ITBO20130087A1 - DEVICE AND METHOD OF GENERATION OF COLD PLASMA - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
DISPOSITIVO E METODO DI GENERAZIONE DI PLASMA FREDDO DEVICE AND METHOD OF GENERATION OF COLD PLASMA
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo generatore di plasma freddo. The present invention relates to a cold plasma generator device.
Il presente trovato riguarda un sistema di generazione di plasma “freddo†, ovvero plasma cosiddetto “non termico†. The present invention relates to a "cold" plasma generation system, or so-called "non-thermal" plasma.
Per plasma “freddo†o “non termico†si intende un plasma a temperatura relativamente bassa, per esempio di circa 40°C. By “cold” or “non-thermal” plasma we mean a plasma at a relatively low temperature, for example around 40 ° C.
Tale tipologia di plasma si presta al trattamento diretto di superfici quale ad esempio la pelle del corpo umano o altre superfici biologiche. This type of plasma lends itself to the direct treatment of surfaces such as the skin of the human body or other biological surfaces.
Si osservi che negli ultimi anni sorgenti di plasmi non termici sono stati sviluppati e progettati per applicazioni biologiche e mediche; per tali applicazioni, la massima efficacia del trattamento biologico si ha mediante una esposizione diretta al plasma del substrato da trattare. It should be noted that in recent years sources of non-thermal plasmas have been developed and designed for biological and medical applications; for such applications, the maximum effectiveness of the biological treatment is obtained by direct exposure to the plasma of the substrate to be treated.
Per quanto riguarda i sistemi di generazione di plasma freddo, à ̈ noto l’impiego di una tecnologia denominata “DBD†, che à ̈ un acronimo per “Dielectric Barrier Discharge†. As far as cold plasma generation systems are concerned, the use of a technology called â € œDBDâ €, which is an acronym for â € œDielectric Barrier Dischargeâ €, is known.
La tecnologia DBD prevede di generare il plasma in una regione di spazio (tipicamente un’intercapedine) adiacente alla superficie di un dielettrico posto a copertura di un elettrodo; inoltre, una sorgente di alta tensione viene utilizzata per stabilire in detta regione di spazio un campo elettrico tale da generare il plasma, stabilendo una differenza di potenziale tra detto elettrodo ed un elettrodo secondario, denominato anche controelettrodo. DBD technology involves generating the plasma in a region of space (typically an interspace) adjacent to the surface of a dielectric placed to cover an electrode; moreover, a high voltage source is used to establish in said region of space an electric field such as to generate the plasma, establishing a potential difference between said electrode and a secondary electrode, also called counter electrode.
Nell’ambito dei sistemi DBD in cui il plasma à ̈ destinato a trattare la superficie di un corpo, à ̈ noto di collegare l’elettrodo ricoperto dal dielettrico alla sorgente di alta tensione e di sfruttare la differenza di potenziale tra l’elettrodo e il corpo stesso da trattare, per generare detto campo elettrico; pertanto, in questi casi il contro-elettrodo del sistema DBD à ̈ costituito da corpo stesso da trattare. In the context of DBD systems in which the plasma is intended to treat the surface of a body, it is known to connect the electrode covered by the dielectric to the high voltage source and to exploit the potential difference between the electrode and the body to be treated, to generate said electric field; therefore, in these cases the counter-electrode of the DBD system consists of the body itself to be treated.
I documenti brevettuali US2009/0054896 e US8103340 forniscono esempi di dispositivi di generazione di plasma freddo con detta tecnologia DBD, in cui il corpo da trattare definisce un contro elettrodo. Patent documents US2009 / 0054896 and US8103340 provide examples of cold plasma generation devices with said DBD technology, in which the body to be treated defines a counter electrode.
Tuttavia, tali dispositivi non sono particolarmente adatti al trattamento di superfici tridimensionali irregolari e varie nella forma, come quelle costituite dalla pelle del corpo umano. However, these devices are not particularly suitable for the treatment of irregular and variously shaped three-dimensional surfaces, such as those constituted by the skin of the human body.
Infatti, le superfici dielettriche di tali dispositivi sono rigide e non consentono un adattamento alla specifica superficie da trattare. In fact, the dielectric surfaces of these devices are rigid and do not allow adaptation to the specific surface to be treated.
In questa luce, si osservi che, per evitare che il trattamento col plasma possa arrecare fastidio o danni alla superficie da trattare, Ã ̈ necessario che il plasma venga generato in modo sufficientemente diffuso. In this light, it should be observed that, in order to avoid that the plasma treatment can cause discomfort or damage to the surface to be treated, it is necessary that the plasma is generated in a sufficiently diffused way.
Questa condizione à ̈ verificata se il campo elettrico nella zona in cui viene generato il plasma à ̈ uniforme e la distanza tra la superficie dielettrica e la superficie trattata à ̈ sostanzialmente uniforme e relativamente ridotta (per evitare che il plasma assuma una forma troppo intensa, con eventi localizzati, ripetuti e potenzialmente dannosi). Infatti, se la distanza tra la superficie da trattare e quella del dielettrico non à ̈ uniforme, il plasma generato tra le due superfici non ha la uniformità desiderata. This condition is verified if the electric field in the area where the plasma is generated is uniform and the distance between the dielectric surface and the treated surface is substantially uniform and relatively small (to prevent the plasma from assuming a too intense shape, with localized, repeated and potentially harmful events). In fact, if the distance between the surface to be treated and that of the dielectric is not uniform, the plasma generated between the two surfaces does not have the desired uniformity.
Tale problematica viene affrontata dal documento brevettuale US2012/0259270, che propone di realizzare la superficie dielettrica e l’elettrodo ivi accoppiato mediante una struttura flessibile multistrato, in cui l’elettrodo à ̈ una struttura laminare flessibile, inserita all’interno di uno strato dielettrico realizzato in materiale flessibile. This problem is addressed by the patent document US2012 / 0259270, which proposes to realize the dielectric surface and the electrode coupled therein by means of a flexible multilayer structure, in which the electrode is a flexible laminar structure, inserted inside a a dielectric layer made of flexible material.
Tuttavia, anche tale soluzione ha alcuni problemi. However, even this solution has some problems.
Infatti, tale soluzione à ̈ complicata costruttivamente; inoltre, comporta il rischio di innesco di scariche elettriche tra lo strato conduttivo (elettrodo) e lo strato dielettrico, con conseguente rischio di deterioramento e di perdita di efficacia del dispositivo. In fact, this solution is constructively complicated; moreover, it entails the risk of ignition of electric discharges between the conductive layer (electrode) and the dielectric layer, with consequent risk of deterioration and loss of effectiveness of the device.
Scopo del presente trovato à ̈ rendere disponibile un dispositivo generatore di plasma non termico, per il trattamento di una superficie tridimensionale mediante una tecnica “dielectric barrier discharge†, che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. The purpose of the present invention is to make available a non-thermal plasma generator device, for the treatment of a three-dimensional surface by means of a â € œelectric barrier dischargeâ € technique, which overcomes the drawbacks of the known art mentioned above.
In particolare, à ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione un dispositivo generatore di plasma non termico, per il trattamento di una superficie tridimensionale mediante una tecnica “dielectric barrier discharge†, che sia semplice da realizzare e affidabile. In particular, it is an object of the present invention to provide a non-thermal plasma generator device, for the treatment of a three-dimensional surface by means of an â € œelectric barrier dischargeâ € technique, which is simple to manufacture and reliable.
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre un dispositivo generatore di plasma non termico per il trattamento di una superficie tridimensionale mediante una tecnica “dielectric barrier discharge†, che consenta una sanificazione particolarmente efficace e comoda delle mani. Detti scopi sono pienamente raggiunti dal dispositivo oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate. A further object of the present invention is to propose a non-thermal plasma generator device for the treatment of a three-dimensional surface by means of an â € œelectric barrier dischargeâ € technique, which allows a particularly effective and comfortable sanitization of the hands. Said objects are fully achieved by the device according to the present invention, which is characterized by the contents of the claims reported below.
In particolare, il dispositivo secondo il trovato comprende un elettrodo collegabile ad una sorgente di alta tensione (comprendente un generatore di alta tensione) e uno strato di materiale dielettrico deformabile, avente una prima faccia accoppiata all’elettrodo e una seconda faccia accostabile alla superficie da trattare, quest’ultima definendo un contro-elettrodo (nel sistema DBD). In particular, the device according to the invention comprises an electrode which can be connected to a high voltage source (comprising a high voltage generator) and a layer of deformable dielectric material, having a first face coupled to the electrode and a second face which can be approached to the surface to be treated, the latter defining a counter-electrode (in the DBD system).
Secondo l’invenzione, detto elettrodo à ̈ realizzato in un materiale liquido; con la parola “liquido†si intende un materiale che à ̈ nella fase liquida a temperatura e pressione standard. According to the invention, said electrode is made of a liquid material; the word â € œliquidâ € means a material that is in the liquid phase at standard temperature and pressure.
Inoltre, tale materiale liquido può avere diversi valori di viscosità ; per esempio, l’elettrodo liquido potrebbe essere una pasta. Furthermore, this liquid material can have different viscosity values; for example, the liquid electrode could be a paste.
Inoltre, tale elettrodo liquido à ̈ realizzato in un materiale a bassa resistività (si intende resistività elettrica). Furthermore, this liquid electrode is made of a low resistivity material (we mean electrical resistivity).
Inoltre, lo strato dielettrico à ̈ realizzato in un materiale impermeabile a detto liquido. Furthermore, the dielectric layer is made of a material impermeable to said liquid.
Tale struttura DBD con elettrodo liquido ha varie applicazioni. Such a liquid electrode DBD structure has various applications.
Una prima applicazione riguarda la sanificazione delle mani (o di altre parti del corpo o di altri corpi ancora), attraverso la generazione di plasma nella regione di spazio circondante la superficie delle mani. A first application concerns the sanitization of the hands (or of other parts of the body or of other bodies), through the generation of plasma in the region of space surrounding the surface of the hands.
Una seconda possibile applicazione à ̈ il trattamento di parti del corpo, per esempio della pelle dei gomiti, dell’incavo delle ginocchia, eccetera, mediante applicazione di plasma a contatto con detta porzione di pelle. Nel caso della prima applicazione, preferibilmente, il dispositivo comprende un recipiente riempito con detto elettrodo liquido. A second possible application is the treatment of parts of the body, for example the skin of the elbows, the hollow of the knees, etc., by applying plasma in contact with said portion of the skin. In the case of the first application, preferably, the device comprises a container filled with said liquid electrode.
Tale recipiente definisce almeno un’apertura in cui à ̈ inserito un guanto (o di un altro elemento simile avente un alloggiamento in cui à ̈ inseribile una mano). This container defines at least one opening in which a glove is inserted (or another similar element having a housing in which a hand can be inserted).
La parte del guanto preposta ad avvolgere la mano à ̈ posizionata internamente al recipiente; pertanto, il guanto à ̈ almeno parzialmente immerso in detto elettrodo liquido. The part of the glove designed to wrap the hand is positioned inside the container; therefore, the glove is at least partially immersed in said liquid electrode.
L’apertura del guanto attraverso cui à ̈ inseribile la mano à ̈ accessibile dall’esterno del recipiente, senza entrare in contatto con l’elettrodo liquido (che à ̈ in tensione). The opening of the glove through which the hand can be inserted is accessible from the outside of the container, without coming into contact with the liquid electrode (which is live).
Per esempio, la parte del guanto definente l’apertura à ̈ posizionata esternamente al recipiente. For example, the part of the glove defining the opening is positioned outside the container.
La prima faccia dello strato dielettrico definisce la superficie esterna del guanto. The first face of the dielectric layer defines the outer surface of the glove.
La superficie interna del guanto (più in particolare, di detta almeno una porzione di guanto posizionata all’interno del recipiente) definisce la seconda faccia dello strato dielettrico. The inner surface of the glove (more particularly, of said at least one portion of the glove positioned inside the container) defines the second face of the dielectric layer.
Pertanto, si osservi che il guanto costituisce un contenitore dielettrico che circonda sostanzialmente in modo completo l’oggetto da trattare e previene la formazione di un arco plasma. Therefore, it should be noted that the glove constitutes a dielectric container which substantially completely surrounds the object to be treated and prevents the formation of a plasma arc.
Nel caso della seconda applicazione, preferibilmente, la prima faccia dello strato dielettrico definisce la superficie interna di un contenitore chiuso riempito con detto elettrodo liquido. In the case of the second application, preferably, the first face of the dielectric layer defines the internal surface of a closed container filled with said liquid electrode.
Dunque, detto contenitore contiene l’elettrodo liquido e definisce esternamente la superficie destinata ad essere accostata (parzialmente anche a contatto) con la superficie da trattare. Therefore, said container contains the liquid electrode and externally defines the surface intended to be approached (partially also in contact) with the surface to be treated.
Lo strato dielettrico à ̈ deformabile, in modo tale che la forma dello strato dielettrico si possa adattare alla forma della superficie da trattare. The dielectric layer is deformable, so that the shape of the dielectric layer can be adapted to the shape of the surface to be treated.
In particolare, lo strato dielettrico preferibilmente ha almeno una porzione elastica (avente capacità di elongazione particolarmente elevata), per facilitare una deformazione del contenitore, nel momento in cui esso viene premuto contro la superficie da trattare per adattarlo alla forma della superficie da trattare. In particular, the dielectric layer preferably has at least one elastic portion (having a particularly high elongation capacity), to facilitate a deformation of the container, when it is pressed against the surface to be treated to adapt it to the shape of the surface to be treated.
Pertanto, il presente trovato mette a disposizione anche un metodo per trattare una superficie tridimensionale con plasma non termico generato mediante la tecnica DBD. Therefore, the present invention also provides a method for treating a three-dimensional surface with non-thermal plasma generated by the DBD technique.
Tale metodo comprende le seguenti fasi: This method includes the following steps:
- predisposizione di un elettrodo collegato ad un generatore di alta tensione; - preparation of an electrode connected to a high voltage generator;
- predisposizione di uno strato di materiale dielettrico deformabile, avente una prima faccia accoppiata all’elettrodo; - preparation of a layer of deformable dielectric material, having a first face coupled to the electrode;
- accostamento di una seconda faccia di detto strato dielettrico alla superficie da trattare, definente un contro-elettrodo, o viceversa. - approaching a second face of said dielectric layer to the surface to be treated, defining a counter-electrode, or vice versa.
Secondo l’invenzione, detto elettrodo à ̈ realizzato in un materiale liquido o semi liquido a bassa resistività . According to the invention, said electrode is made of a liquid or semi-liquid material with low resistivity.
Inoltre, detto strato dielettrico à ̈ realizzato in un materiale impermeabile al liquido costituente l’elettrodo. Furthermore, said dielectric layer is made of a material impermeable to the liquid constituting the electrode.
Nel caso della prima applicazione, la prima faccia dello strato dielettrico definisce una superficie esterna di un guanto parzialmente immerso in detto elettrodo liquido e avente l’apertura accessibile dall’esterno dell’elettrodo liquido, la fase di accostamento comprendendo l’introduzione della superficie da trattare all’interno del guanto. In the case of the first application, the first face of the dielectric layer defines an external surface of a glove partially immersed in said liquid electrode and having the opening accessible from the outside of the liquid electrode, the approach phase comprising the introduction of the surface to be treated inside the glove.
Nel caso della seconda applicazione, la prima faccia dello strato dielettrico definisce la superficie interna di un contenitore chiuso riempito con detto elettrodo liquido ed ha almeno una porzione elastica, la fase di accostamento comprendendo una pressione della seconda faccia dello strato dielettrico alla superficie da trattare, per deformarla in modo che si adatti alla forma della superficie da trattare. In the case of the second application, the first face of the dielectric layer defines the internal surface of a closed container filled with said liquid electrode and has at least one elastic portion, the approaching step comprising a pressure of the second face of the dielectric layer on the surface to be treated, to deform it so that it adapts to the shape of the surface to be treated.
Si osservi che la sorgente di alta tensione à ̈ configurata per fornire una tensione alternata o pulsata Note that the high voltage source is configured to provide alternating or pulsed voltage
Lo strato dielettrico à ̈ deformabile (flessibile); in particolare, à ̈ atto a deformarsi a contatto con una superficie di riscontro definita dal controelettrodo, per adattarsi al profilo di quest’ultima. The dielectric layer is deformable (flexible); in particular, it is able to deform in contact with a contact surface defined by the counter electrode, to adapt to the profile of the latter.
Preferibilmente, la seconda faccia dello strato dielettrico (ossia la faccia rivolta verso la superficie da trattare) à ̈ rivestita da distanziatori che aiutano a formare spazi tra lo strato di materiale dielettrico e la superficie da trattare, in cui il plasma può essere generato. Preferably, the second face of the dielectric layer (i.e. the face facing the surface to be treated) is coated with spacers which help to form spaces between the layer of dielectric material and the surface to be treated, in which the plasma can be generated.
Si osservi che il materiale trattato può essere, in linea di principio, di qualsiasi tipo, per esempio biologico, inorganico, metallico o polimerico. In questa luce, à ̈ anche possibile, in talune applicazioni (per esempio quando l’oggetto da trattare à ̈ metallico) che l'elettrodo liquido sia collegato a terra e l’oggetto da trattare sia collegato al generatore di alta tensione. It should be noted that the treated material can, in principle, be of any type, for example biological, inorganic, metallic or polymeric. In this light, it is also possible, in certain applications (for example when the object to be treated is metallic), that the liquid electrode is connected to earth and the object to be treated is connected to the high voltage generator.
È previsto che il dispositivo sia un dispositivo portatile e che preferibilmente comprenda anche il generatore di alta tensione (per esempio à ̈ provvisto anche di una batteria). The device is intended to be a portable device and preferably also includes the high voltage generator (for example it is also equipped with a battery).
Si osservi che à ̈ anche previsto che il dispositivo comprenda, oltre a detto (primo) elettrodo liquido, contenuto all’interno di detto (primo) strato dielettrico, un secondo elettrodo liquido, contenuto all’interno di un secondo strato dielettrico. It should be noted that it is also envisaged that the device comprises, in addition to said (first) liquid electrode, contained within said (first) dielectric layer, a second liquid electrode, contained within a second dielectric layer.
Le superfici esterne corrispondenti dei due strati dielettrici possono essere accostate per definire una intercapedine in cui viene generato il plasma. Pertanto, operativamente, l’oggetto da trattare viene interposto tra i due insiemi costituiti da elettrodo liquido e rispettivo strato dielettrico di contenimento. The corresponding external surfaces of the two dielectric layers can be brought together to define a gap in which the plasma is generated. Therefore, operationally, the object to be treated is interposed between the two sets consisting of a liquid electrode and respective containment dielectric layer.
Almeno uno, ma preferibilmente entrambi gli strati dielettrici sono deformabili (preferibilmente flessibili elasticamente). At least one, but preferably both dielectric layers are deformable (preferably elastically flexible).
Operativamente, detti primo e secondo elettrodo liquidi possono essere collegati entrambi a terra, l’oggetto da trattare essendo collegato alla sorgente di alta tensione. Operationally, said first and second liquid electrodes can both be connected to earth, the object to be treated being connected to the high voltage source.
Oppure, detti primo e secondo elettrodo liquidi possono essere collegati entrambi alla sorgente di alta tensione, l’oggetto da trattare essendo collegato a terra. Or, said first and second liquid electrodes can both be connected to the high voltage source, the object to be treated being connected to earth.
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo (nell’unita tavola di disegno in cui l’unica figura illustra) nelle unite tavole di disegno, in cui: This and other characteristics will be better highlighted by the following description of a preferred embodiment, illustrated purely by way of non-limiting example (in the attached drawing table in which the single figure illustrates) in the accompanying drawing tables, in which:
- la figura 1 illustra un dispositivo secondo il presente trovato, in una prima forma realizzativa; Figure 1 illustrates a device according to the present invention, in a first embodiment;
- la figura 2 illustra il dispositivo secondo il trovato, in una seconda forma realizzativa. Figure 2 illustrates the device according to the invention, in a second embodiment.
Nelle figure, si à ̈ indicato con 1 un dispositivo generatore di plasma secondo il trovato. In the figures, 1 indicates a plasma generator device according to the invention.
Tale dispositivo 1 à ̈ un dispositivo per generare plasma non termico (denominato anche “freddo†) per il trattamento al plasma della superficie di un corpo 2. This device 1 is a device for generating non-thermal plasma (also called â € œcoldâ €) for plasma treatment of the surface of a body 2.
Tale superficie à ̈ generalmente una superficie tridimensionale (cioà ̈ non planare). This surface is generally a three-dimensional (ie non-planar) surface.
Il dispositivo 1 ha un’architettura del tipo “dielectric barrier discharge†(DBD). Device 1 has an â € œdielectric barrier dischargeâ € (DBD) architecture.
Inoltre, in particolare, il dispositivo 1 Ã ̈ configurato in modo che, nel funzionamento del dispositivo, la superficie da trattare funga da controelettrodo. Furthermore, in particular, the device 1 is configured in such a way that, in the operation of the device, the surface to be treated acts as a counter electrode.
In particolare, il dispositivo 1 comprende uno strato 3 dielettrico, ovvero uno strato realizzato in un materiale dielettrico. In particular, the device 1 comprises a dielectric layer 3, ie a layer made of a dielectric material.
Per esempio, lo strato 3 Ã ̈ realizzato in gomma naturale o PVC. For example, layer 3 is made of natural rubber or PVC.
Lo strato 3 dielettrico à ̈ deformabile, per consentire allo strato 3 stesso di adattarsi a varie forme di superfici da trattare. The dielectric layer 3 is deformable, to allow the layer 3 itself to adapt to various shapes of surfaces to be treated.
Inoltre, il dispositivo 1 comprende un elettrodo 4 connettibile ad un generatore 5 (ovvero una sorgente) di alta tensione. Furthermore, the device 1 comprises an electrode 4 which can be connected to a high voltage generator 5 (ie a source).
Preferibilmente, il generatore à ̈ configurato per generare una tensione alternata a 50 o 60 Hz; inoltre, preferibilmente, il generatore à ̈ configurato per stabilire una differenza di potenziale di circa 3-10 kV. Preferably, the generator is configured to generate an alternating voltage at 50 or 60 Hz; moreover, preferably, the generator is configured to establish a potential difference of about 3-10 kV.
Secondo l’invenzione, tale elettrodo 4 à ̈ realizzato in un materiale liquido o semi-liquido (come per esempio una pasta di argento); pertanto, l’elettrodo 4 à ̈ un elettrodo liquido. According to the invention, this electrode 4 is made of a liquid or semi-liquid material (such as for example a silver paste); therefore, electrode 4 is a liquid electrode.
Tale materiale liquido ha una bassa resistività , preferibilmente inferiore a 105 Ω/m. This liquid material has a low resistivity, preferably lower than 105 â „¦ / m.
Per esempio, l’elettrodo 4 liquido à ̈ realizzato in uno dei seguenti materiali: acqua (di rubinetto), acqua salata, pasta conduttiva, resina epossidica caricata di argento o Galinstan. For example, liquid electrode 4 is made from one of the following materials: (tap) water, salt water, conductive paste, silver-filled epoxy or Galinstan.
In questa luce, lo strato 3 dielettrico à ̈ realizzato in un materiale impermeabile a detto liquido. In this light, the dielectric layer 3 is made of a material impermeable to said liquid.
Lo strato 3 dielettrico ha una prima faccia accoppiata all’elettrodo 4; in particolare, l’elettrodo 4 liquido à ̈ in contatto con la prima faccia dello strato 3 dielettrico (o con una parte di essa). The dielectric layer 3 has a first face coupled to the electrode 4; in particular, the liquid electrode 4 is in contact with the first face of the dielectric layer 3 (or with a part of it).
Lo strato 3 dielettrico ha una seconda faccia accostabile alla superficie da trattare. The dielectric layer 3 has a second face which can be approached to the surface to be treated.
Operativamente, la superficie (ovvero il corpo 2) da trattare definisce un contro-elettrodo, nel sistema DBD, in modo tale che il generatore 5 generi un campo elettrico per effetto di una differenza di potenziale tra l’elettrodo 4 e il contro-elettrodo. Operationally, the surface (i.e. the body 2) to be treated defines a counter-electrode, in the DBD system, in such a way that the generator 5 generates an electric field as a result of a potential difference between the electrode 4 and the counter-electrode. electrode.
Si osservi che, almeno per alcune applicazioni, à ̈ anche previsto di connettere al generatore 5 il contro-elettrodo e di connettere a terra l’elettrodo 4 liquido. It should be noted that, at least for some applications, it is also envisaged to connect the counter-electrode to the generator 5 and to connect the liquid electrode 4 to earth.
Preferibilmente, la seconda faccia dello strato 3 dielettrico à ̈ provvista di una pluralità di sporgenze 6, per esempio bugne (conformate a semisfera) o rilievi di altra forma. Preferably, the second face of the dielectric layer 3 is provided with a plurality of protrusions 6, for example bosses (shaped like a hemisphere) or reliefs of another shape.
In aggiunta o in alternativa a dette sporgenze 6, la seconda faccia dello strato 3 dielettrico à ̈ provvista di incavi, o solchi o recessi. In addition or as an alternative to said protrusions 6, the second face of the dielectric layer 3 is provided with hollows, or grooves or recesses.
La funzione di dette sporgenze 6 o incavi à ̈ quella di fare in modo che, quando lo strato 3 dielettrico viene accostato e posto in contatto con la superficie da trattare, vi sia una pluralità di interstizi e spazi vuoti (cioà ̈ riempiti di aria) in cui il plasma può formarsi. The function of said protrusions 6 or recesses is to ensure that, when the dielectric layer 3 is approached and placed in contact with the surface to be treated, there is a plurality of interstices and empty spaces (i.e. filled with air) in which plasma can form.
Operativamente, uno spostamento (per esempio per strisciamento) relativo tra lo strato 3 dielettrico e la superficie da trattare consente al plasma di interessare l’intera superficie da trattare, anche se una parte della seconda faccia dello strato 3 dielettrico si mantiene in contatto con la superficie da trattare. Operationally, a relative displacement (for example by sliding) between the dielectric layer 3 and the surface to be treated allows the plasma to affect the entire surface to be treated, even if a part of the second face of the dielectric layer 3 remains in contact with the surface to be treated.
Per esempio, nel caso delle sporgenze 6, le estremità delle sporgenze 6 sono operativamente a contatto con la superficie da trattare e il plasma si forma nelle zone limitrofe alle sporgenze; nel caso degli incavi, le porzioni della seconda faccia dello strato 3 dielettrico situate tra un incavo e l’altro sono operativamente a contatto con la superficie da trattare e il plasma si forma all’interno degli incavi. For example, in the case of the projections 6, the ends of the projections 6 are operationally in contact with the surface to be treated and the plasma is formed in the areas adjacent to the projections; in the case of the recesses, the portions of the second face of the dielectric layer 3 located between one recess and the other are operationally in contact with the surface to be treated and the plasma is formed inside the recesses.
Pertanto, le sporgenze 6 e gli incavi definiscono elementi distanziatori. Tali elementi distanziatori sono realizzati in materiale dielettrico che può essere lo stesso dello strato 3 dielettrico o uno diverso. Lo scopo dei distanziali à ̈ generare una pluralità di interstizi in cui si genera il plasma; un altro scopo à ̈ quello di ottenere un valore particolarmente elevato del campo elettrico all’interno degli interstizi stessi. Therefore, the projections 6 and the recesses define spacer elements. These spacer elements are made of dielectric material which can be the same as the dielectric layer 3 or a different one. The purpose of the spacers is to generate a plurality of interstices in which the plasma is generated; another object is to obtain a particularly high value of the electric field inside the interstices themselves.
Preferibilmente, le sporgenze 6 e gli incavi sono configurati in modo che detti interstizi abbiano una dimensione nell’intervallo da decine di micron a qualche centimetro. Preferably, the projections 6 and the recesses are configured so that said interstices have a size in the range from tens of microns to a few centimeters.
I distanziatori possono essere permanentemente fissati allo strato 3 dielettrico o collocati su un ulteriore strato che può essere collegato allo strato dielettrico, in modo fisso o rimovibile. The spacers can be permanently fixed to the dielectric layer 3 or placed on a further layer that can be connected to the dielectric layer, in a fixed or removable way.
Secondo una prima forma realizzativa, il dispositivo 1 Ã ̈ un dispositivo per sanificare le mani. According to a first embodiment, the device 1 is a device for sanitizing the hands.
In questo caso, la prima faccia dello strato dielettrico definisce una superficie esterna di un guanto 7 (o di un oggetto simile, conformato in modo da alloggiare una mano). In this case, the first face of the dielectric layer defines an external surface of a glove 7 (or of a similar object, shaped so as to house a hand).
Pertanto, dette sporgenze 6 o incavi sono rivolti internamente al guanto 7. Il guanto à ̈ immerso (in tutto o in parte) nell’elettrodo 4 liquido; l’apertura 8 del guanto à ̈ disposta in modo da essere accessibile dall’esterno dell’elettrodo 4 liquido. Therefore, said protrusions 6 or recesses are turned inside the glove 7. The glove is immersed (in whole or in part) in the liquid electrode 4; the opening 8 of the glove is arranged so as to be accessible from the outside of the liquid electrode 4.
Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende un recipiente 9 riempito con l’elettrodo 4 liquido. Preferably, the device 1 comprises a container 9 filled with the liquid electrode 4.
In pratica, il guanto chiude il recipiente 9 , nel senso che lo strato 3 dielettrico che costituisce il guanto 7 costituisce una parete di separazione tra l’elettrodo 4 liquido interno al recipiente 9 e l’ambiente esterno al recipiente 8 stesso. In practice, the glove closes the container 9, in the sense that the dielectric layer 3 which constitutes the glove 7 constitutes a separation wall between the liquid electrode 4 inside the container 9 and the environment external to the container 8 itself.
In particolare, la parte del guanto 7 preposta ad avvolgere la mano à ̈ posizionata internamente al recipiente 9. In particular, the part of the glove 7 designed to wrap the hand is positioned inside the container 9.
È previsto che il guanto 7 abbia anche una parte (definente l’apertura 8 del guanto 7 attraverso cui à ̈ possibile introdurre la mano nel guanto 7) posizionata all’esterno del recipiente 8 (per cui non à ̈ in contatto con l’elettrodo liquido). The glove 7 is also expected to have a part (defining the opening 8 of the glove 7 through which it is possible to insert the hand into the glove 7) positioned outside the container 8 (so it is not in contact with the € ™ liquid electrode).
In ogni caso, l’apertura 8 del guanto 7 à ̈ accessibile dall’esterno del recipiente 8. In any case, the opening 8 of the glove 7 is accessible from the outside of the container 8.
Si osservi che il recipiente 9 definisce un corpo scatolare definente un volume (racchiuso dal corpo scatolare stesso). It should be noted that the container 9 defines a box-like body defining a volume (enclosed by the box-like body itself).
Detto guanto 7 definisce una porzione di tale volume, tale porzione essendo occupabile da una mano ed essendo delimitata da detto strato 3 dielettrico. Said glove 7 defines a portion of this volume, this portion being usable by one hand and being delimited by said dielectric layer 3.
Dunque, lo strato 3 dielettrico coopera con una parete del recipiente 9 per costituire una superficie chiusa di contenimento dell’elettrodo 4 liquido. Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende due (o più) di detti guanti 7. Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende (almeno) due guanti inseriti nel medesimo recipiente 9 e posizionati in modo da ridurre (minimizzare) l’ingombro del recipiente (e il volume dell’elettrodo 4 liquido). Therefore, the dielectric layer 3 cooperates with a wall of the vessel 9 to form a closed surface for containing the liquid electrode 4. Preferably, the device 1 comprises two (or more) of said gloves 7. Preferably, the device 1 comprises (at least) two gloves inserted in the same container 9 and positioned so as to reduce (minimize) the size of the container (and the volume of the liquid electrode 4).
Per esempio, à ̈ previsto che i guanti 7 siano posizionati con i palmi sostanzialmente paralleli; preferibilmente, i guanti 7 sono posizionati con i palmi contraffacciati. Ciò consente di ridurre l’ingombro del recipiente 9, assegnando al recipiente 9 una forma compatta. For example, gloves 7 are expected to be positioned with palms substantially parallel; preferably, the gloves 7 are positioned with the palms facing each other. This allows to reduce the overall dimensions of the container 9, giving the container 9 a compact shape.
Si osservi anche che, preferibilmente, i guanti 7 sono posizionati con i palmi sostanzialmente paralleli a pareti laterali del recipiente 9 contraffacciate al dorso o al palmo dei guanti 7. It should also be noted that, preferably, the gloves 7 are positioned with the palms substantially parallel to the lateral walls of the container 9 facing the back or the palm of the gloves 7.
Ciò consente di sfruttare in modo particolarmente efficiente il volume definito internamente dal recipiente 9, con possibilità di assegnare al recipiente 9 forme atte a rendere particolarmente comoda e naturale la posizione in cui l’utilizzatore deve tenere le mani durante la sanificazione. Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende un interruttore 10 per connettere e disconnettere l’elettrodo 4 liquido dal generatore 5 di alta tensione. This makes it possible to exploit in a particularly efficient way the volume defined internally by the container 9, with the possibility of assigning the container 9 shapes designed to make the position in which the user has to keep his hands particularly comfortable and natural during sanitization. Preferably, the device 1 comprises a switch 10 for connecting and disconnecting the liquid electrode 4 from the high voltage generator 5.
Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende un pedale 11 (o un altro comando attivabile senza usare le mani, come per esempio un microfono atto a recepire un comando vocale) azionabile per manovrare l’interruttore 10 (ed aprire e chiudere un circuito di connessione elettrica tra l’elettrodo 4 liquido e la sorgente 5 di alta tensione). Preferably, the device 1 comprises a pedal 11 (or another command that can be activated without using the hands, such as for example a microphone suitable for receiving a voice command) that can be operated to operate the switch 10 (and open and close an electrical connection circuit between the liquid electrode 4 and the high voltage source 5).
Nella figura 1, si à ̈ indicato con 12 una unità di controllo (per esempio una scheda elettronica) collegata all’interruttore 10 e al pedale 11. In figure 1, 12 indicates a control unit (for example an electronic board) connected to switch 10 and pedal 11.
Preferibilmente, l’apertura 8 del guanto (o dei guanti, se sono due o più) à ̈ deformabile reversibilmente (per esempio elasticamente) per restringere o allargare la sezione di passaggio attraverso l’apertura 8 stessa. Preferably, the opening 8 of the glove (or of the gloves, if there are two or more) is reversibly deformable (for example elastically) to narrow or widen the passage section through the opening 8 itself.
Ciò ha la funzione di evitare che, durante il (o successivamente al) trattamento della mano, eventuali gas nocivi (in particolare ozono) prodotti all’interno del guanto per effetto del plasma si diffondano nell’ambiente e in particolare vengano respirati dalla persona che si sta sanificando le mani. This has the function of avoiding that, during (or after) the treatment of the hand, any harmful gases (in particular ozone) produced inside the glove due to the effect of the plasma from spreading into the environment and in particular being breathed in by the person who is sanitizing his hands.
In questa luce, preferibilmente, il dispositivo 1 comprende anche un attuatore configurato per deformare l’estremità del guanto 7 (l’estremità definente l’apertura 8) tra una prima configurazione, in cui l’apertura 8 del guanto 7 à ̈ larga per consentire l’inserimento della mano, a una seconda configurazione, in cui l’apertura 8 del guanto 7 à ̈ stretta per impedire una fuoriuscita di gas dal guanto 7. In this light, preferably, the device 1 also comprises an actuator configured to deform the end of the glove 7 (the end defining the opening 8) between a first configuration, in which the opening 8 of the glove 7 It is wide to allow the insertion of the hand, in a second configuration, in which the opening 8 of the glove 7 is narrow to prevent gas escaping from the glove 7.
Preferibilmente, tale attuatore (schematicamente illustro nella figura 1 e indicato con il numero 13) à ̈ collegato all’unità di controllo 12. Per esempio, l’attuatore 13 à ̈ di tipo pneumatico. Preferably, this actuator (schematically illustrated in Figure 1 and indicated with the number 13) is connected to the control unit 12. For example, the actuator 13 is of the pneumatic type.
Inoltre, preferibilmente, il dispositivo 1 comprende un condotto (non illustrato, costituito per esempio da uno o più tubi, preferibilmente di materiale dielettrico e preferibilmente flessibili) in comunicazione con il volume interno al guanto 7 e collegato a un aspiratore (per esempio una pompa) o ad altri mezzi per ripulire il volume interno al guanto 7 dall’ozono o da altri gas indesiderati. Furthermore, preferably, the device 1 comprises a duct (not shown, consisting for example of one or more tubes, preferably of dielectric material and preferably flexible) in communication with the volume inside the glove 7 and connected to an aspirator (for example a pump ) or to other means to clean the inner volume of the glove 7 from ozone or other unwanted gases.
Preferibilmente, il dispositivo comprende un (ulteriore) corpo scatolare collegato a detto condotto e preposto a ricevere il gas aspirato dall’interno del guanto; ciò per consentire all’ozono di ricombinarsi, per poi essere reintrodotto nell’ambiente; in questa luce, à ̈ anche previsto che vi siano elementi di filtraggio operativamente attivi nel volume interno al corpo scatolare, al fine di facilitare e velocizzare una decomposizione e ricombinazione dell’ozono. Preferably, the device comprises a (further) box-like body connected to said duct and designed to receive the gas sucked from the inside of the glove; this is to allow ozone to recombine and then be reintroduced into the environment; in this light, it is also envisaged that there are filtering elements that are operationally active in the volume inside the box-like body, in order to facilitate and speed up a decomposition and recombination of the ozone.
Preferibilmente, anche detto aspiratore à ̈ collegato all’unità di controllo 12. In questa luce, preferibilmente, l’unità di controllo à ̈ configurata per attivare in modo automatico e sincronizzato (in sequenza) l’attuatore (preposto alla deformazione dell’apertura 8 del guanto), l’interruttore 10 e l’aspiratore, in risposta ad un’azione dell’utilizzatore (per esempio attraverso il pedale Per esempio, operativamente, la persona che deve sanificarsi le mani introduce le mani nei guanti 7, poi aziona il pedale 11 (o altri organi si comando). Preferably, also said aspirator is connected to the control unit 12. In this light, preferably, the control unit is configured to activate in an automatic and synchronized way (in sequence) the actuator (responsible for the deformation opening 8 of the glove), the switch 10 and the aspirator, in response to an action by the user (for example through the pedal For example, operationally, the person who has to sanitize his hands introduces hands in gloves 7, then activates the pedal 11 (or other control devices).
Tale azione attiva l’unità 12 di controllo, che comanda gli attuatori 13 per un restringimento delle aperture 8 dei guanti 7, in modo che effettuino una tenuta e chiudano le mani in corrispondenti volumi chiusi interni ai guanti. Contemporaneamente o successivamente, l’unità 12 di controllo comanda la chiusura dell’interruttore 10, preferibilmente per un tempo prestabilito (per esempio 30 s). This action activates the control unit 12, which controls the actuators 13 to narrow the openings 8 of the gloves 7, so that they perform a seal and close the hands in corresponding closed volumes inside the gloves. Simultaneously or subsequently, the control unit 12 commands the closing of the circuit-breaker 10, preferably for a predetermined time (for example 30 s).
Dopodiché, l’unità 12 di controllo comanda (preferibilmente automaticamente, o in alternativa mediante un organi di comando azionabile da parte dell’utilizzatore senza usare le mani) l’apertura dell’interruttore 10. After that, the control unit 12 commands (preferably automatically, or alternatively by means of a control device that can be operated by the user without using the hands) the opening of the switch 10.
Inoltre, l’unità 12 di controllo comanda detto aspiratore e successivamente comanda l’allargamento delle aperture 8 dei guanti 7. Furthermore, the control unit 12 controls said aspirator and subsequently controls the widening of the openings 8 of the gloves 7.
In una seconda forma realizzativa, il dispositivo 1 Ã ̈ uno strumento impugnabile per trattare una superficie accostando (preferibilmente esercitando una leggera pressione) il dispositivo 1 stesso alla superficie da trattare. In a second embodiment, the device 1 is a grippable instrument for treating a surface by bringing the device 1 to the surface to be treated (preferably by exerting a slight pressure).
In questo caso, la prima faccia dello strato 3 dielettrico definisce la superficie interna di un contenitore 14 chiuso riempito con detto elettrodo 4 liquido. In this case, the first face of the dielectric layer 3 defines the internal surface of a closed container 14 filled with said liquid electrode 4.
In tal caso, preferibilmente, lo strato 3 dielettrico, oltre ad essere deformabile, ha almeno una porzione elastica (preferibilmente dotata di una capacità di deformazione particolarmente elevata). In this case, preferably, the dielectric layer 3, besides being deformable, has at least one elastic portion (preferably having a particularly high deformation capacity).
Per esempio, il contenitore 14 ha una membrana 15 (dielettrica) elastica e molto deformabile. For example, the container 14 has an elastic and highly deformable (dielectric) membrane 15.
Ciò ha l’effetto di facilitare la deformazione del contenitore 14, quando lo strato 3 viene premuto a contatto con la superficie da trattare affinché si adatti alla forma della stessa. This has the effect of facilitating the deformation of the container 14, when the layer 3 is pressed in contact with the surface to be treated so that it adapts to its shape.
Pertanto, il trovato mette a disposizione anche un metodo per trattare una superficie tridimensionale con plasma non termico generato mediante la tecnica “dielectric barrier discharge†, comprendente le seguenti fasi: Therefore, the invention also provides a method for treating a three-dimensional surface with non-thermal plasma generated by means of the â € œelectric barrier dischargeâ € technique, comprising the following steps:
- predisposizione dell’elettrodo 4 liquido collegato al generatore 5 di alta tensione; - predisposition of the liquid electrode 4 connected to the high voltage generator 5;
- predisposizione dello strato 3 di materiale dielettrico deformabile, impermeabile al liquido costituente l’elettrodo 4 e avente una prima faccia accoppiata allo (in contatto con lo) elettrodo 4 stesso; - preparation of the layer 3 of deformable dielectric material, impermeable to the liquid constituting the electrode 4 and having a first face coupled to (in contact with) the electrode 4 itself;
- accostamento di una seconda faccia di detto strato 3 dielettrico alla superficie da trattare, la quale definente un contro-elettrodo, o viceversa (nel senso che à ̈ possibile che la superficie da trattare venga spostata verso lo strato 3 dielettrico). - approaching a second face of said dielectric layer 3 to the surface to be treated, which defines a counter-electrode, or vice versa (in the sense that it is possible that the surface to be treated is moved towards the dielectric layer 3).
Inoltre, si osservi che à ̈ previsto (a seconda della tipologia di applicazione) di connettere al generatore 4 il corpo 2 da trattare e di connettere l’elettrodo 4 liquido a terra. Furthermore, it should be noted that it is envisaged (depending on the type of application) to connect the body 2 to be treated to the generator 4 and to connect the liquid electrode 4 to earth.
Nella prima forma realizzativa, che costituisce una prima possibile applicazione del metodo secondo il trovato, il metodo à ̈ un metodo per sanificare le mani. In the first embodiment, which constitutes a first possible application of the method according to the invention, the method is a method for sanitizing the hands.
In tale caso, la prima faccia dello strato 3 dielettrico definisce la superficie esterna del guanto 7, che à ̈ parzialmente immerso nell’elettrodo 4 liquido ed ha l’apertura 8 accessibile dall’esterno dell’elettrodo 4 liquido. In this case, the first face of the dielectric layer 3 defines the outer surface of the glove 7, which is partially immersed in the liquid electrode 4 and has the opening 8 accessible from the outside of the liquid electrode 4.
La fase di accostamento prevede l’inserimento della mano all’interno del guanto 7. The approach phase involves the insertion of the hand inside the glove 7.
Inoltre, preferibilmente, il metodo prevede che, durante l’applicazione del plasma alla mano (quando il generatore 5 à ̈ collegato stabilendo il campo elettrico), la mano viene mossa all’interno del guanto, favorendo un’applicazione uniforme e completa del plasma alla superficie della mano. Furthermore, preferably, the method foresees that, during the application of the plasma to the hand (when the generator 5 is connected, establishing the electric field), the hand is moved inside the glove, favoring a uniform and full of plasma to the surface of the hand.
Nella seconda forma realizzativa, che costituisce una seconda possibile applicazione del metodo secondo il trovato, il metodo à ̈ un metodo per trattare una superficie (per esempio costituita da diverse superfici del corpo umano) tridimensionale irregolare adattando di volta in volta la forma del dispositivo 1 (in particolare dello strato 3 dielettrico) alla superficie da trattare. In the second embodiment, which constitutes a second possible application of the method according to the invention, the method is a method for treating an irregular three-dimensional surface (for example consisting of different surfaces of the human body) by adapting the shape of the device 1 each time. (in particular of the dielectric layer 3) to the surface to be treated.
In tal caso, la prima faccia dello strato 3 dielettrico definisce la superficie interna del contenitore 14 chiuso riempito con detto elettrodo 4 liquido. La fase di accostamento prevede l’applicazione di una pressione della seconda faccia dello strato 3 dielettrico sulla superficie da trattare, per deformare lo strato 3 dielettrico in modo che si adatti alla forma della superficie da trattare. In this case, the first face of the dielectric layer 3 defines the internal surface of the closed container 14 filled with said liquid electrode 4. The joining step involves applying a pressure of the second face of the dielectric layer 3 on the surface to be treated, to deform the dielectric layer 3 so that it adapts to the shape of the surface to be treated.
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