[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理装置，并且更具体地，涉及一种用于减少来自装置的等离子体生成器的出口的带电粒子流的等离子体处理装置。

背景技术

等离子体通常被认为是总体上电中性的离子和自由电子的气体。当这样的气体在非常高的温度下以稳态存在时，即离子和电子与它们自身以及与任何存在的中性组分处于热平衡时，它被称为热(或“热的”)等离子体。非热等离子体(即“冷的”等离子体)也可能存在，其中等离子体以短期临时状态存在，但其与所含气体几乎热学和动力学隔离。这种等离子体可以高度稀释的形态存在于中性支持气体内，所述中性支持气体具有跨越室温和体温的总体气体温度范围，从而使冷的等离子体适合于用在许多领域中，例如生物医学应用，口腔护理，个人清洁和家庭护理(home care)等。

非热等离子体的潜在用途基于特定活性成分的存在，例如：

1.带电粒子，即离子和电子。带电粒子是活性组分，并因而会与处理区中的气体和/或流体反应以形成其它离子化组分。例如，在口腔中，带电粒子会反应形成水离子簇。电子可被赋能而通过与呼吸空气碰撞来进一步生成活性组分，例如羟自由基，该反应在下面描述。

2.自由基，即具有不成对电子的原子和分子组分，其包括不成对氧原子和羟基(O，OH)。这些类型的自由基是高氧化性的，使其能穿透并摧毁细胞壁。另外，自由基起到破坏污迹的作用。在口腔护理内，自由基起到破坏牙齿结构内的污迹的作用，并且从而用作有效的牙齿增白剂。

生成非热等离子体的一个方法是使用低电压AC电源或DC信号脉冲生成器以及放大器或高电压变压器来生成高电压波形。高电压波形驱动放电，这是等离子体源。我们的共同未决国际专利申请WO 2010/103263公开了用在口腔护理中的等离子体生成装置。使用时，在等离子体生成器的两个电极之间生成等离子体羽。等离子体羽具有会自然衰减的相关联的余辉。但是，最初的研究指出有非常小的放电电流向下游穿过余辉并穿出装置，到空气内或到接地的目标(例如牙齿)。详细的检查揭示出在电源频率下的一系列非常短期的电流尖峰。这是在振荡场传递与可激励已从主放电或上游余辉所带下来的电子的最高场区的通路相符的等离子体羽时，由短暂周期的电子碰撞离子化而导致的。该电流通常在毫安培的范围，但如果被足够放大，并且如果被引导朝向患者的皮肤或牙龈，则已经观察到的是，导致轻微的麻刺感，尤其是如果被引导朝向例如口腔的敏感区域的情况下。

因此，本发明的目标是减少来自等离子体生成器的电流流动，同时仍在例如口腔护理中产生等离子体效果。

发明内容

根据本发明，提供一种等离子体处理装置，包括：用于在气体流内生成非热气态组分形式的等离子体的等离子体生成器，从所述生成器延伸的用于将所生成的等离子体输送到出口并将形成在所述出口处的等离子体羽引导到处理区域上的延长导管，所述出口被设置在所述导管的远端处，其中所述导管包括设置在所述出口处的电极，其用于减小从其存在的等离子体内的电子的数量，所述电极经由电导体被连接到电流吸收器以将电子带走。

可理解的是，等离子体内朝向电极的电子的通道形成相当大地减少了等离子体羽的电流。因此，与等离子体羽的电流相关联的麻刺感被相当大地减轻。

还可理解的是，电子的通路形成不影响等离子体的其它成分，例如自由基和受激气体状态。因而装置通过自由基和受激气体状态的杀菌(以及护理或口腔护理中的增白)作用来提供有效的处理。虽然可关注的是，电流的减少会潜在地降低装置的效力，但在口腔护理应用中的初步测试已表示这不成问题。

优选地，所述电极是环形的并围绕邻近于其中等离子体排出到大气中的点的所述导管的所述出口。这种布置使得能够在等离子体羽脱离导管前最优地捕获等离子体羽内的电子。

所述导管优选地包括由绝缘材料(例如塑料、玻璃或陶瓷)形成的延长管状本体，并为等离子体限定流动通路，所述电极被设置在所述本体的远端处。

优选地，所述电导体在远离所述流导管设置的位置处沿所述本体延伸，并因此与其绝缘，使得电子只朝所述电极受到吸引。

在一个实施例中，电极包括导电部件，例如啮合到绝缘本体的帽。所述本体可由模塑材料形成，其中所述导电部件由该材料保持在原地。

在另一实施例中，电极包括例如通过施加导电墨水或涂料或金属涂层而沉积在所述绝缘本体上的导电区。

在进一步实施例中，电极包括设置于绝缘塑料材料的模塑本体上的导电塑料材料的模塑区。