CN105571025A - 一种医院病房用太阳能空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种医院病房用太阳能空气净化装置，具有吸能组件、雾霾防护窗和主机，主机包括储能转换模块、驱动机构、微处理单元、开合机构及负离子发生组件。根据医院病房的特点，利用太阳能产生电能，进一步采用负离子空气净化方案，生成的负离子有效净化空气，起到医疗保健的作用；可根据空气质量、光线、风力、湿度、温度等外部条件自动调节窗的开合，实现了自动化，使用方便，符合医院病房的需求；利用可卷绕太阳能膜封装吸收太阳能，充分利用太阳能这一巨量能源，实现新能源及可再生能源的利用。

Description

一种医院病房用太阳能空气净化装置
技术领域
本发明涉及一种医用太阳能装置，尤其是一种医院病房用太阳能空气净化装置。
背景技术
随着老龄化社会迅速到来，高龄老人的数量越来越多，医院医疗资源的紧张程度进一步加剧。比如，医院病房内的病床数量往往也不得不在许可的范围内越来越密集，这可能导致病房内空气中的细菌增多，增加交叉感染的可能。又因为当前雾霾天气仍比较严重，很多时候不方便开窗换气，也导致病房内空气质量较差，加之很多病人行动不便，也不能随时开关窗户。
另一方面，负离子在病房中的含量是决定病房空气质量好坏的一个重要因素，病房空气中含有适量的负离子不仅能高效地除尘、灭菌、净化空气，同时还能够激活空气中的氧分子而形成携氧负离子，可改善病人的肺部功能，促进新陈代谢，增强抗病能力。
现有的医院病房用换气装置均无空气净化功能，且需要手动开闭，无法根据空气质量的变化实现自动控制，尤其没有利用设置在防护窗双层玻璃中空部的可卷绕太阳能膜封装提供能量的自动空气净化装置。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种医院病房用太阳能空气净化装置，具体技术方案如下：
一种医院病房用太阳能空气净化装置，该空气净化装置包括吸能组件，吸能组件吸收太阳能后产生电能。
其中，该空气净化装置还包括防护窗和主机；
其中，防护窗包括内、外双层玻璃和组合内、外双层玻璃的框体，双层玻璃之间具有中空部，外层玻璃上设置有空气质量的监测系统，监测系统包括感测PM2.5颗粒的粉尘传感器；吸能组件设置在中空部内，包括可卷绕的太阳能膜封装，太阳能膜封装总厚度为100μm；
置于防护窗上方的主机包括储能转换模块、驱动机构、从监测系统读取信息并对驱动机构发出指令的微处理单元、控制防护窗开合的开合机构及负离子发生组件；
其中，储能转换模块包括与太阳能膜封装电联接的蓄电池组件，驱动机构包括双头电机和逆变器，双头电机通过逆变器连接于储能转换模块；
负离子发生组件包括高压生成电路、抗高压输出导线和锌释放尖端，高压生成电路从储能转换模块获取电能后，其输出端通过导线连接锌释放尖端，锌释放尖端产生高电晕，进而放出电子，电子被空气中的氧分子捕捉生成负离子；
吸能组件中的太阳能膜封装可向上卷绕或向下释放伸展，其吸收太阳能后产生电能并储存于蓄电池组件，监测系统监测室外空气并传递信号至微处理单元，微处理单元进行分析处理后一方面传递指令至驱动机构，驱动机构提供动力至开合机构，另一方面令高压生成电路通电或断电，从而启动或关闭负离子发生组件。
优选地，控制防护窗开合的开合机构为气压或液压机构，双头电机的第一输出轴提供动力驱动开合机构。
优选地，可卷绕太阳能膜封装呈透明或半透明状。
优选地，防护窗框体的左、右竖框架上部分别设置有左、右轴承，左、右轴承间支承有转轴，太阳能膜封装卷绕于该转轴，转轴的一端还套置有从动磁圈，从动磁圈通过键与转轴的一端固连，从动磁圈与双头电机的第二输出轴上套置的主动磁圈相互作用，从动磁圈在主动磁圈的带动下转动，进而带动转轴转动，太阳能膜封装最高可卷绕至封装下沿距转轴的距离为10-18cm。
优选地，太阳能膜封装最高可卷绕至封装下沿距转轴的距离为15cm。
通过上述结构，本发明具有如下有益效果：
1、根据医院病房的特点，利用太阳能产生电能，进一步采用释放负离子对病房空气进行净化的方案，生成的负离子有效净化空气，起到医疗保健的作用。
2、根据病人通常行动不变甚至需要卧床静养的特点，可根据外部空气质量自动调节防护装置的开合，实现了自动化，使用方便，符合医院病房的需求。
3、利用可卷绕太阳能膜吸收太阳能，充分利用太阳能这一巨量能源，实现新能源及可再生能源的利用，同时基于可卷绕的特点，可在保证能量供给的同时实现透光最大化。
附图说明
图1为本发明太阳能空气净化装置的一种优选实施例的示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文结合附图和优选的实施例对本发明的原理及作用方式做进一步说明。
如图1所示，本发明的医院病房用太阳能空气净化装置包括吸能组件、雾霾防护窗1和主机2，防护窗1包括内层玻璃11、外层玻璃12和组合内、外双层玻璃的框体13，内、外双层玻璃之间具有中空部，吸能组件包括可卷绕的呈半透明状的太阳能膜封装3。
太阳能膜封装3以聚酰亚胺作衬底，其上淀积富勒烯膜，呈半透明状，设置在该中空部内，封装总厚度为90-102μm，优选为100μm。采用太阳能膜封装位于双层玻璃中空部的结构，可起到保护太阳能膜、避免外物损伤的作用，使用寿命长，同时由于太阳能膜封装可卷绕，故在保证能量供给的同时可将太阳能膜封装向上卷绕以实现透光最大化，当然太阳能膜封装3也可设置为透明状。
外层玻璃12上嵌设有用于感测空气中PM2.5颗粒的粉尘传感器（图中未示出），将空气吹进进风口后，具有相对较大重量及较低惯性的粉尘乃至PM2.5会上浮，可用传感器检测到并输出信号。另外，粉尘传感器也可直接贴附在外层玻璃上。
主机2设置于防护窗1上方，包括储能转换模块21、驱动机构22、从监测系统读取信息并对驱动机构发出指令的微处理单元23、控制防护窗开合的开合机构24及负离子发生组件25。
储能转换模块21包括与太阳能膜封装3电连接的蓄电池组件，驱动机构22包括双头电机和逆变器，双头电机通过逆变器连接于储能转换模块21。其中，逆变器为逆变/充电一体机。驱动机构22中的双头电机的第一输出轴提供动力驱动控制防护窗开合的开合机构，双头电机的第二输出轴提供动力驱动可卷绕太阳能膜卷绕或伸展。
负离子发生组件25包括高压生成电路，抗高压输出导线和锌释放尖端，高压生成电路通过储能转换模块21获得电能后，其输出端通过导线连接锌释放尖端，利用锌释放尖端直流高压产生高电晕，高速地释放电子，电子被空气中的氧分子捕捉生成空气负离子。其中的高压为直流负高压，释放尖端也可由铜、铝、银、铅或碳元素制作。高压生成电路从储能转换模块换取电能，而是否通电由微处理单元控制。可选地，负离子发生组件还可以连接一负离子转换模块，电子在转换模块内摩擦及不规则运动生成高活性离子。
生成的负离子与医院病房中的细菌结合后，使细菌产生结构的改变及能量的转移，导致细菌死亡，最终降沉于地面，使病房空气中细菌迅速递减，同时负离子可与空气中的尘埃结合沉淀，达到除尘的目的。
吸能组件中的太阳能膜封装3可向上卷绕或向下释放伸展，其通过引线与主机连通，框体13顶部具有可供引线及传感器信号线等线路穿过的密封孔（图中未示出），太阳能膜封装3吸收太阳能后产生电能并储存于蓄电池组件，监测系统监测室外空气并传递信号至微处理单元23，微处理单元23进行分析处理后一方面传递指令至驱动机构22，驱动机构22提供动力至开合机构24，另一方面令高压生成电路通电或断电，从而启动或关闭负离子发生组件25。
其中，控制防护窗开合的开合机构24为气压或液压机构，双头电机的第一输出轴提供动力驱动开合机构24，当防护窗在开合机构24的作用下关闭时，起到物理防霾作用。
另外，开合机构还可以为摇臂摆杆机构，即包括一摇臂、一摆杆，摆杆的一端与摇杆铰接，摆杆的另一端与框体顶部枢接，通过摇臂向内或向外平动带动摆杆在水平面内进行两自由度的旋转，进而带动防护窗开合。
防护窗框体13的左、右竖框架上部分别设置有左轴承41、右轴承42，左、右轴承间支承有转轴43，太阳能膜封装3卷绕于该转轴43，转轴43的一端还套置有从动磁圈44，从动磁圈44通过键与转轴43的一端固连，从动磁圈44与双头电机的第二输出轴上套置的主动磁圈相互作用，从动磁圈44在主动磁圈的带动下转动，进而带动转轴43转动，当太阳能膜封装3卷绕至最高点时，其下沿距转轴43的距离最小为10cm，最大为18cm，本实施例中为15cm。这样设置的目的是保证即便实施了卷绕，仍有一定面积的太阳能膜可吸收太阳能，并转化为电能储备于蓄电池中备用。
作为实施方式的一种，主动磁圈及从动磁圈均为圆环，圆环在结构上分为若干等份，相互接壤的等份分别为磁性体和塑胶体，磁性体通过置入模具中注塑形成磁性体和塑胶体间隔布置的一体圆环。磁性体的两磁级分布于圆环径向的外环和内环，当主动磁圈转动时，主动磁圈上的磁性体与从动磁圈上的磁性体位置相对应且极性相反，从而利用磁力带动从动磁圈转动。
微处理单元23从监测系统读取外部信息加以分析处理并对驱动机构22发出指令，同时微处理单元23还根据空气质量信息通过是否给高压生成电路供电从而启动或关闭负离子发生组件25，即微处理单元23实现了工作状态控制，满足了空气净化装置在不同外部环境下的稳定运行与准确切换的要求。另外，通过实时监测到的充电电流，微处理单元输出信号，控制是否给蓄电池充电及控制太阳能膜封装卷起或放下。
作为另外的实施例，可卷绕太阳能膜封装以聚丙烯基与聚苯烯的聚合物或聚酯膜作衬底，其上淀积碲化镉太阳能膜或铜铟镓硒太阳能膜，封装总厚度为90-102μm。
作为再一种实施例，可卷绕太阳能膜还可以用96μm厚的不锈钢作衬底，其上贴附碲化镉太阳能膜、铜铟镓硒太阳能膜或富勒烯膜。
监测系统还可包括感测室外湿度的氧化铝湿度计，当室外出现降水时，空气中的水汽含量较大，此时湿度计的电阻率和电阻值都发生变化，测量信号以电参量的形式输出至微处理单元，由微处理单元发出信号关闭防护窗，以防止雨水飘入医院病房。
监测系统还可包括感测室外风力的风速传感器，风速传感器可监测室外风速、风量大小，当室外风力较强时，相关的测量信号被输出至微处理单元，由微处理单元发出信号关闭防护窗，以防止大风裹挟着沙尘进入医院病房。
监测系统还可包括感测光线明暗的光敏电阻，当夜色渐深病房光线变暗时，光敏电阻得到的相关的测量信号被输送至微处理单元，由微处理单元发出信号关闭防护窗，以防室外寒气进入病房。
依据本发明，在医院的部分病房进行了使用，经过使用后的临床数据表明，病房内负离子可有效扩张冠状动脉，增加冠状动脉血流量，调整心率使血管反应和血流速度恢复正常，从而对缓解心绞痛，恢复正常血压有良好效果，通过心电图X线发现，可有效改善病人心功能和心肌营养不良状况。
另外，通过使用后的临床数据还发现：病房内负氧离子含量高能有效加强气管粘膜上皮的纤毛运动，影响上皮绒毛内呼吸酶的活性，改善肺泡的分泌功能及肺的通气和换气功能，从而具有缓解支气管痉挛、增加肺活量、调整呼吸频率、镇咳等辅助功效。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明的保护范围，即大凡依本发明权利要求书及发明内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，该空气净化装置包括吸能组件，吸能组件吸收太阳能后产生电能。
2.如权利要求1所述的医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，该空气净化装置还包括防护窗和主机；
其中，防护窗包括内、外双层玻璃和组合内、外双层玻璃的框体，双层玻璃之间具有中空部，外层玻璃上设置有空气质量的监测系统，监测系统包括感测PM2.5颗粒的粉尘传感器；吸能组件设置在中空部内，包括可卷绕的太阳能膜封装，太阳能膜封装总厚度为100μm；
置于防护窗上方的主机包括储能转换模块、驱动机构、从监测系统读取信息并对驱动机构发出指令的微处理单元、控制防护窗开合的开合机构及负离子发生组件；
其中，储能转换模块包括与太阳能膜封装电联接的蓄电池组件，驱动机构包括双头电机和逆变器，双头电机通过逆变器连接于储能转换模块；
负离子发生组件包括高压生成电路、抗高压输出导线和锌释放尖端，高压生成电路从储能转换模块获取电能后，其输出端通过导线连接锌释放尖端，锌释放尖端产生高电晕，进而放出电子，电子被空气中的氧分子捕捉生成负离子；
吸能组件中的太阳能膜封装可向上卷绕或向下释放伸展，其吸收太阳能后产生电能并储存于蓄电池组件，监测系统监测室外空气并传递信号至微处理单元，微处理单元进行分析处理后一方面传递指令至驱动机构，驱动机构提供动力至开合机构，另一方面令高压生成电路通电或断电，从而启动或关闭负离子发生组件。
3.如权利要求2所述的医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，其中，控制防护窗开合的开合机构为气压或液压机构，双头电机的第一输出轴提供动力驱动开合机构。
4.如权利要求2所述的医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，可卷绕太阳能膜封装呈透明或半透明状。
5.如权利要求2所述的医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，其中，防护窗框体的左、右竖框架上部分别设置有左、右轴承，左、右轴承间支承有转轴，太阳能膜封装卷绕于该转轴，转轴的一端还套置有从动磁圈，从动磁圈通过键与转轴的一端固连，从动磁圈与双头电机的第二输出轴上套置的主动磁圈相互作用，从动磁圈在主动磁圈的带动下转动，进而带动转轴转动，太阳能膜封装最高可卷绕至封装下沿距转轴的距离为10-18cm。
6.如权利要求5所述的医院病房用太阳能空气净化装置，其特征在于，太阳能膜封装最高可卷绕至封装下沿距转轴的距离为15cm。
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