ES2346076T3 - Aparato para la limpieza de tejidos. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la limpieza de tejidos, que comprende al menos un conjunto (2) de descarga con barrera dieléctrica, destinado a generar plasma a presión atmosférica para descomponer y eliminar de los tejidos manchas de suciedad orgánica, incluyendo dicho conjunto de descarga con barrera dieléctrica, un electrodo (3, 33) de alto voltaje, un contra-electrodo (4, 34) y, al menos, una barrera dieléctrica (5, 35) para definir un espacio de descarga (6, 36) entre los citados electrodos, y que comprende, además, un generador (7) de corriente alterna de alto voltaje conectado a dicho electrodo (3, 33) de alto voltaje, y medios de suministro de fluido para alimentar dicho espacio de descarga con un flujo de medio fluido, caracterizado porque comprende un alojamiento exterior (8) eléctricamente aislante que acomoda dicho conjunto (2) de descarga con barrera dieléctrica y provisto de una boquilla de salida (9) que está conectada en relación de circulación de fluido con dicho espacio de descarga (6, 36), estando destinado dicho alojamiento exterior (8) a ser cogido y sostenido con la mano por un usuario para situar dicha boquilla de salida (9) en posición próxima a una mancha (11) de suciedad orgánica que ha de ser eliminada de un tejido (12), estando previstos medios interruptores (10) en dicho alojamiento exterior (8) sostenido con la mano para conectar y desconectar dicho generador (7) de corriente alterna de alto voltaje y para hacer funcionar, en consecuencia, dichos medios de suministro de fluido.
Description
Aparato para la limpieza de tejidos.
El presente invento se refiere a un aparato para
la limpieza de tejidos.
El uso de plasma para eliminar de tejidos
manchas de sustancias orgánicas es conocido por las descripciones
de los documentos JP2005087540, JP2005087541 y JP2005224757.
En particular, el documento JP2005224757
describe un dispositivo limpiador por plasma destinado a aplicarse
a una plancha de mano. El dispositivo limpiador por plasma está
provisto de una entrada para conducir vapor de agua expulsado desde
la superficie inferior de la suela caliente, es decir, la base plana
de la plancha, un par de electrodos de metal para generar plasma a
la presión atmosférica y una salida que descarga moléculas
químicamente muy reactivas y átomos que son generados en el
plasma.
El vapor conducido a través de la entrada es
introducido a través del par de electrodos metálicos del tipo de
placas paralelas que forman un conjunto de descarga con barrera
dieléctrica, que están conectados a un generador de corriente
alterna de alto voltaje para generar una corriente de descarga a
través del par de electrodos metálicos al imponerles, es decir,
aplicar sobre ellos, un campo eléctrico predeterminado.
Los conjuntos de descarga con barrera
dieléctrica se caracterizan por la presencia de una o más capas
dieléctricas en el camino de la corriente entre un par de
electrodos metálicos previstos en una disposición de mutuamente
enfrentados con el fin de formar un espacio entre ellos, en el que
está presente un medio gaseoso o aeriforme tal como, por ejemplo,
aire y/o vapor de agua, al circular a su través.
Cuando se aplica un voltaje de corriente alterna
a una disposición de electrodos de esta clase, con uno o con ambos
electrodos cubiertos por una capa dieléctrica, en el espacio con gas
formado entre los dos electrodos, se crea una descarga de barrera
dieléctrica (DBD).
Una DBD consiste en varias microdescargas
autopulsatorias en el espacio con gas (o espacio de descarga) con
descargas superficiales correspondientes en el dieléctrico. La
constante de tiempo de estos procesos se encuentra en la región de
los nanosegundos. La energía eléctrica acoplada al gas se utiliza,
principalmente, parta generar electrones energéticos, mientras que
el gas se mantiene a, casi, la temperatura ambiente.
Debido a que colisionan con los electrones
energéticos, las moléculas del vapor de agua que circulan entre los
electrodos del tipo de placas paralelas, se ionizan, se disocian y
son excitadas, generándose así especies activas, es decir,
partículas extremadamente reactivas desde el punto de vista químico,
por ejemplo, OH^{-}, H^{+}, O atómico, O_{3}, N atómico. Las
especies activas así generadas son descargadas desde la salida
sobre los tejidos manchados que han de limpiarse.
Estas especies activas reaccionan químicamente
con las sustancias orgánicas de la mancha, formando por tanto
compuestos volátiles que son liberados del tejido y lo abandonan, o
actúan oxidando las sustancias orgánicas de la mancha de manera
que, simplemente, puedan ser eliminadas por cepillado. En la
práctica, estas especies activas atacan químicamente al material
orgánico de la mancha de modo que esta última es disgregada y
eliminada sin que en el proceso sea necesaria la ayuda de
disolvente líquido alguno.
El dispositivo limpiador por plasma descrito en
el documento JP2005224757 presenta varios inconvenientes.
En primer lugar, el dispositivo es de uso poco
conveniente ya que - para que funcione - es necesario aplicar la
suela plana de la plancha sobre la parte superior del dispositivo,
donde está prevista la entrada al espacio de descarga, con el fin
de suministrar a este último el vapor de agua generado por la
plancha manual.
Otro inconveniente surge del hecho de que en la
práctica resulta muy incómodo situar apropiadamente la salida del
espacio de descarga en la proximidad de las sustancias orgánicas que
forman la traza que mancha el tejido a limpiar. Puede apreciarse
fácilmente que cuanto más cerca de la mancha a eliminar se sitúe la
salida del espacio de descarga, mayor será la eficacia del plasma
al eliminar dicha mancha. En caso de que la salida del espacio de
descarga se sitúe relativamente alejada de la mancha a eliminar, los
efectos del plasma que sale del espacio de descarga, al
recombinarse con el aire ambiente harían que la cantidad
proporcional de especies activas que llegasen al tejido se redujese
en una medida considerable, disminuyendo sensiblemente el efecto de
eliminación de la mancha.
El usuario, que se ve forzado a hacer funcionar
el dispositivo con ayuda del mango de la plancha, no es capaz, por
tanto, de situar correctamente en posición la salida del espacio de
descarga cerca de la mancha a tratar, ya que la plancha y la
estructura exterior del propio dispositivo limpiador por plasma
suponen un obstáculo a este respecto al ocultar, por lo menos en
parte, la salida del espacio de descarga, que está prevista en la
parte inferior del dispositivo limpiador por plasma, y el tejido que
se encuentra debajo.
Otro inconveniente del dispositivo descrito en
el documento JP2005224757 reside en el hecho de que los electrodos
que forman el espacio de descarga no están eléctricamente aislados
de ninguna forma adecuada y, cuando se aplica la plancha sobre el
dispositivo de limpieza por plasma, la suela metálica caliente de la
plancha llega a encontrarse peligrosamente cerca de los electrodos,
con el riesgo consiguiente de que se produzcan arcos y chispas en
la misma suela.
Otro inconveniente más del dispositivo descrito
en el documento JP2005224757 se deriva del hecho de que el
alimentar el espacio de descarga con el vapor de agua generado por
la plancha resulta ser poco efectivo y - además - bastante
complicado. De hecho, para hacer posible que el vapor de agua llegue
al espacio de descarga, se prevé una especie de cámara entre la
parte de la suela de la que sale el vapor de agua y la parte
superior del dispositivo de limpieza por plasma, donde está
prevista la entrada al espacio de descarga. Sin embargo, dicha
solución no garantiza un flujo adecuado de vapor de agua a través
del espacio de descarga, lo que tiene como resultado una baja
generación de plasma y, en consecuencia, una baja tasa de generación
de especies activas. Para garantizar una tasa elevada de generación
de especies activas es importante, de hecho, disponer de un flujo
consistente de medio aeriforme o gaseoso en circulación a través del
espacio de descarga.
Otro inconveniente más de la técnica anterior
citada más arriba, se deriva del hecho de que, cuando se está
utilizando el dispositivo de limpieza por plasma, hay que mantener
el generador de corriente alterna de alto voltaje constantemente en
estado excitado, a no ser que se desconecte el enchufe de la línea
de alimentación de corriente. Por ejemplo, el generador de
corriente alterna de alto voltaje se mantendría, de hecho, en estado
excitado durante todo el período de tiempo necesario para que el
usuario consiguiese identificar la posición exacta de cada mancha
por separado del tejido a limpiar y moviese la salida del espacio de
descarga de una mancha a la siguiente. Puede apreciarse fácilmente
que, durante estos intervalos de tiempo en que el dispositivo no
está siendo utilizado, en realidad, para llevar a cabo su verdadero
trabajo, se desperdicia energía y se genera ozono sin un uso
efectivo.
Por tanto, un objeto principal del presente
invento es proporcionar un aparato para la limpieza de tejidos, que
resulte eficaz para superar los inconvenientes antes citados de la
técnica anterior.
Dentro de este objeto general, otro propósito
del presente invento es proporcionar un aparato para la limpieza de
tejidos de la clase anteriormente mencionada que sea más eficaz a la
hora de eliminar de los tejidos manchas de suciedad orgánica, que
sea sencillo de fabricar y que permita un uso conveniente.
De acuerdo con el presente invento, estos
objetos, junto con otros que resultarán evidentes a partir de la
siguiente exposición, se consiguen en un aparato para la limpieza de
tejidos que incorpora las características definidas y mencionadas
en las reivindicaciones adjuntas.
Las características y ventajas del presente
invento se comprenderán, de cualquier modo, más fácilmente a partir
de la descripción que se ofrece en lo que sigue a modo de ejemplo no
limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un
aparato para la limpieza de tejidos de acuerdo con el presente
invento, visto con su alojamiento representado en forma parcialmente
recortada;
la figura 2 es una vista lateral agrandada del
espacio de descarga del aparato para la limpieza de tejidos
representado en la figura 1, en el que el alojamiento del aparato se
muestra en una representación transparente;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un
aparato para la limpieza de tejidos de acuerdo con otra realización
del presente invento, vista con su alojamiento representado en forma
parcialmente recortada;
la figura 4 es una vista en perspectiva del
aparato para la limpieza de tejidos de acuerdo con otra realización
del presente invento, vista con su alojamiento representado en forma
parcialmente recortada;
la figura 5 es una vista en sección transversal,
en alzado lateral, del aparato mostrado en la figura 4;
la figura 6 es una vista en sección transversal,
en alzado frontal, del aparato mostrado en la figura 4.
Haciendo referencia a las antes mencionadas
figuras, el aparato para la limpieza de tejidos, indicado en general
con el número de referencia 1, comprende al menos un conjunto 2 de
descarga con barrera dieléctrica destinado a generar plasma a
presión atmosférica para descomponer y eliminar manchas de suciedad
orgánica de los tejidos a limpiar.
El conjunto de descarga con barrera dieléctrica
incluye un electrodo 3 de alto voltaje, un
contra-electrodo 4 y, al menos, una barrera
dieléctrica 5 que define un espacio de descarga 6 entre los
mencionados electrodos 3, 4.
El aparato 1 comprende un generador 7 de
corriente alterna de alto voltaje, conectado a dicho electrodo 3 de
alto voltaje, así como medios de suministro de fluido previstos para
alimentar al espacio de descarga 6 un flujo de medio aeriforme.
El aparato 1 comprende, además, un alojamiento 8
exterior, eléctricamente aislante, que acomoda dicho conjunto 2 de
descarga con barrera dieléctrica y provisto de una boquilla de
salida 9 conectada para circulación de fluido con dicho espacio de
descarga 6, estando destinado dicho alojamiento 8 a ser cogido y
mantenido por un usuario con el fin de permitir que éste sitúe en
posición dicha bloquilla 9 de salida lo más cerca posible de una
parte manchada del tejido a limpiar en el citado alojamiento
exterior 8; están previstos medios de interrupción 10 para conectar
y desconectar dicho generador 7 de corriente alterna de alto voltaje
y activar dichos medios de suministro de fluido.
El alojamiento exterior 8 está compuesto por un
cuerpo de contención configurado de forma que pueda ser cogido y
mantenido por un usuario con una sola mano, de forma que aquél sea,
así, capaz de dirigir en forma localizada el flujo de plasma
emitido desde la boquilla de salida 9 sobre una mancha 11 de
suciedad orgánica que ha de ser eliminada de un tejido 12. A este
respecto, el alojamiento exterior 8 está constituido, de
preferencia, por un cuerpo hueco alargado, que se extiende en
dirección longitudinal y que define, en una parte extrema del
mismo, una abertura de salida, posiblemente estrechada, que forma la
boquilla de salida 9 prevista para dirigir el plasma sobre el
tejido manchado.
El electrodo 3 de alto voltaje y el
contra-electrodo 4 están previstos en una
disposición de enfrentados mutuamente, debidamente separados entre
sí, mientras que la barrera dieléctrica 5, en la realización
particular que se está describiendo, comprende una capa de
recubrimiento que cubre la superficie del electrodo 3 de alto
voltaje orientada al contra-electrodo 4 con el fin
de proporcionar, entre los electrodos, el espacio de descarga 6 en
donde es generado el plasma. En la práctica, el espacio de descarga
6 define un paso de fluido que comprende una sección de entrada 13
que está conectada para circulación de fluido con los medios de
suministro de fluido para recibir el medio aeriforme, y una sección
de salida 14 que está dispuesta en la proximidad de la boquilla de
salida 9 del alojamiento exterior 8, desde la cual sale el plasma
que es generado a lo largo del espacio de descarga 6 para ser
dirigido contra una mancha 11 de suciedad orgánica que tiene que ser
eliminada de un tejido 12, tal como una prenda o artículo de vestir
que ha de limpiarse.
El generador 7 de corriente alterna de alto
voltaje, conectado al electro 3 de alto voltaje, está acomodado
dentro del alojamiento 8.
Ventajosamente, el
contra-electrodo está conectado a tierra.
En una forma preferida, el generador 7 de
corriente alterna de alto voltaje está conectado a una fuente de
alimentación 15 que, también, está dispuesta dentro del alojamiento
8.
La fuente de alimentación 15 comprende,
preferiblemente, una batería tal como, en particular, una batería
recargable prevista para alimentar al generador de manera
autónoma.
Alternativamente, el generador 7 de corriente
alterna de alta tensión puede ser alimentado a partir de la línea
de alimentación de corriente o de una fuente de alimentación de
corriente de bajo voltaje.
Los medios de alimentación de fluido comprenden
un conducto 16 de transporte de fluido que está previsto dentro del
alojamiento 8 para transportar una corriente de aire que entra desde
el ambiente que rodea al alojamiento exterior 8 del aparato
sostenido con la mano, hacia la sección de entrada 13. Este conducto
16 de transporte de fluido puede, incluso, estar previsto en una
sola pieza en una parte interior, conformada y configurada
apropiadamente del alojamiento 8.
El conducto 16 de transporte de fluido incluye
una abertura de entrada 17 que está conectada para circulación de
fluido con el ambiente exterior que rodea al alojamiento exterior 8,
así como una abertura de salida 18 que está conectada para
circulación de fluido con la sección de entrada 13 del espacio de
des-
carga 6.
carga 6.
Además, los medios de suministro de fluido
comprenden al menos un ventilador o impulsor 19 que está dispuesto
dentro del alojamiento exterior 8 con el fin de forzar una corriente
de aire a través del conducto 16 de transporte de fluido.
En particular, el ventilador 19 está destinado a
tomar aire del ambiente exterior que rodea al alojamiento 8 a
través de la abertura de entrada 17 del conducto 16 de transporte de
fluido y a transportar este aire hacia la abertura de salida 18 del
mismo conducto 16 de transporte de fluido, desde donde luego es
soplado a la sección de entrada 13 del espacio de descarga 6.
Asimismo, los medios de motor utilizados para
accionar el ventilador están dispuestos dentro del alojamiento 8 y,
de preferencia, son activados a partir de la batería recargable.
En particular, el ventilador 19 está dispuesto a
lo largo del conducto 16 de transporte de fluido, en su interior,
entre la abertura de entrada 17 y la abertura de salida 18 del
mismo.
Los medios de interrupción 10 comprenden un
pulsador que está previsto de forma que pueda ser accionado en el
alojamiento exterior 8 para controlar medios de circuito conectados
a la fuente de alimentación 15 con vistas a activar/desactivar el
electrodo 3 de alto voltaje y a conectar/desconectar el ventilador
19, según lo desee el usuario.
Ventajosamente, los medios de interrupción 10
son tales que permitan la activación del electrodo 3 de alto
voltaje y, al mismo tiempo, la puesta en marcha del ventilador 19 y,
a la inversa, la desactivación del electrodo 3 de alto voltaje y la
simultánea desconexión del ventilador 19, de tal manera que se
reduzca al mínimo el gasto de energía del aparato 1, así como para
limitar la generación de plasma solamente al período de tiempo
estrictamente necesario para conseguir la eliminación de la
mancha.
En la práctica, cuando surge la necesidad de que
un usuario elimine una mancha de suciedad orgánica de un artículo
de vestir, o similar, simplemente pone la boquilla de salida 9 del
alojamiento exterior 8 tan cerca como sea posible de la mancha 11 y
aprieta el pulsador de los medios de interrupción 10.
El ventilador 19, puesto en marcha al ser
accionado el citado pulsador, fuerza una corriente de aire continua
que pasa en y a través del espacio de descarga 6, donde el campo
eléctrico generado por el electrodo 3 de alto voltaje - que, a su
vez, es excitado por los medios de interrupción 10 - realiza una
secuencia de microdescargas a través de la barrea dieléctrica 5 que
hacen que la corriente de aire que circula a través del espacio de
descarga 6 se ionice, generándose así partículas moleculares o
atómicas fuertemente reactivas que se unen químicamente a las
materias orgánicas de la mancha para formar, por tanto, compuestos
volátiles o para oxidar tales materias orgánicas. Cuando la mancha
ha sido, eventualmente, eliminada u oxidada, todo lo que hay que
hacer es apretar de nuevo el antes citado pulsador para desactivar
el electrodo de alto voltaje y, al mismo tiempo, desconectar el
ventilador.
Se ofrece, por tanto, la posibilidad de tratar
cada mancha por separado se forma selectiva e individual, limitando
así el gasto de energía y la generación de partículas fuertemente
reactivas a la medida y al período de tiempo estrictamente
necesarios para conseguir la eliminación de la mancha.
En una realización particularmente preferida, la
barrera dieléctrica 5 está dispuesta para cubrir una superficie del
electrodo 3 de alto voltaje prevista en la sección de salida 14 del
espacio de descarga 6 y orientada hacia la boquilla de salida 9 del
alojamiento exterior 8, con el fin de formar un espacio de descarga
auxiliar 20 con un electrodo auxiliar 21 conectado a tierra,
previsto fuera del alojamiento 8 y destinado a soportar el tejido
manchado en la proximidad de la boquilla de salida 9.
En la práctica, el espacio de descarga auxiliar
20 se crea mediante el uso de un electrodo auxiliar 21, que puede
consistir en cualquier superficie metálica fácilmente disponible
para el usuario o una superficie metálica especialmente prevista
junto con el aparato para la limpieza de tejidos de acuerdo con el
presente invento. Se pone entonces sobre tal electrodo auxiliar 21
conectado a tierra la parte manchada del tejido que tenga que ser
tratada con fines de limpieza.
El espacio de descarga auxiliar 20 se forma
aproximando apropiadamente la boquilla de salida 9 del alojamiento
exterior 8 a la mancha 11 del tejido 12, con el fin de poner la
superficie del electrodo 3 de alto voltaje, que está orientada
hacia la boquilla de salida 9 del alojamiento 8 y que está cubierta
por la barrera dieléctrica 5, tan cerca como sea posible del
electrodo auxiliar 21 conectado a tierra que soporta el tejido
manchado que se encuentra debajo.
Cuando se activa entonces el electrodo 3 de alto
voltaje, se generan microdescargas incluso en la parte de la
barrera dieléctrica 5 orientada hacia el electrodo auxiliar 21
conectado a tierra, así como dentro del espacio de descarga
auxiliar 20.
Junto con el espacio de descarga 6, el espacio
de descarga auxiliar 20 permite conseguir una alta tasa de
generación de partículas fuertemente reactivas, claramente más
elevada que la tasa de generación usualmente obtenida mediante el
uso del espacio de descarga 6 únicamente. Como resultado, quedan
disponibles, por tanto, una mayor cantidad de partículas
fuertemente reactivas sobre la superficie del tejido manchado, para
reaccionar químicamente con las sustancias orgánicas que forman la
mancha a eliminar, mejorándose así la eficacia del proceso de
limpieza.
En otra realización del presente invento, como
se ilustra en la figura 3, los medios de suministro de fluido
comprenden un depósito 22 que contiene un medio comprimido,
conectado al conducto 16 de transporte de fluido para suministrar
al espacio de descarga 6 un flujo continuo de medio aeriforme. De
manera ventajosa, un conducto adicional 23, de preferencia un tubo
flexible, está previsto para conectar, en relación de circulación de
fluido, el depósito 22 con el conducto 16 de transporte de fluido
en la abertura de entrada 17.
Este conducto adicional 23 puede estar previsto,
naturalmente, con una construcción unitaria, en una sola pieza, con
el conducto 16 de transporte de fluido. En particular, el conducto
adicional 23 puede estar formado por una prolongación del conducto
16 de transporte de fluido que parta de la abertura de entrada
17.
El depósito 22, por ejemplo una botella de gas o
un cilindro de gas, contiene ventajosamente una mezcla de medios
comprimidos (incluyendo posiblemente aire y vapor de agua) o de
sustancias altamente volátiles que, cuando son desionizadas,
disociadas y excitadas dentro del espacio de descarga 6, generan y
entregan partículas extremadamente reactivas destinadas a
combinarse con las sustancias orgánicas que manchan el tejido para
formar con ellas compuestos volátiles, o a oxidar dichas sustancias
orgánicas.
Se ha encontrado, experimentalmente, que entre
diversos medios investigados, las sustancias que son más adecuadas,
de todas las examinadas, para esta aplicación, incluyen alcoholes
(R-OH) que entregan grupos OH^{-}; ácido fórmico
(HCOOH) o formaldehído (HCOH) que entregan OH^{-}, OH^{+}, O
atómico; freones que entregan Cl^{-}, F^{-}, Br^{-}; amoníaco
(NH_{3}) e hidracina (N_{2}H_{4}), que entregan grupos amino.
Ventajosamente, puede hacerse uso de botellas o cilindros que
pueden contener diversas mezclas de medios comprimidos o, incluso,
una sola sustancia aeriforme específica comprimida, dependiendo del
tipo de suciedad orgánica que ha de eliminarse del tejido.
Los medios de suministro de fluido comprenden,
además, medios de válvula 24 previstos para controlar y regular el
flujo de la corriente gaseosa que pasa por la abertura de salida 18
del conducto 16 de transporte de fluido y, por tanto, regular el
flujo que atraviesa el espacio de descarga 6.
Estos medios de válvula 24 están destinados, de
hecho, a establecer una comunicación de fluido, o a interrumpir
dicha comunicación de fluido, según sea el caso, entre el depósito
22 que contiene la mezcla fluida comprimida y la abertura de salida
18 del conducto 16 de transporte de fluido.
Los medios interruptores 10 que - como ya se ha
mencionado en lo que antecede - están previstos de forma que puedan
ser accionados por el usuario en el alojamiento exterior 8 del
aparato, están destinados conectar y desconectar los medios de
válvula 24, es decir, a abrirlos y cerrarlos, según las
necesidades.
En particular, con los mismos medios
interruptores es posible activar el electrodo 3 de alto voltaje y,
al mismo tiempo, conectar los medios de válvula 24 para abrirlos,
del mismo modo ya descrito anteriormente para el ventilador 19.
De preferencia, los medios de válvula 24 están
contenidos en el alojamiento 8 y, de forma ventajosa, están
previstos dentro del conducto 16 de transporte de fluido.
Los medios de válvula anteriormente mencionados
pueden estar constituidos, por ejemplo, por una válvula
electromagnética activada a partir de la fuente de alimentación 15
y conectada a los medios interruptores 10.
En todavía otra realización del presente
invento, como se ilustra en las figuras 4-6, el
conjunto 2 de descarga con barrera dieléctrica comprende una
barrera dieléctrica 35 que rodea, es decir, encierra, un
contra-electrodo 34 sin contacto con él, cuyo
contra-electrodo 34 está dispuesto dentro de la
barrera dieléctrica 35 y comprende un electrodo 33 de alto voltaje
en forma de hilo arrollado en hélice en el exterior de la barrera
dieléctrica 35, en contacto con ella.
Entre el contra-electrodo 34 y
la barrera dieléctrica 35 se forma, por tanto, un espacio de
descarga 36 que está destinado a ser alimentado con un flujo de
medio aeriforme por los medios de suministro de fluido.
En la realización ilustrativa que se está
describiendo, la barrera dieléctrica 35 comprende un cilindro hueco
de material dieléctrico, de preferencia de vidrio, en cuyo interior
está previsto coaxialmente el contra-electrodo 34
que, a su vez, está formado por un cuerpo a modo de barra que se
extiende a lo largo del eje geométrico del cilindro del elemento
dieléctrico 35 y conectado a tierra. El electrodo 33 de alto voltaje
comprende un hilo eléctricamente conductor que está enrollado en
hélice en torno a la superficie exterior del cilindro que forma la
barrera dieléctrica 35. El espacio anular comprendido entre la
barrera dieléctrica 35 y el contra-electrodo 34
forma el espacio de descarga 36, a través del cual circula el medio
aeriforme que es sometido a ionización.
Dado que posee varios puntos marcada o
fuertemente curvados con un gradiente de potencial muy elevado, el
electrodo 33 de alto voltaje, de hilo enrollado, es eficaz para
favorecer la formación de microdescargas a través de la barrera
dieléctrica, en comparación con un electrodo plano o con poca
curvatura, tal como una placa, mejorándose así la generación de
plasma.
En la práctica, el espacio de descarga 36 define
un paso para un flujo de medio que comprende una sección de entrada
13 conectada para circulación de fluido con los medios de suministro
de fluido para recibir el medio aeriforme, y una sección de salida
14 que está dispuesta en la proximidad de la boquilla de salida 9
del alojamiento exterior 8, desde la cual sale el plasma que es
generado a lo largo del espacio de descarga 6 para ser dirigido
haciéndolo chocar contra una mancha 11 de suciedad orgánica que ha
de ser eliminada de un tejido 12, tal como una prenda o artículo de
vestir que ha de limpiarse.
El alojamiento exterior 8 eléctricamente
aislante rodea y contiene el conjunto 2 de descarga con barrera
dieléctrica, mientras que el generador 7 de corriente alterna de
alto voltaje y los medios de suministro de fluido están previstos
fuera del alojamiento, en un puesto apropiado 37 separado.
Como consecuencia, tanto el conjunto 2 de
descarga con barrera dieléctrica como el alojamiento 8
eléctricamente aislante pueden tener un tamaño extremadamente
compacto, como una pluma o similar.
El puesto separado 37 acomoda el generador 7 de
corriente alterna de alto voltaje, que está conectado - mediante
cables eléctricos apropiados - al electrodo 33 de alto voltaje. El
generador 7 de corriente alterna de alto voltaje puede ser
alimentado directamente a partir de la línea de alimentación de
corriente, de una fuente de alimentación de bajo voltaje o de una
fuente de alimentación 15 especialmente prevista dentro del puesto
37, de preferencia en forma de batería, en particular una batería
recargable.
Los medios de suministro de fluido comprenden un
depósito 22 que está dispuesto dentro del puesto 37, para contener
un medio comprimido, y conectado para circulación de fluido con el
espacio de descarga 36.
Un conducto de entrega 38, preferiblemente un
tubo flexible, está previsto entre el puesto 37 y el alojamiento
exterior 8, para conectar en relación de circulación de fluido el
depósito 22 con la sección de entrada 13 del espacio de descarga
36.
Ventajosamente, el depósito, que puede ser, por
ejemplo, una botella o un cilindro de gas, contiene una mezcla de
medios comprimidos (incluyendo posiblemente aire y vapor de agua) o
de sustancias altamente volátiles que, al ser ionizados, disociados
y excitado dentro del espacio de descarga 36, generen y entreguen
partículas extremadamente reactivas destinadas a combinarse con las
sustancias orgánicas que manchan el tejido, con el fin de formar
con ellas compuestos volátiles, o a oxidar dichas sustancias
orgánicas.
Se ha encontrado, experimentalmente, que entre
diversos medios investigados, las sustancias que son más adecuadas,
de todas las examinadas, para esta aplicación, incluyen alcoholes
(R-OH) que entregan grupos OH^{-}; ácido fórmico
(HCOOH) o formaldehído (HCOH) que entregan OH^{-}, OH^{+}, O
atómico; freones que entregan Cl^{-}, F^{-}, Br^{-}; amoníaco
(NH_{3}) e hidracina (N_{2}H_{4}), que entregan grupos amino.
Ventajosamente, puede hacerse uso de botellas o cilindros que
pueden contener diversas mezclas de medios comprimidos o, incluso,
una sola sustancia aeriforme específica comprimida, dependiendo del
tipo de suciedad orgánica que ha de eliminarse del tejido.
Los medios de suministro de fluido comprenden,
además, medios de válvula 24 previstos para controlar y regular el
flujo de la corriente gaseosa que pasa a través del conducto de
entrega 38 y, por tanto, regular el flujo que pasa por el espacio
de descarga 36.
Estos medios de válvula 24 están destinados, de
hecho, a establecer una comunicación de fluido, o a interrumpir
dicha comunicación de fluido, según pueda ser el caso, entre el
depósito 22 que contiene la mezcla fluida comprimida y la sección
de entrada 13 del espacio de descarga 36.
Como ya se ha mencionado en lo que antecede, los
medios interruptores 10, que están previstos para poder ser
accionados por el usuario en el alojamiento exterior 8 del aparato,
están destinados a conectar y desconectar los medios de válvula 24,
es decir, a abrirlos y cerrarlos, según sea necesario.
En particular, con los mismos medios
interruptores, es posible activar el electrodo 33 de alto voltaje y,
al mismo tiempo, hacer funcionar los medios de válvula 24 para
abrirlos.
De preferencia, los medios de válvula 24 están
alojados en el puesto 37 y pueden estar constituidos, por ejemplo,
por una válvula electromagnética accionada a partir de la fuente de
alimentación 15 y conectada a los medios interruptores 10.
En una realización alternativa, los medios de
suministro de fluido comprenden un ventilador o impulsor previsto
en el puesto 37 y destinado a forzar una corriente de aire en
circulación a lo largo del conducto de entrega 38 y, como
resultado, a través de la sección de entrada 13 del conjunto 2 de
descarga con barrera dieléctrica.
Experimentalmente, se ha encontrado que un
voltaje comprendido en el intervalo de 2,5 a 3,0 kV, utilizado para
alimentar el electrodo 3, 33 de alto voltaje, garantizará la mínima
formación de ozono en el plasma, con el fin de evitar el riesgo de
que se creen concentraciones peligrosas de ozono durante el
funcionamiento del dispositivo.
Además, una concentración de ozono baja evita la
degradación de plásticos y cauchos.
En conclusión, puede establecerse, por tanto,
que el aparato para limpieza de tejidos de acuerdo con el presente
invento garantiza una eliminación eficaz de las manchas de suciedad
orgánica de manera extremadamente sencilla y conveniente, superando
por tanto los serios inconvenientes compartidos por los dispositivos
de la técnica anterior.
Claims (17)
1. Aparato para la limpieza de tejidos, que
comprende al menos un conjunto (2) de descarga con barrera
dieléctrica, destinado a generar plasma a presión atmosférica para
descomponer y eliminar de los tejidos manchas de suciedad orgánica,
incluyendo dicho conjunto de descarga con barrera dieléctrica, un
electrodo (3, 33) de alto voltaje, un
contra-electrodo (4, 34) y, al menos, una barrera
dieléctrica (5, 35) para definir un espacio de descarga (6, 36)
entre los citados electrodos, y que comprende, además, un generador
(7) de corriente alterna de alto voltaje conectado a dicho
electrodo (3, 33) de alto voltaje, y medios de suministro de fluido
para alimentar dicho espacio de descarga con un flujo de medio
fluido, caracterizado porque comprende un alojamiento
exterior (8) eléctricamente aislante que acomoda dicho conjunto (2)
de descarga con barrera dieléctrica y provisto de una boquilla de
salida (9) que está conectada en relación de circulación de fluido
con dicho espacio de descarga (6, 36), estando destinado dicho
alojamiento exterior (8) a ser cogido y sostenido con la mano por
un usuario para situar dicha boquilla de salida (9) en posición
próxima a una mancha (11) de suciedad orgánica que ha de ser
eliminada de un tejido (12), estando previstos medios interruptores
(10) en dicho alojamiento exterior (8) sostenido con la mano para
conectar y desconectar dicho generador (7) de corriente alterna de
alto voltaje y para hacer funcionar, en consecuencia, dichos medios
de suministro de fluido.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dichos medios de suministro de fluido comprenden al menos
un ventilador o impulsor (19) destinado a forzar una corriente de
medio para que circule a través del citado espacio de descarga (6,
36), o un depósito (22) conectado en relación de circulación de
fluido con el espacio de descarga (6, 36) y que contiene un medio
comprimido, y medios de válvula (24) para controlar y regular el
flujo de dicho medio comprimido a través del citado espacio de
descarga (6, 36).
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que dichos medios interruptores (10) están destinados a
conectar y desconectar dicho ventilador (19) o a hacer funcionar a
dichos medios de válvula (24) para abrir o cerrar.
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que dicho ventilador (19) o dichos medios de válvula (24)
están previstos en el interior de dicho alojamiento exterior
(8).
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3 o
la reivindicación 4, en el que dichos medios interruptores (10)
están destinados a activar el electrodo (3, 33) de alto voltaje y,
al mismo tiempo, a conectar el ventilador (19) o hacer funcionar a
dichos medios de válvula (24) para abrirlos, y están destinados a
desactivar el electrodo (3, 33) de alto voltaje y, al mismo tiempo,
desconectar el ventilador (19) o a hacer funcionar dichos medios de
válvula (24) para cerrarlos.
6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3 o
la reivindicación 5, en el que dichos medios interruptores (10)
comprenden un pulsador que puede ser accionado en el alojamiento
exterior (8).
7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha barrera dieléctrica
(5) cubre una superficie del electrodo (3) de alto voltaje situada
en una sección de salida (14) del espacio de descarga (6) y
orientada hacia la boquilla de salida (9) del alojamiento exterior
(8) con el fin de formar un espacio de descarga auxiliar (20) con
un electrodo auxiliar (21) conectado a tierra, previsto
exteriormente con relación al alojamiento exterior (3) y destinado
a soportar el tejido manchado en una posición próxima a la boquilla
de salida (9).
8. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dichos medios de suministro
de fluido comprenden un conducto (16) de transporte de fluido
previsto dentro del alojamiento exterior (8) para transportar dicho
flujo de medio aeriforme hacia una sección de entrada (13) del
espacio de descarga (6).
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicho ventilador (19) está destinado a tomar aire del
ambiente fuera de dicho alojamiento exterior (8) a través de una
abertura de entrada (17) del conducto (16) de transporte de fluido
y a transportar dicho aire hacia una abertura de salida (18) de
dicho conducto (16) de transporte de fluido que está conectada en
relación de circulación de fluido con la sección de entrada (13)
del espacio de descarga (6).
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicho conducto (16) de transporte de fluido está
conectado en relación de circulación de fluido con el citado
depósito (22).
11. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el generador (7) de
corriente alterna de alto voltaje está previsto en el interior de
dicho alojamiento exterior (8).
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11,
en el que el generador (7) de corriente alterna de alto voltaje
está conectado a una batería prevista en el interior del alojamiento
exterior (8).
13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 12,
en el que dicha batería está destinada a activar el ventilador (19)
o a dichos medios de válvula (24).
14. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, 5 precedentes, cuando dependen
de las reivindicaciones 3, 6, en el que el conjunto (2) de descarga
con barrera dieléctrica comprende una barrera dieléctrica (35) que
rodea a un contra-electrodo (34) sin establecer
contacto alguno con él, estando dispuesto dicho
contra-electrodo (34) dentro de dicha barrera
dieléctrica (35), y comprende un electrodo (33) de alto voltaje en
forma de hilo arrollado en hélice en torno a la superficie exterior
de la barrera dieléctrica (35), en contacto con ella, creándose un
espacio de descarga (36) entre dicho
contra-electrodo (34) y dicha barrera dieléctrica
(35).
15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14,
en el que el generador (7) de corriente alterna de alto voltaje y
los medios de suministro de fluido están previstos fuera del
alojamiento exterior (8).
16. Aparato de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que un conducto de entrega (38) está previsto para conectar
en relación de circulación de fluido los medios de suministro de
fluido con el espacio de descarga (36).
17. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicho electrodo (3, 33) de
alto voltaje es alimentado con un voltaje de fuente de alimentación
con un valor comprendido en el intervalo de entre 2,5 y 3,0 kV, con
el fin de garantizar la formación mínima de ozono en el plasma.
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