Устройство для генерирования газообразных компонентов

Устройство для генерирования газообразных компонентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования газообразных компонентов, таких как нетепловая газовая плазма, и к прибору, содержащему устройство и зарядный блок.

Системы для генерирования нетепловой газовой плазмы (также называемой "неравновесной" газовой плазмой) известны и применяются во многих областях, таких как промышленная, стоматологическая, медицинская, косметическая и ветеринарная области, для лечения человека или животного. Генерирование нетепловой газовой плазмы можно использовать для содействия свертыванию крови, очистке, стерилизации и удаления загрязняющих веществ с поверхности, дезинфекции, восстановления ткани и лечения нарушений ткани, не вызывая существенного теплового повреждения ткани. Сама плазма может быть применена к обрабатываемой поверхности или может действовать как предшественник реактивного или модифицированного газообразного компонента, который применяют к поверхности.

Известные газоплазменные генераторы представляют собой в целом или промышленные системы значительного размера для обработки или функционализации относительно больших субстратов, или меньшие системы, содержащие базовый блок, имеющий тяжелый газовый цилиндр, соединенный газопроводом с ручной частью. Дополнительно система может содержать блок питания, соединенный силовым кабелем с ручной частью. Эти системы, таким образом, не подходят для домашнего использования или использования в хирургии.

Настоящее изобретение обеспечивает получение устройства для генерирования потока нетепловых газообразных компонентов, содержащего: газовую капсулу для содержания газа под давлением, формирующую поток газа в реакционный генератор при выпуске из капсулы; реакционный генератор, в котором газ, выпущенный из капсулы, может быть возбужден для генерирования указанных газообразных компонентов; источник электрической энергии; возбуждающее средство, имеющее электрическое соединение с источником электрической энергии для возбуждения газа в реакционном генераторе для формирования указанных газообразных компонентов; и корпус для содержания газовой капсулы, реакционного генератора, источника электрической энергии и возбуждающего средства, причем устройство имеет такие размеры и вес, что устройство может удерживаться и управляться пользователем вручную и поток газообразных компонентов направляется для обработки обрабатываемого участка объекта или тела человека или животного.

Генерируемые компоненты могут быть нетепловой плазмой с температурой меньше 40°C. В этом случае средства возбуждения приспособлены для генерирования плазмы в плазменном генераторе.

Может быть предусмотрено средство управления для избирательного выпуска газа из газовой капсулы для формирования указанного потока газа. Указанное средство управления в рабочем положении дополнительно может быть соединено с указанным средством возбуждения для управления возбуждением электродов. Может быть применен датчик для определения расхода газа, выпущенного из газовой капсулы, при этом указанное средство управления позволяет активизировать средство возбуждения, только если указанный поток газа превышает заданный массовый или объемный расход. Средство управления может содержать пользовательское средство ввода, такое как манипулируемая вручную кнопка или выключатель, используемый пользователем для создания потока газа в указанный реакционный генератор и активации средства возбуждения.

Корпус может содержать средство для расположения указанной газовой капсулы в указанном корпусе таким образом, чтобы газовая капсула действовала для выпуска газа для формирования указанного потока газа, причем указанное средство для расположения устроено таким образом, что указанная газовая капсула может быть удалена из корпуса так, что в указанном корпусе может быть расположена сменная газовая капсула при помощи указанного средства для расположения. Механизм выпуска газа может действовать для выпуска газа из газовой капсулы, когда указанное установочное средство обеспечивает расположение указанной газовой капсулы в указанном корпусе. Газовая капсула может содержать редукционный клапан, такой как клапан Шредера, нагруженный для предотвращения выпуска газа из газовой капсулы, и указанный механизм выпуска газа содержит средство для воздействия на указанный редукционный клапан против указанной нагрузки для выпуска газа из газовой капсулы.

Корпус может содержать канал, проходящий между газовой капсулой и реакционным генератором, для направления потока газа, выпущенного из указанной газовой капсулы. Клапан подачи в открытом состоянии может пропускать указанной поток газа через канал из газовой капсулы в реакционный генератор и в закрытом состоянии может предотвращать указанный поток. В альтернативном варианте или дополнительно может применяться регулятор расхода для регулирования потока газа между газовой капсулой и реакционным генератором и/или потока компонента от реакционного генератора к аппликатору. Таким образом, можно регулировать поток газа, входящего во вход реакционной камеры для осуществления реакции, и можно регулировать поток компонента, выпускаемого из устройства для осуществления обработки.

Может применяться расширительная камера, в которую может выпускаться газ из газовой капсулы для контролируемого выпуска через диафрагму. Расширительная камера снижает скорость потока из газовой капсулы.

Газовая капсула содержит достаточное количество газа перед использованием для генерирования компонентов для обработки обрабатываемого участка объекта или тела человека или животного в течение времени, достаточного для достижения благоприятного воздействия на обрабатываемый участок. В этом отношении газовая капсула может содержать достаточное количество газа для генерирования плазмы в течение по меньшей мере двух минут. Генерирование компонента, достаточного для обеспечения благоприятного воздействия на обрабатываемый участок (такой как зубы в полости рта), требует обычно половины литра газа в минуту при атмосферном давлении. Соответственно, газовая капсула может содержать количество, эквивалентное четырем литрам газа при атмосферном давлении, содержащегося под давлением по меньшей мере 60 бар. Внутренний объем газовой капсулы может находиться в диапазоне 10-100 мл. Газовая капсула может быть в целом цилиндрической и иметь длину меньше приблизительно 100 мм и диаметр меньше приблизительно 35 мм.

Средства возбуждения могут содержать по меньшей мере один электрод для генерирования электрического поля в указанном реакционном генераторе и сигнальный генератор для генерирования электрического сигнала для возбуждения указанного по меньшей мере одного электрода. Если генерируемый компонент является газовой плазмой, средство возбуждения может быть сконфигурировано для генерирования нетепловой плазмы с температурой, которая составляет, предпочтительно, меньше около 40°C и которая терпима для пользователя. По меньшей мере один из указанных электродов может быть изолирован от газа в плазменном генераторе диэлектриком для уменьшения искрения и, таким образом, ограничения нагревания компонента. Указанные по меньшей мере два электрода могут быть разнесены друг от друга для генерирования электрического поля по существу во всем указанном плазменном генераторе. Один из указанных электродов может быть сформирован вокруг периферии плазменного генератора. Один из электродов может быть сформирован в виде зонда, проходящего в плазменный генератор. Зонд может быть сужен в своей концевой части для формирования точки для увеличения генерирования плазмы в указанном плазменном генераторе.

Указанный сигнальный генератор может быть сконфигурирован для генерирования высокочастотного сигнала, сигнала переменного тока или импульсного сигнала постоянного тока для возбуждения указанных электродов, которые могут быть сигналом с низким коэффициентом заполнения, когда энергия подается к электроду или каждому из электродов в течение меньше 10% рабочего цикла. Если компонент представляет собой газовую плазму, ее генерирование может начинаться в реакционном генераторе и продолжаться без необходимости непрерывного возбуждения средствами возбуждения. Сигнальный генератор может генерировать высокочастотный сигнал, превышающий 20 кГц, таким образом, что сигнальный генератор не слышим для пользователя.

Указанное средство возбуждения может содержать усилитель для усиления сигнала для возбуждения электродов и согласующую схему для согласования полного сопротивления нагрузки и источника.

Источник электрической энергии может представлять собой одну или более батарей. Предпочтительно, батареи являются перезаряжаемыми, и указанный корпус содержит гнездо для приема штепсельного разъема, соединяемого с источником питания от сети, и зарядную схему для подзарядки батарей. В альтернативном варианте устройство может содержать средство для индуктивного подключения батареи к зарядному блоку для подзарядки. Корпус может содержать отсек для размещения батарей в корпусе и электрические клеммы, которые соединяются с батареями, когда они расположены в указанном отсеке, для питания энергией указанных средств возбуждения.

В альтернативном варианте источник электрической энергии может содержать трансформатор, и указанный корпус содержит средство для подключения к электрическому источнику питания, при этом указанный трансформатор приспособлен для подачи энергии указанному средству возбуждения. Как правило, в зависимости от его конфигурации, плазменный генератор требует поддержания высокого напряжения на одном уровне для образования нетепловой газообразной плазмы. Один или более повышающих трансформаторов могут преобразовывать напряжение постоянного тока от батареи в напряжение образования плазмы.

Может применяться аппликатор для подачи компонентов от реакционной камеры и применения компонентов к обрабатываемому участку. Газообразная плазма требует прохождения через нее электрического тока для поддержания ее существования. Когда газ удален из плазменного генератора, ионные компоненты имеют тенденцию рекомбинироваться со свободными электродами, и возбужденные компоненты возвращаются к их основным состояниям. Газ, таким образом удаленный из плазменного генератора, иногда упоминается как "газ послесвечения". Эти изменения, в типичном случае, имеют место в аппликаторе. Аппликатор может содержать головку аппликатора для применения компонента и канал для проведения компонента из указанной реакционной камеры к указанной головке. Головка аппликатора может быть расположена на расстоянии от указанного реакционного генератора, таким образом, уменьшая загрязнение плазменного генератора и/или отделяя обрабатываемый участок от средства возбуждения, которое может быть под высоким напряжением.

Устройство имеет много вариантов применения, но может быть приспособлено для обработки ротовой области человека или животного для отбеливания или чистки зубов. В этом отношении головка аппликатора может иметь размеры и форму для приспособления к одному или более зубов. Головка аппликатора может содержать один или более каналов, сконфигурированных для расположения во рту человека или животного для направления компонентов для обработки множества зубов.

Могут применяться удаляющие средства для откачивания компонентов из обрабатываемого участка после обработки и могут содержать насосные средства, приводимые электродвигателем для откачивания компонентов из обрабатываемого участка. Вытяжной канал может проходить от обрабатываемого участка и сообщаться по жидкости с указанным насосным средством. Вытяжной канал может быть сформирован указанным аппликатором. Средство управления может дополнительно управлять работой указанного откачивающего средства совместно с подачей газа к реакционной камере и активацией средств возбуждения. Откачивающее средство вызывает отток газа или компонента от обрабатываемого участка, который, предпочтительно, больше, чем указанный поток газа к обрабатываемому участку, вызываемый выпуском из указанной газовой капсулы.

Может быть применен дисплей для отображения значения, показательного для состояния указанного устройства, которое является по меньшей мере одним из: содержания газа в капсуле, величины заряда, остающегося в источнике электрической энергии, или температуры плазмы, выпускаемой из устройства. Может применяться средство для предупреждения пользователя, такое как звуковой сигнал, который слышит пользователь, или предупредительный световой сигнал, когда состояние указанного устройства снижается ниже заданного значения.

Газовая капсула может содержать газ, имеющий низкую потребность в энергии для формирования нетепловой плазмы в указанной реакционной камере. Таким образом, количество энергии, подаваемой в реакционную камеру, можно снизить, избегая перегрева газа или компонента. Газ может быть благородным газом, таким как гелий, когда должна генерироваться нетепловая плазма. Газовая капсула может содержать кислород, и генерируемый газообразный компонент, когда газ возбужден, может представлять собой озон.

Для получения возможности использовать устройство вручную, предпочтительно, чтобы оно имело длину меньше 300 мм и ширину меньше 50 мм и имело массу меньше 1 кг.

Настоящее изобретение также обеспечивает получение аппарата, содержащего устройство и зарядный блок, содержащего: зарядную газовую емкость высокого давления, содержащую газ для подачи газа в газовую капсулу устройства; и/или электрическое зарядное средство для зарядки указанного источника электрической энергии в указанном устройстве. В альтернативном варианте в устройстве могут использоваться газовые батареи одноразового использования и газовая капсула одноразового использования. Другой альтернативный вариант предусматривает дозаправляемую газовую капсулу, которую можно заправлять, но эта операция должна выполняться на удалении от устройства.

Зарядный блок и газовая капсула устройства могут содержать соответствующие клапаны подзарядки, которые могут быть открыты, когда устройство и блок соединены, допуская подачу газа к газовой капсуле, и закрыты, если не соединены.

Зарядный блок может содержать гнездо для помещения устройства, при этом, когда устройство помещают в зарядный блок, газовая капсула и зарядная емкость высокого давления соединяются, допуская подачу газа в газовую капсулу. Может быть применен канал, имеющий первую концевую часть, приспособленную для взаимодействия и открывания заправочного клапана газовой капсулы, и вторую концевую часть для взаимодействия и открывания заправочного клапана емкости высокого давления устройства. В альтернативном варианте заправочное устройство может содержать гнездо для расположения газовой капсулы, когда она удалена из указанного устройства, при этом, когда газовую капсулу помещают в зарядный блок, емкости высокого давления соединяются, допуская подачу газа в газовую капсулу. В этой конфигурации могут применяться по меньшей мере две газовые капсулы таким образом, что в любой момент одна капсула может находиться в зарядном блоке для подзарядки, и одна капсула может быть расположена в корпусе указанного устройства для использования при генерировании нетеплового компонента.

Электрическое зарядное средство может содержать зарядную схему для приема электрической энергии от источника электроснабжения и подачи указанной электрической энергии для перезарядки указанного источника электрической энергии в указанном устройстве, когда указанный источник энергии подключен к указанному электрическому зарядному средству. Зарядный блок может содержать гнездо для расположения устройства, при этом, когда устройство помещают в зарядный блок, указанный источник энергии подключается к указанному электрическому зарядному средству для зарядки указанного источника электрической энергии.

В альтернативном варианте зарядный блок может содержать гнездо для расположения указанного источника электрической энергии, когда указанный источник удален из указанного устройства, при этом, когда указанный источник помещают в зарядный блок, указанный источник энергии подключается к указанному электрическому зарядному средству для зарядки указанного источника электрической энергии.

Для лучшего понимания настоящего изобретения варианты его осуществления, которые даны только для примера, будут теперь описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичный вид аппарата, содержащего устройство для генерирования нетепловой плазмы и зарядный блок;

фиг.1А - вид модифицированного устройства;

фиг.2 - вид в перспективе с сечением устройства;

фиг.3 - вид сечения емкости высокого давления устройства;

фиг.4 - схематичный вид плазменного генератора и средства для возбуждения газа в генераторе;

фиг.5 и 6 - упрощенный вид механического соединения для управления устройством;

фиг.7 - вид первого аппликатора устройства и соединительной части корпуса устройства;

фиг.8 - вид второго аппликатора устройства и соединительной части корпуса устройства;

фиг.9 - вид третьего аппликатора устройства и соединительной части корпуса устройства;

фиг.10 - схематичный вид соединения аппликатора, показанного на фиг.8, с корпусом;

фиг.11 - схематичный вид соединения аппликатора, показанного на фиг.7, с корпусом;

фиг.12 - вид четвертого аппликатора устройства;

фиг.13 - вид устройства, помещенного в зарядный блок, с одной стороны; и

фиг.14 - вид устройства, помещенного в зарядный блок, с другой стороны,

фиг.15 - принципиальная схема, показывающая средства подачи электрической энергии для генерирования плазмы в плазменный генератор устройства согласно настоящему изобретению.

На фиг.1 и 2 показано устройство 10 для генерирования нетепловой плазмы 24, которая может быть потоком газовой плазмы в форме струи газовой плазмы, испускаемой из устройства. Поток газовой плазмы генерируется и испускается из устройства в целом при атмосферном давлении. Устройство содержит газовую капсулу или емкость 12 высокого давления для содержания газа или газов 14 под давлением и формирования потока газа через плазменный генератор 16 к аппликатору 18 при выпуске из капсулы. Газ, выпущенный из газовой капсулы, возбуждается в плазменном генераторе для формирования газовой плазмы.

В модифицированном устройстве, показанном на фиг.1А, газ высокого давления может выходить из капсулы через диафрагму 13 в расширительную камеру 15, которая замедляет поток, при этом газ может выпускаться управляемым образом в реакционный генератор 16.

Устройство также содержит источник 20 электрической энергии и средство 22 возбуждения газовой плазмы, электрически связанное с источником электрической энергии для возбуждения газа 14 в плазменном генераторе 16 для формирования газовой плазмы 24. Аппликатор 18 направляет поток плазмы от плазменного генератора 16 для генерирования струи газовой плазмы из отверстия 26 в аппликаторе. Газовая плазма может быть смешана с окружающим воздухом соответствующим образом в сконфигурированном аппликаторе.

Корпус 28 содержит газовую капсулу 12, плазменный генератор 16, источник 20 электрической энергии и средство 22 возбуждения плазмы. Устройство имеет такие размеры и вес, что оно может удерживаться и управляться пользователем вручную, и плазма 24 легко направляется пользователем для обработки обрабатываемого участка объекта или тела человека или животного. В этом отношении устройство действует без необходимости его соединения каналом подачи с источником питания газом. Такое устройство предшествующего уровня техники громоздко, но все же позволяет получить портативное устройство. Автономная конфигурация устройства 10 допускает легкое использование в домашней среде, например, в ванной. Устройство 10 может получать энергию из источника без необходимости использования электрического кабеля, соединяющего устройство с питанием от сети. Однако в типичном случае электрический кабель является меньшим препятствием для использования в домашних условиях, чем газопровод, поскольку кабель обычно гибкий и легкий, хотя в устройстве 10 электрический кабель не требуется при использовании устройства.

Для того чтобы устройство было пригодным для удерживания и управления вручную, оно не должно превышать максимальный размер или максимальный вес. Также будет понятно, что обработка обрабатываемого участка с использованием устройства может требовать сложных и точных движений, которые возможны, если устройство является портативным и если оно относительно легкое. В одном примере устройство имеет приблизительные размеры и массу, типичные для электрической зубной щетки. Другие известные ручные устройства в других областях, которые приводятся здесь для понимания размера и массы устройства 10, являются, например, электрической зубной щеткой или беспроводной электродрелью или винтовертом. Соответственно, максимальный размер корпуса 28 или устройства в целом составляет приблизительно 30 см в длину и 5 см в ширину. Верхний предел ширины определен способностью руки удерживать устройство. Любой размер корпуса диаметра существенно выше 50 мм делает устройство неудобным для удерживания и использования. Верхний предел длины определен способностью пользователя использовать негромоздкое устройство, и также будет понятно, что если устройство используется для обработки зубов, устройство должно быть меньше длины ручки и, предпочтительно, в пределах приблизительно 20 см. Предпочтительно, корпус 28 выполнен таким образом, чтобы он мог удобно удерживаться кистью руки. Масса корпуса или устройства в целом, предпочтительно, составляет меньше одного килограмма.

Устройство может быть конфигурировано для одноразового использования и затем удаляться в отходы. В этом отношении компоненты устройства выбирают только для одной обработки. Поскольку одна обработка может требовать меньшего количества газа и меньшего количества энергии, аккумулированной в устройстве, емкость высокого давления и источник энергии могут быть выбраны для минимизирования производственных затрат и снижения размера и веса устройства. Например, устройство может быть конфигурировано для однократной обработки полости рта и последующего удаления в отходы. Такое одноразовое устройство может быть более портативным, например, для размещения в кармане или дамской сумочке. Поскольку устройство пригодно для сухой чистки зубов или другой обработки, устройство одноразового использования может легко использоваться, например, при путешествии, когда вода не всегда доступна для выполнения обработки.

Устройство 10 может использоваться, например, в стоматологической, медицинской, косметической и ветеринарной областях для обработки тела человека или животного. Устройство особенно полезно для стоматологической или другой обработки полости рта, например, для отбеливания зубов или сухой чистки зубов, стерилизации после обработки канала корня, стерилизации раны или заживления (например, осушения зубодесневых карманов после удалений). Вариант применения для отбеливания зубов описан более подробно в одновременно рассматриваемой заявке настоящего заявителя № GB 08234353, поданной 23 декабря 2008 г., содержание которой включено сюда в качестве ссылочного материала. В этом отношении обрабатываемый участок может быть одним зубом, двумя зубами или верхнечелюстной и/или нижнечелюстной зубной дугой. В альтернативном варианте обрабатываемый участок может быть частью десны или зубодесневого кармана. Кроме того, обрабатываемый участок может быть полостью рта.

Устройство 10 может также использоваться в немедицинских вариантах применения, таких как обработка поверхностей плазмой, например подготовка поверхности пластмассы перед нанесением краски.

Компоненты устройства 10 будут теперь описаны более подробно с модификациями и альтернативными вариантами, когда они существенны.

Средство управления, обозначенное в целом ссылочной позицией 30, предусмотрено для избирательного выпуска газа из газовой капсулы для формирования потока газа. Как показано в этом примере, средство управления содержит клапан 32, который, когда он открыт, пропускает поток газа через канал из газовой капсулы к плазменной камере, и, когда он закрыт, предотвращает поток. Средство 30 управления содержит механический нажимной выключатель 34, которым пользователь может управлять для управления клапаном 32. В альтернативном варианте могут применяться другие пользовательские средства активации для управления клапаном, такие как механический движковый выключатель или электронное реле, которое может замыкаться, например, для открывания электромагнитного клапана. Кроме того, пользовательские средства активации могут быть приспособлены таким образом, что может быть инициирован поток из газовой капсулы в ответ на первый входной сигнал от пользователя и выключен в ответ на второй входной сигнал от пользователя. В альтернативном варианте один входной сигнал пользователя может инициировать схему синхронизации (не показана), допуская прохождение потока газа в течение заданного промежутка времени, достаточного для обработки обрабатываемого участка. Например, если устройство 10 используется для отбеливания зубов, предопределенный период может составлять 5 секунд для каждого зуба.

Клапан 32 может быть любым пригодным средством для открывания и перекрывания потока между газовой капсулой и плазменным генератором. Кроме того, клапан может быть регулируемым для регулирования потока между полностью открытым и полностью закрытым положениями, например, может быть дроссельным клапаном.

Корпус 28 содержит средство 36 для расположения газовой капсулы 12 в корпусе таким образом, чтобы газовая капсула могла работать для выпуска газа для формирования потока газа. Средство 36 для расположения может быть приспособлено таким образом, что газовая капсула 12 может быть удалена из корпуса, например, когда содержащийся в нем газ израсходован или почти израсходован, таким образом, что полная сменная газовая капсула может быть расположена в корпусе. В этом отношении установочное средство может содержать камеру, сформированную для приема газовой капсулы и закрывающего элемента (не показан) для закрывания камеры, когда газовая капсула расположена в камере. В другом примере газовая капсула может быть задвинута или ввинчена в камеру.

Корпус может содержать механизм формирования или другой механизм выпуска газа, действующий для выпуска газа из газовой капсулы, когда установочное средство располагает газовую капсулу в камере. Газовая капсула может содержать редукционный клапан, нагруженный для предотвращения выпуска газа из емкости высокого давления. Механизм выпуска газа воздействует на редукционный клапан против его нагрузки для выпуска газа из капсулы.

Один пример механизма выпуска газа и редукционного клапана показан на фиг.3. Корпус содержит канал 38, проходящий между газовой капсулой 12 и плазменным генератором 16, для направления потока газа, выпущенного из газовой капсулы. Газовая капсула 12 содержит клапан 40 в головке 42 капсулы. В этом примере установочное средство содержит внешнюю поверхность головки 42, которая имеет резьбу для зацепления с соответствующей снабженной резьбой поверхностью корпуса для расположения емкости высокого давления в необходимом положении. Клапан 40 содержит скользящий элемент 44, принимаемый со скольжением в горловину емкости высокого давления и нагруженный в закрытое положение нагружающим средством, которое в этом примере является пружиной 46. Когда емкость высокого давления расположена в корпусе, формирование или выступ 48 взаимодействует со скользящим элементом 44, толкая его в емкость (как показано стрелками на фиг.3), открывая клапан и допуская выхождение потока газа из емкости. Клапан 40 имеет достаточную силу уплотнения для удерживания газа в емкости высокого давления при максимальном давлении в емкости, например, 80 бар. Клапан может быть клапаном Шредера.

Возможны альтернативные устройства клапана или капсулы. Например, входное отверстие капсулы может быть закрыто влагонепроницаемым уплотнением. Выдача газа может осуществляться посредством прокалывания уплотнения полой иглой, которая открыта на обоих концах. Проксимальный конец иглы может сообщаться с каналом, имеющим регулятор давления, таким образом, для регулирования потока газа к плазматической клетке.

Хотя на фиг.1 показан отдельный клапан 32 для избирательной подачи потока газа в плазменный генератор 16 в дополнение к редукционному клапану 40, в альтернативном варианте клапан 32 может быть исключен таким образом, что управление потоком газа осуществляют просто редукционным клапаном, направляя его в расширительную камеру 11 и выпуская управляемым образом через диафрагму.

Массовый или объемный расход газа, входящего в плазменную камеру 16, предпочтительно, регулируют для содействия генерированию нетепловой или неравновесной газообразной плазмы. Например, регулирование расхода регулирует время пребывания газа в плазменной камере. Если расход слишком высок, газ может проходить через плазменную камеру, не будучи возбужденным для формирования газовой плазмы. Дополнительно, даже если плазма сформирована, поток через аппликатор может быть большим, чем необходимо для достижения предпочтительного результата для обрабатываемого участка, и, таким образом, происходит излишний расход газа. Если расход слишком мал, генерируется недостаточный плазменный поток через аппликатор, что приводит к неадекватной обработке обрабатываемого участка или генерированию нежелательных или нетерапевтических газообразных компонентов. Соответственно, устройство 10 содержит регулятор 50 расхода для регулирования потока газа между газовой капсулой и плазменным генератором. Дополнительно или в альтернативном варианте может быть применен регулятор расхода для регулирования потока газа и плазмы из плазменного генератора. Регулятор расхода может быть контрольным клапаном регулирования расхода, расположенным в контуре обратной связи с датчиком 72 расхода (см. фиг.4). В качестве альтернативы регулятору расхода может применяться регулятор давления для регулирования давления газа в плазменном генераторе. Предпочтительно, регулятор расхода действует для достижения установившегося течения газа в плазменный генератор во всем диапазоне давлений газа в газовой капсуле, то есть при относительно высоком давлении, когда капсула заполнена, и относительно низком давлении, когда капсула опустошается.

Требуемая величина обрабатываемого участка, на который воздействует плазма (или другие газовые компоненты, генерируемые плазмой), изменяется в зависимости от типа обработки, для выполнения которой предназначено устройство 10. Соответственно, газовая капсула перед использованием содержит достаточное количество газа для генерирования плазмы для обработки обрабатываемого участка объекта или тела человека или животного в течение времени, которое достаточно для достижения полезного или терапевтического эффекта для обрабатываемого участка. Например, если требуется 5 секунд для отбеливания одного зуба с расходом один литр в минуту, и типичная ротовая полость содержит 32 зуба, газовая капсула должна содержать, по меньшей мере, 2,66 литра газа при атмосферном давлении. Предпочтительно, газовая капсула содержит достаточное количество газа и работает с небольшими расходами для выполнения множества обработок.

Газовая капсула может содержать достаточное количество газа для генерирования (плазменной) струи в течение, по меньшей мере, двух минут или генерирования (плазменной) струи, достаточной для обеспечения благоприятного воздействия на обрабатываемый участок. Как только плазма выходит за пределы плазменного генератора 16 и проходит в аппликатор 18, она, строго говоря, больше не остается плазмой, но становится плазмой послесвечения, которая содержит затухающие ионные и возбужденные газообразные компоненты. Когда плазма послесвечения выходит из аппликатора 18, она образует струю. Газы воздуха поступают в струю, и эти газы воздуха могут взаимодействовать с существующими свободными радикалами, возбужденными компонентами или заряженными компонентами в струе для формирования компонентов химически активного кислорода и/или химически активного азота, которые могут воздействовать в пригодных химических реакторах на субстрат, например, в химических реакциях, которые действуют для уничтожения бактерий в полости рта или отбеливания зубов в естественных условиях или удаления с них пятен.

Количество газа, который может содержаться в емкости высокого давления или газовой капсуле, ограничено конструкцией емкости высокого давления и общим весом и размером устройства. В этом отношении относительно тяжелая емкость высокого давления может быть способна содержать большие количества газа, однако такая тяжелая емкость непригодна для устройства 10, поскольку она делает устройство непригодным для удерживания и управления вручную. Было обнаружено, что пригодная газовая капсула приспособлена для содержания эквивалента приблизительно четырех литров газа при атмосферном давлении, содержащегося под давлением, по меньшей мере, 80 бар и в типичном случае в диапазоне 200-300 бар. Газовая капсула может иметь внутренний объем, достаточный для содержания от 10 мл до 100 мл воды. Газовая капсула может быть в целом цилиндрической и иметь длину меньше 100 мм и диаметр меньше 35 мм. В примере, показанном на фиг.2, газовая капсула имеет длину приблизительно 100 мм и диаметр 35 мм. Емкость может быть выполнена из алюминия или нержавеющей стали, или мягкой стали, или любого другого соответствующего прочного материала.

Как показано на фиг.1 и описано более подробно ниже, устройство 10 содержит зарядный клапан 52, позволяющий заправлять или дозаправлять газовую капсулу 12 газом из источника газа. Зарядный клапан 52 в нормальном состоянии закрыт для предотвращения утечки газа из газовой капсулы и может быть открыт, когда это желательно, чтобы перезарядить емкость. Клапан 52 может иметь конструкцию, подобную показанной на фиг.3, в которой зарядный блок взаимодействует с клапаном 52 для открывания клапана и позволяет заправлять газ. Дополнительно газовая капсула может быть сформирована как единое целое и являться частью корпуса 28 и заправляться при опустошении. В альтернативном варианте газовая капсула 12 может извлекаться из устройства 10 и вставляться в зарядный блок 134 пользователем.

Средство 22 возбуждения плазмы содержит два электрода 54, 56 для генерирования электрического поля в плазменном генераторе 16. В определенных конфигурациях может применяться один электрод, и могут применяться больше чем два электрода, например, два электрода, принимающих сигнал возбуждения, и один заземляемый электрод. Сигнальный генератор 58 генерирует электрический сигнал для привода или возбуждения электродов. По меньшей мере, один и, предпочтительно, оба или все электроды являются диэлектрическими барьерными разрядными электродами, изолированными от газа в плазменной камере диэлектриком для предотвращения перегрева плазмы, вызванного непрерывным или длительным образованием дуги. Пригодными диэлектрическими материалами являются керамика, пластмассы или стекло. Изолирование одного или каждого электрода снижает продолжительность искрения в плазменной камере, когда электрический ток проходит от одного электрода через плазму или газ к другому электроду или каждому из других электродов.

Как показано на фиг.4, электроды 54, 56 отнесены друг от друга для генерирования электрического поля, показанного силовыми линиями 60, по существу во всей плазменной камере 16. Таким образом, можно увеличивать формирование плазмы, так как газ во всех частях плазменной камеры взаимодействует с электрическим полем.

Один из электродов 56 сформиров