CN104480669A - 一种等离子体雾化用于洗衣消毒的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种等离子体雾化用于洗衣消毒的装置和方法，包括等离子体发生模块和水雾发生模块。等离子体发生模块通过介质阻挡放电制得含大量H2O2、O3、HO2、ONOOH、eaq -等活性粒子的等离子体活化水，水雾发生模块将等离子体活化水进行雾化后喷出到洗衣机滚筒中，实现对人们日常衣物污垢的氧化降解以及消毒杀菌，具有操作方便，杀菌效率高，无有害残留，不损害衣物材质等优点。
Description
技术领域
本发明涉及衣物消毒技术领域，特别涉及一种低温等离子体与雾化相结合对衣物消毒杀菌的装置和方法。
背景技术
服装的污染是很严重的，却常常被人们所轻视。外衣的污染主要来自外界环境中的尘埃、纤维屑、雨、雪及其它有机物等，在这些颗粒上常常粘染着各种各样的微生物。工作服起着在劳动中对人体的防护作用，随着职业的不同，其污染情况也不尽相同。其次以衣服为媒介还可以传播许多种疾病。所以为了保持清洁卫生，预防疾病的发生，一定要定期对衣服进行消毒处理。衣物在洗涤过程中容易造成交叉污染，从而导致疾病在家庭成员之间的传播。其中老人、孩子和慢性病患者更易受到感染，因此对衣物进行消毒杀菌是很有必要的。
常用的衣物消毒方法很多，有阳光照射消毒法，蒸煮消毒法，消毒剂浸泡法等，但这些消毒方法在应用中都有缺陷。阳光照射需要4·6小时的长时间暴晒，对衣物的材质伤害很大。蒸煮法极易使衣物变形。消毒剂消毒法很容易使衣服脱色，不宜与洗衣液同用，且存在有害残留。
随着低温等离子体技术的迅速发展，利用低温等离子体来灭菌已经具有十分广阔的应用前景。大量的实验研究表明，在气体中产生的活性粒子会轰击气液交界面，在水溶液中形成H2O2、HO2等活性粒子，主要的化学反应式如下：
H2O→OH·+H·
2H2O→H2O2+H2
H2O→H2O·+eaa -
所产生的H2O2、O3、HO2·、ONOOH、eaq -这些粒子可以使衣物上细菌的活性在短时间内大幅度下降甚至彻底杀灭。通过雾化装置将等离子体活化水以水雾形式喷出，可以均匀作用到衣物各个部位，高效杀菌不留死角。因而等离子体活化水与雾化技术相结合用于衣物杀菌消毒，具有操作时间可控，杀菌效率高，无有害残留，不损伤衣物等优点。然而现有技术中并没有采用上述两种技术结合对衣物进行杀菌消毒的应用报导。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷，提供一种操作时间可控，杀菌效率高，无有害残留，不损伤衣物的等离子体雾化用于洗衣消毒的装置和方法。
本发明提供一种等离子体雾化用于洗衣消毒的装置，可用于日常衣物的杀菌消毒。
为了实现上述功能：所述装置包括水雾发生模块，等离子体发生模块。
等离子体发生模块可以包括高压电源和放电电极。在高压电源的激励下，放电电极放电产生等离子体并生成等离子体活化水。
水雾发生模块采用雾化发生器使用压力雾化方式将等离子体活化水雾化，产生水雾，其中可以设置风机，通过风机将产生的水雾吹出。
等离子体活化水雾化为水雾喷入洗衣机滚筒内，对其中的衣物进行消毒灭菌处理。
可选的，制备等离子体活化水的方式为水中直接放电产生等离子体、水面上方的气体放电产生等离子溶于水中或由气泵在水中通入空气由气泡放电产生。
同时，本发明还公开了一种等离子体雾化用于洗衣消毒的方法，其洗衣消毒步骤为：
打开进水阀，水从进水阀进入洗衣机后首先进入等离子体发生模块，在等离子体发生模块中通过介质阻挡放电制备含有H2O2、O3、HO2·、ONOOH、eaq -活性物质的等离子体活化水，等离子体活化水由导液管进入水雾发生模块，水雾发生模块将等离子体活化水雾化后以水雾的形式喷洒于衣物上，喷雾过程中洗衣机滚筒转动使衣物各个部分被均匀消毒杀菌处理；等离子体消毒完毕后，关闭等离子发生模块，水从进水阀经过另一路直接进入滚筒内，加入洗涤剂进行常规洗衣步骤，最后等离子体活化水与洗衣水一起排出。
可选的，在进行常规洗衣步骤时，第一次漂洗前也可以进行一次等离子体消毒。
其中，所述方法是先制备等离子体活化水再对其进行雾化。分步进行有助于增加等离子体活化水中活性粒子的浓度，且有效地避免了雾化水雾因等离子体而发生凝聚影响消毒效果。
可选的，所述装置可以采用间歇式供液方式制备等离子体活化水并设定放电制备等离子体消毒液的时间，也可以根据衣物的不同设置不同的总消毒次数及时间。
可选的，所述装置采用间歇式供液方式制备等离子体活化水并通过调整档位选择不同的制备等离子体活化水的放电时间以及消毒次数。
可选的，所述水雾发生模块将含有大量活性物质的等离子体活化水雾化。
更优的，所述雾化发生模块还可以采用静电雾化方式和超声波雾化方式将等离子体活化水雾化。可以使喷雾颗粒更加小，扩散更加均匀，渗透性更高。有利于对衣物的各个角落进行杀菌处理，提高处理效率。
可选的，所述等离子体发生模块包括高压电源和放电电极，且所述高压电源可以调节放电频率和电压以及放电时间。
激励用高压电源可以为正弦高压电源，电压幅值在1kV到10kV之间，频率范围不高于100kHz，频率过低则放电不稳定，频率过高则会导致等离子体发热现象明显。
更优的，高压电源也可以选用脉冲高压电源，其脉冲极性为单极性或双极性，其脉冲频率不高于100kHz，电压幅值在1kV-10kV之间。脉冲高压电源的频率越高，等离子体的处理速度越快，而且放电电压越低，但等离子体温度会随频率升高。在脉冲高压电源激励下，活性粒子的生成效率更高，同时由于降低了总的放电功率，使得等离子体温度进一步降低。
更优的，导液管上可以设置水阀来控制等离子体活化水的流量与流速。
更优的，电极材料可用不锈钢或紫铜等材料进行替代。
更优的，在雾化发生器的水雾出口处可加设风机，通过风机将水雾吹出，提高处理效率。
可选的，介质阻挡放电可以采用针-板电极结构，线-筒电极结构等。
可选的，所述放电电极上设置有多个用于降低放电起始电压的放电突起。
可选的，获得等离子体活化水可以是水中的直接放电，也可以是水面上方的气体放电产生等离子体溶入水中，也可以由气泵在水中通入空气由气泡放电产生。
本发明所述的洗衣消毒装置具有以下优点：(1)本发明无需其他添加剂，消毒条件温和，不受温度等影响，对衣物材质无伤害；(2)本发明中制备等离子体活化水时采用间歇式供液方式维持等离子体发生模块以及雾化发生器的水位稳定且可自主选择消毒时间；(3)本发明以水雾喷出方式实现等离子体活化水与衣物的大面积接触，提高处理效率；(4)本发明制备等离子体活化水与雾化分步进行，这样会使得活性粒子密度很高，且有效避免雾化水雾因等离子体而凝固，大大提高了处理效果；(5)等离子体发生装置设备简单，操作方便，价格低廉，而且衣物经等离子体处理过后不会产生毒性残留。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为实施例1的等离子体发生模块结构示意图；
图4为实施例2的等离子体发生模块结构示意图。
图中标号：100等离子发生模块；101放电电极；102高压电源；103铜针电极；104铜板电极；105铜盘；108气泵；200水雾发生模块；300洗衣机滚筒；401第一水阀；402第二水阀。
具体实施方式
本发明提出了一种等离子体雾化用于洗衣消毒的装置。该装置包括水雾发生模块，等离子体发生模块。等离子体发生模块采用介质阻挡放电，先制备一定量等离子体活化水，再通过导液管将活化水导入水雾发生模块对活化水进行雾化，然后喷出，对洗衣机滚筒内的衣物进行杀毒灭菌处理。
下面通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1所示，本发明的洗衣消毒装置包括等离子体发生模块和水雾发生模块。
如图2-3所示，等离子体发生模块100可以包括高压电源102和放电电极101。高压电源102和放电电极101相连，在高压电源102的激励下，放电电极101放电产生等离子体并生成等离子体活化水。
水雾发生模块200可以采用雾化发生器利用压力雾化的方式将等离子体活化水雾化，产生水雾，其中可以设置风机，通过风机将产生的水雾吹出。
水雾发生模块200还可以采用超声波雾化的方式，且可以实现水雾产生速度可调。具体实现时可以通过调节超声波发生器的功率来改变水雾的产生速度的大小，功率增大时水雾产生速度增加，功率减小时水雾产生速度减小。
等离子体活化水雾化后的水雾喷出，可直接接触洗衣机滚筒300内的衣物对其进行消毒灭菌处理。
参见图2，下面对消毒过程进行详细说明。
首先，第一水阀401打开，水进入等离子体发生模块100，在高压电源的激励下，放电电极通过高压放电产生等离子体。进而制得含有大量H2O2、O3、HO2·、ONOOH、eaq -等活性粒子的等离子体活化水。断开高压电源，等离子体活化水经过导液管流入水雾发生模块200，活化水经过雾化后喷于洗衣机滚筒300内的衣物上，即完成一次消毒过程。自主选择间歇供液时间，待等离子体发生模块中的等离子体反应器进水后再次接通高压电源开始第二次等离子体活化水的制备，整个消毒过程可以多次间歇进水。
最后，第二水阀402打开，水直接进入滚筒300内，进行常规洗衣步骤。
本实施例中等离子发生模块的具体结构如图3所示，等离子体发生模块100包括放电电极101和高压电源102。放电电极101的结构为针-板结构，由铜针电极103与接地的铜板电极104构成，铜针电极插在开凿小洞的铜盘105上接高压电源102。水从进水阀进入放电电极101中后，接通高压电源102开始在水中直接进行放电，生成等离子体活性水。
更优的，放电电极铜针数量和电极间距均是可通过铜盘调整的。通过改变针电极的数量和电极间距，可以适应不同衣物的消毒需求，提高处理效率。
实施例2
如图4所示，本实施例中电极结构与以上实施例相同，区别在于有气泵108向放电电极内提供空气，在水中产生气泡后放电，产生气液两相等离子体。
以上对本发明所提供的洗衣消毒装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种等离子体雾化用于洗衣消毒的装置和方法，所述装置包括等离子体发生模块和水雾发生模块，其特征在于：所述等离子体发生模块通过介质阻挡放电制备含有H2O2、O3、HO2、ONOOH、eaq -活性物质的等离子体活化水；水雾发生模块中的雾化发生器接收已经制备的等离子体活化水并将其雾化喷出，对洗衣机滚筒中的衣物进行消毒和杀菌处理。
2.根据权利要求1所述的装置，优选的，其特征在于：所述等离子体发生模块包括高压电源和放电电极；所述高压电源可以调节放电频率和电压以及放电时间。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述高压电源为正弦高压电源，电压幅值在1kV到10kV，频率范围不高于100kHz。
4.根据权利要求2所述的装置，特征在于：所述高压电源为脉冲高压电源，其脉冲极性为单极性或双极性，其脉冲频率不高于100kHz，电压幅值在1kV-10kV之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述介质阻挡放电采用针-板电极结构或线-筒电极结构。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述放电电极上设置有多个用于降低放电起始电压的放电突起。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的放电电极由铜针电极与接地的铜板电极构成，铜针电极插在开凿小洞的铜盘上；所述放电电极的铜针数量和电极间距通过铜盘调整。
8.根据权利要求6-7任一项所述的装置，其特征在于：所述放电电极的材料选自不锈钢或紫铜。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：水雾发生模块采用压力雾化方式、超声波雾化方式、静电雾化方式中的至少一种对等离子活化水雾化。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在所述雾化发生器的水雾出口处加设风机，通过风机将产生的水雾吹出。
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