TWI580311B - Indoor plant source negative ion surge device - Google Patents

Description

室內植物源負離子激增裝置

本發明是有關於一種負離子產生裝置，特別是指一種通過利用龍舌蘭科植物使室內原生態負離子濃度激增的室內植物源負離子激增裝置。

全球工業化、都市化及現代化的迅速發展，導致空氣污染日益嚴重。尤其在人口密集的大都市，各種工業及交通工具大量集中排放廢氣，使得都市中的空氣污染更為嚴重。而在都市中高樓林立、活動空間相對小的室內空間中，現代化電器及建築材料所釋放的有害氣體則又再次加重了室內的空氣污染。因此室內空氣的淨化與改善成為現今都市發展中亟需解決的問題之一。

世界衛生組織已確認，空氣中的負離子濃度是評量空氣品質的一個重要指標，亦即負離子濃度是空氣品質好壞的關鍵。因此目前市面上已出現能製造負離子的純電氣類空氣負離子產生器等淨化空氣的產品。其中空氣負離子產生器產生的人工空氣負離子和由植物本身釋放的植物源負離子又有很大的不同，因為植物所釋放的負離子接近于原生態森林植物源負離子，對人體健康具有更大的好 處。

因此，本發明目的是提供一種以龍舌蘭科植物作為負離子直接來源的室內植物源負離子激增裝置。

於是本發明一種室內植物源負離子激增裝置包括一外殼、一花盆、一負高壓脈衝輸出模組及一龍舌蘭科植物。該外殼包括一環形外壁、一環形內壁以及設於該環形外壁與環形內壁之間的底板；該花盆設置於該外殼的該環形內壁圍設的一內腔室中，該花盆內填充一培養物，且該花盆的一底部設有一伸入該花盆內的第一接點，而該外殼的該底板設有一第二接點；該負高壓脈衝輸出模組設置於該外殼，並具有一輸出一負高壓脈衝的第一電極及一第二電極，該第一電極與該第一接點電耦接，且該第二電極與該第二接點電耦接；該龍舌蘭科植物栽種於該花盆，且該第一接點接觸該花盆中的該培養物，使該負高壓脈衝經由該培養物傳遞至該龍舌蘭科植物的根部，而刺激該龍舌蘭科植物釋放負離子。

1‧‧‧外殼

2‧‧‧花盆

3‧‧‧負高壓脈衝輸出模組

4‧‧‧遙控器

11‧‧‧環形外壁

12‧‧‧環形內壁

13‧‧‧底板

14‧‧‧第二接點

15‧‧‧底座

16‧‧‧外腔室

17、17’‧‧‧承載盤

21‧‧‧底部

22‧‧‧第一接點

23‧‧‧開口

31‧‧‧控制器

32‧‧‧高速光電耦合器

33‧‧‧驅動電路

34‧‧‧高壓脈衝產生電路

35‧‧‧遙控訊號接收電路

36‧‧‧距離感測器

37‧‧‧溫濕度感測器

38‧‧‧加濕器

39‧‧‧無葉風扇

51‧‧‧負離子濃度偵測器

121‧‧‧內腔室

171‧‧‧開口

172‧‧‧環形卡槽

173‧‧‧盤面

174‧‧‧穿孔

175‧‧‧大開口

176‧‧‧小開口

301‧‧‧第一電極

302‧‧‧第二電極

331‧‧‧半橋晶片

332‧‧‧MOS開關

340‧‧‧整流電路

341‧‧‧自恢復保險絲

342‧‧‧直流電源

T‧‧‧升壓變壓器

N1‧‧‧初級側線圈

N2‧‧‧次級側線圈

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明室內植物源負離子激增裝置的一較佳實施例栽種一龍舌蘭科植物的立體示意圖；圖2是本實施例室內植物源負離子激增裝置的立體分解 圖；圖3是本實施例室內植物源負離子激增裝置的組合立體圖；圖4是本實施例沿圖3的2-2剖面線的剖視圖；圖5是本實施例室內植物源負離子激增裝置的負高壓脈衝模組的主要電路方塊圖；圖6顯示本實施例的高壓脈衝產生電路的第一電極與第二電極未透過花盆及外殼電連接；圖7顯示本實施例的高壓脈衝產生電路的第一電極與第二電極透過一連接花盆及外殼的導線電連接；圖8顯示本實施例採用的金邊龍舌蘭持續釋放負離子的時間及其釋放負離子的濃度；及圖9是本發明室內植物源負離子激增裝置的另一較佳實施例的外殼的立體示意圖。

參見圖1至圖4所示，本發明室內植物源負離子激增裝置的一較佳實施例主要包含一外殼1、一花盆2及一負高壓脈衝輸出模組3。其中外殼1包括一環形外壁11、一環形內壁12以及設於環形外壁11與環形內壁12之間的底板13。花盆2設置於外殼1的環形內壁12圍設的一內腔室121中，花盆2內填充一培養物，例如土壤或培養液，且花盆2的一底部21設有一伸入花盆2內的第一接點22，而外殼1的底板13設有一第二接點14。此外，外殼1的下方還可分離地設有一底座15，供容置負高壓脈衝輸出 模組3。

負高壓脈衝輸出模組3具有一輸出一負高壓脈衝的第一電極301及一第二電極302，且第一電極301與第一接點22電耦接，第二電極302與第二接點14電耦接，使第一電極301與第二電極302透過空氣形成一虛擬回路。

藉此，如圖1所示，當花盆2中填充一培養物(土壤或培養液)並栽種一龍舌蘭科植物100，例如金邊龍舌蘭，第一接點22會接觸花盆2中的培養物，使負高壓脈衝經由培養物傳遞至龍舌蘭科植物100的根部並對其進行刺激，使龍舌蘭科植物100釋放大量負離子，而發揮淨化室內空氣的功能，達到本發明的目的。且本實施例選用金邊龍舌蘭在於其具有釋放負離子的時間長、耐旱、耐陰且在室內容易養護等特性。

更確切地說，環形外壁11與環形內壁12圍設形成一外腔室16，本實施例的外殼1還包含一卡置於環形外壁11與環形內壁12間而為環形的承載盤17，此承載盤17位於外腔室16上方，且承載盤17的中央具有一開口171。

且較佳地，承載盤17的開口171周緣還凸設一倒V型的環形卡槽172，以卡接於環形內壁12上緣，而承載盤17的外緣亦凸設一抵接環形外壁11的環壁，讓承載盤17穩固地固定在外腔室16的上方，且當花盆2置入內腔室121時，花盆2的一開口23的周緣與環形卡槽172的頂端抵接，藉由環形內壁12與環形卡槽172配合以提供 足夠結構強度，讓花盆2穩固地懸置於內腔室121中。

此外，承載盤17的盤面173上還形成有複數個 穿孔174，當外腔室16還種植其它植物時，該等穿孔174可用以固定其它植物的根部。

再者，參見圖5所示，本實施例的負高壓脈衝 輸出模組3主要包括一控制器31、一與控制器31電耦接的高速光電耦合器32、一與高速光電耦合器32電耦接的驅動電路33及一高壓脈衝產生電路34。其中控制器31可採用STC11系列單片機，其根據一遙控器4(或鍵盤)設定的一負離子濃度值和負離子持續釋放時間，執行查表、定時等指令並輸出相應參數的一5V脈衝信號，該5V脈衝信號經由高速光電耦合器32進行信號雜訊光電隔離後，輸出至驅動電路33，經由驅動電路33中的半橋晶片331進行信號整形或放大後，輸出5V大電流脈衝信號驅動MOS開關322輸出12V大電流高壓脈衝調制信號至高壓脈衝產生電路34，經由高壓脈衝產生電路34的一升壓變壓器T進行升壓，並經由升壓整流電路340整流後輸出一負高壓脈衝至第一電極301及第二電極302，使負高壓脈衝經由培養物電擊(刺激)龍舌蘭科植物100的根部，使龍舌蘭科植物100釋放負離子，且由於外殼1與花盆2之間未電連接，故第一電極301與第二電極302未電性連接，而是透過空氣形成虛擬回路，而讓龍舌蘭科植物100能夠向空間釋放大量的負離子。

其中高速光電耦合器32可使控制器31與驅動電路33之間具有良好的隔離效果。且在本實施例中，負高 壓脈衝輸出模組3還包含一遙控訊號接收電路35，用以接收來自遙控器4的輸入信號。

且如圖5所示，高壓脈衝產生電路34的升壓變 壓器T的初級側線圈N1的一端經由一自恢復保險絲341與一直流電源342電耦接，且初級側線圈N1的另一端與驅動電路33電耦接，藉此，當流經初級側線圈N1的電流過大(過電流)，導致溫度升高時，自恢復保險絲341會呈現不導通或絕緣狀態，以保護電路不致因過電流而燒毀，直到溫度降低且不再出現大電流時，自恢復保險絲341即又恢復成導通狀態。而升壓變壓器T的次級側線圈N2的一端與第一電極301電耦接，其另一端經由一反向連接的二極體D與第二電極302電耦接。

而且，本實施例還在控制器31的一輸出端與高 速光電耦合器32的一輸入端之間電耦接一第一電阻R1以及一端與控制器31的輸出端電耦接，另一端接地的一第二電阻R2。藉由第一電阻R1及第二電阻R2組成的分壓電路，可防止控制器31不致因啟動瞬間電壓過高而傷害高速光電耦合器32，使控制器31啟動瞬間輸出至高速光電耦合器32的電流不會過大，以保護高速光電耦合器32。

此外，當植物100根部受負高壓脈衝刺激時， 植物100的葉片端部會產生尖端放電，因此為了防止人或動物不小心碰觸到植物100而觸電，如圖3及圖5所示，本實施例的負高壓脈衝輸出模組3還包括至少一個設在外殼1的例如環形外壁11上，並與控制器31電耦接的距離 感測器36，例如超聲波感測器，以在龍舌蘭科植物100的周圍形成一超聲波電子圍欄，其偵測一物體與其之間的距離小於一預設值，例如20公分時，會輸出一控制訊號給控制器31，使根據該控制訊號控制驅動電路33停止運作，讓高壓脈衝產生電路34停止輸出負高壓脈衝。

而且，在高壓脈衝產生電路34停止輸出負高壓 脈衝的當下，植物100的葉片端部仍殘留有電荷，因此，為進一步避免物體接觸到植物100的葉片而觸電，本實施例的高壓脈衝產生電路34還包括一電耦接在第一電極301與第二電極302之間的第三電阻R3，藉此，當高壓脈衝產生電路34停止輸出負高壓脈衝時，殘留在植物的葉片上的電荷即能經由第一電極301、第三電阻R3及第二電極302形成的一放電回路放電，而達到防止觸電的作用。且較佳地，第三電阻R3的阻值為1100M歐姆(Ω)。

再者，如圖3及圖5所示，本實施例還可於外 殼1上設置與控制器31電耦接的一溫濕度感測器37、一加濕器38(包含一加濕器控制電路)及一無葉風扇39(包含一風扇控制電路)。溫濕度感測器37偵測所在環境中的一溫濕度值並傳送給控制器31，且控制器31根據收到的該溫濕度值與其中預設的一溫濕度預設值之間的差異，對應控制加濕器38的運作，以及控制無葉風扇39的風速及風向，使環境中的溫濕度值達到或接近控制器31中預設的該溫濕度預設值，且該溫濕度預設值通常是空氣中的負離子最適合存在的溫濕度值。

而且本實施例將加濕器38與無葉風扇39設置 於花盆2的上方(頂部)，讓加濕器38出霧口位於整個裝置的正前方，藉此當加濕器出霧時，霧氣可借助風扇的風力直接吹向空氣中，避免造成霧滴附著在裝置上而造成一些安全隱患(如洩露電流)。另外，本實施例選用無葉風扇39，讓植物100的葉片不致卡在風扇葉片，以避免造成風扇堵轉而燒毁風扇。

此外，如圖3所示，本實施例還可包括一設於 外殼1並與控制器31電耦接的一負離子濃度偵測器51，其偵測所在環境中的一負離子濃度值並傳送給控制器31，控制器31則根據收到的該負離子濃度值與其中預設的該負離子濃度預設值之間的差異，對應控制驅動電路33啟動(運作)與否，以使環境中的負離子濃度維持在適當的一預設範圍。且上述的溫濕度感測器37、加濕器38、無葉風扇39及負離子濃度偵測器51可合稱為一負離子空間均化裝置。

而且，經由實驗得知，當本實施例的外殼1的 環形外壁11與花盆2之間的距離在50毫米(mm)至200毫米(mm)之間時，如圖6所示，第一電極301與第二電極302並未透過外殼1與花盆2電連接，在距離外殼1約1公尺的地方可以測得龍舌蘭科植物100產生的負離子濃度約為5萬ion/cm3，而如圖7所示，若第一電極301與第二電極302透過外殼1與花盆2之間連接的一導線20電連接時，則在相同距離下測得植物100產生的負離子濃度約為3000ion/cm3，由此可知，本實施例將花盆2設置於外殼1 的內腔室121中，使花盆2與外殼1之間間隔一段距離(相互隔離)，使第一電極301未與第二電極302電連接的設計方式，能讓植物100釋放更大量的負離子，而能夠有效提高植物100產生的負離子濃度。

此外，本實施例選用龍舌蘭科植物接受負高壓 脈衝刺激的好處在於：龍舌蘭科植物釋放負離子的時間長(即其壽命相較於其它植物長)，且龍舌蘭科植物耐旱又耐陰，種植在室內容易養護。圖8顯示當持續以負高壓脈衝刺激金邊龍舌蘭時，金邊龍舌蘭持續釋放負離子的時間及其釋放負離子的濃度。

再參見下圖，在本發明的另一實施例中，花盆2 的數量也可以是兩個以上，亦即此實施例與上述實施例唯一不同處在於：外殼1的承載盤17’上會形成一個位於內腔室121上方的大開口175，以及多個位於大開口175周圍且位於外腔室16上方的小開口176，大開口175供種植龍舌蘭科植物100的花盆2設置，小開口176則供種植其它植物(或龍舌蘭科植物)的其它花盆(圖未示)設置。

綜上所述，上述實施例藉由將花盆2設置於外 殼1的內腔室121，使其與外殼1的環形外壁11間隔一段距離，且第一電極301與花盆2接觸，第二電極302與外殼1接觸並與第一電極301相間隔且未電連接，使第一電極301與第二電極302透過空氣形成虛擬回路，能夠有效提高植物100產生的負離子濃度，且藉由距離感測器36與第三電阻R3的設置，能夠防止物體接觸植物100時遭受電 擊(觸電)，並且藉由溫濕度感測器、加濕器、無葉風扇及負離子濃度偵測器的設置，以及控制器31的控制，能夠適時調整環境中的負離子濃度，使環境中的負離子濃度維持在最佳的範圍內，以淨化室內空氣而提升室內的空氣品質，達到本發明的目的及功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧花盆

11‧‧‧外環壁

17‧‧‧承載盤

23‧‧‧開口

35‧‧‧遙控訊號接收電路

36‧‧‧距離感測器

100‧‧‧龍舌蘭科植物

172‧‧‧環形卡槽

173‧‧‧盤面

174‧‧‧穿孔

Claims (9)

1. 一種室內植物源負離子激增裝置，包含：一外殼，包括一界定一內腔室的環形內壁；一花盆，設置於該內腔室中，並供填充一用以培養一龍舌蘭科植物的培養物；一第一接點，其伸入該花盆內並與該培養物接觸；一第二接點，其與該第一接點遠離並設在該外殼，且未與被填充於該花盆內的該培養物接觸；一負高壓脈衝輸出模組，其設置於該外殼，並包含一與該第一接點電耦接的第一電極和一與該第二接點電耦接的第二電極，且該第一電極輸出一負高壓脈衝且透過該第一接點傳遞至該培養物，以經由該培養物刺激該龍舌蘭科植物加強釋放負離子；且該負高壓脈衝輸出模組還包括一控制器、一與該控制器電耦接的高速光電耦合器、一與該高速光電耦合器電耦接的驅動電路及一高壓脈衝產生電路，該控制器根據一啟動訊號產生一控制訊號，並經由該高速光電耦合器輸出該控制訊號給該驅動電路，使驅動該高壓脈衝產生電路產生該負高壓脈衝；及設於該外殼並與該控制器電耦接的一溫濕度感測器、一加濕器、一無葉風扇及一負離子濃度偵測器，該溫濕度感測器偵測所在環境中的一溫濕度值並傳送給該控制器，且該控制器根據收到的該溫濕度值與其中預設的一溫濕度預設值之間的差異，對應控制該加濕器的 運作以及該無葉風扇的風速及風向，該負離子濃度偵測器偵測所在環境中的一負離子濃度值並傳送給該控制器，該控制器根據收到的該負離子濃度值與其中預設的一負離子濃度預設值之間的差異，對應控制該驅動電路啟動與否，以使該負離子濃度維持在一預設範圍。
2. 如請求項1所述的室內植物源負離子激增裝置，其中該外殼還包括一圍繞該環形內壁的環形外壁，以及一連接該環形內壁及該環形外壁的底板，且該第一接點是穿過該花盆的底部，而該第二接點是設在該底板。
3. 如請求項2所述的室內植物源負離子激增裝置，其中該外殼還包含一承載盤，其可分離地卡置於該環形外壁與該環形內壁所圍設形成的一外腔室上方，且該承載盤的中央具有一對應該內腔室的開口，該承載盤的一盤面形成複數個穿孔，且該承載盤的該開口周緣還凸設一與該環形內壁對應卡接的環形卡槽，且該花盆的一開口周緣與該環形卡槽的頂端抵接，使該花盆懸置於該承載盤上。
4. 如請求項3所述的室內植物源負離子激增裝置，還包括多個花盆，且該承載盤的一盤面上還形成多個對應該外腔室，並供該等花盆懸置其中的開口。
5. 如請求項1所述的室內植物源負離子激增裝置，其中該高壓脈衝產生電路包含一升壓變壓器、一自恢復保險絲及一個二極體，該升壓變壓器的一初級側線圈的一端經由該自恢復保險絲與一直流電源電耦接，且該初級側線 圈的另一端與該驅動電路電耦接，而該升壓變壓器的一次級側線圈的一端與該第一電極電耦接，其另一端經由反向連接的該二極體與該第二電極電耦接。
6. 如請求項1或5所述的室內植物源負離子激增裝置，其中該負高壓脈衝輸出模組還包括一電耦接在該控制器的一輸出端與該高速光電耦合器的一輸入端之間的第一電阻以及一端與該控制器的該輸出端電耦接，另一端接地的一第二電阻。
7. 如請求項1所述的室內植物源負離子激增裝置，還包括至少一個設在該外殼上並與該控制器電耦接的距離感測器，其偵測一物體與其之間的距離小於一預設值時，會輸出一控制訊號給該控制器，使根據該控制訊號控制該驅動電路停止運作。
8. 如請求項1或7所述的室內植物源負離子激增裝置，還包括一電耦接在該第一電極與該第二電極之間的第三電阻。
9. 如請求項1所述的室內植物源負離子激增裝置，還包括該填充於該花盆內的培養物及該在該培養物中培養並釋放負離子的龍舌蘭科植物。