CN107345719A - 流道气体温度调节器和高压氧舱系统 - Google Patents

流道气体温度调节器和高压氧舱系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种流道气体温度调节器和高压氧舱系统，该调节器包括热端散热器、冷端散热器、位于热端散热器和冷端散热器之间的半导体制冷器，所述热端散热器具有热端散热底座，所述冷端散热器具有冷端散热底座，所述热端散热底座内设有热端气体流道，所述冷端散热底座内设有冷端气体流道，所述热端气体流道具有热端气体入口和热端气体出口，所述冷端气体流道具有冷端气体入口和冷端气体出口，所述热端气体出口和冷端气体出口分别连接至所述高压氧舱。该流道气体温度调节器结构整齐紧凑，使用时可以根据需要设定高压氧舱的温度，能够直接、主动有效地对进入高压氧舱的气流进行温度调节，使舱内舒适性得到极大改善。

Description

流道气体温度调节器和高压氧舱系统
技术领域
本发明涉及高压氧舱技术领域，具体涉及一种流道气体温度调节器和高压氧舱系统。
背景技术
目前，高压氧舱成为目前较为流行的治疗设备，尤其是对于一些气体中毒、高原病和心脏血管疾病等有较好的医疗效果。现在的小型高压氧舱没有舱内温度调节功能，在环境温度过高或过低时，由于舱内空间狭小，舱内温度受压缩机升温、人体温度、⽓气流通差等多个因素影响，导致舱内舒适性严重下降。
常规使用的小型或便携式高压氧舱无舱内气体降温装置，由于便携式加压舱工作时的舱体容积为 0.72m³ 左右，而治疗过程正常都会在几个小时，病员在这样狭小的空间里待的时间长了，空气质量对病员的安全和健康都有很大的影响。空气调节装置显然很有必要，但是，因为便携式加压舱工作时经常是处于运输过程中的。
现有的空气调节装置或温度调节装置都是设置在舱内。例如，中国实用新型专利CN201620140527.9提供一种移动式高效高压氧舱，包括底座、密封高压舱体、舱门、导向轨、承载托板、空气过滤装置、换气装置、增压装置、氧气发生装置、温度调节装置、空气加湿装置及控制系统，底部外表面均布行走机构，换气装置、增压装置、氧气发生装置、温度调节装置、空气加湿装置均位于底座内，空气过滤装置和控制系统嵌于底座外。中国发明专利CN201410029893.2提供一种便携舱空气调节装置，包括用于降低舱内温度的降温装置以及用于吸收舱内二氧化碳的CO2吸收装置。
现在的诸多温度调节装置由于都是置于舱内，实际上是被动式温度调节，即舱内气温过高或过低时才进行调节，并不能从根本上解决舱体气温的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构紧凑、温度调节便利的流道气体温度调节器和具有该流道气体温度调节器的高压氧舱系统，能够直接、主动有效地对进入高压氧舱的气流进行温度调节，使舱内舒适性得到极大改善。
一种流道气体温度调节器，包括热端散热器、冷端散热器、位于热端散热器和冷端散热器之间的半导体制冷器，所述热端散热器具有热端散热底座，所述冷端散热器具有冷端散热底座，所述热端散热底座内设有热端气体流道，所述冷端散热底座内设有冷端气体流道，所述热端气体流道具有热端气体入口和热端气体出口，所述冷端气体流道具有冷端气体入口和冷端气体出口，所述热端气体出口和冷端气体出口分别连接至所述高压氧舱。
进一步地，所述热端气体流道和所述冷端气体流道为S形气流通道。
进一步地，所述热端散热底座包括热端座和热端盖板，所述冷端散热底座包括冷端座和冷端盖板，所述热端座和冷端座对应具有热端座底面和冷端座底面，所述热端盖板具有与所述热端座的底面接合的热端盖板顶面，所述冷端盖板具有与所述冷端座的底面接合的冷端盖板顶面，所述热端座底面和冷端座底面设有第一S形凹槽，所述热端盖板顶面和冷端盖板顶面设有第二S形凹槽，所述第一S形凹槽和第二S形凹槽上下结合后构成所述S形气流通道。
进一步地，所述热端散热底座远离热端座底面的一侧延伸有多个热端散热片，所述冷端散热底座远离冷端座底面的一侧延伸有多个冷端散热片，在多个热端散热片和多个冷端散热片上对应装有热端风扇和冷端风扇。
进一步地，每个所述S形气流通道包括两个以上S形，每个所述S形气流通道分别有入口和出口，作为所述热端气体入口、热端气体出口、冷端气体入口和冷端气体出口。
进一步地，每个所述S形气流通道的入口和出口分别由对应的热端散热底座侧面或冷端散热底座侧面露出，每个所述S形气流通道除入口和出口外的其余部分都在热端散热底座内或冷端散热底座内延伸。
进一步地，所述半导体制冷器为半导体制冷片并分别有热端表面和冷端表面，所述热端盖板和所述冷端盖板对应与半导体制冷片的热端表面和冷端表面结合。
进一步地，所述热端气体出口和冷端气体出口分别连接至所述高压氧舱的气路中设有气路切换阀，用于根据需要切换热气或冷气进入氧舱，所述气路切换阀由一个控制器或单片机控制，所述控制器或单片机与控制界面连接，这个控制界面可以是按键、触摸屏、遥控器、APP、物联网或其它形式的控制界面通讯连接，通过控制界面设定制冷或制热指令给控制器或单片机，以设置控制气路切换阀切换热气和冷气的气路，实现热端气体出口或冷端气体出口气流进入氧舱内。
进一步地，所述半导体制冷器具有正极电源接线和负极电源接线，所述正极电源接线和负极电源接线分别与所述S形气流通道的入口和出口对应，所述控制器进一步与正极电源接线和负极电源接线及双风扇连接，以控制半导体制冷器的电流，以及双风扇转速，以进行气流温度控制。
以及，一种高压氧舱系统，其包括氧舱以及连接于所述氧舱的进气管道，其中，所述进气管道连接至如上所述的流道气体温度调节器。
上述流道气体温度调节器中，热端散热器和冷端散热器结构基本对称，中间利用半导体制冷器调节温度，结构紧凑，温度调节便利。由于直接对进入高压氧舱的气流进行温度调节，更加直接、主动有效，使舱内舒适性得到极大改善。另外，由于温度调节置于高压氧舱入气前端，可根据使用者的设定调节舱内温度，调节温度更加方便直接有效。
附图说明
图1是本发明实施例一的流道气体温度调节器的立体结构示意图。
图2是本发明实施例一的流道气体温度调节器的立体分解结构示意图。
图3是本发明实施例二的流道气体温度调节器的立体分解结构示意图。
图4是本发明实施例的高压氧舱系统的立体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
请参阅图1和图2，示出本发明实施例一的一种流道气体温度调节器100，包括热端散热器10、冷端散热器20、位于热端散热器10和冷端散热器20之间的半导体制冷器30，所述热端散热器10具有热端散热底座11，所述冷端散热器20具有冷端散热底座21，所述热端散热底座11内设有热端气体流道15，所述冷端散热底座21内设有冷端气体流道25，所述热端气体流道15具有热端气体入口151和热端气体出口152，所述冷端气体流道25具有冷端气体入口251和冷端气体出口252，所述热端气体出口152和冷端气体出口252分别连接至一个高压氧舱。
具体地，如图2所示，所述热端气体流道15和所述冷端气体流道25为S形气流通道。进一步地，每个所述S形气流通道包括两个以上S形，为三个S形。通过设置迂回曲折的气流通道，使得气体经过充分的致冷或致热。所述热端散热底座11包括热端座112和热端盖板113，所述冷端散热底座21包括冷端座212和冷端盖板213，所述热端座112和冷端座212对应具有热端座底面114和冷端座底面214，所述热端盖板113具有与所述热端座112的底面114接合的热端盖板顶面115，所述冷端盖板213具有与所述冷端座212的底面214接合的冷端盖板顶面215，所述热端座底面114和冷端座底面214各设有第一S形凹槽140、240，所述热端盖板顶面115和冷端盖板顶面215设有第二S形凹槽150、250，所述第一S形凹槽140、240和第二S形凹槽150、250上下结合后构成所述S形气流通道。
图示每个所述S形气流通道分别有入口和出口，如图1和2所示，即作为所述热端气体入口151、热端气体出口152、冷端气体入口251和冷端气体出口252。
进一步地，所述热端散热底座11远离热端座底面114的一侧延伸有多个热端散热片16，所述冷端散热底座21远离热端盖板底面215的一侧延伸有多个冷端散热片26，在多个热端散热片16和多个冷端散热片26上对应装有热端风扇17和冷端风扇27。具体地，热端散热器10和冷端散热器20优选由导热良好的材料料制成，例如铝、铜、陶瓷等，即上述各冷热端底座11、21、冷热端盖板113、213以及散热片等各部件都采用导热材料制成。
如图所示，每个所述S形气流通道的入口和出口，即热端气体入口151、热端气体出口152、冷端气体入口251和冷端气体出口252分别由对应的热端散热底座11侧面或冷端散热底座21侧面露出，每个所述S形气流通道除入口和出口外的其余部分都在热端散热底座11内或冷端散热底座21内延伸。即，从外表，只看到入口和出口，内部的弯曲S形管道并不可见，整个气流通道密闭。
进一步地，所述半导体制冷器30优选为半导体制冷片，并分别有热端表面31和冷端表面32，所述热端盖板113和所述冷端盖板213对应与半导体制冷片的热端表面31和冷端表面32结合。优选地，在所述热端盖板113与半导体制冷器30的热端表面31之间设有导热胶，所述冷端盖板213和半导体制冷器30的冷端表面32之间设有导热胶，提高导热效率。
进一步地，所述半导体制冷器30具有正极电源接线33和负极电源接线34，所述正极电源接线33和负极电源接线34分别与所述S形气流通道的入口和出口对应。
请参阅图3，示出本发明实施例二的流道气体温度调节器100’， 实施例二的流道气体温度调节器100’与实施例一的流道气体温度调节器100结构基本相同，不同之处主要在于增设有金属管。图3和图1、图2相同的元件采用相同的标号，在此不再赘述。
在流道气体温度调节器100’中，所述S形气流通道为S形金属管，包括热端金属管51和冷端金属管52。所述热端散热底座11内和所述冷端散热底座21内分别设有S形凹槽，例如采用前述第一S形凹槽140、240和第二S形凹槽150、250，所述S形金属管50分别镶嵌于热端散热底座11和所述冷端散热底座21内，即镶嵌于第一S形凹槽140、240和第二S形凹槽150、250，S形金属管51、52作为气路使用。S形金属管51、52的材质为铜或铝及各自的合金等，S形金属管51、52与热端散热底座11和所述冷端散热底座21内之间有导热油脂填充，以促进热传导效率。此时，热端气体入口151、热端气体出口152、冷端气体入口251和冷端气体出口252分别为金属管的管口，而不是第一S形凹槽140、240和第二S形凹槽150、250的入口或出口。
如图4所示，本发明实施例还提供一种高压氧舱系统200，其包括氧舱60以及连接于所述氧舱60的进气管道61，其中所述进气管道61连接至如上所述的流道气体温度调节器100。本发明实施例的高压氧舱优选为便携式或小型高压氧舱，其适用于容积在2立方米以下的便携式或小型高压氧舱，舱体60材料料包括金属、玻璃钢等硬体舱和各种充气材料料制成的软体舱。
如图所示，流道气体温湿度控制器100还设有一个气路切换阀62。具体地，所述热端气体出口152和冷端气体出口252分别连接至所述高压氧舱的气路上设有气路切换阀62，即在进气管道61中设有一个气路切换阀62，优选为三通电磁阀，用于根据需要切换热气或冷气进入氧舱。具体地，热端气体出口152和冷端气体出口252分别接到三通电磁阀进气端口，通过电路控制电磁阀切换冷气或热气进入氧舱60内。三通阀的电磁阀由控制器(如可编程控制器PLC)或单片机控制均可。优选地，所述控制器或单片机与控制界面连接，所述控制界面为按键、触摸屏、遥控器或智能终端的APP或物联网，通过控制界面设定制冷或制热指令给控制器或单片机，以设置控制气路切换阀切换热气和冷气的气路。以一个手机APP为例，通过手机APP设定制冷或制热指令给可编程控制器或单片机，可编程控制器（PLC）或单片机内的程序根据此设置控制电磁阀切换气路通道，以设置控制气路切换阀切换热气和冷气的气路，实现热端气体出口或冷端气体出口气流进入氧舱60内。该控制器或单片机与正极电源接线33和负极电源接线34和双风扇18、28连接，以控制半导体制冷器30的电流，控制器或单片机由手机APP控制或主机按键控制，通过手机APP或主机按键选择降温或升温幅度，根据设置调节半导体制冷片30的电流大小和双风扇18、28转速，以此实现一定范围内温度控制。
上述流道气体温度调节器100和高压氧舱系统200中，其中加热部分（热端散热器10）和半导体制冷片30热端连接，（冷端散热器20）和半导体制冷片30冷端连接，当制冷片30接通直流电源后，电流从N端流向P端，使冷热两端发生温度变化，空气由压缩机经被动散热器(冷热端风扇17、27)进气⼝压入S形气流通道，在气流通道中气体（如空气）被加热或冷却，再经出气口排出，当制冷片30的电流变化时，冷热两端的温度也随电流变化而变化，从而实现温度调节。这样，在使用时，用户可以根据自己的需要设定温度，通过半导体制冷器30的电源输入控制电流的大小，即可调节冷气和热气进入于高压氧舱内。
上述流道气体温度调节器中，热端散热器10和冷端散热器20结构基本对称，中间利用半导体制冷器30调节温度，结构紧凑，温度调节便利。由于直接对进入高压氧舱的气流进行温度调节，更加直接、主动有效，使舱内舒适性得到极大改善。另外，由于设置于高压氧舱，可根据使用者的设定调节舱内温度，调节温度更加方便直接有效。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种流道气体温度调节器，用于进入高压氧舱内气流的温度调节，其特征在于，包括热端散热器、冷端散热器、位于热端散热器和冷端散热器之间的半导体制冷器，所述热端散热器具有热端散热底座，所述冷端散热器具有冷端散热底座，所述热端散热底座内设有热端气体流道，所述冷端散热底座内设有冷端气体流道，所述热端气体流道具有热端气体入口和热端气体出口，所述冷端气体流道具有冷端气体入口和冷端气体出口，所述热端气体出口和冷端气体出口分别连接至所述高压氧舱。
2.如权利要求1所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述热端气体流道和所述冷端气体流道为S形气流通道，每个所述S形气流通道包括两个以上S形，每个所述S形气流通道分别有入口和出口，作为所述热端气体入口、热端气体出口、冷端气体入口和冷端气体出口。
3.如权利要求2所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述热端散热底座包括热端座和热端盖板，所述冷端散热底座包括冷端座和冷端盖板，所述热端座和冷端座对应具有热端座底面和冷端座底面，所述热端盖板具有与所述热端座的底面接合的热端盖板顶面，所述冷端盖板具有与所述冷端座的底面接合的冷端盖板顶面，所述热端座底面和冷端座底面设有第一S形凹槽，所述热端盖板顶面和冷端盖板顶面设有第二S形凹槽，所述第一S形凹槽和第二S形凹槽上下结合后构成所述S形气流通道。
4.如权利要求3所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述热端散热底座远离热端座底面的一侧延伸有多个热端散热片，所述冷端散热底座远离冷端座底面的一侧延伸有多个冷端散热片，在多个热端散热片和多个冷端散热片上对应装有热端风扇和冷端风扇。
5.如权利要求2所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述S形气流通道为S形金属管，所述S形金属管分别镶嵌于热端散热底座和所述冷端散热底座内。
6.如权利要求5所述的流道气体温度调节器，其特征在于，每个所述S形气流通道的入口和出口分别由对应的热端散热底座或冷端散热底座露出，每个所述S形气流通道除入口和出口外的其余部分都在热端散热底座内或冷端散热底座内延伸。
7.如权利要求3所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述半导体制冷器为半导体制冷片并分别有热端表面和冷端表面，所述热端盖板和所述冷端盖板对应与半导体制冷片的热端表面和冷端表面结合。
8.如权利要求1所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述热端气体出口和冷端气体出口连接至所述高压氧舱的气路中设有气路切换阀，用于根据需要切换热气或冷气进入氧舱，所述气路切换阀由一个控制器或单片机控制，所述控制器或单片机与控制界面连接，所述控制界面为按键、触摸屏、遥控器或智能终端的APP或物联网，通过控制界面设定制冷或制热指令给控制器或单片机，以设置控制气路切换阀切换热气和冷气的气路，实现热端气体出口或冷端气体出口气流进入氧舱内。
9.如权利要求8所述的流道气体温度调节器，其特征在于，所述半导体制冷器具有正极电源接线和负极电源接线，所述正极电源接线和负极电源接线分别与所述S形气流通道的入口和出口对应，所述控制器进一步与正极电源接线和负极电源接线及双风扇连接，以控制半导体制冷器的电流，以及双风扇转速，以进行气流温度控制。
10.一种高压氧舱系统，其包括氧舱以及连接于所述氧舱的进气管道，其特征在于，所述进气管道连接至如权利要求1-9任一项所述的流道气体温度调节器。
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