[发明专利]一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置

说明书

技术领域

本发明属于气体放电等离子体生成技术领域，更具体地，涉及一种在大气压下产生低温等离子体，尤其是一种具有柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置及具体应用。

背景技术

人类工业社会的不断发展，一方面加重了对自然环境的破坏，使得气体受到严重污染；另一方面特种病毒、细菌等微生物的滋生，严重影响了人类的正常生存，使得人们对于医疗卫生领域的需求愈发强烈，例如在医院病房中，医疗设备或病床的消毒灭菌效果和效率问题变得尤为重要。

随着等离子体技术的飞速发展，其应用越来越广，在这些领域其良好的应用效果也不断显现出来。例如在空气净化、医疗消毒等方面，作为一种新型的高效净化消毒手段，与传统方法相比，等离子体展现出了成功率高、耗时短等方面的优越性。而由于等离子体生成技术本身具有很高的专业化含量，其技术的成熟水平很大程度上决定了相应设备的性能，因此如何实现将等离子体消毒净化技术转化为具有工业化应用的高效设备始终是一个值得不断深入研究的问题。

等离子体依据生成形式可以划分为电弧、电晕和辉光等离子体。电弧等离子体因高温、高能耗等特征限制了其应用范围；电晕等离子体温度低，功耗小，目前在空气净化领域的应用较多，但效率不是很高；辉光放电具有温度低、效率高、能耗小等特征，是较为理想的用于消毒净化的等离子体生成形式，但在大气压辉光等离子体很难大面积稳定地生成，因此转化为实际装置也较为困难。

在目前的研究中，因放电间隙的存在，等离子体的生成装置大多采用固定结构和形状的电极，例如平行板或针－板式的电极结构，它们需要根据实际所需空间放电电场强度设置固定的极板间距，且由于这一限定使得其电极材料难以表现柔性性质，无法按照实际需求改变其形状，这就使得处理某些特殊形态的物体具有明显的不便性，限制了处理空间，处理效果也难以得到保障。

发明人在先前授权公告号为CN102548177B的专利“等离子体空气净化装置的放电电极结构”的申请中，采用了正负电极组交叉形成接触点的电极结构，打破了现有技术的认知，形成了较大面积的辉光放电。但囿于材料及电极交叉结构等的限制，未能充分发挥出电极的柔性性质，且附带产生的臭氧量过多。因此为得到应用于等离子体消毒净化技术的高效率产品设备，对放电电极的进一步深入研究是关键，这就需要我们设计出一种既满足应用上的消毒灭菌、净化除臭的要求，又保证达到低功耗等现代化产品的要求，且具有一定的柔性和便携性的电极结构，以降低对空间等条件的限制要求，极大的提高装置的处理效率。

针对现有技术的缺陷，提出本发明。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明采用碳纤维电极材质，目的在于设计一种既可以实现消毒灭菌、净化除臭的功能也能达到低功耗要求且具有柔性性质的放电电极结构的等离子体生成装置。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，包括具有高压输出电路的电源系统，与高压输出电路的高压端连接的高压电极，以及接地电极，所述高压电极与接地电极以相互螺旋缠绕的结构直接接触，高压电极与接地电极至少其中一个电极为柔性体结构，高压电极与接地电极至少其中一个电极包裹有绝缘介质；采用柔性体结构的接地电极选用熔点高、导电性能较好的碳纤维材料；电源系统通电后，两电极的接触区域发生表面放电，生成大量低温等离子体；相互缠绕直接接触的高压电极和接地电极结构可以以直接接触的方式对被处理物体进行消毒灭菌处理。

所述的高压电极为刚性体结构，所述接地电极为柔性体结构，接地电极以螺旋缠绕的方式贴附缠绕在刚性体结构的高压电极上。

或者，所述的高压电极和接地电极均为柔性体结构，接地电极以螺旋缠绕的方式贴附缠绕在高压电极上，形成等离子体消毒灭菌条。若干所述等离子体消毒灭菌条贴附在一定面积的基材上，或编织成网状、罩状结构，直接整体附着于被处理物体进行消毒灭菌处理。

所述的高压电极和接地电极至少一个包裹有绝缘介质。所述的绝缘介质为聚四氟乙烯。

本发明的有益效果是：