专利名称：消毒方法和消毒装置及使用它们的空气清洁方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及消毒方法和装置，更具体而言，涉及通过产生离子来杀灭细菌的消毒方法和装置。本发明还涉及使用该消毒方法和装置的空气清洁方法和装置。
背景技术：
一般来说，空气清洁装置包括安装在壳体中的过滤器，用于过滤各种杂质；风扇，用于将空气从室内空间引入壳体，从而迫使引入的空气经过过滤器，并用于将过滤后的空气排出壳体；和阴离子发生器，用于产生阴离子。
在该空气清洁装置中，室内空气在风扇被驱动时经过过滤器的同时被清洁，然后与从阴离子发生器产生的阴离子一起被排放到室内空间。然而，这样的包括过滤器和阴离子发生器的传统空气清洁装置，仅使用过滤器和从阴离子发生器产生的阴离子，在杀灭漂浮在空气中的细菌的能力方面受到限制。为了解决这一问题，已提出了一种新的离子发生器，其使用阴离子和阳离子两者来进行消毒。这样的可产生阴离子和阳离子的离子发生器在日本专利公开出版物2003-123940中进行了描述。
在这种传统离子发生器中，AC电压被施加到两个电极上以交替地产生阴离子和阳离子。所产生的阴离子和阳离子被供给到室内空间。在这种情况下，阳离子是氢离子(H+)，阴离子是过氧化阴离子(O2-)。当氢离子和过氧化阴离子被供应到室内空间时，它们产生羟基自由基(OH)或过氧化氢(H2O2)。这些化合物吸附到存在于室内空气中的细菌上，从而氧化和杀灭细菌。
然而，这种传统离子发生器具有这样的问题即，对人体有害的氢离子被不加处理地排放到室内空间中，从而在吸入氢离子时对使用者的健康产生负面的影响。
此外，由于每个电极交替地产生阴离子和阳离子，因此，大量的阴离子和阳离子在用于消毒之前进行耦合，从而失去了它们的效果。
另外，由于每个电极交替地产生阴离子和阳离子，因此，不能够在短时间内产生消毒所需要的足够量的阴离子和阳离子。
发明内容
本发明考虑上述问题而得出，本发明的目的是提供一种对人体无害的消毒方法和装置。
本发明的另一目的是提供一种消毒方法和装置，其显示优越的消毒性能，以及提供一种使用该消毒方法和装置的空气清洁方法和装置。
根据第一方面，本发明提供了一种消毒方法，其包括分别使用阳离子发生器和阴离子发生器产生阳离子和阴离子；使从阴离子发生器产生的电子与阳离子耦合，从而产生中性原子；以及将中性原子和阴离子供应至将要通过消毒被除去的目标物，从而通过由中性原子和阴离子的耦合所产生的消毒物质除去目标物。
根据另一个方面，本发明提供了一种使用消毒装置消毒的方法，所述消毒装置包括阳离子发生器和安装在阳离子发生器附近的阴离子发生器，所述方法包括驱动阳离子发生器，从而产生阳离子；驱动阴离子发生器，从而产生电子和阴离子；使阳离子和电子朝向彼此移动，以使它们互相反应，从而产生中性原子；以及使中性原子和阴离子朝向将通过消毒被除去的目标物移动，以使中性原子和阴离子与目标物发生反应，从而产生消毒物质。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种消毒装置，包括阳离子发生器，用于产生阳离子；和与阳离子发生器间隔预定距离的阴离子发生器，用于产生电子和阴离子。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种消毒装置，包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；和第二电极，用于在第一电极附近产生电子和过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第二电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
根据本发明的又一个方面，本发明提供了一种消毒装置，包括阳离子发生器，用于在空气中产生阳离子；中性原子产生器，其包括电子释放器，用于释放与阳离子发生反应的电子，从而产生中性原子；和阴离子发生器，用于产生与中性原子发生反应的阴离子，从而杀灭存在于空气中的细菌。
根据本发明的又一个方面，提供一种消毒装置，包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；第二电极，用于在第一电极附近产生电子；和第三电极，用于在第一和第二电极附近产生过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第三电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
根据本发明的又一个方面，本发明提供了一种离子发生装置，包括阳离子发生器，用于在空气中产生氢离子；电子释放器，其布置在阳离子发生器附近，用于释放电子，其中从阳离子发生器产生的氢离子与从电子释放器释放的电子发生反应，从而产生氢原子；所述氢原子又与存在于空气中的过氧化阴离子耦合，从而除去过氧化阴离子。
根据本发明的又一个方面，提供了一种电气设备，包括空气流动通路以及布置在空气流动通路中的消毒装置，其中所述消毒装置包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；和第二电极，用于在第一电极附近产生电子和过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第二电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
根据本发明的又一个方面，提供了一种空气清洁装置，包括布置在主体中的过滤器；风扇，用于循环室内空间中的空气，以便使空气经过过滤器；空气排放通路，用于引导从过滤器排出的室内空气使其排出主体；和消毒器，其布置在空气排放通路中，所述消毒器包括阳离子发生器和阴离子发生器。
以下的详细说明将阐述本发明的附加方面和/或优点。
通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加明显，其中图1是根据本发明第一实施例的消毒装置的透视图；图2是从图1的消毒装置产生的离子的示意图；图3a-3e是由图1的消毒装置执行的消毒方法的示意图；图4是用于测试图1的消毒装置的性能的测试装置的示意图；图5是描绘由图4的测试装置获得的试验结果的曲线图；图6是根据本发明的第二实施例的消毒装置的透视图；图7是从图6的消毒装置产生的离子的示意图；和图8是空气清洁装置的示意图，其中安装了图1的消毒装置。
具体实施例方式
以下将详细描述本发明的实施例，其例子在附图中示出，其中相同的附图标记表示相同的元件。以下对实施例的描述旨在参照附图解释本发明。然而，本发明不应当被认为限于实施例。
图1和图2示出根据本发明第一实施例的消毒装置。如图1和2所示，消毒装置包括基座10、安装在基座10上表面上的陶瓷板11、安装在基座10上并与陶瓷板11间隔预定距离的针状电极12，以及盖子13，所述盖子13将从陶瓷板11和针状电极12产生的离子的扩散范围限定在预定的空间中。
在基座10上表面上设置凹陷，用于安装陶瓷板11。陶瓷板11装配在基座10中。陶瓷板11适于产生阳离子。如图2所示，放电电极14设置在陶瓷板11上表面处位于陶瓷板11内部。感应电极15也设置在从陶瓷板11厚度方向看时的陶瓷板11内部的中部处。陶瓷板11的剩余部分由陶瓷制成，以形成保护层。
高的正电压被施加在放电电极14和感应电极15之间。即使高的正电压可以具有其它的电压范围，高的正电压优选为3.9kV-4.3kV。当这样的高的正电压被施加在放电电极14和感应电极15之间时，在陶瓷板11处出现等离子体放电，从而陶瓷板11周围空气中的水分(H2O)被电离，从而产生氢离子(H+)。
同时，高的负电压被施加到针状电极12和接地电极17之间。即使高的负电压可以具有其它的电压范围，高的负电压优选为-3.2kV至-3.6kV。当这样的高的负电压被施加在针状电极12和接地电极17之间时，在针状电极12处出现等离子体放电，从而阳离子在针状电极12周围聚集，大量的电子从针状电极12释放到空气中。释放到空气中的电子非常不稳定，因此被空气中的氧分子(O2)捕获，从而形成过氧化阴离子(O2-)。这样，当高的负电压被施加到针状电极12上时，产生电子和过氧化阴离子。
从针状电极12释放的电子与从陶瓷板11产生后到达针状电极12的氢离子耦合，从而生成氢原子(或活性氢)。为了促进从陶瓷板11产生的氢离子与从针状电极12产生的电子的耦合，风扇18可以被布置在消毒装置的一侧，以朝向针状电极12强制输送氢离子。
如上所述，针状电极12与陶瓷板11间隔开预定的距离。理想的是，根据陶瓷板11的尺寸和针状电极12的高度适当地确定陶瓷板11和针状电极12之间的间隔。这是由于从陶瓷板11产生的氢离子所形成的氢原子的量随着陶瓷板11和针状电极12之间的间距而变化。
由于从陶瓷板11产生的氢离子与从针状电极12释放的电子耦合，从而形成氢原子，氢原子和过氧化阴离子最终从消毒装置释放。
盖子13具有隧道形结构，在其底部打开以具有一对横向间隔开的纵向下端。盖子13可分开地耦合到基座10上，以便盖子13的下端可滑动地分别与形成在基座10的上表面上、基座10的侧端部处的盖子轨道16接合。当消毒装置产生氢离子，同时在盖子13与基座10连接的条件下在盖子13的一侧将空气吹入盖子13中时，这样产生的氢离子朝向盖子13内的针状电极12移动，氢离子然后与从针状电极12释放的电子耦合，从而产生氢原子，所述氢原子又从盖子13的另一侧释放。从针状电极12产生的过氧化阴离子与氢原子一起也被吹送空气从盖子13的另一侧排出。
以下将参照图3a-3e说明由图1的消毒装置进行的消毒方法。
根据该消毒方法，高的正电压首先被施加到陶瓷板11中的放电电极14和感应电极15之间，从而产生氢离子。同时，高的负电压被施加到针状电极12上，从而产生电子和过氧化阴离子。并且，空气在盖子13的一侧被吹入盖子13，以将氢离子输送到针状电极12或针状电极12周围的区域。
当氢离子接近针状电极12时，它们与针状电极12周围存在的电子耦合，从而产生氢原子。氢原子接着与从针状电极12产生的过氧化阴离子一起从盖子13排放。
从消毒装置排放到空气中的过氧化阴离子显示与漂浮在空气中的细菌的静电(+)相反的极性，从而过氧化阴离子被吸附到细菌的表面上，如图3a所示。一旦过氧化阴离子被吸附到细菌的表面上，从消毒装置排放到空气中的氢原子与过氧化阴离子发生反应，如图3b和3c所示。
当这样的反应在过氧化阴离子和氢原子之间进行时，以下反应顺序地进行，从而顺序获得如图3d和3e所示的状态。
也就是说，互相反应的过氧化阴离子和氢原子形成氢过氧自由基。并且，过氧化阴离子的电子抵销细菌的静电。每个氢过氧自由基然后从形成细菌的细胞膜的蛋白质捕获三个氢原子，从而产生两个水分子。结果，贡献氢原子的细胞膜的蛋白质分子被破坏，从而破坏细菌的细胞膜。这样，实现了消毒。
参照图4，示出了测试如图1所示的消毒装置的性能的装置。测试装置包括腔室30、布置在腔室30一个侧壁上的病毒供体31、布置在腔室30的一个侧壁上位于病毒供体31之下的环境空气抽吸过滤器32，以及连接到腔室30另一侧壁的排放管33。检测过滤器34布置在排放管33中。抽吸泵35安装到排放管33的出口端。放置用于测试的消毒装置的台子36被布置在腔室30中。风扇37也布置在腔室30中，以将空气吹到消毒装置中。
为了进行测试，消毒装置首先被放置到测试装置中的台子36上。之后，病毒(流行感冒病毒，新喀里多尼亚)从病毒供体31供给到腔室30中持续10分钟。完成病毒从病毒供体31的供应后，消毒装置和风扇37被驱动30分钟。随后，驱动抽吸泵35。在这种状态下，由检测过滤器34检测的病毒数被检查。图5示出了分别描绘供给的病毒数和由检测过滤器34检测的病毒数的曲线图。
在图5中，Y轴代表病毒数(对数标度)，曲线A代表从病毒供体31供给的病毒数，曲线B代表在不驱动消毒装置的条件下经过30分钟后检测的病毒数，曲线C代表驱动消毒装置的条件下经过30分钟后检测的病毒数。参照图5，可以看到，当消毒装置不被驱动时，病毒数减少，然而，自然减少的病毒数很少。另一方面，当消毒装置被驱动时，99.6％的被供给病毒在30分钟内被除去。
参照图6和7，示出了根据本发明第二实施例的消毒装置。在图6和7中，分别对应于图1和2的组成元件用相同的附图标记来表示。如图6和7所示，消毒装置包括基座10、安装在基座10上表面上的陶瓷板11、安装在基座10上并与陶瓷板11间隔期望距离以产生电子的第一针状电极19、安装在基座10上并与第一针状电极19间隔期望距离以产生过氧化阴离子的第二针状电极21，以及盖子13，所述盖子13将从陶瓷板11和针状电极19和21产生的离子的扩散范围限定在预定的空间中。图6所示的陶瓷板11和盖子13与图1和图2示出的相同，将不再给出对它们的说明。
例如-3.2KV至-3.6KV的高的负电压被施加到每一个针状电极19和21与接地电极17之间。当这样的高的负电压被施加在第一针状电极19和接地电极17之间时，在第一针状电极19处出现等离子体放电，从而阳离子在第一针状电极19周围聚集，大量的电子从第一针状电极19释放到空气中。
由于第一针状电极19布置在陶瓷板11附近，从第一针状电极19排放的电子与从陶瓷板11产生后到达第一针状电极19的氢离子耦合，从而产生氢原子(或活性氢)。为了促进从陶瓷板11产生的氢离子与从第一针状电极19产生的电子的耦合，风扇18可被布置在消毒装置的一侧，以朝向第一针状电极19强制输送氢离子。
同时，当高的负电压被施加在第二针状电极21和接地电极17之间时，在第二针状电极21处也出现等离子体放电，从而大量的电子从第二针状电极21处产生。由于从第二针状电极21排放到空气中的电子非常不稳定，因此它们被空气中的氧原子(O2)捕获，从而形成过氧化阴离子(O2-)。
这样，从陶瓷板11排放的氢离子与从第一针状电极19产生的电子耦合，从而产生氢原子，氢原子又与从第二针状电极21产生的过氧化阴离子反应，从而产生具有消毒功能的氢过氧自由基。根据本发明的第二实施例，与第一实施例相比，利用从第一针状电极19产生的电子和从第二针状电极21产生的过氧化阴离子产生氢原子。
如上所述，第一和第二针状电极19和21分别与陶瓷板11间隔开预定的距离。理想的是，根据陶瓷板11的尺寸和针状电极的高度适当地确定陶瓷板11和每个针状电极之间的间隔，以获得最大的氢原子生成性能。
尽管本发明第二实施例描述了高的负电压被施加到第一和第二针状电极19和21两个电极上的方法，然而，高的负电压可以单独施加到第一针状电极19上。在这种情况下，从第一针状电极19产生的氢原子与在空气中自然产生的一种活性氧——过氧化阴离子耦合，从而除去过氧化阴离子。
参照图8，示出了空气清洁装置，其使用图1的消毒装置。该空气清洁装置包括主体40、布置在主体40的一个侧壁上的入口41、布置在主体40的另一个侧壁上的出口42、安装在主体40中的过滤器43、用于强制循环室内空气以便室内空气在通过过滤器43后排出主体40的风扇44，以及布置在主体40中限定的空气排放通路45中的图1的消毒装置。
当风扇44被驱动以清洁空气清洁装置中的室内空气时，室内空气通过入口41被抽吸到主体40的内部，然后通过过滤器43，从而杂质通过过滤器43从室内空气中被除去。之后，室内空气沿着空气排放通路45被输送，以通过出口42被排放到主体40外部。在这种情况下，消毒装置可与风扇44一起被驱动。当消毒装置被驱动时，氢原子和过氧化阴离子被排放到空气排放通路45中。因此，经过空气排放通路45的室内空气中的细菌，利用产生的氢原子和过氧化阴离子并按照上述的消毒过程被除去。
尽管该实施例示出了一种空气清洁装置，其应用消毒装置，然而，图1所示的消毒装置和使用该消毒装置的消毒方法也可以应用于需要消毒的除空气清洁器以外的家用电器，例如，空调机、通风设备和冰箱。
并且，尽管氢原子和过氧化阴离子被分配到空气中，以便它们在空气中耦合以产生用于消毒的氢过氧自由基，然而，在示出的实施例中，氢过氧自由基本身可以被分配到空气中。在后一种情况下，氢原子和过氧化阴离子在消毒装置中耦合，以产生氢过氧自由基，并将氢过氧自由基分配到空气中。
在本发明的第一和第二实施例中，使用盖子13以促进氢原子和电子之间的反应以及氢原子和过氧化阴离子之间的反应。然而，本发明可以在不使用盖子13的情况下实施。
从上述描述显而易见，根据本发明，氢原子代替对人体有害的氢离子被用于消毒。因此，能防止使用者在消毒期间暴露到有害的氢离子中。
根据本发明，消毒装置包括互相分开的阳离子发生器和阴离子发生器。因此，不同于传统的阳离子和阴离子从相同的离子发生器交替产生的情况，能够防止因为阳离子和阴离子在被用于消毒之前耦合而引起离子损失所导致的可用于消毒的离子的数量减少。
另外，由于阳离子发生器和阴离子发生器互相分开，因此，能够产生足够量的用于消毒的离子，这样，获得提高的消毒能力。
尽管已经示出和描述了本发明总体发明构思的特定实施例，但本领域的技术人员将会理解，在不偏离本发明的原理和实质的情况下可被这些实施例进行改变，其范围限定在权利要求及其等同物中。
权利要求
1.一种消毒方法，包括分别使用阳离子发生器和阴离子发生器产生阳离子和阴离子；使从阴离子发生器产生的电子与阳离子耦合，从而产生中性原子；以及将中性原子和阴离子供应至将要通过消毒被除去的目标物，从而通过由中性原子和阴离子耦合所产生的消毒物质除去目标物。
2.根据权利要求1所述的消毒方法，其特征在于，所述中性原子包括氢原子(H)，所述阴离子包括过氧化阴离子(O2-)，所述消毒物质包括氢过氧自由基(O-O-H)。
3.根据权利要求2所述的消毒方法，其特征在于，当过氧化阴离子与氢原子一起被供应到目标物时，过氧化阴离子被目标物的静电吸附到目标物上，氢原子然后与过氧化阴离子反应，从而生成氢过氧自由基。
4.一种使用消毒装置的消毒方法，所述消毒装置包括阳离子发生器和安装在阳离子发生器附近的阴离子发生器，所述方法包括驱动阳离子发生器，从而产生阳离子；驱动阴离子发生器，从而产生电子和阴离子；使阳离子和电子朝向彼此移动，以使它们互相反应，从而产生中性原子；以及使中性原子和阴离子朝向将通过消毒而被除去的目标物移动，以使中性原子和阴离子与目标物发生反应，从而产生消毒物质。
5.根据权利要求4所述的消毒方法，其特征在于，所述阳离子包括氢离子(H+)，所述中性原子包括氢原子，所述阴离子包括过氧化阴离子(O2-)，所述消毒物质包括氢过氧自由基(O-O-H)。
6.一种用于对空气消毒的消毒装置，包括阳离子发生器，用于产生阳离子；和与阳离子发生器间隔预定距离的阴离子发生器，用于产生电子和阴离子。
7.根据权利要求6所述的消毒装置，其特征在于，所述阳离子发生器包括放电电极和感应电极，当高的正电压被施加到放电电极和感应电极之间时产生氢离子。
8.根据权利要求6所述的消毒装置，其特征在于，所述阳离子发生器包括针状电极，当高的负电压被施加到针状电极上时，电子被释放到空气中，并与存在于空气中的氧分子耦合，从而形成过氧化阴离子。
9.根据权利要求6所述的消毒装置，其特征在于，阳离子发生器和阴离子发生器安装在基座的上表面上；和所述消毒装置还包括盖子，所述盖子将从阳离子发生器产生的氢离子和从阴离子发生器产生的电子和过氧化阴离子的扩散范围限定在预定的空间中。
10.根据权利要求9所述的消毒装置，其特征在于，所述盖子具有隧道形状，并在其底部连接到基座的上表面。
11.一种用于对空气消毒的消毒装置，包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；和第二电极，用于在第一电极附近产生电子和过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第二电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
12.根据权利要求11所述的消毒装置，进一步包括风扇，用于将从第一电极产生的氢离子朝向从第二电极释放的电子吹送。
13.根据权利要求11所述的消毒装置，其特征在于，第一电极包括放电电极和感应电极，在放电电极和感应电极之间将施加高的正电压；和第二电极包括针状电极，高的负电压将施加到该针状电极上。
14.一种用于对空气消毒的消毒装置，包括阳离子发生器，用于在空气中产生阳离子；中性原子产生器，其包括电子放电器，用于释放与阳离子发生反应的电子，从而产生中性原子；和阴离子发生器，用于产生与中性原子发生反应的阴离子，从而杀灭存在于空气中的细菌。
15.根据权利要求14所述的消毒装置，其特征在于，所述阳离子包括氢离子，所述中性原子包括氢原子，所述阴离子包括过氧化阴离子。
16.一种用于对空气消毒的消毒装置，包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；第二电极，用于在第一电极附近产生电子；和第三电极，用于在第一和第二电极附近产生过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第三电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
17.一种用于在空气中产生离子的离子发生装置，包括阳离子发生器，用于在空气中产生氢离子；电子释放器，其布置在阳离子发生器附近，用于释放电子，其中从阳离子发生器产生的氢离子与从电子释放器释放的电子发生反应，从而产生氢原子；所述氢原子又与存在于空气中的过氧化阴离子耦合，从而除去过氧化阴离子。
18.一种用于对空气消毒的电气设备，包括空气流动通路以及布置在空气流动通路中的消毒装置，其中所述消毒装置包括第一电极，用于在空气中产生氢离子；和第二电极，用于在第一电极附近产生电子和过氧化阴离子，其中从第一电极产生的氢离子与从第二电极产生的电子发生反应，从而产生氢原子，所述氢原子又与从第二电极产生的过氧化阴离子发生反应，从而杀灭存在于空气中的细菌。
19.根据权利要求18所述的电气设备，其特征在于，所述电气设备是空气清洁器、冰箱、空调或通风设备。
20.一种空气清洁装置，包括布置在主体中的过滤器；风扇，用于循环室内空间中的空气，以便使空气经过过滤器；空气排放通路，用于引导从过滤器排出的室内空气使其排出主体；和消毒器，其布置在空气排放通路中，所述消毒器包括阳离子发生器和阴离子发生器。
21.根据权利要求20所述的空气清洁装置，其特征在于，其中所述阳离子发生器产生氢离子，所述阴离子发生器产生电子和过氧化阴离子，所述过氧化阴离子通过风扇与所述氢离子一起被排放到空气排放通路中，并与氢离子发生反应，从而产生用于杀灭室内空气中的细菌的氢过氧自由基。
全文摘要
一种消毒方法和装置，其中中性原子和阴离子被耦合以产生消毒物质，所述消毒物质被用于除去将通过消毒被除去的目标物。所述消毒装置包括互相分开的阳离子发生器和阴离子发生器。还公开了一种使用所述消毒方法和装置的空气清洁方法和装置。
文档编号H01T23/00GK1727010SQ200510076130
公开日2006年2月1日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年7月27日
发明者朴来垠, 权埈铉 申请人:三星电子株式会社