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Patent Searching and Data


Title:
FLASHLIGHT THAT OPERATES USING ENERGY EXTRACTED FROM AN ELECTROLYTE-CONTAINING SOLUTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/080414
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention describes a flashlight that operates using energy extracted from an electrolyte-containing solution, which has the advantage of having installed inside a container at least one bar and one plate, which consist preferably of graphite and zinc, respectively, and which, when submerged in water and/or an electrolyte solution inside the container, trigger an electrochemical reaction to generate electrical energy, which powers a ballast that increases voltage and produces enough energy to activate a light-emitting diode. This electrochemical reaction is less polluting than what currently exists on the market and can operate in locations away from civilisation, since the flashlight can be operated using any type of electrolyte solution, such as seawater, mains water or fruit juice, allowing cheaper operation than using dry batteries. Another advantage of the flashlight that operates using energy extracted from an electrolyte-containing solution is that it can be used on the seabed, since it allows saline water to enter directly into the container and the electrochemical reaction takes place.

Inventors:
CHOZA ROMERO, Andrés Abelino (Colonia CentroSalvador Alvarad, Sinaloa ., MX)
Application Number:
MX2019/000113
Publication Date:
April 29, 2021
Filing Date:
October 25, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BIOACTIVOS Y NUTRACÉUTICOS DE MÉXICO S.A. DE C.V. (Colonia ConstituciónZapopa, Jalisco ., MX)
International Classes:
F21L13/00; F21S9/04; F21V23/00; F21V31/00; H01M6/04
Attorney, Agent or Firm:
ÁLVAREZ TORNEL, Eduardo (Colonia Jardines del SolZapopa, Jalisco ., MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1-Una linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos, caracterizada porque comprendes un contenedor (1) que está configurado para instalar en la periferia interna, al menos, una barra (2) configurada para realizar la función de ánodo, la cual es una forma en que se presenta el carbono, el cual es no metal y presenta conductividad eléctrica, dicha barra (2) se fija por unos medios de sujeción (3) colocados desde el exterior del contenedor (1); al menos, una placa (4) que es de un metal de transición, se encuentra instalada en la periferia interna del contenedor (1) por los medios de sujeción (3) sin estar en contacto directo con las barras (2), dicha placa (4) está configurada para realizar la función de cátodo,· una rosc(a 5) está dispuesta en la parte inferior del contenedor (1), configurada para embonar con una tapa (6) la cual tiene dispuesta en su interior una contra rosca (7), esta configuración permite llenar el contened(or 1) de agua y/o una solución electrolítica y cerrar herméticamente! la barra (2) tiene dispuestos unos conectores (8) configurados para interconectarse con, al menos, un balastro (9) para transmitir energía eléctrica positiva; la plac(a 4) tiene los conectores (8) unido a un interruptor (10), dispuesto para pasar energía eléctrica negativa; el interruptor (10) tiene los conectores (8) unidos al balastro (9), y está configurado para cerrar o abrir el circuito eléctrico; el balastro (9) está configurado para incrementar la energía eléctrica proveniente de la barra

(2) y de la placa (4) y anergizar, al menos, un diodo emisor de luz (11) que se encuentra instalado en la parte superior de dicho balastro (9); un reflector (12) se encuentra instalado en la parte inferior del diodo emisor de luz (11), y está configurado para incrementar la luminosidad emitida cuando se enciende el interruptor (10); una base hermética (13) se encuentra instalada en la parte superior del contenedor (1), y está dispuesta para alojar en su interior, las conexiones (8), el balastro (9), el diodo emisor de luz (11) y el reflector (12), esta configuración permite aislar los componentes eléctricos y electrónicos del agua y/o solución electrolítica; una perforación (14) está dispuesta en la base hermética (13), y está configurada para instalar desde la parte interna el interruptor (10) el cual queda sellado herméticamente; y, una moldura (15) se encuentra instalada en la periferia exterior del contenedor (1), tanto en la parte superior como en la parte inferior, y está configurada para ocultar los medios de sujeción (3).

2.La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, el contenedor (1) preferentemente es cilindrico. 3.La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, la forma del carbono de la barra (2) es grafito o grafeno.

4. La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, el metal de transición de la placa (4) es Escandio, Titanio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto,

Níquel, Cobre, Zinc, Itrio, Circonio, Niobio, Molibdeno, Tecnecio, Rutenio, Rodio, Paladio, Plata, Cadmio, Lutecio, Hafnio, Tantalio, Wolframio, Renio, Osmio, Iridio, Platino, Oro, Lawrencio, Rutherfordio, Dubnio, Seaborgio, Sobrio, Hassio, Meitnerio, Darmstadtio, Roentgenio, Copernicio y/o la combinación de los anteriores.

5.La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, las barras (2) se colocan en la periferia interna.

6.La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, la rosca (5) preferentemente es externa.

7. La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, el reflector (12) es de forma cóncava. 8.La linterna de las reivindicaciones 1 y 7 caracterizada porque, el reflector (12) preferentemente tiene un acabado cromado.

9.La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, la base hermética (13) preferentemente es cilindrica.

10. La linterna de las reivindicaciones 1 y 9 caracterizada porque, la base hermética (13) es hueca en su interior. 11. La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, la perforación (14) está preferentemente en un costado de la parte media de la base hermética (13).

12. La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, los medios de sujeción (3) pueden ser tornillos, tuercas, remaches, pernos, espárragos y/o la combinación de los anteriores.

13. La linterna de la reivindicación 1 caracterizada porque, los conectores (8) pueden ser cables, alambres, filamentos y/o la combinación de los anteriores.

Description:
LINTERNA QUE OPERA CON ENERGÍA EXTRAIDA DE UNA SOLUCIÓN CON ELECTROLITOS

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo técnico de la eléctrica, electrónica, energía renovable y electroquímica, ya que aporta una linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la década de los noventa del siglo XIX, Conrad Hubert, el fundador de The American Ever Ready Company, iluminó Nueva York con pilas de elementos secos y su último invento, la linterna de mano eléctrica. Antes de conseguir patentar su primera linterna Eveready en 1898. Las primeras linternas portátiles de Hubert fueron fabricadas a mano a partir de papel grueso y tubos de fibra, con una bombilla y un reflector de latón.

Las linternas de esa época desprendían un destello de luz debido a la escasa potencia de las pilas y a las bombillas primitivas. Por ese motivo, se denominaron en inglés "flashlight" que significa literalmente destello de luz. Las linternas han recorrido un largo camino, con nuevos colores, tamaños, formas, características y usos. Los productos de alumbrado, desde la creación de la primera linterna resistente al agua en 1970 al ser los pioneros de la tecnología LED, ofrecen un rendimiento y una durabilidad inigualables.

Una linterna eléctrica es un aparato portátil de iluminación que funciona por medio de pilas o baterías eléctricas. Suele estar compuesta de una carcasa que alberga las pilas y la bombilla.

Algunos modelos incorporan varios tipos de iluminación en la misma linterna; una lámpara fluorescente, un intermitente para señalización y un dispositivo óptico para obtener un haz luminoso dirigible.

La ventaja que tiene el empleo de lámparas fluorescentes es que su rendimiento es mayor, por lo tanto, producen más iluminación con un bajo consumo de energía, favoreciendo el menor desgaste de pilas o baterías. Sin embargo, esta es una luz muy difuminada que no sirve para alumbrar objetivos concretos, y es más adecuada para iluminar una estancia, como una pequeña habitación o el interior de una tienda de campaña.

Otra nueva tecnología que puede alargar la duración de las baterías o pilas consiste en sustituir la bombilla por varios diodos led de alta potencia, al ser el consumo considerablemente reducido, las baterías tienen mayor durabilidad. Los diodos led ofrecen una luz más blanca que las de las bombillas, pero también se pueden obtener en diferentes colores.

En 1887 se inventó la primera batería de células secas. A diferencia de las baterías anteriores, utilizaban un electrolito de pasta en lugar de un líquido y eran las primeras baterías para los dispositivos eléctricos portátiles, ya que no se derraman ni se rompen fácilmente y funcionan con cualquier orientación. Las primeras baterías secas producidas en masa llegaron en 1896, y la invención de las luces eléctricas portátiles siguió pronto. Las luces eléctricas portátiles manuales ofrecían muchas ventajas en conveniencia y seguridad sobre las antorchas, las velas y las linternas (de combustión).

La lámpara eléctrica era inodora, sin humo y emitía menos calor que la iluminación de combustión. Se podía encender y apagar al instante, y evitar el riesgo de incendio.

Para alumbrar cerca, para alumbrar lejos, para llevar en la mano, para poner en un llavero, para poner en la cabeza, para dejarlas encima de una mesa o para colgarlas en un soporte. Las linternas son herramientas muy útiles que pueden sacarte de un apuro. Las hay recargables, a pilas, solares o con dinamo. Existen dos tipos de linternas:

De luz focalizada: Normalmente ofrecen una distancia de iluminación de muchos metros, pero la abertura de la luz es baja, por lo tanto, servirán para alumbrar zonas lejanas, pero alumbrarás poca superficie.

De abertura focal: Estas ofrecen mucha luz a poca distancia, están recomendadas para iluminar grandes superficies, pero cerca de la posición en la que te encuentres. En este caso las linternas de abertura focal están formadas por muchos LED pero de menor intensidad lumínica.

Según la fuente de energía, diferenciaremos cuatro tipos de lámparas: a pilas, a batería o recargables, solares y dinamo. Las linternas a pilas son las más habituales, funcionan con diferentes tipos de pilas y son las más recomendables para usos moderados. Las linternas a batería o recargables normalmente son más aconsejables para usos intensivos o habituales, ya que, al no llevar pilas, suponen un ahorro en la linterna. Las linternas solares se caracterizan por utilizar la luz del sol como fuente de energía, siendo muy útil en situaciones donde no tienes disponibilidad de luz eléctrica durante tiempos prolongados. Las linternas a dinamo, al igual que las solares, no dependen de electricidad ni de pilas para funcionar. En este caso funcionan con una batería que se recarga con el movimiento de una manivela con la mano. Actualmente se ha desarrollado un nuevo tipo de linterna, la cual fue creada por Aisa Mijeno, quien en 2008 se enrolo en Greenpace, donde trabajó en diversas comunidades rurales del país asiático. En 2010 debió abandonar la actividad y tomar un puesto de profesora en una universidad de su ciudad natal.

En aquellas comunidades la gente no tenía acceso a electricidad, y tenían que caminar doce horas hasta Bóntoc, una ciudad a unos 50 kilómetros, donde conseguían keroseno para sus lámparas a base de combustible. Si bien cumplen su cometido, las lámparas de keroseno, además de producir humo y contaminar, son la principal causa de incendios domésticos.

La idea que tenía en mente Aisa Mijeno solucionaba ambos problemas: era ecológica, segura, y además permitirla a los habitantes ahorrarse el viaje por keroseno, sin mencionar el costo de éste. Asi nació SALT, (por sus siglas en inglés Sustainable Alternativa Lighting, "Iluminación Sustentable Alternativa" en español), Se trata de una linterna separada en dos partes. La superior es una bombilla LED, que funciona con base a una batería de celdas galvánicas, localizadas en la parte inferior, cuyo electrolito, es decir, el medio conductor eléctrico, es agua salada.

Un vaso de agua de mar, es lo único que requiere SALT para alimentar la bombilla LED, que provee de una luz de 90 lúmenes de intensidad. Otro beneficio de SALT es que solo requiere de mantenimiento cada 6 meses, para cambiar el ánodo corroído.

Se realizó una búsqueda del estado de la técnica de linternas que opera mediante energía extraída de electrolitos, donde se encontró que se han desarrollado diferentes linternas con ese fin, como se menciona en el documento de una patente de Estados Unidos de América número US6808847 (B2), publicada el 26 de octubre de 2004, con el título "CELDA ALCALINA CON CÁTODO MEJORADO QUE INCLUYE HIDRÓXIDO DE COBRE Y UN ADITIVO DE AZUFRE" que describe una celda alcalina que tiene un ánodo de zinc, un electrolito alcalino acuoso, una mezcla de cátodos que comprende un material activo de óxido de cobre o hidróxido de cobre. El carbono grafitico, preferentemente grafito expandido o nanofibras de carbón grafitico se añaden a la mezcla de cátodos dando por resultado una caída aguda en la resistividad del cátodo. La adición de mezclas de azufre a cátodo que comprende material activo de hidróxido de cobre mejora el rendimiento. La caída aguda en la resistividad del cátodo es por la adición de grafito expandido o nanofibras de carbono grafitico, que hace a la celda adecuada para uso como una celda alcalina primaria que tiene buena capacidad. El carbono grafitico, preferentemente comprende entre aproximadamente 3 y 10 por ciento en peso del cátodo. Las nanofibras de carbono tienen un diámetro promedio de menos de 500 nanómetros, de preferencia entre aproximadamente 50 y 300 nanómetros,

Otro documento que se encontró es la patente de Estados Unidos de América número US7972726 (B2 ) , publicada el 05 de julio de 2011, con el titulo "BATERÍA ALCALINA PRIMARIA QUE CONTIENE ÓXIDO DE METAL DE BISMUTO" que hace referencia a una batería primaria, que incluye un cátodo que tiene un óxido electroquímicamente activo que contiene bismuto pentavalente, estando el óxido en forma de partículas que tienen un tamaño medio de partículas de aproximadamente 0,005 a 50 micrones; un ánodo un separador entre el cátodo y el ánodo; y un electrolito alcalino. Las realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. El cátodo incluye además un segundo material electroquímicamente activo. El segundo material electroquímicamente activo incluye dióxido de manganeso, oxihidróxído de níquel, óxido de plata, niquelito de plata, óxido de cobre y plata, permanganato de plata, permanganato de bario, manganato de bario o ferrato de bario. El segundo material electroquímicamente activo tiene un tamaño medio de partículas de aproximadamente que va de 1 miera a 100 mieras. El segundo material electroquímicamente activo tiene un área superficial específica de aproximadamente 3 a 50 m Λ {2)/g. El óxido electroquímicamente activo incluye un metal alcalino, un metal alcalinotérreo, un metal de transición o un metal del grupo principal.

Por último, se encontró el documento de la solicitud de patente número US2016233539 (Al), publicada el 11 de agosto de 2016, con el título "DISPOSITIVO DE ALMACENAMIENTO DE EMERGÍA DE ESTADO SÓLIDO" que describe un aparato de batería de estado sólido. El aparato tiene una pluralidad de dispositivos de celda de batería, cada uno de los cuales tiene un dispositivo de ánodo, un dispositivo de electrolito y un dispositivo de cátodo. El aparato tiene un circuito equivalente numerado del 1 al N que caracteriza la pluralidad de dispositivos de celdas de batería, un estado de carga que caracteriza la pluralidad de dispositivos de celda de batería y una resistencia, capacitor u otros parámetros eléctricos provistos en el circuito equivalente.

Como se puede observar, los documentos anteriormente citados hacen referencia a celdas y/o baterías que generan energía a partir de electrolitos, pero ninguno de los documentos muestra evidencia de alimentar un dispositivo para obtener dicha energía y alimentar un LED (diodo emisor de luz).

Tampoco describen ser dispositivos que pueden ser utilizados bajo el océano, ya que al remover una tapa puede alimentarse con el agua salina y asi se lleva a cabo la reacción electroquímica.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar una linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos, que resuelve los problemas anteriormente mencionados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de esta novedosa linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas. Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva superior de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva superior de la explosión de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

La figura 3 muestra una vista del corte longitudinal de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos. La figura 4 muestra una vista en perspectiva a detalle de la parte superior con el reflector y el LED de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva a detalle de la parte superior sin el reflector y el LED de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de los componentes internos de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

La figura 7 muestra una vista inferior de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos sin la tapa. La figura 8 muestra una vista en perspectiva superior de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos con las molduras. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos:

1. Contenedor

2 . Barra

3. Medios de sujeción

4. Placa

5. Rosca

6. Tapa

7 . Contra rosca

8. Conector

9. Balastro

10. Interruptor

11. Diodo emisor de luz

12. Reflector

13. Base hermética

14. Perforación

15. Moldura

Con referencia a las figuras, la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos, está conformada por un contenedor (1) que preferentemente es cilindrico, está configurado para instalar en la periferia interna, al menos, una barra (2) configurada para realizar la función de ánodo, la cual es de una forma en que se presenta el carbono, que es no metal y presenta conductividad eléctrica, y que puede ser de grafito o grafeno, dicha barra (2) se fija por unos medios de sujeción (3) colocados desde el exterior del contenedor (1). Al menos, una placa (4) que es de un metal de transición, como pueden ser Escandio, Titanio, Vanadio, Cromo,

Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Itrio, Circonio, Niobio, Molibdeno, Tecnecio, Rutenio, Rodio, Paladio, Plata, Cadmio, Lutecio, Hafnio, Tantalio, Wolframio, Renio, Osmio, Iridio, Platino, Oro, Lawrencio, Rutherfordio, Dubnio, Seaborgio, Bohrio, Hassio, Meitnerio, Darmstadtio, Roentgenio, Copernicio y/o la combinación de los anteriores, se encuentra instalada al interior del contenedor (1) por los medios de sujeción (3) sin estar en contacto directo con las barras (2), preferentemente se colocan en la periferia interna y está configurada para realizar la función de cátodo. Una rosca (5), la cual preferentemente es externa está dispuesta en la parte inferior del contenedor (1), y está configurada para embonar con una tapa (6) la cual tiene dispuesta en su interior una contra rosca (7), esta configuración permite llenar el contenedor (1) de agua y/o una solución electrolítica y cerrar herméticamente dicho contenedor (1).

Las barras (2) y la placa (4) están configuradas para que al momento de entrar en contacto con el agua y/o la solución electrolítica, se genere una reacción electroquímica, donde dicha placa (4) genera electrones a la barr(a 2) produciendo energía eléctrica.

La barra (2) tiene dispuestos unos conectores (8) configurados para interconectarse con, al menos, un balastro (3) para transmitir energía eléctrica positiva; la placa (4) tiene los conectores (8) unido a un interruptor (10), dispuesto para pasar energía eléctrica negativa; el interruptor (10) tiene los conectores (8) unidos al balastro (9), y está configurado para cerrar o abrir el circuito eléctrico suministrando carga negativa a dicho balastro (9),

El balastro (9) está configurado para incrementar la energía eléctrica proveniente de la barra (2) y de la plac(a 4) y energizar, al menos, un diodo emisor de luz (11) que se encuentra instalado en la parte superior del contenedor (1) sobre dicho balastro (9),

Un reflector (12) de forma cóncava, que preferentemente tiene un acabado cromado, se encuentra instalado en la parte inferior del diodo emisor de luz (11), y está configurado para incrementar la luminosidad emitida cuando se enciende el interruptor (10) y se cierra el circuito eléctrico.

Una base hermética (13) que preferentemente es cilindrica y hueca en su interior, se encuentra instalada en la parte superior del contenedor (1), y está dispuesta para alojar en su interior, las conexiones (8), el balastro (9), el diodo emisor de luz (11) y el reflector (12), esta configuración permite aislar los componentes eléctricos y electrónicos del agua y/o solución electrolítica para evitar un corto circuito.

Una perforación (14) está dispuesta en la base hermética (13), preferentemente en un costado de la parte media, y está configurada para instalar desde la parte interna el interruptor (10) el cual queda sellado herméticamente.

Una moldura (15) se encuentra instalada en la periferia exterior del contenedor (1), tanto en la parte superior como en la parte inferior, y está configurada para ocultar los medios de sujeción (3) y proporcionar una vísta estética. Los medios de sujeci(ón 3) pueden ser tornillos, tuercas, remaches, pernos, espárragos y/o la combinación de los anteriores. Los conectores (8) pueden ser cables, alambres, filamentos y/o la combinación de los anteriores.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN Ejemplos

Los siguientes ejemplos ilustran una manera preferente, de cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo que no deben ser considerados como limitativos de la misma. Ejemplo 1. Proceso de carga de solución electrolítica de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

Con referencia a las figuras antes mencionadas, se remueve la tap(a 6) que está en la parte inferior del contenedor (1) para posteriormente colocar dicho contenedor (1) en posición vertical quedando la parte inferior hacia arriba, para posteriormente verter dentro del contenedor la solución electrolítica de manera que queden sumergidas la barra (2) y la placa (4). Se embona nuevamente la tapa {€} asegurándose de que quede perfectamente cerrada para evitar fugas. En cuanto las barras (2) y la placa (4) entran en contacto con la solución electrolítica, se genera una reacción electroquímica, para producir energía eléctrica.

Posteriormente se presiona el interruptor (10) para cerrar el circuito eléctrico y que se energice el balastro (9), lo cual encenderá inmediatamente los diodos emisores de luz (11). Ejemplo 2, Utilización de modo submarino de la linterna que opera con energía extraída de una solución con electrolitos.

Con referencia a las figuras antes mencionadas,, se remueve la tap(a 6) que está en la parte inferior del contenedor (1), posteriormente se sumerge al océano, de esta manera el agua de mar llenara el interior del contenedor (1), sin embonar la tapa nuevamente se presiona el interruptor (10) y la reacción electroquímica se llevara a cabo obteniendo como resultado que la linterna pueda encender bajo al agua. El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura de este, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.