專利名稱：自由基發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自由基發(fā)生系統(tǒng)，具體說，涉及一種具有氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置和自由基變換裝置且所有裝置都一體地形成的自由基發(fā)生系統(tǒng)。
背景技術：
大多數(shù)洗衣機通過使用脈動器的機械力和洗滌劑的表面活性力來洗滌被洗物。因此，為了改進洗滌效果，洗衣機制造商已經(jīng)采用了各種方法，包括改善脈動器攪動被洗物的能力，延長用于水流時間的電機操作時間，以及提高在洗衣機中使用的洗滌劑的質(zhì)量或增加其數(shù)量。但是，由于下述原因使得由上述方法在洗滌效率上產(chǎn)生的改進存在限制。那些采用增加機械力來提高洗滌洗滌效率的方法可能會損壞被洗物或降低洗衣機的效率。
在采用增加的洗滌劑的量的方法中，洗滌劑中有相對較多數(shù)量未能與被洗物反應而隨后被排出，之后這些洗滌劑會造成環(huán)境污染；并且剩余的洗滌劑會粘著在被洗物上由此被洗物不能被有效地洗凈。
美國專利US 5,654,129(于1997年8月5日授予Byung-Kew Jang)公開了一種氣泡自動洗衣機，其具有并列地彼此連接在一起的氣泡發(fā)生裝置和臭氧發(fā)生裝置。


圖1示出了在美國專利US 5,654,129中描述的傳統(tǒng)的氣泡自動洗衣機100，具有平行地彼此連接在一起的氣泡發(fā)生裝置和臭氧發(fā)生裝置。
洗衣機100包括殼體102和固定地安裝在殼體102中用于保持其中的清洗流體的水位的靜止洗衣筒。脈動器106可在正向或反向旋轉(zhuǎn)，以便在旋轉(zhuǎn)桶112中產(chǎn)生渦流。
洗衣機100的頂部設有用于裝入或拿出被洗物的門108。氣泡發(fā)生裝置110被安裝在門108的內(nèi)表面上，以延伸向旋轉(zhuǎn)桶112。氣泡發(fā)生裝置110在圖2中詳細示出?？諝獗?16通過空氣導管114與氣泡發(fā)生裝置110連通。在附圖中，空氣泵116被安裝在洗衣機100的底板上，但是也可以被安裝在其它合適的位置上。
氣泡發(fā)生裝置110包括可以向上和向下運動的伸縮管202和用于驅(qū)動伸縮管202的驅(qū)動器204。盡管在圖中示出的是三節(jié)的伸縮管，但是該節(jié)數(shù)是不受限制的，只要洗衣機操作平滑即可。
伸縮管202與旋轉(zhuǎn)桶124同軸地固定到驅(qū)動器204的外殼218上。外殼218被固定到門108的內(nèi)表面，并且直流(DC)電機206可操作地連接到第一皮帶輪210上，該第一皮帶輪210又經(jīng)皮帶212可操作地連接到第二皮帶輪214上。
第二皮帶輪214分別形成有用于皮帶212的槽和輪齒，一條柔性塑料索21 6纏繞在輪齒上。在柔性塑料索216上形成有齒鏈以與輪齒嚙合。柔性塑料索216具有合適的柔性，以便受迫地使伸縮管202擴張和收縮。
柔性塑料索216經(jīng)過形成在外殼218上的孔219在內(nèi)伸縮管220中延伸，所述內(nèi)伸縮管220同軸地安裝在伸縮管202的內(nèi)部并且一端固定到外殼218上。
伸縮管202的最下方的一節(jié)上形成有多個噴口222，以產(chǎn)生空氣氣泡。空氣導管114延伸經(jīng)過外殼218并且與伸縮管202的內(nèi)部連通。在伸縮管202和內(nèi)伸縮管220之間的空間用作空氣通道，而從空氣導管114流出的空氣分別經(jīng)過該空間和噴口222被吹入旋轉(zhuǎn)桶112中。
臭氧發(fā)生裝置118還可被安裝在空氣泵116和驅(qū)動器204之間，以便殺死孳生在被洗物中的細菌。結(jié)果，臭氧被包含在吹如旋轉(zhuǎn)桶124中的空氣氣泡中，以消滅來自被洗物中的細菌。
而且，加熱器120可以安裝在臭氧發(fā)生器118和驅(qū)動器204之間，以便產(chǎn)生用于干燥被洗物的熱空氣流。產(chǎn)生自空氣泵116的空氣流流經(jīng)空氣導管114，到達加熱器120，以便加熱，并隨后被輸送給旋轉(zhuǎn)桶112中的被洗物。
但是，具有彼此串聯(lián)在一起的氣泡發(fā)生裝置和臭氧發(fā)生裝置的傳統(tǒng)氣泡自動洗衣機的缺點如下例如其安裝空間占滿一大片區(qū)域，并且經(jīng)過氣泡發(fā)生裝置的氧氣(O2)的臭氧發(fā)生效率較低。為了加強洗滌和清洗以便進行適當?shù)南礈?，較大數(shù)量的臭氧同樣是不可缺少的。結(jié)果，引入的臭氧因其較高濃度和臭氧本身的臭味而具有對身體有害的的缺點。
因此，本發(fā)明的目的是解決上述問題，并提供一種將氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置和自由基變換裝置集合為一整體的自由基發(fā)生系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種自由基發(fā)生系統(tǒng)，包括
氣泡發(fā)生裝置，用于發(fā)生空氣氣泡；臭氧發(fā)生裝置，用于發(fā)生從氣泡發(fā)生裝置引入的臭氧；自由基變換裝置，用于將從臭氧發(fā)生裝置引入的臭氧變換為第一序列活性氧自由基；和殼體，包括氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置以及自由基變換裝置，這些裝置形成為一體。
通過以下結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的其它目的和特征將變得更為明顯。
通過下文的結(jié)合附圖的詳細說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將更為顯明。附圖中圖1是示出傳統(tǒng)氣泡洗衣機的簡化剖視圖，該氣泡洗衣機具有彼此平行連接的氣泡發(fā)生裝置和臭氧發(fā)生裝置；圖2是圖1所示的氣泡洗衣機的氣泡發(fā)生裝置的放大剖視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的自由基發(fā)生系統(tǒng)的平面圖；圖4是沿圖3所示的A-A線截取的氣泡發(fā)生裝置的端部側(cè)視圖；圖5是說明圖3和圖4所示的氣泡發(fā)生裝置操作原理的視圖。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的自由基發(fā)生系統(tǒng)300。自由基發(fā)生系統(tǒng)300包括氣泡發(fā)生裝置302，臭氧發(fā)生裝置304，自由基變換裝置308，殼體310，第一單向閥311，和第二單向閥313。
圖4是沿圖3所示的A-A線截取的氣泡發(fā)生裝置302的端部側(cè)視圖。圖5是說明圖3和圖4中示出的氣泡發(fā)生裝置302的操作原理的視圖。
氣泡發(fā)生裝置302產(chǎn)生用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣。氣泡發(fā)生裝置302包括空氣泵312和操作部314?？諝獗?12泵送用于產(chǎn)生空氣氣泡和臭氧的空氣。
空氣泵312包括固定到操作部314的膜盒312a。膜盒312a通過操作部314的上下運動而膨脹，并使形成在其中的泵腔312b膨脹或收縮。膜盒312a是由諸如橡膠的彈性材料制成的，其能夠通過外力收縮或者膨脹?？諝獗帽倔w312d以預定的距離離開閥片312c安裝。空氣泵本體312d包括用于將空氣入口312e，用于通過膜盒312a的壓縮和收縮外部將空氣引入到泵腔312b。空氣泵本體312d包括空氣出口312f，用于將泵腔312b中的空氣排放到氣體混合腔306中。經(jīng)過空氣入口312e引入的空氣經(jīng)第一孔312g被引導到由膜盒312a和空氣泵本體312d限定的泵腔312b中。在泵腔312b中被壓縮的空氣經(jīng)過第二孔312h被排放到空氣出口312f。
操作部314根據(jù)供給電流壓縮空氣泵312并使其恢復原狀。操作部314包括電磁鐵314a，磁鐵314b，以及操作件314c。電磁鐵314a根據(jù)供給電流產(chǎn)生磁場。磁鐵314b根據(jù)由電磁鐵314a產(chǎn)生的磁場振動。操作件314c隨磁鐵314b的振動而上下振動。
正如圖5所示，氣泡發(fā)生裝置302應用了電磁鐵314a的相關原理。當有100-250V/50-60Hz的電壓施加到線圈纏繞的鐵芯時，電磁鐵314a的相位發(fā)生改變，由此改變圍繞鐵芯表面生成的磁場的極性。由此，重復出現(xiàn)推、拉磁鐵的現(xiàn)象，并且每秒鐘振蕩60次。在10Hz下振蕩的磁鐵314b壓縮空氣泵并使其恢復原狀，從而通過膜盒312a實現(xiàn)泵送操作。
臭氧發(fā)生裝置306向空氣施加高電壓并產(chǎn)生空氣氣泡，臭氧是氧氣的三原子同素異型體，其中臭氧分子由三個氧原子構(gòu)成，而一般的氧氣分子具有兩個氧原子。臭氧可以通過使空氣或氧氣通過高強度電場而生成。
自由基變換裝置308被設置在殼體302中并且與氣體混合腔306相連通。自由基變換裝置308具有產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑(a active oxygenradical generating catalyst)，用于由臭氧變換第一序列活性氧自由基(a first-series active oxygen catalyst)(·O·，·O-，1ΔgO2，等)。第一序列活性氧自由基產(chǎn)生與水分子發(fā)生反應的第二序列活性氧自由基(OH·，OH-，HO2.，HO2-，和H2O2)。第二序列活性氧自由基包括最強的羥基(OH·)(the strongest hydroxyl).
自由基變換裝置包括產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑308a，和催化劑腔308b。產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑308a包括主催化劑，次催化劑，以及催化劑載體。主催化劑包括TiO2，MnO2以及CuO2中的一個。次催化劑包括Pt或者Pd。催化劑載體包括Al2O3，SiO2以及MgO中的一個。
催化劑腔308b包括空腔308i，左側(cè)壁308c，和右側(cè)壁308e。空腔308i形成六面體。左側(cè)壁308c具有從臭氧發(fā)生裝置304引入臭氧的入口。右側(cè)壁308e具有從自由基變換裝置208引入的第一序列活性氧自由基的出口306b。催化劑腔308b還包括第一分離膜308g和第二分離膜308h。第一分離膜308g安裝在于臭氧入口308d和自由基出口308f之間的空腔308i的內(nèi)表面上。第二分離膜安裝在第一分離膜和自由基出口308f之間的空腔308i的內(nèi)表面上。
殼體310具有氣泡發(fā)生裝置302，臭氧發(fā)生裝置304，以及自由基變換裝置，它們都形成為一體。
第一單向閥311被安裝在氣泡發(fā)生裝置302和氣體混合腔306之間。第一單向閥311有選擇地引入空氣來從氣泡發(fā)生裝置302發(fā)生空氣氣泡。第一單向閥311用來避免生成氣泡的空氣和來自氣泡發(fā)生裝置302的空氣供給反向流動。
第二單向閥313安裝在氣體混合腔306和自由基變換裝置308之間。第二單向閥313有選擇地將來自臭氧發(fā)生裝置304的用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣引入到自由基變換裝置308。第二單向閥313用來避免來自臭氧發(fā)生裝置204的用于生成空氣氣泡的空氣供給反向流動。
以下，對根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的自由基發(fā)生系統(tǒng)300的操作進行描述。
當電流施加到氣泡發(fā)生裝置304的操作部314的電磁鐵314a上時，電磁鐵314a產(chǎn)生磁場。磁鐵314b根據(jù)由電磁鐵314a產(chǎn)生的磁場而振動。操作件314c根據(jù)磁鐵314b的振動而上下運動。
空氣泵312的膜盒312a通過操作件314c的上下運動而膨脹，并且使形成在其中的泵腔312b的容積膨脹或壓縮，由此泵出空氣以產(chǎn)生空氣氣泡。
第一單向閥311將用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣從氣泡發(fā)生裝置302噴射到氣體混合腔306，從而氣體混合腔306儲存用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣。臭氧發(fā)生裝置304向氣體混合腔306中存儲的用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣和臭氧施加高電壓，以便產(chǎn)生臭氧。
第二單向閥313噴射來自臭氧發(fā)生裝置304的用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣。臭氧通過包含在自由基變換裝置308中的產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑308a而將第一序列活性氧催化劑分解。并且隨后臭氧順序經(jīng)過第一分離膜308g和第二分離膜308h。由于臭氧的接觸時間和流動距離延長，臭氧形成渦流并且自由基變換裝置308提高的臭氧的發(fā)生效率。
誘導第二活性氧自由基的第一序列活性氧自由基與水分子和氫反應。氧化性從最高到最低排列的形式為，F(xiàn)2(2.87eV)＞OH·自由基(2.85eV)＞O3(2.07eV)＞H2O2(1.78eV)＞Cl2.(1.36eV)。由此第二序列活性氧自由基的羥自由基具有次最強的氧化性，并能迅速地進行氧化反應，自由基迅速地反應并消失到臭氧中。
第一序列活性氧自由基和第二序列活性氧自由基的強氧化作用能夠有效地殺滅各種桿菌，即殺滅生活在空氣、水和固態(tài)材料中的諸如細菌，病毒，霉菌、真菌或者藻類等生物。亦即，自由基攻擊真菌的原生質(zhì)膜，而真菌因溶菌作用而被殺滅。
自由基消除臭味的處理不同于根據(jù)臭味的誘導材料的化學轉(zhuǎn)換處理。而是，例如，芳香族化合物的自由基斷開C＝C鍵，從而使臭味的誘導成分轉(zhuǎn)換分子結(jié)構(gòu)，而變成無臭味的。
下面將描述如上構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的自由基發(fā)生系統(tǒng)的效果。
根據(jù)本發(fā)明的自由基發(fā)生系統(tǒng)能夠殺滅生活在清洗水或衣物中的諸如細菌、病毒、霉菌、真菌，或者藻類的桿菌。本發(fā)明還通過第一序列活性氧自由基和第二序列活性氧自由基的氧化和漂白作用提高了洗衣機的清洗效果。
自由基發(fā)生系統(tǒng)具有殺菌和除臭的效果，以避免由諸如固態(tài)物質(zhì)的添加劑成分而造成的殺菌效果的降低以及對環(huán)境的污染，所述添加劑成分是基于具有氧化能力的成分的施加時間而保持的。與臭氧發(fā)生裝置相比，自由基發(fā)生系統(tǒng)具有更高效的殺菌和除臭能力，因此不會產(chǎn)生任何令人不悅的臭味和有關傷害。
本發(fā)明的自由基發(fā)生系統(tǒng)可以被應用到各個領域和產(chǎn)品上，例如清潔床，水凈化器，污水凈化，排污處理，洗衣機，冰箱，以及清潔機器。
在不離開本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)的前提下，本發(fā)明還可以被實施為其它形式。因此，本發(fā)明中的實施例應該被看作是說明性的，而非限定性的，本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求書限定的，而不是由前述描述限定的，所有包含在權(quán)利要求書的等效范圍內(nèi)的變換是包含在本發(fā)明保護范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種自由基發(fā)生系統(tǒng)，包括氣泡發(fā)生裝置，用于發(fā)生空氣氣泡；臭氧發(fā)生裝置，用于發(fā)生從氣泡發(fā)生裝置引入的臭氧；自由基變換裝置，用于將從臭氧發(fā)生裝置引入的臭氧變換為第一序列活性氧自由基；和殼體，包括形成為一體的氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置以及自由基變換裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由基發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，自由基變換裝置還包括催化劑腔，包括形成為六面體的空腔，具有引入來自臭氧發(fā)生裝置的臭氧的入口的左側(cè)壁，具有從自由基變換裝置引入的第一序列活性氧自由基的出口的右側(cè)壁；和存儲在空腔中的產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑，以便從臭氧誘導出第一序列活性氧自由基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自由基發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑包括主催化劑，包括TiO2、MnO2以及CuO2中的一個；次催化劑，包括Pt或者Pd；催化劑載體，包括Al2O3、SiO2以及MgO中的一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自由基發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，催化劑腔還包括安裝在于臭氧入口和自由基出口之間的空腔的內(nèi)表面上的第一分離膜；和安裝在第一分離膜和自由基出口之間的空腔的內(nèi)表面上的第二分離膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自由基發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，第一序列活性氧自由基引入了可與水和空氣中的水分子和氫反應的第二序列活性氧自由基。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自由基發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，臭氧發(fā)生裝置向存儲在氣體混合腔中的用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣施加高電壓，以產(chǎn)生臭氧。
7.一種洗衣機，包括氣泡發(fā)生裝置，用于向空氣氣泡施加高壓并將其泵出；臭氧發(fā)生裝置，用于發(fā)生從氣泡發(fā)生裝置引入的臭氧；自由基變換裝置，用于變換第一序列活性氧自由基，導入可與水和空氣中的水分子和氫反應的第二序列活性氧自由基，其中，自由基變換裝置包括催化劑腔，包括形成為六面體的空腔，具有引入來自臭氧發(fā)生裝置的臭氧的入口的左側(cè)壁，具有從自由基變換裝置引入的第一序列活性氧自由基的出口的右側(cè)壁；和存儲在空腔中的產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑，以便從臭氧導入第一序列活性氧自由基，產(chǎn)生活性氧自由基的催化劑包括主催化劑，包括TiO2、MnO2以及CuO2中的一個；次催化劑，包括Pt或者Pd；催化劑載體，包括Al2O3、SiO2以及MgO中的一個。
全文摘要
一種將氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置和自由基變換裝置集成在一起的自由基發(fā)生系統(tǒng)。在自由基發(fā)生系統(tǒng)中,氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生用于產(chǎn)生空氣氣泡的空氣并將其泵出。臭氧發(fā)生裝置向從氣泡發(fā)生裝置引入的空氣氣泡和臭氧施加高電壓以便產(chǎn)生臭氧。自由基變換裝置將從臭氧發(fā)生裝置引入的臭氧變換成第一序列活性氧自由基。殼體包括氣泡發(fā)生裝置、臭氧發(fā)生裝置以及自由基變換裝置,所有這些部件都形成一體。自由基發(fā)生系統(tǒng)可殺滅生活在水或空氣中的諸如細菌、病毒、霉菌、真菌,或者藻類的桿菌。自由基發(fā)生系統(tǒng)還通過自由基的氧化和漂白作用提高的洗衣機的洗滌效果。
文檔編號C01B13/02GK1332697SQ99815126
公開日2002年1月23日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月28日
發(fā)明者郭信雄, 尹鐘晚, 南相善, 姜秀香, 文鐘烈, 柳海相 申請人:大宇電子株式會社