УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНИЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ПЛАЗМЕННЫЙ РАЗРЯД В ВОДЕ Российский патент 2008 года по МПК C02F1/46 A61L2/14 

Область техники

Изобретение относится к устройству для обеспечения ионизированной воды, использующему внутриводный плазменный разряд, в частности - к устройству для обеспечения ионизированной воды, использующему внутриводный плазменный разряд и в котором вода вводится в плазменно-ионизированное состояние путем выполнения внутриводного разряда при помощи устройства, которое выполняет внутриводный плазменный разряд в таком сосуде, как чашка, в результате чего формируемые при этом анионы (О₃ ^-, ОН^-, HOCl, Н₂O₂) могут стерилизовать бактерии в воде и готовить стерилизованную воду дезинфицирующего действия.

Уровень техники

Для устранения неприятного запаха изо рта и для профилактики десневых заболеваний большинство людей чистят зубы зубной щеткой и зубной пастой или полоскают горло таким лекарственным средством, как жидкость для полоскания рта. Неприятный запах происходит из-за приобретенного системного заболевания или из-за имеющих неприятный запах веществ, образующихся, когда белок, частицы пищи и т.п. в слюне ферментируются в аминокислоты микроорганизмами в полости рта, и затем аминокислоты растворяются декарбоксилазой или деаминазой. Помимо этого, если люди принимают в пищу такие продукты, как чеснок или красный перец, то неприятный запах изо рта обусловлен наличием сульфидов, содержащихся в этих продуктах.

Эти полоскания для рта имеют вид таблеток, содержащих целлюлозу, вспенивающие вещества, полирующие вещества, органические кислоты, вещества профилактики кариеса и прочие, и также имеют эффект выделения газа из жидкости в виде пузырьков. Поскольку зубная паста использует перекись в качестве состава, содержащего воду, такую как вода для полоскания, зубная паста вряд ли может быть эффективной для полости рта.

Поэтому, поскольку чистка полости рта щеткой или полосканием устраняет неприятный запах изо рта временно, и при этом ни одно из этих средств не длится и не устраняет полностью находящиеся во рту бактерии, поэтому проблема заключается в том, что причина десневого заболевания, кариеса и изменения цвета зубов остается нерешенной. Также их недостаток в том, что гигиена полости рта неэффективная, и в том, что ощущение свежести длительности не имеет.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение направлено на решение упомянутых выше проблем известного уровня техники. Задача настоящего изобретения заключается в реализации устройства обеспечения ионизированной воды, использующего внутриводный плазменный разряд и в котором вода принимает плазменно ионизированное состояние путем выполнения внутриводного разряда при помощи устройства, которое выполняет плазменный разряд в воде в таком сосуде, как чашка, в результате чего формируемые при этом анионы (О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂) могут стерилизовать бактерии в воде и готовить стерилизованную воду дезинфицирующего действия.

Согласно первому осуществлению настоящего изобретения, для решения упоминаемой выше задачи предложено устройство обеспечения ионизированной воды для получения дезинфицирующей или стерилизующей воды с помощью анионов, создаваемых за счет того, что воду вводят во внутриводное плазменно-ионизированное состояние путем выполнения внутриводного разряда; причем устройство содержит сосуд для воды, блок внутриводной плазменной ионизации для введения воды в емкости во внутриводное плазменно ионизированное состояние при помощи внутриводного разряда, блок регулирования электрической мощности, который регулирует электрическую мощность, необходимую для работы блока внутриводной плазменной ионизации.

Согласно второму осуществлению настоящего изобретения, для достижения упомянутой цели предлагают устройство обеспечения ионизированной воды для получения стерилизованной воды дезинфицирующего действия с помощью анионов (О^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂), создаваемых внутриводным разрядом, содержащее сосуд для воды, блок внутриводной плазменной ионизации для введения воды в емкости во внутриводное плазменно-ионизированное состояние при помощи внутриводного разряда, выключатель электропитания для переключения электропитания, блок электропитания для преобразования электрической мощности из электрической мощности переменного тока в электрическую мощность постоянного тока и для выведения преобразованной электрической мощности постоянного тока; блок переключения для включения или выключения электропитания от блока электропитания в соединительный блок; блок управления, который направляет управляющий сигнал ВКЛ в блок переключения и направляет электрическую мощность постоянного тока от блока электропитания в блок внутриводной плазменной ионизации при включении выключателя электропитания, и направляет управляющий сигнал ВЫКЛ в блок переключения и прекращает электропитание по истечении определенного времени; блок звукового сигнала для выдачи сигнала звонка или мелодии, управляемый блоком управления; и датчиковый блок, который передает воспринятый сигнал в блок управления, когда датчик воспринимает наличие воды.

Согласно третьему осуществлению настоящего изобретения, для достижения упомянутой цели предлагается устройство обеспечения ионизированной воды для получения стерилизованной воды дезинфицирующего действия с помощью анионов, создаваемых путем введения воды во внутриводное плазменно-ионизированное состояние за счет внутриводного разряда; содержащее бак для воды, блок внутриводного разряда, который вводит воду в баке во внутриводное плазменно-ионизированное состояние за счет внутриводного разряда; соединительный/несущий блок для соединения бака для воды и блока внутриводного разряда в воде, на котором они установлены; и блок электропитания, который обеспечивает и регулирует электрическую мощность, нужную для внутриводного разряда, выполняемого блоком внутриводного разряда.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - изображение в перспективе наружной конфигурации устройства 100 обеспечения ионизированной воды, использующего плазменный разряд, согласно первому осуществлению настоящего изобретения;

Фиг.2 - изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, блока 120 внутриводной плазменной ионизации;

Фиг.3 - блок-схема внутренней конфигурации блока 130 регулирования электрической мощности;

Фиг.4а и 4b показывают положение, при котором блок 120 внутриводной плазменной ионизации с прикрепленной с нему емкостью 110 установлен на блоке 130 регулирования электрической мощности;

Фиг.5 - изображение в перспективе наружной конфигурации устройства 600 обеспечения ионизированной воды, использующего плазменный разряд, согласно второму осуществлению настоящего изобретения;

Фиг.6 - изображение в перспективе блока 620 внутриводного разряда, имеющего одну группу пластин внутриводного разряда;

Фиг.7 - изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, блока внутриводного разряда, имеющего несколько групп пластин внутриводного разряда;

Фиг.8 - изображение в перспективе, в сборе, блока внутриводного разряда, имеющего несколько групп пластин внутриводного разряда;

Фиг.9 - частичная конфигурация блока электропитания для запитывания устройства 600 обеспечения ионизированной воды;

Фиг.10 - изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, принципа работы блока 620 внутриводного разряда.

Оптимальный вариант осуществления изобретения

Предпочтительные осуществления изобретения излагаются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На соответствующих чертежах аналогичные ссылочные обозначения обозначают аналогичные элементы, хотя и на разных чертежах.

Чтобы не перегружать описание в отношении его идеи и объема, подробное изложение конфигураций или функций известного уровня техники, относящихся к изобретению, не приводится.

Согласно изобретению, устройство внутриводного разряда для приведения воды в плазменно-ионизированное состояние используется для выполнения внутриводного разряда, чтобы образуемые при этом анионы (O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂) стерилизовали микроорганизмы, вирусы, бактерии и прочие в воде.

Устройство внутриводного плазменного разряда, согласно настоящему изобретению, выполнено с возможностью индуцирования внутриводного разряда и за счет этого - создания большого количества анионов (O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂), даже с приложением к нему очень низких значений напряжения. Для формирования анионов даже при низком напряжении нужно применить механизм пробоя воды (также называемый внутриводным разрядом). Внутриводный разряд, т.е. внутриводный плазменный разряд, проявляется в виде пузырькового механизма. Принцип пузырькового механизма заключается в следующем. Ионизированные примеси и ОН^- электролитической ионизации в воде создают центры зародышеобразования в ячеистом участке (т.е. на неровностях) на катоде, к которому прилагается напряжение, в результате чего образуется участок чрезвычайно локализованного электрического поля, вызывающий местный нагрев, по причине которого пузырьки могут образовываться за счет испарения молекул воды (Н₂О). При образовании пузырьков они создают канал электропроводности между двумя электродами, при этом распространяясь на большой скорости от катода к аноду. Это соответствует внутриводному разряду, выполняемому по принципу пузырькового механизма. С уменьшением площади поверхности катода и анода разряд может иметь место даже при более низких напряжениях.

Фиг.1 показывает изображение в перспективе наружной конфигурации устройства 100 обеспечения ионизированной воды, использующего внутриводный плазменный разряд, в соответствии с первым осуществлением изобретения.

Согласно Фиг.1, устройство 100 обеспечения ионизированной воды содержит емкость 110 для воды, блок 120 внутриводной плазменной ионизации, который приводит воду в емкости 110 в состояние внутриводной плазменной ионизации за счет внутриводного плазменного разряда; и блок 130 регулирования электрической мощности, который регулирует электропитание, необходимое для работы блока 120 внутриводной плазменной ионизации.

Емкость 110 выполнена в виде полой цилиндрической чашки без дна. Ручка 112 чашки сформирована на внешнем периметре емкости 110 и служит для удобного подъема или перемещения емкости 110. Резьба, например наружная резьба, сформирована вокруг нижнего конца емкости 110 и имеет заданную длину, и служит для соединения емкости с блоком 120 внутриводной плазменной ионизации.

Блок 120 внутриводной плазменной ионизации имеет блок 122 внутриводного разряда, который индуцирует внутриводный разряд в соответствии с электропитанием. Клеммы 124 выступают от нижней поверхности блока внутриводной плазменной ионизации и создают путь обеспечения электропитания от блока 130 регулирования электрической мощности. Блок 122 внутриводного разряда прямоугольный и прикреплен к нижней поверхности блока 120 внутриводной плазменной ионизации. В блоке 122 внутриводного разряда один из двух монтажных проводов намотан в поперечном направлении, и другой провод - в продольном. Интервал между проводами поперечной и продольной намоток равен 0,1 ˜ 30 мм, и эти две намотки имеют противоположные полярности.

Выше упомянуто, что емкость 110 и блок 120 внутриводной плазменной ионизации соединены резьбой, но их можно соединить и другими способами, например - хомутом. Соответственно, выполнение блока 120 внутриводной плазменной ионизации может изменяться в соответствии с используемым способом соединения.

На блоке 130 регулирования электрической мощности установлен блок 120 внутриводной плазменной ионизации, к которому прикреплена емкость 110 и который запитывает блок 120 внутриводной плазменной ионизации. Конструкция, в которой устанавливается блок 120 внутриводной плазменной ионизации, сформирована в верхней части блока 130 регулирования электрической мощности. Т.е. выполнены соединительные пазы а, в которые вставляются клеммы, и опорный паз b, в котором крепится блок 120 внутриводной плазменной ионизации. Блок 130 регулирования электрической мощности имеет выключатель 132 электропитания, который включает/выключает электропитание; светодиод 134 электропитания, который указывает состояние готовности к запитыванию, светодиод индикации нахождения в рабочем режиме, указывающий завершение работы блока 120 внутриводной плазменной ионизации после включения выключателя электропитания, и т.п.

Фиг.2 показывает изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, блока 120 внутриводной плазменной ионизации.

Согласно Фиг.2, блок 120 внутриводной плазменной ионизации подразделяется на блок 122 внутриводного разряда и соединитель 240. Блок 122 внутриводного разряда подразделяется на электродную ячейку 210, противоположную электродную ячейку 220 и раму 230.

Электродная ячейка 210 и противоположная электродная ячейка 220 имеют противоположные полярности. В данном изобретении используется такой проводящий материал, как платиновая проволока, но могут быть также использованы и другие проводящие материалы. Электродная ячейка 210 имеет прямоугольную конфигурацию за счет последовательного расположения множества платиновых проводов в поперечном направлении, и противоположная электродная ячейка 220 имеет прямоугольную конфигурацию за счет последовательного расположения множества платиновых проводов в продольном направлении. Блок 122 внутриводного разряда выполнен прикреплением прямоугольного электрода и противоположных электродных ячеек 210 и 220 к раме 230. Соединительные штырьки с и d выступают от нижнего конца рамы 230 на ее противоположных боковых сторонах. При соединении блока 122 внутриводного разряда с соединителем 240 соединительные штырьки с и d блока 122 внутриводного разряда вставляются в соединительные пазы, сформированные на нижней поверхности соединителя 240. При запитывании блока 122 внутриводного разряда блоком 130 регулирования электрической мощности положительная (+) электроэнергия прилагается к одному соединительному штырьку с, и отрицательная (-) электроэнергия подается на другой соединительный штырек d. Датчик 232, воспринимающий наличие воды в емкости 110, установлен на нижнем конце рамы 230.

Соединитель 240 выполнен в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру нижнего конца емкости 110. Соединитель 240 имеет нижнюю поверхность, и пазы, в которые вставляются соединительные штырьки с и d блока 122 внутриводного разряда, сформированы на нижней поверхности. Резьба, например внутренняя резьба, сформирована по цилиндрическому внутреннему периметру емкости 110 на длину, соответствующую длине резьбы емкости 100. Клеммы 124 выступают от нижней поверхности соединителя 240 по линиям продления пазов, соответственно, в которые вставлены штырьки с и d. Опорный выступ 250 в виде прямоугольного стержня, предотвращающий качание блока 122 внутриводного разряда блока 120 внутриводной плазменной ионизации, когда блок 120 внутриводной плазменной ионизации установлен на блоке 130 регулирования электрической мощности, сформирован на нижней поверхности соединителя 240.

Фиг.3 показывает блок-схему внутренней конфигурации блока 130 регулирования электрической мощности.

Согласно Фиг.3, блок 130 регулирования электрической мощности содержит соединительную секцию 302, секцию 304 переключения, секцию 306 электропитания, секцию 308 управления, секцию 310 звукового сигнала, светодиод 134 запитывания, выключатель 132 электропитания, светодиод индикации 136 нахождения в рабочем режиме и т.п.

Соединительная секция 302 является компонентом, к которому подключены клеммы 124 блока 120 внутриводной плазменной ионизации, и имеет соединительные пазы а, в которые входят клеммы 124 блока 120 внутриводной плазменной ионизации.

Секция 304 переключения включает/выключает электропитание от секции 306 электропитания при реагировании на срабатывание секции 308 управления. Например, в качестве секции 304 переключения можно использовать такие разные переключающие элементы, как транзисторы p-n-p, n-p-n, реле и полевой транзистор.

Секция 306 электропитания преобразует поступающую извне (розетка) мощность переменного тока в мощность постоянного тока и выдает мощность постоянного тока. В данном изобретении мощность переменного тока, равная 110 или 220 В, предпочтительно преобразуется, в свою очередь, в выдаваемую мощность постоянного тока с 1,5 В в 100 В.

При включения выключателя 132 электропитания секция 308 управления направляет управляющий сигнал ВКЛ в секцию переключения 304, в результате чего мощность постоянного тока подается из секции 306 электропитания в блок 120 внутриводной плазменной ионизации через соединительную секцию 302. Затем, по истечении заданного времени работы, секция 308 управления направляет управляющий сигнал ВЫКЛ в секцию переключения 304, в результате чего электропитание прекращается. Секция 308 управления выдает сигнал звонка или мелодии в секцию 310 звукового сигнала и также включает светодиод 136 индикации нахождения в рабочем режиме, указывая пользователю возможность пользования водой в емкости 110.

Секция 310 звукового сигнала выдает сигнал звонка или мелодии или т.п. под управлением секции 308 управления.

Когда датчик 232 воспринимает наличие воды, то датчиковая секция 312 передает сигнал об этом восприятии в секцию 308 управления.

Далее следует описание предпочтительного варианта действия устройства 100 обеспечения ионизированной воды изложенной выше конфигурации, использующего внутриводный плазменный разряд.

Фиг.4а и 4b показывают состояние, в котором блок 120 внутриводной плазменной ионизации с прикрепленной к нему емкостью 110 установлен на блоке 130 регулирования электрической мощности.

Обращаясь к Фиг.4а: штепсель 510 с соединенным с ним электропроводом запитывает устройство 100 обеспечения ионизированной воды. Чтобы направить электропитание в блок 130 регулирования электрической мощности, пользователь просто вставляет штепсель 510 устройства 100 обеспечения ионизированной воды в розетку 100 В или 220 В (не показана), чтобы электропитание смогло поступать в устройство 100 обеспечения ионизированной воды. Разумеется, согласно Фиг.4b, электропитание можно обеспечивать при помощи аккумулятора - сухого элемента или батареи. При этом напряжение аккумулятора повышается с 1,5 В до 100 В постоянного тока, и затем используют его.

Мощность переменного тока подается из розетки в секцию 306 электропитания блока 130 регулирования электрической мощности через штепсель 510 и электрический шнур 520. Если мощность подается в блок 130 регулирования электрической мощности, то светодиод 134 электропитания включается и указывает, что мощность приложена. При этом направленная в секцию 306 электропитания мощность передается в секцию 304 переключения и находится в состоянии готовности в секции 304 переключения, т.к. секция 304 переключения обычно находится в состоянии ВЫКЛ.

При загорании светодиода 134 запитывания устройства 100 обеспечения ионизированной воды пользователь наполняет емкость 110 полностью или частично.

После наполнения емкости 110 водой пользователь включает выключатель 132 электропитания, чтобы приступить к очистке воды в емкости. При включении выключателя 132 электропитания секция 308 управления блока 130 регулирования электрической мощности направляет сигнал ВКЛ в секцию 304 переключения, в результате чего секция 304 переключения включается. При этом запитывание готовности в секции 304 переключения прилагается к блоку 122 внутриводного разряда через соединитель 302 и клеммы 124 блока 120 внутриводной плазменной ионизации. Причем, если воспринятый сигнал затем не будет направлен от датчиковой секции 312 в блок 308 управления по той причине, что датчик 232 не определил наличие воды, то секция 308 управления не включит секцию 304 переключения.

Положительную и отрицательную мощность можно прилагать от секции 306 электропитания в секцию 304 переключения. Согласно изобретению, секция 308 управления управляет секцией 304 переключения таким образом, что положительное и отрицательное напряжения можно попеременно подавать каждые одну-пять минут. При этом полярность соединительного вывода 124 изменяется всякий раз при чередовании мощности.

Электропитание подается в блок 122 внутриводного разряда через соединительные штырьки с и d, соединенные с клеммами 124. В блоке 122 внутриводного разряда катодная мощность и анодная мощность прилагаются к электродной ячейке 210 и к противоположной электродной ячейке 220, соответственно. Поэтому в блоке 122 внутриводного разряда внутриводный разряд происходит в направлении от катода к аноду.

Ионизированные примеси и электролитически разделенные анионы пристают к электродной ячейке 210 и к противоположной электродной ячейке 220 блока 122 внутриводного разряда, в результате чего формируется центр зародышеобразования. Центр зародышеобразования становится участком усиления локализованного поля, в котором локально создается высокая плотность тока, вода локально нагревается, и при этом образуются пузырьки при испарении молекул воды. Образующиеся пузырьки расширяются, в результате чего создается проводящий канал от катодного (+) электрода к анодному (-) электроду. Это - внутриводный разряд, происходящий за счет пузырькового механизма. Когда происходит внутриводный разряд, то окисляющие и стерилизующие материалы, такие как O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂, создаются в воде.

Получаемые таким образом анионы (O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂) позволяют растворенным в воде тяжелым металлам и ионизированным примесям превращаться в безвредные материалы путем процесса окисления, с последующей стерилизацией присутствующих в воде микроорганизмов, вирусов и бактерий.

Благодаря анионам, создаваемым и растворяемым в воде блоком 122 внутриводного разряда, вода в емкости 110 преобразуется в стерилизованную воду дезинфицирующего действия. Поэтому получаемая в емкости 110 вода действенно устраняет неприятные запахи изо рта. Помимо этого, получаемая в емкости 110 вода эффективна для лечения десневых заболеваний, т.к. эта вода способна дезинфицировать микроорганизмы или бактерии в полости рта. Также, поскольку стерилизующая или дезинфицирующая вода содержит анионы (О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂), она способна не только стерилизовать вирусы, бактерии и т.п., находящиеся на овощах, фруктах, пище и т.п., но также содействует превращению тяжелых металлов и вредных соединений на овощах, фруктах, пище и т.п. в безвредные материалы путем их окисления.

Фиг.5 представляет изображение в перспективе устройства 600 получения ионизированной воды за счет плазменного разряда согласно второму осуществлению изобретения.

Согласно Фиг.5а, устройство 600 обеспечения ионизированной воды согласно второму осуществлению изобретения включает в себя бак 610 для воды, блок 620 внутриводного разряда для приведения воды в баке 610 в плазменно-ионизированное состояние за счет внутриводного разряда, соединительный/несущий блок 630 для соединения бака 610 для воды и блока 620 внутриводного разряда друг с другом и для их установки на нем; и блок 640 электропитания для обеспечения и регулирования электрической мощности, необходимого для осуществления внутриводного разряда блоком 620 внутриводного разряда.

Бак 610 для воды выполнен в виде полой цилиндрической чашки с открытым верхним концом и с нижним концом, в котором сформировано множество отверстий. Снаружи бак 610 для воды может иметь ручку для удобства подъема и перемещения бака 610 для воды. Бак 610 для воды прикреплен к соединительному/несущему блоку 630 через блок 620 внутриводного разряда при помощи крепежных винтов 632 и 634, которые сформованы литьем под давлением в отверстиях дна бака 610 для воды. При этом блок 620 внутриводного разряда и соединительный/несущий блок 630 можно прикрепить друг к другу вакуумной сваркой.

Блок 620 внутриводного разряда реагирует с водой и индуцирует внутриводный разряд при подаче в него электропитания, и имеет поперечную разрядную раму 622, поперечную разрядную пластину 624, продольную разрядную пластину 626 и продольную разрядную раму 628. Электрическая мощность подается от блока 640 электропитания на поперечную и продольную разрядные пластины 624 и 626 через крепежные винты 632 и 634 и крепежные гайки 636 и 638, прикрепленные друг к другу. Поперечная и продольная разрядные пластины 624 и 626 блока 620 внутриводного разряда имеют противоположные полярности и являются титановыми электродными пластинами, покрытыми таким обладающим хорошей проводимостью материалом, как платина.

Согласно Фиг.5b, поперечная разрядная пластина 624 выполнена таким образом, что платиновое покрытие на титановой пластине имеет вид множества полос, сформированных на ней в поперечном направлении, и продольная разрядная пластина 626 выполнена таким образом, что платиновое покрытие на титановой пластине имеет вид множества полос, сформированных на ней в продольном направлении. Блок 620 внутриводного разряда выполнен следующим образом: прямоугольные поперечная и продольная разрядные пластины 624 и 626 прикреплены к поперечной и продольной разрядным рамам 622 и 628 крепежными винтами 632 и 634 и крепежными гайками 636 и 638. Поперечная и продольная разрядные рамы 622 и 628 выполнены из непроводящего материала и отделяют друг от друга поперечную и продольную разрядные пластины 624 и 626.

При прикреплении поперечной и продольной разрядных пластин 624 и 626, соответственно, к поперечной и продольной разрядным рамам 622 и 628 полосы поперечной и продольной разрядных пластин 624 и 626 создают в воде многочисленные виртуальные точки пересечения.

Блок 640 электропитания имеет углубление для вмещения в нем соединительного/несущего блока 630, к которому прикреплен блок 620 внутриводного разряда; и проводящий контактный вывод 642, который выступает от нижней поверхности блока 640 электропитания и поэтому контактирует с крепежными гайками 636 и 638. Не показано на Фиг.5а: блок 640 электропитания также имеет выключатель электропитания для включения/выключения электропитания, светодиод запитывания, указывающий готовность запитывания, светодиод индикации нахождения в работе, который указывает состояние завершения работы блока 620 внутриводного разряда после включения выключателя электропитания.

Фиг.6 показывает изображение в перспективе блока 620 внутриводного разряда, имеющего одну группу пластин внутриводного разряда.

Согласно Фиг.6, блок 620 внутриводного разряда имеет одну группу разрядных пластин, и в нем поперечная и продольная разрядные пластины 624 и 626 прикреплены к поперечной и продольной разрядным рамам 622 и 628, соответственно, в один слой. Крепежные винты 632 и 634 вставлены через поперечную разрядную пластину 624, и крепежные гайки 636 и 638 вставлены через продольную разрядную пластину 626. Крепежные винты 632 и 634 и крепежные гайки 636 и 638 скреплены друг с другом.

Фиг.7 показывает изображение в перспективе с пространственным разделением деталей блока внутриводного разряда с несколькими группами пластин внутриводного разряда.

Согласно Фиг.7, блок 800 внутриводного разряда, имеющий несколько групп пластин внутриводного разряда, содержит множество (т.е. число N) поперечных разрядных пластин 812 и множество (т.е. число N) продольных разрядных пластин 814, которые отделены друг от друга и соединены друг с другом множеством многослойных разделительных планок 820, 822, 824 и 826. Поскольку N поперечных и продольных разрядных пластин 812 и 814 в этом осуществлении собраны в блок 800 внутриводного разряда, совокупный объем внутриводного разряда увеличивается в (N-1) раз по сравнению с первым осуществлением. Соответственно, время, нужное для создания стерилизующей воды, снизится в отношении 1/(N-1) по сравнению с первым осуществлением, либо количество создаваемой стерилизующей воды будет в (N-1) раз превышать количество стерилизующей воды первого осуществления - если для создания стерилизующей воды затрачивается столько же времени, что и в первом осуществлении.

Фиг.8 показывает изображение в перспективе собранного блока внутриводного разряда, имеющего множество групп пластин внутриводного разряда.

Фиг.8(а) показывает изображение в перспективе блока 800 внутриводного разряда в сборе - вид сверху под углом; и Фиг.8(b) показывает изображение в перспективе блока 800 внутриводного разряда - вид снизу под углом.

Согласно Фиг.8, блок 800 внутриводного разряда выполнен следующим образом: множество поперечных и продольных разрядных пластин 812 и 814 расположены друг над другом; поперечная и продольная разрядные рамы 622 и 628, соответственно, расположены сверху и снизу расположенных друг над другом разрядных пластин; и поперечная и продольная разрядные пластины 812 и 814 и поперечная и продольная разрядные рамы 622 и 628 скреплены и соединены многослойными разделяющими планками 820, 824 и 826.

При этом два крепежные отверстия, через которые вставлены крепежные винты 632 и 634, сформированы на противоположных боковых сторонах каждой поперечной и продольной разрядных пластин 812 и 814 и поперечной и продольной разрядных рам 622 и 628. Крепежные отверстия становятся соосными, когда разрядные пластины и рамы располагаются друг над другом, и затем крепежные винты 632 и 634 вставляются через крепежные отверстия, и тем самым завершается сборка блока внутриводного разряда.

Фиг.9 показывает частичную конфигурацию блока электропитания для запитывания устройства 600 обеспечения ионизированной воды.

Согласно Фиг.9, блок 640 электропитания содержит микроконтроллер 1010, секцию 1020 генерирования напряжения, которая генерирует напряжение под управлением микроконтроллера 1010, резисторную секцию 1030 для генерирования тока в соответствии с напряжением.

Микроконтроллер 1010 измеряет значение тока по отношению к напряжению и преобразует измеряемое значение тока в цифровые данные при помощи аналого-цифрового преобразователя.

Устройство 600 обеспечения ионизированной воды, согласно изобретению, действует следующим образом: мощность постоянного тока прилагается от блока 640 электропитания в блок 620 внутриводного разряда, и вода (Н₂О) в баке для воды разлагается на такие анионы, как O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂ при помощи блока 620 внутриводного разряда. При этом, поскольку устройство 600 обеспечения ионизированной воды работает в лавинном режиме, проводящие материалы покрытия на разрядных пластинах изнашиваются, если устройство обеспечения ионизированной воды используется в течение длительного срока. Соответственно, рабочие характеристики пластин 624 и 626 внутриводного разряда значительно снижаются, и пластины нужно будет обязательно заменить. Поэтому, согласно Фиг.9, устройство 600 обеспечения ионизированной воды также имеет схему автоматической диагностики изношенного состояния пластин 624 и 626 внутриводного разряда.

Обращаясь к Фиг.9, микроконтроллер 1010 измеряет напряжение, прилагаемое к шунтирующему сопротивлению резисторной секции 1030, и также измеряет значение тока с помощью аналого-цифрового преобразователя, находящегося в микроконтроллере 1010. Если измеренное значение тока равно заданному значению, определенному в программе микроконтроллера 1010, или превышает его, то это говорит о том, что бак 610 для воды с прикрепленным к нему блоком 620 внутриводного разряда установлен на блоке 640 электропитания. Если измеренное значение тока является числовым значением (уже заданным значением), почти приближающимся к 0 (нулю), то отображается сообщение «нет чашки», указывающее, что бак 610 для воды не установлен на блоке 640 электропитания. Если измеряемое значение тока равно 80% нормального значения (уже заданного значения) или ниже его, то отображается сообщение «сменить чашку». То есть, если на дисплее отображается сообщение «нет чашки» или «сменить чашку», даже если бак 610 для воды установлен на блоке 640 электропитания, то пользователь может заключить, что в случае сообщения «нет чашки» чашка (бак для воды) неправильно установлена, или устройство обеспечения ионизированной воды работает без воды в чашке; и что в случае сообщения «сменить чашку» чашку нужно заменить на новую, поскольку это означает состояние, в котором разрядные пластины блока 620 внутриводного разряда изношены, и поэтому их надо заменить.

Далее следует описание работы устройства 600 обеспечения ионизированной воды при помощи внутриводного плазменного разряда согласно второму осуществлению изобретения.

Пользователь установил бак 610 для воды с прикрепленным к нему блоком 620 внутриводного разряда на блок 640 электропитания, затем включил выключатель, при этом положительная и отрицательная электроэнергия прилагается от блока 640 электропитания в блок 620 внутриводного разряда. При необходимости микроконтроллер 1010 может регулировать блок 640 электропитания, чтобы положительное (+) и отрицательное (-) напряжения попеременно направлялись каждые одну-пять минут. При этом полярности поперечной и продольной разрядных пластин 624 и 626 будут меняться всякий раз при чередовании подаваемой электроэнергии.

В блоке 640 электропитания электроэнергия прилагается к блоку 620 внутриводного разряда через контактный вывод 642 посредством крепежных винтов 636 и 638 и крепежных гаек 632 и 638. Затем в блоке 620 внутриводного разряда катодная и анодная мощности прилагаются к поперечной и продольной разрядным пластинам 624 и 626, соответственно. Поэтому в блоке 620 внутриводного разряда происходит внутриводный разряд в направлении от катода к аноду.

Ионизированные примеси и электролитически разделенные анионы пристают к поперечной и продольной разрядным пластинам 624 и 626 в блоке 620 внутриводного разряда, в результате чего формируется центр зародышеобразования. Этот центр зародышеобразования становится участком увеличения локализованного поля, в котором локально создается высокая плотность тока, вода локально нагревается, и затем образуются пузырьки при испарении молекул воды. Образующиеся пузырьки воды расширяются, в результате чего создается проводящий канал от катодного (+) электрода к анодному (-) электроду. В описываемом выше процессе происходит разряд за счет пузырькового механизма.

Фиг.10 показывает изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, принципа работы блока 620 внутриводного разряда.

Обращаясь к Фиг.10, при приложении напряжения V_o к блоку 620 внутриводного разряда начинает действовать механизм лавинного пробоя - по причине распределения напряжения V_o и заземления, прилагаемых к соответствующим разрядным пластинам, - во многих виртуальных точках пересечения в пространстве между разрядными пластинами #1 и #2 в положении, в котором верхняя поверхность разрядной пластины #1 и нижняя поверхность разрядной поверхности #2 отделены друг от друга на расстояние du. Это происходит между верхней поверхностью разрядной пластины #2 и нижней поверхностью разрядной пластины #3, между верхней поверхностью разрядной пластины #3 и нижней поверхностью разрядной пластины #4 и между верхней поверхностью разрядной пластины #4 и нижней поверхностью разрядной пластины #5. То есть, если имеется N разрядных пластин, то формируется переключение, содержащее многие виртуальные точки пересечения, в которых возникают (N-1) механизмов лавинного пробоя.

Согласно механизму лавинного пробоя, при приложении напряжения V_o к двум точкам Р1 и Р1' электрода, отделенных друг от друга расстоянием d (мм), в воде создается электрическое поле согласно следующему уравнению (1).

При этом, если электрическое поле превышает критическое значение механизма лавинного пробоя, то повторяются следующие, как пример, процессы механизма лавинного пробоя: формирование центра зародышеобразования, локализованная область сильного электрического поля, локализованная область высокой плотности тока, локализованная область высокой температуры, испарение, образование пузырьков, расширение пузырьков, образование проводящего канала и повторный пуск.

Поскольку блок 620 внутриводного разряда в ходе упоминаемых выше процессов создает в воде в баке 610 анионы (O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂), вода обладает окисляющими и стерилизующими свойствами. Поэтому при введении полученной в баке 610 воды в полость рта пользователя ее можно эффективно использовать для устранения неприятного запаха изо рта. Причем, поскольку вода в баке 610 обладает способностью стерилизовать микроорганизмы или бактерии во рту, ее можно эффективно использовать для профилактики и лечения разных десневых заболеваний.

Согласно излагаемым выше предпочтительным осуществлениям изобретения, поскольку блок внутриводного разряда, который обрабатывает разрядом воду в баке 610, имеет множество слоев (т.е. N слоев), поэтому блок разряда может работать с интенсивностью внутриводного разряда в (N-1) большей, чем блок внутриводного разряда только с двумя разрядными пластинами, тем самым максимизируя эффективность внутриводного разряда. Помимо этого анионная вода, в которой растворены O^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂, образуется за счет внутриводного разряда в баке 610 для воды, поэтому можно реализовать устройство обеспечения ионизированной воды для стерилизации различных микроорганизмов, вирусов, бактерий и прочих, в воде.

Согласно описываемому выше изобретению, воду с анионами (О^-, О₃ ^-, OH^-, HOCl, H₂O₂) можно использовать для устранения неприятного запаха изо рта и для обеспечения ощущения свежести на долгое время.

Помимо этого, поскольку микроорганизмы или бактерии - обычные возбудители десневых заболеваний - стерилизуются при полоскании рта анионной водой, обеспечивается возможность профилактики и лечения разных десневых заболеваний.

Причем анионную воду можно использовать для стерилизации вирусов или бактерий и т.п., находящихся на овощах, фруктах, пище и т.п., и также для содействия превращению тяжелых металлов и вредных соединений на овощах, фруктах, пище и т.п. в безвредные материалы.

Поскольку блок 120 внутриводной плазменной ионизации и блок 130 регулирования электрической мощности можно отделить друг от друга, емкость легко заменяется в случае неисправности блока 120 внутриводной плазменной ионизации.

Характеристики внутриводного разряда в баке 610 для воды можно повысить при помощи многослойных разрядных пластин, и можно получить стерилизующую воду хорошего стерилизующего действия и большое количество стерилизующей воды, при необходимости.

Поскольку пользователь может распознать состояние эксплуатационной изношенности разрядных пластин и своевременно заменить изношенные разрядные пластины, стерилизующую воду можно создавать с постоянным сохранением хороших характеристик внутриводного разряда.

Приводимые выше описания лишь иллюстрируют техническую идею изобретения в качестве примера.

Данное изобретение изложено на примере предпочтительных осуществлений, но специалистам в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации, которые возможны в нем в рамках диапазона и идеи изобретения.

Поэтому осуществления изобретения не предполагают ограничение изобретения, а иллюстрируют его технический замысел; и все изменения, модификации и эквиваленты в рамках технического замысла настоящего изобретения должны считаться входящими в объем настоящего изобретения.

Соответственно, действительный объем настоящего изобретения определяется в прилагаемой формуле изобретения, и все изменения, модификации и эквиваленты в рамках технической идеи изобретения считаются входящими в его объем.

Изобретение может быть использовано для получения ионизированной воды, применяемой для полоскания рта и стерилизации пищевых продуктов. Устройство получения ионизированной воды содержит: емкость (110) для воды, блок (120) плазменной ионизации, блок (130) регулирования электрической мощности, необходимой для работы блока (120) плазменной ионизации, клемму (124), которая создает путь электропитания от блока (130) регулирования электрической мощности и выступает от нижней поверхности блока (120) плазменной ионизации. Блок (120) плазменной ионизации содержит блок (122) разряда, который создает разряд в воде в соответствии с электропитанием, и соединитель для прикрепления к нему блока (122) разряда. Блок (122) разряда прикреплен к нижней поверхности блока (120) плазменной ионизации и содержит датчик для восприятия наличия воды. Изобретение позволяет получать ионизированную воду, которая обеспечивает устранение неприятного запаха изо рта и профилактику заболеваний десен при полоскании рта, а также содействует обезвреживанию тяжелых металлов и вредных соединений на поверхности пищевых продуктов путем их окисления. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство получения ионизированной воды для приготовления стерилизующей воды с помощью анионов, создаваемых путем приведения воды в плазменно-ионизированное состояние за счет разряда в воде, содержащее емкость (110) для воды; блок (120) плазменной ионизации для приведения воды в плазменно-ионизированное состояние за счет внутриводного разряда, при этом блок (120) плазменной ионизации содержит блок (122) разряда, который создает разряд в воде в соответствии с электропитанием, и соединитель для прикрепления к нему блока (122) разряда; блок (130) регулирования электрической мощности для регулирования электрической мощности, необходимой для работы блока (120) плазменной ионизации, клемму (124), которая создает путь электропитания от блока (130) регулирования электрической мощности и выступает от нижней поверхности блока (120) плазменной ионизации, причем блок (122) разряда прикреплен к нижней поверхности блока (120) плазменной ионизации и содержит датчик (232) для восприятия наличия воды.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость (110) имеет форму полой цилиндрической чашки без дна, вокруг нижнего конца которой сформирована резьба заданной длины, служащая для соединения емкости с блоком (120) плазменной ионизации.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (122) разряда включает в себя электродную ячейку (210), противоположную электродную ячейку (220) и раму (230), при этом электродная ячейка (210) и противоположная электродная ячейка (220) имеют противоположные полярности; и электродная ячейка (210) выполнена путем последовательного расположения множества монтажных проводов в поперечном направлении; противоположная электродная ячейка (220) выполнена путем последовательного расположения множества монтажных проводов в продольном направлении; блок (122) внутриводного разряда выполнен путем прикрепления электродной ячейки (210) и противоположной электродной ячейки (220) к раме (230); и соединительные штырьки (с, d) выступают из нижнего конца рамы (230) на ее противоположных боковых сторонах.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (120) разряда выполнен намоткой одного из двух монтажных проводов в поперечном направлении и намоткой другого провода в продольном направлении таким образом, что интервал между поперечно и продольно намотанными проводами имеет значения в пределах 0,1 - 30 мм, и два намотанных провода имеют противоположные полярности.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (130) регулирования электрической мощности включает в себя соединительную секцию (302) с клеммой (124) подключенного к ней блока (120) плазменной ионизации, содержащую соединительные пазы (а) для вмещения в них клеммы (124); секцию (306) электропитания для преобразования переменного тока в постоянный ток и выдачи преобразованного постоянного тока; секцию (304) переключения для включения/выключения электропитания от секции (306) электропитания в соединительную секцию (302); секцию (308) управления, которая направляет управляющий сигнал ВКЛ в секцию (304) переключения и постоянный ток от секции (306) электропитания в блок (120) плазменной ионизации через соединительную секцию (302) при включении выключателя (132) электропитания, и направляет управляющий сигнал ВЫКЛ в секцию (304) переключения, и прекращает подачу электроэнергии по истечении заданного времени; секцию (310) выдачи звукового сигнала, которая выдает сигнал звонка или мелодии под управлением секции (308) управления; и секцию (312) датчиков, которая передает воспринятый сигнал в секцию (308) управления, когда датчик (232) воспринимает наличие воды.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (130) регулирования электрической мощности включает в себя соединительную секцию (302) с клеммой (124) подключенного к ней блока (120) плазменной ионизации, содержащую соединительные пазы (а) для вмещения в них клеммы (124); секцию (306) электропитания для преобразования переменного тока в постоянный ток и выдачи преобразованного постоянного тока; секцию (304) переключения для включения/выключения электропитания от секции (306) электропитания в соединительную секцию (302); секцию (308) управления, которая направляет управляющий сигнал ВКЛ в секцию (304) переключения и постоянный ток от секции (306) электропитания в блок (120) плазменной ионизации через соединительную секцию (302) при включении выключателя (132) электропитания, и направляет управляющий сигнал ВЫКЛ в секцию (304) переключения, и прекращает подачу электроэнергии по истечении заданного времени; секцию (310) выдачи звукового сигнала, которая выдает сигнал звонка или мелодии под управлением секции (308) управления; и секцию (312) датчиков, которая передает воспринятый сигнал в секцию (308) управления, когда датчик (232) воспринимает наличие воды.7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что внутриводный разряд происходит таким образом, что ионизированные примеси и электролитически ионизированные анионы подходят к электродной ячейке (210) и к противоположной электродной ячейке (220), в результате чего на них создается центр зародышеобразования; центр зародышеобразования становится участком увеличения локализованного поля, в котором локально создается высокая плотность тока, вода локально нагревается, и затем создаются пузырьки при испарении молекул воды; и пузырьки затем расширяются, в результате чего от катодного (+) электрода к анодному (-) электроду создается проводящий канал.8. Устройство по любому из пп.1 и 5, 6, отличающееся тем, что блок (130) регулирования электрической мощности содержит сухой элемент и аккумулятор.9. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что постоянный ток имеет напряжение от 1,5 до 100 В.10. Устройство получения ионизированной воды для приготовления очищенной воды дезинфицирующего действия с помощью анионов, создаваемых путем введения воды в плазменно-ионизированное состояние за счет разряда в воде, содержащее бак (610) для воды; блок (620) разряда для введения воды в баке (610) в плазменно-ионизированное состояние за счет разряда в воде; соединительный/несущий блок (630) для соединения и установки на нем бака (610) для воды и блока (620) разряда; и блок (640) электропитания для подачи и регулирования электрической мощности, необходимой для осуществления разряда блоком (620) разряда, при этом блок (620) разряда реагирует с водой и индуцирует разряд в воде при приложении к нему электрической мощности, и включает в себя поперечную разрядную раму (622), поперечную разрядную пластину (624), продольную разрядную пластину (626) и продольную разрядную раму (628); и электрическая мощность направляется от блока (640) электропитания на поперечную и продольную разрядные пластины (624, 626) блока (620) разряда по крепежным винтам (632, 634) и крепежным гайкам (636, 638), прикрепленным друг к другу.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что бак (610) для воды имеет форму полой цилиндрической чашки и имеет открытый верхний конец и нижний конец со множеством сформированных в нем отверстий, и прикреплен к соединительному/несущему блоку (630) через блок (620) разряда при помощи вставки крепежных винтов (632, 634) в отверстия, сформированные на нижней поверхности бака (610) для воды.12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что блок (620) разряда и соединительный/несущий блок (630) прикреплены друг к другу при помощи вакуумной сварки.13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что блок (640) электропитания имеет углубление для вмещения в нем соединительного/несущего блока (630) с прикрепленным к нему блоком (620) разряда и проводящий контактный вывод (642), выступающий из его нижней поверхности и входящий в контакт с крепежными гайками (636, 638); и блок (640) электропитания также содержит выключатель электропитания для включения/выключения электропитания, и светодиод электропитания, указывающий состояние готовности электропитания, и светодиод индикации нахождения в работе, указывающий состояние завершения работы блока (620) разряда после включения выключателя электропитания.14. Устройство по п.10 или 13, отличающееся тем, что блок (640) электропитания работает таким образом, что к блоку (620) разряда попеременно прикладывают положительное и отрицательное напряжения каждые одну-пять минут.15. Устройство по п.10, отличающееся тем, что крепежные винты (632, 634) сформованы литьем под давлением в соединительном/несущем блоке (630).16. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в блоке (620) разряда поперечная и продольная разрядные пластины (624, 626) имеют противоположные полярности, и в воде создаются многочисленные виртуальные точки пересечения при помощи полос поперечной и продольной разрядных пластин (624, 626) при прикреплении поперечной и продольной разрядных пластин (624, 626) к поперечной и продольной разрядным рамам (622, 628), соответственно при этом поперечная разрядная пластина (624) выполнена таким образом, что платиновое покрытие на пластине имеет вид множества полос, сформированных на ней в поперечном направлении, а продольная разрядная пластина (626) выполнена таким образом, что платиновое покрытие на пластине имеет вид множества полос, сформированных на ней в продольном направлении.17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок (640) электропитания содержит микроконтроллер (1010) для регулирования электрической мощности, секцию (1020) генерирования напряжения для генерирования напряжения под управлением микроконтроллера (1010) и резисторную секцию (1030) для генерирования тока в соответствии с этим напряжением.18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что блок (620) разряда выполнен путем прикрепления поперечной и продольной пластин (624, 626) к поперечной и продольной рамам (622, 628) при помощи крепежных винтов (632, 634) и крепежных гаек (636, 638), которые литьем под давлением сформованы в соединительном/несущем блоке (630); и поперечная и продольная разрядные рамы (622, 628) выполнены из непроводящего материала.19. Устройство по п.10 или 16, отличающееся тем, что множество поперечных и продольных разрядных пластин блока разряда соединены друг с другом таким образом, что пластины отделены друг от друга многослойными разделительными планками.20. Устройство по п.10, отличающееся тем, что множество поперечных и продольных разрядных пластин блока разряда соединены друг с другом таким образом, что пластины отделены друг от друга многослойными разделительными пластинами.21. Устройство по п.17, отличающееся тем, что микроконтроллер (1010) измеряет напряжение, прилагаемое к шунтирующему сопротивлению резисторной секции (1030), и также измеряет значение тока при помощи аналого-цифрового преобразователя, находящегося в микроконтроллере (1010), и отображает на дисплее сообщение «нет чашки», если измеряемое значение тока равно заданному значению или ниже его, в результате чего можно определить, что бак (610) для воды не установлен на блоке (640) электропитания, или устройство работает в условиях, когда в баке (610) нет воды.