利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置的製作方法
2023-06-20 01:09:16
專利名稱：利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置，特別涉及這樣一種利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置，其中，利用設置在諸如杯子的容器中的用於進行水中等離子體放電的裝置，通過水中放電將水製成等離子體電離的狀態，從而所產生的陰離子(O3-、OH-、HOCl、H2O2)可以殺滅水中的細菌從而通過消毒作用提供經過殺菌的水。
背景技術：
為了消除口腔異味和防止牙齦疾病，許多人使用牙刷和牙膏刷牙，或者用諸如漱口液等藥物漱口。口腔異味由習慣性系統性疾病產生或者來自於唾液中的蛋白質、食物殘渣等通過口腔中的微生物在胺基酸中消化並且胺基酸繼而通過脫羧酶(decarboxyl)或者脫氨酶分解時產生的有異味的物質。另外，當人們食用大蒜或者辣椒等物質時，由於其中含有的硫化物也會產生口腔異味。
這種漱口液是藥片的形式，包含纖維素、發泡劑、磨光劑、有機酸、齲齒預防劑等，並且還利用了起泡效果。由於牙膏利用過氧化物作為含水(例如漱口水)的配方，因此牙膏難以在口腔中起到作用。
因此，由於通過刷牙或漱口等口腔清潔只能臨時去除口腔異味，通過藥物治療也不能長時間或者完全地去除口內細菌，因此導致牙齦疾病、齲齒和牙齒變色的原因仍然存在。此外，存在這樣的缺點，即口腔衛生不能保持在清潔的狀態並且口腔清新的感覺不能長時間保持。
發明內容
因此，本發明考慮到了現有技術中的上述問題。本發明的一個目的是提供一種利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置，其中，利用設置在諸如杯子的容器中的用於進行水中等離子體放電的裝置，通過水中放電將水製成等離子體電離的狀態，從而所產生的陰離子(O3-、OH-、HOCl、H2O2)可以殺滅水中的細菌從而通過消毒作用提供經過殺菌的水。
為了實現所述目的，根據本發明的第一個實施方案，提供了一種用於製造利用陰離子的消毒水或者殺菌水的離子化水供應裝置，其中所述陰離子是通過利用水中放電操作將水製造為水中等離子體電離狀態來產生的，所述離子化水供應裝置包括用於容納水的容器；用於通過所述水中的放電操作將所述容器中的水製成水中等離子體離子化狀態的水中等離子體離子化單元；以及用於控制操作所述水中等離子體離子化單元所需的電源的電源控制單元。
為了實現所述目的，根據本發明的第二個實施方案，提供了一種用於製造利用陰離子(O3-、OH-、HOCl、H2O2)的具有消毒作用的殺菌水的離子化水供應裝置，所述陰離子是通過水中放電操作產生的，所述離子化水供應裝置包括用於容納水的容器；用於通過所述水中的放電操作將所述容器中的水製成水中等離子體離子化狀態的水中等離子體離子化單元；用於開關電源供電的電源開關；用於將AC電源轉換為DC電源並輸出轉換後的DC電源的電源單元；用於開啟和關閉從所述電源單元提供到連接單元的電能的開關單元；控制單元，用於將ON(開啟)控制信號提供給所述開關單元並且當所述電源開關打開時將所述DC電源從所述電源單元加載到所述水中等離子體離子化單元上，以及將OFF(關閉)控制信號提供給所述開關單元並且在經過預定時間後切斷所述電源；用於在所述控制單元的控制下輸出鈴音或音樂的鈴聲輸出單元；以及用於在傳感器對是否有水進行感測時，將感測到的信號傳輸到所述控制單元的感測單元。
為了實現所述目的，根據本發明的第三個實施方案，提供了一種用於製造利用陰離子的具有消毒作用的殺菌水的離子化水供應裝置，其中所述陰離子是通過利用水中放電操作將水製造為水中等離子體離子化狀態來產生的，所述離子化水供應裝置包括用於容納水的水箱；用於通過所述水中的放電操作將所述水箱中的水製成水中等離子體離子化狀態的水中放電單元；用於接合和支撐所述水箱和所述水中放電單元的接合/支撐單元；以及用於提供和控制所述水中放電單元進行所述水中放電操作所需的電能的電源單元。
圖1是示出了根據本發明的第一個實施方案的利用等離子體放電的離子化水供應裝置100的外部結構的立體圖；圖2是水中等離子體離子化單元120的分解立體圖；圖3是示意性示出了電源控制單元130的內部結構的方框圖；圖4a和4b示出了其上固定有容器110的水中等離子體離子化單元120位於電源控制單元130上的狀態；圖5是示出了根據本發明的第二個實施方案的利用等離子體放電的離子化水供應裝置600的外部結構的立體圖；圖6是安裝有一組水中放電板的水中放電單元620的立體圖；圖7是安裝有多組水中放電板的水中放電單元的分解立體圖；圖8是安裝有多組水中放電板的水中放電單元的組裝立體圖；圖9是示出了用於為離子化水供應裝置600提供電源的電源單元的部分結構的視圖；圖10是示出了水中放電單元620的工作原理的分解立體圖。
實現本發明的優選方式以下將參照附圖描述本發明的優選實施方案。
當對各圖中的部件指定了標號時，應該理解類似的標號表示類似的元件，雖然這些元件出現在不同的附圖中。
另外，當確定與本發明相關的現有技術的特徵或功能的細節描述會使得本發明的精神和範圍不清楚時，在此將省略其詳細描述。
在本發明中，用來將水製造為等離子體離子化狀態的水中放電裝置被用來進行水中放電並且使得所產生的陰離子(O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2)可以殺滅水中的微生物、病毒、細菌等。
即使在其上加載相當低的電壓，本發明的水中等離子體放電裝置也可以引起水中放電從而產生大量陰離子(O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2)。為了即使在低電壓下也能產生陰離子，需要利用水擊穿機理(也稱為水中放電)。水中放電(即水中等離子體放電)被稱為冒泡機理。冒泡機理的原理如下。水中電離的雜質和電解電離的OH-在加載有電壓的負極的蜂窩區域(即粗糙區域)中產生成核點，從而產生局部電場極高的區域以產生局部加熱，從而可通過水分子(H2O)的蒸發產生氣泡。如果產生了氣泡，其將在兩個電極之間產生導電通道，同時在從負極到正極的方向以高速傳播。這對應於通過冒泡機理的水中放電。隨著負極和正極的表面區域變小，可以在更低的電壓下產生放電。
圖1是示出了根據本發明的第一個實施方案的利用等離子體放電的離子化水供應裝置100的外部結構的立體圖。
如圖1所示，本發明的離子化水供應裝置100包括用於在其中容納水的容器110，用於通過水中等離子體放電將容器110中的水製成水中等離子體離子化狀態的水中等離子體離子化單元120，以及用於控制水中等離子體離子化單元120工作所需的供電的電源控制單元130。
容器110採用沒有底部的中空柱形杯體的形狀。杯柄形成在容器110的外圍，以允許容易地拿起或者移動容器110。沿著容器110的下外圍端部形成預定長度的螺紋(例如陽螺紋)，從而使容器與水中等離子體離子化單元120相接合。
水中等離子體離子化單元120包括利用所提供的電能產生水中放電的水中放電單元122。另外，連接終端124從水中等離子體離子化單元的底部突出，以提供來自於電源控制單元130的供電路徑。水中放電單元120採用矩形形狀，並且安裝在水中等離子體離子化單元120的底面。另外，通過將兩根導線中的一根橫向纏繞而另一根縱向纏繞來製造水中放電單元122。橫向和縱向纏繞的導線之間的間隔在0.1mm-30mm的範圍內，並且該兩根纏繞的導線具有相反的極性。
雖然容器110和水中等離子體離子化單元120被描述為彼此螺紋接合，但是它們可以以其他的接合方式彼此接合，例如使用扣件。因此水中等離子體離子化單元120的結構可以根據所使用的接合方式變化。
電源控制單元130被構造為支撐其上固定有容器110的水中等離子體離子化單元120並且為水中等離子體離子化單元120供電。在電源控制單元130的上部形成有用於容納水中等離子體離子化單元120的結構。即，形成連接終端插入其內的連接槽a，以及水中等離子體離子化單元120由其牢固支撐的支撐槽b。另外，電源控制單元130包括用於打開或關閉電源的電源開關132、用於指示電源待機狀態的電源LED 134、以及用於指示電源開關132打開後水中等離子體離子化單元120的操作已經完成的工作LED等。
圖2是水中等離子體離子化單元120的分解立體圖。
如圖2所示，水中等離子離子化單元120通常被分為水中放電單元122和連接器240。水中放電單元122又被分為電極單元210、相反的電極單元220和框架230。電極單元210和相反的電極單元220具有彼此相反的極性。雖然在本發明中使用了諸如鉑線等好的傳導材料，但是也可以使用其他的傳導材料。通過橫向連續設置多根鉑線將電極單元210設置為矩形形狀，同時通過縱向連續設置多根鉑線將相反的電極單元220也設置為矩形形狀。通過將矩形電極和相反的電極單元210和220安裝在框架230上來製造水中放電單元122。連接銷c和d在相對的側面從框架230的下端突出。當水中放電單元122與連接器240接合時，水中放電單元122的連接銷c和d插入到形成在連接器240底面上的連接槽內。當將電能從電源控制單元130施加到水中放電單元122上時，將正電(+)加載到一個連接銷c上，而將負電(-)加載到另一個連接銷d上。此外，框架230的下端設置有用於感測容器110中水是否存在的傳感器232。
連接器240採用中空筒的形狀，其內直徑等於容器110的下端的外直徑。連接器240具有下表面，並且在下表面上形成有水中放電單元122的連接銷c和d插入其內的槽。另外，沿著容器110的筒形內周邊形成螺紋(例如陰螺紋)，其長度與容器100的螺紋長度相對應。連接終端124分別沿著連接銷c和d插入其中的槽的延伸線從連接器240的底部突出。此外，連接器240的底部形成有矩形杆狀的支撐突起250，從而當水中等離子體電離單元120安置在電源控制單元130上時，使得水中等離子體離子化單元120的水中放電單元122不會晃動。
圖3是示意性示出了電源控制單元130的內部結構的方框圖。
如圖3所示，單元控制單元130包括連接部分302、開關部分304、電源部分306、控制部分308、鈴聲輸出部分310、電源LED 134、電源開關132、工作LED 136等等。
水中等離子體離子化單元120的連接終端124與連接部分302相連接，並且連接部分302包括其內接納有水中等離子體離子化單元120的連接終端124的連接槽a。
開關部分304響應控制部分308而打開和關閉來自電源部分306的供電。例如，多種開關元件，例如PNP電晶體，NPN或PNP電晶體，繼電器和場效應電晶體(FET)可以用作開關部分304。
電源部分306將外部(插座)提供的AC電源轉換為DC電源並輸出轉換後的DC電源。在本發明中，優選為將110伏或者220伏的AC電源轉換為1.5伏至100伏的DC電源並隨後輸出。
當電源開關132打開時，控制部分308將ON(打開)控制信號提供給開關部分304並且通過連接部分302將來自於電源部分306的DC電源加載到水中等離子體電離單元120上。另外，在設定的工作時間過去後，控制部分308將OFF(關閉)控制信號提供至開關部分304並且使得電源供電停止。此外，控制部分308將鈴音或者音樂輸出至鈴音輸出部分310並且打開工作LED 136，以指示使用者可以使用容器110中的水。
鈴音輸出部分310在控制部分308的控制下輸出鈴音、音樂等等。
當傳感器232對水進行感測時，感測部分312將感測到的信號傳輸到控制部分308。
然後，以下將描述如上所述構造的使用水中等離子體放電的離子化水供應裝置100的優選操作。
圖4a和4b示出了其上固定有容器110的水中等離子體離子化單元120位於電源控制單元130上的狀態。
參照圖4a，其上連接有電線的電源插頭510被提供用於為離子化水供應裝置100供電。當要為電源控制單元130供電時，使用者只需將離子化水供應裝置100的電源插頭510插入110伏或者220伏插座(未示出)即可，從而可以將電源提供至離子化水供應裝置100。當然，如圖4b所示，可以通過使用諸如乾電池等的副電池來供電。這時，可以將副電池升壓至DC 1.5伏到DC 100伏然後使用。
通過電源插頭510和電線520將AC電源從插座加載到電源控制單元130的電源部分306上。如果電源被加載到電源控制單元130上，則LED 134開啟以指示電源已加載。這時，加載到電源部分306上的電源被傳輸到開關部分304，並且在開關部分304處處於待機狀態，因為開關部分304通常處於關閉狀態。
當離子化水供應裝置100的電源LED 134指示時，使用者將容器110加滿或部分地加上水。
當容器110中裝滿水後，使用者打開電源開關132以使容器中的水淨化。當電源開關132打開時，電源控制單元130的控制部分308為開關部分308提供ON信號，並且使開關部分304開啟。因此，通過水中等離子體電離單元120的連接器302和連接終端124將開關部分304中的待機電源加載到水中放電單元122上。這時，如果由於傳感器232未檢測到有水，從而沒有隨後將檢測信號從感測部分312提供至控制部分308，那麼控制部分308不會開啟開關部分304。
可以將正電源和負電源從電源部分306加載至開關部分304。在本發明中，控制部分308控制開關部分304，從而每1到5分鐘交替地提供正電壓和負電壓。由此，每次交替提供電源時，連接終端124的極性也隨之改變。
通過與連接終端124連接的連接銷c和d為水中放電單元122提供電源。在水中放電單元122中，將負極和正極分別加載到電極單元210和相反的電極單元220上。因此，在水中放電單元122中，在從負極到正極的方向上產生水中放電。
離子化的雜質和電解分離的陰離子附著在水中放電單元122的電極單元210和相反的電極單元220上，從而形成成核點。所述成核點成為局部電場增強區域，在該區域中，局部地產生高電流密度、局部對水加熱、並且繼而當水分子蒸發時產生氣泡。一旦產生了氣泡，氣泡將膨脹，從而從正(+)極到負(-)極產生導電通道。這就是利用冒泡機理的水中放電。當產生水中放電時，水中將產生例如O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2等氧化和殺菌材料。
如此產生的陰離子(O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2)通過氧化過程將溶解在水中的重金屬和離子化雜質轉換為無害的材料，並且殺滅水中的多種微生物、病毒和細菌。
由於通過水中放電單元122產生並且溶解在水中的陰離子，容器110中的水通過消毒作用轉換為經過殺菌的水。因此，容器110中的水可以有效地消除口腔異味。另外，容器110中的水可以有效地治癒牙齦疾病，由於所述水可以殺滅口中的微生物或者細菌。此外，由於殺菌和消毒水包含陰離子(O3-、HOCl、H2O2)，因此所述水不僅可以殺滅附著在蔬菜、水果、盤子等上的病毒、細菌等，而且還可以通過氧化將附著在蔬菜、水果、盤子等上的重金屬和有害成分轉換為無害的物質。
圖5是示出了根據本發明的第二個實施方案的利用等離子體放電的離子化水供應裝置600的外部結構的立體圖。
如圖5a所示，根據本發明的第二個實施方案的電離水供應裝置600包括用於容納水的水箱610、用於通過水中放電將水箱610中的水製成等離子體離子化狀態的水中放電單元620、用於將水箱610和水中放電單元620彼此接合併對其進行支撐的接合/支撐單元630、以及用於提供和控制水中放電單元620進行水中放電所需電能的電源控制單元640。
水箱610採用中空柱狀杯的形狀，並且包括開放的頂端和其內形成有多個孔的底端。箱柄可形成在水箱610的外圍，以允許容易地拿起或者移動水箱610。利用固定螺絲632和634通過水中放電單元620將將水箱610固定在接合/支撐單元630上，螺絲632和634插入鑄模在水箱610的底部的孔內。另外，可以通過真空焊接將水中放電單元620和接合/支撐單元630彼此固定。
水中放電單元620與水起作用，當在其上施加電壓時將產生水中放電，並且包括橫向放電框架622、橫向放電板624、縱向放電板626和縱向放電框架628。電源通過彼此固定的固定螺絲632和634和固定螺母636和638從電源單元640施加到橫向和縱向放電板624和626上。水中放電單元620的橫向和縱向放電板624和626具有彼此相反的極性，並且被製造為鍍有良導體(例如鉑)的鈦電極板的形式。
如圖5b所示，橫向放電板624以這種形式構造，即在鈦板上鍍鉑，並且在橫向方向上形成有多條剝離的線，縱向放電板626以這種形式構造，即在鈦板上鍍鉑，並且在縱向方向上形成有多條剝離的線。通過將矩形的橫向和縱向放電板624和626利用固定螺絲632和634以及固定螺母636和638固定在橫向和縱向放電框架622和628上來構造水中放電單元620。此外，橫向和縱向放電框架622和628由非導電材料製成以使得橫向和縱向放電板624和626彼此分離。
當將橫向和縱向放電板624和626分別固定在橫向和縱向放電框架622和628上時，通過橫向和縱向放電板624和626的剝離線將在水中產生多個虛擬交叉點。
電源單元640包括用於容納其上固定有水中放電單元620的接合/支撐單元630的凹陷，以及從電源單元640突出並且與固定螺母636和638相接觸的導電接觸終端642。雖然在圖5a中並未示出，但是電源單元640還包括用於打開和關閉電源的電源開關、用於指示電源備用狀態的電源LED、用於指示電源開關打開後水中放電單元620的操作是否完成的工作LED等。
圖6是安裝有一組水中放電板的水中放電單元620的立體圖。
如圖6所示，安裝有一組放電板的水中放電單元620這樣構造，即橫向和縱向放電板624和626分別以單層形式固定在橫向和縱向放電框架622和628。另外，固定螺絲632和634通過橫向放電板624插入，固定螺母636和638通過縱向放電板626插入。然後固定螺絲632和634與固定螺母636和638固定在一起。
圖7是安裝有多組水中放電板的水中放電單元的分解立體圖。
如圖7所示，安裝有多組水中放電板的水中放電單元800包括通過多個多層分隔杆820、822、824和826彼此分隔開並且彼此接合的多個(即N個)橫向放電板812和多個(即N個)縱向放電板814。由於在本實施方案中，水中放電單元800內組裝有N個橫向和縱向放電板812和814，因此水中放電的總量比第一個實施方案中增加了(N-1)倍。因此，與第一個實施方案相比，用於產生殺菌水的時間將以1/(N-1)的比例下降，或者如果用於產生殺菌水的時間與第一個實施方案相同，那麼將產生(N-1)倍的殺菌水。
圖8是安裝有多組水中放電板的水中放電單元的組裝立體圖。
圖8(a)是從上方斜向觀察時組裝的水中放電單元800的立體圖，圖8(b)是從下方斜向觀察時組裝的水中放電單元800的立體圖。
如圖8所示，水中放電單元800以這種方式構造，即多個橫向和縱向放電板812和814按照一個位於另一個上方的方式疊放，橫向和縱向放電框架622和628分別位於疊置的放電板的頂部和底部，並且橫向和縱向放電板812和814以及橫向和縱向放電框架622和628一起通過多層分隔杆820、822、824和826牢固地支撐和接合。
另外，在各個橫向和縱向放電板812和814以及橫向和縱向放電框架622和628的相對側面形成有兩個固定螺絲632和634由其插入的固定孔。當放電板和放電框架一個位於另一個上方地疊放時，固定孔對齊，並且固定螺絲632和634從固定孔插入以完成水中放電單元的組裝。
圖9是示出了用於為離子化水供應裝置600提供電能的電源單元的部分結構的視圖。
如圖9所示，電源單元640包括微控制器1010、用於在微控制器1010的控制下產生電壓的電壓產生部分1020、以及用於根據電壓產生電流的電阻部分1030。
微控制器1010相對於電壓測量電流的值，並且由於其包括A/D轉換器，因此可將測得的電流值轉換為數字數據。
本發明的離子化水供應裝置600以這種方式工作，即從電源單元640將DC電源提供至水中放電單元620，並且通過水中放電單元620將水箱中的水(H2O)分解為陰離子，例如O-、O3-、OH-、HOCl、andH2O2。這時，由於離子化水供應裝置以雪崩模式工作，因此如果離子化水供應裝置已經使用了較長時間的話，那麼鍍在放電板上的導電材料將會損耗。由此，水中放電板624和626的工作性能將會大大降低，從而不可避免地需要更換。因此，如圖9所示，在電離水供應裝置600中還設置有用於自動診斷水中放電板624和626的損耗狀態的自動診斷電路。
參照圖9，微控制器1010測量加載到電阻部分1030的分流電阻上的電壓，並且利用包含在微處理器1010內的A/D轉換器測量電流值。如果測得的電流值等於或者大於微處理器1010的軟體程序中限定的預定值，那麼說明其上固定有水中放電單元620的水箱610位於電源單元640上。如果測得的電流值是幾乎接近於0(零)的數字值(已經設定的值)，那麼將會顯示表示水箱610沒有位於電源單元640上的消息「沒有杯子」。如果測得的電流值等於或者小於正常值(已經設定的值)的約80％，那麼將會顯示消息「更換杯子」。即，如果顯示單元上顯示有「沒有杯子」或「更換杯子」的消息，那麼即使水箱610位於電源單元640上，使用者也可以認識到在「沒有杯子」的情況下，杯子(水箱)被錯誤地放置或者離子化水供應裝置工作在杯中沒有水的狀態下，而在「更換杯子」的情況下，需要更換新的杯子，因為其表示水中放電單元620的放電板已經損耗從而需要被更換的狀態。
以下將描述根據本發明的第二個實施方案的利用水中等離子體放電的離子化水供應裝置600的工作。
如果使用者將其上固定有水中放電單元620的水箱610放在電源單元640上，然後打開開關，那麼將從電源單元640向水中放電單元620提供正電和負電。必要的話，微控制器1010可以控制電源單元640從而每1到5分鐘交替地提供正(+)電壓和負(-)電壓。由此，每次交替提供電源時，橫向和縱向放電板624和626的極性也隨之改變。
在電源單元640中，電源通過固定螺絲636和638以及固定螺母632和638由接觸終端642加載到水中放電單元620上。另外，在水中放電單元620中，負極和正極電源分別加載到橫向和縱向放電板624和626上。因此，在水中放電單元620中，水中放電在負極到正極的方向上發生。離子化雜質和電解分離的陰離子附著在水中放電單元620的橫向和縱向放電板624和626上，從而形成成核點。所述成核點成為局部電場增強區域，在該區域中，局部地產生高電流密度、局部對水加熱，並且繼而當水分子蒸發時產生氣泡。一旦產生了氣泡，氣泡將膨脹，從而從正(+)極到負(-)極產生導電通道。通過上述過程產生根據冒泡機理的水中放電。
圖10是示出了水中放電單元620的工作原理的分解立體圖。
參照圖10，如果在水中放電單元620上加載電壓V0，那麼由於電壓V0和加載到各個放電板上的接地電壓的作用，在#1放電板的上表面和#2放電板的下表面分開距離為du的情況下，在#1和#2放電板之間定出的空間內的多個虛擬交叉點處將發生雪崩擊穿。在#2放電板的上表面和#3放電板的下表面之間、#3放電板的上表面和#4放電板的下表面之間、#4放電板的上表面和#5放電板的下表面之間也發生這種作用，即，在具有N個放電板的情況下，將形成包含發生(N-1)個雪崩擊穿的多個虛擬交叉點的轉換。
根據雪崩擊穿機制，當在兩個在水中彼此分開距離d(mm)的電極點P1和P1』上加載電壓V0時，將產生以下方程(1)所表示的電場。
這時，如果電場超過雪崩擊穿的臨界值，將重複成核點形成、局部化的高電場區域、局部化的高電流密度區域、局部化的高溫區域、蒸發、冒泡形成、冒泡膨脹、導電通道形成以及重啟動等水中雪崩擊穿的典型過程。
由於在上述過程中，水中放電單元620使得水箱610中的水含有陰離子(O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2)，因此水可以具有氧化和殺菌性質。因此，將水箱610中的水放入使用者的口中時，其可以用於有效地去除口腔異味。另外，由於水箱610中的水可以殺滅口中的微生物和細菌，因此其可以用於有效地放置和治療各種牙齦疾病。
根據如上所述的本發明的優選實施方案，由於使得水箱610中的水經過水中放電的水中放電單元被構造為具有多個層(即N層)，因此放電單元可以產生比僅具有兩個放電板的水中放電單元強(N-1)倍的水中放電操作，從而最大化水中放電的效率。此外，由於通過水箱610中的水中放電操作產生了其內溶解有O-、O3-、OH-、HOCl和H2O2等的陰離子水，因此可以實現用於殺滅水中的各種微生物、病毒、細菌等的電離水供應裝置。
根據如上所述的本發明，含有陰離子(O-、O3-、OH-、HOCl、H2O2)的水可以用於去除口腔異味並且長時間保持口氣清新。
此外，由於當通過含陰離子的水對口腔進行清潔時，通常會導致牙齦疾病的微生物和細菌被殺滅，因此可以預防和治療多種牙齦疾病。
另外，含有陰離子的水可以用於殺滅附著在蔬菜、水果、盤子等上的病毒，並且使得附著在蔬菜、水果、盤子等上的重金屬和有害成分成為無害的。
此外，由於水中等離子體電離單元120和電源控制單元可以彼此拆卸，因此當水中等離子體電離單元120的某些部分失常時，可以容易地更換容器。
另外，通過使用多層放電板可使水箱610中的水中放電性能增強，並且如果需要的話，可以獲得具有良好殺菌作用的殺菌水和大量的殺菌水。
另外，由於使用者可以確認由於水中放電操作而使得放電板損耗的狀態並且及時更換用舊的放電板，因此可以產生殺菌水，同時總是保持水中放電性能的良好狀態。
以上描述僅是通過示例說明本發明的技術精神，並且雖然參照優選實施方案對本發明進行了描述，但是本領域技術人員應該認識到，在不背離本發明的範圍和精神的情況下，可以進行各種變化和修改。
因此，本發明的實施方案並非是對本發明技術精神的限制而僅是說明，由此，本發明的範圍不受實施方案的限制。
因此，本發明的實際範圍由所附權利要求所限定，並且在本發明的技術精神內的所有變化、修改和等價物應被認為是涵蓋在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於製造利用陰離子的殺菌水的離子化水供應裝置，其中所述陰離子是通過利用水中放電操作將水製造為水中等離子體離子化狀態來產生的，所述離子化水供應裝置包括用於容納水的容器(110)；水中等離子體離子化單元(120)，用於通過所述水中的放電操作將所述容器(110)中的水製成水中等離子體離子化狀態；以及電源控制單元(130)，用於控制操作所述水中等離子體離子化單元(120)所需的電源。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述容器(110)採用沒有底部的中空柱狀杯的形狀，並且沿著所述容器(110)的下外圍端部形成預定長度的螺紋，從而使所述容器與所述水中等離子體離子化單元(120)相接合。
3.如權利要求1所述的裝置，其中所述水中等離子體離子化單元(120)包括用於根據所提供的電源產生所述水中放電的水中放電單元(122)；以及用於將所述水中放電單元(122)安裝在其上的連接器(240)；用於提供來自於所述電源控制單元(130)的供電路徑的連接終端(124)，其從所述水中等離子體離子化單元(120)的所述底部突出；並且所述水中放電單元(122)安裝在所述水中等離子體離子化單元(120)的底部，並且包括用於感測水是否存在的傳感器(232)。
4.如權利要求3所述的裝置，其中所述水中放電單元(122)包括電極單元(210)、相反的電極單元(220)和框架(230)；所述電極單元(210)和所述相反的電極單元(220)具有彼此相反的極性；以及所述電極單元(210)是通過在橫向方向上連續排列多根導線來構造的，所述相反的電極單元(220)是通過在縱向方向上連續排列多根導線來構造的，所述水中放電單元(122)是通過將所述電極單元(210)和所述相反的電極單元(220)固定在所述框架(230)上來構造的，並且連接銷(c、d)在相對的側面從所述框架(230)的下端突出。
5.如權利要求3所述的裝置，其中所述水中放電單元(120)是通過將兩根導線中的一根橫向纏繞而另一根縱向纏繞來構造的，從而所述橫向和縱向纏繞的導線之間的間隔在0.1mm-30mm的範圍內，並且所述兩根纏繞導線具有彼此相反的極性。
6.如權利要求1或3所述的裝置，其中所述電源控制單元(130)包括連接部分(302)，所述連接部分(302)與所述水中等離子體離子化單元(120)的所述連接終端(124)連接、並且包括用於在其內容納所述連接終端(124)的連接槽(a)；電源部分(306)，用於將交流電源轉換為直流電源並輸出所述轉換後的直流電源；開關部分(304)，用於開啟和關閉從所述電源部分(306)提供到所述連接部分(302)的電源；控制部分308，用於將開啟控制信號提供給所述開關部分(304)並且當所述電源開關(132)打開時將所述DC電源通過所述連接部分(302)從所述電源部分(306)加載到所述水中等離子體離子化單元(120)上，以及將關閉控制信號提供給所述開關部分(304)並且在經過預定時間後切斷所述電源；鈴聲輸出部分(310)，用於在所述控制部分(308)的控制下輸出鈴音或音樂；以及感測部分(312)，用於在傳感器(232)對是否有水進行感測時，將感測到的信號傳輸到所述控制部分(308)。
7.如權利要求4所述的裝置，其中水中放電以如下方式進行離子化的雜質和電解電離的陰離子附著在所述電極單元(210)和所述相反的電極單元(220)上，從而在其上產生成核點；所述成核點成為局部電場增強區域，在所述區域中，局部地產生高電流密度、局部地對水加熱，並且繼而當水分子蒸發時產生氣泡；以及所述氣泡隨後膨脹，從而從所述正(+)電極到所述負(-)電極產生導電通道。
8.如權利要求1、3和6中任意一項所述的裝置，其中所述電源控制單元(130)包括乾電池和副電池。
9.如權利要求6所述的裝置，其中所述直流電源具有1.5伏到100伏的電壓。
10.一種用於製造利用陰離子的具有消毒作用的純淨水的離子化水供應裝置，其中所述陰離子是通過利用水中放電操作將水製造為水中等離子體離子化狀態來產生的，所述離子化水供應裝置包括用於容納水的水箱(610)；水中放電單元(620)，用於通過所述水中放電操作將所述水箱(610)中的水製成水中等離子體離子化狀態；接合/支撐單元(630)，用於接合和支撐所述水箱(610)和所述水中放電單元(620)；以及電源單元(640)，用於提供和控制所述水中放電單元(620)進行所述水中放電操作所需的電源。
11.如權利要求10所述的裝置，其中所述水箱(610)採用中空柱狀杯的形狀，它包括開放的頂端和其內形成有多個孔的底端，並且通過將固定螺絲(632、634)插入形成在所述水箱(610)的底部內的所述孔中來通過所述水中放電單元(620)將所述水箱(610)固定在所述接合/支撐單元(630)上。
12.如權利要求10或11所述的裝置，其中所述水中放電單元(620)與所述水起作用，當在其上施加所述電壓時將產生所述水中放電，並且包括橫向放電框架(622)、橫向放電板(624)、縱向放電板(626)和縱向放電框架(628)；所述電源通過彼此固定的所述固定螺絲(632、634)和固定螺母(636、638)從所述電源單元(640)施加到所述水中放電單元(620)的所述橫向和縱向放電板(624、626)上。
13.如權利要求10所述的裝置，其中所述水中放電單元(620)和所述接合/支撐單元(630)通過真空焊接彼此固定。
14.如權利要求10所述的裝置，其中所述電源單元(640)包括用於容納其上固定有所述水中放電單元(620)的所述接合/支撐單元(630)的凹陷，以及從所述電源單元(640)的底部突出並且與所述固定螺母(636、638)相接觸的導電接觸終端(642)；以及所述電源單元(640)還包括用於打開和關閉所述電源的電源開關、用於指示電源待機狀態的電源LED、以及用於指示所述電源開關打開後所述水中放電單元(620)的操作已經完成的工作LED。
15.如權利要求10或14所述的裝置，其中從所述電源單元(640)提供到所述水中放電單元(620)的所述直流電源採取每1到5分鐘交替提供所述正(+)電壓和所述負(-)電壓的方式。
16.如權利要求12所述的裝置，其中所述固定螺絲(632、634)插入注模在所述接合/支撐單元(630)內。
17.如權利要求12所述的裝置，其中所述水中放電單元(620)是這樣構造的，即所述橫向和縱向放電板(624、626)具有彼此相反的極性，並且當將所述橫向和縱向放電板(624、626)分別固定在所述橫向和縱向放電框架(622、628)上時，通過所述橫向和縱向放電板(624、626)的剝離線在水中產生多個虛擬交叉點；並且通過在橫向方向上相繼排列多個矩形的鍍鉑剝離線電極板來構造所述橫向放電板(624)，並且通過在縱向方向上相繼排列多個矩形的鍍鉑剝離線電極板來構造所述縱向放電板(626)。
18.如權利要求14所述的裝置，其中所述電源單元(640)包括用於控制供電的微控制器(1010)、用於在所述微控制器(1010)的控制下產生電壓的電壓產生部分(1020)，以及用於根據所述電壓產生電流的電阻部分(1030)。
19.如權利要求17所述的裝置，其中所述水中放電單元(620)是通過利用所述固定螺絲(632、634)和所述固定螺母(636、638)將所述橫向和縱向放電板(624、626)固定在所述橫向和縱向放電框架(622、628)上來構造的，所述固定螺絲(632、634)和所述固定螺母(636、638)插入注模在所述接合/支撐單元(630)內；並且所述橫向和縱向放電框架(622、628)由非導電材料製成。
20.如權利要求10、12和17中任意一項所述的裝置，其中所述水中放電單元的多個所述橫向和縱向放電板在這種狀態下彼此接合，即通過多層分隔板使所述板彼此分隔開。
21.如權利要求18所述的裝置，其中所述微控制器(1010)測量加載到所述電阻部分1030的分流電阻上的電壓，並且利用包含在所述微控制器(1010)內的所述A/D轉換器測量電流值，當測得的電流值等於或者小於預定值時，在顯示單元上顯示預定的消息「沒有杯子」，從而可以知道所述水箱(610)沒有位於所述電源單元(640)上或者所述裝置工作在所述水箱(610)中沒有水的狀態下。
全文摘要
本發明配備有容器(例如杯子)，可進行製造等離子體離子化水的水中放電，由此陰離子(例如O
文檔編號C02F1/46GK1832904SQ200480022366
公開日2006年9月13日 申請日期2004年7月29日 優先權日2003年7月30日
發明者安德森·H·金 申請人:金玉順, 安德森·H·金