电子风发生器及电子风消毒灭菌设备 【技术领域】
本发明涉及一种利用电晕场产生臭氧的设备，以及安装有该设备的一系列消毒灭菌设备。
背景技术
臭氧的灭菌的速度和效果都非常好，对细菌、病毒、真菌及原虫、卵囊等都具有明显的灭活效果。臭氧可使用臭氧发生器http://baike.baidu.com/view/379132.htm制取，可通过高压放电、电晕放电、电化学、光化学、原子辐射等方法得到，原理是利用高压电力或化学反应，使空气中的部分氧气分解后聚合为臭氧。
臭氧消毒灭菌方法与常规消毒灭菌方法相比有如下特点：
(1)高效性：臭氧消毒灭菌以空气为媒质，不需要其它任何辅助材料和添加剂，在相对密封的环境下，扩散均匀，包容性好，克服了紫外线杀菌存在的诸多死角，可达到全方位快速高效的消毒灭菌目的。另外，它的灭菌谱广，既可杀灭细菌繁殖体、芽胞、甲乙型肝炎病毒、真菌和原虫胞体等多种病毒，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体，同时具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
(2)高洁净性：臭氧快速自然分解为氧的特性，是臭氧的独特优点。臭氧是利用空气中氧气产生的，消毒氧化过程中，多余氧(O)在30min后又结合成氧分子(O2)，不存在任何残留物，解决了普通消毒剂产生的二次污染问题，省去了消毒结束后的再次清洁工序。
(3)方便性：臭氧灭菌器一般安装在洁净室内或空气净化系统中或灭菌设备内(如臭氧灭菌柜、传递窗等)。根据预先验证的灭菌浓度及时间，设置灭菌器的开启及运行时间，操作使用方便。而用甲醛熏蒸消毒时间长，而臭氧消毒可以天天定时开启使用。
(4)经济性：通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用及运行比较，臭氧消毒方法与其它方法相比具有很大的经济效益和社会效益。
现有的臭氧发生设备，电晕场方向总是垂直于通过电晕场的气流方向。产生的臭氧一般需要用气流输送出设备之外，而气流的产生总是需要风机和扇叶。否则只有将臭氧发生器和待消毒灭菌的物件整个密封起来，等待密闭空间中充满从发生器逸出的臭氧后，才能开始工作。具有成本高、难于调控、工作效率低的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电子风发生器及电子风消毒灭菌设备，要解决现有设备成本高、难于调控、工作效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
这种电子风发生器，包括电源高压模块、绝缘板和经导电线连接的正极和负极，其特征在于：所述正极是一块分布有电子风出孔的金属平板，以金属平板作为盒底，与盒顶绝缘板和盒侧绝缘板连接成盒状结构；盒顶绝缘板上分布有进气孔，负极是在进气孔的孔间部位垂直穿透盒顶绝缘板、且正对电子风出孔中心的金属针，金属针的上端与导电线并联后与电源高压模块连接，电源高压模块产生的电晕场电压大于1000伏，电晕场方向与通过电晕场的气流方向、即电子风出孔的中心线之间的夹角大于90°或小于等于180°。
所述电源高压模块经整流变压器与外接电源连接，电源高压模块与输出电压调节器连接。
所述进气孔为手孔、方孔或长条形孔。
这种电子风消毒灭菌箱，其特征在于：包括权利要求1-3任意一项所述的电子风发生器，电子风发生器下部连接有箱体；所述电子风发生器的进气孔为平行排布的长条形孔，盒壁外面安装有电源开关、手部消毒功能按钮、物件消毒功能按钮、室内空气消毒按钮、消毒时间提示灯和电源指示灯；所述箱体内部置有搁架，并在箱体侧面开有密封活门，箱体前面有两个手孔，在手孔上连有柔性密封罩和扣盖；箱体底部开有插入活性碳纤维板用的插口，活性碳纤维板向内插入搁架下方。
所述盒顶绝缘板紧贴进气孔下方连接有一个抽拉式进气控制板，进气控制板的侧面带有刻度。
所述箱体上连接有挂件。
这种电子风消毒灭菌筒，包括电子风发生器，电子风发生器下部连接有筒状箱体；所述电子风发生器为筒状结构，顶部的盒顶绝缘板为扣盖式结构，盒顶绝缘板上均匀分布有圆形进气孔，电子风发生器侧壁上带有电池开启窗口、充电器插口、电源开关、手部/环境空气消毒功能按钮、物件消毒功能按钮、消毒时间提示灯和电源指示灯；所述筒状箱体一侧开有密封活门；箱体底面安装有底盖。
这种电子风消毒灭菌枪，其特征在于：包括电子风发生器，所述电子风发生器置于枪筒形外壳的后部腔体内，枪筒形外壳的前部为长管状，长管内有一根内筒，内筒头部延伸至枪管外壳头部的枪口处，内筒尾部罩在电子风发生器的电子风出孔处，电子风发生器的进气孔外侧安装有涡扇，涡扇与风机连接。
所述电子风发生器引出的导线和风机的电源线分别与电池连接，枪管外壳的后部带有与电池连接的充电插口、控制按钮和电源开关，充电插口由充电器与外接电源连接，所述电子发生器一侧与控制电路板连接；所述枪筒形外壳外侧安装有与电池连接的通电指示灯。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明的电子风发生器电晕场方向与通过电晕场的气流方向之间夹角大于90度，小于或等于180度。可以导致空气流的自动产生，即本发明所说的电子风，不需风机和扇叶即可将产生的臭氧送出发生器，直接吹向目的物，包括待消毒灭菌的空气，物件，食物，双手或人体其他部位。因此能够提高效率，并节约成本。
本发明可通过改变电晕场电压，控制输出地臭氧浓度，电晕场电压不低于1000V，还可通过调整设备进风口面积大小和/或电晕场与气流方向之间夹角，控制电子风的流量，具有使用灵活、调节方便的特点。
本发明可通过流量和臭氧浓度的不同搭配，以适应不同需要。比如对于手部消毒，采用中等流量，较低浓度的臭氧；对于易滋生细菌的牙刷，餐具等小型物件或食品，放入密闭空间消毒，宜采用小流量高浓度臭氧；对于大型或门把手，电话，鼠标，寝具等不可移动物件或食品，采用直接将臭氧吹向物件或食品表面的开放式消毒，宜用大流量高浓度臭氧。对于密闭空间的空气消毒灭菌，可采用大流量中等浓度臭氧。
本发明采用电子风正反馈方式，增加气流中的臭氧浓度，提高灭菌效果。所谓正反馈，即是将从设备排出的仍然含有一定浓度臭氧的电子风送回发生器的进气孔，重新利用，使臭氧浓度越来越高，直至消毒过程结束。
除电子风发生器之外，设计与电子风发生器连接的灭菌盒、灭菌枪管、除臭盒等配件，以适应各种场合的应用。
电子风消毒灭菌箱：含臭氧的电子风从盒上部向下吹入。盒四周围住，仅留下一支手或双手伸入的弹性帘幕。吹过手部后的气流穿过盒底部的活性炭层排出盒外，其中的残余臭氧被活性炭吸附，不影响周围空气质量。
小型物件消毒灭菌盒：含臭氧的电子风从盒上部向下吹入。盒四周封闭，仅留下放入物件或食品的可开关门窗。消毒过程中的弱气流穿过盒底部的活性炭层排出盒外，其中的残余臭氧被活性炭吸附，不影响周围空气质量。
电子风消毒灭菌枪：含高浓度臭氧的电子风从管一端送入，从另一端排出后，吹向需消毒灭菌的物件或食品表面，气流经表面反射后立即被端口附近或外围的吸管抽吸。然后反馈回发生器进气孔，起重复消毒灭菌的作用。对于少部分溢出的臭氧，还可在吸管外部设置活性炭，吸附或催化分解残余臭氧。吸管抽吸动力由安置在吸管内的小型涡扇风机提供。
本发明的电子风消毒灭菌设备可通过将臭氧集中吹向手部或人体其它部位，进行快速消毒灭菌；通过将臭氧集中吹向物件或食品表面，进行快速消毒灭菌；通过将臭氧封闭在一定空间内，达到对该空间内的空气，物件或食物消毒灭菌。
【附图说明】
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是电子风发生器的结构示意图。
图2是电子风发生器的内部结构示意图。
图3是电子风消毒灭菌箱的结构示意图。
图4是扣盖的结构示意图。
图5是电子风消毒灭菌筒的结构示意图。
图6是另一规格的盒顶绝缘板的结构示意图。
图7是底盖的结构示意图。
图8是电子风消毒灭菌枪的结构示意图。
附图说明：
1-电子风发生器、1.1-金属平板、1.2-进气孔、1.3-盒顶绝缘板、1.4-电子风出孔、1.5-金属针、1.6-导电线、1.7-盒侧绝缘板、1.8-电晕场的电力线、1.9-电子风、1.10-电源高压模块、1.11-输出电压调节器、1.12-整流变压器；
2-电子风消毒灭菌箱、2.1-箱体、2.2-长条形孔、2.3-进气控制板、2.4-刻度、2.5-手孔、2.6-柔性密封罩、2.7-扣盖、2.8-密封活门、2.9-搁架、2.10-密封橡胶条、2.11-扣销、2.12-插口、2.13-活性碳纤维板、2.14-挂件、2.15-室内空气消毒按钮、2.16-消毒时间提示灯、2.17-电源指示灯；2.18-电源开关、2.19-手部消毒功能按钮、2.20-物件消毒功能按钮；
3-电子风消毒灭菌筒、3.1-筒状箱体、3.2-电源指示灯、3.3-消毒时间提示灯3.4-圆形进气孔、3.5-底盖、3.6-密封活门、3.7-电池开启窗口、3.8-充电器插口、3.9-电源开关、3.10-手部/环境空气消毒功能按钮、3.11-物件消毒功能按钮；
4-电子风消毒灭菌枪、4.1-枪筒形外壳、4.2-内筒、4.3-电池、4.4-涡扇、4.5-风机、4.6-控制电路板、4.8-控制按钮、4.9-充电插口，4.10-通电指示灯。
【具体实施方式】
实施例参见图1所示，这种电子风发生器，包括电源高压模块、绝缘板和经导电线连接的正极和负极，所述正极是一块分布有电子风出孔1.4的金属平板1.1，电子风出孔1.4为孔洞直径范围3-50mm的圆孔。以金属平板作为盒底，与盒顶绝缘板1.3和盒侧绝缘板1.7连接成盒状结构；盒顶绝缘板1.3上分布有进气孔1.2，负极是在进气孔的孔间部位垂直穿透盒顶绝缘板1.3、且正对电子风出孔1.4中心的金属针1.5，金属针1.5直径不大于2mm，长度范围是3-100mm。针的数量和位置排布应与板1上的孔洞一一对应。针尖离板内表面的垂直距离范围是3-50mm。同时应保证针尖与对应孔洞的边缘等距。也即针所在直线的延长线应通过板上对应孔洞的圆心。金属针的上端与导电线1.6并联后与电源高压模块1.10连接，电源高压模块产生的电晕场电压大于1000伏，电晕场方向与通过电晕场的气流方向、即电子风出孔的中心线之间的夹角大于90°或小于等于180°。电源高压模块经整流变压器1.12与外接电源连接，电源高压模块与输出电压调节器1.11连接。
参见图2所示，电子风产生的原理是：当电源高压模块输出端的电压足够高时，针尖和金属板间将产生电晕场。通常空气为非导体，但空气中含有少量因宇宙射线照射产生的离子，在电晕场作用下，带正电的金属板将吸引这些阴离子，在飞向金属板的过程中，这些离子与空气分子碰撞，附着在空气分子上，形成大量带负电的分子团，这些分子团向金属板孔洞方向的高速运动，带动产生了所谓电子风，由此引起更多空气从孔洞进入发生器盒，然后从孔洞吹出。可以设想，针尖离金属板越近，电晕场电力线与电子风气流之间夹角将越小。当针尖接近金属板孔洞圆心时，该夹角接近直角。空气分子团的飞行方向将平行于金属，而不能吹出盒外，也就不能形成持续的电子风。所以，改变进气孔大小或调整针尖到金属板1的距离，均可以控制电子风的流量。但前者更容易实现。
如果电源高压模块输出端的电压更高时，空气中的氧分子将被电子风中的高能离子离解，再聚合成为臭氧分子。电压越高，高能离子越多，形成的臭氧就越多。所以通过调整模块的输出电压，很容易控制电子风中的臭氧浓度。模块需要输入直流电压，一般可设置为9-12V。作为便携式产品，可以采用电池或可充电电池作为直流电供电源。如果用于室内，也可采用民用220V或110V交流电源，但需先整流并变压成9-12V的直流电。
参见图3、图4所示，这种电子风消毒灭菌箱，包括电子风发生器，电子风发生器1下部连接有箱体2.1，箱体上连接有挂件2.14，功能是通过它用螺钉将设备固定在墙上一定高度，方便使用。所述电子风发生器的进气孔为平行排布的长条形孔2.2，所述盒顶绝缘板紧贴进气孔下方连接有一个抽拉式进气控制板2.3，从而改变进气孔的总面积，当全部插入时，进气面积最大，抽出到一定程度，就会关闭进气孔，进气控制板的侧面带有刻度2.4，提示使用者进气面积的大小。盒壁外面安装有电源开关2.18、手部消毒功能按钮2.19、物件消毒功能按钮2.20、室内空气消毒按钮2.15、消毒时间提示灯2.16和电源指示灯2.17；所述箱体2.1内部置有搁架2.9，并在箱体侧面开有密封活门2.8，打开门后，能将待消毒灭菌的小型物件或食品放入箱内的搁架上。箱体前面有两个手孔2.5，直径不大于60mm。两孔圆心间距不小于100mm，以方便两手插入箱体中，同时消毒灭菌。在手孔上连有柔性密封罩2.6和扣盖2.7；箱体底部开有插入活性碳纤维板2.13用的插口2.12，活性碳纤维板向内插入搁架下方。
该设备使用的基本操作如下：
用于双手或人体其它部位消毒灭菌时：插上电源插头，打开电源开关，电源指示灯发亮。插入活性炭纤维板，去掉手部消毒孔扣盖，关闭物件放入密封活门，调整好进气控制板位置，按下手部消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。将双手通过橡皮膜口伸入箱内，感觉自上而下的轻微电子风吹向皮肤，不断转动双手，改变迎风朝向，直到消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，抽出双手，设备自动停止产生电子风和臭氧。但电源指示灯仍然发亮。
用于小物件或食物消毒灭菌时：插上电源插头，打开电源开关，电源指示灯发亮。抽出活性炭纤维板，插入塑料板，扣上手部消毒孔扣盖，打开物件放入密封活门，放入待消毒物件或食物，关闭密封活门，调整好进气控制板位置，按下物件消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。待消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，设备自动停止产生电子风和臭氧。但电源指示灯仍然发亮。打开密封活门，取出已消毒灭菌的物件或食物。
用于室内空气消毒灭菌除臭时：插上电源插头，打开电源开关，电源指示灯发亮。插入活性炭纤维板，扣上手部消毒孔扣盖，关闭物件放入密封活门，调整好进气控制板位置，按下室内空气消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。直到消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，设备自动停止产生电子风和臭氧。但电源指示灯仍然发亮。
在图3的设计中，还可以加入红外传感器，以省略手部消毒功能按钮，即当双手伸入箱体内后，传感器一旦探测到由于体温产生的温差，设备将自动开启，发送出电子风和臭氧。同样，也可以加入光线阻断传感器，即当双手或物件放入箱体内后，由于贯穿箱体上下或左右的多根光纤束被阻断，设备将自动开启，发送出电子风和臭氧。这样将可省略两个按钮，使用也更方便。
此外，为了加强提示效果，当消毒灭菌时间结束时，在提示灯闪烁的同时，设备还可通过蜂鸣器发出声响。
参见图5-7所示，这种电子风消毒灭菌筒，功能与电子风消毒灭菌箱类似，但采用自带电池电源，体积较小，便于携带。电子风消毒灭菌筒包括电子风发生器，电子风发生器下部连接有筒状箱体3.1；所述电子风发生器为筒状结构，顶部的盒顶绝缘板为扣盖式结构，盒顶绝缘板上均匀分布有圆形进气孔3.4，电子风发生器侧壁上带有电池开启窗口3.7、充电器插口3.8、电源开关3.9、手部/环境空气消毒功能按钮3.10、物件消毒功能按钮3.11、消毒时间提示灯3.3和电源指示灯3.2；所述筒状箱体一侧开有密封活门3.6，以便放入小型物件或食品。箱体底面安装有底盖3.5。
该设备使用的基本操作如下：
用于双手或人体其它部位消毒灭菌时：装上电池，打开电源开关，电源指示灯发亮，去掉底部扣盖，关闭物件放入密封活门，安装好合适的进气扣盖，按下手部消毒/环境空气消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。将双手放于设备正下方，让电子风从上向下吹向双手一人使用时，可以一手拿设备，让电子风吹另一只手，一个消毒过程结束后，再交换，不断转动双手，改变迎风朝向，直到消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，设备自动停止产生电子风和臭氧。电源指示灯仍然发亮。选用该功能时应注意：不要将电子风对着人脸部吹，最好在较大空间或开放空间使用，以免局部臭氧浓度过高。
用于小物件或食物消毒灭菌时：安好电池，打开电源开关，电源指示灯发亮。扣上底部扣盖，打开密封活门，放入待消毒物件或食物，关闭密封活门，安装好合适的进气扣盖，按下物件消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。待消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，设备自动停止产生电子风和臭氧。电源指示灯仍然发亮。打开密封活门，取出已消毒灭菌的物件或食物。
用于环境空气消毒灭菌时：装上电池，打开电源开关，电源指示灯发亮，去掉底部扣盖，关闭物件放入密封活门，安装好合适的进气扣盖，按下手部消毒/环境空气消毒功能按钮，消毒时间提示灯发绿光。将设备放于高处，电子风从底部吹出，直到消毒时间提示灯变为闪烁的红灯，设备自动停止产生电子风和臭氧。
参见图8所示，这种电子风消毒灭菌枪，包括电子风发生器，所述电子风发生器置于枪筒形外壳4.1的后部腔体内，枪筒形外壳的前部为长管状，长管内有一根内筒4.2，内筒头部延伸至枪管外壳头部的枪口处，内筒尾部罩在电子风发生器的电子风出孔处，电子风发生器的进气孔外侧安装有涡扇4.4，涡扇与风机4.5连接。
所述电子风发生器引出的导线和风机的电源线分别与电池4.3连接，枪管外壳的后部带有与电池连接的充电插口4.9、控制按钮4.8和电源开关4.7，充电插口由充电器与外接电源连接，所述电子发生器一侧与控制电路板4.6连接；所述枪筒形外壳4.1外侧安装有与电池连接的通电指示灯4.10。
灭菌枪的工作原理如下：开启电源开关后，风机带动涡扇，通过外筒进风口吸引空气进入筒内，见图中箭头所示，然后送入电子风发生器的进气孔，空气中的氧气被聚合成臭氧后，与其他负离子一道，通过内筒吹出枪管外，持续吹向待消毒灭菌的物件，在物件表面处理过程中，大部分未分解的臭氧和重新还原成的氧气将被表面反射，这些反射气体加上部分外围环境空气，都将被抽入外筒，重新进入发生器，开始新一轮循环消毒作用。通过发生器电压的变化，可以控制产生臭氧的浓度。通过风机转速的变化，可以控制吹出气流的流量。
本发明的电子风发生器可采取下列措施，保证使用的安全性：
采用活性炭层材料，吸附和/或催化分解排出仪器外的残余臭氧，使之不影响环境空气质量。
采用弹性帘幕或可开关门窗，防止高浓度臭氧在使用中逸出，影响空气质量。
当对大型或不可移动物件进行开放式消毒灭菌时，采用设置在出风口附近的抽吸管，抽吸经物件表面反射的气流，然后对气流中残余的臭氧用活性炭进行吸附或催化分解。
采用高浓度大流量臭氧对空气消毒灭菌时，将空间密闭，消毒期间，禁止人员进入。
根据臭氧浓度高低和使用方式不同，预先设置电子风吹送时间，以免过量作用造成不适。同时设置感应器，自动计算开始作用的时间。比如，对于手部消毒灭菌箱，当手伸入盒内后，设置于盒内的红外传感探头或光线阻断传感器能自动判断并开始吹送电子风，然后按照预设的时间(如1分钟)自动停止。等待新的手伸入后，重新开始吹送。
除进气孔和出风口外，电子风发生器采用固体绝缘材料密封，防止正负极短路和因不小心碰触高压负极引起的不快，由于电晕场电流极小，即使碰触也不会有生命危险。
电子风发生器最外面部分，包括进气孔和出风口，均采用接地的金属网包裹，目的是防止电晕场产生的电磁辐射对仪器其他电子部件和计算机，电视机等外界电子设备的干扰。