CN101959802B - 水中放电装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种水中放电装置。水中放电装置能够通过使得高压电极(12)与相应电极(15)形成为一体而制造，因此有利于进行安装并能够使装置小型化。

Description

水中放电装置

技术领域

本发明涉及水中放电装置。

背景技术

近来，在初级阶段引入了许多灭菌方法和灭菌装置对水进行灭菌，这主要是通过将带有强烈灭菌性质的气体，例如羟基(OH)、活性氧(O-，O2，O3)和过氧化氢(H2O2)引入水中，并将已灭菌的水供应到特定间隔或物品以对它们进行灭菌。这种已灭菌的水在用于食品加工和配送工业、畜牧业、医院和其他需要杀菌的领域中进行灭菌应用时是有用的。

同样，当前在进行许多努力将家用电器(例如具有制热/制冷功能的空调器、空气过滤器和加湿器)与水中放电技术相结合，从而通过从水中除去细菌和病毒来维持室内空气的清洁状态。

一种基于气泡机制理论的方法使用电极浸入水中的放电单元在放电单元产生强大电场的短脉冲群，并从电极产生放电热量来放出活性氧和臭氧的气泡。因此，水由放电热量汽化形成气泡。用弱电场能够容易放出这些气泡，从而导致水的突然的介质击穿。在这个过程中产生原子团，即羟基(OH)、不含氧原子团(O-O)和过氧化氢(H2O2)。

以上水中放电过程产生的原子团氧化水中包含的金属并且也灭除水中的细菌和病毒，同时除去病毒和细菌芽孢。

在水中的各种有害混杂物已被清除后，放电单元继续放电时，原子团在水中集聚。因此，包含气体的水就被赋予了固有的灭菌性质，使得灭菌水能够用于各种灭菌和清洁任务。

发明内容

技术问题

然而，根据相关技术的水中放电装置具有以下限制。

为了促进相关技术中的水中放电，从外部引入微小气泡。也就是，从外部引入微小气泡，以在放电电极周围形成充氧大气，然后通过应用高压来执行放电。

在根据相关技术的另一种水中放电中，针电极被指定为高压电极，并通过例如玻璃管的电介质器皿装入水箱内，并且水箱内的水被指定为接地电极。通过初级电解，在电解质器皿内产生氧气泡。然后，气泡充满水箱的内部以产生充氧空气(大气)，并执行水中放电。在这个配置中，当使用单个针电极作为电解的高压电极，而不从外部单独引入氧气时，因为不能产生大量的微小气泡而具有局限性。

另一相关技术的水中放电方法包括使用机械高速旋转火花帽来产生水中放电，而不是使用氧气注射或电解来产生氧气泡。该方法被主要用于工业应用，并具有难以小型化为用于家用电器的缺陷。

相关技术中的水中放电方法使用电解，高压电极与相应的电极(接地电极)分离，并单独提供场强放大器件来增加场强以促进在高压电极处产生气泡。这样，电解会造成高压电极氧化，损害电极的可靠性。

实施例提供了一种水中放电装置，其具有高压电极和一体形成的相应电极，以确保小型化能力并容易安装放电装置。

实施例还提供了一种水中放电装置，其防止高压电极的氧化，由此确保其稳定性。

实施例进一步提供了一种水中放电装置，其能够小型化从而使得装置能够容易地应用到电子产品，例如家用制冷/制热机、空气过滤器和加湿器。

技术方案

在一个实施例中，水中放电装置包括：绝缘基底；位于绝缘基底的一侧的高压电极部；位于该绝缘基底的另一侧的接地电极部，该接地电极部与该高压电极部形成为一体；以及第一绝缘层，防止高压电极部接触水和被氧化。

在附图和下面的说明中描述了一个或多个实施例的细节。其他特征将会从说明书和附图、以及从权利要求书中明显看出。

有益效果

以上配置的根据本发明的实施例的水中放电装置能够用高压电极与相应的电极一体成型地制造，使得容易安装并使装置小型化。

同样，在用于水中放电的电解期间，可防止高压电极氧化，确保电极的稳定性。

此外，因为根据本发明的实施例的水中放电装置能够小型化，所以其能够安装在家用电器中，例如制冷/制热机、空气过滤器和加湿器中，这样可使其应用多样化，例如可包括家用电器领域。

另外，根据本发明的实施例的水中放电装置也可应用于工业领域的水处理装置。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的水中放电装置的外部立体图。

图2是沿线I-I’截取的图1的剖视图。

图3是设有根据本发明的实施例的水中放电装置的加湿器的外部立体图。

图4是图3中的加湿器的分解立体图。

图5是根据本发明的实施例的加湿器件的立体图。

图6是带有根据本发明的实施例的加湿器和空调器的空调系统安装图。

图7是示出图6中的空调系统的控制配置的结构图。

图8是设有根据本发明的实施例的加湿器的空调器的立体图。

图9是图8中的空调器的侧剖视图。

图10是示出安装在空调器中的水中放电装置和加湿器的放大立体图。

具体实施方式

现在将对根据本发明的实施例的水中放电装置、设有水中放电装置的加湿器、设有加湿器的空调器以及空调系统进行详细描述，其示例在附图中示出。

本发明不限于这里披露的实施例和附图，并可包括本领域技术人员可进行的任何替换、更改、增加和删减，这种改变落在本发明的精神和范围内。

图1是根据本发明的实施例的水中放电装置的外部立体图，以及图2是沿线I-I’截取的图1的剖视图。

下面提到的放电单元应解释为与水中放电装置相同。因为以上已经描述了水中放电的原理，因此对其的附加描述将不在下面进行。

参考图1和图2，根据本发明的实施例的放电单元10为矩形的，并能够可拆卸地安装到水箱的任一表面。放电单元10的一侧表面构成高压电极表面，另一侧表面构成相应的电极表面，或者接地电极表面。

详细地，根据本发明的实施例的放电单元10包括陶瓷材料的绝缘基底11、设在绝缘基底11的高压电极表面上的高压电极部12、设在接地电极表面上的接地电极部15、防止高压电极部12接触水并被氧化的第一绝缘层13以及设在第一绝缘层13的表面上的第二绝缘层14。

进一步详细地，通过设置在两电极之间的绝缘层，绝缘基底11可防止高压电极部12和接地电极部15之间的导电。因此，绝缘基底11可由陶瓷材料或钢化玻璃构成。

通过在绝缘基底11的表面上涂布金属传导材料，高压电极部12构成为微米级厚度的薄膜。用于高压电极部12的传导材料包括银(Ag)。铂或镍可用来代替银；然而，在下面的实施例中将银(其制造成本特别有利)作为传导材料进行描述。

接地电极部15形成为由金属传导材料涂布在绝缘基底11的另一侧的全部或一部分上的薄膜。电力线分别连接至高压电极部12和接地电极部15，以将电力供应到它们上，并且高压顷刻之间通过连接到高压电极部12的电力线供给。

为了防止高压电极部12直接接触水并被氧化，高压电极部12的表面涂布有钌(RuO2)以构成第一绝缘层13。同样，为加强高压电极部12的绝缘，通过在其上涂布玻璃粉末而构成第二绝缘层14。

明确地，第二绝缘层14的涂层限定有微小的空隙141，并当电压应用到高压电极部12时，通过空隙141产生相当多的微小气泡。随着微小气泡的量的增加，在这个区域发生放电。

以上配置的放电单元10浸入水箱中，当高压应用到高压电极部12上时，限定在第二绝缘层14中的空隙141的周围产生大量的微小气泡。在微小气泡间发生放电，产生大量的原子团，即产生羟基和活性氧。关于产生的原子团，羟基的一部分重新组合产生过氧化氢。然后，原子团从水中除去细菌和病毒。

以上配置的放电单元10非常小而且薄，并因此能够容易安装在小型化的家用电器上。通过高压电极和接地电极的一体成型使得安装更加容易。

图3是设有根据本发明的实施例的水中放电装置的加湿器的外部立体图，以及图4是图3中的加湿器的分解立体图。

参考图3和图4，设有根据本发明的实施例的水中放电装置的加湿器20包括前盖21、在前盖21后设置的框架27和过滤器组件28，前盖21的前表面上设有室内入气口211、显示器212、控制按钮213等等，过滤组件28安装到框架27的前面，过滤来自室内空气的灰尘和其他杂质。

加湿器20也包括固定到框架27的后部的风扇罩22、容置在风扇罩22中的风扇24、驱动风扇24的电动机25、设在风扇罩22的前面的加湿器件26和覆盖风扇罩22的后方的后盖23。

加湿器20进一步包括设在风扇罩22的一侧的水箱29、设在水箱29下方的容器31、连接至容器31并在加湿器件26下面延伸的水盘30、安装在容器31的一侧的放电单元10、和设在容器31的另一侧的水位传感器32。

明确地，室内空气经前盖21前端限定的入口211吸入，并且吸入的室内空气经过过滤器组件28被引导至加湿器件26。

安装在框架27前部的过滤器组件28执行从空气中除去灰尘、气味颗粒和细菌的功能，并可具有相继排布的不同种类的过滤构件以在各阶段过滤空气。也就是，选择性地安装有从空气中过滤较大杂质的预滤器、过滤更细灰尘颗粒的高性能HEPA过滤器、带有除去气味的卓越的灭菌性能的纳米过滤器、例如黄色灰尘过滤器的可选过滤器和气味过滤器中的至少两个或两个以上，带有多种聚亚安酯或具有不同流动粘性的其他无纺材料的混合过滤器和用于电离和收集灰尘的等离子放电单元从前到后排布。

框架72的内部是开口的，并且过滤器组件28安装在开口部上。风扇罩22固定并安装到框架27的后部。

加湿器件26形成为陶瓷器件，其与相关技术的无纺材料构成的加湿器件相比具有优秀的吸水性。加湿器件26的材料和结构将在下面参考附图进一步详细描述。

风扇罩22包括引导吸入的室内空气的排出方向的导气构件221，和设在导气构件221的前面形成的入口处的格栅222。加湿器件26设置在格栅222的前面。多个肋以格子构造设在格栅222上。安装在风扇罩22内的风扇24可以是沿径向排出空气的离心式风扇。也就是，可使用涡轮风扇或scirocco风扇。出口223限定在风扇罩22的顶部，使得经过加湿器件26并吸收湿气的空气能够排出到室内环境。详细地，出口223被设计为向上导向并从加湿器20稍微向前，使得能够以预定向上的角和从水平面以预定斜度排出湿空气。因此，经出口223排出的空气流能够在室内空间均匀流通。另外，当空气制冷/制热机安装在加湿器20相对的墙上时，能够改善空气的流通。

水盘30设在风扇罩22的下前部，使得储存通过水中放电已灭菌的水的容器31连接至水盘30的一端。

详细地，预定深度的槽301限定在水盘30的顶部，并且槽301的底部水平地形成，或者倾斜地形成以使得槽301在远离容器31的方向变得更深。加湿器件26的底部的一部分容置在槽301内并浸入进入槽301的水中。因此，从加湿器件26的底部吸收的水向上转移。

水箱29连接至容器31的顶部，并且电磁阀可安装在水箱29的底部处限定的出口中。放电单元10安装在容器31的内侧表面上，以经水中放电电离供应至容器31中的水。水位传感器32可安装在容器31的相对的内表面上。因此，根据水位传感器32感测的容器31内的水量选择性地驱动电磁阀，以维持充足的水供应至容器31。

图5是根据本发明的实施例的加湿器件的立体图。

参考图5，根据本发明的实施例的加湿器件26是由氧化铝(AL2O3)、二氧化硅(SiO2)和二氧化锆(ZrO2)的材料按38∶47∶15的比率构成的吸水器件。

具体地，加湿器件26由矩形平底座261和具有多个设在底座261上的圆形波纹的波纹板262构成。室内空气经过波纹板262的波纹之间的空间被引导至风扇罩22。随着空气经过波纹之间形成的空间，底座261和波纹板262中吸收的湿气被蒸发。

虽然在图中描述的波纹之间的空间较宽，但是实际上，波纹空间紧密连接。加湿器件26中的空间的平均跨度约为17-18微米。

图6是带有根据本发明的实施例的加湿器和空调器的空调系统的安装图，以及图7示出了图6中的空调系统的控制配置的结构图。

参考图6和图7，设有根据本发明的实施例的水中放电装置的加湿器可连接到空调器。

详细地，加湿器20可安装在室内空间一侧的墙上，并且空调器30安装在与安装加湿器20的墙相对的墙上。这里，空调器30可以是制冷/制热机的空调器，并具有用于执行制冷的空调单元和用于执行制热的热风炉，并也可包括空气清洁器。空调器可以是安装在墙上的墙上安装单元，带有穿过墙壁(或窗户)安装的一体的室内单元和室外单元的一体空调器，安装在天花板上的天花板安装单元，或者安装在地板上的、带有管道的地板管道空调系统。加湿器20被安装为设置在离地一预定高度处。如上所述，经加湿器20的出口排出的湿空气向安装制冷/制热机的区域排放，以使室内的空气更好流通。因此，加湿器20不但执行加湿，而且加湿器20也有助于执行空气流通功能。

使用遥控器，可仅选择加湿器20的运转模式，仅选择空调器30的运转模式，或者可同时选择加湿器20和空调器30的运转模式。另外，空调器30和加湿器20的控制器可电连接，使得加湿器20的运转模式根据空调器30的运转模式变化。例如，当空调器30的空气流量和设在空调器30的一侧的湿度传感器(未显示)感测的室内空气湿度的等级被指定为决定因素时，加湿器20的运转条件可因此而改变。

下面，将描述空调系统的控制配置。

这样，为了描述的便利，空调器30的控制器被指定为主控制器500，并且加湿器20的控制器被指定为副控制器100。

详细地，加湿器20包括副控制器100、用于输入加湿器20的运转条件的键输入单元101、用于将信号传输到主控制器500并从主控制器500和遥控器40接收信号的信号收发器105、用于存储包括经信号收发器105接收的数据和确定加湿器20的运转条件的数据在内的各种数据的存储器102、用于感测容器31内的水位的水位感测单元103、用于驱动风扇24的风扇驱动器104、用于显示加湿器20的运转状态的显示器212以及运转受副控制器100控制的放电单元10。

进一步详细地，键输入单元101包括参考图3描述的控制按钮213，风扇驱动器104包括参考图4描述的电动机25。同样，参考图3描述的水位传感器32也包括在水位感测单元103内。

空调器30包括主控制器500、信号收发器503、风扇驱动器504、根据风扇驱动器504接收的信号运转的风扇34(图9)、存储器502、键输入单元501和显示器505。

详细地，与加湿器20的那些部件相同命名的部件执行附属于空调器30的运转的相同功能，并因此将不进行重复描述。

这样，信号收发器105和503以及遥控器40通过红外传输/接收、射频(RF)无线通信、蓝牙等执行无线通信。

空调器30的主控制器500可包括电连接的用于感测室内湿度的湿度传感器506和用于感测室内温度的温度传感器507。

在以上配置的空调系统中，用户能够经键输入单元101和501分别手动输入运转条件至加湿器20和空调器30中。同样，可选择单独运转加湿器20和空调器30，或者相关联地运转。在另一方法中，遥控器40可用来遥控输入运转条件至加湿器20和空调器30中。

如果加湿器20的副控制器100和空调器30的主控制器500电连接，运转数据能够经信号收发器105和503无线传输和接收。因此，关于空调器30的运转状态的数据可传输到加湿器20的信号收发器105，并且传输的数据被输入到副控制器100。同样，所需的数据可由副控制器100从存储器102上载，并且上载的数据与从空调器30传输的数据相比来确定如何改变加湿器的运转。也就是，没有用户的输入命令，加湿器20的运转状态可根据空调器30的运转状态和室内空气的状态自动调整。

在一个示例中，加湿器20相对于空调器30的运转状态的运转状态可存储在存储器102和502中，如下表1所示。

表1：

以上的表1部分示出根据室内温度、室内湿度和运转的空调器的空气流量确定加湿器的风扇速度的数据表。

换言之，室内湿度在一定温度范围内的分布将改变，并且空调器的可运转状态将落在室内湿度的多个百分比内的特定湿度参数内。同样，加湿器的风扇速度根据空调器所处的运转状态来设定。同样，表1中的数据可存储在空调器30的存储器502和/或加湿器20的存储器102中。

根据表1，在当前室内温度和室内湿度，以及空调器的运转状态(空气流量)确定时，可自动确定加湿器的风扇速度。

例如，关于当前室内温度、室内湿度和空调器30的空气流量的数据由主控制器500经信号收发器503传输至加湿器20的信号收发器105。于是，加湿器20的副控制器100接收数据并从存储器102的表1上载数据以产生风扇速度。于是，副控制器100根据产生的风扇速度将驱动信号传输至风扇驱动器104，并且风扇驱动器104进行驱动并以设定的速度旋转风扇24。

在以上的表1中，已经给出一个示例示出一般而言加湿器20的运转如何与空调器30相联系；然而，根据运转模式可确定各种数据值。也就是，室内温度和室内湿度可具有设定范围并且未被引用，或者可根据预定室内温度进行精细调整。

图8是设有根据本发明的实施例的加湿器的空调器的立体图，图9是图8的空调器的侧剖视图，以及图10是示出安装在空调器内的水中放电装置和加湿器的放大的立体图。

参考图8至图10，在本实施例中，水中放电装置和加湿器集合为一个模块并设置在空调器30内。

详细地，空调器30包括构成其外部的主体31、可枢转地设置在主体31前部的前面板32、安装在主体31上部的热交换器33、支撑热交换器31的底部的排水盘38、设在热交换器33下方用于抽吸室内空气的风扇组件34、和设在风扇组件34前部的过滤器组件35。过滤器组件35可以是与设置在加湿器20上的过滤器组件相同的过滤器组件。

内盖36和密封盖37设在主体31和前面板32之间，防止打开前面板32时暴露内部部件。入口312被限定在主体31的下部的任一侧，室内空气经由该入口吸入，并且出口311被限定在主体31的上部。同样，出口311进一步限定在主体31的顶部处的前部。入口312和出口311由百叶窗选择性地打开和关闭。

内盖36被设置成绕其一侧枢轴转动，用于加湿的水箱60安装在内盖36的后表面上。与设在加湿器20中的加湿器件相同的加湿器件62位于热交换器33的前表面上。加湿器件62的下端保持浸入排水盘38中集聚的水。管61从水箱60的下端延伸到排水盘38的底部。放电单元10安装到排水盘38的一侧，水位传感器32安装在排水盘38的另一侧。电磁阀(未示出)安装在管61的入口处，根据经水位传感器32感测的值来选择性地打开或密封管61。也就是，只利用从热交换器33的表面下来的冷凝物就能够达到排水盘38的设定水位，使得无需自水箱60供水。在其他情况下，能够打开电磁阀以允许从水箱60供水。例如，因为在制热模式下运转空调器30不形成冷凝物，所以在制热模式期间必需从水箱60供水至排水盘38。

盖设置在水箱60的顶部上，允许用户通过打开内盖36来直接填充水箱60。水箱60可从内盖36拆卸。

另一方法是使外部供水管直接连接至水箱60。

具体地，单独的水位传感器可设在水箱60内，并且单独的电磁阀可安装在水箱60的连接部，外部供水管延伸至水箱60。因此，根据水箱60内的水位选择性地经外部供水管供水。

如上所述，在空调器内设置放电单元10、加湿器件62和水箱60，加湿可连同制冷或制热一起执行。另外，当不要求加湿时，可排出集聚在排水盘38中的水。为了这个目的，排水泵安装到空调器30的内部以排出排水盘38中的水。当然，能够应用自然排出排水盘中的水而不使用排水泵的任何方法来代替。

通过以上配置，热交换器33上产生的冷凝物被用来控制室内空气的湿度，因此能够使用冷凝物。

同样，集聚在排水盘38中的水由放电单元10灭菌，使得供应至室内空间的湿空气能够维持在清洁且无菌的状态。

这样，加湿器件62和放电单元10可不设在排水盘38中，并且单独的水盘可单独地设在排水盘38之上的预定高度。也就是，加湿器件62和放电单元可设有单独的水盘，而水箱60经管连接至水盘。

通过使加湿器和水中放电装置设置为空调器30内的单一模块，无需单独的加湿器。

以上配置的根据本发明的实施例的水中放电装置能够通过高压电极与相应电极一体形成而制造，因而使得安装容易并可使装置小型化。

同样，在水中放电的电解期间，可防止高压电极氧化，确保电极的可靠性。

此外，由于根据本发明的实施例的水中放电装置能够小型化，因而该水中放电装置能够安装在家用电器中，例如制冷/制热机、空气清洁器和加湿器，因此使得水中放电装置的应用多样化，例如可包括家用电器的应用。

另外，根据本发明的实施例的水中放电装置也可用于水处理。

本说明书中任何提到的“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”等的意思是与实施例相关描述的具体特征、结构或特性至少包括在本发明的一个实施例中。说明书中不同位置出现的这种术语并不必需参考所有的实施例。进一步，与任一个实施例相关地描述具体特征、结构或特性时，认为与其他实施例相关的这些特征、结构或特性的改变对于本领域技术人员而言是可以理解的。

虽然已经参考许多示例性实施例描述了实施例，但是应理解本领域技术人员设计的各种其他更改和实施例将落在本发明的原理的精神和范围内。更具体地，在说明书、附图和所附权利要求书范围内，主题组合排布的零部件和/或各排布的各种变型和更改是可能的。除零部件和/或排布的变型和更改之外，选择使用将对本领域技术人员而言也是明显的。

Claims (6)

1.一种水中放电装置，包括：

绝缘基底；

高压电极部，其位于所述绝缘基底的一侧；

接地电极部，其位于所述绝缘基底的另一侧，并与所述高压电极部形成为一体；

第一绝缘层，其防止所述高压电极部接触水和被氧化；以及

第二绝缘层，其覆盖所述第一绝缘层的表面以加强所述高压电极部的绝缘；

其中所述第二绝缘层限定有微小空隙，并且当电压应用到所述高压电极部时，通过所述空隙产生大量的微小气泡。

2.根据权利要求1所述的水中放电装置，其中所述第二绝缘层经涂布玻璃粉末形成。

3.根据权利要求1所述的水中放电装置，其中所述绝缘基底由陶瓷材料或钢化玻璃构成。

4.根据权利要求1所述的水中放电装置，其中所述高压电极部至少包括银的成分。

5.根据权利要求1所述的水中放电装置，其中所述高压电极部和所述接地电极部中的至少一个涂布有由传导金属材料形成的、微米级厚度的薄膜。

6.根据权利要求1所述的水中放电装置，其中所述第一绝缘层经涂布钌的材料形成。

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