TWI727871B

TWI727871B - 可攜式電漿消毒殺菌裝置

Info

Publication number: TWI727871B
Application number: TW109125461A
Authority: TW
Inventors: 謝章興; 張淑茜
Original assignee: 明志科技大學
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2021-05-11
Also published as: TW202203985A

Abstract

一種可攜式電漿消毒殺菌裝置包含一箱體、一電漿產生元件、一風扇組件、至少一置物架、至少一箱內濃度偵測元件及一控制模組。箱體具有一容置空間與一連通於容置空間之排氣口。電漿產生元件設置於容置空間內，用以透過電漿製造出一臭氧。風扇組件包含一風扇架及一風扇。風扇架罩設於電漿產生元件，並開設有至少一側邊出風口。風扇固定於風扇架，用以產生一氣流來帶動臭氧流向側邊出風口。置物架是在容置空間內用以承接至少一待消毒殺菌物件。箱內濃度偵測元件係用以偵測臭氧濃度而產生至少一臭氧濃度訊號。控制模組依據臭氧濃度訊號控制電漿產生元件運作。

Description

可攜式電漿消毒殺菌裝置

本發明係關於一種可攜式電漿消毒殺菌裝置，尤其是指一種利用電漿產生臭氧，並使循環流動之臭氧對待消毒殺菌物件消毒殺菌之可攜式電漿消毒殺菌裝置。

一般來說，大部分民眾在本身有呼吸道疾病或有可能接觸到患有呼吸道疾病之患者時，通常會配戴口罩來防止病毒在人與人之間傳播。而在日常生活中，也有部分民眾是為了避免吸到空氣中的汙染物質或微小粒子而配戴口罩來過濾呼吸的空氣，尤其是騎乘機車或是在路上行走的人更會戴口罩來防止交通工具所產生的廢氣。

承上所述，由於口罩是利用過濾的方式來防止使用者吸入汙染物、微小粒子或病毒，因此市面上大部分的口罩都是一次性的口罩，也因此大部分民眾都習慣時常替換口罩以避免重複性的汙染；然而，當世界上發生重大傳染病時，不只一次性口罩會面臨斷貨危機，甚至連重複使用的口罩往往都供不應求，也因此如何增加一次性口罩的使用期限或提升重複性口罩的衛生條件則是急欲解決的課題。

有鑒於在先前技術中，在世界上發生重大傳染病時，往往會發生口罩供不應求的情況，因此實有必要解決如何增加一次性口罩的使用期限或提升重複性口罩的衛生條件的問題；緣此，本發明的主要目的在於提供一種可攜式電漿消毒殺菌裝置，可以有效的利用電漿所產生的臭氧對口罩進行消毒殺菌。

本發明為解決先前技術之問題，所採用的必要技術手段是提供一種可攜式電漿消毒殺菌裝置，係用以對至少一待消毒殺菌物件進行消毒殺菌，可攜式電漿消毒殺菌裝置包含一箱體、一電漿產生元件、一風扇組件、至少一置物架、複數個箱內濃度偵測元件以及一控制模組。

箱體具有一容置空間與一排氣口，排氣口係連通於容置空間之一端。電漿產生元件係設置於容置空間內相對於排氣口之另一端，用以產生一電漿，並透過電漿產生一臭氧。

風扇組件包含一風扇架以及一風扇。風扇架係設置於容置空間內相對於排氣口之另一端，並罩設於電漿產生元件，且風扇架開設有至少一側邊出風口。風扇係固定於風扇架，用以產生一遠離排氣口且朝向電漿產生元件之氣流，藉以使氣流帶動臭氧流向至少一側邊出風口。至少一置物架係設置於容置空間內，並用以承接至少一待消毒殺菌物件。

複數個箱內濃度偵測元件係設置於排氣口與容置空間內，用以偵測臭氧濃度而產生複數個臭氧濃度訊號。控制模組係電性連結於箱內濃度偵測元件與電漿產生元件，用以接收臭氧濃度訊號，並依據臭氧濃度訊號控制電漿產生元件運作。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，可攜式電漿消毒殺菌裝置，更包含一臭氧收集元件，係鄰近於排氣口而設置，用以收集自排氣口排出之臭氧。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，控制模組包含一臭氧濃度判斷單元以及一驅動單元。臭氧濃度判斷單元係電性連結於至少一箱內濃度偵測元件，並內建有一臭氧濃度預設值，且臭氧濃度判斷單元係用以接收臭氧濃度訊號，並在判斷臭氧濃度低於臭氧濃度預設值時發送出一啟動訊號。驅動單元係電性連結於臭氧濃度判斷單元與電漿產生元件，用以依據啟動訊號發送一臭氧產生訊號至電漿產生元件。

較佳者，可攜式電漿消毒殺菌裝置更包含一排氣閥門，排氣閥門係設置於排氣口，且控制模組更包含一排氣閥門控制元件，排氣閥門控制元件係電性連結於驅動單元，驅動單元更依據啟動訊號發送一排氣閥門控制訊號至排氣閥門控制元件，藉以使排氣閥門控制元件依據排氣閥門控制訊號啟閉。此外，可攜式電漿消毒殺菌裝置更包含一進氣閥門，進氣閥門係設置於箱體，且控制模組更包含一進氣閥門控制元件，進氣閥門控制元件係電性連結於驅動單元，驅動單元更依據啟動訊號發送一進氣閥門控制訊號至進氣閥門控制元件，藉以使進氣閥門控制元件依據進氣閥門控制訊號啟閉。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，箱體更包含一擾流元件，擾流元件係設置於容置空間，並自排氣口朝風扇組件延伸。

如上所述，本發明之可攜式電漿消毒殺菌裝置主要是在容置空間內相對於排氣口至另一端設有電漿產生元件與風扇組件，以利用電漿產生元件所產生之電漿來製造出臭氧，且由於風扇組件之風扇更背向排氣口朝電漿產生元件產生氣流，因此當風扇之氣流流向電漿產生元件時，可以透過氣流朝背向排氣口的方向流動而有效的降低臭氧從排氣口流失的速度，進而相對地增加臭氧在容置空間內對待消毒殺菌物件進行消毒殺菌的時間與濃度。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

請參閱第一圖至第四圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置於箱門開啟時之立體示意圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置於箱門關閉時之立體示意圖；第三圖係為第二圖之A-A剖面示意圖；第四圖係為本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置之控制模組之系統示意圖。

如第一圖至第四圖所示，一種可攜式電漿消毒殺菌裝置100包含一箱體1、一電漿產生元件2、一風扇組件3、一置物架4、一箱內濃度偵測元件5、一出口濃度偵測元件6、一進氣閥門7、一排氣閥門8、一臭氧收集元件9以及一控制模組10。

箱體1包含一容器本體11以及一箱門12。容器本體11包含一底板111、三個側板112、113與114、一頂板115以及一擾流元件116。三個側板112、113與114是分別一體成型地自底板111沿一第一方向D1延伸所形成，且側板113之兩側更一體成型地連結於側板112與114，頂板115是一體成型地連結於三個側板112、113與114，藉以使底板111、三個側板112、113與114以及頂板115圍構出一容置空間S。

此外，頂板115設有一排氣口1151，而擾流元件116是自頂板115之內壁沿一與第一方向D1相反之第二方向D2延伸至容置空間S內，且擾流元件116更連通於排氣口1151與容置空間S，藉以使排氣口1151係連通於容置空間S之一端。

電漿產生元件2係設置底板111，並位於容置空間S內相對於排氣口1151之另一端，用以產生一電漿，以利用電漿將空氣中的氧分子鍵破壞而形成氧原子，而氧原子則會再與氧氣結合生成一臭氧。其中，電漿產生元件2例如為一擴散共面表面障壁放電（Diffuse Coplanar Surface Barrier Discharge, DCSBD）元件。在實務上，電漿產生元件2例如是由二電極（圖未標示）彼此相間隔地設置於一載體（圖未標示）所形成，而載體例如為玻璃，且當高壓電通電至二電極後，會在二電極之間產生電漿。此外，上述之二電極之材料實際上例如包含銅(Cu)、氧化鋁、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、鈦或鉭。

風扇組件3包含一風扇架31以及一風扇32。風扇架31係設置於容置空間S內相對於排氣口1151之另一端，並罩設於電漿產生元件2，且擾流元件116更朝風扇組件3延伸。在本實施例中，風扇架31是固定於底板111，並正對著排氣口1151，且風扇架31開設有四個側邊出風口311（圖中僅標示一個），且四個側邊出風口311是分別朝向側板112、113與114以及箱門12。風扇32係固定於風扇架31之頂端，並對應地位於排氣口1151與電漿產生元件2之間，用以沿第二方向D2產生一遠離排氣口1151且朝向電漿產生元件2之氣流（圖未標示），藉以使氣流帶動電漿產生元件2所製造出的臭氧沿一垂直於第一方向D1與第二方向D2之第三方向D3流向側邊出風口311；其中，由於四個側邊出風口311是分別面向於側板112、113與114以及箱門12，因此當風扇32所產生之氣流吹向電漿產生元件2後，會順著底板111四散，然後再經由四個側邊出風口311分別朝側板112、113與114以及箱門12流動，且當氣流流向側板112、113與114以及箱門12後，會繼續順著側板112、113與114以及箱門12而沿第一方向D1流動，進而在整個容置空間S內循環流動。此外，當氣流順著側板112、113與114以及箱門12沿第一方向D1流動至頂板115後，氣流會順著頂板115流動至排氣口1151處，此時由於擾流元件116是從頂板115之排氣口1151一體成型地沿第二方向D2朝風扇組件3延伸，因此流向排氣口1151之氣流會被擾流元件116引導而沿第二方向D2流動，進而使臭氧在整個容置空間S內循環流動。

置物架4係設置於容置空間S內，並用以掛設複數個待消毒殺菌物件200（圖中僅標示一個，並顯示三個）。在本實施例中，置物架4是可拆卸地卡固於支架結構1121與1141，而待消毒殺菌物件200例如為口罩，藉此，可以利用置物架4承接待消毒殺菌物件200而使待消毒殺菌物件200懸空地設置於容置空間S中。此外，雖然在本實施例中，是利用置物架4穿設作為待消毒殺菌物件200之口罩的耳帶，但在其他實施例中則不限於此，置物架4亦可設有掛勾來勾住口罩之耳帶，而待消毒殺菌物件200亦可為其他需要消毒殺菌的物件，例如手套、手機、衣物或餐具等，且使用者更可依據待消毒殺菌物件200之外觀結構來選擇適合的置物架4之結構。

箱內濃度偵測元件5係設置於容置空間S內，而出口濃度偵測元件6係設置於排氣口1151內。在本實施例中，箱內濃度偵測元件5與出口濃度偵測元件6皆用來偵測臭氧濃度，且箱內濃度偵測元件5是固定於側板112之內壁而設置於容置空間S內，用來偵測容置空間S內的臭氧濃度而產生一臭氧濃度訊號51；出口濃度偵測元件6則是設置於排氣口1151而用來偵測流經排氣口1151之氣流的臭氧濃度而產生一臭氧濃度訊號61。

承上所述，由於電漿產生元件2所產生的電漿會受到風扇組件3所產生的氣流帶動而番分散至整個容置空間S內，因此可以有效的對設置於置物架4之待消毒殺菌物件200進行消毒殺菌；然而，由於空氣中的氧氣有可能會因為電漿而分解成帶負電的氧離子，而氧離子與氧氣結合則會進一步產生臭氧，因此在充滿電漿的容置空間S中很有可能會產生臭氧，雖然臭氧也可用來殺菌，但高濃度的臭氧有可能會對人體造成危害，故本實施例更透過箱內濃度偵測元件5與出口濃度偵測元件6來監控臭氧的濃度。

進氣閥門7係設置於箱體1，在本實施例中，進氣閥門7是設置在側板113上，並受控制而使外部空氣連通至容置空間S。排氣閥門8係設置於排氣口1151處，並受控制而使容置空間S連通至外部空氣。臭氧收集元件9是鄰近於排氣口1151而相間地設置於箱體1之外側，用以收集自排氣口1151排出之臭氧，避免臭氧直接自排氣口1151排放至可攜式電漿消毒殺菌裝置100之周圍而被使用者吸到。

控制模組10包含一臭氧濃度判斷單元101以及一控制單元102。臭氧濃度判斷單元101是電性連結於箱內濃度偵測元件5與出口濃度偵測元件6，用以接收臭氧濃度訊號51與61，並內建有一臭氧濃度預設值，且臭氧濃度判斷單元101係依據臭氧濃度訊號51與61判斷臭氧濃度是否低於臭氧濃度預設值，並在臭氧濃度低於預設值時發送出一啟動訊號1011。控制單元102係電性連結於臭氧濃度判斷單元101與電漿產生元件2，用以依據啟動訊號1011將一進氣減少訊號1021、一排氣減少訊號1022、一臭氧產生訊號1023以及一對流加強訊號1024分別傳送至進氣閥門7、排氣閥門8、電漿產生元件2以及風扇32，藉以使進氣閥門7依據進氣減少訊號1021運作而減少經由進氣閥門7進入容置空間S之空氣，使排氣閥門8依據排氣減少訊號1022運作而減少經由排氣閥門8排出進入容置空間S之空氣，並使電漿產生元件2產生大量的臭氧，以及使風扇32之轉速增加以加速氣流在容置空間S內的循環流動，使電漿產生元件2所產生的臭氧可以有效的均勻分散於容置空間S中的各個位置。

綜上所述，相較於先前技術沒有有效延長一次性口罩的使用期限或提升重複性口罩的衛生條件的方式，因此當重大傳染病發生時，往往會發生口罩供不應求的問題；然而，由於本發明之可攜式電漿消毒殺菌裝置是利容置空間內相對於排氣口至另一端設有電漿產生元件與風扇組件，且風扇組件之風扇更背向排氣口朝電漿產生元件產生氣流，因此當風扇之氣流流向電漿產生元件時，可以透過氣流朝背向排氣口的方向流動而有效的降低臭氧從排氣口流失的速度，進而相對地增加臭氧在容置空間內對待消毒殺菌物件進行消毒殺菌的時間與濃度，藉此，本發明不僅可以有效地對一次性待消毒殺菌物件進行消毒殺菌來延伸一次性待消毒殺菌物件的使用壽命，還能針對重複性待消毒殺菌物件進行消毒殺菌以確保重複性待消毒殺菌物件的衛生條件而不會造成重複性的感染。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100:可攜式電漿消毒殺菌裝置 1:箱體 11:容器本體 111:底板 112,113,114:側板 1121:支架結構 1141:支架結構 115:頂板 1151:排氣口 116:擾流元件 12:箱門 2:電漿產生元件 3:風扇組件 31:風扇架 311:側邊出風口 32:風扇 4:置物架 5:箱內濃度偵測元件 51:臭氧濃度訊號 6:出口濃度偵測元件 61:臭氧濃度訊號 7:進氣閥門 8:排氣閥門 9:臭氧收集元件 10:控制模組 101:臭氧濃度判斷單元 1011:啟動訊號 102:控制單元 1021:進氣減少訊號 1022:排氣減少訊號 1023:臭氧產生訊號 1024:對流加強訊號 200:待消毒殺菌物件 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 S:容置空間

第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置於箱門開啟時之立體示意圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置於箱門關閉時之立體示意圖；第三圖係為第二圖之A-A剖面示意圖；以及第四圖係為本發明較佳實施例所提供之可攜式電漿消毒殺菌裝置之控制模組之系統示意圖。

100:可攜式電漿消毒殺菌裝置

111:底板

112,113,114:側板

1121:支架結構

1141:支架結構

115:頂板

1151:排氣口

116:擾流元件

2:電漿產生元件

31:風扇架

311:側邊出風口

32:風扇

5:箱內濃度偵測元件

6:出口濃度偵測元件

7:進氣閥門

8:排氣閥門

9:臭氧收集元件

200:待消毒殺菌物件

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

S:容置空間

Claims

一種可攜式電漿消毒殺菌裝置，係用以對至少一待消毒殺菌物件進行消毒殺菌，該可攜式電漿消毒殺菌裝置包含：一箱體，具有一容置空間與一排氣口，該排氣口係連通於該容置空間之一端；一電漿產生元件，係設置於該容置空間內相對於該排氣口之另一端，用以產生一電漿，並透過該電漿產生一臭氧；一風扇組件，包含：一風扇架，係罩設於該電漿產生元件，且該風扇架開設有至少一側邊出風口；以及一風扇，係固定於該風扇架，用以產生一遠離該排氣口且朝向該電漿產生元件之氣流，藉以使該氣流帶動該臭氧流向該至少一側邊出風口；至少一置物架，係設置於該容置空間內，並用以承接該至少一待消毒殺菌物件；至少一箱內濃度偵測元件，係設置於該容置空間內，用以偵測該臭氧之濃度而產生至少一臭氧濃度訊號；以及一控制模組，係電性連結於該至少一箱內濃度偵測元件與該電漿產生元件，用以接收該至少一臭氧濃度訊號，並依據該至少一臭氧濃度訊號控制該電漿產生元件運作。
如請求項1所述之可攜式電漿消毒殺菌裝置，更包含一臭氧收集元件，係鄰近於該排氣口而設置，用以收集自該排氣口排出之該臭氧。
如請求項1所述之可攜式電漿消毒殺菌裝置，其中，該控制模組包含：一臭氧濃度判斷單元，係電性連結於該至少一箱內濃度偵測元件，並內建有一臭氧濃度預設值，且該臭氧濃度判斷單元係用以接收該至少一臭氧濃度訊號，並在判斷該臭氧之濃度低於該臭氧濃度預設值時發送出一啟動訊號；以及一驅動單元，係電性連結於該臭氧濃度判斷單元與該電漿產生元件，用以依據該啟動訊號發送一臭氧產生訊號至該電漿產生元件。
如請求項3所述之可攜式電漿消毒殺菌裝置，更包含一排氣閥門，該排氣閥門係設置於該排氣口，且該控制模組更包含一排氣閥門控制元件，該排氣閥門控制元件係電性連結於該驅動單元，該驅動單元更依據該啟動訊號發送一排氣閥門控制訊號至該排氣閥門控制元件，藉以使該排氣閥門控制元件依據該排氣閥門控制訊號啟閉。
如請求項4所述之可攜式電漿消毒殺菌裝置，更包含一進氣閥門，該進氣閥門係設置於該箱體，且該控制模組更包含一進氣閥門控制元件，該進氣閥門控制元件係電性連結於該驅動單元，該驅動單元更依據該啟動訊號發送一進氣閥門控制訊號至該進氣閥門控制元件，藉以使該進氣閥門控制元件依據該進氣閥門控制訊號啟閉。
如請求項1所述之可攜式電漿消毒殺菌裝置，其中，該箱體更包含一擾流元件，該擾流元件係設置於該容置空間，並自該排氣口朝該風扇組件延伸。