MX2007005887A - Aparato y metodo de corrientes de electrones de arco. - Google Patents

Abstract

Un aparato y metodo para corriente de electrones de arco para reducir contaminantes en un fluido; el dispositivo incluye primeros y segundos electrodos y una camara entre los mismos; se imprime voltaje entre los electrodos a una frecuencia, ocasionando asi que ocurra una pluralidad de corrientes de electrones de arcos entre los electrodos; los electrodos tienen superficie escalonada de manera que la primera seccion central de los electrodos esta en proximidad mas cercana entre si que las segundas secciones externas; esta configuracion escalonada ocasiona que progresivamente se formen corrientes de electrones de arcos a lo largo de los electrodos y, por lo tanto, que atraviesan la totalidad de la camara, tratando asi de manera efectiva las moleculas dentro de la camara.

Description

APARATO Y MÉTODO DE CORRIENTES DE ELECTRONES DE ARCO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general al campo de dispositivos y métodos para control ambiental y en específico, a dispositivos ambientales de arco eléctrico para reducir emisiones en una corriente de escape y además, para generar ozono para otros propósitos ambientales.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Los motores de combustión de automóviles, camiones, aeronaves, y otras fuentes emiten cada año millones de toneladas de contaminantes, tales como óxido de nitrógeno, hidrocarburos, monóxido de carbono, dióxido de carbono y tóxicos del aire. Otros factores importantes que contribuyen a la contaminación del aire incluyen, por ejemplo, generadores de energía eléctrica, procedimientos de revestimientos, e incineración de desperdicios sólidos, entre otros. Debido a la industrialización en expansión y al uso creciente de automóviles a nivel mundial, los problemas ocasionados por contaminación del aire son una preocupación continua y creciente.

En un esfuerzo por refrenar la contaminación del aire, muchos países han promulgado normas de emisión de contaminación del aire que requieren que las fuentes de contaminación sean controladas por la mejor tecnología disponible. Dicha tecnología de control de contaminación conocida incluye precipitadores electrostáticos, cámaras de filtro, ciclones, carbono activado granular y cortina de agua. Cada uno de estos dispositivos está limitado a ser capaz de controlar solamente contaminantes específicos de un grupo estrecho de fuentes de emisión. Con respecto a automóviles, los convertidores catalíticos que tienen metales preciosos, tales como onza troy de platino, paladio o rodio, son actualmente utilizados para reducir emisiones del tubo de escape. Estos metales preciosos son costosos y tienen un suministro mundial limitado. Por lo tanto, su disponibilidad es insuficiente para cumplir los requisititos mundiales, particularmente en países en desarrollo. Además, los convertidores catalíticos tienen una vida útil limitada, por lo cual disminuye su eficiencia, impidiendo que cumplan las normas de emisiones. Una vez que se gasta un convertidor catalítico, los metales preciosos en el mismo no son fácilmente solubles y por lo tanto son típicamente descargados como un desperdicio peligroso. Una innovación relativamente reciente para reducir contaminantes en una corriente de escape es aplicar un campo de corona al escape, según se describe en las patentes de E.U.A. Nos.: 5,733,360 para Feldam, 5,433,832 para Rich, 3,983,021 para Henis, 5,236,672 para Nunez, 5,410,871 para Masters, 5,419,123 para Masters, y 4,954,320 para Birmingham et al. Sin embargo, los dispositivos generadores de corona son muy limitados en el tipo de contaminantes que pueden eliminar de un escape. Por consiguiente, los dispositivos de corona no tienen aplicación práctica para controlar emisiones procedentes de la mayor parte de fuentes industriales o de vehículos. Además de la necesidad de tecnología mejorada con respecto a la reducción de emisiones procedentes de fuentes de punto y móviles, se desea desarrollar tecnología que genere una alta concentración de ozono para una variedad de otros propósitos ambientales. Por ejemplo, la introducción de ozono en cilindros del motor de un vehículo ocasiona que ocurra una combustión más completa. La combustión superior da como resultado un caballaje incrementado, un millaje mejorado y una reducción en emisiones. El ozono también es efectivo para reducir conteos bacterianos y virales. Como tal, el ozono puede ser utilizado para tratar el efluente de plantas municipales para tratamiento de agua residual. El ozono también se puede utilizar para eliminar patógenos transportados por aire, olores y humo de un ambiente, tal como un cuarto de hotel, fabrica o bar. En la práctica, los usos benéficos del ozono no han sido totalmente realizados debido a la incapacidad de los dispositivos generadores de ozono convencionales de producir de manera rentable una cantidad y concentración suficiente de ozono para la tarea particular. Otras dificultades incluyen que el ozono se descompone relativamente rápido y que no es práctico para transportar y almacenar en cantidad. Como tal, se desea producir ozono en el punto del uso destinado. Nuevamente, los dispositivos tradicionales generadores de ozono no han cumplido estas necesidades. En vista de lo anterior, lo que se necesita es un dispositivo que reduzca la contaminación de corrientes de escape de fuentes de punto y fuentes móviles. Además, existe la necesidad de un dispositivo que mejore el rendimiento y amplíe la vida efectiva de un convertidor catalítico convencional así como aquella de un convertidor catalítico que tenga una cantidad reducida de metales nobles. También existe la necesidad de un dispositivo que produzca ozono en altas concentraciones para otros propósitos ambientales tales como mejorar la combustión en un motor de combustión, eliminar bacterias y purificar aire en interiores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para alcanzar estos y otros objetivos, la presente invención, tal como se modaliza y describe ampliamente en la presente, provee diversas modalidades de un aparato de corriente de electrones de arco, y métodos para utilizar el mismo, para reducir emisiones de un fluido y/o para generar ozono para diversas aplicaciones ambientales. En una modalidad preferida de la presente invención, un aparato de corriente de electrones de arco ¡ncluye primeros y segundos electrodos.

Los electrodos están espaciados en una distancia definiendo así un volumen entre los electrodos en donde se trata el fluido que pasa. Una fuente de voltaje imprime un voltaje entre el primer y segundo electrodos con el fin de crear una pluralidad de arcos entre los electrodos que descomponen moléculas, tales como contaminantes, dentro del fluido hacia sus partes de componentes. En una modalidad de la presente invención, el primer electrodo del aparato de corriente de electrones de arco incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, la primera sección está en proximidad más cercana al segundo electrodo que lo que está la segunda sección con el segundo electrodo con el fin de facilitar una fuerte generación de arcos en todo el volumen entre la primera y segunda secciones del primer electrodo y del segundo electrodo. En una modalidad de la presente invención, se pueden formar aberturas a través de la primera sección, o a través de la primera y segunda secciones, del primer electrodo con el fin de permitir que el fluido pase a través del electrodo. Cuando tanto la primera como la segunda secciones tienen aberturas, se prefiere que las aberturas en la primera sección sean mayores en áreas transversales que las aberturas en la segunda sección. En una modalidad de la presente invención, la primera y segunda secciones están en planos diferentes. Además, la primera y segunda secciones pueden estar en planos diferentes, paralelos. En otra modalidad, las corrientes de electrones de arcos se forman progresivamente sobre el primer y segundo electrodos de manera que los arcos atraviesan por lo menos 50% del volumen entre los electrodos en 10 segundos o menos. En una modalidad de mayor preferencia, los arcos atraviesan al menos 75% del volumen en 5 segundos o menos. En una modalidad preferida de la presente invención, se provee un método para tratar fluido con el fin de descomponer moléculas, tales como contaminantes, contenidas en el mismo. El método incluye los pasos de proveer primer y segundo electrodos; imprimir un voltaje a una frecuencia entre los electrodos; generar una pluralidad de corrientes de electrones de arco entre los electrodos; y pasar fluido entre los electrodos con lo cual el fluido se somete a las corrientes de electrones de arco. En una modalidad de la presente invención, el método incluye además los pasos de someter al menos 50% de fluido a por lo menos una de las corrientes de electrones de arco en un período de 10 segundos. En una modalidad de la presente invención, el primer electrodo del método incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones. La primera sección está colocada en proximidad más cercana al segundo electrodo que lo que está la segunda sección con el segundo electrodo. Las corrientes de electrones de arco se generan entre la primera sección y el segundo electrodo y también entre la segunda sección y el segundo electrodo. En una modalidad de la presente invención, el método incluye el paso de crear un gradiente de campo eléctrico entre el primer y segundo electrodos. El gradiente de campo eléctrico se aplica uniformemente al fluido con el fin de tratar moléculas arrastradas dentro del fluido. En una modalidad de la presente invención, el método incluye el paso de imprimir una diferencia de voltaje de al menos 20,000 voltios entre el primer y el segundo electrodos a una frecuencia de por lo menos 1 ,600 pulsos/minuto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entienden mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada de la invención con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: ' La figura 1 es una vista transversal de un aparato de corriente de electrones de arco, y un esquema de un sistema de generación de voltaje para suministrar voltaje al aparato, para descomponer moléculas en un fluido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 2 es una vista transversal fragmentada del aparato de corriente de electrones de arco de la figura 1 , la figura 3 es una vista posterior de una modalidad de un electrodo, que tiene una superficie escalonada, que se puede incluir en el aparato de la figura 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención, la figura 4 es una vista frontal del electrodo de la figura 3; la figura 5 es una vista lateral del electrodo de la figura 3; la figura 6 es una vista posterior de otra modalidad de un electrodo, que tiene una superficie más plana, que se puede incluir en el aparato de la figura 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 7 es una vista frontal del electrodo de la figura 6; la figura 8 es una vista lateral del electrodo de la figura 6; la figura 9 es una vista posterior de otra modalidad de un electrodo, que tiene una superficie escalonada con primera y segunda secciones en donde solamente se proveen aberturas en la primera sección, que se pueden incluir en el aparato de la figura 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 10 es una vista frontal del electrodo de la figura 9; la figura 11 es una vista lateral del electrodo de la figura 9; la figura 12 es una vista posterior de otra modalidad de un electrodo, que tiene una superficie con una primera sección plana y una segunda sección sesgada, que se pueden incluir en el aparato de la figura 1, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 13 es una vista frontal del electrodo de la figura 12; la figura 14 es una vista lateral del electrodo de la figura 12; la figura 15 es una vista posterior de otra modalidad de un electrodo, que tiene una superficie escalonada en donde la superficie no tiene aberturas, que se puede incluir en el aparato de la figura 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 16 es una vista frontal del electrodo de la figura 15; la figura 17 es una vista lateral del electrodo de la figura 15; la figura 18 es una vista lateral transversal de una modalidad de un aparato de corriente de electrones de arco, similar al mostrado en la figura 1 , pero que tiene electrodos colocados en lados opuestos del aparato de manera que el fluido pasa entre los electrodos, de conformidad con una modalidad de la presente invención; y la figura 19 es una vista lateral transversal de una modalidad de un aparato de corriente de electrones de arco, similar al mostrado en la figura 1 , pero que tiene un electrodo sin abertura y otro electrodo con aberturas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN A continuación se describirá la presente invención de manera más completa con referencia a los dibujos anexos en los cuales se muestran modalidades preferidas de la invención. Sin embargo, esta invención puede ser modalizada en muchas formas diferentes y no debe ser interpretada como limitada a las modalidades aquí expuestas. Estas modalidades ejemplares se proveen para que esta descripción sea cabal y completa, y que transmita totalmente el alcance de la invención a los expertos en la técnica.

La presente invención es un dispositivo para crear corrientes de electrones, en forma de arcos, y un gradiente de campo eléctrico para una variedad de propósitos. Uno de esos propósitos es para reducir contaminantes en un fluido. Otro propósito es para crear ozono que pueda ser utilizado en una variedad de aplicaciones. Como se utiliza en la presente y sin que sea interpretado como limitante, el término "fluido" incluirá aire ambiental, corrientes de gas de proceso, aire en interiores, escape, emisiones, gases, corriente de aire, y similares. En una modalidad, el dispositivo inventado cumple estos propósitos al ocasionar que corrientes de electrones de arco atraviesen entre electrodos. Específicamente, se ocasiona que las corrientes de electrones de arco "brinquen" desde una multitud de ubicaciones, desde un electrodo hacia el otro electrodo, para que las corrientes de electrones cubran sustancialmente el volumen completo entre los electrodos durante un período relativamente corto. Como resultado, virtualmente todas las moléculas entre los electrodos son sometidas a un impacto de electrón a molécula el cual descompone algunas de las moléculas en sus partes de componentes. Como tal, cuando el fluido que pasa entre los electrodos contiene contaminantes, el impacto de electrón a contaminante descompone los contaminantes en sus partes de componentes reduciendo así las emisiones. Las corrientes de electrones de arco también descomponen moléculas de oxígeno dentro del fluido, formando de esta manera ozono que puede ser utilizado en una variedad de aplicaciones.

En una modalidad, la presente invención también aplica un gradiente de campo eléctrico al fluido con el fin de descomponer adicionalmente moléculas de contaminantes en el fluido. En general, el gradiente de campo eléctrico se aplica de manera uniforme para que ningún fluido escape del tratamiento. Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, en una modalidad de la presente invención, el aparato inventado 10 comprende un cuerpo 12; primer y segundo electrodos 14 alojados dentro del cuerpo 12 y espaciados en una distancia; un sistema de generación de voltaje 18 (figura 1) para imprimir voltaje, a una frecuencia, entre los electrodos 14 y por lo menos un conductor 20 para suministrar voltaje, desde el sistema de generación de voltaje 18 hacia al menos uno de los electrodos 14. El cuerpo 12 y electrodos 14 definen una cámara 21 (figura 1) entre los mismos en la cual se trata el fluido que pasa. Los electrodos 14 se pueden fijar de manera removible dentro del aparato 10 a través de un anillo de retención 22 (figura 1 ). Opcionalmente, se puede proveer un aspa 23 con el fin de mejorar el movimiento dinámico del fluido a través del aparato 10. Los electrodos 14 de preferencia tienen la misma configuración y por lo tanto, son intercambiables. Puesto que los electrodos 14 pueden tener la misma configuración, se utilizan los mismos números de referencia para identificar elementos estructurales comunes de los electrodos. No obstante, el primer y segundo electrodos 14 pueden tener diferentes configuraciones, según lo descrito más adelante y lo mostrado en modalidades alternativas.

Por consiguiente, las subpartes a los números de referencias, tales como "a", "b", o similares, se utilizan para identificar modalidades alternativas. Los electrodos 14 se forman de un material capaz de permitir que se imprima una diferencia de voltaje entre los electrodos 14. Aunque no se interpretará como limitante, los materiales adecuados en los cuales se pueden formar los electrodos 14 incluyen acero inoxidable, aleación de cromo y magnesio, en donde se prefiere el acero inoxidable debido a su resistencia, a su carácter resistente a la corrosión, y propiedades conductoras. Los electrodos 14 están dispuestos en el cuerpo 12, en comunicación paralela entre sí, y de una manera tal que todo el fluido pasa entre los electrodos 14. En una modalidad preferida, el fluido pasa a través de aberturas 24 en el primer electrodo 14, a través de la cámara 21 entre los electrodos 14 y posteriormente sale a través de las aberturas 24 en el segundo electrodo 14, como se indica con las flechas ilustradas en la figura 1. En las diversas modalidades, los números de referencia 24, 24a, 24b y 24c se refieren de manera general a todas las aberturas en el electrodo respectivo. Haciendo referencia a las figuras 1-4, las aberturas 24 en los electrodos 14 permiten que el fluido pase a través del aparato para tratamiento. Se prefiere que las aberturas 24 sean cilindricas, es decir, que tengan una altitud y una sección transversal circular a lo largo de su altitud y que el patrón, configuración y tamaño de las aberturas 21 sean los mismos en cada uno de los electrodos 14. Sin embargo, las aberturas 24 no están limitadas a algún tamaño, configuración, disposición, forma, número o patrón particular. Tampoco se requiere que las aberturas 24 sean las mismas en cada uno de los electrodos 14. Como se utiliza en la presente, el área transversal de una abertura se mide en un plano perpendicular a la altitud de la abertura, sin considerar la forma de la abertura. En general, el mejor movimiento de corriente de electrones a través de toda la cámara 21 se consigue al incrementar el número de aberturas 24. Como tal, los electrodos 14 que tienen un mayor número de aberturas más pequeñas se prefieren con respecto a los que tienen menos aberturas más grandes. También se prefiere que las aberturas 24 permitan de manera suficiente el flujo de fluido libre a través del aparato con el fin de evitar que se origine contrapresión. Haciendo referencia a las figuras 6-8, se ilustra una modalidad alternativa de un electrodo 14a que tiene una primera superficie plana 28a, una segunda superficie 29a y una superficie de perímetro 30a, en donde las aberturas 24a se extienden a través del electrodo 14a desde la primera superficie 28a hacia la segunda superficie 29a. Un par del electrodo 14a se puede colocar dentro del cuerpo 12 (la siguiente descripción se refiere a la figura 1 como si los electrodos 14a se ilustraran en la misma en lugar de los electrodos 14) de manera que la primera superficie 28a de cada uno mirara entre sí y sean paralelas. Debido a que todas las porciones de la primera superficie 28a de cada electrodo son equidistantes entre sí, y como regla general, la formación de arcos típicamente ocurre entre los puntos más cercanos, las corrientes de electrones de arco son incitadas a brincar desde una multitud de ubicaciones entre los electrodos 14a. No obstante que la formación de arcos ocurre en todo el volumen entre electrodos 14a, en la práctica, los solicitantes han determinado que al momento de utilizar los electrodos 14a que tienen primeras superficies paralelas, planas, opuestas 28a, los arcos tienden a formarse de manera más frecuente cerca del perímetro del electrodo 14a (es decir, más cerca de una superficie interior 40 del cuerpo 12), en lugar de formarse igualmente a través de los electrodos 14a (es decir, a través de todo el volumen de la cámara 21) según se desee. Se tiene la teoría de que esta tendencia de que las corrientes de electrones de arcos se reúnan cerca de la superficie interior 40 del cuerpo 12 se debe a movimiento de fluido más lento cerca de la superficie interior 40 que en el centro de la cámara 21 , debido a que en general, la formación de arcos ocurre más fácilmente a través de fluido de movimiento más lento. Como tal, cuando ocurre la formación de arcos no solamente depende de la distancia entre los electrodos sino también en las velocidades de flujo de fluido dentro de la cámara 21. Haciendo referencia a las figuras 3-5, se ilustra una modalidad preferida del electrodo 14 para superar la tendencia de que las corrientes de electrones se reúnan cerca de la superficie interior 40 del cuerpo 12 (figura 1). El electrodo 14 comprende una primera superficie 28, una segunda superficie 29 y una superficie de perímetro 30, en donde la primera superficie 28 ¡ncluye una primera sección plana 32 y una segunda sección plana 34. La primera sección 32 se extiende desde la segunda sección 34 a través de una sección de transición dirigida hacia fuera 38. Las aberturas 24 se proveen a través del electrodo 14, desde la primera superficie 28 hacia la segunda superficie 29. Aunque no se requiere, es preferible que las aberturas 35 en la primera sección 32 sean más grandes que las aberturas 36 en la segunda sección 34 y que las aberturas 36 de la segunda sección sean numerosas y estén colocadas de manera más cercana con el fin de mejorar el flujo de escape volumétrico cerca de la superficie interior 40 (figura 1 ) del cuerpo 12. La segunda sección 34 forma un perímetro alrededor de la primera sección 32 y está configurada para ser colocada adyacente a la superficie interior 40 del cuerpo 12 (figura 1 ). La sección de transición 38 proyecta de manera perpendicular la primera sección 32 desde la segunda sección 34. Como tal, la primera y segunda secciones 32, 34 de los electrodos 14 son paralelas entre sí mientras que la sección de transición 38 es normal a la primera y segunda secciones 32, 34. Haciendo referencia a la figura 1 , cuando están en posición operacional dentro del cuerpo 12, los electrodos 14 están configurados para que las primeras secciones 32 de los electrodos 14 estén más cercana entre sí que sus segundas secciones 34. Al tener primeras superficies escalonadas 28, se induce una sólida formación de arcos en la totalidad de la primera y segunda secciones 32, 34 del electrodo y por consiguiente, los arcos eléctricos ocurren en toda la cámara 21. Se entenderá que el término segunda sección, como se utiliza en la presente, se refiere a la porción efectiva de la segunda sección. Esto es, la porción de la segunda sección que está expuesta para comunicarse con el electrodo opuesto, a diferencia de cualquier porción restante que es bloqueada por el cuerpo 12, tal como la porción que está siendo utilizada para sostener el electrodo 14 en posición dentro del cuerpo 12. Además, como se utiliza en la presente, los términos "escalonado" y "escalón" incluyen cualquier configuración de electrodo que comprende una primera superficie que tiene primeras y segundas secciones, en donde la primera sección está dispuesta de manera más externa que la segunda sección de manera que las corrientes de electrones de arco se forman tanto en la primera como en la segunda sección. Por consiguiente, las modalidades de electrodo ilustradas en las figuras 1-5, 9-19 se consideran electrodos escalonados. Haciendo referencia a la figura 1 , se tiene la teoría de que la primera sección proyectada 32 facilita un fuerte movimiento de arcos al producir un espacio más pequeño entre las primeras secciones 32. Este espacio más pequeño requiere menos diferencia de voltaje para que se forme una corriente de electrones de arco que un mayor espacio entre las secciones del segundo electrodo 34 y como tal, desplaza el efecto de tener un movimiento de gas más lento cerca de la superficie interior 40 del cuerpo. De manera ideal, la altura de los escalones se ajusta para que el voltaje requerido de descarga en las primeras secciones 32 sea aproximadamente el mismo que el voltaje de descarga para la distancia de separación más extensa entre las segundas secciones 34 en donde el flujo de fluido es más lento.

Las dimensiones específicas de los electrodos 14, y la separación entre ellos, dependen del carácter del fluido, su velocidad de flujo, el voltaje y frecuencia aplicados, entre otros factores. Sin que se consideren como limitantes, a continuación se presentan ejemplos de configuraciones preferidas de electrodos. En un ejemplo, el área transversal de la primera superficie 28 de electrodo es suficiente para abarcar la sección transversal de la cámara 21 de manera que todas las emisiones que pasan a través del cuerpo 12 necesariamente pasan a través de los electrodos 14, como se muestra en la figura 1. Haciendo referencia a las figuras 4 y 5, la primera y segunda secciones 32, 34 del electrodo 14 son concéntricas con la segunda sección 34 formando un anillo alrededor de la primera sección circular 32. La segunda sección 34 tiene un tramo radial Xi de aproximadamente 3.2 mm o más de manera que la primera sección 32 está separada en al menos 3.2 mm de la pared interior 40 cuando el electrodo 14 está colocado dentro del cuerpo 12 (figura 1 ). Y, la primera sección 32 es proyectada por la sección de transición 36 en una distancia Y-i de aproximadamente 1.6 mm o más, y de preferencia 3.2 mm o más de la segunda sección 34. Además, el diámetro X2 de la primera sección 32 de preferencia es de al menos 25.4 mm, de preferencia al menos 50.8 mm, sin embargo, el diámetro particular dependerá de la aplicación del aparato. En general, se prefiere que el área de la primera sección 32 sea de al menos 5.0 cm2, y de preferencia al menos 20.26 cm2 mientras que el área efectiva de la sección 34 de preferencia es de al menos 2.84 cm2, y de preferencia al menos 5.36 cm2. Continuando con los ejemplos, y sin interpretarlos como limitantes, los electrodos 14 están separados una distancia de manera que la distancia entre las primeras secciones 32 de preferencia es de al menos 9.5 mm y la distancia entre las segundas secciones es de al menos 15.8 mm. La configuración y separación de electrodos antes descrita es adecuada para tratar escape automotriz. Cabe señalar que aunque se dan ejemplos específicos, se pueden obtener excelentes resultados a pesar de apartarse de estas configuraciones y distancias establecidas. Además, aunque la configuración de electrodos y la separación entre los electrodos 14 puede variar dependiendo de la aplicación del aparato, las enseñanzas en la presente para crear corrientes de electrones de arco permanecen consistentes. Sin interpretarse como limitantes, las figuras 6-17 ilustran modalidades alternativas de electrodos que se pueden utilizar en el aparato inventado. En general, aparte de las diferencias notadas, la descripción anterior y ejemplos aplican a las siguientes modalidades. En mayor detalle de la modalidad previamente descrita con referencia a las figuras 6-8, el electrodo identificado con el número de referencia 14a es similar ai electrodo 14 descrito con referencia a las figuras 3-5, pero en donde la primera y segunda secciones 32a, están en el mismo plano. El electrodo 14a incluye una primera superficie 28a, una segunda superficie 29a, una superficie de perímetro 30a y aberturas 24a que se extienden desde la primera superficie 28a hacia la segunda superficie 29a. En esta modalidad, la segunda sección 34a es la porción anular que tiene aberturas más pequeñas 36a que rodean el perímetro de la primera sección circular 33a que tiene más aberturas más grandes 35a. En otra modalidad (no mostrada) el electrodo 14a se puede proveer con aberturas solamente a través de la primera sección. Las figuras 9-11 ilustran una modalidad de un electrodo 14b que es similar al electrodo 14 descrito con referencias a ias figuras 3-5, que incluye una primera superficie 28b, una segunda superficie 29b, y una superficie de perímetro 30b. La primera superficie 28b comprende una primera sección 32b, una segunda sección 34b y una sección de transición 38b. Sin embargo, las aberturas 24b se proveen solamente a través de la primera sección 32b y no a través de la segunda sección 34b. Las figuras 12-14 ¡lustran una modalidad y un electrodo que está identificado con el número de referencia 14c que es similar al electrodo 14 con referencia a las figuras 3-5, que incluye una primera superficie 28c, una segunda superficie 29c, y una superficie de perímetro 30c. Sin embargo, la primera superficie 28c comprende una primera sección plana 32c y una segunda sección sesgada 34c. Las aberturas 24c, 35c, 36c se proveen a través de la primera sección 32c y la segunda sección 34c. Como otra modalidad (no mostrada), la primera sección sesgada puede ser en cambio cóncava o convexa.

Cualquiera de los electrodos descritos en la presente también se puede formar sin tener aberturas. Por ejemplo, el electrodo descrito con referencia a las figuras 3-5 se puede configurar sin aberturas, como se ilustra en ias figuras 15-17. Además de que el electrodo 14d no tiene aberturas, los elementos (referidos con 14d, 28d, 29d, 32d, 34d, y 38d) son los mismos que el elemento correspondiente (14, 28, 29, 32, 34 y 38) de las figuras 3-5. Tales electrodos se pueden utilizar cuando la colocación de los electrodos permita incluso que el fluido pase entre los mismos. Por ejemplo, la figura 18 ilustra una modalidad en donde los electrodos 14d sin aberturas, tales como el electrodo descrito de acuerdo con las figuras 15-17, están colocados en lados opuestos de un cuerpo 12d. El fluido que pasa (identificado con una flecha) es tratado mediante corrientes de electrones de arco (no mostradas) que son generadas entre los electrodos 14d. Se entenderá que cualquiera de los otros electrodos descritos se puede colocar en lados opuestos del cuerpo 12d. La figura 19 ilustra otro ejemplo en el cual no se requieren aberturas a través de un electrodo. Aquí, el cuerpo 12f está provisto con un paso P1 a través del cual el fluido (identificado con una flecha) puede pasar alrededor de un electrodo, tal como el electrodo 14d descrito de conformidad con las figuras 15-17 con el fin de ser sometido a corrientes de electrones de arco (no mostradas). La figura 19 también ¡lustra que los diferentes electrodos pueden ser pareados en conjunto. En este ejemplo, el electrodo 14d está siendo pareado con un electrodo que tiene aberturas a través de su segunda sección tal como el electrodo 14b que se describe de conformidad con las figuras 9-11. Para cada una de las modalidades de electrodos, aunque se prefiere que la segunda sección sea plana, también puede ser ligeramente convexa o incluso tener golpes, depresiones u ondulaciones menores. El solicitante también tiene la teoría de que la fuerte formación de arcos ocurre con una segunda sección ligeramente conexa debido a que el potencial para formación de arco originado por la cercana proximidad entre el centro de los electrodos es desfasado por el flujo de fluido más lento cerca de la superficie interior 40 del cuerpo 12 (figura 1). Además, los electrodos aquí descritos pueden tener una sección transversal además de circular. Por ejemplo, la primera sección y/o la segunda sección de los electrodos pueden tener una sección transversal ovalada, una sección transversal rectangular, u otra sección transversal. Para cada modalidad de electrodo se prefiere que el electrodo sea formado como un cuerpo unitario a través de métodos convencionales, tales como mediante maquinado o colado. Se cree que un electrodo que tiene una construcción unitaria provee en el mismo un mejor movimiento de arco. Los solicitantes tienen la teoría de que si el electrodo estuviera hecho de secciones separadas que estuvieran unidas, los espacios intersticiales entre las secciones pueden reducir la formación de corrientes de electrones de arco. Se hace referencia en general a las aberturas en los electrodos.

Las aberturas 24 se pueden proveer solamente en la primera sección 32 (figura 7) o en la primera y segunda secciones 32, 34 (figura 4). Las aberturas no necesitan tener el mismo tamaño. Por ejemplo, el tamaño de las aberturas en la primera o segunda sección puede variar. Además, las aberturas 24 en la primera sección 32 pueden tener un tamaño diferente que las aberturas 24 en la segunda sección 34. En general, se considera que tener aberturas más pequeñas 24 en la segunda sección 34, en comparación con aquellas en la primera sección 32, provee un mejor movimiento de corrientes de electrones de arco. Cualquiera de esas ventajas se puede deber a un efecto venturi ocasionado por dicha disposición de aberturas 24 y/o por permitir el flujo de fluido incrementado cerca de la superficie interior 40 del cuerpo 12 (figura 1). Haciendo referencia a la figura 1 , la cámara 21 es un volumen definido por el cuerpo 12 y los electrodos 14 en donde se trata el fluido que pasa. El volumen de cámara preferido es cilindrico con una sección transversal que tiene aproximadamente el mismo tamaño que los electrodos encerrados 14. La forma de la cámara 21 acomoda los arcos y un gradiente de campo eléctrico a través de toda la cámara 21. Esto es, se prefiere que no haya estructura u obstrucción dentro de la cámara 21 entre los electrodos 14. El cuerpo 12 está construido de un material, preferiblemente una cerámica, capaz de prevenir penetración de voltaje entre cualquiera de los electrodos 14 y cualquier estructura conductora que esté fuera del cuerpo 12. Las cerámicas adecuadas incluyen cordierita y esteatita, entre otras. La esteatita es un aislante excelente, que tiene propiedades eléctricas favorables. La cordierita es resistente al rompimiento contra choque térmico y como tal, tiene utilidad cuando el cuerpo 12 es sometido a cambios de temperatura repentinos debido a la aplicación específica. Opcionalmente, la superficie interior del cuerpo 12 puede estar acristalada para obviar formación de residuos. El acristalamiento es particularmente útil en aplicaciones de fluido "húmedo", como por ejemplo cuando el aparato será utilizado para tratar fluido de una fuente de diesel. Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se puede proveer un alojamiento protector 60 para proteger el cuerpo 12 de ser dañado por su ambiente. El alojamiento 60 también facilita la fijación del aparato 10 a la fuente que es tratada. En el contexto de uso automotriz, un alojamiento típico 60 incluye una cubierta de metal 62 que encierra el cuerpo 12 en donde la cubierta de metal 62 está adoptada para fijación al tubo de escape de un automóvil. Se puede disponer una barrera de vermiculita 64 entre el cuerpo 12 y cubierta 62, que llene el espacio entre los mismos, para reducir la vibración. Haciendo referencia a la figura 1 , se ilustra una modalidad preferida de un sistema de generación de voltaje 18 para imprimir voltaje entre los electrodos 14 a una frecuencia deseada, y de una manera tal que se generen las corrientes de electrones de arco. El sistema de generación de voltaje 18 incluye transductores 50 para suministrar señales a un sensor 52 con respecto a la fuente de fluido, condiciones ambientales y/o carácter del fluido. Por ejemplo, con respecto a un vehículo, se puede identificar la condición de operación del motor y características del fluido. El sensor 52 integra todas las señales en un análisis de situación cohesivo. El análisis de situación es transmitido desde el sensor 52, sobre trayectorias de información 54, hacia un controlador de voltaje 56 en donde el análisis de situación se convierte en un conjunto de comandos. El conjunto de comandos es dialogado a través de canales de dos vías 58 a un generador de voltaje 61 para dictar al generador de voltaje 61 cómo generar la frecuencia de arco óptima, duración e intensidad. Los canales 58 son de dos vías de manera que el generador de voltaje 61 y el controlador de voltaje 56 se comunican en cuanto a la dinámica de la generación de voltaje, debido que las condiciones de resistencia de arco cambian sobre una base de arco a arco. Esto es, el generador de voltaje 61 comunica al controlador de voltaje 56 si se están generando arcos óptimos. El controlador de voltaje 56, después de recibir esta información, envía un nuevo conjunto de comandos de vuelta al generador de voltaje 61 para generar el siguiente arco. Toda la secuencia de hacer que el sensor 52 reciba información en cuanto a la condición de la fuente, ambiente y fluido, transmitir esa información al controlador de voltaje 56, el cual a su vez instruye al generador de voltaje 61 sobre cómo generar frecuencia óptima, duración y arcos de intensidad, continúa de manera indefinida. La secuencia asegura que los arcos se optimicen continuamente para tratamiento de fluido máximo, pero sin consumir energía excesiva.

Se entenderá que ios sistemas de generación de voltaje dinámicos diferentes a los descritos en la modalidad preferida también pueden ser convenientes. Como otra alternativa, el aparato puede utilizar un sistema de generación de voltaje "fijo". Esto es, un sistema de generación de voltaje se puede configurar para aplicar un voltaje predeterminado entre los electrodos 16. Como una opción adicional, el voltaje se puede imprimir entre los electrodos 16 a una frecuencia constante. El voltaje aplicado puede ser cualquiera de AC o DC. No obstante, típicamente se utilizará la energía DC debido a que permite que la fuente de energía sea una batería. Por ejemplo, en un contexto automotriz, el sistema de generación de voltaje puede ser activado por una batería de coche. Incluso como otra opción, la polaridad del voltaje se puede invertir a la mitad a través de descarga de manera que las corrientes de electrones de arco se originen desde un electrodo, posteriormente se completa la trayectoria desde el otro electrodo. En una modalidad, el voltaje se aplica a un electrodo mientras que el otro electrodo está conectado a tierra. Por ejemplo, el sistema de generación de voltaje 18 se puede fijar de manera operativa a cualquiera del primero o el segundo electrodo mientras el electrodo restante está conectado a tierra.

En otra modalidad, los electrodos 14 pueden ser eléctricamente "flotantes". Esto es, ningún electrodo 14 está conectado a tierra. En cambio, los electrodos 14 están unidos de manera operacional al sistema de generación de voltaje 18 con lo cual el sistema 18 aplica una diferencia de voltaje entre los electrodos 14. Se pueden obtener varias ventajas al flotar los electrodos 14. Una ventaja es que se elimina la interferencia con el sistema a tierra de la fuente a la cual se aplica el aparato de tratamiento 10. Muchas máquinas, tales como por ejemplo, automóviles, dependen de un sistema conectado a tierra no comprometido para operar de manera confiable. Por lo tanto, la actualización y conexión a tierra del aparato de tratamiento 10 con el sistema de conexión a tierra original puede alterar la función del automóvil. Otra ventaja de flotar los electrodos 14 es que la interferencia electromagnética (EMI) ocasionada por los conductores 20 puede ser parcialmente cancelada al disponer los conductores en cercana proximidad entre sí. La cancelación de EMI es importante en aplicaciones automotrices y otras aplicaciones las cuales están integradas con electrónica susceptible a EMI debido a que EMI puede afectar de manera adversa dicha electrónica. Por ejemplo, en aplicaciones automotrices, EMI puede ocasionar que se envíen falsas señales a las computadoras y a la electrónica automotriz. La cancelación de EMI se puede proveer al correr los conductores 20 en direcciones cercanas, paralelas pero opuestas. Esto es, EMI se puede reducir significativamente al mantener los conductores en marcha positivos y negativos tan cercanos como sea posible, debido a que la EMI generada por el conductor positivo sería parcialmente cancelada por la EMI del conductor negativo, de retorno. Mientras más cerca se coloquen los conductores, mejor será la cancelación de EMI. En contraste, al conectar un conductor a tierra, ocurre una cancelación de EMI muy pequeña debido a que la trayectoria de retorno es literalmente el vehículo completo. De esta manera, los conductores no pueden coincidir en paralelo para cancelar la EMI. En operación, el sistema de generación de voltaje imprime un voltaje entre las rejillas a una frecuencia para tratar el fluido que pasa a través del aparato de tratamiento. Los resultados preferidos para reducción de contaminantes ocurre a una diferencia de voltaje inicial imprimida entre los electrodos de al menos 20,000 voltios a una velocidad de pulso de al menos 1 ,600 pulsos por minuto. Preferiblemente, el voltaje inicial se imprime en la escala de 40,000 voltios a 100,000 voltios a una frecuencia de 1 ,600 a 10,000 pulsos por minuto. Por lo general, el voltaje en marcha es de aproximadamente 1/3 a 2/3 del voltaje inicial. Como se utiliza en la presente, "voltaje inicial" es un voltaje de espacio imprimido durante el inicio del aparato de tratamiento. En tanto que, "voltaje en marcha" es el voltaje de espacio imprimido durante la operación continua del aparato de tratamiento. No obstante las escalas anteriores, el voltaje óptimo y velocidad de pulso variarán dependiendo de las características del fluido, velocidad de flujo de fluido, criterios de operación de la fuente, condiciones ambientales, o similares. En general, un fluido más húmedo, tales como emisiones de un motor de combustión interna de diesel, requieren un mayor voltaje y frecuencia de pulso que las emisiones de combustibles más ligeros, tales como gasolina sin plomo o propano. Para efectos ejemplares y sin interpretarse como limitante, en el contexto de reducción de contaminantes en escape de un automóvil, el voltaje inicial preferido imprimido entre los electrodos es de al menos 20,000 voltios a una velocidad de pulso de al menos 3,000 pulsos/minuto/cilindro. Por ejemplo, con un motor de combustión interna automotriz activado con gasolina de seis cilindros, se prefiere una diferencia de voltaje entre 40,000 a 60,000 voltios a 18,000 a 48,000 pulsos por minuto para optimizar la reducción de contaminantes. Haciendo referencia a la figura 1 , al aplicar las condiciones de operación antes establecidas a cualquiera de las modalidades de electrodos mencionadas anteriormente, de manera sorprendente, se ocasiona que una multitud de corrientes de electrones de arco "brinquen" de una multitud de ubicaciones desde el primer electrodo 14 hacia el segundo electrodo 14, de manera que las corrientes de electrones cubren sustancialmente todo el volumen 21 entre los electrodos 14 dentro de un período relativamente corto. Al hacer esto, sustancialmente todo el fluido que pasa es bombardeado por una o más de las corrientes de electrones. Por consiguiente, casi todo el fluido es sometido a un impacto de electrón a molécula el cual descompone las moléculas en el fluido en sus partes de componente, ocasionando que se origine una cantidad importante de ozono y ocasionando que se descompongan los contaminantes dentro del fluido. Sin interpretarse como limitante, de preferencia al menos 50%, preferiblemente al menos 75%, y particularmente al menos 90% del fluido se somete directamente a una corriente de electrones de arco antes de salir de la cámara de tratamiento 21. De manera similar, las corrientes de electrones de arco atraviesan de preferencia al menos 50%, preferiblemente al menos 75%, y particularmente al menos 90% del volumen de cámara 21. El período preferido para que las corrientes de electrones de arco atraviesen el volumen antes indicado es preferiblemente 10 segundos o menos, de preferencia 5 segundos o menos, y particularmente 3 segundos o menos. En general, se prefiere que las corrientes de electrones de arco atraviesen el volumen de cámara en los porcentajes de volumen antes indicados en un período que sea inferior al tiempo necesario para que las moléculas del fluido ingresen y luego salgan de la cámara 21. Tampoco se esperaba que no solamente se ocasionara que los arcos 70 se "movieran" a través de la cámara 21 , también son incitados a moverse a través de la cámara 21 en un "agrupamiento". Como se utiliza en la presente, un agrupamiento de arcos 70 es un agrupamiento de corriente de electrones de arco que están en cercana proximidad entre sí, de manera que los arcos generalmente aparecen como un gran arco. El agolpamiento de arcos 70 de preferencia tiene un "diámetro" D1 de al menos 6.3 mm y preferiblemente al menos 12.7 mm. Como se utiliza en la presente, el término "diámetro", cuando está asociado con el término agrupamiento 70, se refiere a un diámetro promedio del agrupamiento 70 debido a que la sección transversal del agrupamiento solamente se aproxima a un círculo. Se tiene la teoría de que el movimiento de las corrientes de electrones de arco 70 a través de la cámara 21 se debe en parte a un mecanismo refractario. El mecanismo refractario drena los electrodos disponibles de un área refractaria en el electrodo 14 mediante la operación de calentamiento, agotando electrones del área refractaria, y reduciendo iones de gas en el área inmediata alrededor del área refractaria, debido a una reciente descarga. De esta manera, el mecanismo refractario eleva el voltaje de descarga requerido en un área refractaria a partir de donde recién se ha formado un arco. Como resultado de este proceso de elevación de voltaje refractario, es más probable que el siguiente arco se forme a partir de otra ubicación en el electrodo 70 que del área refractaria. El efecto del mecanismo refractario generalmente dura de fracciones de un segundo a segundos, tiempo después del cual el área refractaria gradualmente disminuye hasta convertirse en un área que es igualmente probable que origine un arco desde la misma. En los voltajes y frecuencias de arcos antes descritas, cada nuevo arco se formará sobre un área progresivamente diferente antes de regresar finalmente al área original. Durante la formación de arcos continua, los electrodos 14 son atrapados en áreas refractarias, cada uno en un nivel diferente de disminución. De esta manera, los arcos progresarán uniformemente sobre toda la primera superficie 28 del electrodo antes de regresar al área de inicio y repetir ei procedimiento. En general, al ajustar la frecuencia de arco suficientemente alta, la progresión de arco consecutiva cubre la primera superficie 28 completa de los electrodos 14, y el volumen de cámara 22 entre los electrodos 14, en menos tiempo de lo que lleva hacerlo a las moléculas del fluido a través de la cámara. Al formar arcos de manera consecutiva a través de toda la cámara 21 , cada molécula de fluido se someterá a uno o más arcos desde la cercana proximidad antes de salir del aparato de tratamiento 10. Cabe señalar que la efectividad de un arco depende de la intensidad y duración del arco, los cuales son controlados por el voltaje y frecuencia aplicados. Se toma la intensidad del arco para referirse a la velocidad de flujo de electrones a través del volumen entre los electrodos. Como una regla inicial, para cualquier distancia de arco a molécula de gas, mientras más elevada sea la intensidad y duración del arco, mayor será la acción de limpieza del arco. Sin embargo, se llega a un punto de disminuir los retornos, en donde los incrementos adicionales en la intensidad y duración del arco ocasionan de manera progresiva una menor acción de limpieza mientras que requiere más energía eléctrica. Se cree que el mecanismo refractario junto con los electrodos 14 que están separados a diferentes distancias entre sus primeras y segundas secciones 32, 34 proveen el movimiento fuerte preferido del agrupamiento de arcos a lo largo de los electrodos 14 y a través de la cámara 21. Se cree además que en donde el mecanismo refractario, según lo dictaminado por las entradas de voltaje y frecuencia, ocasiona que la formación de arco se mueva progresivamente a lo largo de los electrodos 14 y a través de la cámara 21 , y que las primeras y segundas secciones 32, 34 ayudan a ocasionar que los arcos se muevan a lo largo de los electrodos 14 y cámara 21 al evitar que los arcos se formen de manea desproporcionada cerca de la superficie interior 40 del cuerpo12. El aparato 10 también trata al fluido con un gradiente de campo eléctrico. En general, el gradiente de campo eléctrico se aplica de manera unidireccional y uniforme. Por uniforme, se reflere que el gradiente de campo eléctrico, en todos los puntos desde una distancia determinada a partir de la primera superficie del electrodo 28, sea aproximadamente la misma. El gradiente de campo eléctrico uniforme proviene de la geometría de los electrodos 14 y el potencial de voltaje entre los electrodos 14. A medida que las moléculas pasan a través de las aberturas 24 en el primer electrodo 14, son sometidas de manera inmediata y uniforme al gradiente de voltaje de campo eléctrico. Esta exposición generalmente se aplica de manera uniforme de igual manera en todas las moléculas para el recorrido completo a través de la cámara 21 hasta que salen de la cámara 21 a través de las aberturas 24 en el segundo electrodo 14. Haciendo referencia a la figura 2, cuando se utilice el aparato inventado 10 para reducir contaminantes en un fluido al reducir los contaminantes en el mismo, también se puede utilizar un catalizador 74 para tratar adicionalmente el fluido. El catalizador 74 puede ser portado sobre estratos, tales como estratos de sílice o de metal en forma de panal, a través de los cuales pasa el fluido. Por ejemplo, en un contexto automotriz, se puede utilizar un convertidor catalítico con el catalizador 74 siendo un metal noble tal como paladio, platino o rodio. A través de las pruebas, los solicitantes han verificado que el uso del aparato de tratamiento 10 junto con un convertidor catalítico convencional produce resultados impresionantes, reduciendo contaminantes de emisiones de automóviles por debajo de los niveles que se pueden obtener a través del convertidor catalítico sólo. Además, también se obtuvieron resultados asombrosos cuando el aparato de tratamiento 10 se utilizó con un convertidor catalítico convencional debidamente desgastado. El desgaste es el procedimiento a través del cual el convertidor catalítico es destruido para determinar su vida de anaquel garantizada en un vehículo. A pesar del convertidor catalítico desgastado, se obtuvo una excepcional reducción de contaminantes así como una vida prolongada del convertidor catalítico. Adicionalmente, el dispositivo de tratamiento 10 también provee una drástica reducción de emisiones incluso cuando se utiliza en un convertidor catalítico que tiene una cantidad significativamente reducida de catalizador. Por ejemplo, se obtienen reducciones de emisiones sustanciales aún cuando la cantidad de catalizador en un convertidor catalítico se reduce de una cantidad típica de una onza troy a 1/10 de una onza troy.

Cabe señalar que se pueden agregar componentes adicionales a la presente invención. Por ejemplo, se pueden agregar electrodos adicionales en serie para tratar adicionalmente fluidos que pasan a través del mismo.

Como otro ejemplo, se puede administrar gas ionizado al sistema con el fin de mejorar adicionalmente la reducción de contaminantes a través del aparato. Más aún, la alta concentración de ozono producida por el aparato 10 se puede utilizar para una variedad de propósitos. Por ejemplo, el ozono creado al pasar aire ambiental a través del aparato 10 se puede utilizar para purificar aire, eliminar bacterias, o inyectar en un cilindro de motor de combustión con el fin de mejorar la combustión en el mismo. Lo anterior provee una descripción detallada de modalidades ejemplares de la presente invención. Aunque se ha descrito un aparato de corriente de electrones de arco y métodos para utilizar el mismo con referencia a modalidades preferidas y ejemplos de la misma, otras modalidades y ejemplos pueden desempeñar funciones similares y/o alcanzar resultados similares. Todas esas modalidades y ejemplos equivalentes están dentro del espíritu y alcance de la presente invención y pretenden ser abarcadas por las siguientes reivindicaciones.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un aparato para crear corrientes de electrones de arco para tratar un fluido, que comprende: un primer electrodo; un segundo electrodo separado de dicho primer electrodo por una distancia y que define un volumen entre dichos primer y segundo electrodos; una fuente de voltaje adaptada para imprimir un voltaje entre dichos primer y segundo electrodos; y en donde una pluralidad de corrientes de electrodos de arco se genera entre dichos primer y segundo electrodos.

2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, en donde dicha primera sección está más cercana en proximidad a dicho segundo electrodo que dicha segunda sección.

3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque las corrientes de electrones de arco se forman entre dicha primera sección y dicho segundo electrodo y entre dicha segunda sección y dicho segundo electrodo.

4.- El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicha primera sección tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de dicho primer electrodo.

5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicha segunda sección tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de dicho primer electrodo.

6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie escalonada.

7.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, en donde dicha primera sección está en un primer plano y dicha segunda sección está en un segundo plano.

8.- El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque dicha primera sección es paralela a dicha segunda sección.

9.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones y una sección de transición entre dichas primera y segunda secciones, en donde dicha transición proyecta dicha primera sección hacia fuera desde dicha segunda sección.

10.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos primer y segundo electrodos son eléctricamente flotantes.

11.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, en donde dicha segunda sección está dispuesta hacia fuera del perímetro de dicha primera sección.

12.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las corrientes de electrones de arco se forman progresivamente sobre dichos primer y segundo electrodos con lo cual las corrientes de electrones de arco atraviesan al menos 50% del volumen en 10 segundos o menos.

13.- El aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque las corrientes de electrones de arco atraviesan al menos 75% del volumen en 5 segundos o menos.

14.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, en donde dicha primera sección es plana y tiene un área que es al menos de 5.03 cm2.

15.- Un método para crear corrientes de electrones de arco para tratar un fluido, el método comprende los pasos de: proveer primer y segundo electrodos; imprimir un voltaje a una frecuencia entre dichos primer y segundo electrodos; generar una pluralidad de corrientes de electrones de arco entre dichos primer y segundo electrodos; pasar un fluido entre dichos primer y segundo electrodos; y someter al fluido a la pluralidad de corrientes de electrones de arco.

16.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye adicionalmente el paso de someter al menos 50% de fluido a por lo menos una de las corrientes de electrones de arco en 10 segundos.

17.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque dicho primer electrodo incluye una primera superficie que tiene primera y segunda secciones, en donde las corrientes de electrones de arco se crean entre dicha primera sección y dicho segundo electrodo, y entre dicha segunda sección y entre dicho segundo electrodo, y en donde dicha primera sección está en proximidad más cercana a dicho segundo electrodo que lo que está dicha segunda sección con dicho segundo electrodo.

18.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque dicho primer electrodo ¡ncluye una primera superficie escalonada.

19.- Ei método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye adicionalmente el paso de crear un gradiente de campo eléctrico entre dichos primer y segundo electrodos en donde el gradiente de campo eléctrico se aplica uniformemente al fluido.

20.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque ¡ncluye adicionalmente el paso de imprimir un voltaje de al menos 20,000 voltios entre el primer y segundo electrodos a una frecuencia de al menos 1 ,600 pulsos/minuto.