TWI541031B - 可消耗性匣體、用於產生羥自由基之設備、用於產生羥自由基之基部單元 - Google Patents

Description

可消耗性匣體、用於產生羥自由基之設備、用於產生羥自由基之基部單元

本發明係關於一種用於產生羥自由基並用於輸送到室內環境之設備。尤其係關於一種包括與一基部單元一起使用之可消耗性匣體之設備，其中可消耗性匣體及基部單元一起操作以提供且輸送羥自由基。

羥自由基在醫院或其他室內環境中用作空氣傳播之消毒劑目前已經變成廣泛。羥自由基之消毒劑特性早在1960年代英國的波頓及荷蘭的TNO進行的研究之公告中習知。使用羥自由基之空氣基消毒劑係模仿在室外之自然產生過程，且因而羥自由基在空氣中之濃度有時被稱為「露天因素」。

一種用於產生用作空氣傳播之消毒劑的羥自由基之設備被揭示在WO2005/026044中。另一設備被揭示在WO2008/125879中。敘述於此等文獻中之此等設備的主要元件係如萜烯類之烯烴之供給，及臭氧之供應。烯烴蒸氣從烯烴之供給產生且與臭氧混合及反應，以產生羥自由基。

雖然現在已清楚了解產生羥自由基之基礎化學，但必須提供一種用於供應羥自由基到室內環境之方便、安全且有效的系統。尤其，希望能提供一種系統，可在維修及充填時之最少中斷下連續且有效地由消費者操作。

本發明係定義於附加的申請專利範圍之獨立項，說 明必須參照獨立項為之。較佳之特徵則建立於申請專利範圍之依附項中。

在第一形態中，本發明提供一種可消耗性匣體，用於使用在羥自由基產生設備中，可消耗匣體包括：反應物供給源，包括與臭氧反應以產生羥自由基之物質的供給；及臭氧供給源，包含一臭氧產生器；其中臭氧供給源被固定到反應物供給源。

藉著在相同的可消耗匣體中供給反應物供給源及臭氧產生器，能使在一羥自由基產生系統中於一相關基部單元上的維修操作極少化。

反應物供給源被消耗且在使用期間將成為耗盡，故必須再補充。反應物供給源速率係視設備使用之形態及供給之大小而採用，但是由於許多因素，包含裝置之實體尺寸，反應物再補充一般係設計為在數個月之後進行。在WO2008/125879所述之系統中，烯烴匣體約每三個月更換一次。

在如WO2008/125879所述採用一基部單元及再補充匣體之先前技術設備中，一電子臭氧產生器係與系統之其他電子元件一起被裝設在基部單元中。基部單元一般包含用於控制一泵或風扇以驅動空氣通過基部單元的電子元件及用於提供正確電壓到臭氧供給源的電力控制電子元件。

但是，本發明人認識到，電子臭氧產生器雖非消耗性但也具有限的壽命，尤其在連續使用時。如電暈放電 臭氧產生器的電子臭氧產生器的性能將隨時間劣化。電子臭氧產生器在連續使用三到四個月時可期望其提供可接受的性能水準。系統之其他電子元件一般具有比臭氧產生器更長的壽命，因而臭氧產生器通常需要首先且最常更換電子元件。

顯然地，在如醫院及學校之環境中，重要的是具有可連續且有效地運轉的消毒系統且任何時間均不希望設備為了更換不良零件而停止運轉。藉著將臭氧產生器放置在可消耗性匣體中，臭氧產生器能由末端使用者在與反應物供給源的相同時點被更換，且可避免招喚技術服務人員來更換不良或損壞的臭氧產生器的需要。臭氧產生器及反應物供給源可設計成具有相同之期望運轉壽命。

較佳為，臭氧產生器係一電力驅動之電子臭氧產生器，如電暈放電之臭氧產生器或電漿離子產生器。其他型式之電子驅動的臭氧產生器亦可被使用，例如冷電漿臭氧產生器、UV式臭氧產生器、或在電介質管中之不銹鋼長絲纖維。較佳為，可消耗性匣體包含至少一個電接點，其係構成能使外部電源供給連接到臭氧產生器。

較佳為，可消耗性匣體包含外殼體，反應物供給源及臭氧供給源被定位在外殼體內，其中電接點可從外殼體之外部接近。

可消耗性匣體可包含一變壓器及其他電子構件。變壓器用於提供一般在10與20kV之間的所要電壓到臭氧產生器。或者，可消耗性匣體可構成為與一基部單元一 起使用，此基部單元含有一適當高電壓電源或一用於轉換外部或電池供給電壓的變壓器。作為一代替方案，可消耗性匣體可包含一與一適當的變壓器一起的電池。

反應物供給源宜為一儲槽，該儲槽含有與臭氧反應以產生羥自由基的物質。此物質可藉一毛細蕊體或薄膜而從儲槽輸送。液體可藉通過蕊體或膜的空氣流動而蒸發。另外，一加熱器可用來協助蒸發。

匣體可包括第一空氣入口及第一出口，其中第一出口與在反應物供給源中的反應物及第一入口作流體連通，且匣體可包括第二空氣入口及第二出口，其中第二出口係與臭氧產生器及第二空氣入口作流體連通。

或者，第一空氣入口及第一空氣出口可藉相關的基部單元或由可消耗性匣體及基部單元之結合來形成，其中第一出口與反應物供給源中的反應物及第一入口作流體連通。同樣地，第二空氣入口及第二空氣出口可藉相關的基部單元或由可消耗性匣體及基部單元之結合來形成，其中第二出口與臭氧產生器及第二空氣入口作流體連通。

第一出口可定位成與第二出口相鄰，且匣體(及/或基部單元)可構成使通過第一出口及第二出口之其中一個的空氣流拉動通過第一出口及第二出口之另一個的空氣。此空氣之吸入係採用文托利效應(Venturi effect)，其係流體力學中眾所周知的效應。

源於文托利效應之吸入可藉空氣流動導管之適當幾 何形狀控制。例如，可消耗性匣體可在第一空氣入口與第一出口之間形成第一空氣導管，其在第一空氣入口與第一出口之間窄化。依此方式窄化導管可提高文托利效應之程度且因而提供通過第二出口之較大吸入。或者，或除此之外，可消耗性匣體可在第二空氣入口與第二出口之間界定第二空氣導管，該二空氣導管在第二空氣入口與第二出口之間窄化。但是，在實際裝置中，已發現通過反應物供給源所需的空氣流很小，使得往往不需要窄化臭氧導管，且可使用平行側置導管。

可消耗性匣體或基部單元可包含一具有分配開口的混合室，此混合室與第一出口及第二出口作流體連通，且構成為確保使來自反應物供給源的蒸氣與來自臭氧供給源的臭氧，在通過分配口釋放到使用者環境之前大致完全反應。

反應物供給源可包括烯烴之供給，如D-檸檬酸(D-Limonene)，或可為其他如過氧化氫之物質的供給。

當反應物為過氧化氫時，可消耗性匣體或基部單元能有利地另包括一離子產生器。臭氧與過氧化氫之離子的交互作用提高羥自由基之產出且因而減少必須產生的臭氧量及殘留仍未與過氧化氫反應的臭氧量。

離子產生器可為與臭氧產生器分離的裝置且可為在基部單元中或在可消耗性匣體中，其在第一或第二空氣導管內提供離子。但是，有利的是，離子產生器可為與臭氧產生器相同的裝置。在此情況中，臭氧產生器可為電漿離子產生器。

而且離子產生器亦較佳係構成為以相對低電壓將空氣離子化，以避免過度地產生臭氧及二氧化氮。為了達到此，在離子產生器中之其中一個電極能以複數個尖針構成。此在尖針的周圍產生高電位斜度，當與產生較小電位斜度的電極設計比較，在一已知施加電壓下可提高離子化程度。離子產生器宜構成為產生負離子，因為與正離子比較，可減少臭氧及二氧化氮之產生。

在第二形態中，本發明提供一種用於產生羥自由基之設備，其包括基部單元及可消耗性匣體，可消耗性匣體係依照本發明之第一形態者，且基部單元包括用於提供電源到可消耗性匣體的手段，及用於驅動空氣通過設備的手段。

基部單元可包括一變壓器，用於將一主要電壓或其他外部供給電壓轉換為適用於在可消耗性匣體中之臭氧產生器的電壓。基部單元可包括一混合室，其與反應物供給源流體連通的出口及與臭氧供給源流體連通之出口作流體連通，混合室另包含一分配出口。

基部單元可包括一基部單元空氣入口及在基部單元空氣入口與在可消耗性匣體上或局部由可消耗性匣體界定之一空氣入口之間的基部單元空氣導管，其中入口導管在基部單元空氣入口與在可消耗性匣體上或局部由可消耗性匣體界定之空氣入口之間窄化。入口導管之窄化加速空氣流動朝在可消耗性匣體上或局部由可消耗性匣體界定之空氣入口。空氣流動通過臭氧產生器之速度影響供給到混合室之空氣中之臭氧濃度。因此入口導管之 窄化可設計來提供預定的臭氧濃度。控制臭氧及烯烴濃度的其他方法包含控制用作驅動空氣通過設備的機構之泵或鼓風機之速度，及控制供給至臭氧產生器之電壓。

基部單元可包括在基部單元空氣導管內或鄰近基部單元空氣導管的離子產生器。而且離子產生器亦較佳構成為以相對低電壓將空氣離子化，以避免過度地產生臭氧及二氧化氮。為了達到此，在離子產生器中之電極可構成為複數個尖針。此在尖針的周圍產生高電位斜度，當與產生較小電位斜度的電極設計比較，在一已知施加電壓下可提高電離的程度。離子產生器宜構成為產生負離子，可再次減少臭氧及二氧化氮之產生。

在第三形態中，本發明提供一種用於產生羥自由基之基部單元，此基部單元適合於與依照本發明之第一形態之可消耗性匣體一起使用，且用於與一電源供應器連接之手段、基部單元空氣入口、移動空氣通過可消耗性匣體的手段、及構成用於容納可消耗性匣體的插座，此插座包含電接點，此電接點適於從用於與一電源供應器連接之手段供應電源到可消耗性匣體。

基部單元可包括在基部單元空氣入口與在可消耗性匣體上或局部由可消耗性匣體形成之一空氣入口之間的基部單元空氣導管，其中基部單元空氣導管在基部單元空氣入口與在可消耗性匣體上或局部由可消耗性匣體界定之空氣入口之間窄化。空氣入口導管之窄化對在可消耗性匣體上之空氣入口加速空氣流動。

基部單元可包括在基部單元空氣導管內或鄰近基部 單元空氣導管的離子產生器。而且離子產生器亦較佳構成為在相對低電壓將空氣離子化，以避免過度產生臭氧及二氧化氮。為了達到此，在離子產生器中之電極可構成為以複數個尖針。此在針的周圍產生高電位斜度，當與產生較小電位斜度的電極設計比較，在一已知施加電壓下可提高離子化程度。離子產生器宜構成為產生負離子，可再次減少臭氧及二氧化氮之產生。

在第四形態中，本發明提供一種羥自由基產生設備，包括：至少一個空氣入口及一分配出口，及在空氣入口與分配出口之間的空氣流路；過氧化氫之供給，係構成供應過氧化氫到空氣流路中；臭氧之供給，係構成供應臭氧到空氣流路中；及電離器，係構成產生且供給離子到空氣流路中。

此設備可包括第一空氣入口及第二空氣入口。此設備可另包括一混合室，混合室與第一及第二空氣入口及分配出口作流體連通。過氧化氫之供給可定位在第一空氣入口與混合室之間。臭氧之供給可定位在第二空氣入口與分配出口之間。過氧化氫之供給可被定位在一或多個匣體內，此匣體可與含有過氧化氫之供給的匣體(諸匣體)相同或不同。

此設備可包括第一出口，其中第一出口與過氧化氫之供給源及第一入口作流體連通；及第二出口，其中第二出口與臭氧產生器及第二空氣入口作流體連通。第一 出口可定位於鄰近第二出口，且此設備可構成使通過第一出口及第二出口之其中一個的空氣流拉動通過第一出口及第二出口之其中另一個的空氣。此空氣之吸入係採用文托利效應(Venturi effect)，其係流體力學中眾所周知的效應。第一及第二出口可開放到混合室內。

由於文托利效應之吸入可由空氣流動導管之適當幾何形狀控制。例如，此設備可在第一空氣入口與第一出口之間界定第一空氣導管，其在第一空氣入口與第一出口之間窄化。依此方式窄化導管可提高文托利效應之程度且因而提供通過第二出口之較大吸入。或者，或除此之外，此設備可在第二空氣入口與第二出口之間界定第二空氣導管，該第二空氣導管在第二空氣入口與第二出口之間縮小。

可設置驅動空氣通過空氣流路之手段，如風扇、泵或鼓風機。驅動空氣之手段可裝設在第二空氣入口與混合室之間、在第一空氣入口與混合室之間、或在混合室與空氣出口之間。可在不同位置設置一個以上之驅動空氣通過設備的機構。

臭氧供給源可為一臭氧產生器。較佳為臭氧產生器係一電力驅動的臭氧產生器。更佳為臭氧產生器亦作為電離器。適當的臭氧產生器之一例係電暈放電臭氧產生器或電漿離子產生器。可使用其他型式之電力驅動的臭氧產生器，如冷電漿臭氧產生器、UV式臭氧產生器、或在介電管中之不銹鋼長絲纖維。

若電離器被設置為與臭氧產生器分離之元件時，可 使用任何適當的電離器。

此設備可包含一變壓器及其他電子構件。變壓器用於提供所需電壓到臭氧產生器，電壓一般在10與20kV之間。

過氧化氫供給宜包括在一可消耗性匣體內之液體儲槽。過氧化氫可藉一毛細管蕊或膜從儲槽被輸送。液體可藉通過蕊或薄膜的空氣流而蒸發。另外，一加熱器可用來協助蒸發。

此設備可另包括一香味供給，其被構成將具有香味之化學物供給到空氣流路中。

在第五形態中，提供一種用於產生羥自由基的方法，包括：提供過氧化氫到一空氣流路中；提供臭氧到空氣流路中；提供離子到空氣流路中；混合過氧化氫、臭氧及離子以產生羥自由基。

此方法另包括將羥自由基從空氣流路釋放到外部環境。

本發明之實施例將僅一例子參照附圖而詳細說明，附圖中：第1a,1b及1c圖係顯示依本發明第一實施例之可消耗性匣體。第1a圖係匣體之側視圖，第1b圖係匣體之端視圖且第1c圖係匣體之橫剖面圖。

匣體100包括包括一烯烴供給110及一臭氧產生器 120。烯烴供給包括一容器112，其中儲存如烯(terpene)之液態烯烴的量。一蕊體114被插入容器中且延伸出容器之頂端，用以輸送烯烴到一烯烴出口。此在第1c圖中顯示最清楚，其中顯示蕊體從容器內伸出到延伸至空氣入口116與一出口118之間的導管。進入入口116的空氣通過蕊體114且在通過出口118之前拾取烯烴蒸氣。蕊體114可由任何適當纖維材料製成，如聚丙烯纖維。

反應物在此例中係烯烴或烯烴之混合物。但是，亦可使用與臭氧反應而產生羥自由基的其他物質，例如過氧化氫或桂皮醛。

而且須提及，反應物供給源不一定為液態形式，且亦可為固態或氣態。例如，固態蜂蠟亦可作為烯烴來源。並且，第1a,1b及1c圖中顯示的蕊體能以輸送反應物到空氣流的其他手段取代。例如，可使用蒸氣可滲透的膜將反應物供給源與相關的空氣流分隔。

臭氧供給源120包括一電子式臭氧產生器122位在緊鄰於具有一入口124及一出口126之空氣通道。進入入口通道124的空氣中之氧氣通過臭氧產生器，此臭氧產生器在此例中為電暈放電裝置，且因而形成臭氧。富含臭氧的空氣由出口126離開。如電漿離子產生器之適當的電暈放電臭氧產生器可從中國安徽天長市201100永福東路之創普公司(www.trumpxp.com)取得且可由例如氧化鋁或矽酸鈣製成。亦可使用其他型式之臭氧產生器，如UV形式之臭氧產生器、冷電漿臭氧產生器或在一介電管中之不銹鋼長絲纖維。

為了提供必須的電壓到臭氧產生器122，電氣接點128a及128b被設置在臭氧產生器之背面。出口118及126係彼此在界定空氣通過之導管的單一化製模中比此相鄰。第1c圖中所示具有彼此相鄰之出口的配置係構成使通過臭氧產生器且從出口126跑出的空氣流，會牽引空氣經過入口116並通過烯烴蕊體且從出口118跑出。通過烯烴供給之空氣的流動係文托利效應之結果，其原理在流體力學係眾所周知的效應。從出口126離開的空氣造成出口126之區域中的壓力降低，而拉動空氣通過入口116。此更清楚地顯示在第3圖中。

界定臭氧供給源及烯烴供給之空氣入口及出口的製模可使用螺絲配件及氣動配件而連接到容器112。

電氣接點128a及128b係由如銅之任何適當導電材料製成，且被隔離以避免電弧效應。電暈放電臭氧產生器在很高的電壓下操作，若電氣接點放置成太靠近在一起的話，會使得電弧效應成可能的問題。

第2a,2b及2c圖係顯示第1a,1b及1c圖之匣體及與基部單元的關係，此基部單元係構成為直接連接至主要電源供給源。第2a圖係側視圖，第2b圖係立體圖且第2c圖係移除基部單元殼體之一個元件的切開圖。基部單元200包括一殼體210及一鉸鏈蓋部214，與一標準卡入式插頭一起用於連接到主電源供給源。鉸鏈蓋部214係顯示在一打開位置而可使匣體100插入或移除。如第2c圖所示，在基部單元中有電子元件230，其包含一變壓器可用於將主供給電壓轉變成在匣體中臭氧產生器所 需的高電壓。設置有電氣接點232及234，用於與匣體上之對應的電氣接點128a及128b接觸。在基部單元中之電氣接點232及234被施以彈簧負荷以確保良好的電氣接觸。

第3圖係第2a至2c圖中所示之基部單元與匣體一起的橫剖面圖，其中顯示匣體安裝在基部單元內。基部單元包含風扇220，其可抽入在通過空氣入口222往上進入與匣體上之入口124連接的狹窄化空氣導管224的空氣。在導管狹窄時，藉風扇抽入的空氣被加速。然後被加速的空氣流動通過在匣體中臭氧產生器122上方且從出口126跑出而進入形成在基部單元之蓋214內的混合室228中。從出口126流出之空氣的低壓力會抽入空氣通過蓋214中的入口226且通過匣體中之入口116及通過含有烯烴(在此例中為烯：terpene)之蕊體114。然後富含烯烴之空氣通過出口118跑出進入混合室228中，在此與臭氧混合且反應而形成羥自由基。然後羥自由基離開混合室通過分配出口240。

此設備可設計用於不同的空氣流。例如，風扇可設置在具有蕊體114的導管中且基部單元及匣體的內部幾何形狀係構成使用文托利效應，以吸入空氣通過臭氧產生器。同等地，空氣流動導管之狹窄化可設置在匣體而不設置在基部單元。又，文托利效應被採用在基部單元而不在匣體之出口。例如，基部單元可包含輸出導管，其與在可消耗性匣體上之出口位置相符合且作為與形成在匣體中之空氣流動通過的連續。這些輸出導管可流進 入一混合室中，且在此點的文托利效應會造成空氣被吸入通過導管而與烯烴供給接觸。

或者，臭氧產生器及烯烴供給可放置在相同導管中在空氣流之方向中一個接著一個，或在相同導管中大致彼此相對。但是，這不是最佳選項，因為烯烴蒸氣之殘留物及與臭氧之反應的產物會堆積在臭氧產生器上、或在烯烴蕊體上、或在膜上。此會降低系統的性能，因此使烯烴供給及臭氧供給源具有分開的導管，使得其等在下游位置進行混合及反應為宜。

第3圖亦顯示供給高電壓到電氣接點234及232的變壓器及相關電子元件230的位置，其等被顯示與可消耗性匣體上之電氣接點128a及128b接觸。主電源供給源到電子元件230的電性連接並未顯示，但是係以適當的配線構件提供。

形成在蓋214內的混合室228包含一分配出口240，羥自由基經此分配出口240通到使用者環境。混合室可具有一複雜的幾何形狀，以確保從出口126跑出的附含臭氧之空氣及從出口118跑出的富含烯烴之空氣有足夠的時間，且充分地混亂以提供完全的混合。WO2008/125879揭示用於此目的之混合室，且相同或類似的幾何形狀可使用在第3圖所示之實施例中。

第3圖所示之基部單元及匣體之結合可被構成連續地操作或可包含控制電子元件，其可間歇性地提供電力到風扇及臭氧產生器，使得羥自由基以間歇或周期的型式被釋放到大氣中。在基部單元可包含一使用者介面， 使用者可寫入裝置之操作模式的程式，使得羥自由基僅在使用者位於最接近的期間被提供。此在如學校環境很有用。亦可將電子定時計或循環計數器與聽覺或視覺警報器設置一起，當匣體需要更換時可警告使用者。

第一實施例亦可實施使用過氧化氫作為反應物，以取代烯烴(或除了烯烴之外)。當使用過氧化氫時，對通過裝置的空氣流內離子的產生有特別的優點，將參照第9圖解釋。離子產生器可包含在基部單元或在可消耗性匣體中，但是在第一實施例中，臭氧產生器亦作為離子產生器的功能。電漿離子產生器對使用以產生臭氧且將空氣離子化具效果及經濟效益。

希望在最低可能電壓位準以臭氧產生器來產生離子，以保持臭氧之低量產生且使任何二氧化氮之產生為最小。為了達到此目標，電漿離子產生器內之電極包括複數個針尖。針尖在臭氧產生器內產生大的電位斜度而提高以已知施加電壓的電離化之可能性。電漿離子產生器亦構成以產生負離子，再度保持臭氧的產生於理想的位準內。此設計之一適當的電漿離子產生器可參考前述從創普電子公司取得。

第4a及4b圖係顯示依本發明第二實施例之可消耗性匣體。第4a圖係側視圖且第4b圖係從下側看之立體圖。第4a圖所示之匣體包括不僅臭氧產生器，而且變壓器均必須將外部供給電壓轉變為臭氧產生器之所需電壓。

參照第4a圖，第二實施例之可消耗性匣體400包括 一臭氧供給源410、一烯烴供給440及一分配頭450，其中富含烯烴之空氣及富含臭氧之空氣在分配頭450混合以產生羥自由基。第4b圖顯示在匣體400之下側的電氣接觸墊416，用於連接到在基部單元中之電力供給。

如第一實施例，反應物供給源(在此例中亦為烯烴供給)包含一容器442，其內部放置一蕊體444。容器內之烯烴被抽取到蕊體中且從蕊體之開放端以蒸氣被抽出。與前一實施例相同，須提及者為可使用固態或氣態反應物源來取代液體源，且使用膜來取代蕊體。

在此實施例中，臭氧供給源係裝在烯烴供給之下方且被形成使得匣體大致為圓筒形。使用於供給富含烯烴之空氣及富含臭氧之空氣到分配頭中之混合室的空氣導管具有交互構造的烯烴供給及供給之交互相對定位亦同樣為可能。

臭氧供給源之構成更詳細地顯示在第5圖中。臭氧產生器412被設置成一面向下之構件，一合適的變壓器420連接到臭氧產生器412。變壓器藉延伸於臭氧供給源之殼體內的接線424而連接到一形成在雙面印刷電路板上的外部電氣接觸墊416。設置一構件430以將其中產生有來自電氣接觸墊416的富含臭氧之空氣的空氣導管418與相關電子元件420分離。此在防止電子構件之氧化很重要。構件430能與可消耗性匣體之殼體為一體或可設置作為一分離的構件。空氣通過入口414進入臭氧供給源且通過在殼體之相反側上的類似出口離開。此空氣之流動不僅提供產生臭氧所需之氧氣，而且提供某程 度之冷卻給電子元件，尤其是變壓器。

第6圖顯示安裝在基部單元中之可消耗性匣體400，其中基部單元之外殼500被移除在匣體上方。匣體400經由形成在外殼500之頂部的開口(未圖示)嵌入且與空氣流動軟管及在基部單元中之電氣接觸墊唧接。

基部單元包含一空氣入口505，空氣通過此入口可從外部環境通過外殼500進入基部單元。基部單元空氣入口505與分別連接到烯烴供給及臭氧產生器的軟管510及515作流體連通。另一軟管520連接臭氧產生器的輸出到分配頭450。在分配頭中，富含臭氧之空氣及富含烯烴的空氣在被排除到外部環境之前被混合。一風扇或泵525設置在基部單元中以從基部單元空氣入口505移動空氣通過軟管510及515。

可消耗匣體上之分配頭450包含插口，當匣體被插入基部單元時，其與設置在軟管510及520之端部的連接器耦合。包含臭氧產生器之匣體之底部與基部單元中之一密封護片530唧合，如第7圖所示。

第7圖更詳細地顯示通過臭氧產生器之空氣的流路，特別顯示與匣體之底部唧合之密封護片530，此密封護片530提供電力及從軟管515通過臭氧產生器到軟管520之密封空氣流動通道。密封護片530逐漸變細以唧合匣體400之錐狀端，且包含分別連接到軟管515及520的進入開口532及跑出開口534。進入及跑出開口提供一密封連接到臭氧產生器之入口及出口。護片亦包含一電氣接觸件540，當匣體定位在密封護片530內時， 其與形成在匣體上的接觸件416唧合，用以提供電力到匣體內之電子元件。

第6圖並未顯示在基部單元內另外的電子元件，但是電子元件可安置在外殼500之任何地方且通過密封護片連接到匣體上之接觸件416。

第8圖係分配頭450之立體概圖，顯示通過分配頭450到分配出口840的流路。來自臭氧產生器之富含臭氧的空氣係如線800所示。來自軟管510供應烯烴供給的空氣流係如線810所示。進入分配頭之富含臭氧的空氣沿著路徑805傳遞到混合室830。烯烴供給所需之空氣在分配頭中分割成某些空氣沿著路徑815通過蕊體444以抽取烯烴蒸氣，及某些空氣通過一與蕊體旁通的空氣旁通流路820。兩流路815及820在混合室830與富含臭氧的空氣匯合在一起。臭氧及烯烴在混合室830中反應以產生羥自由基，然後羥自由基通過分配出口840被釋放到環境中。

分配頭450係由模製的塑膠構件製成。第8圖中所示之分配頭的更詳細說明可在WO 2008/125879中發現，其內容在此援用作為參考。

分配頭在烯烴供給及臭氧產生器之下游提供一混合室，且確保大致來自於臭氧產生器之所有臭氧均與烯烴分子反應。此可確保在環境中臭氧之安全位準及羥自由基之高位準。

基部單元可被設計為容納可消耗匣體之其他構造。例如，若臭氧產生器及烯烴供給在匣體插入基部單元之 方向並肩地配置，軟管及密封護片可重新設計以提供必要的流體流路及電性連接而不需要改變操作的原理。

第9,10a及10b圖顯示基部單元及匣體之另一設計。第9圖係橫剖面圖。基部單元900係構成容納匣體905。匣體更詳細地顯示於第10a及10b圖中。

第9圖所示的設備使用過氧化氫作為反應物。液態過氧化氫係容納於匣體905中的儲槽910。一蕊體915(未圖示於第9圖中)被插入儲槽中且伸出匣體之頂端，用以輸送過氧化氫到一出口920。此最清楚地顯示於第10b圖中，其顯示蕊體從儲槽中延伸到匣體之外部。蕊體被一可移除帽蓋925覆蓋，此帽蓋被安置於開口920上方且保護蕊體及防止溢出。帽蓋925在將匣體插入到基部單元之前被使用者移去。亦顯示一填充孔930，儲槽經由此填充孔930充填過氧化氫。使用可呼吸帽蓋覆蓋以避免液體溢出，但可使氣體逃出。蕊體915可由任何適當的纖維材料製成，如聚丙烯纖維。

一臭氧產生器935被設置在匣體中。臭氧產生器係一種電暈放電臭氧產生器，其在操作中產生離子及臭氧。適宜的電暈放電臭氧產生器，如電漿離子產生器可從中國201100天長市永福東路的創普電子公司(www.trumpxp.com)取得，且例如可由氧化鋁或矽酸鈣製成。臭氧產生器包括一連串開口940，其等可使空氣來去地通過臭氧產生器的板件之間。

當使用過氧化氫作為反應物時，離子及臭氧的產生係有利的。臭氧與過氧化氫反應而產生如下列方程式所 示之多數自由基種類，且離子使過程加速且提供自由基之產生用的額外途徑。

H₂O₂ → HO₂ ^-+H⁺

O₃+HO₂ ^- → ‧OH+O₂ ^-‧+O₂

O₃+O₂ ^-‧ → O₃ ^-‧+O₂

O₃ ^-‧+H⁺ → HO₃‧

HO₃‧ → ‧OH+O₂

過氧化氫與臭氧的反應很慢，但是其陰離子HO₂ ^-的反應則為快，且產生過氧化氫自由基。反應的另一產物係O₂ ^-‧自由基，其亦與臭氧反應產生O₃ ^-‧.O₃ ^-‧與H⁺反應產生HO₃‧，然後其分解為羥自由基及氧。

如此而完成連鎖反應，且羥自由基之產出對一已知量的臭氧係比使用烯烴作為反應物時較高。

因為所需的臭氧量很低，故希望能以臭氧產生器在最低可能電壓位準產生離子。此可保持低的臭氧之產生且可使非任何所要的二氧化氮之產生極小化。為了達到目的，在電漿離子產生器內之電極的其中一個包括複數個尖針。尖針在臭氧產生器內產生大的電位斜度而提高以已知施加電壓的離子化之可能性。電漿離子產生器亦構成用以產生負離子，再度保持臭氧的產生於理想的位準內。

匣體905包含用於連接到在基部單元900之電源供給源的電氣接觸件945。匣體905亦包含一變壓器(未圖示)以從基部單元轉換12V DC供給電源至臭氧產生器935所必需的電壓。基部單元包含一電源供給插座950 用以連接到一電力供給源，一般係採用自主供給源的12V DC。電源供給插座950係電性連接到基部單元上與匣體上之接觸件945作介面連接的接點。

第9圖中所示之設備中的空氣流路係類似於第3圖中所示者，且在第9圖中以箭號表示。基部單元包含一風扇955，此風扇抽入空氣通過在基部單元之基部中的空氣入口且往上進入一窄化空氣導管960中。由於導管960變狹窄，故被風扇抽入的空氣會加速。然後被加速的空氣流通過匣體中之臭氧產生器935而在此產生臭氧及離子，且進入形成在基部單元之混合室975中。如第3圖之實施例者，通過導管960的空氣流通過隔板970而牽引空氣通過入口965且通過含有過氧化氫的蕊體915。然後富含過氧化氫的空氣跑入混合室975中，如前所述，在此與來自導管960的臭氧及離子混合且反應而形成羥自由基。然後羥自由基離開混合室通過分配出口980。

如第3圖所示之實施例者，第9圖之設備可設計用於不同之空氣流。例如，風扇可設置在具蕊體之導管中且基部單元及匣體之內部幾何形狀被構成使用文托利效應以吸入空氣通過臭氧產生器。

或者，臭氧產生器及過氧化氫供給源可被安置在相同的導管中，在空氣流動方向一個接著另一個，或大致在相同導管內彼此相對。

第9圖所示之設備亦可隨意使用安裝在匣體990中之香味供給源。通過導管960之某些空氣通過匣體 990(如第9圖中之箭號所表示)，而引導具有香味之化學物到環境中。

第9,10a及10b圖之實施例包含一臭氧產生器，其亦可空氣離子化。但是，可在通過此設備的空氣流路中或鄰近包含另一或分離的電離器。若臭氧供給源並未作為一電離器時，此尤其有用。分離的電離器985之可能位置係顯示在第9圖之虛線。電離器可為任何適當型式之負離子產生器。電離器可安裝在沿著空氣流路之任何位置，以在分配出口980之前引導離子進入空氣流中，且可定位在基部單元內或在匣體內。

100‧‧‧匣體

110‧‧‧烯烴供給

120‧‧‧臭氧產生器

112‧‧‧容器

114‧‧‧蕊體

116‧‧‧空氣入口

118‧‧‧出口

122‧‧‧電子式臭氧產生器

124‧‧‧入口

126‧‧‧出口

128a,128b‧‧‧電氣接觸件

200‧‧‧基部單元

210‧‧‧殼體

214‧‧‧鉸鏈蓋部

230‧‧‧電子元件

232,234‧‧‧電氣接觸件

220‧‧‧風扇

222‧‧‧空氣入口

124‧‧‧入口

224‧‧‧狹窄化空氣導管

228‧‧‧混合室

240‧‧‧分配出口

400‧‧‧匣體

410‧‧‧臭氧供給源

440‧‧‧烯烴供給

450‧‧‧分配頭

442‧‧‧容器

444‧‧‧蕊體

412‧‧‧臭氧產生器

420‧‧‧變壓器

430‧‧‧構件

414‧‧‧入口

500‧‧‧基部單元之外殼

505‧‧‧空氣入口

510,515,520‧‧‧軟管

525‧‧‧風扇或泵

530‧‧‧密封護片

532‧‧‧進入開口

534‧‧‧跑出開口

540‧‧‧電氣接觸件

840‧‧‧分配出口

800,810‧‧‧線

805‧‧‧路徑

830‧‧‧混合室

820‧‧‧空氣旁通流路

900‧‧‧基部單元

905‧‧‧匣體

910‧‧‧儲槽

915‧‧‧蕊體

920‧‧‧出口

925‧‧‧帽蓋

930‧‧‧填充孔

935‧‧‧臭氧產生器

945‧‧‧電氣接點

950‧‧‧電源供給插座

960‧‧‧窄化空氣導管

965‧‧‧入口

970‧‧‧隔板

975‧‧‧混合室

980‧‧‧分配出口

985‧‧‧電離器

第1a,1b及1c圖係顯示依本發明第一實施例之可消耗性匣體。

第2a,2b及2c圖係顯示第1圖之可消耗性匣體與依本發明之基部單元的結合。

第3圖係顯示第1圖之可消耗性匣體安裝在第2圖中所示之基部單元的橫剖面圖。

第4a及4b圖係顯示依本發明第二實施例之可消耗性匣體。

第5圖顯示在第4a及4b圖所示之匣體的臭氧產生器模組。

第6圖顯示安裝在基部單元中的第二實施例之可消耗性匣體，其中外殼係在移除位置。

第7圖顯示通過第5及6圖中所示之臭氧產生器之空氣的流路。

第8圖係第4圖中所示之分配頭的立體圖。

第9圖係依本發明第三實施例之設備的橫剖面圖。

第10a及10b圖係使用在第9圖之設備中的匣體之立體圖及橫剖面圖。

100‧‧‧可消耗性匣體

110‧‧‧烯烴供給

112‧‧‧容器

120‧‧‧臭氧產生器

Claims (20)

1. 一種可消耗性匣體，其構成為與基部單元一起使用，該基部單元與該可消耗性匣體共同形成羥自由基產生設備，該基部單元包括用於提供電源到該可消耗性匣體的裝置，及用於驅動空氣通過該設備的裝置，可消耗匣體包括：反應物供給源，其包括與臭氧反應以產生羥自由基之物質的供給；及臭氧供給源，其包含一臭氧產生器；其中該臭氧供給源被固定到該反應物供給源。
2. 如申請專利範圍第1項之可消耗性匣體，另包括至少一個電氣接觸件，其被構成使一外部電力供給源連接到該臭氧產生器。
3. 如申請專利範圍第1或2項之可消耗性匣體，另包括一外殼體，該反應物供給源及該臭氧供給源係定位在該外殼體內，其中該電氣接觸件可從該殼體之外部接近。
4. 如申請專利範圍第1項之可消耗性匣體，其中該臭氧產生器係一電力驅動的臭氧產生器。
5. 如申請專利範圍第1項之可消耗性匣體，另包括一連接到該臭氧產生器的變壓器。
6. 如申請專利範圍第1項之可消耗性匣體，其中該匣體界定第一空氣入口及第一出口，其中該第一出口與該反應物供給源及該第一空氣入口作流體連通；且其中該匣體界定第二空氣入口及第二出口，其中 該第二出口與該臭氧產生器及該第二空氣入口作流體連通。
7. 如申請專利範圍第6項之可消耗性匣體，其中該第一出口係定位成相鄰於該第二出口，且匣體係構成為使得通過該第一出口及該第二出口的其中一個的空氣流牽引通過該第一出口及該第二出口的其他一個的空氣。
8. 如申請專利範圍第6或7項之可消耗性匣體，另包括一具有分配開口的混合室，該混合室係與該第一出口及該第二出口兩者作流體連通，且係構成為以確保來自於反應物供給源的蒸氣與來自於臭氧供給源的臭氧在通過分配開口釋放到環境之前作大致完全的反應。
9. 如申請專利範圍第1項之可消耗性匣體，其中該反應物供給源係烯烴或過氧化氫。
10. 如申請專利範圍第1之可消耗性匣體，包括一離子產生器。
11. 如申請專利範圍第10項之可消耗性匣體，其中該臭氧產生器係作為離子產生器的功能。
12. 一種用於產生羥自由基之設備，包括基部單元及如前述申請專利範圍中任一項之可消耗性匣體，該基部單元包括用於提供電源到該可消耗性匣體的裝置，及用於驅動空氣通過該設備的裝置。
13. 如申請專利範圍第12項之用於產生羥自由基之設備，其中該基部單元包括一變壓器，用於轉變一外部供應電壓成適合於在該可消耗性匣體中的臭氧產生器 之電壓。
14. 如申請專利範圍第12或13項之用於產生羥自由基之設備，該基部單元包括一與該反應物供給源之出口及該臭氧供給源之出口作流體連通之混合室，該混合室另包括一分配出口。
15. 如申請專利範圍第12項之用於產生羥自由基之設備，該基部單元包括一基部單元空氣入口及在該基部單元空氣入口與在該可消耗性匣體上之空氣入口之間的基部單元空氣導管，其中入口導管在該基部單元空氣入口與在該可消耗性匣體上之空氣入口之間變狹窄。
16. 如申請專利範圍第12項之設備，包括第一空氣入口及第一空氣出口，其中該第一出口與該反應物供給源中的反應物及該第一空氣入口作流體連通；及第二空氣入口及第二空氣出口，其中該第二出口與該臭氧產生器及該第二空氣入口作流體連通；其中該第一出口定位成相鄰於該第二出口，且該設備係構成為使得通過該第一出口及該第二出口的其中一個的空氣流牽引通過該第一出口及該第二出口的其他一個的空氣。
17. 如申請專利範圍第12項之設備，包括一在基部單元中之離子產生器。
18. 一種用於產生羥自由基之基部單元，該基部單元適合於與如申請專利範圍第1至11項中任一項之可消耗性匣體一起使用，包括：用於與一電力供給源連接之裝 置、基部單元空氣入口、用於移動空氣通過該可消耗性匣體的裝置、及構成以容納該可消耗性匣體的插座，該插座包含電性接點，此電性接點適於從與一電力供給源連接之裝置供給電源到該可消耗性匣體。
19. 如申請專利範圍第18項之基部單元，包括在基部單元空氣入口與在該可消耗性匣體上之一空氣入口之間的基部單元空氣導管，其中該基部單元空氣導管在該基部單元空氣入口與在該可消耗性匣體上之該空氣入口之間變狹窄。
20. 如申請專利範圍第18或19項之基部單元，另包括一離子產生器。