等離子體發生器及等離子體產生方法

等離子體發生器及等離子體產生方法
【專利摘要】本發明實現了通過活性物種除臭的功能和通過將活性物種釋放到裝置外部來殺滅浮游菌和附著菌的功能。本發明設置有一對電極（21,22），電極（21）在面向電極（22）的表面上布置有介電膜（21a），電極（22）在面向電極（21）的表面上布置有介電膜（22a），其中，當在電極（21,22）之間施加預定電壓時，等離子體放電。本發明以將流體流通孔（21b，22b）在對應的位置上設置在每個電極（21,22）上且穿過每個電極（21,22）設置的方式進行構造，并且其特征在于當從該電極的面板方向觀看時，對應流體流通孔（21b，22b）的輪廓的至少一部分位于相互不同的位置。
【專利說明】等離子體發生器及等離子體產生方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種等離子體發生器及一種等離子體產生方法。
【背景技術】
[0002]近來，由于感染風險的增加，例如所見的特異性、哮喘和過敏癥狀的攜帶者的增加以及新型流感的流行爆發，對例如殺菌和除臭的控制生活環境的空氣質量的需求不斷增力口。此外，隨著生活變得富裕，增加了食物的貯藏量及貯藏剩余食物的機會。因此，在以冷藏庫為代表的貯藏設備中環境控制的重要性也在增加。
[0003]在以控制生活環境的空氣質量為目的的現有技術中，一般使用以過濾器為代表的物理控制。通過物理控制可以俘獲空氣中漂浮的相對大的灰塵和碎屑，并且根據濾孔的尺寸還可以俘獲細菌、病毒或類似物。此外，當具有無數諸如活性炭之類的吸附點時，也可以俘獲惡臭分子。然而存在以下問題:為了俘獲空間中要被控制的空氣要求其均勻通過過濾器，增大了裝置的尺寸并且還增加了例如過濾器更換的維護費用，但是對附著物質還是無效的。因此，作為能夠對附著物質進行殺菌和除臭的手段，可以是例如向希望進行殺菌除臭的空間釋放化學活性物種。在噴灑化學品或釋放芳香劑或除臭劑的情況下，需要提前準備活性物種且對其定期補給是必不可少的。另一方面，使用通過在大氣中產生等離子體所產生的化學活性物種進行殺菌和除臭的手段在近年來不斷增加。
[0004]通過等離子體的放電在大氣中所產生的離子和自由基(以下稱為“活性物種”)進行殺菌和除臭的技術可以被分為以下兩種。
[0005](I) 一種是被稱為被動型等離子體發生器，其中在大氣中浮游的細菌和病毒(以下稱為“浮游菌”)或惡臭物質(以下稱為“臭味”)與活性物種在裝置中的有限的容積內反應(例如專利文獻I)。
[0006](2) —種是被稱為主動型等離子體發生器，其中通過等離子體產生部產生的活性物種被釋放到具有比(I)的容積大的容積的密閉空間(例如，起居室、衛生間或車內等)中，且大氣中的活性物種通過碰撞與浮游菌和臭味反應(例如專利文獻2)。
[0007](I)的被動型等離子體發生器優點在于，由于通過在小容積內產生的等離子體所產生的活性物種濃度高，因此可以期待高效的殺菌和除臭效果。另一方面，該裝置的缺點在于，由于浮游菌和臭味需要被引入該裝置中，因此其尺寸增加；并且由于在等離子體產生過程中很可能產生作為副產物的臭氧，所以為了阻止臭氧泄露至裝置外需要單獨安裝用于吸附或分解的過濾器。
[0008]接著，(2)的主動型等離子體發生器優點在于，該裝置可以相對較小，并且除了殺滅空氣中的浮游菌以及分解空氣中的臭味之外，還可以期待殺滅附著于衣物表面的細菌(以下稱為“附著菌”)且分解被吸附在表面上的臭味。另一方面，該裝置的缺點在于，由于活性物種擴散到相對于該裝置的體積非常大的密閉空間中而且活性物種的濃度低，因此只能夠期待壽命長的活性物種的殺菌和除臭的效果。結果，在具有高臭味濃度(是活性物種濃度10000倍的高濃度)的空間內，除臭效果可能無法接近預期。[0009]通過上文，在被動型等離子體發生器中，效果受限于僅針對包含在流入該裝置的空氣流中的浮游菌和臭味。另一方面，在主動型等離子體發生器中，僅能期待針對低濃度的浮游菌、附著菌、以及臭味的效果。換言之，通過利用現有技術僅可以實現“對浮游菌的殺菌和除臭”或“對具有低濃度的浮游菌和附著菌的殺菌以及對附著臭味的除臭”。
[0010]然而，在日常的生活環境中有一些要求同時執行對高濃度的附著菌殺菌以及對高濃度臭味的去除的情況。最典型的示例就是冷藏庫的冷凍室，在冷藏庫的冷凍室中，存在大量附著在食物表面和貯藏容器表面的細菌，還存在由食物本身及腐爛的剩飯產生的臭味。
[0011]現有技術文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2002-224211號公報
[0014]專利文獻2:日本特開2003-79714號公報

【發明內容】

[0015]技術問題
[0016]因此，本發明是一種同時實現對附著菌的殺滅和除臭的技術，且本發明的主要目的在于增加活性物種的產生量，從而同時包括通過等離子體的產生使用活性物種對附著菌除臭的被動功能以及將活性物種釋放到裝置外部以殺滅附著菌的主動功能。
[0017]技術方案
[0018]根據本發明的一方面，一種等離子體發生器包括一對電極，在電極之間施加預定電壓以使等離子體放電，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過電極，當從電極的面板方向觀看時，每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置處。這里，對應位置是指當從每個電極的面板方向觀看時，在這對電極中形成的流體流通孔在基本相同的位置并且彼此面對。另外，對應位置是指在正交坐標系中，當從z軸方向觀看x-y平面上的這對電極時，這兩個電極處的基本相同的坐標位置(x，y)。
[0019]根據這種構造，由于每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置，因此能夠增加穿過流體流通孔的流體與等離子體之間的接觸面積。因此，能夠增加例如離子或自由基的活性物種的產生量，并且能夠有效地實現通過活性物種的除臭功能以及將活性物種釋放到裝置外部以殺滅浮游菌和附著菌的功能。
[0020]這里，該對電極中的至少一側設置有介電膜，因此不需要在相應的電極21和22之間限定用于形成等離子體的間隙的隔離件，且該間隙可以限定在面對的表面之間。
[0021]作為具體實現為每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置的一方面，在該對電極的一側的電極中形成的流體流通孔的尺寸可以形成為比在另一側的電極中形成的流體流通孔的尺寸小IOym以上。另外，也可以將具有相同開口尺寸的流體流通孔布置為偏離其開口中心。
[0022]為了在每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置的情況下最大限度地增加流體與等離子體之間的接觸面積，每個流體流通孔可以具有圓形形狀，并且形成在一側的電極中的流體流通孔和形成在另一側的電極中的流體流通孔可以布置為同心圓形狀。
[0023]當該對電極的對應流體流通孔設置為多個時，能夠增加對活性物種的除臭功能以及對浮游菌和附著菌的殺滅功能。
[0024]為了在增加穿過流體流通孔的流體中包含的活性物種的數量的同時抑制產生的臭氧濃度，在每個電極中形成的流體流通孔的總開口面積可以在相對于每個電極的總面積的2%?90%的范圍內。
[0025]為了增加穿過流體流通孔的流體或通過流體的除臭以及殺滅包含在該流體中的浮游菌或者釋放的活性物種的量，可以在一側的電極中與流體流通孔分開地設置通孔，且該通孔在其面對的表面的開口處被另一側的電極阻塞。因此，穿過流體流通孔后的流體被引入到該通孔中從而與等離子體接觸，或者在穿過流體流通孔之前的流體被引入到該通孔中從而與等離子體接觸，因此可以使本發明更高效。
[0026]作為通孔的具體實施例的一方面，通孔的開口尺寸可以形成為比流體流通孔的開口尺寸小10 μ m以上。
[0027]介電膜的表面粗糙度可以為0.1 μ m至100 μ m。這樣，即使在層壓該對電極而不使用隔離件時，也能夠因表面粗糙度形成產生等離子體的空間。
[0028]為了通過使流體高效地通過流體流通孔來促進活性物種的產生并且增加除臭效果，等離子體發生器可以包括向流體流通孔強制吹風的鼓風機構。
[0029]鼓風機構可以允許穿過流體流通孔的風的流速在0.lm/s至10m/s的范圍內。
[0030]根據本發明另一方面的實現對浮游菌的殺滅和除臭的等離子體發生器包括一對電極，在電極之間施加預定電壓以使等離子體放電，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過電極，在一側的電極中與流體流通孔相獨立地設置有通孔，且該通孔在其面對的表面的開口處被另一側的電極阻塞。
[0031]根據這種構造，穿過流體流通孔的流體可以與穿過通孔的等離子體接觸，或者，穿過流體流通孔之前的流體可以與穿過該通孔的等離子體接觸。因此，能夠增加例如離子或自由基的活性物種的產生量，并且能夠有效地實現通過活性物種的除臭功能以及將活性物種釋放到裝置外部以從而殺滅浮游菌和附著菌的功能。
[0032]為了在增加穿過流體流通孔的流體中包含的活性物種的數量的同時抑制產生的臭氧濃度，施加到每個電極的電壓可以形成為脈沖形狀，其峰值可以設定在IOOV至5000V的范圍內，且脈沖寬度可以設定在0.1μ s至300 μ s的范圍內。
[0033]另外，對應于CFC消除的冷藏庫使用易燃氣體作為制冷劑，在等離子體發生器應用于使用易燃氣體的冷藏庫中存在著問題。因此，等離子體發生器可以包括防爆機構，其中，該防爆機構具有設置于該對電極的外側的保護殼，并且被構造為由通過引入易燃氣體進入流體流通孔的等離子體產生的火焰不會越過保護殼散播到外部。
[0034]為了確保等離子體發生器的安全，該保護殼可以具有設置于該對電極外側的金屬網，每個金屬網的線徑在1.5mm以下的范圍內，并且金屬網的開口率為30%以上。
[0035]根據本發明的又一方面，提供了一種使用一對電極的等離子體產生方法，其中，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過電極，當從電極的面板方向觀看時，每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部布置在相互不同的位置處，從而在電極之間施加預定電壓而使等離子體放電。
[0036]發明效果
[0037]根據具有這種構造的本發明，能夠同時實現通過活性物種的除臭功能以及將活性 物種釋放到裝置外部以殺滅浮游菌和附著菌的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是示出根據本發明實施例的等離子體發生器的圖。
[0039]圖2是示出該等離子體發生器的操作的圖。
[0040]圖3是示出電極部的俯視圖。
[0041]圖4是示出電極部和防爆機構的剖視圖。
[0042]圖5是示出電極部的面對表面的構造的放大剖視圖。
[0043]圖6是示意性地示出流體流通孔和通孔的局部放大俯視圖和剖視圖。
[0044]圖7是示出離子數密度和臭氧濃度的開口率依賴性的圖表。
[0045]圖8是示出根據電極形狀每單位周長的離子數密度(對于對稱形式的比率)的圖。
[0046]圖9是示出通過改變電極結構增加離子數密度的圖。
[0047]圖10是示出根據電極形狀的殺菌效果的差異的圖。
[0048]圖11是示出根據電極形狀的除臭效果的差異的圖。
[0049]圖12是示意性地示出等離子體產生和除臭反應場的示圖。
[0050]圖13是示意性地示出通過釋放的活性物種對附著菌殺菌的示圖。
[0051]圖14是示意性地示出通過本實施例的流體流通孔提高除臭效率的示圖。
[0052]圖15是示意性地示出通過本實施例的流體流通孔對活性物種的釋放的示圖。
[0053]圖16是示意性地示出通過本實施例的通孔的高濃度活性物種區域對除臭率的改善的示圖。
[0054]圖17是示意性地示出在本實施例中在通孔中對高濃度活性物種的釋放的示圖。
[0055]圖18是示意性地示出異常時的等離子體的點火和通過防爆機構阻止火焰擴散的示圖。
[0056]圖19是示意性地示出滿足防爆能力和離子釋放效率的金屬網的參數區域的曲線圖。
[0057]符號說明
[0058]100:等離子體發生器
[0059]21:—側的電極
[0060]22:另一側的電極
[0061]21a、22a:介電膜
[0062]2lb、22b:流體流通孔
[0063]21c:通孔
[0064]3:鼓風機構
[0065]4:防爆機構
[0066]41:保護殼
[0067]411:金屬網
【具體實施方式】
[0068]以下，將參照附圖來描述本發明的實施例。[0069]根據本發明的等離子體發生器100用于例如冷藏庫、洗衣機、清潔器、衣物干燥機、空調、或空氣凈化器的家用電器，并且起著對家用電器的內部或外部的空氣除臭以及對家用電器的內部或外部的浮游菌或附著菌殺菌的作用。
[0070]具體來說，如圖1和圖2所示，等離子體發生器100包括:等離子體電極部2，利用微間隙等離子體(Micro Gap Plasma)產生諸如離子和自由基的活性物種；鼓風機構3,設置在等離子體電極部2的外部，以向等離子體電極部2強制吹風(空氣流)；防爆機構4，設置在該等離子體電極部2的外部，從而防止通過等離子體電極部2產生的火焰不被擴散至外部；電源5，向該電極部施加高電壓。
[0071]以下，將參照附圖描述相應的部分2至5。
[0072]如圖2至圖6所不,等離子體電極部2具有一對在其面向的表面上設置有介電膜21a和22a的電極21和22，并且用于在電極21和22之間施加預定電壓并且使等離子體放電。特別是，如圖3所示，每個電極21和22在平面圖中(當從電極21或22的面板方向觀看時)具有基本矩形的形狀，并且例如由諸如SUS403的不銹鋼制成。電極部2的電極21或22的邊緣部形成有由電源5施加電壓的施壓端子T (見圖3)。在此，通過電源5向等離子體電極部2施加電壓的方法是，施加到每個電極21或22的電壓為脈沖形狀，將其峰值設定在100V至5000V的范圍，并且將設寬度定沖在0.1 μ s至300 μ s的范圍內。
[0073]此外，如圖5所示，例如，電極21和22的相應的面對的表面通過涂敷諸如鈦酸鋇的電介質形成有介電膜21a和22a。介電膜21a和22a的表面粗糙度(在本實施例中是計算的平均粗糙度Ra)為0.1 μ π!至100 μ m。也可以使用最大高度Ry及十點平均粗糙度Rz定義這些其他表面粗糙度。通過將介電膜21a和22a的平面粗糙度調整為上述范圍內的值且僅使相應的電極21和22重疊，在面對的表面之間限定間隙，從而在該間隙中產生等離子體。因此，不需要在相應的電極21和22之間限定用于等離子體形成的間隙的空間。此外，考慮通過派射控制介電膜2Ia和22a的表面粗糙度。此外,氧化招、氧化鈦、氧化鎂、鈦酸銀、氧化硅、磷酸銀、鋯鈦酸鉛、碳化硅`、氧化銦、氧化鎘、氧化鉍、氧化鋅、氧化鐵、碳納米管或類似物也可以作為電介質應用于電極中。
[0074]此外，如圖3、圖4和圖6所示，在各電極21和22的對應的位置，電極21和22各自設有流體流通孔21b和22b，使得各電極21和22被構造為通過流體流通孔21b和22b的連通來作為整體而貫通。同時，每個對應的流體流通孔21b或22b的輪廓的至少一部分被構造為布置在相互不同的位置。換言之，從平面圖觀看時的形成在一側的電極21中的流體流通孔21b的形狀不同于從平面圖觀看時的形成在在另一側的電極21中的流體流通孔22b的形狀。
[0075]具體來說，從平面圖觀看時，各自形成在各電極21和22的對應的位置處的流體流通孔21b和22b為基本圓形的形狀(見圖3)。在一側的電極21中形成的流體流通孔21b的開口尺寸(開口直徑)比(在另一側的電極22中形成的流體流通孔22b的開口尺寸(開口直徑)小(例如，開口直徑小ΙΟμπι以上)。
[0076]另外，如圖3和圖6所示，使在一側的電極21中形成的流體流通孔21b和在另一側的電極22中形成的流體流通孔22b形成為同心圓形狀。在本實施例中，在一側的電極21中形成的多個流體流通孔21b作為一個整體具有相同的形狀，并且在另一側的電極22中形成的多個流體流通孔22b也作為一個整體具有相同的形狀。在一側的電極21中形成的所有流體流通孔21b都比在另一側的電極22中形成的流體流通孔22b小。盡管在本實施例中所示為基本圓形的形狀從而實現效果，但是開口部并不限定于形成圓形的形狀。例如，，每個相應流體流通孔的輪廓的至少一部分在從平面觀看時可被構造為布置在相互不同的位置。
[0077]進一步地，在每個電極21或22中形成的流體流通孔21b或22b的總開口面積在相對于每個電極21或22的總面積的2%至90%的范圍內。具體來說，在另一側的電極22中形成的流體流通孔22b的總開口面積被設定為在相對于該電極22的總面積的2%至90%的范圍內。此外，在一側的電極21中形成的流體流通孔21b的總開口面積也可以設定在2%至90%的范圍內。
[0078]然而，如圖3和圖6所示，在本實施例中的等離子體電極部2被構造為使得通孔21c在一側的電極21中與流體流通孔21b及22b分開設置的，并且通孔21c在其面對的表面的開口處被另一側的電極22阻塞。以下，由在每個電極21或22中形成的流體流通孔21b或22b構成的部分稱為全開口部，而由通孔21c形成的部分稱為半開口部。
[0079]通孔21c的開口尺寸被形成為比流體流通孔21b的開口尺寸小IOiim以上。通孔21c通過替換規則布置的流體流通孔21b的一部分而形成，且通孔21c設置在流體流通孔21b的周圍(見圖3)。
[0080]鼓風機構3設置于等離子體電極部2的另一電極22的一側上，并且具有向形成于等離子體電極部2中的流體流通孔(全開口部)21b和22b強制送風的鼓風扇。具體來說，鼓風機構3允許通過流體流通孔21b和22b的風的流速在0.lm/s至IOm/s的范圍內。
[0081]如圖4所示，防爆機構4具有設置于一對電極21和22外側的保護殼41，并且被構造為使得通過將易燃氣體引入到流體流通孔21b和22b中由等離子體產生的火焰沒有越過保護殼41散播到外部。具體來說，防爆機構4具有金屬網411，在金屬網411中，保護殼41設置在這對電極21及22的外部。每個金屬網411的線徑在1.5mm以下的范圍內，并且金屬網411的開口率為30%以上。
[0082]具有這種構造的等離子體發生器100通過在兩個相對的電極21和22之間的間隙中產生等離子體以及將風送到液體流通孔21b和22b中來在電極21和22的附近執行除臭，并且通過向密閉空間釋放等離子體中產生的活性物種來執行對附著菌的殺菌。在此，由于等離子體中產生的產物全部被風輸送至下游，因此需要限制對人體有害的臭氧的產生。因此，通過優化諸如每個電極21或22的全開口部的結構、半開口部的增加、開口部的形狀、電壓控制和風速的參數，可以使得抑制臭氧的產生以及既能夠除臭又能夠殺菌成為可能。另夕卜，即使在密閉空間充滿易燃氣體時，設置的防爆機構4仍安全操作，且由于防爆機構4得利執行了優化而不使除臭和殺菌的性能降低。
[0083]接著，以下針對使用本實施例的等離子體發生器100的實驗示例進行描述。為了同時進行除臭和殺滅附著菌，通過空氣離子測量和臭氧濃度測量來執行對電極形狀的優化。這兩種測量均在可以在相對于等離子體電極部2的下游安裝測量儀器的距離(在這種情況下，入口在臭氧濃度測量中安裝在Icm的位置處，并且在離子數密度測量中安裝在IOcm的位置處)內執行。空氣離子測量是一種間接但簡便的測量方法。在空氣離子測量方法中，盡管將要測量的對象是在等離子體中產生的活性物種中帶有特別電荷且壽命長的離子，但是在產生恒定等離子體的條件下，利用空氣離子數密度與活性物種的密度之間的相關性。即，離子數密度高意味著在殺菌和除臭中有效的活性物種的密度高。同時，由于作為等離子體的副產物的臭氧與離子相比具有非常長的壽命(數十分鐘或更長)，因此在等離子體的附近的濃度與在遠離下游的位置的濃度之間沒有明顯的差別。即便如此，為了增加測量值的絕對值并且捕捉臭氧產生量的微小變化，測量設備的采樣入口安裝在距離電極21的下游Icm處。在這種測量體系中，當基于臭氧濃度來使離子數密度最大化時，直接與電極形狀的最優化相關聯。
[0084]圖7示出了當流體流通孔22b (流體流通孔21b)的開口率變化時的臭氧濃度的離子數密度的測量結果。伴隨著開口率的增加離子數的密度增加，而臭氧濃度降低。如從圖7所可以看出的，形成于電極22中的流體流通孔22b的總開口面積與電極22的總面積的比率(開口率)優選設定在40%至90%的范圍內，更優選地在40%至80%的范圍內。
[0085]以上電極的非對稱結構和離子的產生量因半開口部的增加確認如下。
[0086]準備如下具有相同開口率的三種電極:
[0087]I)僅包括對稱的全開口部(流體流通孔21b和流體流通孔21b具有相同的形狀)電極作為基準；
[0088]2)將全開口部改變為不對稱結構(本實施例中的結構)的電極；以及
[0089]3 )包括半開口部以及對稱的全開口部的電極。
[0090]調整施加的電壓使得臭氧濃度在各電極中保持恒定，且通過上述方法測量在上述條件下產生的離子數密度。接著，由測量的離子數密度計算出電極上的開口部的周長的總延伸量，并且由測量的離子數密度計算每單位周長的離子數濃度。電極I)和2)被直接相互比較并且改變為非對稱形式，因此得到增加量，并且從電極3)的離子數密度中減去I)的離子數密度求出因半開口部的增加量。圖8示出了對于對稱的全開口部的離子的產生量的比率。如圖8所示，確定的是:通過改變為不對稱形式(本實施例中的全開口部)離子的產生量增加2倍以上，并且來自于半開口部的離子的產生成量比對稱形式增加了 3倍以上。進一步地，通過改進電極的這種結構以及在不對稱的全開口部及半開口部的電極上的布置，能夠將活性物種的產生量最大程度地增加100倍。
[0091]圖10示出了通過改變電極結構及增加活性物種的產生量來提高殺菌能力的結果。將被殺菌的對象是大腸菌，針對室溫下大腸菌在100L的容器內所涂敷的培養基釋放活性物種6個小時，接著在在該培養基上培養細菌，數出形成的大腸菌的數量。結果，通過在僅有對稱開口部的電極上增加半開口部，殺菌率增加了一個數量級以上。在活性物種的生成條件下，預測在8小時內實現大致完全滅菌(99.9%)。例如，在運輸冷藏庫一天過程中該殺菌能力足以殺滅貯藏室中的附著菌。
[0092]類似地，圖11示出了通過改變電極結構的除臭能力的改變。當在室溫下將2ppm的三甲胺(TMA)作為臭味注入到由樹脂制成的容積為100L的容器中并使本實施例的等離子體發生器間歇式操作2個小時時，通過臭味的分解速率得到除臭能力。通過增加半開口部可以使除臭率增加將近2倍。
[0093]將在電極附近執行的除臭反應認定如下。考慮通過等離子體產生的活性物種的濃度與通過空氣流輸送的除臭濃度之間的差異。如圖12所示，由于在由電極表面上的電介質限定的間隙中產生的等離子體的一部分擴散至全開口部的開口的內部，所產生的活性物種與由送風部提供的空氣流相互作用。在置于電介質之間的空間中產生的等離子體的電子密度為大約1015/cm3，離子或自由基的密度相同。分子數密度為1013/cm3。
[0094]接著，盡管在與電極21和22分隔開的表面上執行殺菌，但是活性物種和附著菌的密度差異決定了殺菌率。如圖13所示，通過等離子體產生且在下游釋放的活性物種變回為穩定的分子。存在于空氣中的離子通過空氣離子測量裝置來進行測量，并且在等離子體附近為106/Cm3。附著菌為數百至數千，即，IOVcm3至103/cm3。
[0095]在此，通過設計上述全開口部的結構，可以促進活性物種和臭氣之間的反應。將2個電極的孔的形狀設置為非對稱狀，可以期待以下2個效果:促進活性物種和臭氣之間的反應，以及提高向空氣流的輸送效率。如圖14所示，在沿著空氣流的上游至下游的孔的尺寸變小(與一側的電極21的流體流通孔21b相比，另一側的電極22的流體流通孔22b大)的情況下，空氣流與等離子體之間的相互作用時間變長，除臭的效率變高。
[0096]另一方面，在開口的尺寸增加的情況下(電極21的所有流體流通孔21b被形成為比電極22的多個流體流通孔22b大小或大)，如圖15所示，可以通過負壓來提高殺菌率。
[0097]接著，對通過半開口部促進活性物種與臭氣的反應以及提高向空氣流輸送效率進行說明。最初如圖16所示，在認為在空氣流的上游側開口的情況下，在通過等離子體生成的活性物種的附近沒有空氣流，因此形成存在高濃度的活性物種的區域。向兩側的電極21、22的開口部引入的空氣流通過與其高濃度活性物種區域相互作用，提高除臭效率。
[0098]如圖17所示，當只有空氣流的下游側開口時，活性物種的濃度在空氣流不存在的區域中增加。通過在空氣流的界面上與高濃度活性物種的區域相互作用，活性物種被釋放，離子數密度增加，且殺菌率增強。
[0099]當在使用易燃制冷劑的冷藏庫中安裝本裝置時，需要防爆機構4。如圖18所示，在等離子體電極部2的周圍布置金屬網。特別是，如圖19所示，當金屬網411的線徑在1.5mm以下的范圍內且開口率在30%以上時，能夠在不減少活性物種的產生量的情況下進行操作。因此，可以不降低除臭能力和殺菌能力而保證安全性。
[0100][本實施例的效果]
[0101]根據等離子體發生器100，由于每個相應流體流通孔21b或22b的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置，所以能夠增加穿過流體流通孔21b或22b的流體與等離子體之間的接觸面積。因此，能夠增加例如離子或自由基的活性物種的產生量，并且能夠通過活性物種充分實現除臭功能以及釋放活性物種至裝置外部以殺滅浮游菌及附著菌的功能。
[0102][其他變型實施例]
[0103]本發明并不限定于上述實施例。例如，盡管在實施例中電極21的多個流體流通孔21b具有相同的形狀并且電極22的多個流體流通孔22b具有相同的形狀，但是也可以形成其他形狀。
[0104]另外，盡管在上述實施例中，電極21的所有流體流通孔21b都形成為比電極22的多個流體流通孔22b小或大，但是電極21的流體流通孔21b中的一部分可以比電極22的流體流通孔22b小，并且電極21的其余流體流通孔21b可以形成為比電極22的流體流通孔22b大。
[0105]此外，盡管通孔形成于一側的電極21或另一側的電極22處，但是也可以在這兩側均形成通孔(半開口部)。
[0106]另外，盡管流體流通孔具有相同的橫截面形狀，但是在電極中形成的流體流通孔可以錐形表面、圓錐形狀或碗狀。也就是說，流體流通孔可以具有隨著從一個開口行進至另一開口而減小的直徑或變大的直徑。
[0107]當從電極的面板方向觀看時，流體流通孔可以具有圓形、橢圓形、矩形、線狀狹縫形、同心圓狀狹縫形、波狀狹縫形、新月形、梳形、蜂窩形和星形中的至少任意一種形狀。
[0108]此外，本發明不限于上述實施例，在不脫離本發明范圍和精神的情況下，能夠進行各種變型。
[0109]產業上的可利用性
[0110]根據本發明，能夠在增加活性物種的產生量的同時抑制臭氧的產生量。
【權利要求】
1.一種等離子體發生器，包括一對電極，在電極之間施加預定電壓以使等離子體放電的情況下，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過電極，當從電極的面板方向觀看時，每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部分布置在相互不同的位置處。
2.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，所述一對電極的至少一側設置有介電膜。
3.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，在所述一對電極的一側的電極中形成的流體流通孔的尺寸形成為比在另一側的電極中形成的流體流通孔的尺寸小IOym以上。
4.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，在所述一側的電極中形成的流體流通孔的尺寸和在另一側的電極中形成的流體流通孔配置為同心圓形狀。
5.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，所述一對電極的對應流體流通孔設置為多個。
6.根據權利要求5所述的等離子體發生器，其中，流體流通孔具有相同的截面形狀，或者具有從一個開口行進至另一個開口而減小的直徑或變大的直徑。
7.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，當從電極的板面方向觀看時，流體流通孔具有圓形、橢圓形、矩形、線狀狹縫形、同心圓狀狹縫形、波狀狹縫形、新月形、梳形、蜂窩形和星形中的至少任意一種形狀。
8.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，在每個電極中形成的流體流通孔的總開口面積在相對于每個電極的總面積的2%~90%的范圍內。
9.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，在一側的電極中與流體流通孔分開設置有通孔，且所述通孔在其面對的表面的開口處被另一側的電極阻塞。
10.根據權利要求9所述的等離子體發生器，其中，所述通孔的開口尺寸形成為比流體流通孔的開口尺寸小IOym以上。
11.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，所述介電膜的表面粗糙度為0.1ym至 100 Ii m。
12.根據權利要求1所述的等離子體發生器，所述等離子體發生器還包括向所述流體流通孔強制吹風的鼓風機構。
13.一種等離子體發生器，包括一對電極，在電極之間施加預定電壓以使等離子體放電，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過貫通電極，在一側的電極中與流體流通孔分開地設置有通孔，并且所述通孔在其面對的表面的開口處被另一側的電極阻塞。
14.根據權利要求1所述的等離子體發生器，其中，施加到每個電極的電壓形成為脈沖形狀，所述電壓的峰值設定為在100V至5000V的范圍內，且脈沖寬度設定在0.1ii s至300 u s的范圍內。
15.根據權利要求1所述的等離子體發生器，所述等離子體發生器還包括防爆機構，其中，所述防爆機構具有設置于所述一對電極的外側的保護殼，并且被構造為由通過將易燃氣體引入到流體流通孔中的等離子體產生的火焰沒有越過所述保護殼散播到外部。
16.根據權利要求15所述的等離子體發生器，其中，所述保護殼具有設置于所述一對電極的外側的金屬網，每個金屬網的線徑在1.5_以下的范圍內，并且金屬網的開口率為30%以上。
17.一種使用一對電極的等離子體產生方法，其中，流體流通孔分別設置在每個電極的對應位置處并且穿過電極，當從電極的面板方向觀看時，每個對應流體流通孔的輪廓的至少一部設置在相互不同的位置處，從而在電極之間施加預定電壓而使等離子體放電。
18.根據權利要求17所述的等離子體產生方法，其中，在所述一對電極的至少一側設置有介電膜。`
【文檔編號】A61L9/22GK103492064SQ201180064583
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2011年11月9日 優先權日:2010年11月9日
【發明者】宮本誠, 竹之下一利, 熊谷悠紀, 中山陽子, 野島秀雄 申請人:三星電子株式會社