[發明專利]等離子體發生裝置和等離子體發生裝置的用途

有效

• 申請號: 201080060506.1
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102714912A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 德克蘭·安德魯·迪韋爾;休·波茨
• 申請（專利權）人: 格拉斯哥大學大學行政評議會
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;劉書芝

技術領域

本發明涉及等離子體發生裝置和等離子體發生裝置的用途。本發明尤其，但不是排他地，應用于貨物的滅菌和/或表面凈化。

背景技術

眾所周知，為提供有用的效果，可以故意進行放電。例如，大氣壓下在空氣中使用電暈放電以產生臭氧（O₃）是已知的。例如，US-A-3,967,131披露了電暈放電臭氧發電機組，其中電暈放電在通過空氣間隙隔離的同心電極和圓柱狀絕緣（玻璃）屏蔽之間產生，并且連接到大約12,000伏特的交流電壓上。電極由不銹鋼網形成。

電暈放電是等離子體的形式，即部分地電離氣體，包括自由電子和離子的比例，包括激發的中性物質。

臭氧的產生尤其是對滅菌和水處理應用的關注點，因為臭氧能提供無害的微生物（如細菌），可是本身是不穩定的且在相對一小段時間內降解為氧氣。使用臭氧滅菌相對于競爭性技術（如加熱、化學消毒、紫外輻射和核輻射）具有許多潛在優勢。

US-A-6,007,770披露了在封閉容器中（如在密封的塑料袋中）容納滅菌物體的裝置和方法。裝置具有兩個經由兩個平行的絕緣體而相向的平行高電壓電極，在兩個平行的絕緣體之間有缺口。將封閉容器放入該平行的絕緣體之間的缺口。裝置的操作引起封閉容器中的氧氣轉變為臭氧。該電極是在7-25kV的電壓下操作的。

US-A-6,007,770披露了在封閉容器中有內部電導體的實施方式。這允許使用更低的施加電壓。然而，本文檔也解釋，在封閉容器的狹窄處，在該封閉容器中可以不需要內部電導體。

據知，US-A-6,007,770中設備的操作將在封閉容器的外部產生臭氧，導致操作者巨大的危險。而且，在封閉容器中沒有設置內部電導體處，該封閉容器必須具有非常小的側面長度（例如多達約10mm），以便限制施加的電壓。即使如此，必須使用高電壓，引起極高的電場橫穿該封閉容器，其將具有破壞敏感物體（items）（包括含有電子學部件的物體）的結果。而且，當該容器含有導電物體（例如大多數食品）時，那些有導電物體的排布將影響產生的臭氧的數量，并且可以引起破壞該容器的熱點。

US2003/0108460披露了一種為產生表面電暈放電的方法和裝置。通過絕緣性間隔物分開基礎電極和網孔電極。將網孔電極接地。將60Hz的2.5-3.6kV的交流電壓施加于該基礎電極，以便為臭氧的產生制造表面電暈放電。電暈放電形成在網孔電極的開孔（opening）中。US2003/0108460披露了在塑料袋（如組織、器官、食物制品等）中對物體滅菌。在這種情況下，用臭氧產生裝置形成塑料袋的蓋子，通過多孔絕緣平板與塑料袋的剩余部分分開。由臭氧產生裝置產生的臭氧通過多孔絕緣平板分散到塑料袋中的物體。因此，在臭氧產生裝置和塑料袋的物體之間沒有密封是美國2003/0108460的要求，否則臭氧不能到達塑料袋中的物體。

Schwabedissen等2007[A.Schwabedissen、P?Lacinski、X.Chen?and?J.Engemann“PlasmaLabel-a?new?method?to?disinfect?goods?inside?a?closed?package?using?dielectric?barrier?discharges”Contrib.Plasma?Phys.47No7,551-558(2007)]披露了基于臭氧的滅菌過程。WO?2006/039883提供了類似的公開。

Schwabedissen等披露了通過依賴于在包裝的內表面上的標簽支撐的表面絕緣的屏蔽放電，在密封包裝內大氣壓等離子體（atmospheric?pressure?plasma）的產生。該標簽包括金屬電極，在此指定為內部電極。安裝外部電極裝置使其與該包裝的外表面接觸，且將高電壓交流信號施加于該外部電極裝置上。該外部電極裝置與內部電極電容耦合，從而推動密封包裝內表面絕緣的屏蔽放電并產生臭氧。

Schwabedissen等使用的內部電極具有復雜的形狀。這是為了使標簽上的內部電極的邊緣長度最大化，因為電場強度在這些邊緣處高。內部電極的金屬面向包裝的內部。

發明內容

本發明人已了解以上識別的現有技術公開有各自的劣勢，例如涉及到操作安全性、實施容易度和/或使用的容易度。而且，本發明人認為到現有技術的一個、某些或全部劣勢可以使用本發明來解決。

因此，在第一個優選的方面，本發明提供等離子體發生裝置，包括：

第一電極；

位于第一電極前面的第二電極結構；

置于第一電極和第二電極結構之間的絕緣層，