MX2011010171A - Dispositivos formadores de gotitas para el tratamiento de fluidos y metodos para formar gotitas filtradas en un dispositivo de tratamiento de fluidos. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de tratamiento de fluidos incluye un alojamiento que tiene una porción superior que incluye un reservorio superior para recibir fluido no filtrado, una porción inferior que incluye un reservorio inferior para recibir fluido filtrado y una porción intermedia que incluye un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos. El sistema formador de gotitas para filtrado comprende un sistema de suministro con efecto de lluvia que recibe fluido desde el reservorio superior; el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

Description

DISPOSITIVOS FORMADORES DE GOTITAS PARA EL TRATAMIENTO DE FLUIDOS Y MÉTODOS PARA FORMAR GOTITAS FILTRADAS EN UN DISPOSITIVO DE TRATAMIENTO DE FLUIDOS CAMPO TÉCNICO La presente invención está dirigida, generalmente, a dispositivos de tratamiento de fluidos y, más particularmente, dispositivos de tratamiento de fluidos y métodos de uso para formar gotitas filtradas de fluido (es decir, de agua potable).

ANTECEDENTES El interés de los consumidores en beber agua continúa en aumento. Las ventas de agua embotellada y dispositivos para el tratamiento de agua, tales como jarras/garrafas, usados para filtrar agua son significativas. Por ejemplo, las ventas de agua embotellada en los Estados Unidos superaron los 8 billones de galones en 2006. Por lo tanto, los proveedores de agua potable y dispositivos para el tratamiento de agua trabajan diligentemente para intentar diferenciar sus productos de otros en la industria.

Los dispositivos domésticos para el tratamiento de agua incluyen dispositivos en línea (es decir, debajo del fregadero), dispositivos terminales (es decir, filtro de encimera o filtro para grifo) y sistemas independientes que procesan el agua por lotes. Los ejemplos de dispositivos por lotes son jarras/garrafas y reservónos más grandes, en donde se vierte el agua tratada, por ejemplo, desde un grifo. Los sistemas de tratamiento de agua por lotes se pueden incorporar, además, en otros dispositivos, tales como una cafetera. Estos sistemas independientes tienen, típicamente, una cámara superior y una inferior separadas por un cartucho del filtro y dependen de la gravedad para que el agua pase desde la cámara superior, a través del cartucho y hacia la cámara inferior para producir agua tratada.

En un aspecto, un dispositivo de tratamiento de fluidos incluye un alojamiento que tiene una porción superior que incluye un reservorio superior para recibir fluido no filtrado, una porción inferior que incluye un reservorio inferior para recibir fluido filtrado y una porción intermedia que incluye un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos. El sistema formador de gotitas para filtrado comprende un sistema de suministro con efecto de lluvia que recibe fluido desde el reservorio superior; el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

En otro aspecto, un dispositivo de tratamiento de fluidos incluye un alojamiento que tiene una porción superior que incluye un reservorio superior para recibir fluido no filtrado, una porción inferior que incluye un reservorio inferior para recibir fluido filtrado y una porción intermedia. En la porción intermedia hay un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos. El sistema formador de gotitas para filtrado incluye un medio de filtrado configurado para filtrar el fluido no filtrado desde la porción superior del alojamiento. Un sistema de suministro con efecto de lluvia recibe fluido filtrado desde el medio de filtrado. El sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido filtrado sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

En otro aspecto, se proporciona un método para proporcionar fluido filtrado con el uso de un dispositivo de tratamiento de fluidos. El método incluye llenar un reservorio superior del dispositivo de tratamiento de fluidos con fluido no filtrado. El fluido no filtrado se filtra para proporcionar fluido filtrado con el uso de un medio de filtrado. Las gotitas individuales de fluido filtrado se forman con el uso de un sistema de suministro con efecto de lluvia que recibe fluido filtrado desde el medio de filtrado. El sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido filtrado sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

En otro aspecto, se proporciona un método para proporcionar un dispositivo adecuado para filtrar un fluido. El método incluye proporcionar un cartucho del filtro con una superficie para el suministro de fluido y seleccionar un material para la superficie para el suministro de fluido que tenga una energía superficial adecuada para formar gotitas individuales de fluido filtrado sobre un área de la superficie para el suministro de fluido durante una operación de filtrado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La siguiente descripción detallada de modalidades específicas de la presente invención se puede comprender mejor al leerla junto con las figuras adjuntas.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un dispositivo de tratamiento de fluidos; La Figura 2 es una vista seccional de otra modalidad de un dispositivo de tratamiento de fluidos; La Figura 3 es una vista detallada en el área 3 del dispositivo de tratamiento de fluidos de la Figura 2; La Figura 4 es una vista en perspectiva de una modalidad de un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos para usar en el dispositivo de tratamiento de fluidos de la Figura 2; La Figura 5 es una vista en perspectiva de una modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia para usar en el sistema formador de gotitas para filtrado de la Figura 4; La Figura 6 es una vista de la base del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 5; La Figura 7 es una vista detallada en el área 7 del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 6; La Figura 8 ilustra diagramáticamente la formación de una gotita con el uso del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos de la Figura 4; La Figura 9 es una vista seccional diagramática del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos de la Figura 4; La Figura 10 ilustra diagramáticamente el funcionamiento del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos de la Figura 4; La Figura 1 1 es una vista lateral de otra modalidad de un dispositivo de tratamiento de fluidos; La Figura 12 es una vista en perspectiva detallada de una modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia; La Figura 13 ilustra otra modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia; La Figura 14 es una ilustración diagramática del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 13 en uso; La Figura 15 ilustra otra modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia; La Figura 16 es una ilustración diagramática del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 15 en uso; La Figura 17 ilustra otra modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia; La Figura 18 es una ilustración diagramática del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 17 en uso; y La Figura 19 ilustra otra modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia; La Figura 20 es una ilustración diagramática del sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 19 en uso; La Figura 21 ilustra otra modalidad de un dispositivo de tratamiento de fluidos que usa el sistema de suministro con efecto de lluvia de la Figura 19.

Las modalidades que aparecen en las figuras son de naturaleza ilustrativa y no pretenden limitar la invención definida por las reivindicaciones. Además, las características individuales de las figuras y la invención serán más evidentes y comprendidas en vista de la descripción detallada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se usa en la presente descripción, una "gotita" o "gota" es un pequeño volumen de líquido delimitado completamente o casi completamente por superficies libres.

Como se usa en la presente descripción, "efecto de lluvia" se refiere a múltiples gotitas que caen desde puntos de goteo (es decir, por lo menos seis puntos de goteo) por la fuerza de gravedad a través de cierto volumen con el tiempo, en donde la trayectoria de las múltiples gotitas interseca un plano horizontal en distintos sitios dispersos sobre una superficie del plano horizontal.

Un material u objeto "transparente" se refiere a un material u objeto formado de un material que transmite luz a través de su sustancia, de tal manera que los cuerpos situados más allá o detrás se pueden observar fácilmente.

Un material u objeto "translúcido" se refiere a un material u objeto formado de un material que transmite luz pero causa suficiente difusión para evitar la percepción de distintas imágenes a través del material translúcido.

Un material u objeto "opaco" se refiere a un material u objeto formado de un material que no permite que la luz pase a través de éste.

Como se usa en la presente descripción, la "tensión superficial" es un fenómeno que resulta directamente de las fuerzas intermoleculares entre moléculas de líquidos. En otras palabras, las moléculas en la superficie de una gota de líquido experimentan una fuerza neta que las atrae hacia el interior, lo cual produce una tensión en la superficie del líquido. La tensión superficial de un líquido se mide en dinas/cm.

Como se usa en la presente descripción, la "energía superficial" cuantifica la ruptura parcial de enlaces intermoleculares que se producen cuando se crea una superficie. Para propósitos prácticos, la energía superficial de una sustancia sólida se expresa con relación a dinas/cm y, algunas veces, se refiere a la tensión superficial de la superficie de la sustancia sólida.

Con referencia a la Figura 1 , se ilustra un dispositivo ilustrativo de tratamiento de fluidos 10 como una garrafa de filtrado de agua con alimentación por gravedad que incluye una porción superior 12, una porción inferior 14 y una agarradera 16 ubicada en la porción superior y que se extiende hacia abajo en una dirección hacia la porción inferior. La porción inferior 14 incluye un reservorio para filtrado del fluido 8 formado por un alojamiento reservorio 20 y la porción superior 12 incluye una cubeta de vertido 22 con un vertedor 24 para conducir un fluido filtrado desde el reservorio para filtrado del fluido 18 hacia, por ejemplo, un contenedor, tal como una taza o una cafetera. La cubeta de vertido 22 püede estar conectada al alojamiento reservorio 20 mediante cualquier método adecuado, tal como mediante un proceso de sellado fundido en caliente que produce una unión sellada hermética a fluidos 25 que se extiende alrededor de una periferia completa del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. En una modalidad alterna, la cubeta de vertido 22 puede estar conectada al alojamiento reservorio 20 mediante un ajuste a presión o unión con pestillo junto con un sello entre éstos para evitar derrames. En otra modalidad, la cubeta de vertido 22 se puede incorporar en la porción superior 12 del alojamiento reservorio 20 (es decir, no hay unión sellada 25 presente) y la cubeta de vertido 22 puede ser completamente removible a fin de que la garrafa para filtrado de agua se pueda usar sin la cubeta de vertido 22 una vez finalizado el proceso de filtrado.

Una tapa 26 cubre la cubeta de vertido 22 y evita derrames accidentales del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. En algunas modalidades la tapa 26 es removible del tratamiento de fluidos 10, por ejemplo, para tener acceso al contenido del dispositivo de tratamiento de fluidos. En la modalidad ilustrativa, la tapa 26 incluye un elemento aperturable 28, tal como una puerta o ventanilla, en la superficie superior 30 de la tapa. El elemento aperturable 28 se abre con relación a la tapa 26, por ejemplo, al girar o deslizar el elemento aperturable con relación a la tapa. En algunas modalidades el elemento aperturable 28 se conecta de manera movible a la tapa, por ejemplo, por medio de una bisagra 32 y/o cualquier otra unión adecuada, tal como una unión corrediza representada con líneas punteadas 34. La bisagra 32 permite que el elemento aperturable 28 gire alrededor del eje A con relación a la tapa para colocar el elemento aperturable 28 entre la posición abierta y la cerrada. En otras modalidades el elemento aperturable 28 es completamente removible de la tapa 26. El elemento aperturable 28 y/o la tapa 26 pueden incluir estructuras de enganche (es decir, cerrojos, pestillos, etc.) de tal manera que el elemento aperturable se pueda enganchar y desenganchar a la tapa con el elemento aperturable en la posición cerrada, que puede impedir la apertura accidental del elemento aperturable. El elemento aperturable 28 puede incluir una estructura de agarre 36 de tal manera que un usuario pueda agarrar manualmente el elemento aperturable 28 y moverlo con relación a la tapa 26. En modalidades alternas, la tapa 26 puede no incluir el elemento aperturable 28 y para llenar la cubeta de vertido 22 la tapa se retira o se abre de cualquier otra manera.

Entre la porción superior 12 y la porción inferior 14 está ubicada la porción intermedia 38. En una modalidad la porción intermedia es parte de la cubeta de vertido 22. En una modalidad alterna, la porción intermedia puede ser parte del alojamiento reservorio 20. En otra modalidad adicional, la porción intermedia puede ser un componente separado (es decir, un anillo de material) conectado tanto a la cubeta de vertido 22 como al alojamiento reservorio (es decir, mediante un proceso de sellado fundido en caliente, que produce una unión hermética a fluidos 40 y la unión 25). La porción intermedia 38 puede proporcionarle al usuario una indicación visual de una separación entre la cubeta de vertido 22 y el alojamiento reservorio 20. Por ejemplo, la porción intermedia 38 puede ser un primer color (es decir, azul), la cubeta de vertido 22 puede ser un segundo color distinto (es decir, blanco o gris) y el alojamiento reservorio puede ser un tercer color distinto, transparente o translúcido. En algunas modalidades el esquema del color de la porción intermedia 38, la porción superior 12 y la porción inferior 14 se puede seleccionar para proporcionarle al usuario una representación pintoresca agradable. Por ejemplo, la porción intermedia 38 puede ser azul para representar el cielo, la cubeta de vertido 22 puede ser blanca o gris para representar las nubes y el alojamiento reservorio 20 puede ser transparente o claro a fin de que se pueda observar el contenido del alojamiento reservorio desde afuera del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. En algunas modalidades únicamente una porción del alojamiento reservorio 20 puede ser transparente. Por ejemplo, el alojamiento reservorio 20 puede tener indicadores visuales impresos o pintados, tales como flores, tierra, caudales de agua, pasto, animales, edificios, etc. En algunas modalidades únicamente una o más porciones distintas del alojamiento reservorio 20 pueden ser transparentes, mientras que las porciones restantes son opacas o translúcidas.

En algunas modalidades en la porción intermedia 38, puede haber un dispositivo emisor de luz (representado como elemento 42), tal como LED o cualquier otra fuente de luz adecuada. El dispositivo emisor de luz 42 puede estar ubicado en un compartimento sellado dentro de la cubeta de vertido 22. En una modalidad la porción intermedia 38 es translúcida para permitir que la luz pase a través de ésta, por ejemplo, para resaltar o iluminar regiones del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. Se puede proporcionar una fuente de energía (representada como elemento 44), tal como una batería (es decir, una batería desechable o recargable) para suministrar energía al dispositivo emisor de luz 42.

Como se describirá detalladamente a continuación, un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos indicado, generalmente, como elemento 46, se proporciona entre la porción superior 12 y la porción inferior 14. El sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 filtra el fluido dentro de la cubeta de vertido 22 (dentro de un reservorio superior) y forma gotitas individuales 48 de fluido filtrado a medida que el fluido pasa desde la porción intermedia 38 y hacia el alojamiento reservorio 20. Las gotitas 48 recolectadas dentro del reservorio para filtrado del fluido 18 del alojamiento reservorio 20 forman una depósito 50 de agua filtrada que tiene una superficie de agua en contacto con un perímetro interno del alojamiento reservorio 20. A medida que las gotitas 48 se recolectan dentro del alojamiento reservorio 20, desde afuera del dispositivo de tratamiento de fluidos 10 se puede escuchar sonidos 52 del impacto de las gotitas que caen y producen un sonido como lluvia tranquilizante que puede ser agradable para el usuario. El material que forma el dispositivo de tratamiento de fluidos 10 se puede seleccionar para proporcionar el sonido similar a lluvia. En algunos casos, el alojamiento reservorio 20 y/o la cubeta de vertido 22 se pueden fabricar con forma acústica para intensificar o amplificar el sonido similar a lluvia, por ejemplo, con el uso de cualquier técnica de ingeniería acústica adecuada que involucre la producción, propagación y recepción de ondas y vibraciones mecánicas. En algunas modalidades el dispositivo de tratamiento de fluidos puede incluir un dispositivo amplificador, tal como un micrófono y altavoz.

El alojamiento reservorio 20 se puede formar de cualquier material adecuado, tal como vidrio, metal o cualquier material plástico adecuado. En algunas modalidades el alojamiento reservorio 20 está formado de un material transparente o translúcido. La cubeta de vertido 22 y la tapa 26 se pueden formar, además, de cualquier material adecuado, tal como vidrio o cualquier material plástico adecuado. En algunas modalidades la cubeta de vertido 22 y/o la tapa 26 se pueden formar de un material opaco o translúcido. La cubeta de vertido 22 y la tapa 26 se pueden formar del mismo material o de materiales distintos.

Ahora con referencia a las Figuras 2 y 3, el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 se muestra sobre la porción intermedia 38 del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. La porción intermedia 38 de la cubeta de vertido 22 incluye un reborde orientado hacia adentro 52 que proporciona una superficie de soporte contra la cual puede reposar el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46. En el ejemplo ilustrado, el reborde orientado hacia adentro 52 proporciona un soporte en el cual pende el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 de manera horizontal. Sin embargo, se tiene en cuenta otros arreglos, en donde el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 (o porciones de éste) está orientada en un ángulo hacia el horizontal. El sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 incluye un reborde orientado hacia afuera 54 que se puede conectar de manera sellante con el reborde orientado hacia adentro 52 para formar un sello hermético a fluidos entre éstos alrededor de la periferia del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos para evitar que el fluido pase por el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos cuando el reservorio superior 56 está lleno con fluido. En algunas modalidades se puede proporcionar otra estructura de conexión entre el reborde orientado hacia adentro 52 y el reborde orientado hacia afuera 54, por ejemplo, para mejorar el sello, tal como una unión machihembrada, orificios de drenaje, etc., y así proporcionar una ruta tortuosa de escape entre el reservorio superior 56 y el reservorio inferior 58. En una modalidad puede haber un elemento de sellado, tal como un anillo de sellado (es decir, formado de caucho o plástico) entre el reborde orientado hacia adentro 52 y el reborde orientado hacia afuera 54. Es posible enmasillar para sellar la interfase entre el reborde orientado hacia adentro 52 y el reborde orientado hacia afuera 54.

Además, con referencia a la Figura 4, el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46, en la modalidad ilustrativa, tiene forma de un cartucho removible que incluye una tapa de cartucho 60 con una serie de aperturas 62 que se extienden por toda la tapa de cartucho y dispuestas sobre su área de superficie. En algunas modalidades el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 puede ser desechable. En una modalidad el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 o porciones de éste, pueden estar instaladas de manera permanente o removible dentro del dispositivo de tratamiento de fluidos 10. Por ejemplo, el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 puede estar conectado a la cubeta de vertido 22 (es decir, la porción intermedia 38) con el uso de cualquier unión de enganche o cierre, que incluyen, pero no se limitan a, conector de ajuste a presión, soldaduras (es decir, soldaduras sónicas), adhesivos y/o cualquier otro mecanismo de unión conocido. El sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 puede tener cualquier forma adecuada, por ejemplo, para coincidir o corresponder con la forma de la cubeta de vertido 22 y/o el alojamiento reservo o 20. Cualquier forma adecuada es posible, que incluyen circular, ovalada, rectangular, etc. Las aperturas 62 tienen cierto tamaño y están dispuestas de cierta manera para que no haya restricción de flujo y permitir que el fluido no filtrado entre en el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 para una operación de filtrado. La tapa de cartucho 60 se puede formar con el uso de cualquier material adecuado, tal como un polímero de moldeo por inyección, u otros materiales, tales como un material tejido, un material de polímero no tejido, un material de malla, materiales compuestos, etc.

Un sistema de suministro con efecto de lluvia 64 está conectado a la tapa de cartucho 60. El sistema de suministro con efecto de lluvia 64 puede incluir el reborde orientado hacia afuera 54 y una pared periférica 66 que se extiende hacia abajo desde la tapa de cartucho 60. El sistema de suministro con efecto de lluvia 64 está conectado a la tapa de cartucho en una interfase 67 (Figura 3). En algunas modalidades el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 puede estar conectado de manera removible a la tapa de cartucho 60, por ejemplo, con el uso de cualquier unión de enganche o ajuste. Alternativamente, el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 y la tapa de cartucho 60 pueden estar unidos entre sí mediante cualquier método adecuado, tal como soldadura, adhesivo, etc.

El sistema de suministro con efecto de lluvia 64 incluye un componente de suministro 68 que se conecta a la pared periférica 66. El componente de suministro 68 incluye una superficie interna receptora de fluido 70 y una superficie externa para el suministro de fluido 72 opuesta a la superficie interna para el suministro de fluido. La superficie interna receptora de fluido 70 y la superficie externa para el suministro de fluido 72 pueden tener cualquier contorno o forma adecuada, tal como plana (es decir, en un plano horizontal), o una o ambas superficies interna y externa pueden tener cierta curvatura. La superficie interna para el suministro de fluido 70 está separada verticalmente de la tapa de cartucho 60. Tal como se puede observar claramente en las Figuras 2 y 3, la separación entre la tapa de cartucho 60 y el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 proporciona un compartimento 74 entre éstos para contener un material de filtrado (no se muestra). En algunas modalidades la separación vertical entre la superficie interna receptora de fluido 70 y la tapa de cartucho 60 puede ser de por lo menos aproximadamente 0.64 cm (0.25 pulgadas), por lo menos aproximadamente 1.3 cm (0.5 pulgadas), por lo menos aproximadamente 1.91 cm (0.75 pulgadas) o más. En otras modalidades la separación vertical entre la superficie interna receptora de fluido 70 y la tapa de cartucho 60 puede tener menos de 0.64 cm (0.25 pulgadas). La separación entre la superficie interna receptora de fluido 70 y la tapa de cartucho 60 puede depender de varios factores que incluyen el tipo y la estructura del medio de filtrado que se usa.

La Figura 5 ilustra el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 por separado. El sistema de suministro con efecto de lluvia 64 incluye la pared periférica 66 con el reborde orientado hacia afuera .54, el componente de suministro 68 con la superficie interna receptora de fluido 70 y la superficie externa para el suministro de fluido 72. Los elementos de refuerzo 76 en forma de varillas se extienden uno hacia el otro, por toda la superficie interna receptora de fluido 70 y hacia un centro del componente de suministro 68. Cada elemento de refuerzo 76 tiene un extremo 78 conectado a la pared periférica 66 y un extremo opuesto 80 conectado a los otros elementos de refuerzo en el centro del sistema de suministro con efecto de lluvia 66. Los elementos de refuerzo 76 pueden tener cualquier otra configuración adecuada y ayudar a soportar el componente de suministro 68 en el arreglo horizontal ¡lustrado.

Además, con referencia a las Figuras 6 y 7, las aperturas 82 están distribuidas por toda la superficie interna receptora de fluido 70 y la superficie externa para el suministro de fluido 72 en ambas direcciones, a lo ancho y a lo largo. Las aperturas 82 se extienden por todo el componente de suministro 68 y forman canales desde la superficie interna receptora de fluido 70 hasta la superficie externa para el suministro de fluido 72. En una modalidad ilustrativa las aperturas pueden dimensionarse y disponerse de tal manera para proporcionar un área abierta libre de aproximadamente 5 por ciento a aproximadamente 20 por ciento de área de superficie total de la superficie interna receptora de fluido 70 (o superficie externa para el suministro de fluido 72), tal como aproximadamente 1 por ciento o más de área abierta libre de la superficie interna receptora de fluido (o superficie extema para el suministro de fluido). En algunas modalidades puede haber menos del 5 por ciento de área abierta libre. En algunas modalidades el componente de suministro 68 que tiene una superficie interna receptora de fluido 70 (o superficie extema para el suministro de fluido 72) con un área de superficie total de aproximadamente 96.8 cm2 (15 pulgadas cuadradas) puede tener de aproximadamente 2500 a aproximadamente 7000 aperturas 82, tal como aproximadamente 5691 aperturas. Se puede usar cualquier otro arreglo de aperturas 82 adecuado para formar un efecto de lluvia.

Particularmente con referencia a la Figura 7, las aperturas 82, en una modalidad ilustrativa, tienen forma de ranuras rectangulares. Se puede usar cualquier otra forma adecuada de aperturas 82 tal como aperturas redondas, aperturas ovaladas, etc. En la modalidad de la Figura 8A, las ranuras tienen aproximadamente 0.03 cm (0.01 pulgadas) de ancho W y aproximadamente 0.08 cm (0.032 pulgadas) de longitud L. En otras modalidades las ranuras pueden tener anchos y longitudes mayores o menores. Adicionalmente, todas las aperturas 82 pueden tener aproximadamente las mismas dimensiones o pueden tener dimensiones distintas. Las aperturas 82 adyacentes pueden estar separadas a lo ancho por una distancia de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.15 cm (0.02 pulgadas a aproximadamente 0.06 pulgadas), tal como aproximadamente 0.10 cm (0.04 pulgadas) y están separadas a lo largo por una distancia de aproximadamente 0.04 a aproximadamente 0.15 cm (0.015 pulgadas a aproximadamente 0.06 pulgadas), tal como aproximadamente 0.06 cm (0.0245 pulgadas). Se puede usar cualquier combinación de distancias adecuadas entre las aperturas que incluyen distancias de separación mayores o menores. Adicionalmente, las mismas distancias de separación iguales o distintas se pueden usar entre las aperturas 82 adyacentes. Las aperturas 82 permiten que el fluido viaje desde la superficie interna receptora de fluido 70 hasta la superficie externa para el suministro de fluido 72, mientras impiden el paso del medio de filtrado a través de éstas hacia el reservorio inferior 58. En otras palabras, el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 funciona como barrera contra el paso del medio de filtrado hacia el reservorio inferior 58.

Dos factores que ayudan en la formación de gotitas en la superficie extema para el suministro de fluido 72 son la tensión superficial del fluido y la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido 72 del sistema de suministro con efecto de lluvia 64. La Figura 8A ilustra diagramáticamente la formación de una gotita 84. En la Figura 8A, una gotita 84 se puede formar cuando se acumula líquido en el límite de superficie 86 de la superficie externa para el suministro de fluido 72, lo que produce una gota a punto de caer 88. La gota a punto de caer 88 se aferra (es decir, provisionalmente) a la superficie externa para el suministro de fluido 72 hasta que su tamaño (es decir, masa) supera la energía superficial. Después, la gotita 84 cae por gravedad hasta llegar al fondo del reservorio para filtrado del fluido 18 o la linea ascendente de agua filtrada. El líquido forma la gotita 84 debido a la tensión superficial.

Varios materiales proporcionan distintas energías superficiales. En una modalidad una energía superficial menor que el agua pura (es decir, aproximadamente 72.8 dinas/cm), tal como de aproximadamente 20 dínas/cm a aproximadamente 70 dinas/cm, tal como de aproximadamente 20 dinas/cm a aproximadamente 60 dinas/cm, tal como aproximadamente 42 dinas/cm se puede usar para formar la superficie externa para el suministro de fluido 72. La energía superficial de un material se puede determinar mediante cualquier técnica adecuada, tal como con el uso de soluciones de dinas, para medir el ángulo de contacto de una gota que tiene una tensión superficial conocida, etc. Los materiales que tienen energías superficiales más altas, es decir, que se acercan a la tensión superficial de agua se pueden usar para crear tamaños más grandes de gotitas. Por contraste, los materiales que tienen energías superficiales más bajas se pueden usar para crear tamaños más pequeños de gotitas. En algunas modalidades con referencia a la Figura 8B, las gotitas 84 pueden tener un ancho Wd de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 7 mm, tal como aproximadamente 5.5 mm por gotita y un volumen de aproximadamente 0.05 mi a aproximadamente 0.25 mi, tal como de aproximadamente 0.1 mi a aproximadamente 0.2 mi, tal como aproximadamente 0.150 mi por gotita. El ancho Wd se determina mediante la medición máxima de lado a lado de una gotita que cae 84. Los materiales adecuados para formar la superficie externa para el suministro de fluido pueden incluir, por ejemplo, materiales de polímero, tales como fluoropolímeros y policarbonatos, materiales de cerámica, etc. Adicionalmente, se puede alterar la superficie externa para el suministro de fluido 72 tal como mediante mecanizado, recubrimiento, etc. para incrementar o disminuir la energía superficial del material. En algunas modalidades la superficie externa para el suministro de fluido 72 se puede formar por medio de un recubrimiento, una película, etc. que se forma de un material de mayor (o menor) energía superficial.

Ahora, con referencia a la Figura 9, el medio de filtrado 90 se localiza entre la tapa de cartucho 60 y el sistema de suministro con efecto de lluvia 64. El medio de filtrado 90 filtra el fluido, ayuda a regular el flujo de fluido hacia el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 y a distribuir el fluido sobre toda la superficie interna receptora de fluido 70.

Se ha descubierto que es posible que muchos consumidores prefieran conservar su agua filtrada almacenada en el reservorio inferior 58 separada del cartucho del filtro a la medida posible. Con este fin, el dispositivo de tratamiento de fluidos 10, en algunas modalidades, se proporcionan con el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 en una configuración plana y horizontal (es decir, un cartucho plano). Por lo tanto, el medio de filtrado 90 puede ser adecuado para una configuración de cartucho plano, mientras proporciona el filtrado y régimen de flujo deseados.

Los contaminantes del fluido, particularmente contaminantes en el agua, pueden incluir varios elementos y composiciones, tales como metales pesados (es decir, plomo), microorganismos (es decir, bacterias, virus), ácidos (es decir, ácidos húmicos) o cualquier contaminante mencionado en el estándar núm. 53 de NSF/ANSI. Como se usa en la presente descripción, los términos "microorganismo", "organismos microbiológicos", "agente microbiano" y "patógeno" se usan indistintamente. Estos términos, como se usan en la presente descripción, se refieren a los diversos tipos de microorganismos que pueden caracterizarse como bacterias, virus, parásitos, protozoarios y gérmenes. En una gran variedad de circunstancias, estos contaminantes, como se describió anteriormente, se deben remover o reducir hasta niveles aceptables antes de poder usar el agua. Los contaminantes nocivos se deben remover del agua o reducir hasta niveles aceptables antes de que sea potable, es decir, que se pueda consumir.

En algunas modalidades el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 puede incluir un filtro de carbón activado, un filtro compuesto de fibras, un filtro de fluidos que comprende un filtro de carbón activado y un filtro compuesto de fibras, un filtro de carbón activado recubierto o mezclado con metales, polímeros, óxidos o aglutinante (es decir, plata, polímeros catiónicos, silicato amorfo de titanio, etc.) o combinaciones de éstos para remover los contaminantes de un fluido. Los filtros ilustrativos que se pueden usar en el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 pueden incluir los filtros y sistemas de filtrado que se muestran y se describen en las patentes de los EE.UU. núms. 6,139,739, 6,290,848, 6,395,190, 6,630,016, 6,852,224, 7,316,323, publicaciones de los EE.UU. núms. 2001/0032822, 2003/0217963, 2004/0164018, 2006/0260997, 2007/0080103 y 2008/0116146, patentes provisionales de los EE.UU. núms. de serie 61/079323 y EP1694905 que se incorporan en la presente descripción como referencia en su totalidad.

El filtro se puede moldear en una configuración plana, se puede plisar o formar en cualquier otra estructura adecuada para formar el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46. Un filtro compuesto de fibras ilustrativo puede comprender un filtro compuesto a base de alúmina ("filtro a base de alúmina"). Los filtros de carbón activado o filtros compuestos de fibras se pueden presionar o moldear hasta una forma plana adecuada (es decir, un bloque de forma plana) y son operables para remover contaminantes, tales como metales pesados, ácidos húmicos y/o microorganismos de fluidos o se pueden usar simultáneamente para remover tales contaminantes más efectivamente y/o a un nivel incrementado. El trayecto del fluido a través del filtro se puede variar desde vertical (es decir, con algo de trayecto parcialmente horizontal) hasta lograr suficiente filtración. Los filtros de fluido se pueden usar en aplicaciones industriales y comerciales, así como aplicaciones personales del consumidor, es decir, aplicaciones domésticas y de uso personal. El filtro de fluidos es operable para usar en diversos mecanismos, aparatos eléctricos o componentes.

Se considera que el filtro de fluidos puede comprender diversos filtros compuestos de fibras que comprenden fibras altamente electropositivas y que se pueden distribuir en fibras, como un andamiaje de fibra de vidrio. En una modalidad ilustrativa el filtro de fluidos puede comprender un filtro de carbón activado combinado con un filtro a base de alúmina para remover contaminantes de fluidos (es decir, agua), tales como metales pesados (es decir, plomo), microorganismos (es decir, bacterias y virus) y/u otros contaminantes de fluidos (es decir, agua). Específicamente, los filtros de carbón activado pueden comprender varias composiciones y estructuras adecuadas.

Una modalidad ilustrativa de un filtro de fluidos puede ser operable para producir agua potable mediante el paso de agua no tratada desde una fuente de agua a través de ambos filtros, el de carbón activado y el filtro a base de alúmina. El filtro a base de alúmina puede ser un filtro separado y distinto de los filtros de carbón activado o a base de alúmina y los filtros de carbón activado se pueden fabricar como una sola unidad integral. En una modalidad ilustrativa las partículas del filtro de carbón activado se pueden integrar en el filtro a base de alúmina.

En otra modalidad ilustrativa el filtro de fluidos puede comprender un filtro de carbón activado y un filtro a base de alúmina posicionado en serie con y corriente arriba de los filtros de carbón activado, en donde el filtro de fluidos es operable para remover contaminantes (es decir, metales pesados, microorganismos y otros contaminantes) de fluidos (es decir, agua) para producir fluidos tratados (es decir, agua potable). Como tales, los filtros de carbón activado pueden incluir varias composiciones y estructuras adecuadas operables para remover metales pesados, microorganismos y/u otros contaminantes.

Con referencia a la Figura 10, se muestra el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 en funcionamiento, el cual forma gotitas individuales 84 de agua filtrada que llenan el alojamiento reservorio 20. Como representan las flechas 92, el agua no filtrada (es decir, de un grifo) fluye a través de las aperturas 62 en la tapa de cartucho 60. El medio de filtrado 90 distribuye el agua y filtra el agua para remover los contaminantes del agua. Después, el agua filtrada se mueve hacia el sistema de suministro con efecto de lluvia 64 y pasa a través de las aperturas 82 desde la superficie receptora de fluido 70 hasta la superficie para el suministro de fluido 72. Debido a la energía superficial, el agua filtrada se aferra a la superficie para el suministro de fluido 72 y forma una gota a punto de caer 88 en puntos de goteo sobre la superficie para el suministro de fluido 72. Como se puede observar, se forma simultáneamente múltiples gotas a punto de caer 88 y en sitios un tanto aleatorios sobre la superficie para el suministro de fluido 72. Una gotita 84 deja de ser una gota a punto de caer 88 una vez que el tamaño (es decir, la masa) de la gotita supere la atracción hacia la superficie para el suministro de fluido 72. En algunas modalidades el medio de filtrado 90 proporciona un régimen de flujo de aproximadamente 85 mi por minuto a aproximadamente 500 mi por minuto o mayor, tal como aproximadamente 580 ml/min. En algunas modalidades el régimen de flujo a través del medio de filtrado puede ser aproximadamente 250 mi por minuto. En algunas modalidades un régimen de gotitas adecuado de agua filtrada es de aproximadamente 9 gotas por segundo a aproximadamente 200, tal como aproximadamente 56 gotas por segundo, tal como aproximadamente 167 gotas por segundo. Como un ejemplo de una modalidad particular, de aproximadamente 2000 a aproximadamente 100000 gotitas de agua filtrada se pueden formar por litro de agua no filtrada, tal como aproximadamente 4000 a aproximadamente 25000, tal como aproximadamente 4000 a aproximadamente 12000, tal como aproximadamente 7000 gotitas por litro. Para un dispositivo para tratamiento de agua 10 con una capacidad de aproximadamente 1.7 litros, en una modalidad, la duración para producir un efecto de lluvia puede ser de aproximadamente 3.4 minutos a aproximadamente 20 minutos.

Se debe mencionar que los regímenes de flujo y gotas por segundo pueden variar con cambios en la presión en el reservorio superior. Por lo tanto, los regímenes de flujo y gotas por segundo pueden referirse a un régimen de flujo y/o valor de gotas por segundo y/o un régimen de flujo promedio y/o valor de gotas por segundo instantáneo.

Inicíalmente, las gotitas de agua 84 impactan el fondo 94 (Figura 2) del alojamiento reservorio 20 lo que proporciona el primer sonido del efecto de lluvia de gotitas que golpean una superficie sólida. A medida que incrementa el nivel de agua filtrada en el alojamiento reservorio 20, se produce el segundo sonido del efecto de lluvia de gotitas que golpean el depósito de agua; este sonido puede ser distinto al primer sonido del efecto de lluvia. La energía cinética de las gotitas que caen 84 se transfiere al depósito de agua. Las gotitas 84 pueden rebotar a medida que golpean las superficies del alojamiento reservorio 20 y el depósito de agua. En algunos casos múltiples gotitas se pueden formar cuando una gotita 84 choca con una o más de las superficies. A medida que las gotitas 84 golpean el depósito de agua, la superficie de agua se puede afectar y crea olas. Las gotitas de agua se pueden expulsar del depósito de agua por el choque de las gotitas con la superficie de agua. Se pueden formar patrones de interferencia sobre la superficie de agua por las múltiples olas que forman las gotitas que caen e impactan la superficie de agua.

Tal como se mencionó anteriormente, se puede preferir colocar el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 sobre el reservorio inferior 58 y lejos del agua filtrada. En algunas modalidades con una referencia breve a la Figura 2, una distancia vertical Di desde la superficie para el suministro de fluido 72 hasta el fondo 94 del alojamiento reservorio 20 es por lo menos aproximadamente 20 por ciento o más, tal como aproximadamente 30 por ciento o más, tal como aproximadamente 50 por ciento o más de una altura H total del dispositivo para tratamiento de agua. En algunas modalidades la Di puede ser de aproximadamente 5 cm a aproximadamente 100 cm, tal como de aproximadamente 5 cm a aproximadamente 50 cm. En algunas modalidades una distancia vertical D2 desde la tapa 26 hasta la tapa de cartucho 60 es cómo máximo aproximadamente 50 por ciento o menos, tal como máximo aproximadamente 20 por ciento o menos de una altura H total del dispositivo para tratamiento de agua. En algunas modalidades el efecto de lluvia se puede producir durante aproximadamente 20 por ciento o más en volumen o tiempo del intervalo de llenado del alojamiento reservorio 20 debido a, por lo menos en parte, la Di y geometría del sistema formador de gotitas para filtrado 46 y alojamiento reservorio 20.

El área de formación de gotitas en el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 46 puede variar según la forma del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos que incluye la forma del sistema de suministro con efecto de lluvia 64 que incluye el sitio donde se encuentran las aperturas 82. Aunque la superficie para el suministro de fluido 72 se ilustra prácticamente plana, puede tener cualquier otra forma adecuada, tal como una forma de cono truncado invertido para dirigir las gotitas que se forman en la periferia de un sistema de suministro con efecto de lluvia 46 hacia su centro y lejos del alojamiento reservorio 20. Como se puede observar en muchas de las figuras anteriores, una relación del espacio ocupado del filtro (es decir, el área) y el fondo del alojamiento reservorio es relativamente grande, es decir, por lo menos aproximadamente 50 por ciento del área del fondo, tal como por lo menos aproximadamente 75 por ciento del área del fondo, tal como aproximadamente 100 por ciento del área del fondo o más. Esta relación relativamente alta de espacio ocupado del filtro y área de fondo puede ayudar a distribuir el agua filtrada y crear un efecto de lluvia en un volumen mayor del reservorio inferior 58.

Con referencia a la Figura 1 1 , otro dispositivo de tratamiento de fluidos 100 ilustrativo en forma de garrafa de filtrado de agua con alimentación por gravedad incluye muchas de las características descritas anteriormente que incluyen una porción superior 102, una porción inferior 104 y una porción intermedia 106. Un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 108 está ubicado en la porción intermedia 106 que incluye un sistema de suministro con efecto de lluvia 1 10, una tapa de cartucho (no se muestra) y un medio de filtrado (no se muestra) para filtrar fluidos y proporciona gotitas individuales de fluido filtrado de manera similar a la descrita anteriormente con relación al dispositivo de tratamiento de fluidos 10. El dispositivo de tratamiento de fluidos 100 tiene un tamaño para agarrarlo y, por ejemplo, colocarlo sobre una mesa de comedor para tener una fuente de agua filtrada.

Con la descripción de diversas modalidades, resultará evidente que es posible realizar modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la invención que se define en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, los sistemas de suministro con efecto de lluvia 64 y 1 10 se pueden formar mediante cualquier método adecuado, tal como mediante moldeo, prensado, mecanizado, etc. Las aperturas 82 se pueden formar durante un proceso de moldeo, mecanizado, etc. La Figura 12 muestra una modalidad de un sistema de suministro con efecto de lluvia 1 12 que tiene una estructura similar a malla o similar a tamiz con elementos transversales 1 14 y 1 16 que forman aperturas 1 18 que pasan entre la superficie receptora de fluido y la superficie de suministro de fluido. En algunas modalidades el sistema de suministro con efecto de lluvia se puede formar con el uso de materiales tejidos o no tejidos.

Por ejemplo, ahora con referencia a las Figuras 13 y 14, otro sistema ilustrativo de suministro con efecto de lluvia 120 incluye, generalmente, un componente de suministro 122 conectado a una pared periférica 124. El componente de suministro 122, en la presente modalidad, se forma, por ejemplo, por un material no tejido de filtrado que tiene una serie de pliegues 126 o dobleces que se extienden a lo ancho del componente de suministro 122 entre lados opuestos de la pared periférica 124. El componente de suministro 122 incluye una superficie interna receptora de fluido 128 opuesta a una superficie externa para el suministro de fluido 130. La superficie interna receptora de fluido 128 y la superficie externa para el suministro de fluido 30 tienen un patrón de superficie un tanto ondulada que se forma por los pliegues 126.

Particularmente, con referencia a la Figura 14, la superficie externa para el suministro de fluido 130 tiene una energía superficial para ayudar en la formación de gotitas de agua en la superficie externa para el suministro de fluido 130. La contribución de la energía superficial en la formación de gotitas de agua puede estar alterada por la forma del patrón de superficie ondulada y pliegues 126. La Figura 14 ilustra diagramáticamente la formación de una gotita 132. Una gotita 132 se puede formar cuando se acumula líquido en el límite de superficie de la superficie externa para el suministro de fluido 130, lo que produce una gota a punto de caer 134. La gota a punto de caer 134 se aferra (es decir, provisionalmente) a la superficie externa para el suministro de fluido 130 hasta que su tamaño (es decir, la masa) supera la energía superficial. Después, la gotita 132 cae por gravedad hasta llegar al fondo del reservorio para filtrado del fluido o la línea ascendente de agua filtrada, tal como se describió anteriormente. Se debe notar que en las modalidades en donde se usa un material de filtrado para formar el componente de suministro 122, el componente de suministro en sí se puede usar para filtrar por lo menos parcialmente el agua mientras proporciona la superficie externa para el suministro de fluido 130. En algunos casos, se puede usar otros materiales de filtrado, tales como uno o más de los descritos anteriormente, junto con el componente de suministro 122 para filtrar el agua. Por ejemplo, puede haber otros materiales de filtrado sobre el componente de suministro 122 por donde pasa el agua antes de alcanzar la superficie interna receptora de fluido 128 del componente de suministro 122.

Con referencia a las Figuras 15 y 16, otro sistema ilustrativo de suministro con efecto de lluvia 136 incluye, generalmente, un componente de suministro 138 conectado a un soporte de cartucho del filtro inferior 140. El componente de suministro 138 en la presente modalidad, está formado, por ejemplo, por un material no tejido de filtrado que tiene forma relativamente plana. El componente de suministro 138 incluye una superficie interna receptora de fluido 142 opuesta a una superficie externa para el suministro de fluido 144. En algunas modalidades el componente de suministro 138 puede estar asentado dentro (es decir, encima) del soporte de cartucho del filtro inferior 140 de tal manera que la superficie externa para el suministro de fluido 144 está sostenida por rayos 46 del soporte de cartucho del filtro inferior 140. Como una alternativa, el componente de suministro 138 puede estar ubicado debajo del soporte de cartucho del filtro inferior 140, es decir, al adherir la superficie interna receptora de fluido a los rayos 146, por ejemplo, por medio de adhesivo, unión térmica, etc.

Particularmente, con referencia a la Figura 16, la superficie externa para el suministro de fluido 144 tiene una energía superficial para ayudar en la formación de gotitas de agua en la superficie externa para el suministro de fluido 144. La Figura 16 ilustra diagramáticamente la formación de una gotita 148. Una gotita 148 se puede formar cuando se acumula líquido en el limite de superficie de la superficie externa para el suministro de fluido 144 (donde se muestra entre rayos 146 adyacentes) y se produce una gota a punto de caer 150. La gota a punto de caer 150 se aferra (es decir, provisionalmente) a la superficie externa para el suministro de fluido 144 hasta que su tamaño (es decir, la masa) supera la energía superficial. Después, la gotita 148 cae por gravedad hasta llegar al fondo del reservorio para filtrado del fluido 18 o la línea ascendente de agua filtrada, tal como se describió anteriormente.

Con referencia a las Figuras 17 y 18, otro sistema ilustrativo de suministro con efecto de lluvia 152 incluye, generalmente, un componente de suministro 154 conectado a un soporte de cartucho del filtro inferior 156. El componente de suministro 154, en la presente modalidad, está formado, por ejemplo, por un material no tejido de filtrado que tiene forma relativamente plana. El componente de suministro 154 incluye una superficie interna receptora de fluido 158 opuesta a una superficie externa para el suministro de fluido 160. Se proporciona un componente de tamiz o malla 162 en la superficie externa para el suministro de fluido 160. En algunas modalidades el componente de suministro 154 (que incluye el componente de malla 162) puede estar asentado dentro (es decir, encima) del soporte de cartucho del filtro inferior 156 de tal manera que la superficie externa para el suministro de fluido 160 está sostenida por rayos 164 del soporte de cartucho del filtro inferior 156. Como una alternativa, el componente de suministro 154 puede estar ubicado debajo del soporte de cartucho del filtro inferior 156, es decir, al adherir la superficie interna receptora de fluido 158 a los rayos 164.

Particularmente con referencia a la Figura 18, la superficie externa para el suministro de fluido 160 tiene una energía superficial para ayudar en la formación de gotitas de agua en la superficie externa para el suministro de fluido 160. La Figura 18 ilustra diagramáticamente la formación de una gotita 166. Una gotita 166 se puede formar cuando se acumula líquido en el límite de superficie de la superficie externa para el suministro de fluido 160 y se produce una gota a punto de caer 168. La gota a punto de caer 168 se aferra (es decir, provisionalmente) a la superficie externa para el suministro de fluido 160 hasta que su tamaño (es decir, la masa) supera la energía superficial. En algunas modalidades los elementos 170 del componente de malla 162 se convierten en un sitio de recolección que ayuda a recolectar las gotas a punto de caer 168 para controlar un poco dónde se forman por lo menos algunas gotas a punto de caer 168. Después, la gotita 166 cae por gravedad hasta llegar al fondo del reservorio para filtrado del fluido 18 o la línea ascendente de agua filtrada, tal como se describió anteriormente.

Con referencia a las Figuras 19 y 20, un sistema de suministro con efecto de lluvia 172 incluye, generalmente, un componente de suministro 174 (en este caso, formado de plástico o de cualquier otro material adecuado) que puede estar conectado a una cubeta de vertido de cualquier manera adecuada. El componente de suministro 174 incluye una superficie interna receptora de fluido 176 y una superficie externa para el suministro de fluido 178 opuesta a la superficie interna receptora de fluido 176. La superficie interna receptora de fluido 176 y la superficie externa para el suministro de fluido 178 pueden tener cualquier contorno o forma adecuada, tal como plana (es decir, en un plano horizontal) o una o ambas superficies interna y externa pueden tener cierta curvatura.

Como se observa mejor en la Figura 19, el componente de suministro 174 incluye varias aperturas periféricas 80 ubicadas alrededor de una periferia externa del componente de suministro 174 y ranuras que se extienden hacia adentro 182a y 82b que se extienden desde la periferia hacia adentro (es decir, en una dirección radial) hacia el centro del componente de suministro 174. Las aperturas periféricas 180 se ilustran con la menor longitud, las ranuras 182a se ilustran más largas que las aperturas periféricas 180 y las ranuras 182b se ilustran con una longitud mayor que las ranuras 182a y las aperturas 180. En otras modalidades las aperturas 180 pueden estar ubicadas en otros sitios no periféricos.

Particularmente, con referencia a la Figura 20, la superficie externa para el suministro de fluido 178 tiene una energía superficial para ayudar en la formación de gotitas de agua en la superficie externa para el suministro de fluido 178 a medida que el agua pasa a través de las aperturas 180 y ranuras 182. La Figura 20 ¡lustra diagramáticamente la formación de una gotita 184. Una gotita 184 se puede formar cuando se acumula líquido en el limite de superficie de la superficie externa para el suministro de fluido 178 y se produce una gota a punto de caer 186. La gota a punto de caer 186 se aferra (es decir, provisionalmente) a la superficie externa para el suministro de fluido 178 hasta que su tamaño (es decir, la masa) supera la energía superficial. Después, la gotita 184 cae por gravedad hasta llegar al fondo del reservorio para filtrado del fluido 18 o la línea ascendente de agua filtrada, tal como se describió anteriormente.

Con referencia a la Figura 21 , otro dispositivo ilustrativo de tratamiento de fluidos 200 se ilustra como una garrafa de filtrado de agua con alimentación por gravedad que incluye una porción superior 202, una porción inferior 204 y una porción intermedia 206. La porción inferior 204 incluye un reservorio para filtrado del fluido 208 que se forma por un alojamiento reservorio 210 y la porción superior 202 incluye una cubeta de vertido 212. Se puede proporcionar un vertedor 214 para guiar el fluido filtrado desde el reservorio para filtrado del fluido 208. Se puede usar una tapa 216 para cubrir la cubeta de vertido 212 y evitar derrames accidentales desde el dispositivo de tratamiento de fluidos 200.

La porción intermedia 206 está ubicada entre la porción superior 202 y la porción inferior 204. Se proporciona un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos indicado, generalmente, como elemento 218 ubicado en la porción intermedia 206 e incluye el sistema de suministro con efecto de lluvia 172 de la Figura 19. El sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos 218 filtra el fluido dentro de la cubeta de vertido 212 y forma gotitas individuales de fluido filtrado a medida que el fluido pasa desde la cubeta de vertido y hacia el alojamiento reservorio 210 de manera similar a la descrita anteriormente.

Se destaca que los términos como "preferentemente", "generalmente", "comúnmente" y "típicamente" no se usan en la presente descripción para limitar el alcance de las modalidades reivindicadas o implicar que ciertas características son críticas, fundamentales o incluso importantes para las estructuras o funciones. Más bien, estos términos simplemente intentan resaltar características alternativas o adicionales que pueden o no usarse en una modalidad en particular.

Para los propósitos de describir y definir las diversas modalidades, se destaca, además, que el término "prácticamente" se usa en la presente descripción para representar el grado inherente de incertidumbre que se pueda atribuir a cualquier comparación cuantitativa, valor, medición u otra representación. El término "prácticamente" se usa, además, en la presente descripción para representar el grado por el cual puede variar una representación cuantitativa desde una referencia indicada sin resultar en un cambio en la función básica del contenido en cuestión.

Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención son, en parte relevante, incorporados en la presente descripción como referencia; la mención de cualquier documento no debe interpretarse como una admisión de que representa una industria anterior. En el grado en que cualquier significado o definición de un término en este documento escrito contradiga cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento escrito deberá regir.

Si bien se ha ilustrado y descrito modalidades en particular, será evidente para aquellos con experiencia en la industria que se puede realizar varios cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se ha pretendido, abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de tratamiento de fluidos que comprende: un alojamiento que tiene una porción superior que incluye un reservorio superior para recibir fluido no filtrado, una porción inferior que incluye un reservorio inferior para recibir fluido filtrado y una porción intermedia que incluye un sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos; caracterizado porque el sistema formador de gotitas para filtrado comprende un sistema de suministro con efecto de lluvia que recibe fluido desde el reservorio superior; el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

2. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la superficie para el suministro de fluido forma gotitas individuales de fluido y define por lo menos seis puntos de goteo distintos sobre el área de la superficie para el suministro de fluido en donde las gotitas caen desde la superficie para el suministro de fluido; caracterizado además porque el sistema de suministro con efecto de lluvia está configurado para proporcionar gotitas a una velocidad de 9 gotitas por segundo o más, preferentemente, a una velocidad entre 9 gotitas por segundo y 200 gotitas por segundo y, con mayor preferencia, configurado para proporcionar entre 2000 y 25000 gotitas de fluido por litro de fluido.

3. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 que comprende, además, un medio de filtrado configurado para filtrar el fluido no filtrado desde el reservorio superior; caracterizado además porque el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie receptora de fluido que recibe agua filtrada desde el medio de filtrado y la superficie para el suministro de fluido opuesta a la superficie receptora de fluido; el sistema de suministro con efecto de lluvia incluye conductos que se extienden desde la superficie receptora de fluido hacia la superficie para el suministro de fluido por donde pasa el fluido filtrado desde la superficie receptora de fluido hacia la superficie para el suministro de fluido.

4. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la superficie para el suministro de fluido tiene una energía superficial seleccionada para formar gotitas r individuales de fluido sobre un área de la superficie para el suministro de fluido, caracterizado además porque la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido es menor que la tensión superficial del fluido en contacto con la superficie para el suministro de fluido durante una operación de filtrado y caracterizado además porque la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido es de 20 dinas/cm a 70 dinas/cm, caracterizado además porque la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido se selecciona para formar gotas a punto de caer del fluido que se aferran a la superficie para el suministro de fluido durante una operación de filtrado.

5. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos tiene la forma de un cartucho.

6. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la superficie para el suministro de fluido está separada del fondo de un alojamiento por una distancia de por lo menos 30 por ciento de la altura total de un alojamiento.

7. El dispositivo de tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos está configurado para proporcionar un régimen de flujo a través del sistema formador de gotitas para filtrado de fluidos entre 85 ml/min y 600 ml/min.

8. Un método para proporcionar fluido filtrado con el uso de un dispositivo de tratamiento de fluidos; el método comprende: llenar un reservorio superior del dispositivo de tratamiento de fluidos con fluido no filtrado; filtrar el fluido no filtrado para proporcionar fluido filtrado con el uso de un medio de filtrado; y formar gotitas individuales de fluido filtrado con el uso de un sistema de suministro con efecto de lluvia que recibe fluido filtrado desde el medio de filtrado; el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie para el suministro de fluido configurada para formar gotitas individuales de fluido filtrado sobre un área de la superficie para el suministro de fluido.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la superficie para el suministro de fluido tiene una energía superficial seleccionada para formar gotitas individuales de fluido filtrado sobre un área de la superficie para el suministro de fluido; caracterizado además porque la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido es de 20 dinas/cm a 70 dinas/cm. y caracterizado además porque la energía superficial de la superficie para el suministro de fluido es menor que la tensión superficial del fluido filtrado en contacto con la superficie para el suministro de fluido.

10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la etapa de formar las gotitas individuales de fluido filtrado incluye proporcionar gotitas a una velocidad de 9 gotitas por segundo o más, preferentemente, entre 9 gotitas por segundo y aproximadamente 56 gotitas por segundo; caracterizado además porque la etapa de formar las gotitas individuales de fluido filtrado incluye formar gotas a punto de caer del fluido filtrado que se aterran a la superficie para el suministro de fluido durante el filtrado, caracterizado además porque la etapa de formar las gotitas individuales de fluido filtrado incluye proporcionar entre 2000 y 25000 gotitas de fluido por litro de fluido.

1 1 . El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el sistema de suministro con efecto de lluvia tiene una superficie receptora de fluido orientada hacia el medio de filtrado y una superficie para el suministro de fluido opuesta a la superficie receptora de fluido; el sistema de suministro con efecto de lluvia incluye aperturas que se extienden desde la superficie receptora de fluido hasta la superficie para el suministro de fluido por donde pasa el fluido filtrado desde la superficie receptora de fluido hasta la superficie para el suministro de fluido.

12. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el medio de filtrado está configurado para proporcionar un régimen de flujo a través del medio de filtrado entre 85 ml/min y 600 ml/min.