CN102960073B - 等离子体发生装置和自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备 - Google Patents

等离子体发生装置和自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备 Download PDF

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Abstract

等离子体发生装置(1)具备：第一电极(12)，其被配置于气体容纳部(5)；以及第二电极(13)，其被配置成至少与第一电极(12)成对的一侧的部分与液体容纳部(4)中的液体(17)相接触。而且，通过使第一电极(12)与第二电极(13)之间产生放电，来在液体容纳部(4)中的液体(17)内的气体区域处生成等离子体，基于液体(17)中含有的水和气体中含有的氧来生成羟基自由基。

Description

等离子体发生装置和自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备
技术领域
本发明涉及一种等离子体发生装置和自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备。
背景技术
以往，已知一种通过在含有气泡的液体中进行放电来使气泡产生自由基等以重整液体的方法(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2001-9463号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在作为处理对象的液体中含有各种各样的杂质等，由于液体中含有的这些成分，液体的电阻值变动大。因此，在如上述以往技术那样利用液体中放电的方法中，即使在电极之间施加了规定电压，在放电产生的方式上也有可能产生偏差，从而无法稳定地生成等离子体。即，以上述以往的技术，有可能在自由基等的产生量上产生偏差。
因此，本发明的目的在于得到一种能够更稳定地生成自由基的等离子体发生装置和自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备。
用于解决问题的方案
本发明的等离子体发生装置的主要特征在于，具备：液体容纳部，其容纳包含水的液体；气体容纳部，其容纳气体；隔离壁部，其形成有用于将上述气体容纳部中的气体引导到上述液体容纳部的气体通路，并将上述液体容纳部与上述气体容纳部隔开；第一电极，其被配置于上述气体容纳部；第二电极，其被配置成与上述第一电极隔开距离，且至少与上述第一电极成对的一侧的部分与上述液体容纳部中的液体相接触；气体供给部，其以经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部的气体的方式，来向上述气体容纳部供给含氧的气体；以及等离子体电源部，其在上述第一电极与上述第二电极之间施加规定的电压来使上述第一电极与上述第二电极之间产生放电，由此使导入到上述气体容纳部的气体等离子体化。
另外，本发明的自由基生成方法的主要特征在于，具备以下步骤：利用形成有允许气体流通的气体通路的隔离壁部将容纳包含水的液体的液体容纳部与容纳气体的气体容纳部隔开，以经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部的气体的方式，来向上述气体容纳部供给含氧的气体；在上述气体通路的上述液体容纳部侧的开口端处使含氧的气泡生长；以及通过在上述液体容纳部的液体内的气体区域处生成等离子体，来基于液体中含有的水和气体中含有的氧生成羟基自由基。
另外，本发明的清洗净化装置的主要特征在于具备上述等离子体发生装置，并具备：气体导入路径，其被安装于上述气体容纳部，向上述气体容纳部供给气体；安装于上述液体容纳部的液体导入路径和液体排出路径，该液体导入路径用于向上述液体容纳部导入液体，该液体排出路径用于将上述液体容纳部的液体排出；以及将气泡释放到液体中的功能，通过从上述气体导入路径供给气体，来经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部内的气体，从而将含有羟基自由基的气泡释放到液体中。
另外，本发明的小型电器设备的主要特征在于，具备上述等离子体发生装置或者上述清洗净化装置。
发明的效果
根据本发明所涉及的等离子体发生装置，将第一电极配置于气体容纳部，并且将第二电极配置成至少与第一电极相对侧的部分与液体容纳部中的液体相接触。
另外，根据本发明所涉及的自由基生成方法，通过使第一电极与第二电极之间产生放电，来在液体容纳部中的液体内的气体区域处生成等离子体，基于液体中含有的水和气体中含有的氧来生成羟基自由基。
根据这种结构和方法，能够不那么受液体的电阻的影响地使第一电极与第二电极之间产生放电，因此，能够更可靠地将气体等离子体化，能够更稳定地生成自由基。
而且，通过使清洗净化装置、小型电器设备具备上述的等离子体发生装置，能够得到能够更稳定地生成自由基的清洗净化装置以及小型电器设备。
附图说明
图1是包含示意性地表示本发明的第一实施方式所涉及的等离子体发生装置的结构的局部截面的图。
图2是表示对本发明的第一实施方式所涉及的等离子体发生装置的第一电极以及第二电极施加的电压值的图表。
图3是示意性地表示用于说明本发明的第一实施方式所涉及的等离子体发生装置的动作的一个状态的局部放大截面图。
图4是示意性地表示图3所示的状态之后的状态的局部放大截面图。
图5是包含示意性地表示本发明的第二实施方式所涉及的清洗净化装置的结构的局部截面的图。
图6是表示本发明的第三实施方式所涉及的具备等离子体发生装置的小型电器设备的具体例的立体图。
图7是图6所示的小型电器设备的侧截面图。
图8是图7的A-A截面图。
图9是包含示意性地表示在本发明的第三实施方式的变形例所涉及的小型电器设备中使用的等离子体发生装置的结构的局部截面的图。
图10是表示本发明的第三实施方式的变形例所涉及的小型电器设备的侧截面图。
图11是图10的B-B截面图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。此外，在下面的多个实施方式中包含相同的构成要素。因此，在下面，对这些相同的构成要素赋予共同的附图标记，并且省略重复的说明。
(第一实施方式)
本实施方式所涉及的等离子体发生装置1具备大致圆筒状的壳体部件2。此外，壳体部件的形状并不限于圆筒状，例如也可以为方筒状。
而且，如图1所示，在壳体部件2的内侧配置有陶瓷部件3，由该陶瓷部件3将壳体部件2的内部空间分割成上下。
在本实施方式中，壳体部件2的内部空间中的陶瓷部件3的上侧的区域成为容纳包含水的液体17的液体容纳部4，并且，下侧的区域成为容纳气体的气体容纳部5。
这样，在本实施方式中，陶瓷部件3相当于将液体容纳部4和气体容纳部5隔开的隔离壁部。
另外，在液体容纳部4的外周端部安装有堵塞壳体部件2与陶瓷部件3之间的间隙的环状的密封构件6，使得液体容纳部4内的液体17不会从壳体部件2与陶瓷部件3之间的间隙漏出到气体容纳部5内。
而且，在壳体部件2的顶壁部(液体容纳部4侧的壁部)2a设置有向液体容纳部4导入液体17的液体导入口7，并且设置有将导入到液体容纳部4内的液体17送出到外部的液体排出口8。
另外，在壳体部件2的侧壁2b的下部设置有将气体容纳部5与外部连通的气体导入口9，在该气体导入口9中贯穿有配管(气体导入路径)10。而且，经由配管10将气体容纳部5与气体供给部11相连接。在本实施方式中，将至少含氧(O2)的气体从气体供给部11供给到气体容纳部5内。
并且，在陶瓷部件3上形成有气体通路3a，从气体供给部11导入到气体容纳部5内的气体等经过该气体通路3a而被送出到液体容纳部4内。
这样，本实施方式所涉及的气体供给部11具有以下的功能：以经由气体通路3a向液体容纳部4加压输送气体容纳部5的气体的方式，来向气体容纳部5供给至少含氧的气体。
此外，在本实施方式中，将气体通路3a的孔径设为约1μm~10μm左右，使得液体容纳部4所容纳的液体17不会从气体通路3a漏出到气体容纳部5内。
另外，等离子体发生装置1具备第一电极12和第二电极13，该第一电极12被配置于气体容纳部5，该第二电极13被配置成与第一电极12隔开距离，且至少与第一电极12成对的一侧的部分(与第一电极12的表面之间产生放电的表面)与液体容纳部4中的液体17相接触。
具体地说，将环状的第一电极12以及环状的第二电极13分别配置在气体容纳部5以及液体容纳部4中。
如图1所示，环状的第一电极12被配置于陶瓷部件3的气体容纳部5侧的表面3b，且中心为气体通路3a。该第一电极12的表面被电介质(未图示)所覆盖。
另外，第二电极13以至少与第一电极12成对的一侧的部分(与第一电极12的表面之间产生放电的表面)与液体容纳部4中的液体17相接触的方式配置于液体容纳部4。该第二电极13也被配置成中心为气体通路3a。即，第一电极12和第二电极13被配置成同心状。
这样，在本实施方式所涉及的等离子体发生装置1中，通过将环状的第一电极12配置于气体容纳部5，使得第一电极12不与被导入到液体容纳部4的液体17相接触。
另一方面，通过将环状的第二电极13配置于液体容纳部4，使得第二电极13的至少与第一电极12成对的一侧的部分(与第一电极12的表面之间产生放电的表面)与被导入到液体容纳部4的液体17相接触。
而且，第一电极12以及第二电极13分别经由引线14与等离子体电源部15(参照图1)电连接，来在该第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压。
另外，在本实施方式中，如图1和图2所示，在将第二电极13接地的状态下在第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压。
接着，对上述的等离子体发生装置1的动作以及羟基自由基的生成方法进行说明。
首先，以经由气体通路3a向液体容纳部4加压输送气体容纳部5的气体的方式，来将含氧的气体供给到气体容纳部5(供给气体的步骤)。
在本实施方式中，如图1所示，将以空气为基础而含氧的气体(流量约0.01L/min~1.0L/min(10cc/min~1000cc/min))从气体供给部11经由配管10送入到气体容纳部5。此时，送入气体的压力约为0.0098MPa~0.49MPa(0.1kgf/cm2~5kgf/cm2)左右。
这样，气体供给部11具备供给大气中的气体(空气)的功能。此外，气体的供给流量是由设置于气体供给部11的流量控制部来控制的。另外，也可以使气体供给部11具有不仅能够供给大气中的气体还能够供给其它种类的气体(例如，氧浓度不同的气体)的功能，并且在该气体供给部11中设置气体种类控制部，以使得能够从各种气体中选择性地供给一种或者多种气体。
然后，通过将气体供给到气体容纳部5，气体容纳部5的压力变为大气压加上该压力的约0.11MPa~0.59MPa(1.1kgf/cm2~6kgf/cm2)左右，成为正压状态。这样，通过使气体容纳部5为正压，形成了从气体容纳部5经过气体通路3a流向液体容纳部4的气流。此外，通过使气体容纳部5为正压，也抑制了液体容纳部4所容纳的液体17从气体通路3a漏出到气体容纳部5内。
然后，通过如上所述那样供给含氧的气体，如图3所示，在气体通路3a的液体容纳部4侧(图1的上侧)的开口端3c，含氧的气泡16生长(生长气泡的步骤)。
接着，由等离子体电源部15对第一电极12和第二电极13施加规定的电压。作为电压，优选能够在大气压下辉光放电的电压(功率：约10W~100W左右)。此时，优选在等离子体电源部15中设置电压控制部，对施加于第一电极12与第二电极13之间的电压进行控制。
然后，通过对第一电极12和第二电极13施加规定的电压，在大气压或者大气压以上的压力的气体环境下，在第一电极12与第二电极13之间产生放电。此外，关于在大气压下生成等离子体的技术，例如在文献A(岡崎幸子，“大気圧グロ一放電プラズマとその応用”，评论演讲：20th JSPFAnnual Meeting)中有所报告。
然后，通过该放电，在液体容纳部4的液体17中的气体区域处生成等离子体，基于液体中含有的水、气体中含有的氧来生成臭氧、羟基自由基等(生成羟基自由基的步骤)。
在本实施方式中，使气泡16内的气体(液体容纳部4的液体17中的气液边界面附近的气体)产生电位差来生成等离子体。这样，通过使易于生成羟基自由基的气液边界面的附近(气体通路3a的面向液体17的开口端3c附近)产生电位差，能够生成更多的臭氧、羟基自由基等。此外，在本实施方式中，不只是在气体通路3a的面向液体17的开口端3c附近的气泡16处，在送出到液体容纳部4的气泡16内也能够生成臭氧、羟基自由基等。
这样生成的臭氧、羟基自由基等随着上述的气流而被送出到液体容纳部4。
在本实施方式中，通过液体容纳部4内的液体17的流动，将含有羟基自由基等的气泡16从陶瓷部件(隔离壁部)3切断来释放到液体17中(气泡释放步骤)。
具体地说，在气泡16生长的液体容纳部4中，通过导入液体17来产生液体17的流动(参照图3和图4的箭头18)。如图4所示，当沿箭头18方向流动的液体17撞上生长的气泡16时，液体17的流动作为切断力作用于气泡16，使气泡16从开口端3c释放到液体17中。
被释放到液体17中的气泡16是微小气泡，因此不会立即被释放到大气中而会扩散到液体17的各个角落。而且，扩散后的微小气泡16的一部分容易溶解到液体17中。此时，气泡16中含有的臭氧等溶解到液体17中，由此液体的臭氧浓度会迅速不间断地上升。
另外，根据文献B(高橋正好，“マイクロバブルとナノバブルによる水环境の改善”，Aqua网络，2004.6)，报告了以下内容：通常含有臭氧、各种自由基的微小气泡16大多带负电荷。因此，气泡16的其它一部分容易吸附于液体17中含有的有机物、油脂物、染料、蛋白质、细菌等(未图示)。液体17中的有机物等被溶解于液体17中的臭氧或者各种自由基、吸附在有机物等上的气泡16所含有的臭氧或者各种自由基等分解。
例如，羟基自由基等具有约120kcal/mol左右的比较大的能量。该能量超过了氮原子和氮原子的双键(N=N)、碳原子和碳原子的双键(C=C)或者碳原子和氮原子的双键(C=N)等的键能(~100kcal/mol)。因此，由氮、碳等键合而成的有机物等会被该羟基自由基等容易地切断其键而分解。此外，有助于这种有机物等的分解的臭氧、羟基自由基等没有氯等那样的残留性而会随着时间而消失，因此也是照顾到环境的物质。
如以上说明的那样，在本实施方式所涉及的等离子体发生装置1中，将第一电极12配置于气体容纳部5，并且将第二电极13配置成至少与第一电极12成对的一侧的部分(与第一电极12的表面之间产生放电的表面)与液体容纳部4中的液体相接触。
然后，通过使接触气体的第一电极12的表面与接触液体的第二电极13的表面之间产生放电，来在液体容纳部4中的液体17内的气体区域处生成等离子体，基于液体17中含有的水和气体中含有的氧来生成羟基自由基。
根据这种结构和方法，能够不那么受液体17的电阻的影响地使第一电极12与第二电极13之间产生放电，因此，能够更可靠地将气体等离子体化，能够更稳定地大量生成臭氧、自由基等。
另外，在本实施方式中，在将第二电极13接地的状态下在第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压。因此，即使万一用户等误触摸到液体、第二电极，也能够抑制该用户等触电。
这样，根据本实施方式所涉及的等离子体发生装置，能够进一步提高安全性。
另外，根据本实施方式，对液体容纳部4导入液体17，在通过陶瓷部件3划分出的气体容纳部5中配置生成等离子体的第一电极12。因此，第一电极12完全不与液体17接触，不会受到液体17的电阻的影响。由此，能够使第一电极12与第二电极13之间稳定地产生放电，能够将被导入到气体容纳部5的含氧的气体可靠地等离子体化，来基于水和氧稳定地生成臭氧或者羟基自由基等。
另外，根据本实施方式，通过将含氧的气体导入到气体容纳部5，来使气体容纳部5为正压，形成从气体容纳部5经过气体通路3a流向液体容纳部4的气流。而且，在随着该气流而在气体通路3a的面向液体17的开口端3c处生长的气泡16内，生成臭氧、羟基自由基等。然后，利用液体17的流动切断生长到规定大小的气泡16，来将其释放到液体17中。
即，在本实施方式中，在气泡16内的气体(液体容纳部4的液体17中的气液边界面附近的气体)中，生成臭氧、羟基自由基等。然后，含有臭氧、羟基自由基等的气体作为微小气泡16扩散到液体17中。由此，能够在产生臭氧、各种自由基之后且它们消失之前极短的时间内有效地将该臭氧、各种自由基送入到液体17中。
而且，含有臭氧、各种自由基的微小气泡16扩散到液体17中，由此液体17的臭氧浓度提高并且气泡16吸附在液体17中含有的有机物等上。由此，能够利用溶解在液体17中的臭氧等、吸附的气泡16中含有的各种自由基来有效地分解有机物、细菌等。
并且，通过使用环状的第一电极12和第二电极13作为生成等离子体的电极，能够压缩除了等离子体发生装置1的等离子体电源部15、气体供给部11以外的主体部分的大小。其结果是，能够易于组装到现有的装置中。另外，在新装载于装置中的情况下，也能够将其占用空间抑制到最低限度。
另外，如果等离子体电源部15具备对施加于第一电极12与第二电极13之间的电压进行控制的电压控制部，则无论液体17的电阻如何变动，都能够使第一电极12与第二电极13之间稳定地产生放电。
另外，如果气体供给部11具有控制气体的种类的气体种类控制部，则能够对臭氧、羟基自由基等的生成量等进行调整。
此时，如果气体供给部11具有供给大气中的空气的功能，则能够更简便地供给气体。
另外，如果通过流量控制部来控制气体的供给流量，则能够更稳定地生成等离子体。
(第二实施方式)
在本实施方式中，对使用了等离子体发生装置1的清洗净化装置的一例进行说明。
如图5所示，本实施方式所涉及的清洗净化装置20具备上述的等离子体发生装置1。而且，在本实施方式所涉及的清洗净化装置20中，在容纳陶瓷部件3的壳体部件2的液体导入口7处连接有用于从被清洗处理对象部30将完成处理的液体17导入到液体容纳部4的配管(液体导入路径)21。另外，在液体排出口8处连接有用于将液体容纳部4内的液体向被清洗处理对象部30输送的配管(液体排出路径)22。
接着，对上述的清洗净化装置20的动作进行说明。
首先，如图5所示，将以空气为基础而含氧的规定流量的气体从气体供给部11经由配管(气体导入路径)10送入到气体容纳部5内。然后，气体容纳部5成为正压状态，形成从该气体容纳部5经过气体通路3a流向液体容纳部4的气流。
此时，从被清洗处理对象部30将完成处理的液体17从配管(液体导入路径)21经过液体导入口7导入到液体容纳部4。
接着，通过在将第二电极13接地的状态下在第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压，来在第一电极12与第二电极13之间产生放电。通过该放电(在接触气体的第一电极12的表面与接触液体的第二电极13的表面之间的放电)，来在液体容纳部4的液体17中的气体区域处生成等离子体，基于液体17中含有的水、气体中含有的氧生成臭氧、羟基自由基等(参照图4)。
然后，所生成的臭氧、各种自由基随着上述的气流被送出到液体容纳部4。此时，生长的气泡如上所述那样被液体17的流动切断，作为微小气泡16从开口端3c释放到液体中。
被释放到液体中的微小气泡16扩散到液体的各个角落。此时，扩散的微小气泡16的一部分与气泡16中含有的臭氧、羟基自由基等一起容易地溶解到液体17中，臭氧浓度上升。另外，一部分气泡16以含有臭氧、羟基自由基等的状态容易地吸附在液体17中含有的有机物等上。并且，气泡16的一部分上吸附了微小的有机物。
这样，液体17中的有机物等被溶解在液体17中的臭氧或者自由基、吸附在有机物等上的气泡16中含有的臭氧或者自由基等有效地分解。然后，分解了有机物等而净化后的液体17从液体排出口8经过配管(液体排出路径)22返回到被清洗处理对象部30，被再次使用。
此外，在上述内容中，作为清洗净化装置20，例示了在壳体部件2内清洗净化液体17的使用方式(使用方式A)，此外，也能够是将使微小气泡扩散的液体17作为清洗液供给到规定的装置的使用方式(使用方式B)。
在这种情况下，清洗净化装置20如下那样进行动作。
首先，含有臭氧、羟基自由基等的微小气泡16扩散到被导入到壳体部件2内的液体17中，并且，微小气泡16中含有的臭氧、自由基被溶解。此时，气泡16的一部分上吸附微小的有机物。
接着，将该液体17作为清洗液供给到被清洗处理对象部30。在被清洗处理对象部30中，有机物等会被溶解在液体17中的臭氧或者自由基、吸附在有机物等上的气泡16中含有的臭氧或者自由基等有效地分解。
此外，在以使用方式A使用清洗净化装置的情况下，能够将该清洗净化装置应用于例如浴盆中蓄积的水、雨水、污水、下水等各种液体的净化。另外，在以使用方式B来使用的情况下，能够作为清洗液使用于在例如洗衣机、洗碗机等各种家电产品、口腔清洗机等健康家电产品、厕所等卫生设备等中使用的水。另外，除了家电产品等以外，能够广泛地应用于例如食品的清洗、工业产品的制造工艺中的清洗等行业。
如以上所说明的，在本实施方式中，使清洗净化装置20具备上述的等离子体发生装置1。因此，能够得到能够更稳定地生成自由基的清洗净化装置。
(第三实施方式)
在本实施方式中，参照图6~8来说明使用了等离子体发生装置1的小型电器设备的一例。下面，例示了对作为脱毛装置的电动剃须刀的头部进行清洗的清洗净化装置。
作为图6~8所示的小型电器设备的清洗净化装置40用于对作为脱毛装置的一种的电动剃须刀50的头部51进行清洗。即，清洗净化装置40是以上述的使用方式B来使用的清洗净化装置。在这种情况下，电动剃须刀50的头部51相当于被清洗处理对象部30。
如图6~8所示，清洗净化装置40具备：机壳41，其具有用于插入头部51朝下的电动剃须刀50的开口41a；以及托盘42，其容纳通过开口41a插入的头部51。
另外，清洗净化装置40具备：罐43，其存储液体；溢出部44，其与托盘42连通；以及泵45，其将罐43内的液体循环供给到液体导入口7。还具备：滤筒46，其具有对液体进行过滤的过滤器46a；开闭阀47，其用于对罐43内的气密状态进行控制；以及循环路径，其用于使液体循环。
该循环路径包括：配管(液体导入路径)21，其将罐43中存储的液体引导到液体导入口7；配管(液体排出路径)22，其将从液体排出口8排出的液体引导到托盘42；路径23(排出路径)，其将从托盘42排出的液体引导到滤筒46；路径24，其将从溢出部44排出的液体引导到滤筒46；路径25，其将从滤筒46排出的液体引导到泵45；以及路径26，其将从泵45送出的液体引导到罐43。另外，罐43经由气密路径27连接开闭阀47。下面，对各结构部件进行说明。
机壳41在其后部具有与电动剃须刀50的把持部52抵接的支架部41b，与托盘42一起保持从开口41a插入的电动剃须刀50。如图6所示，在支架部41b的前表面设置有触点部件41c，该触点部件41c用于检测已在清洗净化装置40中安装了电动剃须刀50。触点部件41c根据与设置于把持部52背面的端子52a的接触来检测电动剃须刀50的安装，除了这种检测功能以外，同时还具有将各种控制信号、驱动电力输出到电动剃须刀50的功能。
在机壳41的前部上方容纳有风扇48，该风扇48用于在清洗后使头部51干燥。在机壳41前表面设置有风扇48用的通气窗41d、用于执行清洗动作的动作按钮41e、显示动作状态的灯41f等。在机壳41的后表面侧具有连接口41g、41h、41i，该连接口41g、41h、41i为装配罐43的装配部，用于与罐43的各口43a、43b、43c相连接。连接口41g与配管(液体导入路径)21连接，连接口41h与路径26连接，连接口41i与气密路径27连接。
托盘42被设为沿着头部51的形状的凹形状，在底壁部的背面侧设置有等离子体发生装置1。此外，也可以在清洗净化装置40中设置对等离子体发生装置1的位置进行调整的位置调整部。例如，能够在底壁部的背面侧设置臂部，并且通过该臂部将等离子体发生装置1安装为可摆动，使得能够通过位置调整部将等离子体发生装置1调整为水平配置。这样，能够使等离子体发生装置1始终水平配置，能够更稳定地生成等离子体。
该等离子体发生装置1具有与配管(液体导入路径)21连接的液体导入口7以及与配管(液体排出路径)22连接的液体排出口8。而且，在托盘42的底壁部设置有与配管(液体排出路径)22连接的供给口41j，并且设置有与路径23连接的排出口41k。
另外，在托盘42的底部壁背面侧设置有加热器49(参照图8)。该加热器49与风扇48联动地进行头部51的干燥。
而且，在托盘42的前方设置有溢出部44，在本实施方式中，托盘42与溢出部44形成为一体。溢出部44的入口与托盘42连接，出口与路径24连接。路径24从溢出部44的出口经由设置在托盘42后部的中继口42a而到达滤筒46。
罐43在前表面具有喷出口43a和流入口43b、以及用于开放气密状态的通气口43c，通过通气口43c的开闭来控制液体从喷出口43a的喷出。罐43装卸自如地设置在机壳41后表面侧，在安装于机壳41的状态下，喷出口43a与连接口41g相连接，通过配管(液体导入路径)21与等离子体发生装置1的液体导入口7连接，流入口43b与连接口41h相连接，通过路径26与泵45的送出口45a连接，通气口43c与连接口41i相连接，通过气密路径27与开闭阀47连接。
滤筒46是在内部容纳有过滤器46a的大致箱状体，在上部具有流入口46b，在前部具有流出口46c。该滤筒46装卸自如地设置在机壳41的下部后方，在安装于机壳41的状态下，流入口46b通过路径23(排出通路)与排出口41k连接，并且通过路径24与溢出部44的出口连接。而且，流出口46c通过路径25与泵45的吸入口45b连接。
通过设为所述结构，使含有臭氧、羟基自由基等的微小气泡16扩散到从罐43导入到等离子体发生装置1的液体中而生成的清洗液会从供给口41j供给到托盘42内。即，所生成的清洗液会被供给到作为被清洗处理对象部30的头部51。然后，利用溶解在液体(清洗液)中的臭氧或者自由基、气泡16中含有的臭氧或者自由基等，能够使附着在头部51上的有机物等有效地分解。
如以上所说明的，在本实施方式中，使清洗净化装置(小型电器设备)40具备上述的等离子体发生装置1。因而，能够得到能够更稳定地生成自由基的小型电器设备。
此外，如果在清洗净化装置40中设置对等离子体发生装置1的位置进行调整的位置调整部，则能够使等离子体更稳定。
(第三实施方式的变形例)
作为本变形例所涉及的小型电器设备的清洗净化装置40A也与上述第三实施方式同样地用于对作为脱毛装置的一种的电动剃须刀50的头部51进行清洗，是以上述的使用方式B来使用的清洗净化装置。
清洗净化装置40A具有与上述第三实施方式大致相同的结构，具备：机壳41，其具有用于插入头部51朝下的电动剃须刀50的开口41a；以及托盘42，其容纳通过开口41a插入的头部51(参照图10)。
另外，清洗净化装置40A具备：罐43，其存储液体；溢出部44，其与托盘42连通；以及泵45，其将罐43内的液体循环供给到液体导入口7。还具备：滤筒46，其具有对液体进行过滤的过滤器46a；开闭阀47，其用于对罐43内的气密状态进行控制；以及循环路径，其用于使液体循环。
在本变形例中，循环路径包括：配管(液体导入路径)21，其将罐43中存储的液体导入到托盘42；路径23(液体排出路径)，其将从托盘42排出的液体引导到滤筒46；路径24，其将从溢出部44排出的液体引导到滤筒46；路径25，其将从滤筒46排出的液体引导到泵45；以及路径26，其将从泵45送出的液体引导到罐43。
托盘42被设为沿着头部51的形状的凹形状，在底壁部形成有贯通孔42b(参照图10和图11)。而且，等离子体发生装置1A以液体容纳部4经由该贯通孔42b与托盘42的内部空间连通的方式设置于底壁部的背面侧，。
本变形例所涉及的等离子体发生装置1A基本上具有与上述第一实施方式的等离子体发生装置1相同的结构。即，等离子体发生装置1A具备壳体部件2，由配置于该壳体部件2的内侧的陶瓷部件(隔离壁部)3将壳体部件2的空间分割成上下。
而且，如图9所示，壳体部件2的内部空间中的陶瓷部件3的上侧的区域为容纳包含水的液体17的液体容纳部4，并且，下侧的区域为容纳气体的气体容纳部5。
另外，在液体容纳部4的外周端部安装有堵塞壳体部件2与陶瓷部件3的间隙的环状的密封构件6，使得液体容纳部4内的液体17不会从壳体部件2与陶瓷部件3之间的间隙漏出到气体容纳部5内。
这样，在本变形例中，与上述第三实施方式的不同点在于：不是将液体容纳部4内的液体17经由配管(液体排出路径)22供给到托盘42的内部空间的结构，而是构成为以液体容纳部4与托盘42的内部空间连通的方式设置等离子体发生装置1A，以使托盘42的内部空间也作为等离子体发生装置1A的液体容纳部4来发挥作用(设为托盘42的内部空间兼作等离子体发生装置的液体容纳部的结构)。
即，作为本变形例所涉及的小型电器设备的清洗净化装置40A具备等离子体发生装置1A，该等离子体发生装置1A具有：液体容纳部(液体容纳部4和托盘42的内部空间)，其容纳包含水的液体；气体容纳部5，其容纳气体；隔离壁部3，其形成有将气体容纳部5中的气体引导到液体容纳部(液体容纳部4和托盘42的内部空间)的气体通路，并将液体容纳部(液体容纳部4和托盘42的内部空间)与气体容纳部5隔开。
换言之，在作为本变形例所涉及的小型电器设备的清洗净化装置40A中，容纳作为被清洗处理对象部的头部51，并且具备容纳包含水的液体的液体容纳部(液体容纳部4和托盘42的内部空间)以及气体容纳部5，由隔离壁部3划分出该液体容纳部(液体容纳部4以及托盘42的内部空间)和气体容纳部5。
因而，不需要将第二电极13如本变形例那样配置在等离子体发生装置1A的液体容纳部4内，也可以配置于托盘42的内部空间。
此外，在本变形例中，例示了与托盘42的底壁分开地设置隔离壁部3，但是也可以将隔离壁部3与托盘42的底壁形成为一体。即，也可以设为托盘42的底壁兼作隔离壁部3的结构。
另外，优选的是，在托盘42中例如形成排水槽等，由此使得能够更顺畅地从路径23(液体排出路径)排出液体容纳部4内部的液体。
另外，在本变形例中，如上所述那样配管21相当于清洗净化装置的液体导入路径，路径23相当于清洗净化装置的液体排出路径。
接着，说明清洗净化装置40A的动作。
首先，从罐43经由配管(液体导入路径)21将液体导入到托盘42和等离子体发生装置1A的液体容纳部4内。
然后，将以空气为基础而含氧的规定流量的气体从气体供给部11经由配管(气体导入路径)10送入到气体容纳部5内，使气体容纳部5成为正压状态，来形成从该气体容纳部5经过气体通路3a流向液体容纳部4的气流。
接着，通过在将第二电极13接地的状态下在第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压，来在第一电极12与第二电极13之间产生放电。通过该放电(在接触气体的第一电极12的表面与接触液体的第二电极13的表面之间的放电)，来在液体容纳部4的液体17中的气体区域处生成等离子体，基于液体17中含有的水、气体中含有的氧来生成臭氧、羟基自由基等(参照图4)。
然后，所生成的臭氧、各种自由基随着上述的气流被送出到液体容纳部4以及托盘42内存储的液体中。此时，生长的气泡作为微小气泡16从开口端3c释放到液体中，释放到液体中的微小气泡16扩散到液体的各个角落。即，所生成的清洗液被供给到作为被清洗处理对象部30的头部51。然后，能够利用溶解在液体(清洗液)中的臭氧或者自由基、气泡16中含有的臭氧或者自由基等，使附着在头部51上的有机物等有效地分解。此外，可以利用通过使液体循环而形成的液体容纳部4内的液体的流动将生长的气泡切断来使其释放到液体中，也可以利用在穿过微小的气体通路3a时自然地形成气泡的现象来使气泡16释放到液体中。
通过以上的本变形例，也能够得到与上述第三实施方式相同的作用、效果。
此外，如果在将第二电极13接地的状态下在第一电极12与第二电极13之间施加规定的电压，则即使万一用户等误触摸到液体17、第二电极13，也能够抑制该用户等触电，能够进一步提高安全性。
这在如本变形例那样设为将第二电极13配置成露出到外部的结构的情况下尤其有效。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以进行各种各样的变形。
例如，在上述各实施方式中，作为形成有气体通路的隔离壁部，例示了陶瓷部件，但隔离壁部的材料并不限于陶瓷部件。例如，也能够使用以下部件：使用将气体和液体隔离的如玻璃板等的适当部件并通过对该部件实施光刻和蚀刻而形成有细孔径约为1μm~10μm左右的微小孔。
另外，也可以在隔离壁部上设置多个气体通路。
另外，清洗净化装置、小型电器设备也不限于上述实施方式所示的装置和设备，例如，也能够将本发明应用于电动牙刷的清洗净化装置、净水装置、将含有洗涤剂等的水在排水前进行净化的装置等。
另外，液体容纳部、气体容纳部、其他细节的规格(形状、大小、布局等)也能够适当地改变。
产业上的可利用性
根据本发明，能够得到能够更稳定地生成自由基的等离子体发生装置、自由基生成方法、使用了该装置和方法的清洗净化装置以及小型电器设备。

Claims (17)

1.一种等离子体发生装置，其特征在于，具备：
壳体部件；
液体容纳部，其形成于上述壳体部件的内部空间，容纳包含水的液体；
气体容纳部，其形成于上述壳体部件的内部空间，容纳气体；
隔离壁部，其形成有用于将上述气体容纳部中的气体引导到上述液体容纳部的气体通路，并将上述壳体部件的内部空间分割为上下以将上述液体容纳部与上述气体容纳部配置为上侧为液体容纳部，下侧为气体容纳部；
环状的第一电极，其在上述气体容纳部中被配置成中心为上述气体通路；
环状的第二电极，其在上述液体容纳部中被配置成中心为上述气体通路，并且被配置成与上述第一电极隔开距离，且至少与上述第一电极成对的一侧的部分与上述液体容纳部中的液体相接触；
气体供给部，其以经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部的气体的方式，来向上述气体容纳部供给含氧的气体；以及
等离子体电源部，其在上述第一电极与上述第二电极之间施加规定的电压来使上述第一电极与上述第二电极之间产生放电，由此使导入到上述气体容纳部的气体等离子体化。
2.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，
上述等离子体电源部具备对施加于上述第一电极与上述第二电极之间的电压进行控制的电压控制部。
3.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，
上述气体供给部具备对气体的种类进行控制的气体种类控制部。
4.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，
上述气体供给部具有供给大气中的气体的功能。
5.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，
上述气体供给部具备对气体的流量进行控制的流量控制部。
6.一种自由基生成方法，其特征在于，具备以下步骤：
利用形成有允许气体流通的气体通路并将壳体部件的内部空间分割为上下的隔离壁部将形成于上述壳体部件的内部空间且容纳包含水的液体的液体容纳部与形成于上述壳体部件的内部空间且容纳气体的气体容纳部隔开为上侧为液体容纳部，下侧为气体容纳部，以经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部的气体的方式，来向上述气体容纳部供给含氧的气体；
在上述气体通路的上述液体容纳部侧的开口端处使含氧的气泡生长；以及
在环状的第一电极与环状的第二电极之间施加规定的电压来使上述第一电极与上述第二电极之间产生放电，由此在上述液体容纳部的液体内的气体区域处生成等离子体，来基于液体中含有的水和气体中含有的氧生成羟基自由基，其中，该环状的第一电极在上述气体容纳部中被配置成中心为上述气体通路，该环状的第二电极在上述液体容纳部中被配置成中心为上述气体通路，并且被配置成与上述第一电极隔开距离，且至少与上述第一电极成对的一侧的部分与上述液体容纳部中的液体相接触。
7.根据权利要求6所述的自由基生成方法，其特征在于，还具备以下步骤：
通过上述液体容纳部内的液体的流动，将含有上述羟基自由基的气泡从上述隔离壁部切断来释放到液体中。
8.根据权利要求6所述的自由基生成方法，其特征在于，
在供给上述气体的步骤中，将由气体种类控制部控制的气体供给到上述气体容纳部。
9.根据权利要求6所述的自由基生成方法，其特征在于，
在供给上述气体的步骤中，将大气中的空气供给到上述气体容纳部。
10.根据权利要求6所述的自由基生成方法，其特征在于，
在供给上述气体的步骤中，通过流量控制部来对供给到上述气体容纳部的气体的流量进行控制。
11.根据权利要求6所述的自由基生成方法，其特征在于，
在生成上述羟基自由基的步骤中，通过将由电压控制部控制的电压施加到一对对置电极之间来生成上述等离子体。
12.一种清洗净化装置，具备根据权利要求1所述的等离子体发生装置，该清洗净化装置的特征在于，具备：
气体导入路径，其被安装于上述气体容纳部，向上述气体容纳部供给气体；以及
安装于上述液体容纳部的液体导入路径和液体排出路径，该液体导入路径用于向上述液体容纳部导入液体，该液体排出路径用于将上述液体容纳部的液体排出，
其中，通过从上述气体导入路径供给气体，来经由上述气体通路向上述液体容纳部加压输送上述气体容纳部内的气体，从而将含有羟基自由基的气泡释放到液体中。
13.根据权利要求12所述的清洗净化装置，其特征在于，
上述液体容纳部是利用上述气泡中含有的羟基自由基来对所导入的液体进行净化的液体净化部。
14.根据权利要求12所述的清洗净化装置，其特征在于，
上述液体容纳部是通过将含有羟基自由基的气泡释放到液体内来生成清洗液的清洗液生成部。
15.根据权利要求12所述的清洗净化装置，其特征在于，
具备对上述等离子体发生装置的位置进行调整的位置调整部。
16.一种小型电器设备，其特征在于，
具备根据权利要求1所述的等离子体发生装置。
17.一种小型电器设备，其特征在于，
具备根据权利要求12所述的清洗净化装置。
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