CN107928864A - 一种低温冷疗系统 - Google Patents
一种低温冷疗系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107928864A CN107928864A CN201711196255.XA CN201711196255A CN107928864A CN 107928864 A CN107928864 A CN 107928864A CN 201711196255 A CN201711196255 A CN 201711196255A CN 107928864 A CN107928864 A CN 107928864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- level
- cold
- heat exchanger
- unit
- recuperative heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 title claims abstract description 46
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 63
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 48
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 18
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 12
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 8
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims description 8
- 235000013847 iso-butane Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 230000004087 circulation Effects 0.000 claims description 7
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 6
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 6
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 5
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 31
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 102100031577 High affinity copper uptake protein 1 Human genes 0.000 description 5
- 101710196315 High affinity copper uptake protein 1 Proteins 0.000 description 5
- 101000741289 Homo sapiens Calreticulin-3 Proteins 0.000 description 5
- 101000969621 Homo sapiens Monocarboxylate transporter 12 Proteins 0.000 description 5
- 102100021444 Monocarboxylate transporter 12 Human genes 0.000 description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000315 cryotherapy Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000554 physical therapy Methods 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 208000001034 Frostbite Diseases 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 208000025747 Rheumatic disease Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 208000026278 immune system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
- A61F7/0053—Cabins, rooms, chairs or units for treatment with a hot or cold circulating fluid
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
- A61F7/0085—Devices for generating hot or cold treatment fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
- A61F2007/0059—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with an open fluid circuit
- A61F2007/0063—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with an open fluid circuit for cooling
- A61F2007/0064—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with an open fluid circuit for cooling of gas
- A61F2007/0065—Causing evaporation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
Abstract
本发明提供的低温冷疗系统,包括冷疗模块及低温制冷模块,所述冷疗模块包括一级冷疗单元和二级冷疗单元;所述低温制冷模块包括一级制冷单元和二级制冷单元;所述一级制冷单元包括一级压缩机、一级冷凝器、一级回热换热器、一级节流元件和一级蒸发器,所述二级制冷单元包括二级压缩机、二级冷凝器、一级回热换热器、二级回热换热器、二级节流元件和二级蒸发器,所述一级蒸发器设置于所述一级冷疗单元内,所述二级蒸发器设置于所述二级冷疗单元内,本发明提供的低温冷疗系统,采用压缩制冷方式,无需使用液氮,解决液氮制冷本身的缺陷,并避免液氮制冷带来的安全隐患;同时,本发明提供的低温冷疗系统,结构简单,使用方面,降低了使用成本,且采用大潜热量的蓄冷材料,可实现快速制冷。
Description
技术领域
本发明涉及低温理疗技术领域,尤其涉及一种低温冷疗系统。
背景技术
全身冷冻疗法(Whole-Body Cryotherapy,WBC)是将全身暴露于温度可控(-110至-180℃)环境,进行无创治疗的物理疗法。WBC利用强烈、短时间的冷刺激和复温过程,激活身体应激保护机制,增加血液循环流量,可提高部分淋巴细胞和免疫球蛋白活性,改善机体免疫抑制、免疫失衡状况,增强机体免疫功能。
WBC应用范围从最初治疗风湿性疾病逐渐扩展到其他疾病,应用领域也从临床医学逐渐延伸到运动医学,并应用在运动训练实践中,对运动员而言,它能够很好地缓解疼痛、加速恢复和减少受伤后的炎症反应,最重要的一点是,目前没有发现冷疗对运动员的身体健康有负面作用。因该方法操作方便、治疗时间短、治疗过程舒适、治疗效果显著,日益受到国内外运动员的青睐。
2012年伦敦奥运会,国际奥委会公开支持使用科学仪器开发运动员的自身潜能,冷冻治疗仪很快要成为高水平运动员的“标配”仪器。冷冻疗法在癌症领域也大放异彩,与一般癌症手术不同,从临床试验结果,超低温冷冻手术不仅能破坏癌组织,还能调节机体免疫功能。在超低温状态下,癌细胞组织被破坏,而在恢复常温时,残余的肿瘤组织会产生免疫物质,从而抑制肿瘤再度生长。WBC在发达地区发展迅猛,并已进入大众生活,2012年美国只有7家的冷冻治疗中心,2015年的时候已经到了30余家,而欧洲在2016年已超过200家,每个治疗中心包含若干冷冻治疗仪。在中国,河北、浙江、北京体育科学研究所已引进若干此类设备,上海有2家低温冷疗体验中心。
全身冷冻疗法在温度可控冷冻室中进行,其对温度要求低,降温速度快,国内由于缺乏自主核心技术,上述高端仪器完全依赖国外进口。著名的有CRYOWorld公司的超低温冷疗舱,在美国已有200多套产品应用,其产品也已进入上海。目前市场上低温冷疗舱几乎全为液氮制冷,不过产品也分两种类型,一种为低温氮气与人体直接接触制冷,只利用氮气冷量,可避免液氮蒸发冻伤皮肤;另一种以液氮冷却空气,再以空气冷却皮肤。受制于液氮制冷,其使用成本居高不下,每次治疗需350元(2~3分钟)以上,造成普通人难以承受,推广难度大,目前仅在高水平运动员中及部分发达地区有所应用。
专利CN105167838A提供一种超低温冷疗仪。设备包括气体仓和冷疗舱,气体仓和冷疗舱之间设置有进气口和排气口,气体仓包括液氮罐、气囊、液氮腔体、涡轮风机和气体仓排气口,吸气电机通过控制气囊的进出气把液氮压入液氮腔体中,液氮腔体中的液氮在涡轮风机的作用下汽化为氮气,氮气通过进气口进入冷疗舱,氮气在冷疗舱内进行循环,氮气在循环的过程中通过排气口进入气体仓,气体仓排气口用于将气体仓内的氮气排出。
专利CN2499008的实用新型专利超低温康复房,由相互连通的若干个房间、控制装置以及制冷设备构成。制冷设备是液氮储罐,房间的内顶部设有热交换器和由控制装置调节的供冷阀门,制冷设备与热交换器连接。利用制冷阀门的开启和关闭,达到房间依次降温的效果。使用者可以分别经过预冷房间后进入超低温房间。具有结构简单,安全可靠等优点。
专利CN104188791A的发明专利深冷桑拿设施,是一种利用电能,采用压缩机复叠制冷方式,通过蒸发器连续向保温性能良好的桑拿房提供冷气,将桑拿房温度降低到-60℃~-160℃的温度,使得人体进入到深冷桑拿房内能接受超低温冷冻刺激,以达到深冷桑拿设施。
专利CN2461537Y也提出一种集低温/高温桑拿功能于一体的桑拿理疗装置,设有水蒸汽发生器和液氮杜瓦瓶,集低温/高温功能于一体。
专利CN86108116A发明一种通过低温疗法治疗风湿病患者的治疗气体的制造方法。将治疗使用的氮气、氧气、稀有气体、烃混合物等气体在换热器中调节,导出恒温液体,最后使均相气体对准需治疗身体表面,进行局部治疗。
专利CN 203017359 U发明一种新型超低温桑拿室,包括冷气室、蒸发装置、电路控制系统及液氮存储装置,通过氮液冷却的方式让使用者骤冷,从而达到桑拿的效果。
从上述分析可知,现有仪器大都依赖液氮,而液氮制冷具有本身的缺陷:首先,液氮来源受限,偏远地区使用无法保障;其次,液氮使用不便,需要根据用量频繁更换,使用及维护成本高;最后,液氮由于沸点低,大温差换热,其损失极大,效率难以提升。此外,液氮制冷还存在窒息风险,液氮冻住蒸汽的时候就会出现这种情况。更重要的是,房间内增多的氮蒸汽会导致氧含量下降,并最终让人因缺氧而陷入昏迷。根据德克萨斯大学公布的数据,每年都会有1500至2000人在冷冻疗法中受到伤害。美国国立卫生研究院已拨款110万美金,用于建立“首个有效和安全冷冻疗法的正式草案”,用于规范冷冻治疗设备以最小化治疗中潜在的副作用。
发明内容
有鉴如此,有必要针对现有技术存在的缺陷,提供一种无需使用液氮且制冷效率高,安全可靠的低温冷疗系统。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种低温冷疗系统,包括冷疗模块及低温制冷模块,所述冷疗模块包括一级冷疗单元和二级冷疗单元;所述低温制冷模块包括一级制冷单元和二级制冷单元;其中:
所述一级制冷单元包括一级压缩机、一级冷凝器、一级回热换热器、一级节流元件和一级蒸发器,所述一级压缩机的出口连接所述一级冷凝器的入口,所述一级冷凝器的出口连接所述一级回热换热器的一级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器的一级高压制冷剂出口连接所述节流元件的入口,所述节流元件的出口连接所述一级蒸发器的入口,所述一级蒸发器的出口连接所述一级回热换热器的一级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器的一级低压制冷剂出口连接所述一级压缩机的入口,并形成一个循环回路;
所述二级制冷单元包括二级压缩机、二级冷凝器、一级回热换热器、二级回热换热器、二级节流元件和二级蒸发器,所述二级压缩机的出口连接所述二级冷凝器的入口,所述二级冷凝器的出口连接所述一级回热换热器的二级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器的二级高压制冷剂出口连接所述二级回热换热器的高压制冷剂入口,所述二级回热换热器的高压制冷剂出口连接所述二级节流元件的入口,所述二级节流阀的出口连接所述二级蒸发器的入口,所述二级蒸发器的出口连接所述二级回热换热器的低压制冷剂入口,所述二级回热换热器的低压制冷剂出口连接所述一级回热换热器的二级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器的二级低压制冷剂出口连接所述二级压缩机的入口,并形成一个循环回路;
所述一级蒸发器设置于所述一级冷疗单元内,所述二级蒸发器设置于所述二级冷疗单元内。
在一些较佳的实施例中,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元由工作温度由高到低依次相连。
在一些较佳的实施例中,所述一级冷疗单元的工作温度为-60℃~-80℃,所述二级冷疗单元的工作温度为-110℃~-190℃。
在一些较佳的实施例中,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元的外侧采用双层保温结构,所述双层保温结构包括保温材料采用-60℃的气体保温层及设置于所述气体保温层外的固体保温层。
在一些较佳的实施例中,所述固体保温层的材料为聚氨酯泡沫。
在一些较佳的实施例中,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元的内壁为热阻大的安全材料组成。
在一些较佳的实施例中,所述安全材料为木材或聚四氟乙烯。。
在一些较佳的实施例中,所述一级制冷单元和二级制冷单元均为混合工质制冷单元;
所述一级制冷单元的混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳及甲烷中的至少两种;
所述二级制冷单元的种混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳、甲烷、氮气、氖气中的至少两种。
在一些较佳的实施例中,所述一级蒸发器和二级蒸发器内设置有蓄冷材料,所述蓄冷材料包括相变蓄冷材料和非相变蓄冷材料,所述一级蒸发器中的蓄冷材料为凝固点-40℃~-80℃的相变材料,所述二级蒸发器中蓄冷材料为凝固点-100℃~-190℃的相变材料,所述非相变材料包括不锈钢、铝及铜。
在一些较佳的实施例中,所述凝固点-40℃~-80℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中的至少一种;所述凝固点-140℃~-190℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中至少一种。
本发明采用上述技术方案的优点是:
本发明提供的低温冷疗系统,包括冷疗模块及低温制冷模块,所述冷疗模块包括一级冷疗单元和二级冷疗单元;所述低温制冷模块包括一级制冷单元和二级制冷单元;所述一级制冷单元包括一级压缩机、一级冷凝器、一级回热换热器、一级节流元件和一级蒸发器,所述二级制冷单元包括二级压缩机、二级冷凝器、一级回热换热器、二级回热换热器、二级节流元件和二级蒸发器,所述一级蒸发器设置于所述一级冷疗单元内,所述二级蒸发器设置于所述二级冷疗单元内,本发明提供的低温冷疗系统,采用压缩制冷方式,避免使用液氮,解决液氮制冷本身的缺陷,并避免液氮制冷带来的安全隐患;同时,本发明提供的低温冷疗系统,结构简单,使用方面,降低了使用成本,且采用大潜热量的蓄冷材料,可实现快速制冷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的低温冷疗系统的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的冷疗模块的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的低温冷疗系统的工作示意图。
图4为本发明实施例提供的低温冷疗系统的另一工作示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,为本发明一实施例提供的低温冷疗系统10的结构示意图,包括冷疗模块110及低温制冷模块120。
请参阅图2,为本发明一实施例提供的冷疗模块110的结构示意图。
在一些较佳实施例中,所述一级冷疗单元111和二级冷疗单元112由工作温度由高到低依次相连。冷疗过程为由一级冷疗单元111进入二级冷疗单元112。
优选地,所述一级冷疗单元111的工作温度为-60℃~-80℃,所述二级冷疗单元112的工作温度为-160℃~-190℃。
进一步地,所述一级冷疗单元111和二级冷疗单元112的外侧采用双层保温结构,所述双层保温结构包括保温材料采用-60℃的气体保温层及设置于所述气体保温层外的固体保温层,所述固体保温层为福乐斯弹性泡沫armaflex或聚氨酯泡沫。
进一步地,所述一级冷疗单元111和二级冷疗单元112的内壁为热阻大的安全材料组成。所述安全材料为木材或聚四氟乙烯。
所述低温制冷模块120包括一级制冷单元121和二级制冷单元122。
请再参阅图1,所述低温制冷模块120包括一级制冷单元121和二级制冷单元122。
所述一级制冷单元111包括一级压缩机(CU1)1110、一级冷凝器(COND1)1111、一级回热换热器(HX1)1112、一级节流元件(V1)1113和一级蒸发器(EVAP1)1114,所述一级压缩机(CU1)1110的出口连接所述一级冷凝器
(COND1)1111的入口,所述一级冷凝器(COND1)1111的出口连接一级回热换热器(HX1)1112的一级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器(HX1)1112的一级高压制冷剂出口连接所述节流元件(V1)1113的入口,所述节流元件(V1)1113的出口连接所述一级蒸发器(EVAP1)1114的入口,所述一级蒸发器(EVAP1)1114的出口连接一级回热换热器(HX1)1112的一级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器(HX1)1112的一级低压制冷剂出口连接一级压缩机(CU1)1110的入口,并形成一个循环回路;
所述二级制冷单元112包括二级压缩机(CU2)1120、二级冷凝器(COND2)1121、一级回热换热器(HX1)1112、二级回热换热器(HX2)1122、二级节流元件(V2)1123和二级蒸发器(EVAP2)1124,所述二级压缩机(CU2)1120的出口连接二级冷凝器(COND2)1121的入口,所述二级冷凝器(COND2)1121的出口连接一级回热换热器(HX1)1112的二级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器(HX1)1112的二级高压制冷剂出口连接二级回热换热器(HX2)1122的高压制冷剂入口,所述二级回热换热器(HX2)1122的高压制冷剂出口连接二级节流元件(V2)1123的入口,所述二级节流阀(V2)1123的出口连接二级蒸发器(EVAP2)1124的入口,所述二级蒸发器(EVAP2)1124的出口连接二级回热换热器(HX2)1122的低压制冷剂入口,所述二级回热换热器(HX2)1122的低压制冷剂出口连接一级回热换热器(HX1)1112的二级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器(HX1)1112的二级低压制冷剂出口连接二级压缩机(CU2)1120的入口,并形成一个循环回路。
所述一级蒸发器(EVAP1)1114设置于所述一级冷疗单元111内,所述二级蒸发器(EVAP2)1124设置于所述二级冷疗单元112内。
进一步地,一级制冷单元121和二级制冷单元122均为混合工质制冷单元。
所述一级制冷单元121的混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳及甲烷中的至少两种。
优选地,所述一级制冷单元121由6种混合工质组成,包括异戊烷、异丁烷、丙烷、乙烷、乙烯、甲烷,其摩尔比为0.05:0.12:0.13:0.2:0.2:0.3。
所述二级制冷单元122的种混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳、甲烷、氮气、氖气中的至少两种。
优选地,所述二级制冷单元122由9种混合工质组成,包括异戊烷、异丁烷、丙烷、乙烷、乙烯、四氟化碳、甲烷、氮气、氖气等,其摩尔比为0.05:0.1:0.1:0.1:0.1:0.15:0.15:0.2:0.05。
优选地,所述一级蒸发器(EVAP1)1114和,所述二级蒸发器(EVAP2)1124内设置有蓄冷材料,所述蓄冷材料包括相变蓄冷材料和非相变蓄冷材料,所述一级蒸发器中的蓄冷材料为凝固点-40℃~-80℃的相变材料,所述二级蒸发器中蓄冷材料为凝固点-100℃~-190℃的相变材料,所述非相变材料包括不锈钢、铝及铜。
进一步地,所述凝固点-40℃~-80℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中的至少一种;所述凝固点-100℃~-190℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中至少一种。
本发明提供的低温冷疗系统,采用压缩制冷方式,避免使用液氮,解决液氮制冷本身的缺陷,并避免液氮制冷带来的安全隐患;同时,本发明提供的低温冷疗系统,结构简单,使用方面,降低了使用成本,且采用大潜热量的蓄冷材料,可实现快速制冷。
以下结合具体实施例对上述方案进行详细说明。
实施例1:
请参阅图3,为本发明提供的低温冷疗系统的工作示意图,所述冷疗模块(TIM)为单人冷疗方式,治疗过程从右至左,经一级冷疗单元CTR1和二级冷疗单元CRT2后至复温区HR复温。一级冷疗单元CTR1和二级冷疗单元CRT2在低温气体氛围中,一级冷疗单元CTR1和二级冷疗单元CRT2的外侧GI以及复温区外侧置有固体保温材料聚氨酯泡沫。
实施例2:
参见图4,为本发明提供的低温冷疗系统的工作示意图,所述冷疗模块TIM为多冷疗方式,可以同时容纳1~10人冷疗。
治疗过程从右至左,经一级冷疗单元CTR1和二级冷疗单元CRT2,所述一级冷疗单元CTR1的制冷温度为-60℃,所述二级冷疗单元CRT2的制冷温度为-190℃,。
在本实施例中,一级蒸发器(EVAP1)分为若干管路,分别至于低温气体保温层和一级治疗单元,由于低温气体保温层的存在,可减少外侧GI固体保温材料负担,固体保温材料为聚氨酯泡沫。
当然本发明的低温冷疗系统还可具有多种变换及改型,并不局限于上述实施方式的具体结构。总之,本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (10)
1.一种低温冷疗系统,其特征在于,包括冷疗模块及低温制冷模块,所述冷疗模块包括一级冷疗单元和二级冷疗单元;所述低温制冷模块包括一级制冷单元和二级制冷单元;其中:
所述一级制冷单元包括一级压缩机、一级冷凝器、一级回热换热器、一级节流元件和一级蒸发器,所述一级压缩机的出口连接所述一级冷凝器的入口,所述一级冷凝器的出口连接所述一级回热换热器的一级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器的一级高压制冷剂出口连接所述节流元件的入口,所述节流元件的出口连接所述一级蒸发器的入口,所述一级蒸发器的出口连接所述一级回热换热器的一级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器的一级低压制冷剂出口连接所述一级压缩机的入口,并形成一个循环回路;
所述二级制冷单元包括二级压缩机、二级冷凝器、一级回热换热器、二级回热换热器、二级节流元件和二级蒸发器,所述二级压缩机的出口连接所述二级冷凝器的入口,所述二级冷凝器的出口连接所述一级回热换热器的二级高压制冷剂入口,所述一级回热换热器的二级高压制冷剂出口连接所述二级回热换热器的高压制冷剂入口,所述二级回热换热器的高压制冷剂出口连接所述二级节流元件的入口,所述二级节流阀的出口连接所述二级蒸发器的入口,所述二级蒸发器的出口连接所述二级回热换热器的低压制冷剂入口,所述二级回热换热器的低压制冷剂出口连接所述一级回热换热器的二级低压制冷剂入口,所述一级回热换热器的二级低压制冷剂出口连接所述二级压缩机的入口,并形成一个循环回路;
所述一级蒸发器设置于所述一级冷疗单元内,所述二级蒸发器设置于所述二级冷疗单元内。
2.如权利要求1所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元由工作温度由高到低依次相连。
3.如权利要求2所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级冷疗单元的工作温度为-60℃~-80℃,所述二级冷疗单元的工作温度为-110℃~-190℃。
4.如权利要求1所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元的外侧采用双层保温结构,所述双层保温结构包括保温材料采用-60℃的气体保温层及设置于所述气体保温层外的固体保温层。
5.如权利要求4所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述固体保温层的材料为聚氨酯泡沫或福乐斯弹性泡沫。
6.如权利要求5所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级冷疗单元和二级冷疗单元的内壁为热阻大的安全材料组成。
7.如权利要求6所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述安全材料为木材或聚四氟乙烯。
8.如权利要求1所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级制冷单元和二级制冷单元均为混合工质制冷单元;
所述一级制冷单元的混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳及甲烷中的至少两种;
所述二级制冷单元的种混合工质包括异戊烷、异丁烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、四氟化碳、甲烷、氮气、氖气中的至少两种。
9.如权利要求1所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述一级蒸发器和二级蒸发器内设置有蓄冷材料,所述蓄冷材料包括相变蓄冷材料和非相变蓄冷材料,所述一级蒸发器中的蓄冷材料为凝固点-40℃~-80℃的相变材料,所述二级蒸发器中蓄冷材料为凝固点-100℃~-190℃的相变材料,所述非相变材料包括不锈钢、铝及铜。
10.如权利要求9所述的低温冷疗系统,其特征在于,所述凝固点-40℃~-80℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中的至少一种;所述凝固点-100℃~-190℃的相变材料,包括烷烃、烯烃、醇类、酯类、醚类中至少一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711196255.XA CN107928864B (zh) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | 一种低温冷疗系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711196255.XA CN107928864B (zh) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | 一种低温冷疗系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107928864A true CN107928864A (zh) | 2018-04-20 |
CN107928864B CN107928864B (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=61949815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711196255.XA Active CN107928864B (zh) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | 一种低温冷疗系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107928864B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110916888A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-27 | 上海理工大学 | 缓解疲劳的低温冷冻治疗仪装置 |
CN112220608A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种超低温局部冷疗系统 |
CN112370233A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 青岛海尔生物医疗股份有限公司 | 一种液氮挥发装置 |
WO2021088967A1 (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 山前(珠海)科技有限公司 | 全身冷冻理疗设备 |
CN115177429A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-14 | 龙志刚 | 低温理疗舱及低温理疗舱系统 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB202012280D0 (en) * | 2020-08-06 | 2020-09-23 | Stratox Ltd | Apparatus and method for liquid cryogen free whole-body and surgical cryotherapy |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050283913A1 (en) * | 2002-11-08 | 2005-12-29 | Kci Licensing, Inc. | Patient cooling system |
CN101893344A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种混合工质双循环的低温液化系统 |
CN203824143U (zh) * | 2014-04-24 | 2014-09-10 | 华南理工大学 | 一种混合工质节流制冷机工况浓度控制系统 |
CN104188791A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 龙志刚 | 深冷桑拿设施 |
CN104457027A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-25 | 苟仲武 | 一种改进的压缩式热泵工作方法及其装置 |
CN204268756U (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-15 | 苟仲武 | 一种改进的压缩式热泵装置 |
CN105444466A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-30 | 中国科学院理化技术研究所 | 循环回热高温热泵热水器及加热方法 |
CN106568264A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 具有蓄冷功能的快速降温箱 |
-
2017
- 2017-11-25 CN CN201711196255.XA patent/CN107928864B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050283913A1 (en) * | 2002-11-08 | 2005-12-29 | Kci Licensing, Inc. | Patient cooling system |
CN101893344A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种混合工质双循环的低温液化系统 |
CN203824143U (zh) * | 2014-04-24 | 2014-09-10 | 华南理工大学 | 一种混合工质节流制冷机工况浓度控制系统 |
CN104188791A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 龙志刚 | 深冷桑拿设施 |
CN104457027A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-25 | 苟仲武 | 一种改进的压缩式热泵工作方法及其装置 |
CN204268756U (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-15 | 苟仲武 | 一种改进的压缩式热泵装置 |
CN105444466A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-30 | 中国科学院理化技术研究所 | 循环回热高温热泵热水器及加热方法 |
CN106568264A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 具有蓄冷功能的快速降温箱 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
公茂琼,郭浩,李加永,吴剑峰: "混合工质节流制冷技术及其在低温速冻冷藏方面应用研究进展", 《制冷与空调》 * |
吴剑峰,公茂琼: "深冷多元混合物工质节流制冷技术研究进展", 《第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集》 * |
吴裕庆,张华: "混合工质用于单级压缩制冷回热循环的理论研究与分析", 《制冷技术》 * |
朱军韬: "混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究", 《制冷学报》 * |
黄千卫,刘妮,由龙涛: "混合工质林德节流制冷技术的发展分析", 《化工进展》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021088967A1 (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 山前(珠海)科技有限公司 | 全身冷冻理疗设备 |
CN110916888A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-27 | 上海理工大学 | 缓解疲劳的低温冷冻治疗仪装置 |
CN112220608A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种超低温局部冷疗系统 |
CN112370233A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 青岛海尔生物医疗股份有限公司 | 一种液氮挥发装置 |
CN112370233B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-08-23 | 青岛海尔生物医疗股份有限公司 | 一种液氮挥发装置 |
CN115177429A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-14 | 龙志刚 | 低温理疗舱及低温理疗舱系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107928864B (zh) | 2020-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107928864A (zh) | 一种低温冷疗系统 | |
US20230338076A1 (en) | High and low temperature composite ablation surgery system | |
US10016573B2 (en) | Systems and methods for body temperature management | |
CN204797985U (zh) | 一种新型肿瘤冷冻消融导管 | |
CN105902310B (zh) | 一种调节气压实现冷冻和复温的冷冻外科装置 | |
CN101584602A (zh) | 多级预冷冷冻消融方法与设备 | |
CN1935096A (zh) | 一种氮气预冷节流肿瘤超低温治疗系统 | |
CN103027742A (zh) | 核磁共振兼容型冷热疗系统 | |
CN108836470B (zh) | 基于防止喷嘴结霜的液态co2闪蒸喷雾的快速冷却装置 | |
CN202637240U (zh) | 一种冷循环式人体降温装置 | |
CN102784004A (zh) | 液氮微创冷刀 | |
RU114837U1 (ru) | Криогенный аппарат | |
CN209316044U (zh) | 一种冷冻消融导管 | |
CN105852960B (zh) | 一种气体节流型冷冻外科装置及其控制方法 | |
CN204158701U (zh) | 深冷桑拿设施 | |
CN104434507A (zh) | 电子冷针治疗仪 | |
CN204352184U (zh) | 一种针灸冷针治疗装置 | |
CN208511163U (zh) | 冷冻消融治疗用穿刺针 | |
CN209019131U (zh) | 亚低温体外脂肪肝治疗仪 | |
CN211911785U (zh) | 高低温复合消融手术系统 | |
CN102755190B (zh) | 全功能型宽温区低温治疗设备 | |
CN105708541A (zh) | 一种节流冷冻型冷冻外科装置的控制方法 | |
CN204618397U (zh) | 一种超低温冷冻探针 | |
CN205626096U (zh) | 一种调节气压实现冷冻和复温的冷冻外科装置 | |
CN206995328U (zh) | 一种高压气体膨胀制冷微创冷刀系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |