CN107708746A - 表面处理装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种表面处理装置(100)，其包括具有空气入口(105)和空气出口(115)的管道(110)。该管道包括用于从空气中产生反应性颗粒的反应性颗粒发生器(130)，该反应性颗粒发生器被布置成使表面受到所产生的反应性颗粒的作用。反应性颗粒发生器(130)也被用于产生从空气入口通过管道到空气出口的空气流。

Description

表面处理装置
技术领域
本发明涉及处理被诸如花粉的微颗粒和/或诸如螨的微生物所污染的表面。
背景技术
通常采用空气净化装置来过滤封闭环境中(例如在家庭或商业住宅中)的空气。这种空气净化用于多种目的，例如气味控制和从所处理的空气中过滤过敏原。空气净化器在捕获气态化合物和诸如PM 2.5颗粒的颗粒方面特别有效，但是在捕获诸如花粉颗粒的较大微颗粒方面不太有效，因为这种颗粒的重量通常使得这些颗粒沉积在可以引起严重的过敏反应的表面上，例如引起与这种表面接触的儿童的哮喘发作。其他有害的过敏原包括微生物，例如诸如螨的尘栖微生物，这在例如枕头、羽绒被、毯子和床垫的寝具中可能是特别有问题的。
这种较大的微颗粒或微生物可以被有效地中和，例如使用诸如在非热等离子体中创建的反应性颗粒被分解。
WO 2012/104089A1公开了一种地板清洁机，特别是用于清洁地板的真空清洁器或洗涤器。地面清洁机包括用于施加非热大气等离子体的集成的等离子体施加器。但是，这种等离子体的产生引起诸如臭氧(O3)和NO2的作为副产物的有害化合物的产生。
DE202008008729U1公开了一种用于清洁诸如床垫的物体的装置。使用鼓风机吸入环境空气，将其与等离子体混合并使表面受到该混合物的作用。
US2005000054A1公开了一种具有离子发生器的真空清洁器。电动风扇用于吸入灰尘。在真空清洁器内部存在离子发生器，其杀灭气流中的漂浮细菌。
US5236512A公开了利用等离子体清洁表面的方法和设备。吸入和供给装置用于向反应室提供气体混合物，以消除表面的污染物。
US8267884B1公开了一种伤口处理设备。该设备包含用于产生气流以治疗伤口的等离子体发生装置。使用压缩机来增加压力以产生从装置朝向患者的空气流。
发明内容
本发明寻求提供可以有效地中和表面过敏原而不产生有害量的副产物的表面处理。本发明由独立权利要求所限定。从属权利要求限定有利的实施例。
根据本发明的一个实施例，提供了一种表面处理装置，其包括具有用于接触表面的空气入口的管道，该管道包括用于从空气中产生反应性颗粒的反应性颗粒发生器，该反应性颗粒发生器被布置成使表面受到(例如直接受到)所产生的反应性颗粒的作用；空气出口；以及用于产生从空气入口通过管道到空气出口的空气流的空气流发生器。
根据本发明的一个实施例，空气流发生器被配置成产生1m/s或更小的净空气流速。令人惊讶的发现，通过以如此低的速度将空气流从表面引导到表面处理装置中，可以在不产生有害水平的诸如臭氧和NO2的副产物的情况下，实现表面过敏原(即诸如花粉的微颗粒和/或诸如(尘)螨的微生物)的有效中和。这与例如通常在超过100m3/小时的空气流下操作的产生等离子体的空气净化器相比是有利的，该超过100m3/小时的空气流对应于高得多的空气流速且使得空气净化器比本发明的表面处理装置相比噪音明显更大。所述表面过敏原的有效中和可以通过仅在短时间段内(即不超过几秒钟)处理待处理的表面区域来实现，从而使得表面处理装置易于使用。此外，低空气速度确保了表面处理装置的低功耗，这在减少碳足迹方面是期望的，并且符合旨在施行这类减少的规定。
根据本发明的一个实施例，空气流发生器适于使得空气流在0-10m3/小时的范围内。例如，空气入口可以具有使得通过空气入口的净表面空气流处于0-10m3/小时范围内的入口面积。这比通过例如空气净化器的空气流明显更慢，这由此转化成在产生有害副产物方面的明显减少。
在特别有利的实施例中，净表面空气流为零。在该实施例中，可以在待处理的表面处创建空气湍流，其中反应性颗粒被注入到湍流空气中以中和表面处的表面过敏原。与净空气流速相比，反应性颗粒的更高速度确保反应性颗粒可以在与净空气流相反的方向上行进并且可以穿透待处理的表面，例如地毯、柔软家具、床垫等，以在不需要净表面空气流的情况下有效地中和表面过敏原。在一个实施例中，空气入口和空气出口被定位成使得表面处的净空气流为零。
反应性颗粒发生器可以例如是电离装置或等离子体发生器。特别优选的是介质阻挡放电等离子体发生器或电晕放电发生器。电晕放电发生器还可以通过产生由电晕放电所产生的离子风来充当空气流发生器(的一部分)。在所述实施例中，电晕放电装置具有双重功能。它的第一个功能是产生从空气入口到空气出口的空气流。它的第二个功能是从空气中产生反应性颗粒，例如等离子体。因此，通过使用电晕放电装置，仅需要单一部件以用于产生空气流和反应性颗粒，而不是如现有技术文献所公开的两个单独的部件。这避免了在表面处理装置中对于附加部件的需要，从而降低了成本。
根据本发明的一个实施例，反应性颗粒发生器包括电晕丝。管道和电晕丝适合于当表面受到表面处理装置的作用时使得表面上的颗粒直接暴露于在电晕丝处产生的反应性颗粒。例如，管道被成形并且电晕丝位于管道中，以使得当表面受到表面处理装置的作用时，表面上的颗粒直接暴露于在电晕丝处产生的反应性颗粒。
根据本发明的一个实施例，反应性颗粒发生器还包括集电器电极。当产生空气流时，管道和集电器电极适于在管道内部产生涡流，以使得当表面受到表面处理装置的作用时在表面上的颗粒经由涡流朝向对电极处产生的等离子体传输。例如，管道被成形并且集电器电极位于管道中，以使得当产生空气流时在该管道内部产生涡流，这导致当表面受到表面处理装置的作用时在表面上的颗粒经由涡流朝向对电极处产生的等离子体传输。例如，管道具有支撑集电器电极的隔离分隔器，该隔离分隔器被定位在管道内部并适于产生涡流。
优选地，表面处理装置还包括臭氧中和元件，其位于诸如反应性颗粒发生器与空气入口或空气出口之间的管道中的空气流中。臭氧元件可以位于反应性颗粒发生器的下游。这类臭氧中和元件的一个示例是包含活性炭的元件。由于活性炭与臭氧反应，所以这进一步减少了由表面处理装置产生的臭氧量。作为备选，分解臭氧的催化剂可以用于臭氧中和元件中。
表面处理装置可以适于产生在分立的空气入口与空气出口之间的空气流。作为备选，例如在包括单个开口的基于空气循环或基于空气湍流的表面处理装置中，空气入口形成空气出口的至少一部分或者空气出口形成空气入口的至少一部分。
空气流发生器可以包括或者可以进一步包括用于迫使空气从空气入口到空气出口的风扇。
在一个实施例中，表面处理装置包括可移除的头部，其包括空气入口和反应性颗粒发生器。这例如通过使用不同的头部而允许表面处理装置在没有反应性颗粒发生器的情况下操作，并且通过提供替换头部而允许反应性颗粒发生器的替换，因此避免了在反应性颗粒发生器达到运行寿命的情况下替换整个表面处理装置的需要。
表面处理装置可以是但不限于真空清洁装置或床垫清洁装置。
表面处理装置可以是机器人表面处理装置，例如机器人清洁装置。
此外，提出了一种用于中和表面上的过敏原的方法，该方法包括：从表面产生空气流；从空气产生反应性颗粒；使表面受到反应性颗粒的作用，由此中和在表面上存在的过敏原。产生空气流通过产生离子风来执行并且使得表面受到该离子风的作用。根据一个实施例，产生的离子风具有1m/s或更小的空气流速。
参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得显而易见并被阐明。
附图说明
通过参考附图的非限制性示例，更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地描绘了表面处理装置的一个实施例；
图2示意性地描绘了表面处理装置的另一个实施例；
图3示意性地描绘了表面处理装置的又一个实施例；
图4示意性地描绘了表面处理装置的又一个实施例；
图5示意性地描绘了表面处理装置的又一个实施例；
图6示意性地描绘了用于产生空气流并产生反应性颗粒的非对称离子风装置的一个实施例；
图7描绘了根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置的一个实施例的几何形状(以毫米为测量单位)；
图8示出了根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置中的电势分布；
图9示出了根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置中的正离子密度u；
图10示出了根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置中的离子电流密度；
图11示出了位于根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置的集电器处的电场强度幅值；
图12是正在驱动空气流的根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置中的“离子风”体积力的矢量图；
图13是根据本发明的一个实施例的非对称离子风装置中的空气速度的矢量图；
图14是根据本发明的一个实施例的对称离子风装置中的空气速度的矢量图。
具体实施方式
应当理解的是，附图仅仅是示意性的并且不是按比例绘制。还应当理解的是，贯穿各附图使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
在整个说明书中引用了“反应性颗粒”。这可以指等离子体或者可以对诸如过敏原的颗粒进行消毒的其他物质。
图1示意性地描绘了根据一个实施例的表面处理装置100。表面处理装置100包括位于空气入口105与空气出口115之间的管道110，并且该表面处理装置100包括用于产生从入口105到出口115的空气流的空气流发生器150。管道通常包括外壳或处理室125，其中诸如电离装置或等离子体发生装置的反应性颗粒发生器130位于该外壳或处理室125中。例如，等离子体发生装置通常为非热等离子体发生装置，并且其采用介质阻挡放电(DBD)操作，因为DBD产生的等离子体能够在以秒计的时间尺度中分解诸如花粉的过敏原或其他相对较大的(即大于PM 2.5颗粒的)微颗粒，以及病毒、细菌和(尘)螨等微生物。作为备选，等离子体发生装置可以采用电离放电操作，该电离放电操作也可以用于基于众所周知的离子风原理来产生通过管道110的空气流。在这样的实施例中，反应性颗粒发生器130也充当空气流发生器150(的一部分)，这将在下文更详细地描述。等离子体发生装置可以被配置成在设备内部或在设备的外表面周围产生等离子体，例如在等离子体发生装置的外表面周围的空气体积中(诸如在具有几毫米(例如1-5mm或1-2mm)厚度(即从等离子体发生装置的外表面延伸的距离)的空气体积中)产生等离子体。
管道110可以包括隔间140或与隔间140流体连接，该隔间140安放有空气流发生器150，在这里描绘成风扇。应当理解的是，风扇仅作为非限制性示例被示出，可以采用任何合适的空气流发生器150。一种特别合适的无风扇的备选方案是基于离子风的空气流发生器150，在这种情况下，空气流发生器150可以至少部分地由反应性颗粒发生器130实施。这种电流体动力学效应通常被称为离子风(ion wind or ionic wind)，并且其提供了在操作中特别安静的表面处理装置100的无风扇的实施例。由于这样的空气流发生器本身是众所周知的，所以仅为了简单起见，将不会对其更详细地进行解释。例如，可以参考在http://www.electronics-cooling.com/2012/03/ionic-winds-a-new-frontier-for-air-cooling/上的文章“Ionic Winds:A New Frontier for Air Cooling”。
空气流发生器150可以由控制器155来控制以控制由空气流发生器150所产生的空气流量。表面处理装置100可以适于以固定的空气流量操作或备选地以可调整的空气流量操作。例如通过在表面处理装置100中包括允许用户调整空气流量的用户界面(未示出)，空气流量可以由用户调整。作为备选，表面处理装置100可以包括用于感测通过空气入口105的空气流入的空气质量的传感器(未示出)。该传感器可以位于任何合适的位置，例如从反应性颗粒发生器130的上游位置，即在诸如处理室125内或处理室125外的反应性颗粒发生器130与空气入口105之间的位置。控制器155可以响应于由空气质量传感器产生的传感器信号，以使得根据感测的空气质量来调整空气流量。
空气流发生器150适于产生通过空气入口105的1m/s或更小的净空气流速。这种低速空气流允许表面处理装置100安静地操作，同时仍然通过由反应性颗粒发生器130产生的反应性颗粒而实现表面过敏原的有效中和。优选地，通过空气入口105的净空气流在0-10m3/小时的范围内。这例如可以通过相应地确定空气入口105的入口面积和空气流发生器150的大小和/或通过配置控制器155以在该空气流量范围内操作空气流发生器150来实现。例如，对于以具有不大于1m/s的空气流速的10m3/小时净空气流量操作的表面处理装置100而言，空气入口105通常将具有至少28cm2的入口面积。
通过操作空气流发生器150以产生在0-10m3/小时范围内的净空气流，反应性颗粒发生器130可以以低能量模式操作，以使得单位时间产生相对较少量的反应性颗粒(例如等离子体)，从而限制诸如臭氧和NO2的有害反应性颗粒的产生。相对适度的空气流量还增加了过敏原在处理室125中的停留时间，以使得过敏原通常在处理室125中停留数秒，这增加了通过反应性颗粒(例如例子或等离子体原子团)的过敏原分解的有效性。
处理室125可以位于与管道110流体连接或作为管道110的一部分的任何合适位置。在图1中，处理室125作为非限制性示例被示出为表面处理装置100的可移除头部单元120的一部分，该头部单元120可以以任何合适的方式被固定在管道110上。例如，管道110可以包括具有带固定元件的端部部分的柔性管或钢性管，并且可移除头部单元120可以包括带有另一个固定元件的管部分，该另一个固定元件适于与固定元件结合以将可移除头部单元120固定到端部部分上。所述固定装置本身是众所周知的，并且注意，可以使用任何合适的固定装置(即任何合适的固定元件)和另外的固定元件。
在一些实施例中，表面处理装置100可以包含收集装置，例如集尘袋、集尘箱等，其位于管道110与空气出口115之间以收集通过空气入口105所收集的灰尘和其他颗粒。然而，在一些其他实施例中省略了这种收集装置，特别是在这样的实施例中，其中由空气流发生器150产生的空气流量(吸入)不足以将灰尘吸入到管道110中以使得仅有少量的微生物和/或微颗粒通过空气流发生器150被灭活。
图2示意性地描绘了根据另一个实施例的表面处理装置100。图2中的表面处理装置100与图1中的表面处理装置100大体上相同，因此为了简洁起见，在图1的详细描述中已经描述过的表面处理装置100的特征将不再进行描述。图2中的表面处理装置100与图1中的表面处理装置100的不同之处在于，表面处理装置100还包括诸如包含活性炭的元件的臭氧中和元件160，例如在反应性颗粒发生器130下游的空气流中的活性炭过滤器，以便过滤掉在通过反应性颗粒发生器130的反应性颗粒的产生中所产生的不需要的副产物，最显著的是臭氧。所述臭氧中和元件160的其他合适的实施例对于本领域的技术人员来说将立即是显而易见的，诸如用于分解臭氧的基于催化剂的臭氧中和元件160。
臭氧中和元件160可以位于在反应性颗粒发生器130下游的任何合适的位置中，例如在管道110中或在空气出口115中。臭氧中和元件160优选地位于表面处理装置100的用户容易接近的位置(诸如在空气出口115中或在空气出口115上方，在管道110可移除地连接到的隔间140的开口中或在该开口上方等)以便于在必要时臭氧中和元件160(例如包含活性炭的元件)的替换。
图3示意性地描绘了表面处理装置100的又一个实施例，其中空气入口105和空气出口115由单个开口构成，或者至少部分地共用相同的开口。在该实施例中，管道110在处理室125中的反应性颗粒发生器130周围创建了空气的再循环，例如反应性颗粒发生器130周围的空气湍流，这进一步增加了过敏原在处理室125中的停留时间，因为过敏原通过处理室125两次，即当通过空气入口105进入表面处理装置100时以及在通过空气出口115离开表面处理装置110之前。作为备选，空气入口105和空气出口115可以彼此相邻定位，两者都与处理室125流体连接。
在该实施例中，净表面空气流可以是零。表面处理装置100以低空气流速和零净表面空气流工作不仅确保表面处理装置100的安静操作，而且还促进由通过反应性颗粒发生器130产生的反应性颗粒实现的表面的深度渗透，因为来自反应性颗粒发生器130的反应性颗粒的逸出速度通常(远远)大于(例如大于几个数量级)由空气流发生器150产生的空气流速，以使得反应性颗粒可以逆着由空气流发生器150产生的空气流的方向行进。因此，这不仅确保了在待处理的表面处的过敏原的有效中和，而且还促进表面下面的过敏原(例如尘螨)的中和，因为反应性颗粒可以穿透表面并行进进入包括该表面的物品，例如诸如枕头或床垫的寝具物品，诸如沙发、长椅、椅子等的软家具物品，毯子或地毯，等等。
图4示意性地描绘了根据图3的表面处理装置100，其还包括如前所述在反应性颗粒发生器130下游的臭氧中和元件160，诸如包含活性炭的元件或基于催化剂的元件。如前所述，臭氧中和元件160可以位于在表面处理装置100内的任何合适的下游位置。在一些实施例中，选择下游位置以便于接近，例如如前所述那样以便于臭氧中和元件160在其使用寿命结束时的替换。
在上述实施例中，表面处理装置100可以是真空清洁器，但是不限于此。备选地，表面处理装置100可以是用于清洁软家具(例如诸如床垫的寝具)或包括(人的)身体表面的任何其他合适的表面的设备。如前所述，由表面处理装置100产生的空气流可能过小，以至于不能有效地从与空气入口105接触的表面收集污物。
表面处理装置100可以由用户手动操作，或者备选地，可以是如图5中示意性描绘的机器人表面处理装置100。如本身众所周知的，机器人表面处理装置100通常适于自动地在待处理的表面上移动。这样的机器人表面处理装置100可以包括诸如微处理器等的控制器，其根据用户定义的或用户选择的用于操作机器人表面处理装置100的程序来操作机器人表面处理装置100。
机器人表面处理装置100可以包括用于此目的的用户界面(未示出)，或者可以包括无线通信单元(未示出)，该无线通信单元允许机器人表面处理装置100的用户无线配置机器人表面处理装置100，例如使用专用的遥控器，或者诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等的智能设备，其上存储有用于为机器人表面处理装置100产生适当控制信号的应用，并且该智能设备具有控制器，例如适于执行应用以产生控制信号的处理器。所述智能设备通常还具有无线通信能力，例如在智能设备控制器的控制下将所生成的控制信号无线传输到机器人表面处理装置100的无线通信模块。
机器人表面处理装置100的控制器可以是控制器155或单独的控制器。机器人表面处理装置100的控制器可以适于控制机器人表面处理装置100的推进机构，例如在机器人表面处理装置100的控制器的控制下驱动机器人表面处理装置100的一组轮子的电动机。机器人表面处理装置100的控制器可以适于根据接收到的用户指令和/或响应于(例如如先前解释的指示空气质量的)传感器信号来调整机器人表面处理装置100的推进速度和方向。
机器人表面处理装置100优选地还包括电池或电池组，其用于向需要这种能量的机器人表面处理装置100的各种部件提供必要的电能。电池或电池组优选是可充电的，例如通过机器人表面处理装置100的专用充电端口或通过诸如通用串行总线连接的通用连接而可充电。
图6示出产生等离子体并产生反应性颗粒的反应性颗粒发生器或离子风装置(也被称为离子风发生器)的一个实施例。离子风装置包括用于将空气供给到离子风装置中的空气入口105。用于对进入的空气进行充电并创建等离子体的电晕丝200位于空气入口105的下游。在电晕丝200的下游存在集电器电极205。还存在隔离分隔器210。如下所述，隔离分隔器210的存在不是必需的，而是有利的。空气出口115位于集电器电极205的下游并允许空气排出。离子风装置被构造成使得排出空气出口115的空气可以循环并经由空气入口105重新进入离子风装置。这种循环由箭头表示。循环空气流不包含离子，因为所有离子都由集电器电极205所捕获，但是该循环空气流包含中性、亚稳定的分子，像在空气中具有足够的寿命(～0.2s)以度过这个“往返行程”并且在重新进入离子风装置后还将与地面上颗粒进行反应的O2(1Δ)。还表示了装置的顶面215和底面220。当安装在表面清洁装置中时，离子风装置被定位成使得侧面或底面220面向待清洁的表面300。因此，表面清洁装置被构造成使得离子风装置的底面220可以直接接触到表面300。为此，离子风装置的底面220包含用于例如在电晕丝200的位置处将表面暴露于所产生的等离子体的一个或多个开口。
实验数据和结果：
图7示出了可以在诸如真空清洁器的表面清洁装置中实施的离子风装置的一个实施例的以毫米为单位的尺寸。在仿真期间，使用具有400mm宽度(＝垂直于图7的绘图平面的尺寸)的装置。得到的空气流约为10m3/小时，电晕(离子)电流约为400μA并且电晕功率约为1.5W。当400mm的装置宽度按比例调节并且丝/集电器的电压保持不变时，那么空气流、电晕电流和电晕功率将正比于装置宽度调节。
仿真“离子风单元”(＝灰色阴影区域)的总长度为80mm，总高度为20mm。空气入口105(图7右侧)的高度为20mm，空气出口115(图7左侧)的高度为10mm。对于给定情况(对于400mm的装置宽度＝10m3/小时的流)，这些高度尺寸不应当减少超过20％，否则气道阻力将增加太多，这导致空气流减少。“外”空气通道(在图6中表示为135)的宽度优选为空气出口高度的至少1.5倍，以避免积聚的总空气通道阻力过大。
电晕线根据用于ESP设备的最新技术设计，例如具有尽可能小(例如35μm)的直径，同时保持机械稳定性和足够的操作寿命。电晕丝与集电器的右边缘之间的距离(在这里：20mm)被确定在一个窄的范围内以用于高效操作，该范围为15-25mm。电晕丝与空气入口105之间的距离(在这里：30mm)优选为丝与集电器之间距离的至少1.5倍，否则会产生与期望的空气流生成方向相反的过强的离子风。
集电器电极优选地具有两个圆形边缘以避免在这些边缘处的过高的电场强度和击穿风险。对于本实施例，这些圆形边缘的曲率边境优选大于1.5mm。集电器的边缘(其中集电器的边缘为最靠近空气出口的集电器的边缘)与空气出口之间的距离应当至少为15mm以避免过高的电场强度。在这种情况下，该距离为15mm。集电器电极的长度(在这种情况下为15mm)可以在“4个曲率半径”(在这种情况下为6mm)与集电器与电晕丝之间的距离(在这种情况下为20mm)之间进行选择。
图8示出了图7所示的离子风装置中的电势分布。
图9示出了图7所示的离子风装置中的正离子密度u。
图10示出了图7所示的离子风装置中的离子电流密度。
图11示出了位于图7所示的离子风装置的集电器处的电场强度幅值。
图12是图7所示的离子风装置中的“离子风”体积力的矢量图。该离子风是表面清洁装置的驱动空气流。
图13是图7所示的离子风装置中的空气速度的矢量图。
下表包含了如图7所示的离子风装置的实施例的性能数据：
电晕电流密度 700mA/m2
电晕功率 1.4W
电晕丝电压 5.9kV
集电器电压 -5kV
空气流 9.6m3/小时
集电器处的最大电场 2.0MV/m
最大正离子密度 7.3E9/cm3
如可以在图10中注意到的，当启动离子装置时，在电晕丝200处产生第一等离子体区域。第一等离子体区域向下伸展到离子风装置的底面220并且向上伸展到离子风装置的顶面215。当离子风装置的底面220靠近表面300(例如地面)或在表面300上定位时，等离子体与该表面300上存在的颗粒进行作用。在图10中，第一等离子体区域可以在水平轴上坐标-8mm与8mm之间以及在垂直轴上坐标-10mm与-20mm之间被注意到。因此，当包括位于表面附近的这种离子装置的表面处理装置扫过该表面时，表面暴露于该等离子体区域，由此对表面进行消毒。
此外，在图10中可以注意到，在集电器电极205处存在第二等离子体区域。该区域可以在水平轴上坐标-15mm与-20mm之间以及在垂直轴上坐标-6mm与-12mm之间被注意到。然而，该第二等离子体区域并不向下伸展到离子风装置的底面220或向上伸展到离子风装置的顶面215。
令人惊讶的是，发明人注意到，在利用离子风装置产生空气流期间，在离子风装置内部创建了涡流。该期望的涡流是“离子风单元”的非对称设计的结果。在本实施例中，装置的一部分(例如装置的下半部分)通过集电器电极的隔离支撑件而在出口115附近被封闭。这种涡流的创建在图13中可以在水平轴上坐标-22mm与-10mm之间以及在垂直轴上坐标-10mm与-20mm之间被注意到。当离子风装置的底面220靠近表面被定位时，创建的涡流向下伸展到该表面300。结果，位于表面300上的颗粒被涡流吸入到离子风装置中，并且被传输到位于集电器电极205处的等离子体区域，在集电器电极205处颗粒暴露于等离子体并由此被中和。
本发明的重要优点是表面300上的颗粒暴露于第一和第二等离子体区域。作为优点，可以获得表面的高效消毒。
如果省略隔离支撑件，那么获得对称设计并且不存在涡流。这可以在图14中看出。总之，本发明提出了一种表面清洁装置。表面清洁装置包括用于将表面暴露于等离子体的离子风装置。离子风装置位于表面直接暴露于由该离子风装置所产生的等离子体的地方。离子风装置包括具有空气入口105和空气出口115的管道110。这些是空气可以通过并且从空气入口105经由管道110流到空气出口115的开口。在管道110内部存在用于创建离子风并产生等离子体的电晕丝200和集电器电极205。当操作离子风装置时，进入的空气被充电并产生等离子体。离子风装置可以被封闭在外壳125中，该外壳125允许离开离子风装置的空气经由离子风装置的空气出口115到离子风装置的空气入口105的再循环。离子风装置的侧面或底面220包含一个或更多开口，其当侧面220靠近表面300被定位(例如距离几厘米)时允许例如地面的表面300直接暴露于所产生的等离子体。离子风装置的外壳125被构造成使得侧面220中的一个或多个开口不被阻挡并使得表面300可以被直接暴露于离子装置产生的等离子体。该离子风装置可以存在于例如表面清洁装置的清洁头中。例如，离子风装置可以存在于真空清洁器的清洁真空头中。在那里它可以起到通过将表面300直接暴露于产生的等离子体来中和表面300(例如地面)上的颗粒(例如过敏原)的作用。如图5所示，离子风装置可以存在于机器人清洁器中。离子风装置位于机器人清洁器中，以使得离子风装置产生的等离子体直接对地面消毒。
在操作中，参见图10，离子风装置具有在电晕丝200处产生的等离子体第一区域以及在集电器电极205处产生的等离子体第二区域。选择离子风装置的尺寸和电晕丝200的供电，以使得在电晕丝200处产生的等离子体向下伸展到离子装置的侧面220，该侧面220被定位在靠近待清洁的表面300。当将离子风装置放置在靠近表面300时，例如通过将真空清洁头放置在靠近表面(例如距离几厘米，例如小于5厘米，例如小于2厘米，例如小于1厘米)，使得表面直接暴露于从第一等离子体区域产生的等离子体。这意味着所产生的等离子体必须不能被首先传输，以将表面300暴露于产生的等离子体。这消除了所需部件的数目，从而降低了成本。
离子风装置可以具有内部非对称设计。例如，在离子风装置内部可以存在有隔离分隔器210。隔离分隔器210可以是位于离子风装置中(因此在管道110中)并在离子风装置中形成的一部分，以部分地阻挡离子风装置内部的空气流，从而创建涡流。隔离分隔器210可以存在于离子风装置的一半部分中。例如，装置的下半部分，其中该下半部分被定义为当离子风装置在表面300上被定位时该装置最靠近表面300的一半部分。内部非对称设计被构造成使得当空气从空气入口105流到空气出口115时在离子风装置内部创建涡流。此外，内部非对称设计被构造成，使得在操作中涡流向下伸展到待清洁的表面300，从该表面300拾取例如过敏原的颗粒，并且将颗粒传输到集电器电极205处的第二等离子体区域。参见图13。非对称设计被证明是消毒表面的一种非常有效的方式。离子装置和外壳被构造成，例如具有适合的开口以允许表面300上的颗粒被1)在电晕丝200处产生的等离子体直接消毒和2)在对电极205处产生的等离子体通过颗粒从表面300经由在离子风装置内部创建的涡流到对电极205处的该产生的等离子体的传输而直接消毒。当离子装置靠近表面300被定位时(例如距离1厘米或更少)，两种消毒方式都是可以的。
应该注意的是，上述实施例示出了本发明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不偏离所附权利要求的范围的情况下设计出许多备选实施例。在权利要求中，放置在括号之间的任何参考符号不应被解释为对权利要求进行限制。词语“包括”不排除权利要求中列出的要素或步骤以外的其他要素或步骤的存在。要素之前的词语“一”或“一个”不排除多个所述要素的存在。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件来实现。在列举若干设备的装置权利要求中，这些设备中的几个可以由同一个硬件项目实施。例如，如上所述，权利要求1涉及反应性颗粒发生器130和空气流发生器150由用于从表面产生离子风的单个单元(例如电晕放电发生器)形成的实施例，该离子风具有1m/s或更小的净空气流速以使表面受到离子风的作用。相互不同的从属权利要求中的某些措施并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (15)

1.一种用于中和表面上的过敏原的表面处理装置(100)，包括：
-空气入口(105)；
-空气出口(115)；
-位于所述空气入口(105)与所述空气出口(115)之间的管道(110)；
-用于产生从所述空气入口(105)通过所述管道(110)到所述空气出口(115)的空气流的空气流发生器(150)；
-其中所述管道(110)包括用于从空气中产生反应性颗粒的反应性颗粒发生器(130)；
其特征在于：
所述反应性颗粒发生器(130)被布置成使所述表面受到所产生的反应性颗粒的作用；其中所述反应性颗粒发生器(130)为电晕放电装置；并且其中所述电晕放电装置被配置成通过产生离子风而充当所述空气流发生器(150)。
2.根据权利要求1所述的表面处理装置(100)，其中所述反应性颗粒发生器(130)包括电晕丝(200)，并且其中所述管道(110)和所述电晕丝(200)适于使得：当所述表面受到所述表面处理装置(100)的作用时，所述表面上的颗粒直接暴露于在所述电晕丝(200)处所产生的反应性颗粒。
3.根据权利要求2所述的表面处理装置(100)，其中所述反应性颗粒发生器(130)还包括集电器电极(205)，并且其中当产生所述空气流时所述管道(110)和所述集电器电极(205)适于在所述管道(110)的内部产生涡流，以使得当所述表面受到所述表面处理装置(100)的作用时所述表面上的颗粒经由所述涡流朝向在对电极(205)处产生的等离子体被传输。
4.根据权利要求3所述的表面处理装置(100)，其中所述管道(110)的特征在于支撑所述集电器电极(205)的隔离分隔器(210)，所述隔离分隔器(210)被定位在所述管道(110)的内部并且适于产生所述涡流。
5.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，其中所述表面处理装置(100)没有风扇。
6.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，其中所述空气流发生器(150)适于使得所述空气流在0-10m3/小时的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，其中所述空气流发生器(150)适于产生具有1m/s或更小的空气流速的空气流。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的表面处理装置(100)，所述表面处理装置(100)还包括位于所述反应性颗粒发生器(130)下游的臭氧中和元件(160)。
9.根据权利要求8所述的表面处理装置(100)，其中所述臭氧中和元件(160)包括催化剂或包含活性炭的元件，以用于中和臭氧。
10.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，所述表面处理装置(100)包括清洁头(120)，所述清洁头(120)包括所述反应性颗粒发生器(130)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，其中所述表面处理装置(100)为真空清洁器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的表面处理装置(100)，其中所述反应性颗粒发生器(130)位于处理室(125)中，所述处理室(125)与所述管道(110)流体连接或作为所述管道(110)的一部分。
13.根据权利要求12所述的表面处理装置(100)，其中所述空气入口(105)和所述空气出口(115)与所述处理室(125)流体连接，从而在所述处理室(125)中在所述反应性颗粒发生器(130)周围创建空气的再循环。
14.一种用于中和表面上的过敏原的方法，包括：
-从表面产生空气流；
-从空气产生反应性颗粒；
-使所述表面受到所述反应性颗粒的作用，从而中和在所述表面上存在的过敏原；
其特征在于：
产生所述空气流是通过产生离子风并使所述表面受到所述离子风的作用来执行的。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所产生的离子风具有1m/s或更少的空气流速。
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