ES3039312T3

ES3039312T3 - Air purification system and protective clothing comprising the system

Info

Publication number: ES3039312T3
Application number: ES21813055T
Authority: ES
Inventors: Kenjiro Kimura; Noriaki Kimura
Original assignee: Integral Geometry Science Inc
Current assignee: Integral Geometry Science Inc
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2025-10-21
Anticipated expiration: 2041-05-24
Also published as: TWI872248B; IL298094A; IL298094B1; PL4159246T3; CN115484993B; BR112022022195A2; US12274816B2; EP4159246B1; JP7673983B2; CN115484993A; EP4159246C0; KR102901245B1; EP4159246A1; HUE072041T2; KR20230015885A; EP4159246A4; JPWO2021241488A1; CA3185813A1; WO2021241488A1; TW202202177A

Abstract

Un sistema de purificación de aire (1) comprende: un electrodo de alambre (20) que genera resonancia electromagnética; una sonda de campo eléctrico (40) que mide la intensidad de dicho campo; y una unidad de control (70) que controla la potencia suministrada al electrodo de alambre (20). La unidad de control (70) manipula la frecuencia y la posición de la potencia suministrada al electrodo de alambre (20), y realiza el control para maximizar el valor de salida de una señal que indica la intensidad del campo eléctrico. La retroalimentación se controla para que la cantidad de ozono se mantenga constante, monitorizando la cantidad de ozono generado y manipulando la amplitud y la modulación de la potencia suministrada. De esta manera, se genera ozono para la descomposición de virus, pero no se genera óxido de nitrógeno dañino al suministrar a las moléculas de gas contenidas en el gas afluente una energía igual o superior a la de disociación de las moléculas de oxígeno y no superior a la de las moléculas de nitrógeno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de purificación de aire y ropa de protección que comprende el sistema

[Campo técnico]

La presente divulgación se refiere a un sistema de purificación de aire y a ropa de protección que incluye el sistema de purificación de aire.

[Antecedentes de la técnica]

En el pasado, se ha propuesto un aparato de procesamiento que usa plasma de alta tensión en la atmósfera para el procesamiento de oxidación de NO en gases de escape descargados a partir de motores y otros y motores de combustión interna.

Para generar plasma de alta tensión, en el caso de usar un transformador de conversión de tensión usado con frecuencia en una banda de baja frecuencia de 10 MHz o menos, es necesario reducir la inductancia (reactancia) a altas frecuencias superiores o iguales a 100 MHz. Esto significa que se necesita reducir el número de vueltas de bobina y el tamaño de bobina y el diámetro de la bobina usada como hilo eléctrico se vuelve pequeño, dando por tanto como resultado un problema ya que no es posible introducir una gran cantidad de potencia.

Por otro lado, en el caso de aumentar la tensión mientras se mantiene la impedancia característica baja, por ejemplo, a 50 O sin la conversión de tensión anterior, se necesita una potencia de 10 kW (= 1000250/2) para una tensión de 1000 V, por ejemplo. En la práctica, es difícil proporcionar un dispositivo de fuente de potencia que introduzca tal cantidad de potencia.

A la vista de lo anterior, el documento no de patente (NPL) 1 a continuación propone un reactor de plasma que genera plasma entre electrodos aplicando, a los electrodos, pulsos de alta tensión que tienen una frecuencia de varios kilohercios y una tensión pico en un intervalo de desde 5000 V hasta 10000 V para la oxidación de NO en gases de escape descargados a partir de motores y otros motores de combustión interna.

[Lista de referencias]

[Bibliografía no de patentes]

[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, n.° 646B, págs. 1501-1506 (2000).

El documento JP 2010 025049 A (MITSUI SHIPBUILDING ENG), 4 de febrero de 2010 (04/02/2010) da a conocer un ejemplo de un generador de plasma de alta tensión configurado para generar una resonancia mediante alimentación de potencia eléctrica de una señal de alta frecuencia.

[Sumario de la invención]

[Problema técnico]

Sin embargo, los sistemas de purificación de aire convencionales que sirven como reactores de plasma tienen un problema ya que no se suministra potencia suficiente a los electrodos debido a falta de coincidencia de impedancia de la señal de la tensión de pulso aplicada. Además, con pulsos de alta tensión de varios kilohercios, el tiempo entre pulsos de alta tensión es más largo que el tiempo de descarga eléctrica provocado por pulsos de alta tensión. En este momento, los electrones una vez ionizados a partir de gas se recombinan, y por tanto se necesita suministrar una gran cantidad de energía para la ionización de electrones cada vez que se aplican pulsos de alta tensión. Como resultado, el aparato tiene una baja eficiencia de potencia. Por tanto, aunque se genere plasma, la cantidad de bacterias, virus, etc., en el aire descompuesto por plasma es baja con respecto a la potencia de entrada.

Además, es difícil para sistemas de purificación de aire convencionales reducir: la disociación de moléculas de nitrógeno que, junto con la disociación de moléculas de oxígeno, se induce por un campo eléctrico intenso correspondiente a un valor máximo de pulso; y óxidos de nitrógeno generados por la disociación de moléculas de nitrógeno. También es difícil con la tecnología convencional permitir la generación de ozono al tiempo que se impide la generación de óxidos de nitrógeno.

A la vista de esto, con el fin de abordar los problemas descritos anteriormente, la presente divulgación tiene como objetivo proporcionar un sistema de purificación de aire y una ropa de protección que puedan descomponer bacterias, virus, etc., en el aire generando plasma de manera eficiente al tiempo que se reduce la potencia de entrada en comparación con la tecnología convencional.

[Solución al problema]

Con el fin de lograr el objetivo anterior, un sistema de purificación de aire según un aspecto de la presente divulgación es un sistema de purificación de aire que genera plasma usando tensión, incluyendo el sistema de purificación de aire: un primer electrodo que genera resonancia electromagnética cuando se suministra potencia; un segundo electrodo dispuesto rodeando al primer electrodo en un estado de estar separado del primer electrodo; un alimentador de potencia que suministra potencia al primer electrodo; una sonda de campo eléctrico que mide una intensidad de un campo eléctrico entre el primer electrodo y el segundo electrodo; y un controlador que controla la potencia suministrada al primer electrodo, en el que el controlador realiza un control ajustando una frecuencia de la potencia suministrada al primer electrodo y una posición en la que se suministra la potencia al primer electrodo, para maximizar un valor de salida de una señal que indica la intensidad del campo eléctrico medida por la sonda de campo eléctrico.

El sistema de purificación de aire incorpora además en el mismo un detector que monitoriza las cantidades de ozono y óxidos de nitrógeno generados. Con las cantidades de ozono y óxidos de nitrógeno generados establecidas como objetivos que van a controlarse, el sistema de purificación de aire cambia la potencia de corriente alterna (CA), la frecuencia y el punto de alimentación de potencia para poder controlar el campo eléctrico aplicado a plasma de modo que se introduce a moléculas de gas una energía a la que se disocian moléculas de oxígeno mediante plasma y de ese modo se genera ozono pero no se disocian moléculas de nitrógeno y de ese modo se minimiza la generación de óxidos de nitrógeno.

Con el fin de lograr el objetivo anterior, ropa de protección según un aspecto de la presente divulgación incluye: un sistema de purificación de aire; y un cuerpo de recubrimiento que está dotado del sistema de purificación de aire y cubre una superficie del cuerpo de una persona, y el sistema de purificación de aire purifica aire introducido desde el exterior y suministra aire purificado al interior del cuerpo de recubrimiento.

Obsérvese que estos aspectos generales o específicos pueden implementarse mediante un sistema, un método, un circuito integrado, un programa informático o un medio de grabación legible por ordenador tal como CD-ROM, o mediante cualquier combinación de los mismos.

La invención se refiere a un sistema de purificación de aire tal como se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se dan a conocer realizaciones ventajosas.

[Efectos ventajosos de la invención]

Según la presente divulgación, es posible descomponer bacterias, virus, etc., en el aire generando plasma de manera eficiente al tiempo que se reduce la potencia de entrada en comparación con la tecnología convencional.

[Breve descripción de los dibujos]

[Figura 1]

La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un sistema de purificación de aire según la realización 1. [Figura 2]

La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente, por ejemplo, el flujo de aire introducido en el sistema de purificación de aire según la realización 1 y cambios de un punto de alimentación de potencia en el que un alimentador de potencia suministra potencia a un electrodo lineal.

[Figura 3]

La figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra cambios de la longitud de un resonador incluido en el sistema de purificación de aire según la realización 1.

[Figura 4]

La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra cómo se descomponen virus en una región de generación de plasma del sistema de purificación de aire según la realización 1.

[Figura 5]

La figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente, por ejemplo, el flujo de aire introducido en un sistema de purificación de aire según una variación de la realización 1 y cambios de un punto de alimentación de potencia en el que un alimentador de potencia suministra potencia a un electrodo lineal.

[Figura 6]

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la realización 2 que incluye, por ejemplo, una válvula de control de flujo que tiene un medidor de flujo.

[Figura 7]

La figura 7 es un diagrama esquemático que ilustra un cuerpo principal del sistema de purificación de aire según la realización 2.

[Figura 8]

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 1 de la realización 2 que incluye, por ejemplo, una segunda unidad de filtro, un calentador, un segundo detector, una primera unidad de filtro, un primer detector y un tubo.

[Figura 9]

La figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 2 de la realización 2 que incluye una segunda unidad de filtro, un calentador, un segundo detector, un tubo, una primera unidad de filtro y un primer detector, y en el que el segundo detector está previsto en el tubo.

[Figura 10]

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 3 de la realización 2 que incluye una segunda unidad de filtro, un calentador y un primer detector, y en el que se usa un cuerpo principal que incluye un controlador y así sucesivamente.

[Figura 11]

La figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 4 de la realización 2 que incluye una segunda unidad de filtro, un calentador y un primer detector.

[Figura 12]

La figura 12 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 5 de la realización 2 que incluye una segunda unidad de filtro y un primer detector.

[Figura 13]

La figura 13 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de purificación de aire según la variación 6 de la realización 2 que incluye un primer detector.

[Figura 14]

La figura 14 es un diagrama esquemático que ilustra una vista frontal de ropa de protección según la realización 3 y un elemento de visualización de la ropa de protección.

[Figura 15]

La figura 15 es una vista lateral de la ropa de protección según la realización 3 vista desde un lado lateral. [Figura 16]

La figura 16 es una vista frontal de un sistema de purificación de aire incluido en la ropa de protección según la realización 3, que ilustra cómo el sistema de purificación de aire introduce virus, etc., junto con el aire.

[Figura 17]

La figura 17 es una vista en sección transversal del sistema de purificación de aire incluido en la ropa de protección según la realización 3 a lo largo de la línea XVI-XVI en la figura 16.

[Descripción de realizaciones]

A continuación en el presente documento, se describen realizaciones según la presente invención en detalle con referencia a los dibujos. Las realizaciones descritas a continuación ilustran, cada una, un ejemplo específico de la presente invención. Por tanto, los valores numéricos, formas, materiales, elementos constituyentes, la disposición y conexión de los elementos constituyentes, etapas, y el orden de procesamiento de las etapas, etc., mostrados en las siguientes realizaciones son simples ejemplos, y no se pretende que limiten la presente invención. Por consiguiente, entre los elementos constituyentes incluidos en las siguientes realizaciones, elementos constituyentes no mencionados en ninguna de las reivindicaciones independientes se describen como elementos constituyentes opcionales.

Obsérvese que los dibujos se representan esquemáticamente y no son necesariamente ilustraciones precisas. Además, en las figuras, se proporcionan los mismos signos de referencia esencialmente a los mismos elementos constituyentes, y pueden omitirse o simplificarse descripciones redundantes.

Además, en las siguientes realizaciones, se usa el término “sustancialmente”. Por ejemplo, se pretende que el término “sustancialmente la porción central” signifique no solo una porción que es exactamente central, sino también una porción que es esencialmente central, es decir, que incluye varios porcentajes de márgenes de error, por ejemplo. Además, el término “sustancialmente la porción central” significa una porción central dentro de un intervalo en el que pueden proporcionarse efectos ventajosos de la presente divulgación. Lo mismo se aplica a otras expresiones que incluyen “sustancial”.

A continuación en el presente documento, se describe un sistema de purificación de aire y una ropa de protección según realizaciones de la presente divulgación.

[Realización 1]

<Configuración: sistema de purificación de aire 1>

Se describe una configuración del sistema de purificación de aire 1 según la presente realización.

La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema de purificación de aire 1 según la realización 1. La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente, por ejemplo, el flujo de aire introducido en el sistema de purificación de aire 1 según la realización 1 y cambios de punto de alimentación de potencia F en el que el alimentador de potencia 30 suministra potencia al electrodo lineal 20.

Tal como se ilustra en la figura 1 y la figura 2, el sistema de purificación de aire 1 es un purificador de aire que descompone, es decir, destruye, y elimina bacterias, virus, etc., con el uso de un dispositivo de generación de plasma de alta tensión que puede generar plasma de alta frecuencia (denominado simplemente a continuación en el presente documento “plasma”) usando una alta tensión en la banda de alta frecuencia. En la presente realización, el sistema de purificación de aire 1 genera plasma usando una alta tensión obtenida modulando una onda portadora que tiene una frecuencia en un intervalo de desde 100 MHz hasta 10 GHz. Obsérvese que una alta tensión es, por ejemplo, una tensión de aproximadamente 100 V o superior. La alta tensión en la presente realización puede estar en un intervalo de desde 102 V hasta 105 V.

Además, la banda de alta frecuencia se refiere a frecuencias de aproximadamente 100 MHz o superiores. La banda de alta frecuencia en la presente realización puede ser de al menos 100 MHz y como máximo 10 GHz. El plasma en la presente realización es plasma a presión atmosférica generado en la atmósfera a la presión normal. Obsérvese que el sistema de purificación de aire 1 también puede descomponer y eliminar materiales particulados que flotan en el aire, tales como polvo, polen, ácaros y humo.

El sistema de purificación de aire 1 incluye un primer alojamiento 10, un electrodo lineal 20, un alimentador de potencia 30, una sonda de campo eléctrico 40, un segundo amplificador 41, un cimoscopio 42, un convertidor de tensión 35, un accionador 36, un controlador 70, un conducto 17, un segundo alojamiento 50, un filtro 60 y un ventilador 51.

El primer alojamiento 10 forma (define) un espacio 10a que es alargado y alberga el electrodo lineal 20 en un estado de estar separado del electrodo lineal 20. El primer alojamiento 10 está conectado a tierra y, por tanto, funciona como electrodo de tierra. El primer alojamiento 10 está dispuesto rodeando el electrodo lineal 20 para albergar el electrodo lineal 20. Soportes 16a para acoplar el electrodo lineal 20 están dispuestos y fijados en el espacio 10a, que es el interior del primer alojamiento 10. Los soportes 16a son componentes de soporte que separan el electrodo lineal 20 de la superficie de pared interna del primer alojamiento 10 y soportan el electrodo lineal 20 en una orientación predeterminada. Los soportes 16a se forman usando un material tal como politetrafluoroetileno, por ejemplo.

El primer alojamiento 10 se forma usando un material conductor que tiene una alta conductividad eléctrica, tal como plata, cobre o aluminio, por ejemplo. El primer alojamiento 10 es un ejemplo de un segundo electrodo.

El primer alojamiento 10 es alargado en la misma dirección que la dirección longitudinal del electrodo lineal 20 para albergar el electrodo lineal 20. En la presente realización, el primer alojamiento 10 está conformado según la forma del electrodo lineal 20, por ejemplo, cilíndrica, pero la forma del primer alojamiento 10 no está particularmente limitada.

El primer alojamiento 10 incluye una entrada 12a a través de la cual se introduce aire y una salida de ventilación 12b a través de la cual se descarga el aire introducido a través de la entrada 12a al conducto 17. La entrada 12a está formada en un lado de extremo del primer alojamiento 10 en la dirección longitudinal, y la salida de ventilación 12b está formada en el otro lado de extremo del primer alojamiento 10 en la dirección longitudinal. El aire, etc., que está presente fuera del primer alojamiento 10 se introduce y pasa a través de la entrada 12a. El conducto 17 está conectado a la salida de ventilación 12b. El aire, etc., que ha pasado a través de la entrada 12a y fluido a través del espacio 10a del primer alojamiento 10 pasa a través de la salida de ventilación 12b y fluye al interior del conducto 17.

Además, el primer alojamiento 10 incluye un armazón 13 que es como una malla. El armazón 13 se proporciona en la entrada 12a y cubre la superficie de abertura de la entrada 12a.

El electrodo lineal 20 es un electrodo alargado que es largo en una dirección predeterminada. El electrodo lineal 20 está albergado en el primer alojamiento 10 y está previsto en un estado de estar separado del primer alojamiento 10. Específicamente, el electrodo lineal 20 está dispuesto en una orientación predeterminada en la dirección longitudinal del primer alojamiento 10 y fijado al primer alojamiento 10 mediante soportes 16a en un estado de estar acoplado a los soportes 16a para estar separado de la superficie de pared interna del primer alojamiento 10.

El electrodo lineal 20 se forma usando un material conductor que tiene una alta conductividad eléctrica, tal como plata, cobre o aluminio, por ejemplo. El electrodo lineal 20 es un ejemplo de un primer electrodo. Obsérvese que el primer electrodo puede ser un electrodo en forma de placa y no está limitado al electrodo lineal 20.

Tal como se ilustra en la figura 2, potencia de CA modulada o no modulada suministrada a partir del alimentador de potencia 30 se aplica al punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20. El punto de alimentación de potencia F es sustancialmente la porción central del electrodo lineal 20 en la dirección longitudinal y es el punto en el que se aplica potencia de CA modulada o no modulada suministrada a partir del alimentador de potencia 30. Según el valor de salida (por ejemplo, tensión de salida) de una señal que indica la intensidad del campo eléctrico medida por la sonda de campo eléctrico 40, se cambia la posición del punto de alimentación de potencia F una distancia predeterminada en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20 con respecto a sustancialmente la posición de la mitad de la longitud del electrodo lineal 20. La longitud del electrodo lineal 20 es la suma de la longitud del cuerpo principal del electrodo lineal 20 y las longitudes del primer dieléctrico 22 y el segundo dieléctrico 23 en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20.

El primer dieléctrico 22 y el segundo dieléctrico 23 están previstos en un extremo del electrodo lineal 20 (una porción de extremo más cerca de la entrada 12a). El primer dieléctrico 22 y el segundo dieléctrico 23 se proporcionan en el electrodo lineal 20 para no exponer un extremo del electrodo lineal 20. El primer dieléctrico 22 es un material dieléctrico que es altamente resistente al calor y está dispuesto alrededor del electrodo lineal 20 en un extremo del electrodo lineal 20. El segundo dieléctrico 23 es un material dieléctrico que es altamente resistente al calor y está dispuesto en la superficie de extremo de un extremo del electrodo lineal 20. Cada uno del primer dieléctrico 22 y el segundo dieléctrico 23 es, por ejemplo, cerámica, tal como vidrio de cuarzo o alúmina. En la presente realización, el primer dieléctrico 22 es cuarzo sintético y el segundo dieléctrico 23 es alúmina.

El electrodo lineal 20 genera resonancia en el primer alojamiento 10 cuando se suministra potencia de CA a partir del alimentador de potencia 30. Se suministra potencia de CA al electrodo lineal 20 para generar resonancia a una eficiencia máxima.

La figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra cambios de la mitad de la longitud de onda durante la resonancia en el sistema de purificación de aire 1 según la realización 1. La mitad de la longitud de onda durante la resonancia en el espacio 10a del primer alojamiento 10 representa la suma de la longitud del electrodo lineal 20 en la dirección longitudinal y la longitud de plasma generado en la región de generación de plasma P entre un extremo del electrodo lineal 20 y la entrada 12a del primer alojamiento 10 (la longitud en paralelo a la dirección longitudinal del electrodo lineal 20). La parte a de la figura 3 ilustra un estado en el que no se genera plasma en la región de generación de plasma P. Tal como se ilustra mediante las líneas discontinuas, la mitad de la longitud de onda de una onda electromagnética durante la resonancia de la onda electromagnética en el electrodo lineal 20 es la longitud del electrodo lineal 20 en la dirección longitudinal. Dicho de otro modo, A/2 = L, donde A/2 es la mitad de la longitud de onda de la onda electromagnética durante la resonancia de la onda electromagnética en el electrodo lineal 20, y L es la longitud del electrodo lineal 20. A continuación, la parte b de la figura 3 ilustra el estado en el que empieza a generarse plasma en la región de generación de plasma P. Tal como se ilustra mediante las líneas discontinuas, la mitad de la longitud de onda de la onda electromagnética durante la resonancia de la onda electromagnética es la suma de la longitud del electrodo lineal 20 en la dirección longitudinal y la longitud de plasma. Dicho de otro modo, A/2 = L d, donde d (variable) es la longitud de plasma. A continuación, la parte c de la figura 3 ilustra el estado en el que el plasma ha alcanzado el tamaño máximo en la región de generación de plasma P, e ilustra la mitad de la longitud de onda de la onda electromagnética durante la resonancia, tal como se ilustra mediante las líneas discontinuas.

En la presente realización, la longitud del electrodo lineal 20 se establece para generar eficazmente plasma en la región de generación de plasma P en la banda de frecuencia de desde 100 MHz hasta 10 GHz.

La región de generación de plasma P es una región entre un extremo del electrodo lineal 20 y la superficie de abertura de la entrada 12a, y es una región en el espacio 10a del primer alojamiento 10 para generar plasma. Una primera distancia más corta entre un extremo del electrodo lineal 20 y la superficie de abertura de la entrada 12a en la región de generación de plasma P es más corta que una segunda distancia más corta entre el otro extremo del electrodo lineal 20 y la superficie de abertura de la salida de ventilación 12b. Haciendo que la primera distancia más corta sea más corta que la segunda distancia más corta, se genera plasma eficazmente en la región de generación de plasma P. Cuando se observa el primer alojamiento 10 en la dirección longitudinal, la región de generación de plasma P cubre y se solapa con la superficie de abertura de la entrada 12a. En la región de generación de plasma P, el tamaño de plasma generado y el área de superficie de proyección orientada hacia la superficie de abertura cambian según la potencia de<c>A suministrada al electrodo lineal 20.

Tal como se ilustra en la figura 1 y la figura 2, mediante suministro, a través del primer amplificador 32, de corriente CA modulada o no modulada emitida por el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 controlado por el controlador 70, el alimentador de potencia 30 suministra la corriente CA modulada o no modulada al punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20. El alimentador de potencia 30 incluye el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, el primer amplificador 32, el terminal de alimentación de potencia 33 y la línea de alimentación de potencia 34.

El oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 tiene las funciones tanto de un oscilador de control de tensión como de un modulador que suministran potencia de CA modulada o corriente CA no modulada al punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20 a través del primer amplificador 32. Específicamente, al controlarse por el controlador 70 para maximizar el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40 (o para hacer que el valor de salida alcance un máximo local), el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 controla la frecuencia de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20. Dicho de otro modo, el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 se controla por el controlador 70 de modo que la fase de la corriente (o tensión) cuando se suministra la potencia de CA amplificada por el primer amplificador 32 al punto de alimentación de potencia F y la fase de la corriente durante la resonancia provocada en el espacio 10a del primer alojamiento 10 pasan a ser la misma fase (se sincronizan las fases). El oscilador de cambio de frecuencia modulador emite, al primer amplificador 32, la corriente CA que se controla para sincronizar estas fases.

El primer amplificador 32 amplifica la potencia de CA emitida por el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, y suministra la potencia de CA amplificada al punto de alimentación de potencia F a través de la línea de alimentación de potencia 34. Aunque el primer amplificador 32 amplifica la potencia de CA en un factor predeterminado, la cantidad de amplificación puede ser ajustable según sea apropiado.

El terminal de alimentación de potencia 33 es un terminal de conexión para suministrar la potencia de CA amplificada por el primer amplificador 32 al punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20. El terminal de alimentación de potencia 33 está fijado al primer alojamiento 10 para conectar eléctricamente la línea de alimentación de potencia 34 y el punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20. El terminal de alimentación de potencia 33 es un elemento de sujeción que sujeta la línea de alimentación de potencia 34 contra el primer alojamiento 10.

La línea de alimentación de potencia 34 es una línea de potencia para suministrar la potencia de CA amplificada por el primer amplificador 32 al punto de alimentación de potencia F del electrodo lineal 20. La línea de alimentación de potencia 34 se sujeta por el terminal de alimentación de potencia 33 y puede moverse, junto con el terminal de alimentación de potencia 33, mediante el accionador 36 en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20. Obsérvese que la línea de alimentación de potencia 34 puede ser el único elemento constituyente que puede moverse mediante el accionador 36 en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20.

La sonda de campo eléctrico 40 es un sensor que mide la intensidad del campo eléctrico entre el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10 cuando se suministra la potencia de CA amplificada al electrodo lineal 20. La sonda de campo eléctrico 40 mide la intensidad del campo eléctrico en el espacio 10a del primer alojamiento 10, y emite una señal de medición (una señal medida) cuyo valor de salida es proporcional a la intensidad del campo eléctrico en el cimoscopio 42 a través de un segundo amplificador 41. Tal como se describe más adelante, la sonda de campo eléctrico 40 emite una señal de medición cuyo valor de salida se maximiza (o alcanza un máximo local) al controlar el controlador 70 el alimentador de potencia 30 y el convertidor de tensión 35.

La sonda de campo eléctrico 40 está fijada al primer alojamiento 10. La sonda de campo eléctrico 40 está dispuesta en una posición en el primer alojamiento 10 que está más cerca de la salida de ventilación 12b del primer alojamiento 10 y que está orientada hacia el otro extremo del electrodo lineal 20.

El segundo amplificador 41 amplifica la señal de medición emitida por la sonda de campo eléctrico 40, y emite la señal de medición amplificada al cimoscopio 42. Aunque el segundo amplificador 41 amplifica la señal de medición en un factor predeterminado, la cantidad de amplificación puede ser ajustable según sea apropiado. El cimoscopio 42 obtiene la señal de medición amplificada por el segundo amplificador 41, y realiza una detección en la señal de medición obtenida. Por ejemplo, el cimoscopio 42 realiza una detección en la señal de medición usando un diodo de barrera de Schottky. El cimoscopio 42 emite, al controlador 70, una señal que indica el resultado de detección de la detección realizada en la señal de medición. La señal que indica el resultado de detección es una señal que indica un resultado de monitorizar la intensidad del campo eléctrico en el primer alojamiento 10.

El convertidor de tensión 35, al controlarse por el controlador 70, ajusta la tensión que suministra el convertidor de tensión 35 al accionador 36 basándose en una fuente de potencia variable tal como una fuente de potencia externa. Al controlarse por el controlador 70 según el resultado de detección de la detección realizada en la señal de medición por el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35 ajusta la tensión que suministra el convertidor de tensión 35 al accionador 36. Dicho de otro modo, el convertidor de tensión 35 acciona el accionador 36 ajustando la tensión que aplica el convertidor de tensión 35 al accionador 36.

El accionador 36 está acoplado al terminal de alimentación de potencia 33 del alimentador de potencia 30, y se acciona cuando se aplica una tensión por el convertidor de tensión 35. El accionador 36 es un elemento piezoeléctrico, etc., que se expande y se contrae cuando se acciona mediante aplicación de tensión, por ejemplo. Cuando se acciona mediante aplicación de tensión por el convertidor de tensión 35, el accionador 36 mueve la línea de alimentación de potencia 34 en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20. Dicho de otro modo, moviendo la línea de alimentación de potencia 34, el accionador 36 cambia la posición del punto de alimentación de potencia F en la que se suministra potencia de CA al electrodo lineal 20. Específicamente, tal como se ilustra en la figura 2, el accionador 36 ajusta la posición del punto de alimentación de potencia F con respecto al electrodo lineal 20 moviendo la posición del punto de alimentación de potencia F con respecto al electrodo lineal 20 una distancia Ax en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20. Dado que se ha establecido una posición de referencia arbitraria, la distancia Ax es la cantidad de cambio en la posición con respecto a la posición de referencia, y depende de la tensión Ventrada1 suministrada a partir del convertidor de tensión 35. La posición de referencia es, por ejemplo, la posición inicial en el estado en el que no se suministra potencia de CA al electrodo lineal 20, o la posición a la mitad de la longitud del electrodo lineal 20 en la dirección longitudinal.

Con el electrodo lineal 20, la longitud de electrodo equivalente cambia porque la conductividad promedio varía según la densidad de plasma generado. Esto da como resultado un ligero movimiento en la posición del punto de alimentación de potencia correspondiente. Cuanto mayor es el factor de resonancia Q, mayor es la eficiencia de generación de plasma con respecto a la potencia de entrada y mayor es la eficiencia de descomposición de virus. Sin embargo, cuanto mayor es el factor Q, más importante se vuelve para controlar el punto de alimentación de potencia F y la frecuencia resonante según este ligero movimiento w. La presente divulgación proporciona una solución a este problema.

El controlador 70 es, por ejemplo, un microcontrolador. El controlador 70 controla el alimentador de potencia 30 y el convertidor de tensión 35.

Controlando el alimentador de potencia 30, el controlador 70 controla la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20. Es decir, el controlador 70 controla la frecuencia de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20, para maximizar el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40. Específicamente, el controlador 70 controla la frecuencia de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20, controlando el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 según el resultado de detección de la detección realizada en la señal de medición por el cimoscopio 42. En este momento, el controlador 70 controla el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 de modo que la fase de la corriente (o tensión) suministrada al punto de alimentación de potencia F y la fase de la corriente (o tensión) durante la resonancia provocada en el espacio 10a del primer alojamiento 10 pasan a ser la misma fase.

Controlando el convertidor de tensión 35, el controlador 70 también controla la tensión aplicada al accionador 36. Es decir, el controlador 70 controla la posición en la que se suministra la potencia de CA al electrodo lineal 20, para maximizar el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40. Dicho de otro modo, el controlador 70 ajusta la posición del punto de alimentación de potencia F controlando el accionador 36 según el resultado de detección de la detección realizada por el cimoscopio 42 en la señal de medición.

En el control automático del mantenimiento de este estado de resonancia, el resultado de detección de la detección realizada en la señal de medición por el cimoscopio 42 (el resultado de detección indica un máximo local en el estado de resonancia) es una cantidad de control, y la frecuencia de la potencia emitida a partir del oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 y la posición del punto de alimentación de potencia F correspondiente a la salida del convertidor de tensión 35 corresponden a una cantidad de ajuste en este control automático.

El controlador 70 realiza control de realimentación ajustando la frecuencia de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20 y la tensión aplicada al accionador 36 para ajustar la posición del punto de alimentación F, para maximizar el valor de salida de la señal de medición medida por la sonda de campo eléctrico 40 que detecta la intensidad del campo eléctrico en el primer alojamiento 10.

El conducto 17 es un tubo que conecta el espacio 10a del primer alojamiento 10 y el espacio 50a del segundo alojamiento 50 y a través del cual pasa el aire introducido a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10. Un extremo del conducto 17 está conectado a la salida de ventilación 12b del primer alojamiento 10, y el otro extremo del conducto 17 está conectado a la salida de ventilación 50b del segundo alojamiento 50. Es decir, el conducto 17 guía el aire que fluye en el espacio 10a del primer alojamiento 10 al espacio 50a del segundo alojamiento 50.

El segundo alojamiento 50 forma (define) el espacio 50a que alberga el filtro 60 y el ventilador 51. El filtro 60 y el ventilador 51 están dispuestos y fijados en el espacio 50a, que es el interior del segundo alojamiento 50. El segundo alojamiento 50 se forma usando un material conductor que tiene una alta conductividad eléctrica, tal como plata, cobre o aluminio. El segundo alojamiento 50 puede ser un ejemplo de un componente del segundo electrodo.

En la presente realización, la forma del segundo alojamiento 50 es una forma cilíndrica alargada, por ejemplo, pero no está particularmente limitada.

El segundo alojamiento 50 incluye la salida de ventilación 50b a través de la cual pasa el aire guiado por el conducto 17 y salidas 52 a través de las cuales se descarga el aire que ha entrado a través de la salida de ventilación 50b al exterior del segundo alojamiento 50. La salida de ventilación 50b está formada en un extremo del segundo alojamiento 50 en la dirección longitudinal, y las salidas 52 están formadas en el otro extremo del segundo alojamiento 50 en la dirección longitudinal. El conducto 17 está conectado a la salida de ventilación 50b. El aire, etc., que ha pasado a través del primer alojamiento 10 y el conducto 17 pasa a través de la salida de ventilación 50b. Las salidas 52 permiten la descarga, al exterior, del aire que ha pasado a través de salida de ventilación 50b y después ha pasado a través del filtro 60, etc., en el espacio 50a del segundo alojamiento 50. El filtro 60 puede eliminar ozono contenido en el aire generado mediante generación de plasma cuando el aire que fluye desde el lado de la salida de ventilación 50b hasta el lado de las salidas 52 del segundo alojamiento 50 (el aire introducido a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10) pasa a través del filtro 60. El filtro 60 está dispuesto en las inmediaciones de las salidas 52 en el espacio 50a del segundo alojamiento 50 para eliminar ozono. Tal filtro 60 incluye carbono activado.

El filtro 60 también puede adsorber, por ejemplo, restos de bacterias, virus, etc. El filtro 60 adsorbe, por ejemplo, restos de bacterias, virus, etc., contenidos en el aire que ha pasado a través del primer alojamiento 10 y el conducto 17.

El ventilador 51 es un soplador que genera un flujo de aire dentro del primer alojamiento 10, el conducto 17 y el segundo alojamiento 50 para permitir la admisión del aire a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10 y la descarga del aire a través de las salidas 52 del segundo alojamiento 50. El ventilador 51 está ubicado en el espacio 50a del segundo alojamiento 50. En la presente realización, el ventilador 51 está dispuesto más cerca de las salidas 52 del segundo alojamiento 50 que el filtro 60. Cuando el motor eléctrico del ventilador 51 acciona la hélice del ventilador 51 para que rote (es decir, cuando se acciona el ventilador 51), se introduce el aire a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10 y pasa a través del espacio 10a del primer alojamiento 10 y el interior del conducto 17 en el orden indicado, y después alcanza el espacio 50a del segundo alojamiento 50, pasa a través del filtro 60, y se descarga a través de las salidas 52 del segundo alojamiento 50.

Obsérvese que el accionamiento del ventilador 51 puede controlarse por el controlador 70. Es decir, el controlador 70 puede controlar el accionamiento del ventilador 51 cuando se controla el alimentador de potencia 30 y el convertidor de tensión 35.

Se proporciona una descripción de la relación entre la frecuencia de la potencia de CA suministrada al punto de alimentación de potencia F y la posición del punto de alimentación de potencia F en la que se suministra la potencia de CA, que maximiza el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40. Se proporcionan las siguientes expresiones (1) a (3), en las que Ventrada1 designa una tensión que suministra el convertidor de tensión 35 al accionador 36; vi designa una variable dependiente de la tensión Ventradal; Ventrada2 designa una tensión de control del oscilador de cambio de frecuencia incluido en el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 que corresponde a la frecuencia de la potencia suministrada al punto de alimentación de potencia F; V<2>designa una variable dependiente de la tensión Ventrada2; y V<0>designa una tensión de la señal de salida del cimoscopio que indica el resultado de detección que emite el cimoscopio 42 al controlador 70 y que corresponde al campo eléctrico en el extremo del electrodo.

[Ecuación matemática 1]

vi = Ventrada1

(Expresión 1)

[Ecuación matemática 2]

v2 = Ventrada2

(Expresión 2)

[Ecuación matemática 3]

g (v<1>, v<2>) = V<0>

(Expresión 3)

Usando las expresiones 1 a 3 anteriores, se calcula la función g(v<1>, v<2>) que maximiza el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40. Dicho de otro modo, se calcula el valor máximo de g(v<1>, v<2>). Cumplir las siguientes expresiones 4 y 5 es una condición para maximizar el campo eléctrico. Basándose en (v<1>, v<2>), se definen nuevas funciones tal como se muestra en las expresiones 6 y 7.

[Ecuación matemática 4]

(Expresión 4)

[Ecuación matemática 5]

(Expresión 5)

[Ecuación matemática 6]

(Expresión 6) [Ecuación matemática 7]

(Expresión 7)

El cálculo, usando las expresiones 6 y 7, del punto (v<1>, v<2>) en el que cada una de g<1>(v<1>,v<2>) y g<2>(v<1>,v<2>) se vuelve 0 se expresa como las siguientes expresiones 8 y 9.

[Ecuación matemática 8]

(Expresión 8)

[Ecuación matemática 9]

(Expresión 9)

En las expresiones 8 y 9, se supone

[Ecuación matemática 10]

y

[Ecuación matemática 11]

y se ignora

[Ecuación matemática 12]

Entonces, las expresiones 10 y 11 en las que se usa

[Ecuación matemática 13]

y

[Ecuación matemática 14]

se expresan de la siguiente manera.

[Ecuación matemática 15]

(Expresión 10)

[Ecuación matemática 16]

(Expresión 11)

Resolver las expresiones 10 y 11 conduce a las expresiones 12 y 13.

[Ecuación matemática 17]

(Expresión 12) [Ecuación matemática 18]

(Expresión 13) <Operaciones>

Se describen operaciones del sistema de purificación de aire 1 según la presente realización.

Tal como se ilustra en la figura 1 y la figura 2, cuando se acciona el sistema de purificación de aire 1, el controlador 70 controla el accionamiento del alimentador de potencia 30 y el convertidor de tensión 35. En este momento, el controlador 70 puede accionar el ventilador 51 junto con el alimentador de potencia 30 y el convertidor de tensión 35.

Controlando el alimentador de potencia 30, el controlador 70 provoca la generación de plasma en la región de generación de plasma P. Cuando la rotación del ventilador 51 provoca la admisión, por ejemplo, del aire que contiene bacterias, virus, etc., a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10, el aire pasa a través de la región de generación de plasma P formada entre la entrada 12a y el electrodo lineal 20.

Tal como se ilustra en la figura 4, bacterias, virus, etc., contenidos en el aire se descomponen y esterilizan mediante plasma cuando pasa a través de la región de generación de plasma P. Por ejemplo, moléculas, átomos, iones, electrones, etc., disociados mediante generación de plasma, así como ozono y radiación ultravioleta generados por plasma, colisionan con, y descomponen, bacterias, virus, etc. También se descomponen materiales particulados contenidos en el aire, tales como polvo, polen, ácaros y humo. La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra cómo se descomponen virus en la región de generación de plasma P del sistema de purificación de aire 1 según la realización 1.

Tal como se ilustra en la figura 2, polvo, tal como restos de bacterias, virus, etc., que se ha descompuesto pasa a través del espacio 10a del primer alojamiento 10 junto con el aire, fluye al interior del segundo alojamiento 50 a través del conducto 17, y se elimina del aire adsorbiéndose por el filtro 60 del segundo alojamiento 50. Como resultado, el aire que ha pasado a través de filtro 60 se purifica y se descarga a través de las salidas 52 del segundo alojamiento 50. De tal manera, el sistema de purificación de aire 1 puede eliminar, del aire, bacterias, virus, etc., contenidos en el aire, y suministrar el aire purificado.

<Variación>

Obsérvese que, como variación de la realización 1, en el caso de usar el filtro 60 anteriormente descrito como primer filtro 60, el sistema de purificación de aire 1 puede incluir un segundo filtro 61 diferente del primer filtro 60. La figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente, por ejemplo, el flujo de aire introducido en el sistema de purificación de aire 1 según la variación de la realización 1 y cambios del punto de alimentación de potencia F en el que el alimentador de potencia 30 suministra potencia al electrodo lineal 20.

Tal como se ilustra en la figura 5, el segundo filtro 61 está dispuesto entre el primer filtro 60 y la salida de ventilación 50b del segundo alojamiento 50. Dicho de otro modo, el segundo filtro 61 está dispuesto aguas arriba del primer filtro 60 en el flujo de aire. El segundo filtro 61 es, por ejemplo, un filtro de NO<2>.

Se describen efectos ventajosos del sistema de purificación de aire 1 según la presente realización.

Tal como se describió anteriormente, el sistema de purificación de aire 1 según la presente realización es el sistema de purificación de aire 1 que genera plasma usando tensión, e incluye: el electrodo lineal 20 que genera resonancia electromagnética cuando se suministra potencia de CA; el primer alojamiento 10 dispuesto rodeando el electrodo lineal 20 en un estado de estar separado del electrodo lineal 20; el alimentador de potencia 30 que suministra potencia de CA al electrodo lineal 20; la sonda de campo eléctrico 40 que mide la intensidad de un campo eléctrico entre el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10; y el controlador 70 que controla la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20. El controlador 70 realiza un control ajustando la frecuencia de la potencia suministrada al electrodo lineal 20 y la posición en la que se suministra la potencia al electrodo lineal 20, para maximizar el valor de salida de una señal que indica la intensidad del campo eléctrico medida por la sonda de campo eléctrico 40.

Con esto, es posible generar plasma entre el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10 suministrando potencia de CA al electrodo lineal 20. El controlador 70 controla la frecuencia de la potencia de CA y la posición en la que se suministra la potencia de CA al electrodo lineal 20. Por tanto, la potencia de CA puede sincronizarse con (seguir) un cambio en la frecuencia de resonancia provocado por generación de plasma de modo que la fase de la corriente cuando se suministra la potencia de CA al electrodo lineal 20 y la fase de la corriente durante la resonancia provocada en el electrodo lineal 20 pasan a ser la misma fase. En este momento, dado que la potencia de CA sincronizada con un cambio en la frecuencia de resonancia puede suministrarse al electrodo lineal 20, es posible realizar un control que permite mantener un estado de resonancia electromagnética en todo momento y permite maximizar en todo momento el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40.

Por consiguiente, el sistema de purificación de aire 1 puede descomponer bacterias, virus, etc., contenidos en el aire generando plasma de manera eficiente al tiempo que se reduce la potencia de entrada en comparación con la tecnología convencional.

En particular, dado que el sistema de purificación de aire 1 puede reducir la potencia de entrada, es menos probable que la creación de un circuito de alta tensión, un transformador elevador, etc., resulte difícil, y el tamaño del alimentador de potencia 30, que es la fuente de potencia del sistema de purificación de aire 1, no se vuelve más grande. El sistema de purificación de aire 1 también puede reducir la generación de calor en el alimentador de potencia 30 provocada por un aumento del valor de corriente y reducir daños y similares de los electrodos provocados por generación de calor. Por tanto, el coste de fabricación del sistema de purificación de aire 1 no aumenta.

Obsérvese que el sistema de purificación de aire 1 puede estar diseñado para aumentar el factor de resonancia Q, en cuyo caso puede reducirse la potencia de CA introducida en el electrodo lineal 20.

Obsérvese que también hay métodos para eliminar bacterias, virus, etc., mediante medios químicos usando, por ejemplo, ácido peracético, peróxido de hidrógeno, gas de óxido de etileno, u ozono; sin embargo, hay preocupaciones sobre sus impactos en el cuerpo humano. Además, también hay métodos para eliminar bacterias, virus, etc., mediante medios físicos tales como vapor a alta presión, radiación y radiación ultravioleta; sin embargo, estos métodos no son realistas, por ejemplo, en cuanto a sus impactos sobre el cuerpo humano, las restricciones sobre las condiciones de uso, y la baja eficiencia energética. En cambio, el sistema de purificación de aire 1 según la presente realización puede eliminar bacterias, virus, etc., de manera más económica y eficaz que la tecnología convencional.

El sistema de purificación de aire 1 según la presente realización incluye el accionador 36 que cambia la posición del punto de alimentación de potencia F en el que el alimentador de potencia 30 suministra la potencia de CA al electrodo lineal 20. El controlador 70 ajusta la posición del punto de alimentación de potencia F controlando el accionador 36.

Con esto, el controlador 70 puede cambiar la posición del punto de alimentación de potencia F para maximizar el valor de salida de la señal medida por la sonda de campo eléctrico 40. Por tanto, con el sistema de purificación de aire 1, la potencia de CA puede seguir fácilmente un cambio en la frecuencia de resonancia en la resonancia electromagnética provocada por la generación de plasma.

En el sistema de purificación de aire 1 según la presente realización, el controlador 70 controla el accionador 36 y el alimentador de potencia 30 controlando dos parámetros, concretamente la frecuencia y la posición del punto de alimentación de potencia F en el electrodo lineal 20, para hacer que la tensión de salida de la sonda de campo eléctrico 40 alcance un máximo local. Dicho de otro modo, el controlador 70 realiza un control de realimentación ajustando la frecuencia y la posición del punto de alimentación de potencia F en el electrodo lineal 20, para hacer que la tensión de salida de la sonda de campo eléctrico 40 alcance un máximo local.

Con esto, dado que puede mantenerse la resonancia, puede generarse plasma de manera eficiente al tiempo que se reduce de manera más fiable la potencia de entrada.

En el sistema de purificación de aire 1 según la presente realización, el primer alojamiento 10 es un alojamiento que incluye la entrada 12a a través de la cual se introduce el aire. El sistema de purificación de aire 1 incluye el filtro 60 que está dispuesto en las inmediaciones de las salidas 52 a través de las cuales se descarga el aire introducido a través de la entrada 12a, y que, cuando el aire introducido a través de la entrada 12a pasa a través, elimina óxidos de nitrógeno y ozono generado por un reactor de plasma que incluye el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10.

Con esto, es posible suministrar aire purificado del cual se ha eliminado polvo tal como restos de bacterias y virus, etc., descompuestos por plasma.

En el sistema de purificación de aire 1 según la presente realización, el electrodo lineal 20 es un electrodo alargado. El primer alojamiento 10 forma, en la dirección longitudinal del electrodo lineal 20, el espacio 10a que es alargado y alberga el electrodo lineal 20. En el espacio 10a, la región de generación de plasma P para generar plasma está prevista entre el electrodo lineal 20 y la entrada 12a del primer alojamiento 10.

Con esto, dado que la región de generación de plasma P está prevista en las inmediaciones de la entrada 12a, es posible garantizar que el aire que pasa a través de la entrada 12a pasa a través de la región de generación de plasma P. Por tanto, pueden descomponerse de manera fiable bacterias, virus, etc., contenidos en el aire.

[Realización 2]

Se describe el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización.

La presente realización es diferente de la realización 1 en que el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización incluye además una segunda unidad de filtro 101, un calentador 102, una tercera unidad de filtro 103 y un primer detector 105a. A configuración del cuerpo principal 1a en el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización es la misma que la configuración del sistema de purificación de aire según la realización 1, y se proporcionan los mismos signos de referencia a los mismos elementos constituyentes y se omiten descripciones detalladas de los mismos. En la presente realización, el sistema de purificación de aire 1 según la realización 1 se denomina cuerpo principal 1a.

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2a según la realización 2 que incluye además, por ejemplo, una válvula de control de flujo 115 que tiene un medidor de flujo. La figura 7 es un diagrama esquemático que ilustra el cuerpo principal 1a del sistema de purificación de aire 2a según la realización 2.

Tal como se ilustra en la figura 6 y la figura 7, el sistema de purificación de aire 2a incluye el cuerpo principal 1a, la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102, la tercera unidad de filtro 103 y el primer detector 105a.

El cuerpo principal 1a incluye el reactor de plasma 3a y la primera unidad de filtro 60a.

El reactor de plasma 3a incluye un espectroscopio 111 y un tercer dieléctrico 112, así como el primer alojamiento 10, el electrodo lineal 20, la sonda de campo eléctrico 40, el accionador 36, el terminal de alimentación de potencia 33 y la línea de alimentación de potencia 34. Obsérvese que el reactor de plasma 3a puede incluir selectivamente uno o más de los siguientes elementos constituyentes: el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, el primer amplificador 113, el segundo amplificador 114, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35, el controlador 70 y el conducto 17.

Obsérvese que, en la presente realización, el sistema de purificación de aire 2a incluye, en lugar del primer amplificador de la realización 1, el primer amplificador 113 y el segundo amplificador 114. El primer amplificador 113 es, por ejemplo, un amplificador operacional que convierte impedancia, y el segundo amplificador 114 es, por ejemplo, un amplificador de potencia. El primer amplificador 113 y el segundo amplificador 114 están incluidos en la configuración del alimentador de potencia 30.

El espectroscopio 111 está dispuesto en el lado de la entrada 12a del primer alojamiento 10. Específicamente, el espectroscopio 111 está fijado a la superficie exterior del primer alojamiento 10, en el lado de la entrada 12a del primer alojamiento 10. El espectroscopio 111 detecta la intensidad de emisión de plasma en la región de generación de plasma P. Obsérvese que el espectroscopio 111 puede emitir el resultado de detección al controlador 70, y el controlador 70 puede ajustar la frecuencia (el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31) y la posición del punto de alimentación de potencia (la tensión de salida del convertidor de tensión) según el resultado de detección.

El tercer dieléctrico 112 está dispuesto en el espacio 10a del primer alojamiento 10. Específicamente, el tercer dieléctrico 112 está dispuesto en las inmediaciones de la entrada 12a para rodear o interponer la entrada 12a del primer alojamiento 10. El tercer dieléctrico 112 también está dispuesto en las inmediaciones del segundo dieléctrico 23 dispuesto en un extremo del electrodo lineal 20. El tercer dieléctrico 112 es un material dieléctrico que es altamente resistente al calor. El tercer dieléctrico 112 es, por ejemplo, cerámica tal como vidrio de cuarzo o alúmina.

La primera unidad de filtro 60a incluye el segundo alojamiento 50, el primer filtro 60, el segundo filtro 61, el ventilador 51 y la válvula de control de flujo 115 que tiene un medidor de flujo. Obsérvese que la primera unidad de filtro 60a puede incluir el conducto 17. Aunque se usa carbono activado para el primer filtro 60 en la presente realización, puede usarse amoniaco en lugar de carbono activado para descomponer de manera catalítica óxidos de nitrógeno.

La válvula de control de flujo 115 que tiene un medidor de flujo está dispuesta entre el ventilador 51 y el primer filtro 60. Es decir, la válvula de control de flujo 115 que tiene un medidor de flujo mide y controla la velocidad de flujo del aire que fluye desde el primer filtro 60 hasta el ventilador 51 y ha pasado a través del primer filtro 60. Antes de introducirse el aire como aire exterior a través de la entrada 12a del primer alojamiento 10 incluido en el reactor de plasma 3a, la segunda unidad de filtro 101 filtra tal aire. Es decir, la segunda unidad de filtro 101 es un filtro de aire dispuesto aguas arriba del reactor de plasma 3a. La segunda unidad de filtro 101 elimina materiales particulados en suspensión contenidos en el aire antes de introducirse en el reactor de plasma 3a. Los materiales particulados en suspensión incluyen no solo bacterias y virus sino también materiales particulados tales como polvo, polen, ácaros y humo. La segunda unidad de filtro 101 es, por ejemplo, carbono activado, un fotocatalizador, un filtro de aire de material particulado de alta eficiencia (HEPA), un filtro de aire de ultrabaja penetración (ULPA), un filtro de aire de material particulado de eficiencia media (MEPA), etc. El aire que ha pasado a través de la segunda unidad de filtro 101 y del que se han eliminado los materiales particulados en suspensión, fluye al interior del calentador 102.

Ajustando la cantidad de humedad contenida en el aire que ha pasado a través de la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102 ajusta la cantidad de humedad (humedad ambiental) del aire que fluye al interior del reactor de plasma 3a del cuerpo principal 1a. El calentador 102 incluye un calentador de control de humedad para ajustar la humedad del aire que pasa a través del calentador 102 y un separador de niebla que separa, a partir del aire, la humedad contenida en el aire. El aire que ha pasado a través del calentador 102 y cuya humedad se ha ajustado fluye al interior del reactor de plasma 3a.

El reactor de plasma 3a descompone bacterias, virus, etc., contenidos en el aire que ha fluido al interior del reactor de plasma 3a desde el calentador 102. La potencia de CA controlada por el controlador 70 se suministra al reactor de plasma 3a de modo que, mediante plasma, se aplica una energía que es intermedia entre la energía de disociación de moléculas de oxígeno contenidas en el aire (aproximadamente 5 eV) y la energía de disociación de moléculas de nitrógeno (aproximadamente 9 eV) a moléculas de gas y de ese modo solo se disocian las moléculas de oxígeno. El aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3a se filtra mediante la primera unidad de filtro 60a y fluye al interior de la tercera unidad de filtro 103.

La tercera unidad de filtro 103 filtra el aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3a y la primera unidad de filtro 60a. Es decir, la tercera unidad de filtro 103 es un filtro de aire dispuesto aguas abajo del reactor de plasma 3a. La tercera unidad de filtro 103 elimina polvo contenido en el aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3a. La tercera unidad de filtro 103 es, por ejemplo, carbono activado, un fotocatalizador, un filtro HEPA, un filtro ULPA, un filtro MEPA, etc. El aire que ha pasado a través de la tercera unidad de filtro 103 y a partir del cual se ha eliminado el polvo (aire purificado) fluye al interior del primer detector 105a.

El primer detector 105a detecta y mide el contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en el aire que se ha generado mediante generación de plasma y purificado. El primer detector 105a emite, al controlador 70, el resultado de medición del contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en el aire purificado. El primer detector 105a es un ejemplo de un detector.

Basándose en el resultado de medición del contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en el aire medido por el primer detector 105a, el controlador 70 ajusta la potencia suministrada al electrodo lineal 20 haciendo funcionar el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 y el amplificador 32, con el fin de realizar un control para (i) hacer que la cantidad de ozono generado debido a la generación de plasma se vuelva constante en todo momento, y (ii) aplicar una energía que tiene un valor intermedio entre la energía de disociación de moléculas de oxígeno y la energía de disociación de moléculas de nitrógeno, a la que no se generan sustancialmente óxidos de nitrógeno. Este control puede ser control de realimentación que incluye esta operación y ajuste. Cuando el resultado de medición muestra contenidos de ozono y óxidos de nitrógeno que superan valores predeterminados, el controlador 70 realiza un control para detener temporalmente el sistema de purificación de aire 2a para evitar la descarga del aire purificado a partir del sistema de purificación de aire 2a.

Con el fin de realizar un control para hacer que la cantidad de ozono se vuelva constante en todo momento, el controlador 70 realiza las siguientes operaciones mediante el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31 basándose en el resultado de medición a partir, por ejemplo, del primer detector 105a: ajuste de la amplitud de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20; modulación de amplitud en la potencia de CA; y ajuste de la modulación de amplitud para hacer que el valor de la modulación de amplitud repita de manera intermitente un valor dado y cero. Este control puede ser control de realimentación. Por ejemplo, el controlador 70 controla la cantidad de plasma generado, ajustando el ciclo de trabajo de la potencia de CA mediante modulación de amplitud. Haciendo esto, es posible controlar el contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en el aire purificado.

Cuando el controlador 70 realiza la modulación de amplitud mediante el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, la forma de onda de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20 es una forma de onda obtenida realizando la modulación de amplitud en una onda portadora. En este momento, el controlador 70 ajusta la potencia suministrada al electrodo lineal 20 mediante el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, para realizar un control para hacer que la cantidad de ozono sea, por ejemplo, menor que o igual a la cantidad de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra, y preferiblemente para hacer que la concentración de ozono sea menor de o igual a 0,1 ppm. Este control puede ser control de realimentación.

Se describen efectos ventajosos del sistema de purificación de aire 2a según la presente realización.

Por ejemplo, con sistemas de purificación de aire convencionales, es difícil controlar la disociación de moléculas de nitrógeno inducida por un intenso campo eléctrico correspondiente a un valor máximo de pulso y controlar los óxidos de nitrógeno generados como resultado.

A la vista de esto, el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización incluye el primer detector 105a que monitoriza las cantidades de ozono y óxidos de nitrógeno generados. Con las cantidades de ozono y óxidos de nitrógeno generados establecidas como objetivos que van a controlarse, el sistema de purificación de aire 2a, por ejemplo, ajusta la forma de onda de la potencia de entrada, ajusta la modulación de amplitud y ajusta el campo eléctrico aplicado al plasma mientras se mantiene la resonancia electromagnética de modo que se introduce a moléculas de gas una energía a la que se disocian moléculas de oxígeno mediante plasma y de ese modo se genera ozono pero no se disocian moléculas de nitrógeno y de ese modo se minimiza la generación de óxidos de nitrógeno. Como resultado, es posible evitar la descarga de gases perjudiciales y realizar una purificación de aire segura y altamente eficiente. El control correspondiente a estos ajustes puede ser control de realimentación.

Tal como se describe, en el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización, el controlador 70 obtiene a partir del primer detector 105a el resultado de medición del contenido de ozono contenido en el aire que ha pasado a través de la región entre el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10 (o la región de generación de plasma P), y, basándose en el resultado de medición obtenido, ajusta la potencia suministrada, para controlar el aire que pasa a través de la región entre el electrodo lineal 20 y el primer alojamiento 10 para (i) hacer que la cantidad de ozono generado debido a la generación de plasma se vuelva constante en todo momento, y (ii) aplicar una energía que tiene un valor intermedio entre la energía de disociación de moléculas de oxígeno y la energía de disociación de moléculas de nitrógeno, a la que no se generan sustancialmente óxidos de nitrógeno. Este ajuste puede ser un control de realimentación.

Con esto, el reactor de plasma 3a puede generar de manera eficiente el ozono mínimo necesario para la descomposición de virus, hacer que la concentración de ozono contenido en el aire purificado sea una concentración inocua para el cuerpo humano y así sucesivamente, destruir las bacterias y los virus contenidos en el aire, y eliminar fácilmente el ozono generado usando el filtro 60.

En el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización, la potencia suministrada al electrodo lineal 20 es potencia de CA. El controlador 70 realiza un control para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante en todo momento. El controlador 70 ajusta la amplitud de la potencia de CA suministrada, para hacer que la cantidad de ozono generado sea menor que o igual a la cantidad de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra, por ejemplo. Este control puede ser un control de realimentación.

También en este caso, es posible hacer que la concentración de ozono contenido en el aire purificado sea una concentración inocua para el cuerpo humano y así sucesivamente; por ejemplo, hacer que la cantidad de ozono sea menor que o igual a la cantidad de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra, y también es posible destruir las bacterias y los virus contenidos en el aire y eliminar fácilmente el ozono generado usando el filtro 60.

En el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización, la forma de onda de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20 es una forma de onda obtenida realizando modulación de amplitud en una onda portadora. El controlador 70 realiza un control ajustando la modulación de amplitud para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante; por ejemplo, hacer que la cantidad de ozono generado sea menor que o igual a la cantidad de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra. Este control puede ser un control de realimentación.

En el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización, la forma de onda de la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20 es una forma de onda obtenida realizando modulación de amplitud en una onda portadora. El controlador 70 realiza un control para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante. Por ejemplo, con el fin de realizar un control para hacer que la cantidad de ozono sea menor que o igual a la cantidad de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra, se ajusta el intervalo de tiempo para hacer que el valor de la modulación de amplitud repita de manera intermitente un valor dado y cero. Este control puede ser un control de realimentación.

Además, en el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización, el controlador 70 ajusta la potencia suministrada, con el fin de realizar un control para hacer que la concentración de ozono sea menor de o igual a 0,1 ppm. Este control puede ser un control de realimentación.

Además, el sistema de purificación de aire 2a según la presente realización genera plasma usando una alta tensión que tiene una onda continua de una frecuencia en un intervalo de desde 100 MHz hasta 10 GHz obtenida realizando modulación de frecuencia.

En el sistema de purificación de aire 2a, el factor Q se vuelve de 1000 o mayor y, por tanto, la tensión de alta frecuencia introducida puede reforzarse precisamente 1000 veces o más. En este caso, dado que la potencia se suministra desde el primer amplificador 32 hasta el electrodo lineal 20 del sistema de purificación de aire 2a a una eficiencia de potencia mayor del o igual al 99%, la eficiencia de potencia es sustancialmente del 100%. Cuando se suministra una alta tensión que tiene una alta frecuencia en un intervalo de desde 10 MHz hasta 10 GHz al electrodo lineal 20, la amplitud de oscilación de electrones en el primer alojamiento 10 no es tan grande y la velocidad de los electrones está en un intervalo limitado y, por tanto, puede generarse plasma de alta densidad.

Por ejemplo, la energía de disociación de moléculas de nitrógeno es de aproximadamente 9 eV, la energía de disociación de moléculas de oxígeno es de aproximadamente 5 eV, y la energía de rotura de la envuelta, por ejemplo, de virus contenidos en el aire es de aproximadamente 5 eV o menos. En el sistema de purificación de aire 2a, se aplica una energía de aproximadamente 5 eV o mayor a moléculas de gas de modo que se genera ozono de manera eficiente mediante disociación de moléculas de oxígeno al tiempo que se inhibe la generación de óxidos de nitrógeno. Esto permite no solo un ataque directo, es decir, colisión inelástica, de iones ionizados, electrones y radicales sobre virus, sino también: descomposición de los virus generando ozono de manera eficiente mediante disociación de moléculas de oxígeno; e inhibición de generación de óxidos de nitrógeno perjudiciales. En la presente invención, se realiza un control de realimentación sobre un cambio en el estado de resonancia provocado por un cambio en el estado de plasma y el tipo y la cantidad de moléculas de gas que fluyen al interior, para mantener el estado de resonancia electromagnética en todo momento ajustando la frecuencia de la potencia de entrada y la posición del punto de alimentación de potencia. Haciendo esto, es posible mantener una alta eficiencia de descomposición de “virus por potencia”. Además, ajustando la intensidad (puede ser la intensidad promedio) de la potencia de entrada, por ejemplo, la forma de onda o amplitud de la potencia de entrada en el estado de resonancia, puede realizarse un control para hacer que la concentración de ozono contenido en el aire que se descarga finalmente del purificador de aire para respiración por seres humanos, sea menor de o igual a 0,1 ppm o aproximadamente la concentración de ozono originalmente contenido en la atmósfera de la tierra, al tiempo que se genera de manera eficiente el ozono mínimo necesario para la descomposición de virus. El control correspondiente a esta serie de ajustes puede ser un control de realimentación.

El ozono a una concentración menor de o igual a 0,1 ppm puede eliminarse mediante el filtro 60, por ejemplo. El resultado de detección por el primer detector 105a se realimenta al controlador 70 para aplicar, a moléculas de gas introducidas en el reactor de plasma 3a, una energía que es mayor que o igual a la energía de disociación de oxígeno y menor que o igual a la energía de disociación de nitrógeno, o una energía equivalente a la energía de disociación de oxígeno. Por tanto, es posible suministrar, como aire purificado necesario para respiración por seres humanos, aire purificado en el que se inhibe la generación de óxidos de nitrógeno al tiempo que se genera la cantidad mínima de ozono necesaria para la descomposición de bacterias, virus, etc.

El suministro de una alta tensión que tiene una alta frecuencia al electrodo lineal 20 da como resultado la aplicación de una energía que supera la energía de disociación de moléculas de nitrógeno contenidas en el gas introducido en el reactor de plasma 3a. Esto provoca la generación de óxidos de nitrógeno debido a moléculas de nitrógeno contenidas en el aire y la generación de ozono excesivo con el fin de descomposición de virus. Controlando la generación de plasma (mediante el controlador 70 que controla la potencia de CA de alta frecuencia suministrada al electrodo lineal 20) para no provocar ninguna generación de óxidos de nitrógeno y hacer que la concentración de ozono contenido en el aire purificado sea una concentración inocua para el cuerpo humano y así sucesivamente (por ejemplo, 0,1 ppm), es posible destruir bacterias y virus contenidos en el aire usando la cantidad mínima de ozono necesaria, y eliminar fácilmente el exceso de ozono usando el filtro 60. <Variación 1>

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2b según la variación 1 de la realización 2 que incluye la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102, el segundo detector 105b, la primera unidad de filtro 60a, el primer detector 105a y el tubo 17a. En la figura 8, el flujo de aire, como aire exterior, se ilustra mediante flechas en líneas continuas, y el flujo de señales tales como un resultado de medición se ilustra mediante flechas en líneas discontinuas.

El sistema de purificación de aire 2b según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la realización 2 en que, por ejemplo, el cuerpo principal 1b incluye el controlador 70.

El sistema de purificación de aire 2b según la variación 1 de la realización 2 incluye el cuerpo principal 1b, la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102, el segundo detector 105b, la primera unidad de filtro 60a y el primer detector 105a. En la presente variación, el sistema de purificación de aire 2b no incluye la tercera unidad de filtro incluida en la realización 2. En la presente variación, se usa la primera unidad de filtro 60a en lugar de la tercera unidad de filtro incluida en la realización 2.

El cuerpo principal 1b incluye el reactor de plasma 3b y el controlador 70. En la presente realización, el cuerpo principal 1b no incluye la primera unidad de filtro 60a. La primera unidad de filtro 60a está dispuesta aguas abajo del reactor de plasma 3b porque el aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3b fluye al interior de la primera unidad de filtro 60a. Obsérvese que, aunque el cuerpo principal 1b incluye el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, el primer amplificador 113, el segundo amplificador 114, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35, el conducto 17, el segundo alojamiento 50, el filtro 60, el ventilador 51 y así sucesivamente ilustrados en la figura 7, la configuración se simplifica en la figura 8.

El reactor de plasma 3b incluye el primer alojamiento 10, el electrodo lineal 20, el alimentador de potencia 30, la sonda de campo eléctrico 40, el accionador 36, el espectroscopio 111, el tercer dieléctrico 112, el primer amplificador 113, el segundo amplificador 114, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42 y el convertidor de tensión 35.

El segundo detector 105b está dispuesto entre el reactor de plasma 3b y la primera unidad de filtro 60a. El aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3b pasa a través del segundo detector 105b. El segundo detector 105b detecta y mide el contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en un gas que se ha purificado mediante plasma y en el que se han descompuesto bacterias, virus, etc., mediante plasma. Como con el primer detector 105a, el segundo detector 105b también emite, al controlador 70, el resultado de medición del contenido de ozono y óxidos de nitrógeno contenidos en el aire purificado. El segundo detector 105b también puede ser un ejemplo del detector.

Usando el resultado de medición del segundo detector 105b como objetivo de control, el controlador 70 ajusta la potencia de CA suministrada a partir del alimentador de potencia 30 al electrodo lineal 20 del reactor de plasma 3b. Este ajuste puede ser un control de realimentación. Cuando el resultado de medición muestra contenidos de ozono y óxidos de nitrógeno que superan valores predeterminados, el controlador 70 ajusta la potencia de CA suministrada al electrodo lineal 20, para inhibir la generación de ozono y óxidos de nitrógeno. Este ajuste puede ser un control de realimentación.

El sistema de purificación de aire 2b según la presente variación incluye el tubo 17a que devuelve el aire que ha pasado a través del segundo detector 105b, al reactor de plasma 3b. Por ejemplo, el tubo 17a realiza una conexión desde el lado de salida hasta el lado de la entrada 12a del primer alojamiento 10 incluido en el reactor de plasma 3b. En la presente realización, el tubo 17a realiza una conexión desde un conducto que conecta el segundo detector 105b y la primera unidad de filtro 60a hasta un conducto que conecta calentador 102 y el reactor de plasma 3b. El tubo 17a devuelve parte del aire que ha pasado a través del primer alojamiento 10, al lado de la entrada 12a del primer alojamiento 10 para su circulación. Obsérvese que el tubo 17a puede estar dotado de un ventilador o similar para devolver el aire al reactor de plasma 3b.

El gas purificado que ha pasado a través de la primera unidad de filtro 60a pasa a través del primer detector 105a.

Un sistema de purificación de aire 2b de este tipo según la presente variación incluye el tubo 17a que devuelve, al lado de la entrada 12a, parte del aire que se ha introducido a través de la entrada 12a y ha pasado a través del interior del primer alojamiento 10 (el reactor de plasma 3b).

Según esto, devolviendo parte del aire que ha pasado a través del primer alojamiento 10, al lado de la entrada 12a, es posible garantizar de nuevo que la materia en suspensión tal como bacterias y virus se descompone. La circulación anteriormente descrita de parte del aire que ha pasado a través del primer alojamiento 10 permite una purificación adicional del aire.

<Variación 2>

La figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2c según la variación 2 de la realización 2 que incluye la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102, el segundo detector 105b, el tubo 17a, la primera unidad de filtro 60a y el primer detector 105a, y en el que el segundo detector 105b está previsto en el tubo 17a.

El sistema de purificación de aire 2c según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la variación 1 de la realización 2 en que el segundo detector 105b está previsto en el tubo 17a.

Tal como se ilustra en la figura 9, el tubo 17a realiza una conexión desde un conducto que conecta el reactor de plasma 3b y la primera unidad de filtro 60a hasta un conducto que conecta el calentador 102 y el reactor de plasma 3b. El segundo detector 105b está dispuesto en el tubo 17a. Obsérvese que, aunque el cuerpo principal 1b incluye el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, el primer amplificador 113, el segundo amplificador 114, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35, el conducto 17, el segundo alojamiento 50, el filtro 60, el ventilador 51 y así sucesivamente ilustrados en la figura 7, la configuración se simplifica en la figura 9.

La primera unidad de filtro 60a está conectada al reactor de plasma 3b y filtra el aire que ha pasado a través del reactor de plasma 3b.

En el sistema de purificación de aire 2c, el controlador 70 ajusta la intensidad o forma de onda (la intensidad promedio) de la potencia introducida en el reactor de plasma, con el fin de aplicar, a moléculas (por ejemplo, O<2>, N<2>) contenidas en el aire introducido en el sistema de purificación de aire 2c, una energía que es menor que o igual a la energía de disociación de N<2>(por ejemplo, aproximadamente 9 eV) y está en las inmediaciones de la energía de disociación de O<2>(por ejemplo, aproximadamente 5 eV), con el fin de prevenir la generación de óxidos de nitrógeno que son perjudiciales para el cuerpo humano. Este ajuste puede ser un control de realimentación. El controlador 70 realiza un control para hacer que la salida del segundo detector 105b dispuesto dentro o fuera del reactor de plasma 3b sea una cantidad de ozono generado de 1 ppm o menos, por ejemplo. Tal como se describe, en la presente variación, el controlador 70 ajusta la potencia de entrada introducida en el reactor de plasma 3b, con el fin de aplicar, aun gas introducido en el reactor de plasma 3b, una energía que es mayor que o igual a la energía de disociación de moléculas de oxígeno contenidas en el aire introducido a través de la entrada 12a y es menor que o igual a la energía de disociación de moléculas de nitrógeno. Este ajuste puede ser un control de realimentación.

<Variación 3>

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2e según la variación 3 de la realización 2 que incluye la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102 y el primer detector 105a, y en el que se usa el cuerpo principal 1c que incluye el controlador 70 y así sucesivamente.

El sistema de purificación de aire 2e según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la variación 2 de la realización 2 en que no se incluyen el segundo detector y el tubo y en que el cuerpo principal 1c incluye la primera unidad de filtro 60a.

Tal como se ilustra en la figura 10, el cuerpo principal 1c según la presente variación incluye el reactor de plasma 3b, la primera unidad de filtro 60a y el controlador 70. Obsérvese que, aunque el cuerpo principal 1c incluye el oscilador de cambio de frecuencia modulador 31, el primer amplificador 113, el segundo amplificador 114, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35, el conducto 17, el segundo alojamiento 50, el filtro 60, el ventilador 51 y así sucesivamente ilustrados en la figura 7, la configuración se simplifica en la figura 10.

<Variación 4>

La figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2f según la variación 4 de la realización 2 que incluye la segunda unidad de filtro 101, el calentador 102 y el primer detector 105a.

El sistema de purificación de aire 2f según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la variación 3 de la realización 2 en que se usa el cuerpo principal 1a ilustrado en la figura 6.

Tal como se ilustra en la figura 11, el cuerpo principal 1a incluye el reactor de plasma 3a y la primera unidad de filtro 60a. El reactor de plasma 3a incluye el primer alojamiento 10, el electrodo lineal 20, el alimentador de potencia 30, el accionador 36, el espectroscopio 111, el tercer dieléctrico 112, la sonda de campo eléctrico 40, el segundo amplificador 41, el cimoscopio 42, el convertidor de tensión 35, el controlador 70 y así sucesivamente ilustrados en la figura 7.

<Variación 5>

La figura 12 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2g según la variación 5 de la realización 2 que incluye la segunda unidad de filtro 101 y el primer detector 105a.

El sistema de purificación de aire 2g según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la variación 4 de la realización 2 en que no se incluye el calentador.

Tal como se ilustra en la figura 12, la segunda unidad de filtro 101 está conectada al cuerpo principal 1a, y el aire que ha pasado a través de la segunda unidad de filtro 101 se introduce en el reactor de plasma 3b del cuerpo principal 1a.

<Variación 6>

La figura 13 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de purificación de aire 2h según la variación 6 de la realización 2 que incluye el primer detector 105a.

El sistema de purificación de aire 2h según la presente variación es diferente del sistema de purificación de aire según la variación 5 de la realización 2 en que no se incluye la segunda unidad de filtro.

Tal como se ilustra en la figura 13, el reactor de plasma 3b del cuerpo principal 1a introduce directamente el aire, que es el aire exterior en el entorno circundante.

[Realización 3]

Se describe ropa de protección 200 según la presente realización.

La presente realización es diferente de la realización 1 en que se refiere a una ropa de protección 200 que incluye el sistema de purificación de aire 100. Una configuración del sistema de purificación de aire 100 según la presente realización es la misma que la configuración del sistema de purificación de aire según la realización 1, y se proporcionan los mismos signos de referencia a los mismos elementos constituyentes y se omiten descripciones detalladas de los mismos.

La figura 14 es un diagrama esquemático que ilustra una vista frontal de la ropa de protección 200 según la realización 3 y un elemento de visualización 201d de la ropa de protección 200. La figura 15 es una vista lateral de la ropa de protección 200 según la realización 3 vista desde un lado lateral.

Tal como se ilustra en la figura 14 y la figura 15, la ropa de protección 200 incluye el sistema de purificación de aire 100, el cuerpo de recubrimiento 201 y el elemento de visualización 201d.

El sistema de purificación de aire 100 purifica el aire introducido desde el exterior y suministra el aire purificado al interior del cuerpo de recubrimiento 201. Es decir, el sistema de purificación de aire 100 purifica el aire descomponiendo y eliminando bacterias, virus, etc., contenidos en el aire, y suministra el aire purificado al interior del cuerpo de recubrimiento 201.

El cuerpo de recubrimiento 201 está dotado del sistema de purificación de aire 100 y cubre la superficie del cuerpo de una persona. El cuerpo de recubrimiento 201 puede cubrir todo el cuerpo de una persona y mantener el interior sellado. El cuerpo de recubrimiento 201 incluye: una cubierta exterior 201x que cubre la cabeza, extremidades superiores, tronco del cuerpo y extremidades inferiores de la persona que lleva puesto el cuerpo de recubrimiento 201; un casco 201a para llevarse puesto sobre la cubierta exterior 201x para proteger la cabeza; guantes 201b que protegen ambas manos; y botas 201c que protegen ambos pies. La cubierta exterior 201x y el casco 201a están unidos mediante un componente de unión tal como una junta. La cubierta exterior 201x y los guantes 201b están unidos mediante otro componente de unión. La cubierta exterior 201x y las botas 201c están unidas mediante aún otro componente de unión.

En el lado trasero del cuerpo de recubrimiento 201, está unida una carcasa 90 que alberga el sistema de purificación de aire 100. La carcasa 90 es una cubierta exterior del sistema de purificación de aire 100. La carcasa 90 puede estar incluida en la configuración de la ropa de protección 200 y puede estar incluida en la configuración del sistema de purificación de aire 100.

La figura 16 es una vista frontal del sistema de purificación de aire 100 incluido en la ropa de protección 200 según la realización 3, que ilustra cómo el sistema de purificación de aire 100 introduce virus, etc., junto con el aire. La figura 17 es una vista en sección transversal del sistema de purificación de aire 100 incluido en la ropa de protección 200 según la realización 3 a lo largo de la línea XVI-XVI en la figura 16. Las flechas en la figura 17 representan la admisión y descarga del aire.

Tal como se ilustra en la figura 16 y la figura 17, el sistema de purificación de aire 100 introduce el aire ambiental a través de una pluralidad de entradas 12a formadas en el lado trasero de la carcasa 90 (el lado opuesto al lado en el que está previsto el cuerpo de recubrimiento 201). El aire introducido se purifica mediante el sistema de purificación de aire 100 y se suministra al interior de la ropa de protección 200 a través del tubo de suministro 91. Además, el sistema de purificación de aire 100 descarga, a través de una pluralidad de salidas 52 formadas en el lado trasero de la carcasa 90, el aire introducido en el cuerpo de recubrimiento 201. El aire en la ropa de protección 200 se descarga fuera de la ropa de protección 200 a través del tubo de suministro 92. Con la ropa de protección 200, el aire purificado a través del sistema de purificación de aire 100 se suministra al interior de la ropa de protección 200, y el aire que ha respirado una persona dentro de la ropa de protección 200 se descarga al exterior de la ropa de protección 200. El suministro del aire purificado al interior de la ropa de protección 200 y la descarga del aire se realizan usando una unidad de microbomba, por ejemplo. Dicho de otro modo, el aire purificado se suministra y se descarga de modo que la persona puede respirar dentro de la ropa de protección 200. Obsérvese que puede proporcionarse dentro de la carcasa 90 un absorbedor de dióxido de carbono que puede procesar dióxido de carbono descargado por una persona mediante respiración.

En la presente realización, la pluralidad de entradas 12a y la pluralidad de salidas 52 formadas en el lado trasero de la carcasa 90 están dispuestas de manera alternante de una en una. Obsérvese que la disposición de entradas 12a y salidas 52 no se limita a la disposición según la presente realización, y pueden estar dispuestas de manera alternante de dos o más en dos o más, por ejemplo.

El elemento de visualización 201 d es un monitor unido al lado delantero del cuerpo de recubrimiento 201. El elemento de visualización 201d visualiza información referente al interior del cuerpo de recubrimiento 201, por ejemplo. La información indica, por ejemplo, el nivel del aire purificado dentro del cuerpo de recubrimiento 201, la temperatura y humedad dentro del cuerpo de recubrimiento 201, y el nivel de batería restante, etc. El elemento de visualización 201d visualiza la información controlándose por el controlador 70 del sistema de purificación de aire 100.

Se describen los efectos ventajosos de la ropa de protección 200 según la presente realización.

Tal como se describió anteriormente, la ropa de protección 200 según la presente realización incluye el sistema de purificación de aire 100 y el cuerpo de recubrimiento 201 que está dotado del sistema de purificación de aire 100 y que cubre la superficie del cuerpo de una persona. El sistema de purificación de aire 100 purifica el aire introducido desde el exterior y suministra el aire purificado al interior del cuerpo de recubrimiento 201.

Esto permite que la persona actúe de manera segura incluso en un entorno en el que hay bacterias, virus, etc., en suspensión en el aire.

Además, la ropa de protección 200 también proporciona los mismos efectos ventajosos que los de la realización 1, etc., descritas anteriormente.

[Otras variaciones, etc.]

Aunque anteriormente se ha descrito la presente divulgación basándose en las realizaciones 1 a 3, la presente divulgación no se limita a las realizaciones 1 a 3.

Por ejemplo, el sistema de purificación de aire y la ropa de protección que incluye el sistema de purificación de aire según las realizaciones 1 a 3 están diseñados para aumentar los factores Q de los resonadores del electrodo lineal y el primer alojamiento. El factor Q de la resonancia está determinado por la razón entre la resistencia del electrodo lineal y la resistencia de la línea de alimentación de potencia (pérdida de potencia de entrada).

Por ejemplo, el sistema de purificación de aire según la realización 2 puede incluir el reactor de plasma y la primera unidad de filtro tal como se ilustra en la figura 7.

La presente divulgación también abarca otras formas logradas realizando diversas modificaciones concebibles por los expertos en la técnica en las realizaciones 1 a 3, así como formas implementadas combinando libremente elementos constituyentes y funciones de las realizaciones 1 a 3.

El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones.

[Aplicabilidad industrial]

El sistema de purificación de aire y la ropa de protección que incluye el sistema de purificación de aire según la presente divulgación pueden usarse en aparatos tales como purificadores de aire, y pueden usarse para actividades en zonas en las que predominan bacterias, virus, etc.

[Lista de signos de referencia]

1, 100 sistema de purificación de aire

3a, 3b reactor de plasma

10 primer alojamiento (segundo electrodo)

10a espacio

12a entrada

20 electrodo lineal (primer electrodo)

30 alimentador de potencia

36 accionador

40 sonda de campo eléctrico

52 salida

60 filtro

70 controlador

105a primer detector

200 ropa de protección

201 cuerpo de recubrimiento

P región de generación de plasma

Claims

REIVINDICACIONES

i.Sistema de purificación de aire (1) que genera plasma usando tensión,

comprendiendo el sistema de purificación de aire:

un primer electrodo lineal (20) que está configurado para generar resonancia electromagnética cuando se suministra potencia;

un segundo electrodo (10) dispuesto rodeando al primer electrodo en un estado de estar separado del primer electrodo, y que comprende una entrada (12a);

un alimentador de potencia (30) que está configurado para suministrar potencia al primer electrodo; una sonda de campo eléctrico (40) que está configurada para medir una intensidad de un campo eléctrico entre el primer electrodo y el segundo electrodo; y

un controlador (70) que está configurado para controlar la potencia suministrada al primer electrodo, caracterizado porque el controlador está configurado para realizar un control ajustando una frecuencia de la potencia suministrada al primer electrodo y una posición en la que se suministra la potencia al primer electrodo, para hacer que la mitad de la longitud de onda durante la resonancia electromagnética en el segundo electrodo (10) sea una suma de la longitud del primer electrodo lineal (20) en la dirección longitudinal y la longitud de plasma generado en la misma dirección longitudinal entre un extremo del primer electrodo lineal y la entrada (12a), y

maximizar un valor de salida de una señal que indica la intensidad del campo eléctrico medida por la sonda de campo eléctrico.
2. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 1,

en el que el controlador está configurado para obtener, a partir de un detector (105a), un resultado de medición de un contenido de ozono contenido en aire que ha pasado a través de una región entre el primer electrodo y el segundo electrodo, y basándose en el resultado de medición obtenido, realizar un control ajustando la potencia suministrada para (i) hacer que una cantidad de ozono generado debido a la generación de plasma se vuelva constante en todo momento y (ii) aplicar una energía que tiene un valor intermedio entre una energía de disociación de moléculas de oxígeno y una energía de disociación de moléculas de nitrógeno, a la que no se generan sustancialmente óxidos de nitrógeno.
3. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 2,

en el que la potencia suministrada al primer electrodo es potencia de corriente alterna (CA), y el controlador está configurado para realizar un control ajustando una amplitud de la potencia de CA suministrada, para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante en todo momento.
4. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 3,

en el que una forma de onda de la potencia de CA suministrada al primer electrodo es una forma de onda obtenida realizando modulación de amplitud en una onda portadora, y

el controlador está configurado para realizar un control ajustando la modulación de amplitud, para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante.
5. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 4,

en el que la forma de onda de la potencia de CA suministrada al primer electrodo es una forma de onda obtenida realizando modulación de amplitud en una onda portadora, y

el controlador está configurado para realizar un control para hacer que la cantidad de ozono generado se vuelva constante, ajustando la modulación de amplitud para hacer que un valor de la modulación de amplitud repita de manera intermitente un valor dado y cero.
6. Sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

en el que el controlador está configurado para realizar un control ajustando la potencia suministrada, para hacer que una concentración de ozono generado sea menor de o igual a 0,1 ppm.
7.Sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende: un accionador (36) que está configurado para cambiar una posición de un punto de alimentación de potencia en el que el alimentador de potencia suministra la potencia al primer electrodo,

en el que el controlador está configurado para ajustar la posición del punto de alimentación de potencia haciendo funcionar el accionador.
8. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 7,

en el que el controlador está configurado para realizar un control ajustando dos parámetros, concretamente la frecuencia y la posición del punto de alimentación de potencia en el primer electrodo, para hacer que una tensión de salida de la sonda de campo eléctrico alcance un máximo local.
9. Sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,

en el que el segundo electrodo es un alojamiento que incluye la entrada (12a) a través de la cual se introduce aire,

comprendiendo el sistema de purificación de aire:

un filtro (60) que está dispuesto en las inmediaciones de una salida a través de la cual se descarga el aire introducido a través de la entrada, y que, cuando el aire introducido a través de la entrada pasa a través, retira un óxido de nitrógeno y ozono generado por un reactor de plasma (3a) que incluye el primer electrodo y el segundo electrodo.
10. Sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

en el que el primer electrodo es un electrodo alargado,

el segundo electrodo forma, en una dirección longitudinal del primer electrodo, un espacio que es alargado y alberga el primer electrodo, y

en el espacio, se proporciona una región de generación de plasma (P) para generar plasma entre el primer electrodo y la entrada (12a) del segundo electrodo.
11. Sistema de purificación de aire según la reivindicación 9 o 10,

en el que el controlador está configurado para ajustar potencia de entrada introducida en el reactor de plasma (3a), para aplicar una energía de disociación de moléculas de oxígeno contenidas en el aire introducido a través de la entrada.
12. Sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,

en el que se genera plasma usando potencia que tiene una forma de onda obtenida realizando modulación de amplitud en una onda portadora que tiene una frecuencia en un intervalo de desde 100 MHz hasta 10 GHz, para hacer que una cantidad de ozono generado se vuelva constante.
13. Ropa de protección que comprende:

el sistema de purificación de aire según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12; y

un cuerpo de recubrimiento (201) que está dotado del sistema de purificación de aire y cubre una superficie del cuerpo de una persona,

en el que el sistema de purificación de aire está configurado para purificar aire introducido desde el exterior y suministrar aire purificado al interior del cuerpo de recubrimiento.