botella mostrada en la figura 8B.

La figura 10 ilustra varios componentes instalados en el alojamiento lateral de mano izquierda.

Las figuras 1 1A y 1 B ilustran un contenedor de líquido portado por la botella mostrada en la figura 8B.

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

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

La figura 12C es una vista en perspectiva inferior del ensamble de bomba/celda dentro del gatillo removido.

La figura 13 ¡lustra una vista en perspectiva despiezada de una ménsula de montaje del ensamble mostrado 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 un refuerzo de gatillo, que traslapa al gatillo.

La figura 16A lustra compartimientos inferiores de una mitad da alojamiento con mayor detalle.

La figura 16B lustra una tarjeta de circuito y baterías montadas dentro de los compartimientos mostrados dentro de la figura 16A.

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

La figura 18 es un diagrama de bloques simplificado de una celda de electrólisis que está montada a una plataforma de conformidad con otra modalidad.

La figura 19 es una vista en perspectiva de un limpiador de todas las superficies de conformidad con otra modalidad de la descripción.

La figura 20 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito de control para controlar los diversos componentes dentro de la botella de aspersión manual mostrada en las figuras 8-16 de conformidad con un ejemplo ilustrativo de la descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS Un aspecto de la presente descripción está dirigido a un método y aparato para electrolizar líquidos. 1. Botella de aspersión manual Se pueden usar celdas de electrólisis en una variedad de diferentes aplicaciones y alojadas en una variedad de diferentes tipos de aparatos, que pueden ser vehículo de limpieza/saneamiento manual, móvil, inmóvil, montado en pared, motorizado o no motorizado, de rueda, etc., por ejemplo. En este ejemplo, una celda de electrólisis es incorporada en una botella de aspersión manual.

La figura 1 es un diagrama esquemático simplificado de una botella de aspersión manual 10 de conformidad con un aspecto ilustrativo de la presente descripción. La botella de aspersión 10 incluye un depósito 12 para contener un líquido que ha de ser tratado y después surtido a través de una boquilla 14. En un ejemplo, el líquido que ha de ser tratado incluye una composición acuosa tal como agua corriente regular.

La botella de aspersión 10 incluye además un filtro de entrada 16, una o más celdas de electrólisis 18, tubos 22 y 22, bomba 24, accionador 26, interruptor 28, tarjeta de circuito y electrónica de control 30 y baterías 32. Aunque no se muestra en la figura 1 , los tubos 20 y 22 pueden ser alojados, por ejemplo, dentro de un cuello y cilindro, respectivamente, de la botella 10. 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 proveer potencia eléctrica a la celda de electrólisis 18 y bomba 24 cuando son energizadas por una tarjeta de circuito y electrónica de control 30.

En el ejemplo mostrado en la figura 1 , el accionador 26 es un accionador de estilo gatillo, que acciona momentáneamente el interruptor 28 entre los estados abierto y cerrado. Por ejemplo, cuando el usuario "oprime" el gatillo manual a un estado oprimido, el gatillo acciona el interruptor al estado cerrado. Cuando el usuario libera el gatillo manual, el gatillo acciona el interruptor al estado abierto. Sin embargo, el accionador 26 puede tener otros estilos en modalidades alternativas y puede ser eliminado en modalidades adicionales. En modalidades que carecen de un accionador separado, el interruptor 28 puede ser accionado directamente por el usuario. Cuando el interruptor 28 está en el estado abierto, no conductor, la electrónica de control 30 desenergiza la celda de electrólisis 18 y la bomba 24. Cuando el interruptor 28 está en el estado cerrado, conductor, la electrónica de control 30 energiza la celda de electrólisis 18 y la bomba 24. La bomba 24 extrae líquido del depósito 12 a través del filtro 16, celda de electrólisis 18 y tubo 20, y fuerza el líquido hacia fuera del tubo 22 y boquilla 14. Dependiendo del aspersor, la boquilla 14 puede o no ser ajustable, para seleccionar, por ejemplo, entre expulsar un chorro, aerosolizar una niebla o suministrar una aspersión.

El interruptor 28, como tal, puede tener cualquier tipo de accionador adecuado, tal como un interruptor de botón oprimible como se muestra en la figura 1 , una lengüeta, un oscilador, cualquier enlace mecánico, y/o cualquier sensor no mecánico tal como capacitivo, plástico resistivo, térmico, inductivo, etc. El interruptor 28 puede tener cualquier disposición de contacto adecuado, tal como momentáneo, desplazamiento sencillo de un solo polo, etc.

En una modalidad alternativa, la bomba 24 es reemplazada por una bomba mecánica, tal como una bomba de desplazamiento positivo de accionado por gatillo manual, en donde el gatillo accionador 26 actúa directamente sobre la bomba por acción mecánica. En esta modalidad, el interruptor 28 podría ser accionado por separado de la bomba 24, tal como un interruptor de energía, para energizar la celda de electrólisis 18. En una modalidad adicional, las baterías 32 son eliminadas y la energía es suministrada a la botella de aspersión 10 desde una fuente externa, tal como a través de un cable de energía, conector y/o terminales de contacto.

La disposición mostrada en la figura 1 se provee simplemente como un ejemplo no limitante. La botella de aspersión 10 puede tener cualquier otra disposición estructural y/o funcional. Por ejemplo, la bomba 24 puede estar localizada 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 de flujo de fluido desde el depósito 12 a la boquilla 14.

Como se describe con más detalle más adelante, la botella de aspersión contiene un líquido que ha de ser suministrado sobre una superficie que ha de ser limpiada y/o saneada. En un ejemplo no limitante, la celda de electrólisis 18 convierte el líquido a un líquido EA de anolito y un líquido EA de catolito antes de ser suministrado desde la botella como una aspersión de salida. Los líquidos EA de anolito y catolito pueden ser suministrados como una mezcla combinada o como salidas de aspersión separadas, tal como a través de tubos y/o boquillas separados. En la modalidad mostrada en la figura 1 , los líquidos EA de anolito y catolito se suministran como una mezcla combinada. Con una velocidad de flujo de salida pequeña e intermitente que provee la botella de aspersión, la celda de electrólisis 18 puede tener un paquete pequeño y ser energizada por baterías portadas, por ejemplo, por el paquete o botella de aspersión. 2. Celdas de electrólisis Una celda de electrólisis incluye cualquier celda de tratamiento de fluido que esté adaptada para aplicar un campo eléctrico a través del fluido entre por lo menos un electrodo de ánodo y por lo menos un electrodo de cátodo. 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 ser adaptada para tratar cualquier fluido (tal como un líquido o combinación gas-líquido). La celda puede incluir una o más membranas selectivas de iones entre el ánodo y el cátodo o puede ser configurada sin ninguna membrana selectiva de iones. Una celda de electrólisis que tiene una membrana selectiva de iones se refiere aquí como un "generador funcional".

Las celdas de electrólisis se pueden usar en una variedad de aplicaciones diferentes y pueden tener una variedad de estructuras diferentes, tales como pero sin limitarse a una botella de aspersión como se describe con referencia a la figura 1 , y/o las estructuras descritas en Field et al., publicación de patente de E.U.A. No. 2007/0186368, publicada el 16 de agosto de 2007. Por lo tanto, aunque varios elementos y procedimientos relacionados con electrólisis se describen aquí en relación con el contexto de una botella de aspersión, estos elementos y procedimientos se pueden aplicar a, y se incorpora en, otras aplicaciones que no son botella de aspersión. 3. Celda de electrólisis que tiene 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 usar, por ejemplo, en la botella de aspersión mostrada en la figura 1. La celda de electrólisis 50 y que recibe líquido que ha de ser tratado a partir de una fuente de líquido 52. La fuente de líquido 52 puede incluir un tanque u otro depósito de solución, tal como depósito 12 en la figura 1 , o puede incluir un accesorio u otra entrada para recibir un líquido de una fuente externa.

La celda 50 tiene una o más cámaras de ánodo 54 y una o más cámaras de cátodo 56 (conocidas como cámaras de reacción), que son separadas por una membrana de intercambio de iones 58, tal como una membrana de intercambio de cationes o aniones. Uno o más electrodos de ánodo 60 y electrodos de cátodo 62 (uno de cada electrodo mostrado) están dispuestos en cada cámara de ánodo 54 y cada cámara de cátodo 56, respectivamente. Los electrodos de ánodo y cátodo 60, 62 se pueden hacer de cualquier material adecuado, tal como un polímero conductor, titanio y/o titanio revestido con un metal precioso, tal como platino, o cualquier otro material de electrodo adecuado. En un ejemplo, por lo menos uno del ánodo o cátodo está hecho por lo menos parcialmente o completamente de un polímero conductor. Los electrodos y cámaras respectivas pueden tener cualquier forma y construcción adecuadas. Por ejemplo, los electrodos pueden ser placas planas, placas coaxiales, barras, o una combinación de las mismas. Cada electrodo puede tener, por ejemplo, una construcción sólida o puede tener una o más aperturas. En un ejemplo, cada electrodo está formado como una malla. Además, celdas múltiples 50 pueden ser acopladas, por ejemplo, en serie o en paralelo una con otra.

Los electrodos 60, 62 son eléctricamente conectados a terminales opuestas de un suministro de energía convencional (no mostrado). La membrana de intercambio de iones 58 está localizada entre los electrodos 60 y 62. El suministro de energía puede proveer un voltaje de salida de CC constante, un voltaje de salida de CC pulsado o de otra manera modulado, y/o voltaje de salida de CA pulsado o de otra manera modulado a los electrodos de ánodo y cátodo. 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 constante relativo. El suministro de energía (y/o electrónica de control) incluye un convertidor de CC/CC que usa un esquema de control de modulación de amplitud de pulso (PW ) para controlar la salida de voltaje y corriente. También se pueden usar otros tipos de suministros de energía, que pueden ser pulsados o no pulsados y en otros intervalos de voltaje y potencia. Los parámetros son específicos de aplicación.

Durante la operación, agua de alimentación (u otro líquido que ha de ser tratado) es suministrada de la fuente 52 tanto a la cámara de ánodo 54 como a la cámara de cátodo 56. En el caso de una membrana de intercambio de cationes, al aplicar un potencial de voltaje de CC a través del ánodo 60 y el cátodo 62, tal como un voltaje en un intervalo de aproximadamente 5 volts (V) a aproximadamente 28V, cationes originalmente presentes en la cámara de ánodo 54 se mueven a través de la membrana de intercambio de iones 58 hacia el cátodo 62 mientras que los aniones en la cámara de ánodo 54 se mueven hacia el ánodo 60. Sin embargo, los aniones presentes en la cámara de cátodo 56 no pueden pasar a través de la membrana de intercambio de cationes, y por lo tanto permanecen confinados dentro de la cámara de cátodo 56.

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

Si se desea, el anolito y catolito se pueden generar en diferentes relaciones uno a otro a través de modificaciones, por ejemplo, a la estructura de la celda de electrólisis. Por ejemplo, la celda puede ser configurada para producir un volumen de catolito mayor que el anolito sí la función primaria del agua EA es la limpieza. Alternativamente, por ejemplo, la celda puede ser configurada para producir un volumen de anolito mayor que el catolito si la función primaria del agua EA es el saneamiento. También, las concentraciones de especies reactivas en cada una se pueden variar.

Por ejemplo, la celda puede tener una relación de 3:2 de placas de cátodo a placas de ánodo para producir un volumen más grande de catolito que anolito. Cada placa de cátodo es separada de una placa de ánodo respectiva por una membrana de intercambio de iones respectiva. Por lo tanto, hay tres cámaras de cátodo para dos cámaras de ánodo. Esta configuración produce aproximadamente 60% de catolito a 40% de anolito. También se pueden usar otras relaciones. 3.2 Reacciones de ejemplo Además, moléculas de agua en contacto con el ánodo 60 son electroquímicamente oxidadas a oxígeno (O2) y iones de hidrógeno (H+) en la cámara de ánodo 54 mientras que las moléculas de agua en contacto con el cátodo 62 son electroquímicamente reducidas a hidrógeno gaseoso (H2) y iones de hidroxilo (OH") en la cámara de cátodo 56. Los iones de hidrógeno en la cámara de ánodo 54 se dejan pasar a través de la membrana de intercambio de cationes 58 hacia la cámara de cátodo 56 en donde los iones de hidrógeno son reducidos a hidrógeno gaseoso mientras el oxígeno gaseoso en la cámara de ánodo 54 oxigena el agua de alimentación para formar el anolito 70. Además, puesto que el agua corriente regular típicamente incluye cloruro de sodio y/o otros cloruros, el ánodo 60 oxida los cloruros presentes para formar cloro gaseoso. Como resultado, una cantidad sustancial de cloro es producida y el pH de la composición de anolito 70 se vuelve cada vez más ácida con el tiempo.

Como se señaló, las moléculas de agua en contacto con el cátodo 62 son electroquímicamente reducidas a hidrógeno gaseoso y iones hidroxilo (OH ) mientras que los cationes en la cámara de ánodo 54 pasan a través de la membrana de intercambio de cationes 58 hacia la cámara de cátodo 56 cuando se aplica el potencial de voltaje. Estos cationes están disponibles para asociarse iónicamente con los iones hidroxilo producidos en el cátodo 62, mientras se forman burbujas de hidrógeno gaseoso en el líquido. Una cantidad sustancial de iones hidroxilo se acumulan con el tiempo en la cámara de cátodo 56 y reacciona con cationes para formar hidróxidos básicos. Además, los hidróxidos permanecen confinados a la cámara de cátodo 56 ya que la membrana de intercambio de cationes no permite que los iones hidroxilo negativamente cargados pasen a través de la membrana de intercambio de cationes. Consecuentemente, una cantidad sustancial de hidróxidos es producida en la cámara de cátodo 56, y el pH de la composición de catolito 72 se vuelve cada vez más alcalina con el tiempo.

El proceso de electrólisis en el generador funcional 50 permite la concentración de especies reactivas y la formación de iones meta-estables y radicales en la cámara de ánodo 54 y cámara de cátodo 56.

El proceso de activación electroquímica típicamente ocurre ya sea por aceptación de electrones (en el ánodo 60) o introducción de electrones (en el cátodo 62), lo que conduce a alteración de propiedades fisicoquímicas (incluyendo estructurales, energéticas y catalíticas) del agua de alimentación. Se cree que el agua de alimentación (anolito o catolito) es activada en la proximidad inmediata de la superficie del electrodo en donde la intensidad del campo eléctrico puede alcanzar un nivel muy alto. Esta área puede referirse como una doble capa eléctrica (EDL).

Mientras el proceso de activación electroquímica continúa, los dipolos del agua generalmente se alinean con el campo, y una proporción de los enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua consecuentemente se rompen. Además, átomos de hidrógeno individualmente enlazados se unen a los átomos de metal (v.gr., átomos de platino) en el electrodo de cátodo 62, y átomos de oxígeno individualmente enlazados se unen a los átomos de metal (v.gr., átomos de platino) en el electrodo de ánodo 60. Estos átomos unidos se difunden en dos dimensiones sobre las superficies de los electrodos respectivos hasta que toman parte en reacciones posteriores. Otros átomos y grupos poliatómicos también pueden unirse de manera similar a las superficies de electrodo de ánodo 60 y cátodo electrodo 62, y también pueden sufrir reacciones subsecuentemente. Moléculas tales como oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) producidas en las superficies pueden entrar a pequeñas cavidades en la fase líquida del agua (es decir, burbujas) como gases y/o pueden ser solvatadas por la fase de líquido del agua. Estas burbujas de fase gaseosa por lo tanto se dispersan o se suspenden de otra manera en toda la fase líquida del agua de alimentación.

Los tamaños de las burbujas de la fase gaseosa pueden variar dependiendo de una variedad de factores, tales como la presión aplicada al agua de alimentación, la composición de las sales y otros compuestos en el agua de alimentación, y el grado de activación electroquímica. Por consiguiente, las burbujas de la fase gaseosa pueden tener una variedad de tamaños diferentes, incluyendo, pero sin limitarse a macroburbujas, microburbujas, nanoburbujas y mezclas de las mismas. En modalidades que incluyen macroburbujas, ejemplos de diámetros de burbuja promedio adecuados para las burbujas generadas incluyen diámetros que varían de aproximadamente 500 mieras a aproximadamente un milímetro. En modalidades que incluyen microburbujas, ejemplos de diámetros de burbuja promedio adecuados para las burbujas generadas incluyen diámetros que varían de aproximadamente una miera a menos de aproximadamente 500 mieras. En modalidades que incluyen nanoburbujas, ejemplos de diámetros de burbuja promedio adecuados para las burbujas generadas incluyen diámetros menores de aproximadamente una miera, con diámetros de burbuja promedio particularmente adecuados incluyendo diámetros menores de aproximadamente 500 nanómetros, y con diámetros de burbuja promedio muy particularmente adecuados incluyendo diámetros menores de aproximadamente 100 nanómetros.

La tensión superficial en la interfaz gas-líquido es producida por la atracción entre las moléculas que están siendo dirigidas en alejamiento de las superficies de electrodo de ánodo 60 y electrodo de cátodo 62 ya que las moléculas de superficie son más atraídas a las moléculas dentro del agua que las moléculas del gas en las superficies del electrodo. Por el contrario, las moléculas de la masa de agua son igualmente atraídas en todas direcciones. Por lo tanto, a fin de incrementar la posible energía de interacción, la tensión superficial causa que las moléculas en las superficies del electrodo entren a la masa del líquido.

En las modalidades en las cuales las nanoburbujas de la fase gaseosa son generadas, el gas contenido en las nanoburbujas (es decir, burbujas que tienen diámetros de menos de aproximadamente una miera) también se cree que son estables para duraciones sustanciales en el agua de alimentación, a pesar de sus diámetros pequeños. Aunque no se desea estar limitado por la teoría, se cree que la tensión superficial del agua, en la interfaz gas/líquido, cae cuando las superficies curvas de las burbujas de gas se aproximan a dimensiones moleculares. Esto reduce la tendencia natural de las nanoburbujas a disiparse.

Además, la interfaz gas/líquido de nanoburbujas es cargada debido al potencial de voltaje aplicado a través de la membrana 58. La carga introduce una fuerza opuesta a la tensión superficial, que también desacelera o impide la disipación de las nanoburbujas. La presencia de cargas similares en la interfaz reduce la tensión superficial aparente, con repulsión de carga que actúa en la dirección opuesta a la minimización de superficie debido a tensión superficial. Cualquier efecto se puede incrementar por la presencia de materiales cargados adicionales que favorecen la interfaz gas/líquido.

El estado natural de las interfaces gas/líquido parecen ser negativas. Otros iones con densidad de carga de superficie baja y/o capacidad de polarización alta (tal como CI", CIO", HO2" y O2") también favorecen las interfaces gas/líquido, como lo hacen los electrones hidratados. Radicales acuosos también prefieren residir en dichas interfaces. Por lo tanto, se cree que las nanoburbujas presentes en el catolito (es decir, el flujo de agua a través de cámara de cátodo 56) son negativamente cargadas, pero aquellas en el anolito (es decir, el agua que fluye a través de la cámara de ánodo 54) poseerán poca carga (el exceso de cationes cancelan la carga negativa natural). Por consiguiente, es probable que las nanoburbujas de catolito no pierdan su carga al mezclarse con el anolito.

Además, las moléculas de gas pueden ser cargadas dentro de las nanoburbujas (tales como 02 ), debido al exceso potencial en el cátodo, incrementando así la carga global de las nanoburbujas. La tensión superficial en la interfaz gas/líquido de nanoburbujas cargadas se puede reducir en relación con nanoburbujas no cargadas, y sus tamaños estabilizados. Esto se puede apreciar cualitativamente ya que la tensión superficial causa que las superficies sean minimizadas, mientras que las superficies cargadas tienden a expandirse para minimizar repulsiones entre cargas similares. La temperatura elevada en la superficie del electrodo, debido al exceso de pérdida de energía sobre la requerida para la electrólisis, también puede incrementar la formación de nanoburbujas al reducir la solubilidad de gas local.

A medida que la fuerza de repulsión entre cargas similares se incrementa inversamente como el cuadrado de sus distancias aparte, hay un incremento hacia afuera de la presión a medida que el diámetro de la burbuja disminuye. El efecto de las cargas es reducir el efecto de la tensión superficial, y la tensión superficial tiende a reducir la superficie mientras que la carga de superficie tiende a expandirla. Por lo tanto, el equilibrio se alcanza cuando estas fuerzas opuestas se igualan. Por ejemplo, suponiendo que la densidad de carga de superficie sobre la superficie interna de la burbuja de gas (radio r) es <t>(e7metro2), la presión hacia afuera ("Pafuera") se puede encontrar resolviendo las ecuaciones de NavierStokes para dar: Pafuera = F2/2?e0 (Ecuación 1) en donde D es la constante dieléctrica relativa de la burbuja de gas (unidad supuesta), "e?" es la permisividad de un vacío (es decir, 8.854 pF/metro). La presión hacia adentro ("Padentro") debido a la tensión superficial sobre el gas es: Padentro = 2 g/r Pafuera (Ecuación 2) en donde "g" es la tensión superficial (0.07198 Joules/metro2 a 25°C). Por lo tanto, si estas presiones son iguales, el radio de la burbuja de gas es: r = 0.28792 e0/F2. (Ecuación 3) Por consiguiente, para diámetros de nanoburbujas de 5 nanómetros, 10 nanómetros, 20 nanómetros, 50 nanómetros y 100 nanómetros, la densidad de carga calculada para cero exceso de presión interna es 0.20, 0.14, 0.10, 0.06 y 0.04 e'/nanómetro2 de área de superficie de burbuja, respectivamente. Dichas densidades de carga se pueden lograr fácilmente con el uso de una celda de electrólisis (v.gr., celda de electrólisis 18). El radio de nanoburbujas se incrementa a medida que la carga total sobre la burbuja se incrementa a la potencia 2/3. Bajo estas circunstancias en equilibrio, la tensión superficial efectiva del combustible en la superficie de las nanoburbujas es cero, y la presencia de gas cargado en la burbuja incrementa el tamaño de la nanoburbuja estable. La reducción adicional en el tamaño de la burbuja no se indicaría ya que causaría la reducción de la presión interna para caer por debajo de presión atmosférica.

En varias situaciones dentro de la celda de electrólisis (v.gr. , celda de electrólisis 18), las nanoburbujas se pueden dividir en burbujas todavía más pequeñas debido a las cargas de superficie. Por ejemplo, suponiendo que una burbuja de radio "r" y carga total "q" se divide en dos burbujas de volumen y carga compartidos (radio t?2 = r/21 3, y carga q½2=q/2), e ignorando la interacciór^de Coulomb entre las burbujas, el cálculo del cambio en energía debido a tensión superficial (??5t) y carga de superficie (AEq) da: AEST = +2(4p?½2) - 4p?G2 = 4p?G2(21/3 - 1 ) (Ecuación 4) y (Ecuación 5) La burbuja es meta-estable si el cambio de energía global es negativo, que ocurre cuando ??dt + ??? es negativo, proveyendo así: (Ecuación 6) que provee la relación entre el radio y la densidad de carga (F): (Ecuación 7) Por consiguiente, para diámetros de nanoburbuja de 5 nanómetros, 10 nanómetros, 20 nanómetros, 50 nanómetros, y 100 nanómetros, la densidad de carga calculada para separación de burbujas, 0.12, 0.08, 0.06, 0.04 y 0.03 eVnanómetro2 de área de superficie de burbujas, respectivamente. Para la misma densidad de carga de superficie, el diámetro de burbuja es típicamente aproximadamente tres veces más grande para reducir la tensión superficial aparente a cero que para separar la burbuja en dos. Por lo tanto, las nanoburbujas generalmente no se dividirán a menos que haya una entrada de energía adicional.

Las nanoburbujas de fase gaseosa descritas anteriormente se adaptan para fijarse a partículas de suciedad, transfiriendo así sus cargas iónicas. Las nanoburbujas se pegan a superficies hidrofóbicas, que típicamente se encuentran sobre partículas de suciedad típicas, que liberan moléculas de agua de la interfaz de agua de alta energía/superficie hidrofóbica con una carga de energía libre negativa favorable. Además, las nanoburbujas se expanden y se aplanan al contacto con la superficie hidrofóbica, reduciendo asi las curvaturas de las nanoburbujas con la consecuente disminución de la presión interna causada por la tensión superficial. Esto provee liberación de energía libre favorable adicional. Las partículas de suciedad cargadas y revestidas entonces son más fácilmente separadas unas de otras debido a la repulsión entre cargas similares, y las partículas de suciedad entran a la solución como partículas coloidales.

Además, la presencia de nanoburbujas sobre la superficie de las partículas incrementa la captura de la partícula por burbujas de fase gaseosa de tamaño de mieras, que también puede ser generada durante el proceso de activación electroquímica. La presencia de nanoburbujas de superficie también reduce el tamaño de la partícula de suciedad que puede ser capturada por esta acción. Dicha captura ayuda a la remoción de las partículas de suciedad de las superficies del piso y evita la re-deposición. Más aún, debido a las relaciones grandes área a volumen de gas/líquido que se logran con nanoburbujas de fase gaseosa, las moléculas de agua localizadas en esta interfaz son sostenidas por pocos enlaces de hidrógeno, como es reconocido por la tensión superficial alta del agua. Debido a esta reducción en enlace de hidrógeno a otras moléculas de agua, esta agua de interfaz es más reactiva que el agua normal y se unirá mediante hidrógeno a otras moléculas más rápidamente, mostrando así hidratación más rápida.

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

Suponiendo que la velocidad de flujo de la solución electrolizada es 0.45 litros por minuto, hay 7.571 mililitros de agua que fluye a través de la celda de electrólisis cada segundo. Por lo tanto, 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 es igual a 0.0165 litros de hidrógeno de fase gaseosa por litro de solución menos cualquier hidrógeno de fase gaseosa que escape de la superficie del líquido y cualquiera que se disuelva para supersaturar la solución.

El volumen de una nanoburbuja de 10 nanómetros de diámetro es 5.24 x 10"22 litros que, al unirse a una superficie hidrofóbica cubre aproximadamente 1.25 x 10"16 metros cuadrados. Por lo tanto, en cada litro de solución habría un máximo de aproximadamente 3 x 10"19 burbujas (a 20°C y una atmósfera) con potencial de cobertura de superficie combinada de aproximadamente 4000 metros cuadrados. Suponiendo una capa de superficie de apenas una molécula de espesor, esto provee una concentración de moléculas de superficie activa de agua de por arriba de 50 milimoles. Aunque esta concentración representa una cantidad máxima, aun cuando las nanoburbujas tienen mayor volumen y mayor presión interna, el potencial para cobertura de superficie sigue siendo grande. Además, sólo un pequeño porcentaje de las superficies de partículas de suciedad necesitan ser cubiertas por las nanoburbujas para que las nanoburbujas tengan un efecto de limpieza.

Por consiguiente, las nanoburbujas de fase gaseosa, generadas durante el proceso de activación electroquímica, son benéficas para fijarse a partículas de suciedad transfiriendo así su carga. Las partículas de suciedad cargadas y revestidas resultantes son separadas 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, reduciendo así su efecto y los ángulos de contacto consecuentes. También, el revestimiento de nanoburbujas de las partículas de suciedad promueve la captura de macroburbujas de fase gaseosa flotante más grande y microburbujas que son introducidas. Además, el área de superficie grande de las nanoburbujas provee cantidades significativas de agua reactiva más alta, que es capaz de la hidratación más rápida de moléculas adecuadas. 4. Membrana de intercambio de iones Como se mencionó antes, la membrana de intercambio de iones 58 puede incluir una membrana de intercambio de cationes (es decir, una membrana de intercambio de protones) o una membrana de intercambio de iones. Las membranas de intercambio de cationes adecuadas para membrana 38 incluyen ionómeros parcialmente y completamente fluorados, ionómeros poliaromáticos, y combinaciones de los mismos. Ejemplos de ionómeros comercialmente disponibles adecuados para la membrana 38 incluyen copolímeros de tetrafluoroetileno sulfonado disponibles bajo la marca comercial "NAFION" de E.l. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware; ionómeros de ácido carboxílico perfluorado disponible bajo la marca comercial "FLEMION" de Asahi Glass Co., Ltd., Japón; ionómeros dse ácido sulfónico perfluorado disponibles bajo la marca comercial "ACIPLEX" Aciplex de Asahi Chemical Industries Co. Ltd., Japón; y combinaciones de los mismos. Sin embargo, cualquier membrana de intercambio de iones se puede usar en otros ejemplos. 5. Surtidor Las salidas de líquido EA de anolito y catolito se pueden acoplar al surtidor 74, que puede incluir cualquier tipo de surtidor o surtidores, tales como una salida, accesorio, espita, cabeza de aspersión, una herramienta o cabeza de limpieza/saneamiento, etc. En el ejemplo mostrado en la figura 1 , el surtidor 34 incluye boquilla de aspersión 14. Puede haber un surtidor para cada salida 70 y 72 o un surtidor combinado para ambas salidas.

En un ejemplo, las salidas de anolito y catolito se mezclan en una corriente de salida común 76, que es suministrada al surtidor 74. Como se describe en Field et al., publicación de patente de E.U.A. No. 2007/0 86368, se ha encontrado que el anolito y catolito se pueden mezclar entre sí dentro del sistema de distribución de un aparato de limpieza y/o sobre la superficie o artículo que está siendo limpiado mientras retiene por lo menos temporalmente las propiedades de limpieza y/o saneamiento benéficas. Aunque el anolito y el catolito se mezclan, inicialmente no están en equilibrio y por lo tanto retienen temporalmente sus propiedades de limpieza y/o saneamiento mejoradas.

Por ejemplo, en una modalidad, el agua EA de catolito y el agua EA de anolito mantienen sus distintas propiedades electroquímicamente activadas por lo menos durante 30 segundos, por ejemplo, aun cuando los dos líquidos se mezclen entre sí. Durante este tiempo, las distintas propiedades electroquímicamente activadas de los dos tipos de líquidos no se neutralizan inmediatamente. Esto permite que las propiedades ventajosas de cada líquido se utilicen durante una operación de limpieza común. Después de un período relativamente corto, el líquido EA de anolito y de catolito mezclados sobre la superficie que está siendo limpiada neutraliza rápidamente de manera sustancial el pH original y ORP de la fuente de líquido (v.gr., aquellos de agua corriente normal). En un ejemplo, el líquido EA de anolito y catolito mezclado neutraliza sustancialmente a un pH entre pH6 y pH8 y una ORP entre +50 mV dentro de una ventana de tiempo menor que 1 minuto desde el tiempo en que las salidas EA de anolito y catolito son producidos por la celda de electrólisis. Por lo tanto, al líquido recuperado puede ser surtido de cualquier manera adecuada.

Sin embargo, en otras modalidades, los líquidos EA de anolito y catolito pueden mantener sus pHs fuera del intervalo entre pH6 y pH8 y ORPs fuera del intervalo de +50 mV durante un tiempo más largo que 30 segundos, y/o puede neutralizar después de un intervalo de tiempo que está fuera de 1 minuto, dependiendo de las propiedades del líquido. 6. Celda de electrólisis sin membrana selectiva de iones La figura 3 ilustra una celda de electrólisis 80 que no tiene membrana selectiva de iones de conformidad con un ejemplo adicional de la descripción. La célula 80 incluye una cámara de reacción 82, un ánodo 84 y un cátodo 86. La cámara 82 puede ser definida, por ejemplo, por las paredes de la celda 80, por las paredes de un contenedor o conducto en el cual los electrodos 84 y 86 son colocados, o por los electrodos mismos. El ánodo 84 y el cátodo 86 se pueden hacer de cualquier material adecuado o una combinación de materiales, tales como un conductor de polímero, titanio y/o titanio revestido con un metal precioso, tal como platino. El ánodo 84 y el cátodo 86 son conectados a un suministro de energía eléctrica convencional, tal como baterías 32 mostrada en la figura 1. En una modalidad, la celda electrolítica 80 incluye su propio contenedor que defines la cámara 82 y está localizada en la trayectoria de flujo del líquido que ha de ser tratado, tal como dentro de la trayectoria de flujo de una botella de aspersión manual o aparato de limpieza móvil para piso.

Durante la operación, el líquido es suministrado por una fuente 88 e introducido 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 de iones que separa productos de reacción en el ánodo 84 de productos de reacción en el cátodo 86. En el ejemplo en el cual se usa agua corriente como el líquido que ha de ser tratado para usarse en limpieza, después de introducir el agua en la cámara 82 y aplicar un potencial de voltaje entre el ánodo 84 y el cátodo 86, moléculas de agua en contacto con o cerca del ánodo 84 son electroquímicamente oxidadas a oxígeno (02) y iones de hidrógeno (H+) mientras que las moléculas de agua en contacto o cerca del cátodo 86 son electroquímicamente reducidas a hidrógeno gaseoso (H2) y iones hidroxilo (OH"). También pueden ocurrir otras reacciones y las reacciones particulares dependen de los componentes del líquido. Los productos de reacción de ambos electrodos son capaces de mezclarse y formar un fluido oxigenado 89 (por ejemplo) ya que no hay barrera física, por ejemplo, separando los productos de reacción unos de otros. Alternativamente, por ejemplo, el ánodo 84 puede ser separado del cátodo 84 usando una barrera dieléctrica tal como una membrana no permeable (no mostrada) dispuesta entre el ánodo y el cátodo. 7. Ejemplos de patrón de electrodo Como se mencionó antes, por lo menos uno de los electrodos de ánodo o cátodo se puede formar por lo menos parcialmente o completamente de un polímero conductor, tal como aquellos usados para dispositivos de disipación de estática. Ejemplos de polímeros conductores adecuados están comercialmente disponibles de RTP Company de Winona, Minnesota, E.U.A.. Por ejemplo, los electrodos se pueden formar de un compuesto de plástico conductor que tiene una resistividad de superficie de 10° a 1012 ohm/seg, tal como 101 a 106 ohm/seg. Sin embargo, los electrodos que tienen resistividades de superficie fuera de esos intervalos se pueden usar en otros ejemplos.

Con polímero conductor, los electrodos pueden ser fácilmente moldeados o de otra forma formados en cualquier forma deseada. Por ejemplo, los electrodos pueden ser moldeados por inyección. Como se mencionó antes, uno o más de los electrodos pueden formar una malla, con aberturas rectangulares de tamaño regular en forma de una rejilla. Sin embargo, las aberturas o aperturas pueden tener cualquier forma, tal como circular, triangular, curvilínea, rectilínea, regular y/o irregular. Las aperturas curvilíneas tienen por lo menos un borde curvo. Cuando son moldeadas por inyección, por ejemplo, las formas y tamaños de las aperturas pueden ser fácilmente ajustadas a un patrón particular. Sin embargo, estos patrones también pueden ser formados en electrodos metálicos en otros ejemplos de la presente descripción.

Las aperturas pueden ser dimensionadas y colocadas para incrementar el área de superficie del electrodo para electrólisis y por lo tanto promover la generación de burbujas de gas en el líquido que está siendo tratado.

La figura 4A es una vista fragmentada de un electrodo de polímero conductor 100 que tiene una pluralidad de aperturas rectilíneas (v.gr., rectangulares) 102 en un patrón de rejilla regular de conformidad con un aspecto de la descripción.

La figura 4B es una vista fragmentada de un electrodo de polímero conductor 104 que tiene una pluralidad de aperturas curvilíneas (v.gr., circulares) 106 de diferentes tamaños en un patrón de rejilla regular de conformidad con otro ejemplo. El uso de aperturas de diferente tamaño en el mismo electrodo puede promover la generación de burbujas de gas de diferente tamaño a lo largo de los bordes de las aperturas durante la electrólisis.

La figura 4C es una vista fragmentada de un electrodo de polímero conductor 108 que tiene una pluralidad de aperturas formadas irregulares y regulares 1 10 que tienen una variedad de diferentes formas y tamaños de conformidad con otro ejemplo. En este ejemplo, varias aperturas 1 10 definen varias áreas de abertura. Una o más de las aperturas 10 puede incluir uno o más puntos internos, tales como puntos 1 12, que se cree que promueven burbujas de gas adicionales y generación de especies reactivas durante la electrólisis. Estas aperturas forman polígonos que tienen por lo menos un ángulo interno (v.gr., en el punto 1 12) que es mayor que 180 grados. En una modalidad alternativa, las aperturas tienen una pluralidad de ángulos internos mayores que 180 grados.

Además, los electrodos se pueden formar con una o más de otras características no uniformes, tales como púas o rebabas que incrementan adicionalmente el área de superficie del electrodo. Las púas pueden estar dispuestas en un patrón regular o un patrón irregular y pueden tener los mismos tamaños y formas o pueden tener diferentes tamaños y/o formas.

Por ejemplo, una celda de electrólisis se puede construir para incluir un ánodo y un cátodo, en donde por lo menos uno del electrodo de ánodo o el electrodo de cátodo comprende una primera pluralidad de aperturas que tienen un primer tamaño (y/o forma) y una segunda pluralidad de aperturas que tienen 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 de ánodo y el electrodo de cátodo y que define una cámara de ánodo y cámara de cátodo 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) una de otra. 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) una de otra.

La primera y segunda pluralidades de aperturas puede tener formas poligonales y/o formas curvilíneas formadas de por lo menos un borde curvo. Por lo menos una de la primera pluralidad o la segunda pluralidad de aperturas pueden estar dispuestas en un patrón regular o en un patrón irregular.

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

En un ejemplo adicional, los electrodos mostrados en las figuras 4A-4C son fabricados de un material metálico conductor. Por ejemplo, como se muestra en la figura 4A, el electrodo 100 se puede formar de una malla metálica, que puede ser recubierta con otro material tal como platino o puede no ser recubierta. 8. Ejemplo de electrodo tubular Los electrodos mismos pueden tener cualquier forma adecuada, tal como plana, placas coaxiales, barras cilindricas, o una combinación de las mismas. La figura 5 ilustra un ejemplo de una celda de electrólisis 200 que tiene una forma tubular de conformidad con un ejemplo ilustrativo. Porciones de la celda 200 son cortadas para propósitos de ilustración. En este ejemplo, la celda 200 es una celda de electrólisis que tiene un alojamiento tubular 202, un electrodo externo tubular 204, y un electrodo interno tubular 206, que es separado del electrodo externo por un espacio adecuado, tal como 0.010 cm. Otros tamaños de espacio también se pueden usar, tales como pero sin limitarse a espacios en el intervalo de 0.05 cm a 0.20 cm. Cualquiera del electrodo interno o externo puede servir como el 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 de polímero conductor con aperturas tales como aquellas mostradas, por ejemplo, en las figuras 4A-4C. Sin embargo, uno o ambos electrodos pueden tener una construcción sólida en otro ejemplo.

Los electrodos 206 y 206 se pueden hacer de cualquier material adecuado, tal como un polímero conductor, titanio y/o titanio revestido con un metal precioso, tal como platino, o cualquier otro material de electrodo adecuado. Además, las celdas múltiples 200 pueden ser acopladas, por ejemplo, en serie o en paralelo unas con otras.

En un ejemplo específico, por lo menos uno de los electrodos de ánodo o cátodo está formado de una malla metálica, con aberturas rectangulares de tamaño regular en forma de una rejilla. En un ejemplo específico, la malla es formada de acero inoxidable T316 de 0.058 cm de diámetro que tienen un patrón de rejilla de 20x20 aberturas de rejilla de por cada 6.45 cm2. Sin embargo, otras dimensiones, disposiciones y materiales se pueden usar en otros ejemplos.

Una membrana selectiva de iones 208 es colocada entre los electrodos externo e interno 204 y 206. En un ejemplo específico, la membrana selectiva de iones incluye un "NAFION" de E.l. du Pont de Nemours and Company, que ha sido cortado a 6.47 cm por 6.47 cm y después rodeando electrodo tubular interno 206 y asegurado en el traslape de costura con un adhesivo de contacto, por ejemplo, tal como un adhesivo #1357 de 3M Company. Nuevamente, otras dimensiones y materiales se pueden usar en otros ejemplos.

En este ejemplo, el volumen de espacio dentro del 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 cualquier dimensión adecuada. En un ejemplo, la celda 200 puede tener una longitud de aproximadamente 10.16 cm de largo y un diámetro exterior de aproximadamente 1.90 cm. La longitud y el diámetro se pueden seleccionar para controlar el tiempo de tratamiento y la cantidad de burbujas, v.gr., nanoburbujas y/o microburbujas, generadas por volumen unitario del líquido.

La celda 200 puede incluir un accesorio adecuado en uno a ambos extremos de la celda. Cualquier método de fijación se puede usar, tal como a través de accesorios de conexión rápida de plástico, por ejemplo, un accesorio puede ser configurado para conectarse al tubo de salida 20 mostrado en la figura 1. Otro accesorio puede estar configurado para conectarse al filtro de entrada 16 o un tubo de entrada, por ejemplo. En otro ejemplo, un extremo de la celda 200 se deja abierto para extraer líquido directamente del depósito 12 en la figura 1.

En el ejemplo mostrado en la figura 5, la celda 200 produce líquido EA de anolito en la cámara de ánodo (entre uno de los electrodos 204 ó 206 y membrana selectiva de iones 208) y líquido EA de catolito en la cámara de cátodo (entre el otro de los electrodos 204 ó 206 y membrana selectiva de iones 208). Las trayectorias de flujo de líquido EA de anolito y catolito se unen en la salida de la celda 200 a medida que el líquido EA de anolito y catolito entra al tubo 20 (en el ejemplo mostrado en la figura 1 ). Como resultado, una botella de aspersión 10 surte un líquido EA de anolito y catolito mezclado a través de la boquilla 14.

En un ejemplo, los diámetros de los tubos 20 y 22 se mantienen pequeños de modo que una vez que la bomba 24 y celda de celda de electrólisis 18 (v.gr., celda 200 mostrada en la figura 5) son energizadas, los tubos 20 y 22 son rápidamente cebados con líquido electroquímicamente activado. Cualquier líquido no activado contenido en los tubos y la bomba se mantienen a un volumen pequeño. Por lo tanto, en una modalidad en la cual la electrónica de control 30 activa la bomba y celda de electrólisis en respuesta al accionamiento del interruptor 28, la botella de aspersión 10 produce el líquido EA mezclado en la boquilla 14 de una manera "sobre demanda" y surte sustancialmente todo el líquido EA de anolito y catolito combinado (excepto el retenido en los tubos 20, 22 y bomba 24) de la botella sin un paso intermedio de almacenamiento de los líquidos EA de anolito y catolito. Cuando el interruptor 28 no es accionado la bomba 24 está en un estado "apagado" y la celda de electrólisis 18 es desenergizada, Cuando el interruptor 28 es accionado al estado cerrado, la electrónica de control 30 conmuta la bomba 24 a un estado de "encendido" y energiza la celda de electrólisis 18. En el estado "encendido", la bomba 24 bombea agua del depósito 12 a través de la celda 18 y hacia fuera de la boquilla 14.

Otras secuencia de activación también se pueden usar. Por ejemplo, el circuito de control 30 puede estar configurado para energizar la celda de electrólisis 18 durante un periodo antes de energizar la bomba 24 para permitir que el agua de alimentación se vuelva más electroquímicamente activada antes de ser surtida.

El tiempo de viaje de la celda 18 a la boquilla 14 se puede hacer muy corto. En un ejemplo, la botella de aspersión 10 surte el líquido de anolito y catolito mezclado dentro de un periodo de tiempo muy pequeño a partir del cual los líquidos de anolito y catolito son producidos por la celda de electrólisis 18. Por ejemplo, el líquido mezclado puede ser surtido dentro de periodos tales como dentro de 5 segundos, dentro de 3 segundos y dentro de 1 segundo del tiempo en el cual los líquidos de anolito y catolito son producidos. 9. Circuito de control Con referencia nuevamente a la figura 1 , la electrónica de control 30 puede incluir cualquier circuito de control adecuado, que pueda ser implementado en hardware, software, o una combinación de ambos, por ejemplo.

El circuito de control 30 incluye una tarjeta de circuito impresa que contiene dispositivos electrónicos para energizar y controlar la operación de bombeo 24 y celda de electrólisis 18. En un ejemplo, el circuito de control 30 incluye un suministro de energía que tiene una salida que es acoplada a la bomba 24 y celda de electrólisis 18 y que controla el suministro de energía a los dos dispositivos. El circuito de control 30 también incluye un puente en H, por ejemplo, que es capaz de revertir selectivamente la polaridad del voltaje aplicado a la celda de electrólisis 18 como una función de una señal de control generada por el circuito de control. Por ejemplo, el circuito de control 30 puede estar configurado para alternar la polaridad en un patrón predeterminado, tal como cada 5 segundos con un ciclo de trabajo de 50%. En otro ejemplo, descrito con más detalle más adelante, el circuito de control 30 está configurado para aplicar un voltaje a la celda primero con una primera polaridad y periódicamente revertir la polaridad sólo por periodos muy cortos. Reversiones frecuentes de polaridad pueden proveer una función de auto-limpieza a los electrodos, que pueden reducir las incrustaciones o acumulación de depósitos sobre las superficies de los electrodos, y pueden extender la vida de los electrodos.

En el contexto de botella de aspersión manual, es inconveniente portar baterías grandes. Por lo tanto, la potencia disponible a la bomba y celda está algo limitada. En un ejemplo, el voltaje impulsor para la celda está en el intervalo de aproximadamente 8 volts a aproximadamente 28 volts. Pero dado que las velocidades de flujo típicas a través de la botella de aspersión y celda de electrólisis son muy bajas, sólo corrientes relativamente pequeñas son necesarias para activar de manera efectiva el líquido que pasa a través de la celda. Con velocidades de flujo bajas, el tiempo de residencia dentro de la celda es relativamente grande. Mientras más tiempo reside el líquido en la celda mientras la celda es energizada, mayor será la activación electroquímica (dentro de límites prácticos). Esto permite que la botella de aspersión utilice baterías de capacidad menor y un convertidor CD-CD, que escalona el voltaje ascendente al voltaje de salida deseado a una corriente baja.

Por ejemplo, la botella de aspersión puede portar una o más baterías que tengan un voltaje de salida de aproximadamente 3-9 volts. En un ejemplo particular, la botella de aspersión puede portar cuatro baterías AA, cada una de las cuales tiene un voltaje de salida nominal de 1 .5 volts a aproximadamente 500 miliamperes-hora a aproximadamente 3 amperes-hora. Si las baterías son conectadas en serie, entonces el voltaje de salida nominal sería de aproximadamente 6 volts con una capacidad de aproximadamente 500 miliamperes-hora a aproximadamente 3 amperes-hora. Este voltaje puede ser escalonado ascendentemente al intervalo de 18 volts a 28 volts, por ejemplo, a través del convertidor CD-CD. Por lo tanto, el voltaje de electrodo deseado se puede lograr en una corriente suficiente.

En otro ejemplo particular, la botella de aspersión porta 10 baterías de níquel-hidruro de metal, cada una de las cuales tiene un voltaje de salida nominal de aproximadamente 1 .2 volts. Las baterías son conectadas en serie, por lo que el voltaje de salida nominal es de aproximadamente 10 volts a 12.5 volts con una capacidad de aproximadamente 1800 miliamperes-hora. Este voltaje es escalonado ascendentemente/descendentemente a un intervalo de 8 volts a por lo menos 28 volts, por ejemplo, a través del convertidor CD-CD. Por lo tanto, el voltaje de electrodo deseado se puede lograr a una corriente suficiente.

La capacidad para producir un voltaje grande y una corriente adecuada a través de la celda puede ser benéfica para aplicaciones en las cuales agua corriente regular es alimentada a través de la celda para ser convertida a un líquido que tiene propiedades de limpieza y/o saneamiento mejoradas. El agua corriente regular tiene una conductividad eléctrica relativamente baja entre los electrodos de la celda.

Ejemplos de convertidores CD-CD adecuados incluyen el convertidor de montaje de superficie de la Serie A/SM de PICO Electronics, Inc. de Pelham, New York, E.U.A. y el regulador de conmutación ascendente/descendente/inversión de 1.5A NCP3064 de ON Semiconductor de Phoenix, Arizona, E.U.A., conectado en una aplicación de refuerzo.

En un ejemplo, el circuito de control controla el convertidor CD-CD con base en una corriente detectada extraída de la celda de electrólisis por lo que el convertidor CD-CD produce un voltaje que es controlado para lograr una corriente extraída a través de la celda que está dentro de un intervalo de corriente predeterminado. Por ejemplo, la corriente objetivo extraída es de aproximadamente 400 miliamperes en un ejemplo específico. En otro ejemplo, la corriente objetivo es de 350 miliamperes. Otras corrientes e intervalos se pueden usar en modalidades alternativas. La corriente deseada extraída puede depender de la geometría de la celda de electrólisis, las propiedades del líquido que está siendo tratado y las propiedades deseadas de la reacción electroquímica resultante.

Diagramas de bloque que ilustran ejemplos de la electrónica de control se describen con mayor detalle más adelante con respecto a las figuras 7 y 20. 0. Voltaje impulsor para celda de electrólisis Como se describió anteriormente, los electrodos de la celda de electrólisis pueden ser impulsados con una variedad de diferentes patrones de voltaje y corriente, dependiendo de la aplicación particular de la celda. Es deseable limitar las incrustaciones en los electrodos al revertir 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" como se usa en la descripción y reivindicaciones son respectivamente intercambiables. Esto tiende a repeler depósitos de incrustaciones opuestamente cargados.

En un ejemplo, los electrodos son impulsados a una polaridad durante un periodo especificado (v.gr., aproximadamente 5 segundos) y después impulsados a la polaridad inversa durante aproximadamente el mismo periodo. Puesto que los líquidos EA de anolito y catolito se mezclan en la salida de la celda, este proceso produce esencialmente un líquido EA de anolito parcial y un líquido EA de catolito parcial.

En otro ejemplo, la celda de electrólisis es controlada para producir un líquido EA de anolito o líquido EA de catolito sustancíalmente constante de cada cámara sin complicar el accionamiento de la válvula. En sistemas de electrólisis de la técnica anterior, se usa acción de válvula complicada y costosa para mantener anolito y catolito constantes a través de salidas respectivas mientras permite que la polaridad sea invertida para reducir al mínimo las incrustaciones. Por ejemplo, viendo la figura 2, cuando la polaridad del voltaje aplicado a los electrodos es revertida, el ánodo 60 se convierte en un cátodo, y el cátodo 62 se convierte en un ánodo. La salida 70 suministrará catolito en lugar de anolito, y la salida 72 suministrará anolito en lugar de catolito. Por lo tanto, con el enfoque de la técnica anterior, la acción de válvula se podría usar para conectar la salida 70 a la cámara de cátodo 56 y salida 72 a la cámara de ánodo 54 cuando el voltaje es revertido. Esto da por resultado un flujo de anolito o catolito constante a través de cada salida. En lugar de usar esta acción de válvula complicada, un ejemplo de la presente descripción logra saldas sustancialmente constantes 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 conformidad con un aspecto ilustrativo de la presente descripción. Un voltaje relativamente positivo, sustancialmente constante, se aplica al ánodo, mientras que un voltaje relativamente negativo, sustancialmente constante se aplica al cátodo. Sin embargo, periódicamente cada voltaje es pulsado brevemente a una polaridad relativamente opuesta para repeler depósitos de incrustaciones. En este ejemplo, un voltaje relativamente positivo se aplica al ánodo y un voltaje relativamente negativo se aplica al cátodo desde los tiempos t0-t1 , t2-t3, t4-t5 y t6-t7. Durante los tiempos t1-t2, t3-t4, t5-t6 y t7-t8, los voltajes aplicados a cada electrodo son revertidos. El nivel de voltaje revertido puede tener la misma magnitud que el nivel de voltaje no revertido o puede tener una diferente magnitud si se desea.

La frecuencia de cada interruptor de polaridad breve se puede seleccionar según se desee. A medida que la frecuencia de reversión incrementa, la cantidad de incrustaciones disminuye. Sin embargo, los electrodos pueden perder pequeñas cantidades de platino (en el caso de electrodos revestidos de platino) con cada reversión. A medida que la frecuencia de reversiones disminuye, las incrustaciones pueden incrementarse. En un ejemplo, el periodo entre las reversiones, como se muestra por la flecha 300, está en el intervalo de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 600 segundos. También se pueden usar otros periodos fuera de este intervalo.

El periodo en el cual los voltajes son revertidos también se puede seleccionar según se desee. En un ejemplo, el periodo de reversión, representado por la flecha 302, está en el intervalo de aproximadamente 50 milisegundos a aproximadamente 100 milisegundos. Otros periodos fuera de este intervalo también se pueden usar. En este ejemplo, el periodo de polaridad normal 303, tal como entre los tiempos t2 y t3, es por lo menos de 900 milisegundos.

También, el voltaje puede ser selectivamente revertido periódicamente o no periódicamente. En un ejemplo particular, el periodo 300 entre reversiones es 1 segundo, y durante cada periodo de la forma de onda, el voltaje entre los electrodos se aplica con la polaridad normal para milisegundos y después con la polaridad revertida para 100 milisegundos.

Con estos intervalos, por ejemplo, cada cámara de ánodo produce una salida de líquido EA de anolito sustancialmente constante y cada cámara de cátodo produce una salida EA de catolito sustancialmente constante sin requerir acción de válvula.

Si el número de electrodos de ánodo es diferente del número de electrodos de cátodo, v.gr., una relación de 3:2, o si el área de superficie del electrodo de ánodo es diferente del área de superficie del electrodo de cátodo, entonces el patrón de voltaje aplicado se puede usar de la manera anterior para producir una mayor cantidad ya sea de anolito o catolito para enfatizar las propiedades de limpieza o saneamiento del líquido producido. Por ejemplo, si se ha de enfatizar la limpieza, entonces un mayor número de electrodos pueden ser impulsados a la polaridad relativamente negativa (para producir más catolito) y un menor número de electrodos pueden ser impulsados a la polaridad relativamente positiva (para producir menos anolito). Si el saneamiento ha de ser enfatizado, entonces un mayor número de electrodos pueden ser impulsados a la polaridad relativamente positiva (para producir más anolito) y un menor número de electrodos pueden ser impulsados a la polaridad relativamente negativa (para producir menos catolito).

Si las salidas de anolito y catolito se mezclan en una sola corriente de salida antes de ser suministradas, entonces el líquido de salida de anolito y catolito combinado puede ser ajustado para enfatizar limpieza sobre saneamiento o para enfatizar saneamiento sobre limpieza. En una modalidad, circuito de control incluye un interruptor adicional, que permite al usuario seleccionar entre modos de limpieza y saneamiento. Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la figura 1 , la botella de aspersión 10 puede incluir un interruptor de modo de limpieza/saneamieto operable por el usuario que es montada en la botella.

En una modalidad ilustrativa de la descripción, una botella de aspersión manual tal como aquellas mostradas en las figuras 1 y 8 porta celdas de electrólisis tubulares tal como la celda 200 mostrada en la figura 5. La celda de electrólisis es impulsada con un voltaje para enfatizar propiedades de limpieza mejoradas al generar una mayor cantidad de líquido EA de catolito que líquido EA de anolito por unidad de tiempo. En la celda 200, el electrodo cilindrico exterior 204 tiene un diámetro mayor y por lo tanto un área de superficie mayor que el electrodo cilindrico interno 206. Para enfatizar propiedades de limpieza mejoradas, el circuito de control impulsa la celda 200 de modo que, para la mayor parte del periodo de impulso de patrón de voltaje, el electrodo externo 204 sirve como el cátodo y el electrodo interno 206 sirve como el ánodo. Puesto que el cátodo tiene un área de superficie más grande que el ánodo, la celda 200 generará más catolito que anolito por unidad de tiempo a través de la salida combinada de la celda. Con 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 t0-t1 , t2-t3, t4-t5 y t6-t7. Durante los tiempos t1-t2, t3-t4, t5-t6 y t7-t8, los voltajes aplicados a cada electrodo es revertido brevemente.

En este ejemplo, la botella de aspersión es llenada con agua corriente regular únicamente. El líquido que es bombeado a través de y electroquímicamente activado con la celda 200 consiste únicamente de agua corriente regular. El agua corriente es electroquímicamente activada, como se describe aquí, y suministrada como una corriente de anolito y catolito mezclada a través de la boquilla de aspersión. La salida de aspersión por lo tanto tiene propiedades de limpieza incrementadas, en donde la cantidad de catolito excede la cantidad de anolito en la corriente mezclada. Las propiedades de saneamiento incrementadas pueden ser enfatizadas en una modalidad alternativa al hacer el electrodo 204 principalmente un ánodo y el electrodo 206 principalmente un cátodo usando las formas de onda mostradas en la figura 6, por ejemplo.

Se ha encontrado que dichas reversiones de polaridad breve frecuentes para eliminación de incrustaciones de los electrodos puede tener una tendencia también a desprender materiales a menudo usados para recubrimiento electrolítico de los electrodos, tales como platino, de la superficie del electrodo. Por lo tanto en una modalidad, los electrodos 204 y 206 comprenden electrodos que no son recubiertos, tales como electrodos metálicos o electrodos de plástico conductor. Por ejemplo, los electrodos pueden ser electrodos de malla metálica sin ser recubiertos. 1 1. Luz indicadora de estado que ilumina a través de líquido 1 1.1 Circuito de control para botellas mostradas en las figuras 1 Y 8-16 Otro aspecto de la presente descripción se refiere a proveer un indicador perceptible por el humano, que indica un estado funcional de la celda de electrólisis, tal como el potencial de oxidación-reducción de líquido EA. La botella de aspersión y/u otros dispositivos descritos aquí pueden ser modificados para incluir un indicador visual del potencial de oxidación-reducción del líquido de salida.

El nivel de energía consumido por la celda de electrólisis se puede usar para determinar si la celda está operando correctamente y por lo tanto si el líquido (agua salpicada, anolito EA y/o catolito EA) producido por la celda es electroquímicamente activado a un nivel suficiente. El consumo de energía por 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 (v.gr., contenido de sodio/minerales bajo) de tal manera que el agua no conduce un nivel suficiente de corriente eléctrico dentro del generador funcional. El consumo de corriente por lo tanto también puede indicar niveles altos o bajos de potencial de oxidación-reducción, por ejemplo. También, la corriente extraída por la bomba puede ser usada para indicar si la bomba está operando correctamente o si hay un problema, tal como una bomba que está siendo instalada.

La figura 7 es un diagrama de cloques de un sistema 400 que tiene un indicador de conformidad con una modalidad de la descripción, que puede ser incorporado en cualquiera de las modalidades descritas aquí, por ejemplo. El sistema 400 incluye una fuente de energía (tal como una batería) 402, electrónica 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, las entradas y salidas de líquido de la celda de electrólisis 404 no se muestran en la figura 7. Todos los elementos del sistema 400 pueden ser energizados, por ejemplo, por la misma fuente de energía 402 o por dos o más fuentes de energía separadas.

La electrónica de control 404 es acoplada para controlar el estado de operación de la celda de electrólisis 406, bomba 408 y luces indicadoras 414 y 416 con base en el modo de operación del sistema 400 actual y entradas de control del usuario, tales como un gatillo 420. En este ejemplo, el interruptor 418 es acoplado en serie entre el suministro de energía 402 y electrónica de control 404 y sirve para acoplar y desacoplar la fuente de energía 402 hacia y desde entradas de energía de electrónica de control 404 dependiendo del estado del gatillo 420. En una modalidad, el interruptor 418 incluye un interruptor normalmente abierto, momentáneo, que cierra cuando el gatillo 420 es oprimido y se abre cuando el gatillo 420 es liberado.

En un ejemplo alternativo, el interruptor 418 está configurado como un interruptor de palanca de encendido/apagado, por ejemplo, que es accionado por separado del gatillo 420. El gatillo 420 hace accionar un segundo interruptor que es acoplado a una entrada permisible de electrónica de control 404. También se pueden usar otras configuraciones.

En ambas modalidades cuando el gatillo 420 es oprimido, la electrónica de control 404 es activada y genera salidas de voltaje apropiadas para impulsar la celda de electrólisis 406 y la bomba 408. Por ejemplo, la electrónica de control 404 puede producir un primer patrón de voltaje para impulsar la celda de electrólisis 406, tal como aquellos patrones descritos aquí, y un segundo patrón de voltaje para impulsar la bomba 408. Cuando el gatillo 420 es liberado, la electrónica de control es apagada y/o desactivada de otra manera para que no produzca los voltajes de salida a la celda 406 y bomba 408.

Los sensores de corriente 410 y 412 son acoplados en serie eléctrica con la celda de electrólisis 406 y la bomba 408, respectivamente, y cada uno provee una señal a la electrónica de control 404 que es representativa de la corriente eléctrica respectiva extraída a través de la celda 406 o la bomba 408. Por ejemplo, estas señales pueden ser señales análogas o digitales.

En un ejemplo particularmente particular, el sistema 400 incluye un sensor 410 para detectar la corriente llevada por la celda de electrólisis 406, pero no incluye un sensor 412 para detectar corriente llevada por la bomba 408. La electrónica de control 404 incluye un microcontrolador tal como un microcontrolador MC9S08SH4CTG-ND disponible de Digi-Key Corporation of Thief River Falls, Minnesota, E.U.A., que controla un circuito impulsor de motor de puente completo DRV8800 disponible de Texas Instruments Corporation of Dallas, Texas, E.U.A. El circuito impulsor tiene un interruptor en H que impulsa el voltaje de salida a la celda de electrólisis 406 de con un patrón de voltaje controlado por el microcontrolador. El interruptor en H tiene una salida de detección de corriente que puede ser usado por el microcontrolador para detectar corriente extraída por la celda 406.

La electrónica de control 404 compara las salidas de sensor a niveles o intervalos de corriente umbrales predeterminados y después opera los indicadores 414 y 416 como una función de una o ambas de las comparaciones. Los niveles o intervalos de corriente de umbral se pueden seleccionar, por ejemplo, para representar niveles de consumo de energía predeterminados.

Cada uno de los indicadores 414 y 416 puede incluir cualquier indicador visualmente perceptible, tal como un LED. En un ejemplo, luces indicadoras 414 y 416 tienen diferentes colores para indicar diferentes estados de operación. Por ejemplo, la luz indicadora 414 podría ser verde, que cuando se ilumina indica una de celda de electrólisis y/o bomba que funciona apropiadamente, normal, y el indicador 416 podría ser rojo, que cuando se ilumina indica un problema en el estado de operación de la celda de electrólisis y/o bomba. En un ejemplo particular, la botella contiene cuatro LEDs verdes 414 y cuatro LEDs rojos 416 para iluminación fuerte del líquido contenido en la botella.

En el ejemplo mostrado en la figura 7, la electrónica de control 404 opera las luces indicadoras 414 y 416 como una función de los niveles de corriente detectados por los sensores de corriente 410 y/o 412. Por ejemplo, la electrónica de control 404 puede apagar (o alternativamente, encender) una o ambas de las luces indicadoras como una función de si el nivel de corriente detectado está por arriba o por debajo del nivel de umbral o dentro de un intervalo. Las luces indicadoras 414 y 416 pueden ser operadas por señales de energía separadas y una tierra común, por ejemplo, provista por la electrónica de control 404.

En una modalidad, la electrónica de control 404 ilumina la luz indicadora verde 414 en un estado "encendido" constante y apaga la luz indicadora roja cuando el nivel de corriente detectado de la celda 406 está por arriba del nivel de umbral respectivo (o dentro del intervalo predefinido). Por el contrario, la electrónica de control 404 ilumina la luz indicadora roja 416 en un estado "encendido" constante y la luz indicadora verde 414 en un estado "apagado" constante cuando el nivel de corriente detectado de la celda 406 está por abajo del nivel de umbral respectivo.

La electrónica de control 404 modula la luz indicadora verde 414 entre los estados de encendido y apagado cuando la corriente llevada por la bomba 408 está fuera de un intervalo predeterminado. Cualquier rango adecuado se puede usar para la corriente de la bomba, tal como entre 1.5 amperes y 0.1 amperes. También se pueden usar otros intervalos. En un ejemplo adicional, la electrónica de control 404 ilumina la luz indicadora verde 414 en un estado de "encendido" constante y apaga la luz indicadora roja 416 cuando los niveles de corriente detectados tanto de la celda 406 como de la bomba 408 están dentro de sus intervalos predeterminados respectivos, y si no, ilumina la luz indicadora roja 416 y apaga la luz indicadora verde 414.

En otra modalidad, una o más luces indicadoras son operadas en un estado "encendido" constante cuando el nivel de corriente detectado está por arriba del nivel de umbral, y son cicladas entre los estados "encendido" y "apagado" a una frecuencia seleccionada para indicar un problema cuando el nivel de corriente detectado de la celda de electrólisis 406 está por abajo del nivel de umbral. Múltiples niveles de umbral y frecuencias se pueden usar en otras modalidades. También, se puede usar una pluralidad de luces indicadoras separadamente controladas, cada una indicando operación dentro de un rango predefinido. Alternativamente o adicionalmente, la electrónica de control puede ser configurada para alterar el nivel de iluminación de una o más luces indicadoras como una función del nivel de corriente detectado en relación con uno o más umbrales o intervalos, por ejemplo. En un ejemplo adicional, se pueden usar luces indicadoras separadas para indicar por separado el estado de operación de la celda de electrólisis y la bomba. También se pueden usar otras configuraciones. 1 1.2 Iluminación a través del líquido Como se describe con más detalle más adelante, luces indicadoras 414 y/o 416 pueden ser colocadas en el aparato (tal como en la botella de aspersión) para iluminar el líquido mismo, ya sea antes del tratamiento por la celda de electrólisis 404 y/o después del tratamiento. Por ejemplo, la luz indicadora, cuando es iluminada, genera un flujo luminoso en el intervalo de longitud de onda visible que es visualmente perceptible a través del líquido desde un punto de vista que es exterior al aparato. Por ejemplo, el líquido puede difundir por lo menos una porción de la luz, dando una impresión visual de que el líquido mismo es iluminado. En una modalidad, el aparato comprende un contenedor, lumen u otro elemento que contiene el líquido y comprende un material y/o porción que es por lo menos translúcida y ubicada para transmitir por lo menos algo de la luz producida por el indicador 414 y/o 416 cuando es iluminado. Este contenedor, lumen u otro elemento es por lo menos parcialmente visible desde un exterior del aparato.

El término "por lo menos translúcido" incluye translúcido, semitransparente, completamente transparente, y cualquier término que signifique que por lo menos algo de la luz que ilumina desde el indicador es perceptible por el humano a través del material.

Las figuras 8-16 ilustran ejemplos de una botella de aspersión manual 500 y 500' que tienen una celda de electrólisis y por lo menos una luz indicadora, en donde por lo menos algo de la luz que ilumina desde el indicador es perceptible por el humano desde un punto de vista que es externo a la botella. Las configuraciones y construcciones de botella particulares mostradas en los dibujos se proveen como ejemplos no limitantes únicamente. Los mismos números de referencia se usan en las figuras 8-16 para los mismos o similares elementos.

Con referencia a la figura 8A, la botella 500 incluye un alojamiento 501 que forma una base 502, un cuello 504, y un cilindro o cabeza 506. La punta del cilindro 506 incluye una boquilla 508 y una protección para goteo/salpicadura 509. La protección para goteo/salpicadura 509 también sirve como un gancho conveniente para colgar la botella 500, por ejemplo, en un carrito de utilería. Como se muestra con más detalle más adelante, el alojamiento 501 tiene una construcción de tipo concha de almeja con lados de mano izquierda y derecha sustancialmente simétricos unidos entre sí, tal como mediante tornillos. La base 502 aloja un contenedor 510, que sirve como un depósito para líquido que ha de ser tratado y después suministrado a través de la boquilla 508. El contenedor 510 tiene un cuello y entrada roscada (con una tapa con rosca) 512 que se extiende a través de la base 502 para permitir que el contenedor 510 se llene con un líquido. La entrada 512 es 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 alrededor de su circunferencia a través de la cual el contenedor 510 es visible. En este ejemplo, las aberturas 520 se forman mediante 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, el alojamiento entero o una porción del alojamiento es por lo menos translúcido.

De manera similar, el contenedor 510 se forma de un material que es por lo menos translúcido. Por ejemplo, el contenedor 510 se puede fabricar como un molde de soplado de un material de poliéster claro. Como se explica con más detalle más adelante, el alojamiento 501 también contiene una tarjeta de circuito que porta una pluralidad de luces indicadoras de LED 594, 596 (correspondientes a las luces 414 y 416 mostradas en la figura 7). Las luces son colocadas por abajo de la base de contenedor 510 para transmitir luz a través de una pared de base de contenedor 510 y hacia cualquier líquido contenido en el contenedor. El líquido difunde por lo menos una porción de la luz, dando una apariencia de que el líquido es iluminado. Esta iluminación es visible 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 tal como modulación de encendido/apagado, intensidad, etc., que son controladas por la electrónica de control son observable a través de 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 es transmitida a través del líquido en el contenedor 510 y visible desde un exterior de la botella, a través de las aberturas 520 en el alojamiento 501.

Por ejemplo, el líquido puede ser iluminado con un LED verde para indicar que la celda de electrólisis y/o la bomba están funcionando apropiadamente. Por lo tanto, el usuario se puede asegurar de que el líquido tratado surtido desde la boquilla 508 tiene propiedades de limpieza y/o saneamiento mejoradas en comparación con el líquido de fuente contenido en el contenedor 510. También, la iluminación del líquido de fuente en el contenedor 510, aunque aún no es tratado, da una impresión de que el líquido es "especial" y tiene propiedades incrementadas.

De manera similar, si la celda de electrólisis y/o la bomba no están funcionando apropiadamente, la electrónica de control ilumina el LED rojo, dando al líquido de fuente una apariencia roja. Esto da al usuario una impresión de que hay un problema y que el líquido surtido puede no tener propiedades de limpieza y/o saneamiento mejoradas.

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

La figura 8B es una vista en perspectiva de una botella 500' que carece de las ventanas 520 de la modalidad mostrada en la figura 8A. En este ejemplo, el alojamiento entero 501 , o una porción del alojamiento, es por lo menos translúcido. Por ejemplo, el alojamiento 501 puede ser fabricada de policarbonato. Los mismos números de referencia se usan en la figura 8B como si se usaran en la figura 8 A para los mismos o similares elementos. Aunque no se muestra expresamente en la figura 8B, con un alojamiento translúcido, los componentes internos de la botella 500' son visible a través del alojamiento 501 desde un punto de vista que es externo al alojamiento. Por ejemplo, el contenedor 510 (mostrado en línea imaginaria) y el líquido contenido en el mismo son visibles a través de alojamiento 501. En este ejemplo, hay cuatro LEDs rojos 594 y cuatro LEDs verdes 596 (también mostrados en línea imaginaria), dispuestos en pares en cada esquina de la botella. Por lo tanto, cuando los LEDs 594 y/o 596 son iluminados, el líquido difunde por lo menos una porción de la luz, dando una apariencia del líquido que es iluminado. Esta iluminación es visible desde un punto de vista externo al alojamiento 501 de la misma manera como se muestra en la figura 8 A, excepto que la iluminación no estaría limitada a las "ventanas" 520.

La figura 8C es una vista en perspectiva del extremo posterior del cilindro (o cabeza) 506 de la botella 501 ', que ilustra un contacto de energía eléctrica 523 para conectar al cable de un cargador de baterías (no mostrado). En el ejemplo en el cual una botella 500' porta baterías recargables, estas baterías pueden ser recargadas a través del contacto 523.

Las figuras 9-16 ilustran detalles adicionales de la botella particular 500' mostrada en la figura 8B.

Las figuras 9A y 9B son vistas en perspectiva del lado de mano izquierda 501 A del alojamiento 501 , y la figura 9C es una vista en perspectiva del lado de mano derecha 501 B del alojamiento 501.

Los lados de mano izquierda y derecha 501 A y 501 B, cuando se unen uno a otro forman una pluralidad de compartimientos para contener varios elementos de la botella. Por ejemplo, la base de alojamiento 502 incluye un primer compartimiento 531 para contener un contenedor de líquido 510 (mostrado en las figuras 8A, 8B), un segundo compartimiento 532 para contener una tarjeta de circuito que soporta la electrónica de control, y un tercer compartimiento 533 para contener una pluralidad de baterías para energizar la electrónica de control. El cilindro 506 incluye un compartimiento 534 para contener la celda de electrólisis y la bomba.

La figura 10 ilustra varios componentes instalados en el lado de mano izquierda 501 A del alojamiento 501. El contenedor 510 es instalado en el compartimiento 531 , la tarjeta de circuito 540 es instalada en el compartimiento 532, las baterías 542 son instaladas en el compartimiento 533, y el ensamble de bomba/celda 544 es instalado en el compartimiento 534. Los diversos tubos que conectan el contenedor 510, ensamble de bomba/celda y boquilla 508 no se muestran en la figura 10.

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

La figura 12A ¡lustra una vista en acercamiento, fragmentada, del ensamble de bomba/celda 544 instalada en el cilindro 506 de la mitad del alojamiento 501 A. La figura 12B es una vista en perspectiva del ensamble de bomba/celda 544 removido 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 dentro de una ménsula 554. La bomba 550 tiene un primer puerto 555 que está fluidamente acoplado al tubo (no mostrado) que se extiende desde la salida 549 del contenedor 510 y un segundo puerto 555 que está fluidamente acoplado a través de otro tubo (tampoco mostrado) a la entrada 556 de la celda de electrólisis 552.

La celda de electrólisis 552 tiene una salida 557 que está fluidamente acoplada a la boquilla 508. En un ejemplo, la celda de electrólisis 552 corresponde a la celda de electrólisis tubular 200 descrita con referencia a la figura 5. Sin embargo, cualquier celda de electrólisis adecuada se puede usar 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. El aro en O 560 provee un sello alrededor de la boquilla 508 para alojamiento 501 .

La botella 500' además incluye un gatillo 570, que acciona un interruptor de encendido/apagado de botón momentáneo 572. El gatillo 570 acciona alrededor del pivote 574 cuando es oprimido 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 conectar a la electrónica de control en la tarjeta de circuito 540, mostrada en la figura 10.

Como se describe con referencia al diagrama de bloques mostrado en la figura 7, cuando el gatillo 570 es oprimido, el interruptor 572 acciona al estado "encendido", proveyendo así energía eléctrica a la electrónica de control, que energiza la bomba 550 y celda de electrólisis 552. Cuando es energizada, la bomba 550 extrae líquido del contenedor 510 y bombea el líquido a través de celda de electrólisis 552, que surte una líquido EA de anolito y catolito combinado a la boquilla 508. Cuando la bomba 550 y/o celda de electrólisis 552 están funcionando apropiadamente, la electrónica de control también ilumina el líquido dentro del contenedor 510 con los LEDs instalados en la tarjeta de circuito u otro lugar dentro o sobre la botella 500'.

La figura 13 ilustra la ménsula 554 con 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 pasador o pasadores que definen el punto de pivote del gatillo.

Las figuras 15A y 15B son vistas en perspectiva de un refuerzo de gatillo 584, se traslapa al gatillo 570. El refuerzo 584 provee una capa protectora para gatillo 570 y sella los bordes del alojamiento 501 alrededor del gatillo.

La figura 16A ¡lustra los compartimientos 532 y 533 de la mitad del alojamiento 50 A con mayor detalle. La figura 16B ilustra la tarjeta de circuito 540 montada dentro del compartimiento 532 y baterías 542 montadas dentro del compartimiento 533.

Además, la tarjeta de circuito 540 incluye una pluralidad de diodos emisores de luz (LEDs) 594 y 596. En este ejemplo, los LEDs están colocados sobre la superficie superior de la tarjeta de circuito 540 de tal manera que la luz que radia de los LEDs ilumina el líquido en el contenedor 510 a través de la base del contenedor. También se pueden usar otras disposiciones. Los LEDs pueden tener colores diferentes y ser controlados por separado, como se describió anteriormente, para indicar, por ejemplo, estados de operación o características diferentes. 12. Iluminación a través del líquido en otros aparatos Las características y métodos descritos aquí, tales como aquellos de la celda de electrólisis y las luces indicadoras, se pueden usar en una variedad de aparatos diferentes, tales como sobre una botella de aspersión, un limpiador de superficie móvil, y/o una plataforma de electrólisis libre o montada en la pared. Por ejemplo, pueden ser implementadas en (o fuera de) un limpiador de superficie móvil, tal como un limpiador de superficie de pisos duros móvil, un limpiador de superficie de pisos suaves móvil o un limpiador de superficie móvil que está adaptado para limpiar, por ejemplo, tanto pisos duros como suaves u otras superficies.

Field et al., publicación de E.U.A. No. 2007/0186368 A1 describen varios aparatos en los cuales se pueden usar las características y métodos descritos aquí, tales como un limpiador de superficie móvil que tiene un cuerpo móvil configurado para viajar sobre una superficie. El cuerpo móvil tiene un tanque para contener un líquido de limpieza, tal como agua corriente, un surtidor de líquido y una trayectoria de flujo del tanque al surtidor de líquido. Una celda de electrólisis es acoplada a la trayectoria de flujo. La celda de electrólisis tiene una cámara de ánodo y una cámara de cátodo separadas por una membrana de intercambio de iones y activa electroquímicamente agua corriente que ha pasado a través del generador funcional.

El generador funcional convierte el agua corriente en un líquido EA de anolito y un líquido EA de catolito. El líquido EA de anolito y el líquido EA de catolito se pueden aplicar por separado a la superficie que está siendo limpiada y/o saneada, o se pueden combinar en el aparato para formar un líquido EA de anolito y catolito de combinación y suministrarse juntos a través de, por ejemplo, una cabeza de limpieza.

Field et al., publicación de E.U.A. No. 2007/0186368 A1 también describen otras estructuras en las cuales los varios elementos estructurales y procedimientos descritos aquí se pueden utilizar ya sea por separado o juntos.

Por ejemplo, Field et al., describen una plataforma montada en la pared para generar líquido EA de anolito y de catolito.

Cualquiera de estos aparatos se puede configurar para proveer una indicación visual de un estado de operación funcional o características 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 es requerida para estar en línea directa de la vista del observador, sino que puede estar fuera de la vista. Por ejemplo, la iluminación podría ser visible debido a difusión y/o difracción de la luz, tal 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 por lo menos translúcida y visible desde un exterior de la plataforma. La plataforma además incluye una luz indicadora, tal como aquella mostrada en la figura 7, que ilumina el líquido a lo largo de por lo menos una porción de la trayectoria de flujo, tal como a lo largo de un tubo y/o un depósito de la plataforma. 13. Limpiador de superficie móvil Las características y métodos descritos aquí, tales como los de la celda de electrólisis, se pueden usar en una variedad de diferentes aplicaciones, tales como sobre una botella de aspersión, un limpiador de superficie móvil, y/o una plataforma de electrólisis de colocación libre o montada en la pared. Por ejemplo, pueden ser implementadas dentro (o fuera) de un limpiador de superficie móvil, tal como un limpiador de superficie de pisos duros móvil, un limpiador de superficie de pisos suaves móvil o un limpiador de superficie móvil que está adaptado para limpiar tanto pisos duros como suaves y otras superficies, por ejemplo.

Field et al., publicación de E.U.A. No. 2007/0186368 A1 describen varios aparatos en los cuales las características y métodos descritas aquí se pueden usar tal como un limpiador de superficie móvil que tiene y un cuerpo móvil configurado para viajar sobre una superficie. El cuerpo móvil tiene un tanque para contener un líquido de limpieza, tal como agua corriente, un surtidor de líquido y una trayectoria de flujo del tanque al surtidor de líquido. Una celda de electrólisis está acoplada en la trayectoria de flujo. La celda de electrólisis tiene una cámara de ánodo y una cámara de cátodo separadas por una membrana de intercambio de iones y activa electroquímicamente agua corriente que ha pasado a través del generador funcional.

El generador funcional convierte el agua corriente en un líquido EA de anolito y un líquido EA de catolito. El líquido EA de anolito y el líquido EA de catolito pueden ser aplicados por separado a la superficie que está siendo limpiada y/o saneada, o se pueden combinar en el aparato para formar un líquido EA de anolito y catolito de combinación y suministrar juntos a través de una cabeza de limpieza, por ejemplo.

La figura 17 ilustra un ejemplo de un limpiador de superficies de pisos duros y/o suaves móvil 700 descrito en Field et al. publicación de E.U.A.

No. 2007/0186368 A1 en la cual una o más de las características y/o métodos anteriormente descritos se pueden implementar. La figura 17 es una vista en perspectiva de un limpiador 700 que tiene su tapa en una posición abierta.

En este ejemplo, el limpiador 700 es un limpiador para limpiar hacia adelante usando para limpiar superficie de piso duras, tales como concreto, azulejo, vinilo, terrazo, etc., en otros ejemplos, el limpiador 700 puede ser configurado como un limpiador para limpiar montado en carrito, a un lado o de arrastre para realizar una operación de limpieza y/o saneamiento como se describe aquí. En un ejemplo adicional, el limpiador 700 puede ser adaptado para limpiar pisos suaves tales como alfombra, o tanto pisos duros como suaves en otras modalidades. El limpiador 700 puede incluir motores eléctricos energizados a través de una fuente de energía integrada, tal como baterías, o a través de un cordón eléctrico. Alternativamente, por ejemplo, un sistema de máquina de combustión interna se puede usar ya sea solo, o en combinación con, los motores eléctricos.

El limpiador 700 generalmente incluye una base 702 y una tapa 704, que está fijada a lo largo de un lado de la base 702 mediante bisagras (no mostradas) de modo que la tapa 704 puede ser girada pivotalmente hacia arriba para proveer acceso al interior de la 702. La base 702 incluye un tanque 706 para contener un líquido o un componente líquido de limpieza y/o saneamiento primario (tal como agua corriente regular) que ha de ser tratado y aplicado a la superficie del piso durante las operaciones de limpieza/saneamiento. Alternativamente, por ejemplo, el líquido puede ser tratado en el limpiador o fuera del limpiador 700 antes de ser contenido en el tanque 706. Además, el limpiador 700 incluye una celda de electrólisis 708, que trata el líquido antes de que el líquido sea aplicado al piso que está siendo limpiado. El líquido tratado se puede aplicar al piso directamente y/o a través de una cabeza de limpieza 710, por ejemplo. El líquido tratado que es aplicado al piso puede incluir una corriente de líquido EA de anolito, una corriente de líquido EA de catolito, corrientes de líquido EA tanto de anolito como de catolito y/o corriente de líquido EA de anolito y catolito combinados. La celda 408 puede incluir una membrana selectiva de iones o puede ser configurada sin una membrana selectiva de iones.

Field et al. publicación de E.U.A. No. 2007/0186368 A1 también describen otras estructuras sobre las cuales los diversos elementos estructurales y procedimientos descritos aquí se pueden utilizar ya sea por separado o juntos. Por ejemplo, Field et al., describe una plataforma montada en la pared para generar líquido EA de anolito y catolito. Esta plataforma puede ser controlada, por ejemplo, con un patrón de voltaje de control como se describe aquí. 14. Plataforma montada en la pared Por ejemplo, la figura 18 ilustra un diagrama de bloques simplificado de un generador de líquido de limpieza 800 que está montado a una plataforma 802 de conformidad con una modalidad ilustrativa. La plataforma 802 puede ser configurada para ser montada o colocada en una instalación sobre un piso, una pared, una mesa u otra superficie, sostenida por la mano, portada por un operador o vehículo, fijada en otro dispositivo (tal como portada por una carretilla de limpieza o mantenimiento o cubeta de trapeador) o portada por una persona. En una modalidad específica, la plataforma 802 está montada a la pared de una instalación para cargar dispositivos de limpieza, tales como cubetas de trapeador, máquinas de limpieza móviles, etc., con líquido de limpieza y/o saneamiento.

La plataforma 802 incluye una entrada 803 para recibir un líquido, tal como agua corriente, desde una fuente. Alternativamente, por ejemplo, la plataforma 802 puede incluir un tanque para contener un suministro de líquido que ha de ser tratado. La plataforma 802 incluye además una o más celdas de electrólisis 804 y un circuito de control 806 (tal como aquellos descritos anteriormente) La celdas de electrólisis 804 pueden tener cualquiera la las estructura aquí descritas o cualquier otra estructura adecuada. La plataforma 802 también puede incluir cualesquiera otros dispositivos o componentes tales como pero sin limitarse a aquellos descritos aquí.

La trayectoria o trayectorias de flujo de la salida de la celda de electrólisis 804 pueden ser configuradas para surtir líquido EA de anolito y líquido EA de catolito por separado y/o líquido EA de anolito y catolito mezclados a través de la salida 808. El anolito o catolito no usado puede ser dirigido a un tanque de desecho en la plataforma 802 o a una salida de drenaje, por ejemplo. En modalidades en las cuales tanto EA de anolito como de catolito son surtidos a través de la salida 808, la salida puede tener puertos de anolito y catolito separados y/o un puerto combinado, que suministra una mezcla de catolito y anolito, por ejemplo, como se describió antes. Además, cualquiera de las modalidades de la presente puede incluir uno o más tanques de almacenamiento para contener el liquido de anolito y/o catolito producido por la celda de electrólisis.

En una modalidad específica, la celda de electrólisis 804 incluye por lo menos un ánodo y por lo menos un cátodo que son separados por lo menos por una membrana selectiva de iones, que forma una o más cámaras de ánodo y cámaras de cátodo. La salida 808 tiene puertos de anolito y catolito separados, que están fluidamente acoplados, por ejemplo, a las cámaras de ánodo y cámaras de cátodo, respectivamente, sin ninguna válvula de fluido. El circuito de control 806 energiza el ánodo y cátodos con un patrón de voltaje descrito anteriormente con referencia a la figura 6 de tal manera que cada puerto de anolito suministra una salida de líquido EA de anolito sustancialmente constante, y cada puerto de catolito suministra una salida de líquido EA de catolito sustancialmente constante. Un voltaje relativamente positivo, sustancialmente constante, es aplicado a los ánodos, mientras que un voltaje relativamente negativo, sustancialmente constante, es aplicado a los cátodos. Periódicamente cada voltaje es pulsado brevemente a una polaridad relativamente opuesta para repeler depósitos de incrustaciones.

Si el número de electrodos de ánodo es diferente al número de electrodos de cátodo, v.gr., una relación de 3:2, o si el área de superficie del electrodo de ánodo es diferente del área de superficie del electrodo de cátodo, entonces el patrón de voltaje aplicado se puede usar de la manera anterior para producir una mayor cantidad ya sea de anolito o catolito para enfatizar las propiedades de limpieza o saneamiento del líquido producido. Otras relaciones también se pueden usar. La plataforma 802 además puede incluir un interruptor u otros dispositivo de entrada por el 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 de todas superficies La figura 19 es una vista en perspectiva de un ensamble de limpieza de todas superficie 980, que se describe con más detalle en la patente de E.U.A. No. 6,425,958. El ensamble de limpieza 980 es modificado para incluir una trayectoria de distribución de líquido con una o más celdas de electrólisis con electrodos y un circuito de control como se describe aquí tal como pero sin limitarse a aquellos mostrados o descritos con referencia a la figura 1 , por ejemplo, o cualquiera de las otras modalidades descritas aquí.

El ensamble de limpieza 980 puede ser construido para suministrar y opcionalmente recuperar uno o más de los siguientes líquidos, por ejemplo, hacia y desde el piso que está siendo limpiado: agua EA de anolito, agua EA de catolito, agua EA de anolito y catolito mezclados, u otros líquidos eléctricamente cargados. Por ejemplo, se puede usar un líquido distinto a además del agua.

El ensamble de limpieza 980 se puede usar para limpiar superficies duras en baños o cualquier otro cuarto que tenga por lo menos una superficie dura, por ejemplo. El ensamble de limpieza 980 incluye el dispositivo de limpieza y los accesorios usados con el dispositivo de limpieza para limpiar las superficies, como se describe en la patente de E.U.A. No. 6,425,958. El ensamble de limpieza 980 incluye un alojamiento 981 , un mango 982, ruedas 983, un manguera de drenaje 984 y varios accesorios. Los accesorios pueden incluir un cepillo para piso 985 que tiene un mango telescópico y extensible 986, una primera pieza 987 y una segunda pieza 988 de una varilla doblada de dos piezas y varios accesorios adicionales no mostrados en la figura 19, incluyendo un manguera de vacío, una manguera de soplado, una manguera de aspersor, una boquilla de manguera de soplado, una pistola de aspersión, una herramienta para piso de escobilla de goma, una herramienta engullidora y una manguera de llenado de tanque (que puede ser acoplada a 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 contenedor de líquido de recuperación removible. El ensamble de limpieza 980 se usa para limpiar superficies rociando el líquido de limpieza a través de una manguera de aspersor y sobre las superficies. La manguera de soplado se usa después para secar mediante soplado las superficies y para soplar el fluido sobre las superficie en una dirección predeterminada. La manguera de vacío se usa para succionar el fluido de las superficies y hacia el tanque de recuperación dentro del dispositivo de limpieza 980, limpiando así las superficies. La manguera de vacío, manguera de soplado, manguera de aspersor y otros accesorios usados con el ensamble de limpieza 980 se pueden llevar a cabo con el dispositivo de limpieza 980 para fácil transporte.

Además, de manera similar a la modalidad mostrada en las figuras 8-16, cualquiera de los aparatos mostrados en o descritos con las figuras 17-19 puede incluir una o más luces indicadoras 414 y/o 416 (mostradas en el diagrama de bloques de la figura 7) colocado sobre el aparato para iluminar el líquido mismo, ya sea antes del tratamiento por celda de electrólisis 404 y/o después del tratamiento. Por ejemplo, la luz indicadora, cuando es iluminada, genera flujo luminoso en el intervalo de longitud de onda visible que es visualmente perceptible a través del líquido desde un punto de vista que es exterior al aparato. Por ejemplo, el líquido puede difundir por lo menos una porción de la luz, dando una impresión visual de que el líquido mismo es iluminado. En una modalidad, el aparato comprende un contenedor, lumen u otro elemento que contiene el líquido y comprende un material y/o porción que es por lo menos translúcida y colocada para transmitir por lo menos algo de la luz producida por el indicador 414 y/o 416 cuando se ilumina. Este contenedor, lumen u otro elemento es por lo menos parcialmente visible desde un exterior del aparato. 16. Circuito de control para botella de aspersión mostrada en las figuras 8-16 La figura 20 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito de control para controlar los diversos componentes dentro de las botellas de aspersión manuales 500, 500' mostradas en las figuras 8-16 de conformidad con un ejemplo ilustrativo de la descripción. Los componentes principales del circuito de control incluyen un microcontrolador 1000, un convertidor CD-CD 004, y un circuito impulsor de salida 1006.

La energía a los diversos componentes es suministrada por un paquete de baterías 542 portado por la botella, como se muestra en la figura 16B, por ejemplo. En un ejemplo específico, el paquete de baterías 542 incluye 10 baterías de níquel-hidruro de metal, cada una de las cuales tiene un voltaje de salida nominal de aproximadamente 1 .2 volts. Las baterías están conectadas en serie, de modo que el voltaje de salida nominal es de aproximadamente 10 volts a 12.5 volts con una capacidad de aproximadamente 1800 miliamperes-hora. El gatillo manual 570,572 (mostrado, por ejemplo, en las figuras 8A y 8B) aplica selectivamente el voltaje de salida de 12 volts desde el paquete de baterías 542 al regulador de voltaje 1003 y al convertidor CD-CD 1004. Cualquier regulador de voltaje adecuado se puede usar, tal como un regulador LM7805 de Fairchild Semiconductor Corporation. En un ejemplo particular, el regulador de voltaje 1003 provee un voltaje de salida de 5 volts para energizar los diversos componentes eléctricos dentro del circuito de control.

El convertidor CD-CD 1004 genera un voltaje de salida que ha de ser aplicado a través de los electrodos de la celda de electrólisis 552. El convertidor es controlado por un microcontrolador para llevar el voltaje impulsor hacia arriba o hacia abajo a fin de lograr una corriente deseada llevada a través de la celda de electrólisis. En un ejemplo particular, el convertidor 1004 lleva el voltaje hacia arriba o hacia abajo entre un intervalo de 8 volts a 28 volts (o mayor) para lograr una corriente llevada a través de la celda de electrólisis 552 de aproximadamente 400 miliamperes, a medida que la bomba 550 bombea el agua desde el contenedor 5 0, a través de la celda 552 y hacia afuera 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, un convertidor CD-CD 1004 incluye un convertidor de montaje de superficie de serie Series A/SM de PICO Electronics, Inc. de Pelham, New York, E.U.A. En otro ejemplo, el convertidor 1004 incluye un regulador de interrupción ascendente/descendente/de inversión NCP3064 1.5A desde ON Semiconductor de Phoenix, Arizona, E.U.A., conectado en una aplicación de refuerzo. Otro circuito se puede usar en modalidades alternativas.

El circuito impulsor de salida 1006 revierte selectivamente la polaridad del voltaje impulsor aplicado a la celda de electrólisis 552 como una función de una señal de control generada por el microcontrolador 1000. Por ejemplo, el microcontrolador 1000 puede ser configurado para alternar la polaridad en un patrón predeterminado, tal como el que se muestra y/o se describe con referencia a la figura 6. El impulsor de salida 1006 también puede proveer un voltaje de salida a la bomba 550. Alternativamente, por ejemplo la bomba 550 puede recibir su voltaje de salida directamente desde la salida del interruptor de gatillo 570, 572.

En un ejemplo particular, el circuito impulsor de salida 1006 incluye un circuito impulsor de motor de puente completo DRV 8800 disponible de Texas Instruments Corporation de Dallas, Texas, E.U.A. Otros circuitos se pueden usar en modalidades alternativas. El circuito impulsor 1006 tiene un interruptor en H que impulsa el voltaje de salida a la celda de electrólisis 552 de conformidad con el patrón de voltaje controlado por el microcontrolador. El interruptor en H también tiene una salida de sensor de voltaje que se puede usar por el microcontrolador para detectar la corriente llevada por la celda 552. El resistor de detección RDET desarrolla un voltaje que es representativo de 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 inversor 1004 para producir un voltaje impulsor adecuado para mantener una corriente deseada.

El microcontrolador 1000 también monitorea el voltaje de retroalimentación para verificar que la celda de electrólisis 552 y/o bomba 550 esté operando apropiadamente. Como se describió antes, el microcontrolador 1000 puede operar LEDs 594 y 596 como una función de los niveles de corriente detectados por el circuito impulsor de salida 1006. Por ejemplo, el microcontrolador 1000 puede apagar (o alternativamente, encender) uno o ambos de los conjuntos de LEDs 594 y 596 como una función de si el nivel de corriente detectado está por arriba o por debajo de un nivel de umbral o dentro de un intervalo.

En una modalidad particular, el microcontrolador 1000 puede incluir cualquier controlador adecuado, tal como un microcontrolador MC9S08SH4CTG-ND disponible de Digi-Key Corporation de Thief River Falls, Minnesota, E.U.A..

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 extremidad de control de LED "roja" formada por el resistor ascendente R3, diodos de LED rojos D1 -D4, y transistor descendente Q1 . El microcontrolador 1000 tiene una primera salida de control, que enciende y apaga selectivamente los LEDs rojos D1 -D4 al encender y apagar el transistor Q1. La porción de control de iluminación del circuito tiene una segunda extremidad de control de LED "verde" formada por el resistor ascendente R4, diodos de LED verdes D5-D8, y transistor descendente Q2. El microcontrolador 1000 tiene una segunda salida de control, que enciende y apaga selectivamente los LEDs verdes D5-D8 al encender y apagar el transistor Q2.

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

En un ejemplo particular, los elementos 1000, 1002, 1003, 1004, 1006, R1 -R4, D1 -D8 y Q1-Q2 residen en una tarjeta de circuito 540, mostrada en la figura 16B.

Además, el circuito de control mostrado en la figura 20 puede incluir un circuito de carga (no mostrado) para cargar las baterías dentro del paquete de baterías 542 con energía recibida a través del contacto de energía 523 mostrado en la figura 8C.

Una o más de las funciones de control descritas aquí se pueden ¡mplementar en hardware, software, firmware, etc., o una combinación de los mismos. Dicho software, firmware, etc., es almacenado en un medio legible por computadora, tal como un dispositivo de memoria. Cualquier dispositivo de memoria legible por computadora se puede usar tal como una unidad de disco, una unidad de estado sólido, una memoria instantánea, RAM, ROM, un conjunto de registradores en un circuito integrado, etc.

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

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1 .- Un aparato que comprende: una celda de electrólisis; una trayectoria de flujo de líquido que pasa a través de la celda de electrólisis; una luz indicadora dispuesta en relación con la trayectoria de flujo de tal manera que el flujo luminoso radiado desde la luz ilumina por lo menos una porción de la trayectoria de flujo en el aparato y es visualmente perceptible a través de líquido en la trayectoria de flujo desde un punto de vista que es exterior al aparato; y un circuito de control, que está configurado para iluminar la luz indicadora como una función de una característica de operación eléctrica de la celda de electrólisis. 2 - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente: un alojamiento que comprende una ventana que es por lo menos translúcida y a través de la cual radia por lo menos una porción del flujo luminoso. 3. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente: un alojamiento que comprende una porción translúcida a través de la cual radia por lo menos una porción del flujo luminoso. 4. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la trayectoria de flujo de líquido comprende un contenedor que está corriente arriba de la celda de electrólisis a lo largo de la trayectoria de flujo y la luz indicadora está ubicada para iluminar líquido dentro del contenedor. 5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el aparato comprende una botella de aspersión manual, que porta: una celda de electrólisis; una bomba acoplada en la trayectoria de flujo; un contenedor en la trayectoria de flujo para contener líquido que ha de ser tratado por la celda de electrólisis; y una boquilla en la trayectoria de flujo. 6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la luz indicadora está ubicada para iluminar líquido dentro del contenedor. 7. - El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque por lo menos una porción del contenedor es por lo menos translúcida. 8. - El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la botella además comprende un alojamiento en el cual el contenedor está ubicado, en donde el alojamiento comprende una porción que es por lo menos translúcida, a través de la cual por lo menos una porción del flujo luminoso dentro del contenedor es visible desde un punto de vista que es externo al alojamiento. 9. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un sensor de corriente, que detecta un nivel de corriente eléctrica llevada por la celda de electrólisis, en donde la característica de operación eléctrica comprende la corriente eléctrica llevada por la celda de electrólisis. 10.- El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque la luz indicadora comprende: una primera luz indicadora, que tiene un primer color, en donde el circuito de control está configurado para encender la primera luz indicadora cuando la corriente eléctrica está dentro de un primer intervalo de corriente y apagar cuando la corriente eléctrica está fuera del primer intervalo de corriente; y una segunda luz indicadora, que tiene un segundo color diferente, en donde el circuito de control está configurado para encender la segunda luz indicadora cuando la corriente eléctrica está fuera del primer intervalo de corriente y apagar cuando la corriente eléctrica está dentro del primer intervalo de corriente.

1 - Un método que comprende: portar un líquido en una botella de aspersión manual; electrolizar el líquido con una celda de electrólisis portado por la botella para producir líquido electrolizado; surtir el líquido electrolizado; detectar una característica de operación eléctrica de la celda de electrólisis; ¡luminar por lo menos una porción de por lo menos uno del líquido o el líquido electrolizado como una función de la característica de operación eléctrica con una luz indicadora de tal manera que el flujo luminoso radiado desde la luz es visualmente perceptible a través del líquido o el líquido electrolizado en la trayectoria de flujo sobre la botella desde un punto de vista que es exterior a la botella. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque el paso de detección comprende detectar la corriente eléctrica llevada por la celda de electrólisis con un detector de corriente y en donde la característica de operación eléctrica comprende la corriente eléctrica detectada llevada por la celda de electrólisis.