一种等离子体产生装置的制作方法

本实用新型涉及等离子体技术领域，尤其涉及一种等离子体产生装置。

背景技术：

等离子体灭菌在医用等领域已有应用，产生等离子体的方式主要有介质阻挡放电和电晕放电两种，其放电装置包括dbd、glow、spark、propellerarc等。等离子体技术可实现优秀的灭菌效果，其原理包括三部分：活性粒子基团氧化、高速粒子击穿和紫外光子。其灭菌过程无需高温，同时活性粒子以气态方式可快速扩散至灭菌空间，实现无死角灭菌。但限制等离子体技术使用的主要原因是等离子体放电过程中，会伴随产生大量的臭氧。臭氧本身的刺激性气味以及毒性，限制了等离子体技术在日常生活中的使用。

为了控制臭氧浓度，目前大多采用三种方式实现：缩短等离子体放电时间、提高环境温度和添加催化剂促进臭氧分解。

采用缩短等离子体放电时间的方式降低臭氧浓度，往往形成长周期间歇性工作，如冰箱中采用放电1min，休息30min，如此循环方式。虽然此方式可实现灭菌效果，但长时间待机会带来耗电量的提高，同时此方式并不适合其它非连续性给电的电器，如洗衣机、消毒柜、热水器、空调等。

采用提高环境温度方式降低臭氧浓度，一方面造成耗电量的提高，另一方面由于臭氧分解缓慢，造成周期延长，工作效率下降。同时也不适合冰箱、洗衣机等低温或常温工作的家电使用。

采用添加催化剂的方式促进臭氧分解，存在效率不高、催化剂易失活等现象，造成臭氧浓度不稳定易超标。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出一种等离子体产生装置，其能够产生臭氧浓度低的等离子体。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种等离子体产生装置，包括：气室，其具有一开口，所述气室的侧壁上设有可开合的进气口和出气口；放电组件，其包括高压电极、地电极及介质层，所述介质层设于所述高压电极和所述地电极之间；所述放电组件与所述气室连接、且将所述开口封堵，所述地电极朝向所述开口。

进一步的，所述气室的内侧壁设有加热件，加热件用于分解气室内的臭氧，有助于降低臭氧浓度。

进一步的，为了提高分解臭氧效率，所述加热件的加热温度为60-80℃。

进一步的，所述放电组件还包括第一压板和第二压板，所述第一压板与所述高压电极紧贴，所述第二压板与所述地电极紧贴，所述第二压板与所述气室连接。

进一步的，所述第二压板上设有卡接部，位于所述开口处的所述气室的侧壁与所述卡接部卡接。

进一步的，所述第一压板上设有第一通孔，所述第二压板上设有第二通孔。

进一步的，所述第二压板上设有供电源线走线的走线让位口。

进一步的，所述放电组件的放电功率密度大于0.17w/cm²。

进一步的，所述进气口处连接有进气导管，所述气室内侧壁靠近所述进气口处设有可开合的挡件，所述挡件用于将所述进气口打开或封闭。

进一步的，所述出气口处连接有出气导管，所述出气导管上连接有气泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提出一种等离子体产生装置，包括气室和放电组件，气室具有一开口，气室的侧壁上设有可开合的进气口和出气口，放电组件包括高压电极、地电极及介质层，介质层设于高压电极和地电极之间，放电组件与气室连接、且将开口封堵，地电极朝向开口。放电组件初期产生的等离子体中会含有臭氧以及其他的一些活性粒子，这些臭氧及活性粒子在放电初期是极不稳定的，彼此之间会发生反应。本方案将放电初期产生的含有一定臭氧等活性粒子在气室内反应一段时间、降低臭氧浓度后再输出至灭菌空间进行杀菌消毒，在实现全方位、无死角杀菌的同时，可以避免臭氧所带来的不良影响。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型等离子体产生装置实施例的爆炸图；

图2为本实用新型等离子体产生装置实施例的结构示意图一；

图3为本实用新型等离子体产生装置实施例的结构示意图二；

图4为本实用新型等离子体产生装置实施例放电功率与臭氧浓度的关系示意图。

其中，100-气室，110-进气口，120-出气口，130-挡件，140-第一让位孔，150-开口，200-放电组件，210-高压电极，220-介质层，230-地电极，240-第一压板，241-第一通孔，250-第二压板，251-第二通孔，252-电线让位口，260-卡接部，261-第二让位孔，300-加热件，400-电源模块，500-气泵，600-出气导管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型提出一种等离子体产生装置，参照图1至图3，等离子体产生装置包括气室100和放电组件200，气室100具有一开口150，气室100的侧壁上设有可开合的进气口110和出气口120，放电组件200包括高压电极210、地电极230及介质层220，介质层220设于高压电极210和地电极230之间，放电组件200与气室100连接、且将开口150封堵，地电极230朝向开口150。外部空气经进气口110进入气室100内，放电组件200放电将气室100内的空气生成含有等离子体的空气，气室100内的等离子体空气经出气口120输入进灭菌空间进行杀菌消毒。

由放电组件200产生的等离子体并不是直接输入进灭菌空间内的，而是在关闭的气室100内部反应一段时间后，比如1-5min，待气室100内部的等离子体稳定后再输入进灭菌空间内进行杀菌。如此操作的原因在于，放电组件200在放电初始阶段所产生的等离子体中会存有臭氧以及其他的一些活性粒子，如果将含有臭氧的等离子体直接输入灭菌空间内进行杀菌，臭氧的异味及毒性会给使用者带来不良影响。而这些臭氧及活性粒子在放电初期是极不稳定的，臭氧和其他的活性粒子之间会发生反应，那么，将放电初期所产生的含有一定臭氧和活性粒子的等离子体在关闭的气室100内反应一段时间后，臭氧与其他活性粒子在气室内发生相互反应而降低臭氧浓度，然后，再将臭氧浓度低的等离子体输入灭菌空间内进行杀菌，实现全方位、无死角杀菌，并且避免了臭氧所带来的不良影响。等离子体产生装置充分利用放电组件在放电初期所产生的等离子体不稳定的这一特性，利用封闭的气室100为不稳定的等离子体提供一个反应空间，待反应后臭氧浓度降低再将等离子体输入进灭菌空间进行杀菌。

高压电极210、介质层220及地电极230组成介质阻挡型沿面放电结构，优选的，放电组件200的放电功率密度大于0.17w/cm²。通过提高放电组件200的放电功率、减小放电面积的形式增大放电功率密度。增大放电功率密度，有助于降低臭氧浓度。图4所示为放电功率与臭氧浓度的关系示意图，从图中可以看出，放电功率密度越大，臭氧浓度越低。

进一步的，高压电极210、地电极230连接外部电源模块400，电源模块400能够为放电组件200提供高压电源，具体为正弦高压和脉冲高压电源。具体的，本实施例中，正弦高压电源的频率为50hz-100mhz，电压幅值为1kv-20kv之间，脉冲高压电源的频率低于100khz。如此设置的高压电源有助于产生均匀的、臭氧浓度低的等离子体。

进一步的，气室100的内侧壁上设有加热件300，其用于分解气室100内的臭氧。加热件300的具体结构形式本实施例不做具体限制，如采用ptc热风、加热片等形式。本实施例采用加热片的形式，加热片的背部设有耐高温背胶，用于与气室100的内侧壁粘接固定。气室100内等离子体在加热件300的作用下，可以进一步降低臭氧浓度，以便后续向灭菌空间内输出臭氧浓度低的等离子体。

加热件300的加热温度为60-80℃，优选为60℃，实现高效分解臭氧。

放电组件200还包括第一压板240和第二压板250，第一压板240、高压电极210、介质层220、地电极230及第二压板250依次紧贴。第一压板240上设有第一通孔241，用于高压电极210散热。第二压板250上设有第二通孔251，第二通孔251与气室100内部连通，放电组件200产生的等离子体经第二通孔251进入气室100内部。高压电极210可选为金属铝、铜、铁、铂或其合金，优选为铜、不锈钢。地电极230可选为片状、线状、网状、螺线状或混合型，优选为网状。介质层220可选为玻璃、陶瓷、塑料或橡胶等绝缘层，优选为陶瓷。气室100与第二压板250密封在一起，气室100的材质可选为玻璃、陶瓷、塑料等绝缘物，为方便观察，优选为透明质地，气室100形状可按需求设计。

当然，在其他实施例中，第一压板240和第二压板250上可以直接开设开口，用开口代替第一通孔241和第二通孔251。

第二压板250朝向气室100的一侧设有卡接部260，气室100与卡接部260过盈配合卡接，便于安装、且同时能够实现过盈密封。气室100上设有第一让位孔140，卡接部260上对应设有第二让位孔261，为加热件300供电的电源线依次穿过第一让位孔140和第二让位孔261，便于安装。第一让位孔140和第二让位孔261处采用胶密封的方式实现密封。

第二压板250上设有电线让位口252，用于电源线走线用，便于安装。

进气口110处连通有进气导管（未图示），进气导管与灭菌空间或外界大气连通。进气口110处还设有可开合的挡件130，挡件130用于将进气口110打开或封闭。出气口120处连接有出气导管600，出气导管600上连接有气泵500。气泵500开启后，气室100内部的等离子体经出气口120流出，此时气室100内部压强将发生变化，挡件130也随之自动打开而将进气口110打开，灭菌空间内空气或外界大气经进气导管进入气室100内部。挡件130优选为自垂百叶或具有自垂性的薄膜、纤维、片材等。

气泵500输出的气体流速优选为0.8l/min~5l/min，本实施例选取1.6l/min。等离子体中的活性成分随气体流通速率变化而改变，本实施例经过大量实验得知，在一定范围内臭氧浓度随气体流通速率降低而减少。所以，为了降低臭氧浓度，需要将气体流速控制在一个较低的范围区间内。通过合理控制气泵500，使其吹出的气体流速既能够将等离子体输入进灭菌空间内，又能够有助于降低臭氧浓度。

在其他实施例中，可以用风扇代替气泵500，也即在出气口120处设置风扇，出气口120与灭菌空间连通，气室100内的等离子体在风扇吹动作用下进入灭菌空间内。

经进气口110进入气室100内部的空气可以是来自灭菌空间外部的空气，也可以是来自灭菌空间内的空气，这取决于进气导管的安装位置。以将本实施例等离子体产生装置应用于消毒柜上为例，当进气导管的末端安装在消毒柜柜体的外部时，进气导管与消毒柜外部空气连通，引入外部空气。当进气导管的末端安装在消毒柜的灭菌空间内部时，进气导管与灭菌空间内的空气连通，引入内部空气。

本实施例等离子体产生装置包括初始放电阶段和稳定放电阶段，初始放电阶段时，气泵500关闭，进气口110关闭，气室100封闭，放电组件200在电源模块400的作用下产生等离子体，初始放电阶段工作一段时间后，气室100内等离子体的臭氧浓度降低并稳定；然后，等离子体产生装置进入稳定放电阶段，此时气泵500开启，挡件130自动打开而将进气口110打开，气室100内臭氧浓度低的等离子体在气泵500一定速率抽气作用下进入灭菌空间内进行杀菌，同时又会有新的空气进入气室100内进行放电产生新的等离子体。与此同时，加热件300也开始工作，加热件300能够将放电过程中产生的臭氧进行分解，使进入灭菌空间内的等离子体臭氧浓度降到最低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。