CN111114571B - 一种地铁列车空气消毒装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地铁列车空气消毒装置以及设置有该装置的地铁列车车厢，所述装置包括装置外壳、进风口、喷淋部件、水处理部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件、臭氧处理部件和出风口。通过对各个部件进行具体设置，在地铁运营期间，通过抽取空气后对空气进行紫外消毒，在地铁非运营期间，通过臭氧对空气进行进一步消毒处理，从而大大避免了地铁乘车过程中病毒和病菌在空气中富集而对乘车人造成健康影响。

Description

一种地铁列车空气消毒装置
技术领域
本发明涉及医疗防疫和空气净化领域，具体涉及一种地铁列车空气消毒装置。
背景技术
对于空气净化领域，目前的研究主要在于对气体中颗粒物的控制，对于空气中病毒的控制很少受到足够的重视，但是对于病毒和病菌而言，一旦出现传播性非常高的病毒和病菌，则会给经济社会到来非常大的影响，因此对于空气净化领域，对于空气的消毒处理也需要得到充分的重视。现有技术中有一些气体消毒装置，主要应用于医院等病毒浓度相对较高的场所，但是其装置也只是一个较小的抽风装置抽取空气后进行处理，其循环一个特定空间需要一定时间，从而使得处理效果大打折扣。同时在病毒传播初期，人流密集场所的传播会使得病毒的传播达到级数的增加，从而给疾病的防控带来非常大的挑战。如果能够在例如地铁、公共汽车、高铁车厢等人流密集场所设置病毒处理效率较高的消毒装置，则会大大降低病毒的传播速度。现有气体消毒装置主要有紫外线处理装置和臭氧处理装置，但是人体是不能长时间照射紫外线的，同时臭氧也不能在密闭空间内在有人的情况下使用，从而这些限制给实时空气消毒处理带来了很多不便。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种地铁列车空气消毒装置。
通过如下技术手段实现：
一种地铁列车空气消毒装置，包括装置外壳、进风口、喷淋部件、水处理部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件、臭氧处理部件和出风口。
所述进风口设置在装置外壳的一端，所述出风口设置在装置外壳的另一端，在进风口和出风口之间顺次设置有所述喷淋部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件和臭氧处理部件。
所述喷淋部件包括喷淋腔和喷淋嘴，所述喷淋腔设置在进风口后部的装置外壳的顶壁上，用于暂存喷淋水，所述喷淋嘴连通喷淋腔并向下喷淋喷淋水。
所述水处理部件设置在喷淋部件的底端，包括从上到下依次设置且连通的石英砂过滤腔、加热腔、紫外消毒腔和处理水出口，在石英砂过滤腔内横置有石英砂过滤层，所述石英砂过滤层为上下两层不锈钢丝网中间夹持有石英砂颗粒，所述加热腔内横置有加热部件，所述紫外消毒腔内设置有紫外消毒器，在所述紫外消毒腔的底壁上设置有所述处理水出口，所述处理水出口通过管道与所述喷淋腔连通，在该管道上设置有开闭阀门和增压水泵。
所述旋转吸尘部件包括第一过滤筛板、吸尘旋转轴、吸尘棉层、吸尘轴电机和第二过滤筛板；所述第一过滤筛板和第二过滤筛板均为密布通孔板，所述第一过滤筛板竖置在喷淋部件后端的装置外壳内，在第一过滤筛板的后端竖置有所述吸尘旋转轴，所述吸尘棉层包设在吸尘旋转轴的外部，所述吸尘轴电机通过联轴器与吸尘旋转轴连接并对吸尘旋转轴的转动进行驱动，所述第二过滤筛板竖直设置在吸尘旋转轴后端的装置外壳内。
所述风机设置在第二过滤筛板的后端，用于抽取气流从进风口一端向出风口一端流动。
所述吸水部件包括氧化钙横挡板、氧化钙纵栅板和氧化钙球；两个所述氧化钙纵栅板纵置且在左右两端夹持多个所述氧化钙横挡板，多个所述氧化钙横挡板在两个氧化钙纵栅板之间从上到下顺次排布，在氧化钙横挡板和氧化钙纵栅板形成的空间内充设有所述氧化钙球。
所述光催化部件包括多个光催化单元，每个光催化单元包括格栅灯板、紫外LED灯和光催化过滤层，每两个格栅灯板中间设置一个光催化过滤层，且在每个格栅灯板朝向光催化过滤层的一面密排设置有所述紫外LED灯，所述光催化过滤层为负载有光催化活性组分TiO2的泡沫多孔陶瓷板，相邻的两个光催化单元相互呈“V”字形设置，使整个光催化部件呈“之”字形。
所述紫外补充处理部件包括一个或多个紫外支撑杆和多个紫外灯柱，每个紫外支撑杆横置在光催化部件和臭氧处理部件之间，在每个紫外支撑杆的四周横置有多个紫外灯柱。
所述臭氧处理部件包括多个臭氧暂存腔和臭氧喷嘴，所述臭氧暂存腔设置在装置外壳的顶壁上或底壁上，所述臭氧喷嘴设置有多个且均朝向装置外壳内部喷射臭氧。
作为优选，所述加热部件为一根或多根电阻加热棒。
作为优选，所述紫外消毒器为以紫外汞灯为光源，利用灯管内汞蒸气放电时辐射的253.7nm紫外线为主要光谱线对水体进行消毒，紫外消毒器在紫外汞灯外部套设有石英套管，水从石英套管的周围流过。
作为优选，所述开闭阀门为电磁阀。
作为优选，所述吸尘棉层为棉布、棉花、海绵中的一种或多种复合层，且层厚为50~60mm。
作为优选，所述紫外LED灯光源为UVA波段的LED光源，且其波长为365nm。
作为优选，所述紫外灯柱为热阴极低压汞灯，即一种低臭氧紫外线消毒灯。
作为优选，所述臭氧喷嘴上设置有总开闭阀门。
一种包含空气消毒装置的地铁列车车厢，所述地铁列车车厢的两侧相对设置上所述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口与反向空气消毒装置的进风口相对，正向空气消毒装置的出风口与反向空气消毒装置的出风口相对。
另外一种设置方式的包含空气消毒装置的地铁列车车厢，所述地铁列车车厢的两侧相对设置有前述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对，正向空气消毒装置的出风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对。
本发明可以得到如下技术效果：
通过设置喷淋腔和喷淋嘴，当气体通过进风口进入后即进行喷淋，从而将气体中的颗粒物实现下降除去，然后通过设置包覆有吸尘棉层的吸尘旋转轴的旋转，使得潮湿化的空气与吸尘棉层有更好的接触，从而将气体中的小的颗粒物和一部分水分被吸尘棉层吸附，然后通过氧化钙球的干燥处理将空气进行干燥处理，继而气体通过紫外LED灯进行消毒处理，配合光催化过滤层强化消毒效果，然后再通过紫外灯柱的紫外照射进一步的实现消毒处理，然后在白天运营的时候气体通过紫外补充处理部件后直接通过后部腔体后通过出风口排出，在车厢内形成气流循环；在晚上非运营时段可以打开臭氧暂存腔，喷出臭氧喷嘴，在车厢内形成含有臭氧的气流循环，从而进一步的杀灭病毒。从而该装置的设置使得在人流密集时也可以通过将空气整体吸入到装置外壳内部进行净化和紫外消毒的方式实现对空气中的病毒和病菌进行灭杀，从而避免了在人流密集的车厢内病毒的大肆传播，同时也由于紫外处理部件均是设置在装置内部，也避免了紫外线对人体的不良影响。
通过设置“之”字形的光催化单元，利用TiO2良好的抗光腐蚀性和催化活性，从而强化紫外LED光源的消毒效果。设置“之”字形的光催化单元，使得气体在流过该区域的时候可以大大增加单位截面上的过风面积，通过设置过催化过滤层和格栅灯板可以大大提高过滤效率，并且由于多折的设置，可以使得气体在通过的时候容易形成涡流，从进一步强化气体与光催化过滤层的接触，强化处理效果。
通过设置喷淋部件，将一进入装置的气体实现颗粒物降尘的同时也对气体实现了湿润效果，从而给后续吸尘棉层对较小颗粒物的吸附处理带来很大便利。
通过在喷淋部件下部设置水体处理部件，通过先石英砂吸附过滤，将进入到水体中的颗粒物实现了滤除，然后提前通过加热水体，减轻了水体在紫外消毒器处理时的结垢现象的出现，同时，将水体加热到30~40℃也更有利于紫外消毒器的消毒效果，进一步的，由于病毒在秋、冬、春季的活性相对较高，通过适度的对水体进行加热，在其喷淋过程中与气体进行一定的热量交换也对气体实现了加热，从而避免冷风在车厢内流动而造成车厢温度的降低，通过在水体处理中设置紫外消毒器，将进入到水体中的有害微生物（包括病毒）进行适时杀灭，继而经过处理的水体能够再次通过喷淋腔实现重复利用，大大减少了水体资源的无谓浪费。
通过设置氧化钙横挡板，将氧化钙球固定在多个区域内，从而使得通过的气体均能与干燥球接触，避免了干燥球在底部富集而降低气体的干燥效果，同时由于氧化钙与水接触后会在外表面层形成氢氧化钙水溶液，该水溶液又会适度的会吸收空气中可能存在的硫氧化物，从而还会进一步的净化空气。
通过在车厢内合理布置不同装置的进风口和出风口的位置，使得气流在车厢内不会持续一个流动方向，避免了车厢内气流过大造成乘坐的不舒适感，同时也避免了上风口过多病毒密集的流动到下风口。
附图说明
图1为本发明地铁列车空气消毒装置的结构示意图（除了进风口和出风口外为剖视）。
图2为光催化部件细节的结构示意图。
图3为包含空气消毒装置的一种实施方式的地铁列车车厢的俯视结构图。
其中：001-正向空气消毒装置，002-反向空气消毒装置，1-进风口，21-喷淋腔，22-喷淋嘴，23-石英砂过滤层，24-加热部件，25-紫外消毒器，26-处理水出口，31-第一过滤筛板，32-吸尘旋转轴，33-吸尘棉层，34-吸尘轴电机，35-第二过滤筛板，36-风机叶片，41-氧化钙球，42-氧化钙横挡板，43-氧化钙纵栅板，5-光催化部件，51-格栅灯板，52-紫外LED灯，53-光催化过滤层，61-紫外支撑杆，62-紫外灯柱，71-臭氧暂存腔，72-臭氧喷嘴，8-出风口。
具体实施方式
实施例1
结合附图进行进一步说明：图1至图2为本实施例的地铁列车空气消毒装置，包括装置外壳、进风口1、喷淋部件、水处理部件、旋转吸尘部件、风机36、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件、臭氧处理部件和出风口8。
如图1所示，所述进风口设置在装置外壳的一端（图1中左端），所述出风口设置在装置外壳的另一端（图1中右端），在进风口和出风口之间顺次设置有所述喷淋部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件和臭氧处理部件。
如图1所示，所述喷淋部件包括喷淋腔21和喷淋嘴22，所述喷淋腔设置在进风口后部的装置外壳的顶壁上，用于暂存喷淋水，所述喷淋嘴连通喷淋腔并向下喷淋喷淋水。
如图1所示，所述水处理部件设置在喷淋部件的底端，包括从上到下依次设置且连通的石英砂过滤腔、加热腔、紫外消毒腔和处理水出口26，在石英砂过滤腔内横置有石英砂过滤层23，所述石英砂过滤层为上下两层不锈钢丝网中间夹持有石英砂颗粒，所述加热腔内横置有加热部件24，所述紫外消毒腔内设置有紫外消毒器25，在所述紫外消毒腔的底壁上设置有所述处理水出口26，所述处理水出口通过管道与所述喷淋腔连通，在该管道上设置有开闭阀门和增压水泵。其中加热部件可以适时开启，而不是一直开启。
如图1所示，所述加热部件为一根电阻加热棒。
所述紫外消毒器为以紫外汞灯为光源，利用灯管内汞蒸气放电时辐射的253.7nm紫外线为主要光谱线对水体进行消毒，紫外消毒器在紫外汞灯外部套设有石英套管，水从石英套管的周围流过。
所述开闭阀门为电磁阀。
如图1所示，所述旋转吸尘部件包括第一过滤筛板31、吸尘旋转轴32、吸尘棉层33、吸尘轴电机34和第二过滤筛板35；所述第一过滤筛板和第二过滤筛板均为密布通孔板（供风通过），所述第一过滤筛板竖置在喷淋部件后端的装置外壳内，在第一过滤筛板的后端竖置有所述吸尘旋转轴，所述吸尘棉层包设在吸尘旋转轴的外部，所述吸尘轴电机通过联轴器与吸尘旋转轴连接并对吸尘旋转轴的转动进行驱动，所述第二过滤筛板竖直设置在吸尘旋转轴后端的装置外壳内。
所述吸尘棉层为内层海绵，外层棉布的复合层，且层厚为约55mm。
如图1所示，所述风机设置在第二过滤筛板的后端，用于抽取气流从进风口一端向出风口一端流动（从左向右流动）。
如图1所示，所述吸水部件包括氧化钙横挡板42、氧化钙纵栅板43和氧化钙球41；两个所述氧化钙纵栅板纵置且在左右两端夹持多个所述氧化钙横挡板（本实施例设置有8个），多个所述氧化钙横挡板在两个氧化钙纵栅板之间从上到下顺次排布，在氧化钙横挡板和氧化钙纵栅板形成的空间内充设有所述氧化钙球。
如图1和图2所示，所述光催化部件包括4个光催化单元，每个光催化单元包括格栅灯板、紫外LED灯和光催化过滤层，每两个格栅灯板中间设置一个光催化过滤层，且在每个格栅灯板朝向光催化过滤层的一面密排设置有所述紫外LED灯（本实施例为2排，每排8个），所述光催化过滤层为负载有光催化活性组分TiO2的泡沫多孔陶瓷板，相邻的两个光催化单元相互呈“V”字形设置，使整个光催化部件呈“之”字形。
本实施例的所述紫外LED灯光源为UVA波段的LED光源，且其波长为365nm。
如图1所示，所述紫外补充处理部件包括2个紫外支撑杆和6个紫外灯柱，每个紫外支撑杆横置在光催化部件和臭氧处理部件之间，在每个紫外支撑杆的四周横置有3个紫外灯柱。
所述紫外灯柱为热阴极低压汞灯。
如图1所示，所述臭氧处理部件包括2个臭氧暂存腔和臭氧喷嘴，所述臭氧暂存腔设置在装置外壳的顶壁上或底壁上，所述臭氧喷嘴设置有多个且均朝向装置外壳内部喷射臭氧。
所述臭氧喷嘴上设置有总开闭阀门。
实施例2
如图3所示的一种包含空气消毒装置的地铁列车车厢，所述地铁列车车厢的两侧相对设置有实施例1所述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口与反向空气消毒装置的进风口相对，正向空气消毒装置的出风口与反向空气消毒装置的出风口相对。从而使得车厢内形成一致的气流流动方向。
实施例3
包含空气消毒装置的地铁列车车厢，所述地铁列车车厢的两侧相对设置有前述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对，正向空气消毒装置的出风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对。从而使得车厢内形成多股不同方向的空气流动方向。

Claims (10)

1.一种地铁列车空气消毒装置，其特征在于，包括装置外壳、进风口、喷淋部件、水处理部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件、臭氧处理部件和出风口；
所述进风口设置在装置外壳的一端，所述出风口设置在装置外壳的另一端，在进风口和出风口之间顺次设置有所述喷淋部件、旋转吸尘部件、风机、吸水部件、光催化部件、紫外补充处理部件和臭氧处理部件；
所述喷淋部件包括喷淋腔和喷淋嘴，所述喷淋腔设置在进风口后部的装置外壳的顶壁上，用于暂存喷淋水，所述喷淋嘴连通喷淋腔并向下喷淋喷淋水；
所述水处理部件设置在喷淋部件的底端，包括从上到下依次设置且连通的石英砂过滤腔、加热腔、紫外消毒腔和处理水出口，在石英砂过滤腔内横置有石英砂过滤层，所述石英砂过滤层为上下两层不锈钢丝网中间夹持有石英砂颗粒，所述加热腔内横置有加热部件，所述紫外消毒腔内设置有紫外消毒器，在所述紫外消毒腔的底壁上设置有所述处理水出口，所述处理水出口通过管道与所述喷淋腔连通，在该管道上设置有开闭阀门和增压水泵；
所述旋转吸尘部件包括第一过滤筛板、吸尘旋转轴、吸尘棉层、吸尘轴电机和第二过滤筛板；所述第一过滤筛板和第二过滤筛板均为密布通孔板，所述第一过滤筛板竖置在喷淋部件后端的装置外壳内，在第一过滤筛板的后端竖置有所述吸尘旋转轴，所述吸尘棉层包设在吸尘旋转轴的外部，所述吸尘轴电机通过联轴器与吸尘旋转轴连接并对吸尘旋转轴的转动进行驱动，所述第二过滤筛板竖直设置在吸尘旋转轴后端的装置外壳内；
所述风机设置在第二过滤筛板的后端，用于抽取气流从进风口一端向出风口一端流动；
所述吸水部件包括氧化钙横挡板、氧化钙纵栅板和氧化钙球；两个所述氧化钙纵栅板纵置且在左右两端夹持多个所述氧化钙横挡板，多个所述氧化钙横挡板在两个氧化钙纵栅板之间从上到下顺次排布，在氧化钙横挡板和氧化钙纵栅板形成的空间内充设有所述氧化钙球；
所述光催化部件包括多个光催化单元，每个光催化单元包括格栅灯板、紫外LED灯和光催化过滤层，每两个格栅灯板中间设置一个光催化过滤层，且在每个格栅灯板朝向光催化过滤层的一面密排设置有所述紫外LED灯，所述光催化过滤层为负载有光催化活性组分TiO2的泡沫多孔陶瓷板，相邻的两个光催化单元相互呈“V”字形设置，使整个光催化部件呈“之”字形；
所述紫外补充处理部件包括一个或多个紫外支撑杆和多个紫外灯柱，每个紫外支撑杆横置在光催化部件和臭氧处理部件之间，在每个紫外支撑杆的四周横置有多个紫外灯柱；
所述臭氧处理部件包括多个臭氧暂存腔和臭氧喷嘴，所述臭氧暂存腔设置在装置外壳的顶壁上或底壁上，所述臭氧喷嘴设置有多个且均朝向装置外壳内部喷射臭氧。
2.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述加热部件为一根或多根电阻加热棒。
3.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述紫外消毒器为以紫外汞灯为光源，利用灯管内汞蒸气放电时辐射的253.7nm紫外线为主要光谱线对水体进行消毒，紫外消毒器在紫外汞灯外部套设有石英套管，水从石英套管的周围流过。
4.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述开闭阀门为电磁阀。
5.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述吸尘棉层为棉布、棉花、海绵中的一种或多种复合层，且层厚为50~60mm。
6.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述紫外LED灯光源为UVA波段的LED光源，且其波长为365nm。
7.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述紫外灯柱为热阴极低压汞灯。
8.根据权利要求1所述的地铁列车空气消毒装置，其特征在于，所述臭氧喷嘴上设置有总开闭阀门。
9.一种包含空气消毒装置的地铁列车车厢，其特征在于，所述地铁列车车厢的两侧相对设置有权利要求1-8任一项所述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口与反向空气消毒装置的进风口相对，正向空气消毒装置的出风口与反向空气消毒装置的出风口相对。
10.一种包含空气消毒装置的地铁列车车厢，其特征在于，所述地铁列车车厢的两侧相对设置有权利要求1-8任一项所述的地铁列车空气消毒装置，在一侧设置的地铁列车空气消毒装置为正向空气消毒装置，在与其相对侧设置的地铁列车空气消毒装置为反向空气消毒装置，其中正向空气消毒装置的进风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对，正向空气消毒装置的出风口设置在与反向空气消毒装置的进风口和出风口中点的位置相对。
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