СИСТЕМА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА И ЗАЩИТНАЯ ОДЕЖДА Российский патент 2025 года по МПК A61L9/22 A61L101/10 A41D13/02 

[Область техники, к которой относится изобретение] [0001]

Настоящее изобретение относится к системе очистки воздуха и защитной одежде, которая включает в себя систему очистки воздуха.

[Уровень техники изобретения]

[0002]

Ранее предложено обезвреживающее устройство, которое использует плазму высоковольтного разряда в газообразной среде для окислительной обработки N0 в выхлопных газах, выбрасываемых из двигательных установок и других двигателей внутреннего сгорания.

[0003]

Для генерирования плазмы высоковольтного разряда, в случае использования трансформатора преобразования напряжения, часто применяемого в низкочастотном диапазоне не выше 10 МГц, необходимо снижать индуктивность (реактивность) на высоких частотах не ниже 100 МГц. Это означает, что число витков катушки и размер катушки требуется уменьшить, и диаметр катушки, используемой как электропровод, становится небольшим, что создает проблему невозможности подачи на вход большой мощности.

[0004]

С другой стороны, в случае повышения напряжения, при сохранении низкого характеристического импеданса, например, 50 Ом, без вышеупомянутого преобразования напряжения, при напряжении 1000 В необходима мощность, например, 10 кВт (=1000² ⋅ 50/2). Источник питания, который подает на вход мощность такой величины трудно обеспечить практически.

[0005]

Ввиду вышеизложенного, в нижеприведенном непатентном документе (NPL) 1 предлагается плазменный реактор, который генерирует плазму между электродами посредством подачи на электроды высоковольтных импульсов, имеющих частоту несколько килогерц и напряжение в пике в диапазоне от 5000 В до 10000 В, для окисления N0 в выхлопных газах, выбрасываемых из двигательных установок и других двигателей внутреннего сгорания.

[Список литературы]

[Непатентная литература] [0006]

[NPL 1] Complete NOx Removal Technology Using Nonequilibrium Plasma and Chemical Process (Performances of Ordinary and Barrier Type Plasma Reactors), Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 66, No. 646B, pp. 1501-1506 (2000)

[Сущность изобретения]

[Техническая проблема]

[0007]

Однако обычные системы очистки воздуха, выполняющие функцию плазменных реакторов, сталкиваются с такой проблемой, что на электроды не подается достаточно мощности вследствие рассогласования импеданса для сигнала прикладываемого импульсного напряжения. Кроме того, при высоковольтных импульсах с частотой несколько килогерц, время между высоковольтными импульсами превосходит время электрического разряда, создаваемого высоковольтными импульсами. В это время электроны, образованные ионизацией из газа, рекомбинируют, и поэтому требуется подача большого количества энергии для электронной ионизации каждый раз, когда подаются высоковольтные импульсы. В результате, устройство имеет низкий коэффициент полезного действия по мощности. Следовательно, даже если плазма генерируется, количество бактерий, вирусов и т.п. в воздухе, разрушаемых плазмой, оказывается небольшим по сравнению с входной мощностью.

[0008]

Кроме того, в обычных системах очистки воздуха сложно уменьшать: диссоциацию молекул азота, которая, вместе с диссоциацией молекул кислорода, вызывается сильным электрическим полем, соответствующим наивысшему значению импульса; и содержание оксидов азота, образуемых диссоциацией молекул азота. В обычных системах очистки воздуха сложно также обеспечить возможность образования озона одновременно с предотвращением образования оксидов азота.

[0009]

Ввиду этого, для решения вышеописанных проблем настоящее изобретение имеет целью обеспечить систему очистки воздуха и защитную одежду, способные разрушать бактерии, вирусы и т.п. в воздухе посредством эффективного генерирования плазмы, при одновременном снижении входной мощности, по сравнению с обычной технологией.

[Решение проблемы]

[0010]

Для достижения вышеописанной цели, система очистки воздуха в соответствии с аспектом настоящего изобретения является системой очистки воздуха, которая генерирует плазму с использованием напряжения, при этом система очистки воздуха включает в себя: первый электрод, который возбуждает электромагнитный резонанс, когда подается мощность; второй электрод, расположенный вокруг первого электрода в состоянии, отделенном от первого электрода; устройство питания, которое подает мощность на первый электрод; измеритель электрического поля, который измеряет напряженность электрического поля между первым электродом и вторым электродом; и контроллер, который управляет мощностью, подаваемой на первый электрод, причем контроллер осуществляет управление посредством регулировки частоты мощности, подаваемой на первый электрод, и положения, в котором мощность подается на первый электрод, чтобы максимально повысить выходное значение сигнала, указывающего напряженность электрического поля, измеряемого измерителем электрического поля.

[0011]

Система очистки воздуха дополнительно включает в себя детектор, который контролирует количество образуемых озона и оксидов азота. При установке количеств образуемых озона и оксидов азота в качестве заданных количеств, подлежащих регулированию, система очистки воздуха изменяет мощность переменного тока (АС), частоту и точку подвода мощности таким образом, что электрическим полем, прилагаемым к плазме, можно управлять так, чтобы к молекулам газа подводилась энергия, при которой молекулы кислорода диссоциируются плазмой, и тем самым образуется озон, но молекулы азота не диссоциируются, и тем самым минимизируется образование оксидов азота.

[0012]

Для достижения вышеописанной цели, защитная одежда в соответствии с аспектом настоящего изобретения включает в себя: систему очистки воздуха; и укрывающую часть, которая оборудована системой очистки воздуха и закрывает поверхность тела человека, и система очистки воздуха очищает воздух, всасываемый снаружи, и подает очищенный воздух в укрывающую часть.

[0013]

Следует отметить, что данные общие или конкретные аспекты могут быть реализованы при посредстве системы, способа, интегральной схемы, компьютерной программы или компьютерно-читаемого носителя данных, такого как CD-ROM или при посредстве их комбинации.

[Полезные эффекты изобретения]

[0014]

В соответствии с настоящим изобретением, бактерии, вирусы и т.п.в воздухе можно разрушать посредством эффективного генерирования плазмы, при одновременном снижении входной мощности, по сравнению с обычной технологией.

[Краткое описание чертежей]

[0015]

[Фиг. 1]

Фиг. 1 - схематическое представление системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1.

[Фиг. 2]

Фиг. 2 - схематическое представление, например, потока воздуха, всасываемого в систему очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1, и изменения точки подвода мощности, в которой устройство питания подает мощность на линейный электрод.

[Фиг. 3]

Фиг. 3 - схематическое представление изменений длины резонатора, включенного в состав системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1.

[Фиг. 4]

Фиг. 4 - схематическое представление разрушения вирусов в области генерирования плазмы системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1.

[Фиг. 5]

Фиг. 5 - схематическое представление, например, потока воздуха, всасываемого в систему очистки воздуха в соответствии с модификацией варианта осуществления 1, и изменения точки подвода мощности, в которой устройство питания подает мощность на линейный электрод.

[Фиг. 6]

Фиг. 6 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2, которая включает в себя, например, клапан регулировки потока, содержащий расходомер.

[Фиг. 7]

Фиг. 7 - схематическое представление основной части системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2.

[Фиг. 8]

Фиг. 8 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 1 варианта осуществления 2, которая включает в себя, например, второй блок фильтра, нагреватель, второй детектор, первый блок фильтра, первый детектор и трубку.

[Фиг. 9]

Фиг. 9 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 2 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок фильтра, нагреватель, второй детектор, трубку, первый блок фильтра и первый детектор, и в которой второй детектор обеспечен на трубке.

[Фиг. 10]

Фиг. 10 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 3 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок фильтра, нагреватель и первый детектор, и в которой применяется основная часть, включающая в себя контроллер и так далее.

[Фиг. 11]

Фиг. 11 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 4 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок фильтра, нагреватель и первый детектор.

[Фиг. 12]

Фиг. 12 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 5 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок фильтра и первый детектор.

[Фиг. 13]

Фиг. 13 - блок-схема системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 6 варианта осуществления 2, которая включает в себя первый детектор.

[Фиг. 14]

Фиг. 14 - схематическое представление вида спереди защитной одежды в соответствии с вариантом осуществления 3 и дисплея защитной одежды.

[Фиг. 15]

Фиг. 15 - вид сбоку защитной одежды в соответствии с вариантом осуществления 3, при наблюдении с боковой стороны.

[Фиг. 16]

Фиг. 16 - вид спереди системы очистки воздуха, включенной в состав защитной одежды в соответствии с вариантом осуществления 3, с пояснением того, как система очистки воздуха всасывает вирусы и т.п.вместе с воздухом.

[Фиг. 17]

Фиг. 17 - вид в разрезе системы очистки воздуха, включенной в состав защитной одежды в соответствии с вариантом осуществления 3 по линии XVI-XVI на фиг. 16.

[Описание вариантов осуществления]

[0016]

Далее в настоящем документе варианты осуществления по настоящему изобретению будут подробно описаны со ссылкой на чертежи. Каждый из нижеописанных вариантов осуществления поясняет один конкретный пример настоящего изобретения. Следовательно, численные значения, формы, материалы,

составляющие элементы, расположение и соединение составляющих элементов, этапов и порядок выполнения этапов и т.п., показанные в нижеописанных вариантах осуществления, являются всего лишь примерными и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Соответственно, из составляющих элементов, включенных в состав нижеследующих вариантов осуществления, составляющие элементы, не упомянутые в каком-либо из независимых пунктов формулы изобретения, описаны как необязательные составляющие элементы.

[0017]

Следует отметить, что чертежи представлены схематически и не обязательно являются точными изображениями. Кроме того, одинаковые ссылочные позиции на фигурах присвоены, по существу, одинаковым составляющим элементам, и избыточные описания могут отсутствовать или быть упрощенными.

[0018]

Кроме того, в последующих вариантах осуществления применяется термин «по существу». Например, предполагается, что термин «по существу, центральный участок» означает не только участок, который является в точности центральным, но также участок, который является практически центральным, то есть, включающим в себя, например, несколько процентов допуска на ошибки. Термин «по существу, центральный участок» означает также центральный участок в пределах диапазона, в котором могут быть получены полезные эффекты настоящего изобретения. То же самое относится к другим выражениям, включающим в себя определение «существенный».

[0019]

Далее в настоящем документе описаны система очистки воздуха и защитная одежда в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0020]

[Вариант осуществления 1]

<Конфигурация: Система 1 очистки воздуха>

Далее описана конфигурация системы 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0021]

Фиг. 1 является схематическим представлением системы 1 очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1. Фиг. 2 является схематическим представлением, например, потока воздуха, всасываемого в систему 1 очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1, и изменений точки F подвода мощности, в которой устройство 30 питания подает мощность на линейный электрод 20.

[0022]

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, система 1 очистки воздуха является воздухоочистителем, который разрушает, то есть, убивает и удаляет бактерии, вирусы и т.п. с помощью устройства генерирования плазмы высоковольтного разряда, способного генерировать плазму высоковольтного разряда (называемую далее в настоящем документе просто «плазмой») с использованием высокого напряжения в высокочастотном диапазоне. В настоящем варианте осуществления система 1 очистки воздуха генерирует плазму с использованием высокого напряжения, получаемого модуляцией несущей волны, имеющей частоту в диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц. Следует отметить, что высокое напряжение является, например, напряжением приблизительно 100 В или выше. Высокое напряжение в настоящем варианте осуществления может быть в диапазоне от 10²В до 10⁵В.

[0023]

Высокочастотный диапазон относится также к частотам приблизительно 100 МГц или выше. Высокочастотный диапазон в настоящем варианте осуществления может иметь нижний предел 100 МГц и верхний предел 10 ГГц. Плазма в настоящем варианте осуществления является плазмой при атмосферном давлении, генерируемой в атмосферном воздухе при нормальном давлении. Следует отметить, что система 1 очистки воздуха может также разрушать и удалять микрочастицы, взвешенные в воздухе, такие как пыль, цветочная пыльца, клещи и дым.

[0024]

Система 1 очистки воздуха включает в себя первый корпус 10, линейный электрод 20, устройство 30 питания, измеритель 40 электрического поля, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, привод 36, контроллер 70, воздуховод 17, второй корпус 50, фильтр 60 и вентилятор 51.

[0025]

Первый корпус 10 создает (ограничивает) пространство 10а, которое является удлиненным и вмещает линейный электрод 20 в состоянии, отделенном от линейного электрода 20. Первый корпус 10 заземлен и, следовательно, функционирует как заземляющий электрод. Первый корпус 10 располагается вокруг линейного электрода 20 и вмещает линейный электрод 20. Опоры 16а для присоединения линейного электрода 20 располагаются и жестко зафиксированы в пространстве 10а, которое находится внутри первого корпуса 10. Опоры 16а являются опорными компонентами, которые отделяют линейный электрод 20 от внутренней поверхности стенки первого корпуса 10 и поддерживают линейный электрод 20 в предварительно заданной ориентации. Опоры 16а сформированы с использованием такого материал, как, например,

политетрафторэтилен.

[0026]

Первый корпус 10 сформирован с использованием электропроводного материала, имеющего высокую электропроводимость, например, серебра, меди или алюминия. Первый корпус 10 является примером второго электрода.

[0027]

Первый корпус 10 удлинен в одном направлении с продольным направлением линейного электрода 20, чтобы вмещать линейный электрод 20. В настоящем варианте осуществления первый корпус 10 имеет форму, соответствующую форме линейного электрода 20, например, цилиндрическую, но форма первого корпуса 10 конкретно не ограничена.

[0028]

Первый корпус 10 включает в себя впускное отверстие 12а, через которое всасывается воздух, и отверстие 12b через которое воздух, всасываемый через впускное отверстие 12а, выпускается в воздуховод 17. Впускное отверстие 12а сформировано с одной концевой стороны первого корпуса 10 в продольном направлении, и отверстие 12b сформировано с другой концевой стороны первого корпуса 10 в продольном направлении. Воздух и прочее, что присутствует снаружи первого корпуса 10, всасывается и протекает через впускное отверстие 12а. К отверстию 12b подсоединен воздуховод 17. Воздух и прочее, что прошло через впускное отверстие 12а и протекло по пространству 10а первого корпуса 10, проходит через отверстие 12b и протекает в воздуховод 17.

[0029]

Кроме того, первый корпус 10 включает в себя рамку 13, которая напоминает сетку. Рамка 13 обеспечена на впускном отверстии 12а и закрывает открытую поверхность впускного отверстия 12а.

[0030]

Линейный электрод 20 является удлиненным электродом, который удлинен в предварительно заданном направлении. Линейный электрод 20 размещается в первом корпусе 10 и обеспечен в состоянии, отделенном от первого корпуса 10. В частности, линейный электрод 20 располагается в предварительно заданной ориентации в продольном направлении первого корпуса 10 и жестко закреплен к первому корпусу 10 посредством опор 16а в состоянии соединения с опорами 16а, чтобы отделяться от внутренней поверхности стенки первого корпуса 10.

[0031]

Линейный электрод 20 сформирован с использованием электропроводного материала, имеющего высокую электропроводимость, например, серебра, меди или алюминия. Линейный электрод 20 является примером первого электрода. Следует отметить, что первый электрод может быть электродом пластинчатой формы и не ограничен линейным электродом 20.

[0032]

Как показано на фиг. 2, модулированная или немодулированная мощность переменного тока, подаваемая устройством 30 питания, подводится к точке F подвода мощности линейного электрода 20. Точка F подвода мощности является, по существу, центральным участком линейного электрода 20 в продольном направлении и является точкой, в которую подводится модулированная или немодулированная мощность переменного тока, подаваемая устройством 30 питания. В зависимости от выходного значения (например, выходного напряжения) сигнала, показывающего напряженность электрического поля, измеряемую измерителем 40 электрического поля, положение точки F подвода мощности корректируется на предварительно заданное расстояние в продольном направлении линейного электрода 20 от положения, по существу, на половине длины линейного электрода 20. Длина линейного электрода 20 равна сумме длины основной части линейного электрода 20 и длин первого диэлектрика 22 и второго диэлектрика 23 в продольном направлении линейного электрода 20.

[0033]

Первый диэлектрик 22 и второй диэлектрик 23 предусмотрены на конце линейного электрода 20 (концевом участке, находящемся ближе к впускному отверстию 12а). Первый диэлектрик 22 и второй диэлектрик 23 предусмотрены на линейном электроде 20 таким образом, чтобы не оставлять открытым один конец линейного электрода 20. Первый диэлектрик 22 является диэлектрическим материалом, который обладает высокой термостойкостью и располагается вокруг линейного электрода 20 на одном конце линейного электрода 20. Второй диэлектрик 23 является диэлектрическим материалом, который обладает высокой термостойкостью и располагается на торцевой поверхности одного конца линейного электрода 20. Каждый из первого диэлектрика 22 и второго диэлектрика 23 является, например, керамикой, такой как кварцевое стекло или оксид алюминия. В настоящем варианте осуществления первый диэлектрик 22 является синтетическим кварцем, и второй диэлектрик 23 является оксидом алюминия.

[0034]

Линейный электрод 20 возбуждает резонанс в первом корпусе 10, когда из устройства 30 питания подается мощность переменного тока. Мощность переменного тока подается на линейный электрод 20 для возбуждения резонанса с максимальной эффективностью.

[0035]

Фиг. 3 является схематическим представлением изменений половины длины волны во время резонанса в системе 1 очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1. Половина длины волны во время резонанса в пространстве 10а первого корпуса 10 представляет сумму длины линейного электрода 20 в продольном направлении и длины плазмы, генерируемой в области Р генерирования плазмы между одним концом линейного электрода 20 и впускным отверстием 12а первого корпуса 10 (длины, параллельной продольному направлению линейного электрода 20). Часть а на фиг. 3 показывает состояние, в котором в области Р генерирования плазмы не генерируется никакой плазмы. Как показано штриховыми линиями, половина длины волны электромагнитной волны во время резонанса электромагнитной волны в линейном электроде 20 является длиной линейного электрода 20 в продольном направлении. Иначе говоря, λ/2=L, где λ/2 является половиной длины волны электромагнитной волны во время резонанса электромагнитной волны в линейном электроде 20, и L является длиной линейного электрода 20. Далее, часть b на фиг. 3 показывает состояние, в котором плазма начинает генерироваться в области Р генерирования плазмы. Как показано штриховыми линиями, половина длины волны электромагнитной волны во время резонанса электромагнитной волны равна сумме длины линейного электрода 20 в продольном направлении и длины плазмы. Иначе говоря, λ/2=L+d, где d (переменный параметр) равен длине плазмы. Далее, часть с на фиг. 3 показывает состояние, в котором плазма достигла максимального размера в области Р генерирования плазмы, и изображает половину длины волны электромагнитной волны во время резонанса, как показано штриховыми линиями.

[0036]

В настоящем варианте осуществления длина линейного электрода 20 установлена для эффективного генерирования плазмы в области Р генерирования плазмы в частотном диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц.

[0037]

Область Р генерирования плазмы является областью между одним концом линейного электрода 20 и открытой поверхностью впускного отверстия 12а и является областью в пространстве 10а первого корпуса 10 для генерирования плазмы. Первое кратчайшее расстояние между одним концом линейного электрода 20 и открытой поверхностью впускного отверстия 12а в области Р генерирования плазмы короче, чем второе кратчайшее расстояние между другим концом линейного электрода 20 и открытой поверхностью отверстия 12b. Благодаря обеспечению первого кратчайшего расстояния короче, чем второе кратчайшее расстояние, в области Р генерирования плазмы эффективно генерируется плазма. Когда первый корпус 10 наблюдается в продольном направлении, область Р генерирования плазмы покрывает и перекрывает открытую поверхность впускного отверстия 12а. В области Р генерирования плазмы размер генерируемой плазмы и площадь поверхности проекции, обращенная к открытой поверхности, изменяется соответственно мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20.

[0038]

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в процессе подачи первым усилителем 32 модулированного или немодулированного переменного тока, получаемого на выходе комбинированного осциллятора с преобразованием частоты+модулятора 31, управляемого контроллером 70, устройство 30 питания подает модулированный или немодулированный переменный ток в точку F подвода мощности линейного электрода 20. Устройство 30 питания включает в себя комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31, первый усилитель 32, ввод 33 питания и линию 34 питания.

[0039]

Комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31 выполняет функции как осциллятора для регулировки напряжения, так и модулятора, которые подают модулированную мощность переменного тока или немодулированный переменный ток в точку F подвода мощности линейного электрода 20 посредством первого усилителя 32. В частности, при управлении контроллером 70 для максимального повышения выходного значения сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля (или обеспечения достижения локального максимума для выходного значения), комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31 управляет частотой мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20. Иначе говоря, комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31 управляется контроллером 70 таким образом, чтобы фаза тока (или напряжения), при подаче мощности переменного тока, усиливаемой первым усилителем 32, в точку F подвода мощности, и фаза тока во время резонанса, возбуждаемого в пространстве 10а первого корпуса 10, становились одной фазой (фазы становились синхронизированными).

Комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор выдает в первый усилитель 32 переменный ток, управляемый так, чтобы синхронизировать упомянутые фазы.

[0040]

Первый усилитель 32 усиливает мощность переменного тока, выдаваемого комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31, и подает усиленную мощность переменного тока в точку F подвода мощности по линии 34 питания. Хотя первый усилитель 32 имеет предварительно заданный коэффициент усиления мощности переменного тока, величина усиления может быть настраиваемой, при необходимости.

[0041]

Ввод 33 питания является оконечным соединением для подачи мощности переменного тока, усиленной первым усилителем 32, в точку F подвода мощности линейного электрода 20. Ввод 33 питания фиксируется на первом корпусе 10, чтобы электрически соединять линию 34 питания и точку F подвода мощности линейного электрода 20. Ввод 33 питания является держателем, который фиксирует линию 34 питания на первом корпусе 10.

[0042]

Линия 34 питания является электрической шиной для подачи мощности переменного тока, усиленной первым усилителем 32 в точке F подвода мощности линейного электрода 20. Линия 34 питания удерживается вводом 33 питания и может перемещаться вместе с вводом 33 питания посредством привода 36 в продольном направлении линейного электрода 20. Следует отметить, что линия 34 питания может быть единственным составляющим элементом, который может перемещаться приводом 36 в продольном направлении линейного электрода 20.

[0043]

Измеритель 40 электрического поля является датчиком, который измеряет напряженность электрического поля между линейным электродом 20 и первым корпусом 10, когда на линейный электрод 20 подается усиленная мощность переменного тока. Измеритель 40 электрического поля измеряет напряженность электрического поля в пространстве 10а первого корпуса 10 и выдает измеренный сигнал (измеряемый сигнал), выходное значение которого является пропорциональным напряженности электрического поля, на детектор 42 при посредстве второго усилителя 41. Как описано далее, измеритель 40 электрического поля выдает измеренный сигнал, выходное значение которого максимально повышается (или достигает локального максимума) контроллером 70, управляющим устройством 30 питания и преобразователем 35 напряжения.

[0044]

Измеритель 40 электрического поля фиксируется на первом корпусе 10. Измеритель 40 электрического поля располагается в таком положении на первом корпусе 10, которое находится ближе к отверстию 12b первого корпуса 10, и которое находится напротив другого конца линейного электрода 20.

[0045]

Второй усилитель 41 усиливает измеренный сигнал, выдаваемый измерителем 40 электрического поля, и выводит усиленный измеренный сигнал на детектор 42. Хотя второй усилитель 41 усиливает измеренный сигнал с предварительно заданным коэффициентом усиления, величина усиления может быть настраиваемой, при необходимости.

[0046]

Детектор 42 получает измеренный сигнал, усиленный вторым усилителем 41, и выполняет детектирование полученного измеренного сигнала. Например, детектор 42 выполняет детектирование измеренного сигнала с использованием барьерного диода Шоттки. Детектор 42 выдает в контроллер 70 сигнал, который показывает результат детектирования выполненного детектирования измеренного сигнала. Сигнал, показывающий результат детектирования, является сигналом, который показывает результат контроля напряженности электрического поля в первом корпусе 10.

[0047]

Преобразователь 35 напряжения, управляемый контроллером 70, регулирует напряжение, которое преобразователь 35 напряжения подает на привод 36, на основе регулируемого источника питания, например, внешнего источника питания. За счет управления контроллер 70 в соответствии с результатом детектирования при детектировании измеренного сигнала, выполненного детектором 42, преобразователь 35 напряжения регулирует напряжение, которое преобразователь 35 напряжения подает на привод 36. Иначе говоря, преобразователь 35 напряжения приводит в действие привод 36 путем регулирования напряжения, которое преобразователь 35 напряжения прикладывает к приводу 36.

[0048]

Привод 36 соединен с вводом 33 питания устройства 30 питания и приводится в движение, когда преобразователем 35 напряжения прикладывается напряжение. Привод 36 является пьезоэлектрическим элементом и другими устройствами, которые расширяются и сжимаются, когда приводятся в действие, например, приложением напряжения. При приведении в действие напряжением, прикладываемым преобразователем 35 напряжения, привод 36 перемещает линию 34 питания в продольном направлении линейного электрода 20. Иначе говоря, посредством перемещения линии 34 питания, привод 36 изменяет положение точки F подвода мощности, в которой мощность переменного тока подается на линейный электрод 20. В частности, как показано на фиг. 2, привод 36 регулирует положение точки F подвода мощности относительно линейного электрода 20 посредством перемещения положения точки F подвода мощности относительно линейного электрода 20 на расстояние Δх в продольном направлении линейного электрода 20. При условии, что произвольное опорное положение установлено, расстояние Δх является величиной коррекции положения относительно опорного положения и зависит от напряжения V_in1, подаваемого из преобразователя 35 напряжения. Опорное положение является, например, начальным положением в состоянии, в котором мощность переменного тока не подается на линейный электрод 20, или положением в точке половины длины линейного электрода 20 в продольном направлении.

[0049]

В случае линейного электрода 20, эквивалентная длина электрода изменяется потому, что средняя проводимость изменяется соответственно плотности генерируемой плазмы. Это приводит к небольшому перемещению положения согласованной точки подвода мощности. Чем выше оказывается добротность при резонансе, тем больше повышается эффективность генерирования плазмы по отношению к входной мощности, и тем выше становится эффективность разрушения вирусов. Однако, чем выше добротность, тем более важной становится регулировка точки F подвода мощности и резонансной частоты в соответствии с данным небольшим перемещением w. Настоящее изобретение предлагает решение упомянутой проблемы.

[0050]

Контроллер 70 является, например, микроконтроллером. Контроллер 70 управляет устройством 30 питания и преобразователем 35 напряжения.

[0051]

Посредством управления устройством 30 питания, контроллер 70 управляет мощностью переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20. То есть, контроллер 70 управляет частотой мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20, чтобы максимально повысить выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля. В частности, контроллер 70 управляет частотой мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20, посредством управления комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31 в соответствии с результатом детектирования, при детектировании измеренного сигнала, выполняемого детектором 42. При этом контроллер 70 управляет комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31 таким образом, чтобы фаза тока (или напряжения), подаваемого в точку F подвода мощности, и фаза тока (или напряжения) во время резонанса, возбуждаемого в пространстве 10а первого корпуса 10, становились одной фазой.

[0052]

При управлении преобразователем 35 напряжения, контроллер 70 управляет также напряжением, подаваемым на привод 36. То есть, контроллер 70 управляет положением, в котором мощность переменного тока подается на линейный электрод 20, чтобы максимально повысить выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля. Иначе говоря, контроллер 70 регулирует положение точки F подвода мощности посредством управления приводом 36 в соответствии с результатом детектирования, при детектировании измеренного сигнала, выполняемого детектором 42.

[0053]

В процессе автоматического управления поддержкой упомянутого состояния резонанса, результат детектирования, при детектировании измеренного сигнала, выполняемого детектором 42, (результат детектирования показывает локальный максимум состояния резонанса) является управляющим параметром, и частота мощности, выдаваемой комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31, и положение точки F подвода мощности, соответствующей выходному сигналу преобразователя 35 напряжения, соответствуют величине регулировки, при данном автоматическом регулировании.

[0054]

Контроллер 70 осуществляет управление с обратной связью посредством регулировки частоты мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20, и напряжения, прикладываемого к приводу 36, для регулировки положения точки F подвода мощности, чтобы максимально повысить выходное значение измеренного сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля, который измеряет напряженность электрического поля в первом корпусе 10.

[0055]

Воздуховод 17 является трубкой, которая соединяет пространство 10а первого корпуса 10 и пространство 50а второго корпуса 50, и по которой протекает воздух, всасываемый через впускное отверстие 12а первого корпуса 10. Один конец воздуховода 17 подсоединен к отверстию 12b первого корпуса 10, и другой конец воздуховода 17 подсоединен к отверстию 50b второго корпуса 50. То есть, воздуховод 17 направляет воздух, протекающий в пространстве 10а первого корпуса 10, в пространство 50а второго корпуса 50.

[0056]

Второй корпус 50 создает (ограничивает) пространство 50а, которое вмещает фильтр 60 и вентилятор 51. Фильтр 60 и вентилятор 51 располагаются и жестко зафиксированы в пространстве 50а, которое находится внутри второго корпуса 50. Второй корпус 50 сформирован с использованием электропроводного материала, имеющим высокую электропроводимость, например, серебра, меди или алюминия. Второй корпус 50 может быть примером компонента второго электрода.

[0057]

В настоящем варианте осуществления форма второго корпуса 50 представляет, например, удлиненную цилиндрическую форму, но не ограничена конкретно такой формой.

[0058]

Второй корпус 50 включает в себя отверстие 50b, через которое протекает воздух, направляемый воздуховодом 17, и выпускные отверстия 52, через которые воздух, который поступил через отверстие 50b, выпускается наружу из второго корпуса 50. Отверстие 50b сформировано на одном конце второго корпуса 50 в продольном направлении, и выпускные отверстия 52 сформированы на другом конце второго корпуса 50 в продольном направлении. Воздуховод 17 подсоединен к впускному отверстию 50b. Воздух и прочее, что прошло через первый корпус 10 и воздуховод 17, проходит через отверстие 50b. Выпускные отверстия 52 позволяют выпускать наружу воздух, который прошел через отверстие 50b и затем прошел через фильтр 60 и так далее в пространство 50а второго корпуса 50.

[0059]

Фильтр 60 может удалять озон, содержащийся в воздухе и образуемый при генерировании плазмы, когда воздух, протекающий со стороны отверстия 50b в сторону выпускных отверстий 52 второго корпуса 50 (воздух, всосанный через впускное отверстие 12а первого корпуса 10), проходит через фильтр 60. Фильтр 60 располагается вблизи выпускных отверстий 52 в пространстве 50а второго корпуса 50, чтобы удалять озон. Такой фильтр 60 включает в себя активированный уголь.

[0060]

Фильтр 60 может также поглощать, например, останки бактерий, вирусов и т.п. Фильтр 60 поглощает, например, останки бактерий, вирусов и т.п., содержащиеся в воздухе, который прошел через первый корпус 10 и воздуховод 17.

[0061]

Вентилятор 51 является воздуходувкой, которая создает воздушный поток внутри первого корпуса 10, воздуховода 17 и второго корпуса 50, чтобы обеспечивать возможность всасывания воздуха через впускное отверстие 12а первого корпуса 10 и выпуск воздуха через выпускные отверстия 52 второго корпуса 50. Вентилятор 51 располагается в пространстве 50а второго корпуса 50. В настоящем варианте осуществления вентилятор 51 располагается ближе к выпускным отверстиям 52 второго корпуса 50, чем фильтр 60. Когда электродвигатель вентилятора 51 вращает крыльчатку вентилятора 51 (т.е., когда вентилятор 51 приводится во вращение), воздух всасывается через впускное отверстие 12а первого корпуса 10 и протекает через пространство 10а первого корпуса 10 и внутрь воздуховода 17 в установленном порядке, и затем достигает пространства 50а второго корпуса 50, протекает через фильтр 60 и выпускается через выпускные отверстия 52 второго корпуса 50.

[0062]

Следует отметить, что вращение вентилятора 51 может происходить под управлением от контроллера 70. То есть, контроллер 70 может управлять вращением вентилятора 51, при управлении устройством 30 питания и преобразователем 35 напряжения.

[0063]

<Частота мощности переменного тока и положение точки F подвода мощности>

Далее приведено описание взаимосвязи между частотой мощности переменного тока, подаваемой в точке F подвода мощности, и положением точки F подвода мощности, к которой подводится мощность переменного тока, и которая максимально повышает выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля. Ниже приведены выражения (1)-(3), в которых V_in1 обозначает напряжение, которое преобразователь 35 напряжения подает на привод 36; v₁ обозначает переменную, которая зависит от напряжения V_in1; V_in2 обозначает управляющее напряжение осциллятора с преобразованием частоты, включенного в состав комбинированного осциллятора с преобразованием частоты+модулятора 31, которое соответствует частоте мощности, подаваемой в точке F подвода мощности; v₂ обозначает переменную, зависящую от напряжения V_in2; и V₀ обозначает напряжение выходного сигнала детектора, который показывает результат детектирования, который детектор 42 выдает в контроллер 70, который соответствует электрическому полю в конце электрода.

[0064]

[Математическое соотношение 1]

ν₁=V_in 1

(Выражение 1)

[0065]

[Математическое соотношение 2]

ν₂=V_in2

(Выражение 2)

[0066]

[Математическое соотношение 3]

g (ν₁, ν₂)=V₀

(Выражение 3)

[0067]

С использованием вышеприведенных выражений 1-3 вычисляют функцию g(ν₁, ν₂), которая максимально повышает выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля. Иначе говоря, вычисляют значение g(ν₁, ν₂).

[0068]

Удовлетворение нижеприведенным выражениям 4 и 5 является условием для максимального усиления электрического поля. На основании g(ν_1r ν₂) определяются новые функции, как показано в выражениях 6 и 7.

[0069]

[Математическое соотношение 4]

[0070]

[Математическое соотношение 5]

[0071]

[Математическое соотношение 6]

[0072]

[Математическое соотношение 7]

[0073]

Вычисление с использованием выражений 6 и 7 в точке (ν₁, ν₂), в которой q₁(ν₁, ν₂) и g₂ (ν₁, ν₂) становятся равными 0, представляется в форме нижеследующих выражений 8 и 9.

[0074]

[Математическое соотношение 8]

[0075]

[Математическое соотношение 9]

[0076]

Предположим, что в выражениях 8 и 9 [Математическое соотношение 10]

и

[Математическое соотношение 11]

и пренебрегаем

[Математическое соотношение 12]

Тогда получаются выражения 10 и 11, в которых используются

[Математическое соотношение 13]

и

[Математическое соотношение 14]

как показано ниже.

[0077]

[Математическое соотношение 15]

(выражение 10)

[0078]

[Математическое соотношение 16]

(выражение 11)

[0079]

Решение выражений 10 и 11 приводит к выражениям 12 и 13.

[0080]

[Математическое соотношение 17]

[0081]

[Математическое соотношение 18]

[0082]

<Функционирование>

Далее описано функционирование системы 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0083]

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, когда систему 1 очистки воздуха включают, контроллер 70 управляет приведением в действие устройства 30 питания и преобразователя 35 напряжения. При этом контроллер 70 может управлять вентилятором 51 вместе с устройством 30 питания и преобразователем 35 напряжения.

[0084]

Посредством управления устройство 30 питания, контроллер 70 вызывает генерирование плазмы в области Р генерирования плазмы. Когда вращение вентилятора 51 вызывает всасывание, например, воздуха, содержащего бактерии, вирусы и т.п. через впускное отверстие 12а первого корпуса 10, воздух протекает через область Р генерирования плазмы, образованную между впускным отверстием 12а и линейным электродом 20.

[0085]

Как показано на фиг. 4, бактерии, вирусы и т.п., содержащиеся в воздухе, разрушаются и стерилизуются плазмой, при прохождении через область Р генерирования плазмы. Например, молекулы, атомы, ионы, электроны и т.п., диссоциируемые в результате генерирования плазмы, а также озон и ультрафиолетовое излучение, образуемые плазмой, сталкиваются с бактериями, вирусами и т.п. и разрушают их. Микрочастицы, такие как пыль, цветочная пыльца, клещи и дым, содержащиеся в воздухе, также разрушаются. Фиг. 4 является схематическим представлением процесса разрушения вирусов в области Р генерирования плазмы в системе 1 очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1.

[0086]

Как показано на фиг. 2, пыль, например, останки бактерий, вирусов и т.п., которые были разрушены, протекает через пространство 10а первого корпуса 10 вместе с воздухом, протекает во второй корпус 50 по воздуховоду 17 и удаляется из воздуха посредством поглощения фильтром 60 второго корпуса 50. В результате, воздух, который пересек фильтр 60, очищается и выпускается через выпускные отверстия 52 второго корпуса 50. Таким образом, система 1 очистки воздуха может удалять из воздуха бактерии, вирусы и т.п., содержащиеся в воздухе, и подавать очищенный воздух.

[0087]

<Модификация>

Следует отметить, что в модификации варианта осуществления 1, в случае применения вышеописанного фильтра 60 в качестве первого фильтра 60, система 1 очистки воздуха может включать в себя второй фильтр 61, отличающийся от первого фильтра 60.

[0088]

Фиг. 5 является схематическим представлением, например, потока воздуха, всасываемого в систему 1 очистки воздуха в соответствии с модификацией варианта осуществления 1, и коррекций точки F подвода мощности, в которой устройство 30 питания подает мощность на линейный электрод 20.

[0089]

Как показано на фиг. 5, второй фильтр 61 располагается между первым фильтром 60 и отверстием 50b второго корпуса 50. Иначе говоря, второй фильтр 61 располагается перед первым фильтром 60 в потоке воздуха. Второй фильтр 61 является, например, фильтром NO₂.

[0090]

<Полезные эффекты>

Далее описаны полезные эффекты системы 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0091]

Как описано выше, система 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления является системой 1 очистки воздуха, которая генерирует плазму подачей напряжения и включает в себя: линейный электрод 20, который возбуждает электромагнитный резонанс, когда подается мощность переменного тока; первый корпус 10, расположенный вокруг линейного электрода 20 в состоянии, отделенном от линейного электрода 20; устройство 30 питания, которое подводит мощность переменного тока к линейному электроду 20; измеритель 40 электрического поля, который измеряет напряженность электрического поля между линейным электродом 20 и первым корпусом 10; и контроллер 70, который управляет мощностью переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20. Контроллер 70 осуществляет управление посредством регулировки частоты мощности, подаваемой на линейный электрод 20, и положения, в котором мощность подается на линейный электрод 20, чтобы максимально повысить выходное значение сигнала, указывающего напряженность электрического поля, измеряемую измерителем 40 электрического поля.

[0092]

В данной системе, плазму между линейным электродом 20 и первым корпусом 10 можно генерировать подачей мощности переменного тока на линейный электрод 20. Контроллер 70 управляет частотой мощности переменного тока и положением, в котором мощность переменного тока подается на линейный электрод 20. Поэтому мощность переменного тока может быть синхронизирована (зависеть) с/от изменением/ния резонансной частоты, обусловленным(ого) генерированием плазмы таким образом, чтобы фаза тока при подаче мощности переменного тока на линейный электрод 20 и фаза тока во время резонанса, вызываемого в линейном электроде 20, становились одной фазой. При этом, поскольку на линейный электрод 20 может подаваться мощность переменного тока, синхронизированного с изменением резонансной частоты, то может осуществляться такое управление, которое позволяет постоянно поддерживать состояние электромагнитного резонанса и позволяет постоянно максимально повышать выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля.

[0093]

Соответственно, система 1 очистки воздуха может разрушать бактерии, вирусы и т.п., содержащиеся в воздухе посредством эффективного генерирования плазмы, при одновременном снижении входной мощности, по сравнению с обычной технологией.

[0094]

В частности, поскольку система 1 очистки воздуха можно снижать входную мощность, то трудности с созданием схемы высокого напряжения, понижающего трансформатора и прочего, оказываются маловероятными, и устройство 30 питания, которое является источником питания системы 1 очистки воздуха, не увеличивается в размере. Система 1 очистки воздуха может также уменьшать выделение тепла в устройстве 30 питания, вызываемое увеличением значения тока, и уменьшать повреждения и тому подобное электродов, обусловленные выделением тепла. Поэтому, стоимость изготовления системы 1 очистки воздуха не повышается.

[0095]

Следует отметить, что система 1 очистки воздуха может быть спроектирована с возможностью повышения добротности при резонансе, и при этом мощность переменного тока, подаваемая на линейный электрод 20, может снижаться.

[0096]

Следует отметить, что известны также способы удаления бактерий, вирусов и т.п.химическими средствами, с использованием, например, перуксусной кислоты, перекиси водорода, газообразного этиленоксида или озона; но возникают проблемы с их влиянием на организм человека. Кроме того, известны также способы удаления бактерий, вирусов и т.п. физическими средствами, такими как пар высокого давления, радиация и ультрафиолетовое излучение; однако, данные способы не реальны с точки зрения, например, их влияния на организм человека, ограничений по условиям эксплуатации и низкому коэффициенту полезного действия по энергии. Напротив, система 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления может удалять бактерии, вирусы и т.п.дешевле и эффективнее, чем по обычной технологии.

[0097]

Система 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя привод 36, который корректирует положение точки F подвода мощности, в которой устройство 30 питания подает мощность переменного тока на линейный электрод 20. Контроллер 70 регулирует положение точки F подвода мощности посредством управления приводом 36.

[0098]

При этом контроллер 70 может корректировать положение точки F подвода мощности, чтобы максимально повышать выходное значение сигнала, измеряемого измерителем 40 электрического поля. Следовательно, в системе 1 очистки воздуха мощность переменного тока может легко корректироваться в зависимости от изменения резонансной частоты при электромагнитном резонансе, вызываемом генерированием плазмы.

[0099]

В системе 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллер 70 управляет приводом 36 и устройством 30 питания посредством управления двумя параметрами, а именно, частотой и положением точки F подвода мощности на линейном электроде 20, чтобы обеспечивать достижение локального максимума выходным напряжением измерителя 40 электрического поля. Иначе говоря, контроллер 70 осуществляет управление с обратной связью посредством регулировки частоты и положения точки F подвода мощности на линейном электроде 20, чтобы обеспечивать достижение локального максимума выходным напряжением измерителя 40 электрического поля.

[0100]

При этом, поскольку может поддерживаться резонанс, то плазма можно эффективно генерироваться, при одновременном более надежном снижении входной мощности.

[0101]

В системе 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления первый корпус 10 является корпусом, включающий в себя впускное отверстие 12а, через которое всасывается воздух. Система 1 очистки воздуха включает в себя фильтр 60, который располагается вблизи выпускных отверстий 52, через которые выпускается воздух, всосанный через впускное отверстие 12а, и который, когда воздух, всосанный через впускное отверстие 12а, протекает через него, удаляет оксиды азота и озон, образованные плазменным реактором, включающим в себя линейный электрод 20 и первый корпус 10.

[0102]

При этом можно обеспечивать снабжение очищенным воздухом, из которого удалена пыль, например, останки бактерий, вирусов и т.п., разрушенных плазмой.

[0103]

В системе 1 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления линейный электрод 20 является удлиненным электродом. Первый корпус 10 формирует в продольном направлении линейного электрода 20 пространство 10а, которое является удлиненным и вмещает линейный электрод 20. В пространстве 10а, область Р генерирования плазмы для генерирования плазмы обеспечена между линейным электродом 20 и впускным отверстием 12а первого корпуса 10.

[0104]

При этом, поскольку область Р генерирования плазмы обеспечена вблизи впускного отверстия 12а, то можно гарантировать, что воздух, протекающий через впускное отверстие 12а, протекает через область Р генерирования плазмы. Поэтому, бактерии, вирусы и т.п., содержащиеся в воздухе, могут надежно разрушаться.

[0105]

[Вариант осуществления 2]

Далее описана система 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0106]

Настоящий вариант осуществления отличается от варианта осуществления 1 тем, что система 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления дополнительно включает в себя второй блок 101 фильтра, нагреватель 102, третий блок 103 фильтра и первый детектор 105а. Конфигурация основной части 1а в системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления является такой же, как конфигурация системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1, поэтому одинаковым составляющим элементам присвоены одинаковые ссылочные позиции, и их подробных описаний не приводится. В настоящем варианте осуществления система 1 очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1 называется основной частью 1а.

[0107]

Фиг. 6 является блок-схемой системы 2а очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2, который дополнительно включает в себя, например, клапан 115 регулировки потока, содержащий расходомер. Фиг. 7 является схематическим представлением основной части 1а системы 2а очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2.

[0108]

Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, система 2а очистки воздуха включает в себя основную часть 1а, второй блок 101 фильтра, нагреватель 102, третий блок 103 фильтра и первый детектор 105а.

[0109]

Основная часть 1а включает в себя плазменный реактор 3а и первый блок 60а фильтра.

[0110]

Плазменный реактор 3а включает в себя спектроскоп 111 и третий диэлектрик 112, а также первый корпус 10, линейный электрод 20, измеритель 40 электрического поля, привод 36, ввод 33 питания и линию 34 питания. Следует отметить, что плазменный реактор За может избирательно включать в себя один или более из следующих составляющих элементов: комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31, первый усилитель 113, второй усилитель 114, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, контроллер 70 и воздуховод 17.

[0111]

Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления, система 2а очистки воздуха включает в себя, вместо первого усилителя по варианту осуществления 1, первый усилитель 113 и второй усилитель 114. Первый усилитель 113 является, например, операционным усилителем, который преобразует импеданс, и второй усилитель 114 является, например, усилителем мощности. Первый усилитель 113 и второй усилитель 114 включены в конфигурацию устройства 30 питания.

[0112]

Спектроскоп 111 располагается со стороны впускного отверстия 12а первого корпуса 10. В частности, спектроскоп 111 жестко закреплен к внешней поверхности первого корпуса 10 со стороны впускного отверстия 12а первого корпуса 10. Спектроскоп 111 измеряет интенсивность эмиссии плазмы в области Р генерирования плазмы. Следует отметить, что спектроскоп 111 может выдавать результат детектирования в контроллер 70, и контроллер 70 может регулировать частоту (комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31) и положение точки подвода мощности (выходное напряжение преобразователя напряжения) в соответствии с результатом детектирования.

[0113]

Третий диэлектрик 112 располагается в пространстве 10а первого корпуса 10. В частности, третий диэлектрик 112 располагается вблизи впускного отверстия 12а и охватывает или налагается на впускное отверстие 12а первого корпуса 10. Третий диэлектрик 112 располагается также вблизи второго диэлектрика 23, расположенного на одном конце линейного электрода 20. Третий диэлектрик 112 является диэлектрическим материалом, который обладает высокой термостойкостью. Третий диэлектрик 112 является, например, керамикой, такой как кварцевое стекло или оксид алюминия.

[0114]

Первый блок 60а фильтра включает в себя второй корпус 50, первый фильтр 60, второй фильтр 61, вентилятор 51 и клапан 115 регулировки потока содержащий расходомер. Следует отметить, что первый блок 60а фильтра может включать в себя воздуховод 17. Хотя в первом фильтре 60 в настоящем варианте осуществления применяется активированный углерод, для каталитического разрушения оксидов азота можно применять аммиак вместо активированного угля.

[0115]

Клапан 115 регулировки потока, содержащий расходомер, располагается между вентилятором 51 и первым фильтром 60. То есть, клапан 115 регулировки потока, содержащий расходомер, измеряет и регулирует расход воздуха, который протекает из первого фильтра 60 к вентилятору 51 и миновал первый фильтр 60.

[0116]

Перед тем, как воздух всасывается как атмосферный воздух через впускное отверстие 12а первого корпуса 10, содержащегося в плазменном реакторе 3а, второй блок 101 фильтра фильтрует такой воздух. То есть, второй блок 101 фильтра является воздушным фильтром, расположенным перед плазменным реактором 3а. Второй блок 101 фильтра удаляет взвешенные микрочастицы, содержащиеся в воздухе перед всасыванием в плазменный реактор За. Взвешенные микрочастицы включают в себя не только бактерии и вирусы, но также такие микрочастицы, как пыль, цветочная пыльца, клещи и дым. Второй блок 101 фильтра является, например, активированным углем, фотокатализатором, высокоэффективным противоаэрозольным воздушным (НЕРА) фильтром, фильтром сверхтонкой очистки воздуха (ULPA фильтром), среднеэффективным противоаэрозольным воздушным (МЕРА) фильтром и т.п.Воздух, который пересек второй блок 101 фильтра, и из которого удалены взвешенные микрочастицы, протекает в нагреватель 102.

[0117]

Посредством регулировки содержания влаги, содержащейся в воздухе, который пересек второй блок 101 фильтра, нагреватель 102 регулирует содержание влаги (влажность) воздуха, протекающего в плазменный реактор 3а основной части 1а. Нагреватель 102 включает в себя контролирующий влажность нагреватель для регулировки влажности воздуха, который протекает через нагреватель 102, и туманоуловитель, который выбирает из воздуха влагу, содержащуюся в воздухе. Воздух, который прошел через нагреватель 102, и влажность которого была отрегулирована, протекает в плазменный реактор 3а.

[0118]

Плазменный реактор 3а разрушает бактерии, вирусы и т.п., содержащиеся в воздухе, который перетек в плазменный реактор 3а из нагревателя 102. Мощность переменного тока, управляемая контроллером 70, подается в плазменный реактор За таким образом, что плазмой подводится к молекулам газа энергия, которая является промежуточной между энергией диссоциации молекул кислорода, содержащихся в воздухе, (приблизительно 5 эВ) и энергией диссоциации молекул азота (приблизительно 9 эВ), и поэтому диссоциируются только молекулы кислорода. Воздух, который прошел через плазменный реактор 3а, фильтруется первым блоком 60а фильтра и протекает в третий блок 103 фильтра.

[0119]

Третий блок 103 фильтра фильтрует воздух, который прошел через плазменный реактор 3а и первый блок 60а фильтра. То есть, третий блок 103 фильтра является воздушным фильтром, расположенным после плазменного реактора 3а. Третий блок 103 фильтра удаляет пыль, содержащуюся в воздухе, который перетек через плазменный реактор 3а. Третий блок 103 фильтра является, например, активированным углем, фотокатализатором, НЕРА фильтром, ULPA фильтром, МЕРА фильтром и т.п.Воздух, который прошел через третий блок 103 фильтра, и из которого удалена пыль, (очищенный воздух) протекает в первый детектор 105а.

[0120]

Первый детектор 105а определяет и измеряет содержания озона и оксидов азота, содержащихся в воздухе, которые образовались при генерировании плазмы и были удалены очисткой. Первый детектор 105а выдает в контроллер 70 результат измерения содержания озона и оксидов азота, содержащихся в очищенном воздухе. Первый детектор 105а является примером детектора.

[0121]

На основе результата измерения содержания озона и оксидов азота, содержащихся в воздухе и измеренных первым детектором 105а, контроллер 70 регулирует мощность, подаваемую на линейный электрод 20, посредством управления комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31 и усилителем 32, чтобы осуществлять управление для (i) обеспечения всегда постоянного количества озона, образуемого при генерировании плазмы, и (ii) подведения энергии, имеющей значение, промежуточное между энергией диссоциации молекул кислорода и энергией диссоциации молекул азота, под воздействием которой оксиды азота, по существу, не образуются. Данное управление может быть управлением с обратной связью, которое включает в себя упомянутые управление и регулировку. Когда результат измерения показывает содержания озона и оксидов азота, превосходящие предварительно заданные значения, контроллер 70 выполняет управление для временного выключения системы 2а очистки воздуха, чтобы не допускать выпуска очищенного воздуха из системы 2а очистки воздуха.

[0122]

Для осуществления управления, чтобы обеспечивать всегда постоянное количество озона, контроллер 70 выполняет при посредстве комбинированного осциллятора с преобразованием частоты+модулятора 31, по результату измерения из, например, первого детектора 105а, следующие операции: регулировку амплитуды мощности переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20; амплитудную модуляцию мощности переменного тока; и регулировку амплитудной модуляции, чтобы обеспечивать значение амплитудной модуляции, периодически принимающее заданное значение и нулевое значение. Данное управление может быть управлением с обратной связью. Например, контроллер 70 управляет количеством генерируемой плазмы посредством регулировки коэффициента заполнения для мощности переменного тока при амплитудной модуляции. Тем самым можно управлять содержанием озона и оксидов азота, содержащихся в очищенном воздухе.

[0123]

Когда контроллер 70 осуществляет амплитудную модуляцию посредством комбинированного осциллятора с преобразованием частоты+модулятора 31, форма сигнала мощности переменного тока, подаваемого на линейный электрод 20, является формой сигнала, получаемой выполнением амплитудной модуляции несущей волны. При этом контроллер 70 регулирует мощность, подаваемую на линейный электрод 20 комбинированным осциллятором с преобразованием частоты+модулятором 31, с целью осуществления управления таким образом, чтобы обеспечивать количество озона, например, не превышающее количество озона, первоначально содержащееся в земной атмосфере, и, предпочтительно, обеспечивать концентрацию озона не выше 0,1 ч/млн. Данное управление может быть управлением с обратной связью.

[0124]

<Полезные эффекты>

Далее описанные полезные эффекты системы 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0125]

Например, при использовании обычных систем очистки воздуха сложно управлять диссоциацией молекул азота, вызываемой сильным электрическим полем, соответствующим наивысшему значению импульса, и контролировать образующиеся в результате оксиды азота.

[0126]

Ввиду этого, система 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя первый детектор 105а, который контролирует количества образуемых озона и оксидов азота. При настройке количеств образуемых озона и оксидов азота в качестве заданных количеств, подлежащих регулированию, система 2а очистки воздуха, например, регулирует форму сигнала входной мощности, регулирует амплитудную модуляцию и регулирует электрическое поле, прилагаемое к плазме, при одновременной поддержке электромагнитного резонанса таким образом, что к молекулам газа подводится энергия, при которой молекулы кислорода диссоциируются плазмой, и поэтому образуется озон, но молекулы азота не диссоциируются, и поэтому образование оксидов азота минимизируется. В результате, можно предотвращать выпуск вредного газа и выполнять безопасную и высокоэффективную очистку воздуха. Управление, соответствующее упомянутым регулировкам, может быть управлением с обратной связью.

[0127]

Как описано, в системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллер 70 получает из первого детектора 105а результат измерения содержания озона в воздухе, который прошел через область между линейным электродом 20 и первым корпусом 10 (или область Р генерирования плазмы), и по полученному результату измерения регулирует подводимую мощность, чтобы осуществлять управление воздухом, протекающим через область между линейным электродом 20 и первым корпусом 10 для (i) обеспечения всегда постоянного количества озона, образуемого при генерировании плазмы, и (ii) подведения энергии, имеющей значение, промежуточное между энергией диссоциации молекул кислорода и энергией диссоциации молекул азота, под воздействием которой оксиды азота, по существу, не образуются. Упомянутая регулировка может быть управлением с обратной связью.

[0128]

При этом, плазменный реактор За может эффективно образовать минимальное количество озона, необходимое для разрушения вирусов, обеспечивать, чтобы концентрация озона, содержащегося в очищенном воздухе, была концентрацией, безопасной для организма человека, и так далее, убивать бактерии и вирусы, содержащие в воздухе, и легко удалять образовавшийся озон с использованием фильтра 60.

[0129]

В системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления мощность, подаваемая на линейный электрод 20, является мощностью переменного тока. Контроллер 70 осуществляет управление так, чтобы обеспечивать всегда постоянное количество образуемого озона. Контроллер 70 регулирует амплитуду подводимой мощности переменного тока таким образом, чтобы обеспечивать количество образуемого озона не более количества озона, например, первоначально содержащегося в земной атмосфере. Данное управление может быть управлением с обратной связью.

[0130]

В данном случае можно также обеспечить, чтобы концентрация озона, содержащегося в очищенном воздухе, была концентрацией, безопасной для организма человека, и так далее; например, обеспечивать количество озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере, и также можно убивать бактерии и вирусы, содержащиеся в воздухе, и легко удалять образовавшийся озон с помощью фильтра 60.

[0131]

В системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления форма сигнала мощности переменного тока, подаваемого на линейный электрод 20, является формой сигнала, получаемой выполнением амплитудной модуляции несущей волны. Контроллер 70 осуществляет управление регулировкой амплитудной модуляции, чтобы обеспечивать постоянное количество образуемого озона; например, обеспечивать количество образуемого озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере. Данное управление может быть управлением с обратной связью.

[0132]

В данном случае можно также обеспечить, чтобы концентрация озона, содержащегося в очищенном воздухе, была концентрацией, безопасной для организма человека, и так далее; например, обеспечивать количество озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере, и также можно убивать бактерии и вирусы, содержащиеся в воздухе, и легко удалять образовавшийся озон с помощью фильтра 60.

[0133]

В системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления форма сигнала мощности переменного тока, подаваемого на линейный электрод 20, является формой сигнала, получаемой выполнением амплитудной модуляции несущей волны. Контроллер 70 осуществляет управление так, чтобы обеспечивать постоянное количество образуемого озона. Например, для выполнения управления таким образом, чтобы обеспечивать количество озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере, временной интервал регулируется так, чтобы обеспечивать значение амплитудной модуляции, периодически принимающее заданное значение и нулевое значение. Данное управление может быть управлением с обратной связью.

[0134]

В данном случае можно также обеспечить, чтобы концентрация озона, содержащегося в очищенном воздухе, была концентрацией, безопасной для организма человека, и так далее; например, обеспечивать количество озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере, и также можно убивать бактерии и вирусы, содержащиеся в воздухе, и легко удалять образовавшийся озон с помощью фильтра 60.

[0135]

Кроме того, в системе 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллер 70 регулирует подводимую мощность с целью осуществления управления таким образом, чтобы обеспечивать концентрацию озона не выше 0,1 ч/млн. Данное управление может быть управлением с обратной связью.

[0136]

В данном случае можно также обеспечить, чтобы концентрация озона, содержащегося в очищенном воздухе, была концентрацией, безопасной для организма человека, и так далее; например, обеспечивать количество озона не более количества озона, первоначально содержащегося в земной атмосфере, и также можно убивать бактерии и вирусы, содержащиеся в воздухе, и легко удалять образовавшийся озон с помощью фильтра 60.

[0137]

Кроме того, система 2а очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления генерирует плазму с использованием высокого напряжения в виде непрерывного частотного сигнала в диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц, получаемого выполнением частотной модуляции.

[0138]

В системе 2а очистки воздуха добротность принимает значения не ниже 1000, и, следовательно, подаваемое на вход высокочастотное напряжение может точно также повышаться не меньше чем в 1000 раз. В данном случае, поскольку мощность подается из первого усилителя 32 на линейный электрод 20 системы 2а очистки воздуха с коэффициентом полезного действия по мощности не ниже чем 99%, коэффициент полезного действия по мощности, по существу, равен 100%. Когда на линейный электрод 20 подается высокое напряжение с высокой частотой в диапазоне от 10 МГц до 10 ГГц, амплитуда колебаний электронов в первом корпусе 10 имеет незначительную величину, и скорость электронов изменяется в ограниченном диапазоне, и поэтому может генерироваться плазма большой плотности.

[0139]

Например, энергия диссоциации молекул азота составляет приближенно 9 эВ, энергия диссоциации молекул кислорода составляет приближенно 5 эВ, и энергия разрушения оболочки, например, вирусов, содержащихся в воздухе, составляет приближенно не более 5 эВ. В системе 2а очистки воздуха, к молекулам газа подводится энергия, приблизительно, не менее 5 эВ, и поэтому эффективно образуется озон путем диссоциации молекул кислорода, а образование оксидов азота сдерживается. Это допускает не только непосредственное воздействие на вирусы ионами, электронами и ионизированными радикалами, т.е., их жесткое столкновение с вирусами, но также: разрушение вирусов путем эффективного образования озона за счет диссоциации молекул кислорода; и сдерживание образования вредных оксидов азота. В настоящем изобретении управление с обратной связью выполняется для изменения состояния резонанса, вызываемого изменением состояния плазмы и типа и количества втекающих молекул газов, с тем, чтобы постоянно поддерживать состояние электромагнитного резонанса посредством регулировки частоты входной мощности и положения точки подвода мощности. При этом можно поддерживать высокую эффективность разрушения «стойких вирусов». Кроме того, благодаря регулировке величины (возможно, средней величины) входной мощности, например, формы сигнала или амплитуды входной мощности в состоянии резонанса, управление можно выполнять для приведения концентрации озона, содержащегося в воздухе, который выпускается в конце из воздухоочистителя для дыхания человека, до значения, не превышающего 0,1 ч/млн или приблизительно равного концентрации озона, первоначально содержавшегося в земной атмосфере, при одновременном эффективном образовании минимального количества озона, необходимого для разрушения вирусов. Управление, соответствующее данному набору регулировок, может быть управлением с обратной связью.

[0140]

Озон в концентрации, не превышающей 0,1 ч/млн, может удаляться, например, фильтром 60. Результат детектирования первым детектором 105а подается обратно в контроллер 70, чтобы подводить к молекулам газа, вводимым в плазменный реактор За, энергию, которая имеет значение не ниже энергии диссоциации кислорода и не выше энергии диссоциации азота, или энергии, эквивалентной энергии диссоциации кислорода. Таким образом, в виде очищенного воздуха, необходимого для дыхания человека, можно подавать очищенный воздух, в котором образование оксидов азота сдерживается, и в то же время образуется минимальное количество озона, необходимое для разрушения бактерий, вирусов и т.п.

[0141]

Подача высокого напряжения, имеющего высокую частоту, на линейный электрод 20 приводит к подведению энергии, которая превосходит энергию диссоциации молекул азота, содержащихся в газе, вводимом в плазменный реактор 3а. Это вызывает образование оксидов азота из молекул азота, содержащегося в воздухе, и образование избытка озона для разрушения вирусов. Путем управления генерированием плазмы (посредством контроллера 70, управляющего высокочастотной мощностью переменного тока, подаваемой на линейный электрод 20) для того, чтобы не вызывать образования оксидов азота и обеспечивать концентрацию озона, содержащегося в очищенном воздухе, равную концентрации, безопасной для организма человека, и так далее (например, 0,1 ч/млн), можно убивать бактерии и вирусы, содержащиеся в воздухе, с использованием минимально необходимого количества озона и легко удалять избыток озона с использованием фильтра 60.

[0142]

<Модификация 1>

Фиг. 8 является блок-схемой системы 2b очистки воздуха в соответствии с модификацией 1 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок 101 фильтра, нагреватель 102, второй детектор 105b, первый блок 60а фильтра, первый детектор 105а и трубку 17а. На фиг. 8, поток воздуха, начиная с атмосферного воздуха, показан сплошными стрелками, и поток сигналов, таких как результат измерения, показан штриховыми стрелками.

[0143]

Система 2b очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2 тем, что, например, основная часть 1b включает в себя контроллер 70.

[0144]

Система 2b очистки воздуха в соответствии с модификацией 1 варианта осуществления 2 включает в себя основную часть 1b, второй блок 101 фильтра, нагреватель 102, второй детектор 105b, первый блок 60а фильтра и первый детектор 105а. В настоящей модификации система 2b очистки воздуха не включает в себя третий блок фильтра, входящий в вариант осуществления 2. В настоящей модификации первый блок 60а фильтра применяется вместо третьего блока фильтра, входящего в вариант осуществления 2.

[0145]

Основная часть lb включает в себя плазменный реактор 3b и контроллер 70. В настоящем варианте осуществления основная часть 1b не включает в себя первый блок 60а фильтра. Первый блок 60а фильтра располагается после плазменного реактора 3b, так как в первый блок 60а фильтра протекает воздух, который прошел через плазменный реактор 3b. Следует отметить, что хотя основная часть 1b и включает в себя комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31, первый усилитель 113, второй усилитель 114, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, воздуховод 17, второй корпус 50, фильтр 60, вентилятор 51 и так далее, как показано на фиг. 7, конфигурация на фиг. 8 построена проще.

[0146]

Плазменный реактор 3b включает в себя первый корпус 10, линейный электрод 20, устройство 30 питания, измеритель 40 электрического поля, привод 36, спектроскоп 111, третий диэлектрик 112, первый усилитель 113, второй усилитель 114, второй усилитель 41, детектор 42 и преобразователь 35 напряжения.

[0147]

Второй детектор 105b располагается между плазменным реактором 3b и первым блоком 60а фильтра. Воздух, который прошел через плазменный реактор 3b, протекает через второй детектор 105b. Второй детектор 105b детектирует и измеряет содержания озона и оксидов азота в газе, который был очищен плазмой, и в котором плазмой были разрушены бактерии, вирусы и т.п. Как и в случае первого детектора 105а, второй детектор 105b также выдает в контроллер 70 результат измерения содержаний озона и оксидов азота в очищенном воздухе. Второй детектор 105b может быть также примером детектора.

[0148]

С использованием результата измерения вторым детектором 105b в качестве критерия управления, контроллер 70 регулирует мощность переменного тока, подаваемого из устройства 30 питания к линейному электроду 20 плазменного реактора 3b. Данная регулировка может быть управлением с обратной связью. Когда результат измерения показывает содержания озона и оксидов азота, превосходящие предварительно заданные значения, то контроллер 70 регулирует мощность переменного тока, подаваемую на линейный электрод 20, чтобы сдерживать образование озона и оксидов азота. Данная регулировка может быть управлением с обратной связью.

[0149]

Система 2b очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией включает в себя трубку 17а, которая возвращает обратно воздух, который прошел через второй детектор 105b, в плазменный реактор 3b. Например, трубка 17а образует соединение от выпускной стороны до стороны впускного отверстия 12а первого корпуса 10, входящего в состав плазменного реактора 3b. В настоящем варианте осуществления, трубка 17а образует соединение от воздуховода, соединяющего второй детектор 105b и первый блок 60а фильтра, до воздуховода, соединяющего нагреватель 102 и плазменный реактор 3b. Трубка 17а возвращает обратно часть воздуха, который прошел через первый корпус 10, в сторону впускного отверстия 12а первого корпуса 10 для циркуляции. Следует отметить, что для возвращения воздуха в плазменный реактор 3b трубка 17а может быть оборудована вентилятором или подобным устройством, чтобы.

[0150]

Очищенный газ, который прошел через первый блок 60а фильтра, протекает через первый детектор 105а.

[0151]

Такая система 2b очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией включает в себя трубку 17а, которая возвращает в сторону впускного отверстия 12а часть воздуха, который был всосан через впускное отверстие 12а и прошел через внутреннее пространство первого корпуса 10 (плазменный реактор 3b).

[0152]

В соответствии с этим, благодаря возврату части воздуха, который прошел через первый корпус 10, на сторону впускного отверстия 12а можно вновь гарантировать разрушение такого взвешенного материала, как бактерии и вирусы. Вышеописанная циркуляция части воздуха, который прошел через первый корпус 10, делает возможной дополнительную очистку воздуха.

[0153]

<Модификация 2>

Фиг. 9 является блок-схемой системы 2 с очистки воздуха в соответствии с модификацией 2 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок 101 фильтра, нагреватель 102, второй детектор 105b, трубку 17а, первый блок 60а фильтра и первый детектор 105а, и в которой второй детектор 105b обеспечен на трубке 17а.

[0154]

Система 2 с очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 1 варианта осуществления 2 тем, что второй детектор 105b предусмотрен на трубке 17а.

[0155]

Как показано на фиг. 9, трубка 17а образует соединение от воздуховода, соединяющего плазменный реактор 3b и первый блок 60а фильтра, до воздуховода, соединяющего нагреватель 102 и плазменный реактор 3b. Второй детектор 105b располагается на трубке 17а. Следует отметить, что хотя основная часть 1b включает в себя комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31, первый усилитель 113, второй усилитель 114, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, воздуховод 17, второй корпус 50, фильтр 60, вентилятор 51 и так далее, как показано на фиг. 7, конфигурация на фиг. 9 построена проще.

[0156]

Первый блок 60а фильтра подсоединен к плазменному реактору 3b и фильтрует воздух, который прошел через плазменный реактор 3b.

[0157]

В системе 2 с очистки воздуха контроллер 70 регулирует величину или форму сигнала (среднюю величину) мощности, подаваемой в плазменный реактор, с целью подведения к молекулам (например, O₂, N₂), содержащимся в воздухе, всасываемом в систему 2 с очистки воздуха, энергии, которая не превосходит энергию диссоциации N₂ (например, приблизительно 9 эВ) и приблизительно равна энергии диссоциации O₂ (например, приблизительно 5 эВ), чтобы предотвращать образование оксидов азота, которые вредно влияют на организм человека. Данная регулировка может быть управлением с обратной связью. Контроллер 70 осуществляет управление, чтобы обеспечивать выходной результат второго детектора 105b, расположенного внутри или снаружи плазменного реактора 3b, показывающий концентрацию образуемого озона, например, не выше 1 ч/млн. [0158]

Как описано выше, в настоящей модификации контроллер 70 регулирует входную мощность, подаваемую в плазменный реактор 3b, с целью подведения к газу, всасываемому в плазменный реактор 3b, энергии, которая имеет значение не ниже энергии диссоциации молекул кислорода, содержащихся в воздухе, всасываемом через впускное отверстие 12а, и не превосходит энергию диссоциации молекул азота. Данная регулировка может быть управлением с обратной связью.

[0159]

<Модификация 3>

Фиг. 10 является блок-схемой системы 2е очистки воздуха в соответствии с модификацией 3 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок 101 фильтра, нагреватель 102 и первый детектор 105а, и в которой используется основная часть 1 с, включающая в себя контроллер 70 и так далее.

[0160]

Система 2е очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 2 варианта осуществления 2 тем, что второй детектор и трубка отсутствуют, и что основная часть 1 с включает в себя первый блок 60а фильтра.

[0161]

Как показано на фиг. 10, основная часть 1 с в соответствии с настоящей модификацией включает в себя плазменный реактор 3b, первый блок 60а фильтра и контроллер 70. Следует отметить, что хотя основная часть 1с включает в себя комбинированный осциллятор с преобразованием частоты+модулятор 31, первый усилитель 113, второй усилитель 114, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, воздуховод 17, второй корпус 50, фильтр 60, вентилятор 51 и так далее, как показано на фиг. 7, конфигурация на фиг. 10 построена проще.

[0162]

<Модификация 4>

Фиг. 11 является блок-схемой системы 2f очистки воздуха в соответствии с модификацией 4 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок 101 фильтра, нагреватель 102 и первый детектор 105а.

[0163]

Система 2f очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 3 варианта осуществления 2 тем, что используется основная часть 1а, показанная на фиг. 6.

[0164]

Как показано на фиг. 11, основная часть 1а включает в себя плазменный реактор За и первый блок 60а фильтра. Плазменный реактор 3а включает в себя первый корпус 10, линейный электрод 20, устройство 30 питания, привод 36, спектроскоп 111, третий диэлектрик 112, измеритель 40 электрического поля, второй усилитель 41, детектор 42, преобразователь 35 напряжения, контроллер 70 и так далее, как показано на фиг. 7.

[0165]

<Модификация 5>

Фиг. 12 является блок-схемой системы 2д очистки воздуха в соответствии с модификацией 5 варианта осуществления 2, которая включает в себя второй блок 101 фильтра и первый детектор 105а.

[0166]

Система 2g очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 4 варианта осуществления 2 тем, что отсутствует нагреватель.

[0167]

Как показано на фиг. 12, к основной части 1а присоединен второй блок 101 фильтра, и воздух, который прошел через второй блок 101 фильтра, всасывается в плазменный реактор 3b основной части 1а.

[0168]

<Модификация 6>

Фиг. 13 является блок-схемой системы 2h очистки воздуха в соответствии с модификацией 6 варианта осуществления 2, которая включает в себя первый детектор 105а.

[0169]

Система 2h очистки воздуха в соответствии с настоящей модификацией отличается от системы очистки воздуха в соответствии с модификацией 5 варианта осуществления 2 тем, что отсутствует второй блок фильтра.

[0170]

Как показано на фиг. 13, плазменный реактор 3b основной части 1а всасывает воздух непосредственно, который является атмосферным воздухом из окружающей среды.

[0171]

[Вариант осуществления 3]

Далее описана защитная одежда 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0172]

Настоящий вариант осуществления отличается от варианта осуществления 1 тем, что он относится к защитной одежде 200, которая включает в себя систему 100 очистки воздуха. Конфигурация системы 100 очистки воздуха в соответствии с настоящим вариантом осуществления является такой же, как конфигурация системы очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 1, и одинаковые ссылочные позиции присвоены одинаковым составляющим элементам, и их подробные описания не приводятся.

[0173]

Фиг. 14 является схематическим представлением вида спереди защитной одежды 200 в соответствии с вариантом осуществления 3 и дисплея 201d защитной одежды 200. На фиг. 15 представлен вид сбоку защитной одежды 200 в соответствии с вариантом осуществления 3, при наблюдении с боковой стороны.

[0174]

Как показано на фиг. 14 и фиг. 15, защитная одежда 200 включает в себя систему 100 очистки воздуха, укрывающую часть 201 и дисплей 201d.

[0175]

Система 100 очистки воздуха очищает воздух, всасываемый снаружи, и подает очищенный воздух в укрывающую часть 201. То есть, система 100 очистки воздуха очищает воздух путем разрушения и удаления бактерий, вирусов и т.п., содержащихся в воздухе, и подает очищенный воздух в укрывающую часть 201.

[0176]

Укрывающая часть 201 оборудована системой 100 очистки воздуха и закрывает поверхность тела человека. Укрывающая часть 201 способна укрывать целиком тело человека и сохранять герметичность внутреннего пространства. Укрывающая часть 201 включает в себя: оболочку 201х, которая покрывает голову, верхние конечности, торс и нижние конечности человека, носящего укрывающую часть 201; шлем 201а для защиты головы, надеваемый поверх оболочки 201х; перчатки 201b, которые защищают обе руки; и сапоги 201 с, которые защищают ноги. Оболочка 201х и шлем 201а соединяются соединяющим компонентом, таким как сочленение. Оболочка 201х и перчатки 201b соединяются другим соединяющим компонентом. Оболочка 201х и сапоги 201 с соединяются еще одним соединяющим компонентом.

[0177]

На задней стороне укрывающей части 201 закреплен контейнер 90, который вмещает систему 100 очистки воздуха. Контейнер 90 является кожухом системы 100 очистки воздуха. Контейнер 90 может содержаться в конфигурации защитной одежды 200 и может содержаться в конфигурации системы 100 очистки воздуха.

[0178]

На фиг. 16 представлен вид спереди системы 100 очистки воздуха, включенной в состав защитной одежды 200 в соответствии с вариантом осуществления 3, и показано, как система 100 очистки воздуха всасывает вирусы и т.п.вместе с воздухом. Фиг. 17 является видом в разрезе системы 100 очистки воздуха, включенной в состав защитной одежды 200 в соответствии с вариантом осуществления 3, по линии XVI-XVI на фиг. 16. Стрелки на фиг. 17 представляют всасывание и выпуск воздуха.

[0179]

Как показано на фиг. 16 и фиг. 17, система 100 очистки воздуха всасывает окружающий воздух через множество впускных отверстий 12а, сформированных на задней стороне контейнера 90 (на стороне, противоположной стороне, где предусмотрена укрывающая часть 201). Всасываемый воздух очищается системой 100 очистки воздуха и подается в защитную одежду 200 по подающей трубке 91. Кроме того, система 100 очистки воздуха выпускает через множество выпускных отверстий 52, сформированных на задней стороне контейнера 90, всосанный воздух в укрывающую часть 201. Воздух, находящийся в защитной одежда 200, выпускается наружу из защитной одежды 200 по подающей трубке 92. В случае с защитной одеждой 200, воздух, очищенный системой 100 очистки воздуха, подается в защитную одежду 200, и воздух, который человек выдыхает внутри защитной одежды 200, выпускается наружу из защитной одежды 200. Подача очищенного воздуха в защитную одежду 200 и выпуск воздуха производятся, например, с помощью микронасосного блока. Иначе говоря, очищенный воздух подается и выпускается так, что человек может дышать внутри защитной одежды 200. Следует отметить, что внутри контейнера 90 может быть предусмотрен поглотитель диоксида углерода, способный перерабатывать диоксид углерода, выделяемый человеком во время дыхания.

[0180]

В настоящем варианте осуществления множество впускных отверстий 12а и множество выпускных отверстий 52, сформированных на задней стороне контейнера 90, расположены поочередно одно за другим. Следует отметить, что расположение впускных отверстий 12а и выпускных отверстий 52 не ограничено расположением в соответствии с настоящим вариантом осуществления, и упомянутые отверстия могут располагаться поочередно, например, по два или более.

[0181]

Дисплей 201d является монитором, закрепленным с передней стороны укрывающей части 201. Дисплей 201d отображает информацию, относящуюся, например, к внутренней области укрывающей части 201. Информация показывает, например, уровень очистки воздуха внутри укрывающей части 201, температуру и влажность внутри укрывающей части 201, остаточный уровень заряда батареи и т.п. Дисплей 201d отображает информацию под управлением контроллера 70 системы 100 очистки воздуха.

[0182]

<Полезные эффекты>

Далее описаны полезные эффекты защитной одежды 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0183]

Как описано выше, защитная одежда 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя систему 100 очистки воздуха и укрывающую часть 201, которая оборудована системой 100 очистки воздуха, и которая защищает поверхность тела человека. Система 100 очистки воздуха очищает воздух, всасываемый снаружи, и подает очищенный воздух в укрывающую часть 201.

[0184]

Это позволяет человеку безопасно работать даже в окружающей среде, где в воздухе находятся во взвешенном состоянии бактерии, вирусы и т.п.

[0185]

Кроме того, защитная одежда 200 создает также полезные эффекты, идентичные тем, которые описаны выше для варианта осуществления 1 и т.п.

[0186]

[Другие модификации и т.п.]

Хотя настоящее изобретение описано выше на основе вариантов осуществления 1-3, однако настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления 1-3.

[0187]

Например, система очистки воздуха и защитная одежда, включающая в себя систему очистки воздуха в соответствии с вариантами осуществления 1-3, спроектированы с возможностью повышения показателей добротности резонаторов из линейного электрода и первого корпуса. Добротность при резонансе определяется отношением между сопротивлением линейного электрода и сопротивлением линии питания (потерями входной мощности).

[0188]

Например, система очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления 2 может включать в себя плазменный реактор и первый блок фильтра, как показано на фиг. 7.

[0189]

Настоящее изобретение охватывает также другие формы, получаемые созданием различных модификаций, представимых специалистами в данной области техники в отношении вариантов осуществления 1-3, а также форм, исполняемых путем свободного сочетания составляющих элементов и функций вариантов осуществления 1-3, без отклонения от существа настоящего изобретения.

[Промышленная применимость]

[0190]

Систему очистки воздуха и защитную одежду, включающую в себя систему очистки воздуха в соответствии с настоящим изобретением, можно применить в таких устройствах, как воздухоочистители, и можно применять для работы в зонах, где присутствуют бактерии, вирусы и т.п.

[Список ссылочных позиций]

[0191]

1, 100 система очистки воздуха

3а, 3b плазменный реактор

10 первый корпус (второй электрод)

10а пространство

12а впускное отверстие

20 линейный электрод (первый электрод) 30 устройство питания

36 привод

40 измеритель электрического поля

52 выпускное отверстие

60 фильтр

70 контроллер

105а первый детектор

200 защитная одежда

201 укрывающая часть

Р область генерирования плазмы

Группа изобретений относится к медицине, а именно к системе очистки воздуха и защитной одежде, содержащей такую систему. Система очистки воздуха способна генерировать плазму с использованием напряжения и содержит первый и второй электроды, устройство питания для подачи мощности на первый электрод, контроллер и измеритель электрического поля для измерения напряженности электрического поля между первым и вторым электродами. Первый электрод способен возбуждать электромагнитный резонанс, когда подается мощность. Второй электрод расположен вокруг первого электрода в состоянии, отделенном от первого электрода. Контроллер управляет мощностью, подаваемой на первый электрод, и регулирует частоту подаваемой мощности. Контроллер регулирует также положение, в котором мощность подается на первый электрод, для обеспечения половины длины электромагнитной волны во время электромагнитного резонанса первого электрода, равной сумме длины первого электрода и длины плазмы, генерируемой в области между одним концом первого электрода и впускным отверстием второго электрода, и максимального повышения выходного значения сигнала, указывающего напряженность электрического поля, измеряемого измерителем электрического поля. Защитная одежда содержит укрывающую часть, которая оборудована системой очистки воздуха и закрывает поверхность тела человека. При этом система очистки воздуха очищает всасываемый снаружи воздух и подает очищенный воздух в укрывающую часть. Обеспечивается система очистки воздуха и защитная одежда, способные разрушать бактерии и вирусы в воздухе посредством эффективного генерирования плазмы при одновременном снижении входной мощности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Система очистки воздуха, выполненная с возможностью генерирования плазмы с использованием напряжения, при этом система очистки воздуха содержит:

первый электрод, выполненный с возможностью возбуждения электромагнитного резонанса, когда подается мощность;

второй электрод, расположенный вокруг первого электрода в состоянии, отделенном от первого электрода;

устройство питания, выполненное с возможностью подачи мощности на первый электрод;

измеритель электрического поля, выполненный с возможностью измерения напряженности электрического поля между первым электродом и вторым электродом; и

контроллер, выполненный с возможностью управления мощностью, подаваемой на первый электрод,

при этом контроллер выполнен с возможностью регулирования частоты мощности, подаваемой на первый электрод, и положения, в котором мощность подается на первый электрод, для обеспечения половины длины электромагнитной волны во время электромагнитного резонанса первого электрода, равной сумме длины первого электрода и длины плазмы, генерируемой в области между одним концом первого электрода и впускным отверстием второго электрода, и максимального повышения выходного значения сигнала, указывающего напряженность электрического поля, измеряемого измерителем электрического поля.

2. Система очистки воздуха по п. 1,

в которой контроллер выполнен с возможностью получения из детектора результата измерения содержания озона, содержащегося в воздухе, который прошел через область между первым электродом и вторым электродом, и по полученному результату измерения осуществления управления посредством регулировки подаваемой мощности, чтобы (i) обеспечивать всегда постоянное количество озона, образуемого при генерировании плазмы, и (ii) подводить энергию, имеющую значение, промежуточное между энергией диссоциации молекул кислорода и энергией диссоциации молекул азота, при котором оксиды азота не образуются.

3. Система очистки воздуха по п. 2,

в которой мощность, подаваемая на первый электрод, является мощностью переменного тока (АС), и

контроллер выполнен с возможностью управления посредством регулировки амплитуды подаваемой мощности АС, чтобы обеспечивать всегда постоянное количество образуемого озона.

4. Система очистки воздуха по п. 3,

в которой форма сигнала мощности АС, подаваемой на первый электрод, является формой сигнала, получаемой выполнением амплитудной модуляции несущей волны, и

контроллер выполнен с возможностью управления посредством регулировки амплитудной модуляции, чтобы обеспечивать постоянное количество образуемого озона.

5. Система очистки воздуха по п. 4,

в которой форма сигнала мощности АС, подаваемой на первый электрод, является формой сигнала, получаемой выполнением амплитудной модуляции несущей волны, и

контроллер выполнен с возможностью управления, чтобы обеспечивать постоянное количество образуемого озона, посредством регулировки амплитудной модуляции таким образом, чтобы обеспечивать значение амплитудной модуляции, периодически принимающее заданное значение и нулевое значение.

6. Система очистки воздуха по любому из пп. 1-5,

в которой контроллер выполнен с возможностью управления посредством регулировки подаваемой мощности, чтобы обеспечивать концентрацию образуемого озона меньше или равную 0,1 ч/млн.

7. Система очистки воздуха по любому из пп. 1-5, содержащая:

привод, который выполнен с возможностью изменения положения точки подвода мощности, в которой устройство питания подает мощность на первый электрод,

при этом контроллер выполнен с возможностью регулирования положения точки подвода мощности посредством приведения в действие привода.

8. Система очистки воздуха по п. 7,

в которой контроллер выполнен с возможностью управления посредством регулирования двух параметров, а именно частоты и положения точки подвода мощности на первом электроде, чтобы обеспечивать достижение локального максимума выходным напряжением измерителя электрического поля.

9. Система очистки воздуха по любому из пп. 1-5,

в которой второй электрод является корпусом, содержащим впускное отверстие, через которое всасывается воздух,

при этом система очистки воздуха содержит:

фильтр, который расположен вблизи выпускного отверстия, через которое выпускается воздух, всасываемый через впускное отверстие, и который, когда воздух, всасываемый через впускное отверстие, протекает через него, удаляет оксид азота и озон, образованные плазменным реактором, содержащим первый электрод и второй электрод.

10. Система очистки воздуха по любому из пп. 1-5,

в которой первый электрод является удлиненным электродом,

второй электрод формирует в продольном направлении первого электрода пространство, которое является удлиненным и вмещает первый электрод, и

в пространстве область генерирования плазмы для генерирования плазмы обеспечена между первым электродом и впускным отверстием второго электрода.

11. Система очистки воздуха по п. 9,

в которой контроллер выполнен с возможностью регулирования входной мощности, подводимой к плазменному реактору, чтобы подводить энергию диссоциации молекул кислорода, содержащихся в воздухе, всасываемом через впускное отверстие.

12. Система очистки воздуха по любому из пп. 1-5, выполненная с возможностью генерирования плазмы с использованием мощности, имеющей форму сигнала, полученную выполнением амплитудной модуляции несущей волны, имеющей частоту в диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц, чтобы обеспечивать постоянное количество образуемого озона.

13. Защитная одежда, содержащая:

систему очистки воздуха по любому из пп. 1-5; и

укрывающую часть, которая оборудована системой очистки воздуха и закрывает поверхность тела человека,

при этом система очистки воздуха выполнена с возможностью очищения воздуха, всасываемого снаружи, и подачи очищенного воздуха в укрывающую часть.