专利名称：氧化和还原微粒子发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于选择性地产生氧化微粒子和还原微粒子的氧化和还原微粒子发 生器。
背景技术：
传统的静电雾化器具有雾化电极和被配置用于将水提供给雾化电极的供给装置。 雾化器被配置用于借助于向被提供给雾化电极的水施加高电压而通过静电雾化来产生带 静电电荷的纳米尺寸的微细水粒子。该微细水粒子是诸如羟基之类的基氧化物(radical oxide)，已知其具有除臭功 效或者消毒、抑制病毒、除菌和抑菌的效果。如果该微细水粒子还附着和渗透到食物，则获得诸如杀菌、除臭、有害物质分解或 保湿等的效果。例如，在日本专利申请公开2007-167796中描述的技术中，通过带静电电荷 的微细水粒子(即，氧化微粒子)来进行杀菌、除臭、有害物质分解或保湿，并由此进行食物 保存。顺便提及，在包括食物的物品劣化中，不仅存在由如上指出的菌类导致的劣化，而 且还存在由氧化导致的劣化。因此，在上述的传统例子中，即使可以减少由菌类导致的劣化，也存在不能减少由 氧化导致的劣化的问题。
发明内容
本发明的目的是选择性地产生氧化微粒子和还原微粒子。本发明的氧化和还原微粒子发生器包括雾化电极；供水器，被配置用于将水提 供给雾化电极；高电压发生器，被配置用于将高电压施加到雾化电极；以及控制器，被配置 用于控制供水器和高电压发生器。在本发明的一方面中，氧化和还原微粒子发生器还包括 切换装置，该切换装置被配置用于将操作模式改变为氧化模式或还原模式。控制器还被配 置用于在操作模式被改变为氧化模式时，借助于启动供水器和高电压发生器中的每个以 向被提供给雾化电极的水施加高电压而通过静电雾化来产生包括基(radical)的带负电 荷的微细水粒子。在操作模式被改变成还原模式时，控制器还分别不启动供水器和启动高 电压发生器，以使得通过干放电而从雾化电极的表面产生还原微粒子。在本发明中，当操作模式被改变为氧化模式时，产生包括基(例如[·0Η]、[ ·02]) 的带负电荷的微细水粒子。因此，可以进行杀菌、除臭、有害物质分解等。当操作模式被改 变为还原模式时，产生还原微粒子。因此，抑制了物理对象的氧化，防止了由氧化引起的劣 化。在实施例中，雾化电极是在氧化模式和还原模式中的各个模式中共用的一个电 极。在这种情况下，该配置是简单的，并且可以选择性地产生氧化微粒子和还原微粒子。在实施例中，雾化电极包括在氧化模式中被施加高电压的第一电极以及在还原模式中被施加高电压的第二电极。第一电极和第二电极相互分离。在该构造中，即使操作模 式被从氧化模式改变为还原模式，供水器也不向第二电极供水，因此能够从第二电极的表 面可靠地产生还原微粒子。当操作模式被从还原模式改变为氧化模式时，如果已经将水提 供给第一电极，则可以立即产生包括基的带负电荷的微细水粒子。在实施例中，供水器是具有冷却部分的热交换器。该热交换器被配置用于当在 氧化模式中被启动时，通过对冷却部分进行冷却以利用空气中的水分形成露水来将水提供 给雾化电极的端部。在该构造中，在氧化模式中自动提供水，因此能够稳定地产生微细水粒 子。在还原模式中自动停止水的供应，因此可以节省能量。在实施例中，氧化和还原微粒子发生器还包括光电检测器，该光电检测器被配置 用于检测周围环境的亮度以获得检测值。切换装置被配置用于如果该检测值是与预定亮 度相当或比预定亮度更亮的值，则将操作模式改变为氧化模式；并且如果该检测值是比预 定亮度更暗的值，则还将操作模式改变为还原模式。在该构造中，如果检测值是与预定亮度 相当或比预定亮度更亮的值，则可以假定人在活动。在这种情况下，如果操作模式被改变为 氧化模式，则除了杀菌、有害物质分解等之外还可以去除由人的活动产生的气味。如果检测 值是比预定亮度更暗的值，则可以假定人不在活动(睡着的)。在这种情况下，如果操作模 式被改变为还原模式，则可以防止睡着的人的皮肤和头发的劣化，即，保持皮肤和头发的水 分。在实施例中，氧化和还原微粒子发生器还包括气味传感器，该气味传感器被配置 用于检测周围环境的气味以获得检测值。切换装置被配置用于如果该检测值是与预定气 味相当或比预定气味更强的值，则将操作模式改变为氧化模式；并且如果该检测值是比预 定气味更弱的值，则还将操作模式改变为还原模式。在该构造中，如果检测值是与预定气味 相当或比预定气味更强的值，则可以假定人在活动而产生气味。在这种情况下，如果操作模 式被改变为氧化模式，则除了杀菌、有害物质分解等之外还可以去除由人的活动产生的气 味。如果检测值是比预定气味更弱的值，则可以假定人不在活动(睡着的)。在这种情况下， 如果操作模式被改变为还原模式，则可以防止睡着的人的皮肤和头发的劣化，即，保持皮肤 和头发的水分。在实施例中，氧化和还原微粒子发生器还包括用于检测人的动作的人体检测传感 器。切换装置被配置用于如果人体检测传感器检测到人的动作，则将操作模式改变为氧化 模式；并且如果人体检测传感器没有检测到人的动作，则还将操作模式改变为还原模式。在 该构造中，如果人体检测传感器检测到人的动作，则操作模式被改变为氧化模式。由此，除 了杀菌、有害物质分解等之外，还可以去除由人的动作产生的气味。除非人体检测传感器检 测到人的动作，否则操作模式就被改变为还原模式。因此，可以防止睡着的人的皮肤和头发 的劣化，即，保持皮肤和头发的水分。
现在将对本发明的优选实施例进行更加详细的描述。根据以下详细描述和附图， 本发明的其它特征和优点将变得更易理解。图1是根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器的说明图；图2是该实施例的还原模式的说明图3是根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器的说明图的示意图；图4A是根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器的氧化模式的说明图， 图4B是该实施例的还原模式的说明图；图5A是根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器的氧化模式的说明图， 图5B是该实施例的还原模式的说明图；以及图6A是根据本发明实施例的氧化和还原微粒子发生器的氧化模式的说明图，图 6B是该实施例的还原模式的说明图。
具体实施例方式下面说明根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器。氧化和还原微粒子发 生器具有雾化电极1、供水器2、高电压发生器3以及控制器10。供水器被配置用于将水提 供给雾化电极1。高电压发生器3被配置用于向雾化电极1施加高电压。控制器10被配置 用于控制供水器2和高电压发生器3。在一方面中，氧化和还原微粒子发生器还包括切换装 置。该切换装置被配置用于将操作模式改变为氧化模式或还原模式。控制器10被配置用 于在操作模式被改变为氧化模式时，借助于启动供水器2和高电压发生器3中的各个以向 被提供给雾化电极1的水施加高电压而通过静电雾化来产生包括基的带负电荷的微细水 粒子。在操作模式被改变成还原模式时，控制器10还分别不启动供水器2和启动高电压发 生器3，以通过干放电从雾化电极1的表面产生还原微粒子。图1和图2示出了根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器。在该实施例 中，雾化电极1是在氧化模式和还原模式中的各个模式中共用的一个电极，其表面或整个 部分由诸如钼之类的还原物质形成。因此，如果操作模式被改变为还原模式且随后高电压 发生器3向雾化电极1施加高电压，则通过干放电从雾化电极1的表面发射还原微粒子。供水器2可以被配置用于利用空气中的水分在雾化电极1的端部上产生凝结露 水，或通过运送装置将存储在容器中的水提供给雾化电极1的端部。在图1和图2的例子中，供水器2利用空气中的水分产生凝结露水。热交换器5的 冷却部分6 (例如珀耳帖(Peltier)单元)连接到雾化电极1，并且Peltier单元电源9为 Peltier单元提供能量。由此，通过冷却部分6来冷却雾化电极1，并且通过空气中的水分而 将凝结露水提供给雾化电极1。在图1和图2中，7是热交换器5的散热器(例如Peltier 单元)。在例子中，热交换器5的冷却部分6将冷却板(未示出)冷却，以在冷却板上产生 凝结露水，并且运送装置将该凝结露水提供给雾化电极1。在图1和图2中，相对电极8被设置以朝向雾化电极1的端部。高电压发生器3 的第一端连接到雾化电极1，并且高电压发生器3的第二端连接到相对电极8。但是，并不 局限于此，相对电极8可以连接到机架(frame)地线(例如，包括本发明的氧化和还原微粒 子发生器的电气装备等的机架)。机架自身可以被设置成电极而不提供相对电极8。控制器10被形成为通过控制信号来控制高电压发生器3和Peltier单元电源9。控制器10可以在高电压被施加到雾化电极1时通过检测放电电流来估计放电状 态，并且基于该放电状态，在氧化模式中控制高电压发生器3和Peltier单元电源9以及还 在还原模式中控制高电压发生器3。
在本发明中使用氧化模式和还原模式。如果操作模式是氧化模式，则控制器10借 助于向被提供给雾化电极1的水施加高电压而通过静电雾化来产生包括基(A)的带静电电 荷的微细水粒子。当操作模式是还原模式时，控制器10将高电压施加到雾化电极1而不将 水提供给雾化电极1，然后通过干放电从雾化电极1的表面释放还原微粒子B。对诸如切换 选择器之类的切换装置4进行操作可以将操作模式改变为氧化模式或还原模式。也就是说，当通过切换装置4将操作设置成氧化模式时，控制器10开启高电压发 生器3和热交换器5(即，Peltier单元电源9)中的每个。然后Peltier单元被启动，并且 冷却部分6对雾化电极1进行冷却，由此通过空气中的水分而在雾化电极1上产生凝结露 水。这样，当水被提供给雾化电极1时，高电压发生器3将负的高电压施加到雾化电 极1。由此，库仑力借助于雾化电极1与相对电极8之间的高电压而在被提供给雾化电极 1的端部的水与相对电极8之间起作用。然后，水的液面局部上升为像锥体那样，并形成泰 勒(Taylor)锥。这样，如果形成泰勒锥(T)，则电荷集中在泰勒锥的端部上，于是在该部分 处的电场强度变大。由此，在该部分处的库仑力变得更大，并且泰勒锥进一步成长。这样， 当泰勒锥长大且集中在泰勒锥的端部上的电荷具有高密度时，泰勒锥的端部上的水获得大 的能量(由高密度电荷产生的斥力)，并超过表面张力以反复分裂并散射(瑞利分裂)，由 此产生大量的带静电电荷的纳米尺寸的微细水粒子(A)，该微细水粒子(A)具有活性组分 (基)且带负电荷。图1示出了氧化模式的操作。当向被提供给雾化电极1的端部的水施加高电压时，通过高电压的能量而产生自 由基，例如[· H]、[ · 0H]、[ · 02]。此时，如果负的高电压被施加到雾化电极，则从雾化电 极1将电子(e_)提供到泰勒锥的部分。因此，[·Η]与电子相耦合以变为H2，并且[· OH]、 [·02]保留，使得通过静电雾化而获得包括活性氧的带静电电荷的微细水粒子。因此，带负 电荷的微细水粒子是包括诸如[· 0Η]、[ · O2]之类的自由基的氧化微粒子，并能够通过诸 如[·0Η]、[ ·02]之类的自由基来进行杀菌、除臭、有害物质分解等。带静电电荷的微细水 粒子(A)为纳米尺寸且非常小，因此能够广泛地浮游并深入地渗透到诸如衣服之类的对象 的内部，由此产生诸如前述的杀菌、除臭、有害物质分解等的效果。纳米尺寸的带静电电荷 的微细水粒子㈧还可以渗透到诸如蔬菜、水果、肉之类的食物的内部并产生保湿作用。其 还可以渗透到人的皮肤的内部并产生保湿作用。另一方面，如果通过操作切换装置4而将操作模式改变为还原模式，则控制器10 开启高电压发生器3并关闭热交换器5。在这种情况下，高电压被施加到雾化电极1，并且 通过干放电而从雾化电极1的表面产生还原微粒子(B)。图2示出了还原模式的操作。在本发明中，还原模式不仅包括氧化对象的还原，而且还包括抗氧化。也就是说， 物质M的氧化为Μ+0 — Μ0,而抗氧化为Μ+0+Χ — Μ+Χ0。以这种方式产生的还原微粒子(B)可以抑制物理对象的氧化以防止由氧化导致 的劣化。例如，如果还原微粒子(B)附着于诸如蔬菜、水果、肉、鱼之类的食物，则可以抑制 食物的氧化以及由此抑制食物的氧化劣化。还可以抑制由于氧化导致的人体组织的老化。在例子中，在保存食物时，通过将操作模式设置为氧化模式以使包括基的带静电 电荷的微细水粒子(A)附着于食物，可以实现杀菌、除臭、有害物质分解以及保湿。随后，在 杀菌、除臭、有害物质分解以及保湿之后，通过将操作模式改变为还原模式以使还原微粒子(B)附着于食物，可以抑制食物的氧化劣化。与仅使包括基的带静电电荷的微细水粒子(A)附着于食物或仅使还原微粒子(B) 附着于食物相比，这可以延长保存并同时保持新鲜。如上所述，如果在氧化模式和还原模式中的各个中使用一个雾化电极1，则可以减 少部件数量并使发生器紧凑化。在这种情况下，考虑到耐酸性，对于用于形成雾化电极1的 全部或表面的具有还原能力的物质而言，钼是优选的。其它的金属不是优选的，这是因为， 在氧化模式中，具有还原能力的金属粒子可能被混合在具有氧化能力的带静电电荷的微细 水粒子A中。但是，不局限于一个雾化电极1，本发明的雾化电极可以包括在氧化模式中 被施加高电压的第一电极，以及在还原模式中被施加高电压的第二电极。第一电极和第二 电极可以相互分离。图3示出了包括第一电极Ia和第二电极Ib的实施例。在图3中，11是切换选择 器。在氧化模式中，控制器10开启热交换器5( S卩，Peltier单元电源9)，并且还开启高电 压发生器3，同时控制切换选择器11将高电压施加到第一电极la，由此产生纳米尺寸的包 括基的带静电电荷的微细水粒子(A)。在还原模式中，控制器10开启热交换器5 (即，Peltier单元电源9)，并且还开启 高电压发生器3，同时控制切换选择器11将高电压施加到第二电极lb，由此通过干放电来 产生还原微粒子(B)。在该实施例中，当通过切换装置4将操作模式从氧化模式改变为还原模式时，供 水器2不向第二电极Ib供水，因此能够从第二电极Ib的表面可靠地产生还原微粒子(B)。当操作模式被从还原模式改变为氧化模式时，如果水已被提供给第一电极la，则 可以立即产生带静电电荷的包括基的微细水粒子(A)。图4A和图4B示出了根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器。例如，如 图1和图2那样，该实施例具有雾化电极1、供水器2、高电压发生器3、切换装置4、热交换 器5 (冷却部分6和散热器7)、相对电极8、Peltier单元电源9以及控制器10，并被安装在 室内。在该实施例的一方面中，氧化和还原微粒子发生器还包括光电检测器12，该光电检 测器12被配置用于检测周围环境的亮度以获得检测值。切换装置4被配置用于如果该检 测值是与预定亮度相当或比预定亮度更亮的值，则将操作模式改变为氧化模式；并且如果 该检测值是比预定亮度更暗的值，则还将操作模式改变为还原模式。该方面可以应用于图 3的实施例。如果该检测值是与预定亮度(预定值)相当或比预定亮度更亮的值，则可以假定 人在活动。在这种情况下，如图4A所示，切换装置4将操作模式改变为氧化模式。由此，除 了杀菌、有害物质分解等之外，还可以去除由人的活动产生的气味。如果该检测值是比预定亮度更暗的值，则可以假定人不在活动(睡着的)。在这种 情况下，如图4B所示，切换装置4将操作模式改变为还原模式。由此，可以防止睡着的人的 皮肤和头发的劣化，即，保持皮肤和头发的水分。图5A和图5B示出了根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器。例如，如 图1和图2那样，该实施例具有雾化电极1、供水器2、高电压发生器3、切换装置4、热交换 器5 (冷却部分6和散热器7)、相对电极8、Peltier单元电源9以及控制器10，并被安装在 室内。在该实施例的一方面中，氧化和还原微粒子发生器还包括气味传感器13，该气味传感器13被配置用于检测周围环境的气味以获得检测值。切换装置4被配置用于如果该检 测值是与预定气味相当或比预定气味更强的值，则将操作模式改变为氧化模式；并且如果 该检测值是比预定气味更弱的值，则还将操作模式改变为还原模式。该方面可以应用于图 3的实施例。如果该检测值是与预定气味(预定值)相当或比预定气味更强的值，则可以假定 人在室内活动而产生气味。在这种情况下，如图5A所示，切换装置4将操作模式改变为氧 化模式。由此，除了杀菌、有害物质分解等之外，还可以去除由人的活动产生的气味。如果该检测值是比预定气味更弱的值，则可以假定人不在活动(睡着的)。在这种 情况下，如图5B所示，切换装置4将操作模式改变为还原模式。由此，可以防止睡着的人的 皮肤和头发的劣化，即，保持皮肤和头发的水分。图6A和图6B示出了根据本发明的实施例的氧化和还原微粒子发生器。例如，如 图1和图2那样，该实施例具有雾化电极1、供水器2、高电压发生器3、切换装置4、热交换 器5 (冷却部分6和散热器7)、相对电极8、Peltier单元电源9以及控制器10，并被安装在 室内。在该实施例的一方面中，氧化和还原微粒子发生器还包括用于检测人的动作的人体 检测传感器14。切换装置4被配置用于如果人体检测传感器14检测到人的动作，则将操 作模式改变为氧化模式；并且如果人体检测传感器14检测到很少的人的动作或没有检测 到人的动作，则还将操作模式改变为还原模式。该方面可以应用于图3的实施例。如果人体检测传感器14检测到人的动作，则切换装置4将操作模式改变为氧化模 式，如图6A所示。由此，除了杀菌、有害物质的分解等之外，还可以去除由人的活动产生的 气味。除非人体检测传感器14实质上检测到人的动作，否则切换装置4将操作模式改变 为还原模式，如图6B所示。由此，可以防止睡着的人的皮肤和头发的劣化，即，保持皮肤和 头发的水分。虽然已经参考特定的优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员在 不背离本发明的真实精神和范围的情况下可以进行多种变型和改变。
权利要求
一种氧化和还原微粒子发生器，包括雾化电极；供水器，被配置用于将水提供给所述雾化电极；高电压发生器，被配置用于向所述雾化电极施加高电压；以及控制器，被配置用于控制所述供水器和所述高电压发生器，其中所述氧化和还原微粒子发生器还包括切换装置，所述切换装置被配置用于将操作模式改变为氧化模式或还原模式，其中所述控制器被配置用于在操作模式被改变为氧化模式时，借助于启动所述供水器和所述高电压发生器中的每个以向被提供给所述雾化电极的水施加高电压而通过静电雾化来产生包括基的带负电荷的微细水粒子，以及在操作模式被改变成还原模式时，分别不启动所述供水器和启动所述高电压发生器，以通过干放电而从所述雾化电极的表面产生还原微粒子。
2.根据权利要求1所述的氧化和还原微粒子发生器，其中所述雾化电极是在氧化模式 和还原模式中的各个模式中共用的一个电极。
3.根据权利要求1所述的氧化和还原微粒子发生器，其中所述雾化电极包括在氧化模式中被施加高电压的第一电极、以及在还原模式中被 施加高电压的第二电极，所述第一电极和所述第二电极相互分离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化和还原微粒子发生器，其中所述供水器是具有 冷却部分的热交换器，并且所述热交换器被配置用于当在氧化模式中被启动时，通过对所述 冷却部分进行冷却以利用空气中的水分形成露水来将水提供给所述雾化电极的端部。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化和还原微粒子发生器，还包括光电检测器， 所述光电检测器被配置用于检测周围环境的亮度以获得检测值，其中所述切换装置被配置用于如果所述检测值是与预定亮度相当或比预定亮度更强的值，则将操作模式改变为氧化 模式；以及如果所述检测值是比所述预定亮度更暗的值，则将操作模式改变为还原模式。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化和还原微粒子发生器，还包括气味传感器， 所述气味传感器被配置用于检测周围环境的气味以获得检测值，其中所述切换装置被配置用于如果所述检测值是与预定气味相当或比预定气味更强的值，则将操作模式改变为氧化 模式；以及如果所述检测值是比所述预定气味更弱的值，则将操作模式改变为还原模式。
7.根据权利要求1中任一项所述的氧化和还原微粒子发生器，还包括用于检测人的动 作的人体检测传感器，其中所述切换装置被配置用于如果所述人体检测传感器检测到人的动作，则将操作模式改变为氧化模式；以及如果所述人体检测传感器没有检测到人的动作，则将操作模式改变为还原模式。全文摘要
一种氧化和还原微粒子发生器，包括雾化电极(1)；供水装置(2)，用于将水提供给雾化电极(1)；高电压发生器(3)；用于控制供水装置(2)和高电压发生器(3)的控制部分(10)；以及用于使操作模式在氧化模式和还原模式之间切换的切换装置(4)。利用这种布置，可以在启动供水装置(2)和高电压发生器(3)的氧化模式中产生包括基的带负电荷的微细水粒子，并且可以在不启动供水装置(2)但启动高电压发生器(3)的还原模式中产生还原微粒子。
文档编号B05B5/057GK101909763SQ200880122960
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月24日 优先权日2007年12月25日
发明者中田隆行, 松井康训, 町昌治, 须田洋 申请人:松下电工株式会社