CN111365783A - 一种空气高温杀毒灭菌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气高温杀毒灭菌装置，包括：进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯、电加热装置、抽气机、出风口，其特征在于，所述电加热装置对所述二级耐高温滤芯进行加热，空气在所述抽气机作用下依此流经进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯，所述二级耐高温滤芯对流经的空气进行高温杀毒灭菌，净化后的空气从出风口排出，所述二级耐高温滤芯为中空柱状多孔介质耐高温材料。本发明，可以实现低能耗高效率的空气杀毒灭菌净化功能。

Description

一种空气高温杀毒灭菌装置
技术领域
本发明涉及一种净化技术领域，尤其涉及一种空气高温杀毒灭菌的 净化装置。
背景技术
微生物气溶胶粒子在人体呼吸器官的沉积分布与其粒子大小有 关。大于10微米的颗粒由于惯性作用，被鼻与呼吸道排除；小于1 微米大于0.1微米的的颗粒由于扩散作用和布朗运动被粘附在上呼吸 道表面，随痰排出；而1-5um的微生物气溶胶粒子穿透性最强，可直 接进入肺泡，并可能进入血液循环，导致与心和肺的功能障碍有关的 疾病，而且该粒径范围内的颗粒在空气中悬浮的时间长，传播的距离 远。为了降低病毒感染机率，有必要针对1至5微米生物气溶胶范围， 研制高效的空气杀毒灭菌装置。
在空气消毒方面，目前常用的消毒方式是紫外线消毒、臭氧消毒等。 紫外线和臭氧消毒均需要较长的空气滞留时间，才能彻底消毒。此外， 紫外线和臭氧都对人体有害，不宜在医院诊室、病房、手术室等有人的 开放环境下使用。利用含氯制剂和过氧乙酸等消毒剂也可以实现空气消 毒杀菌，但需要通过人工喷洒实现，且持续时间短，杀毒效果有限。
高温也是一种杀菌消毒的有效方法。但传统空气高温杀毒装置对空 气进行加热(现有专利号CN 2627394)，使用环境换气量较大时，该方 法所需功率能耗较大，同时还需要考虑排出空气的冷却问题(现有专利 号CN 107525170)，增加了装置的复杂度。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的缺陷，提出一种空气 高温杀毒灭菌装置，实现低能耗高效率的空气杀毒灭菌净化功能。
为了解决上述问题：本发明提供了一种空气高温杀毒灭菌装置，包 括：进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯、电加热装置、抽气机、出风 口，其特征在于，所述电加热装置对所述二级耐高温滤芯进行加热，空 气在所述抽气机作用下依此流经进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯， 所述二级耐高温滤芯对流经的空气进行高温杀毒灭菌，净化后的空气从 出风口排出，所述二级耐高温滤芯为中空柱状多孔介质耐高温材料。
优选的，所述二级耐高温滤芯的滤孔均匀分布于滤芯表面。
优选的，针对1至5微米的微生物气溶胶，所述二级耐高温滤芯的 过滤孔精度选取范围为大于等于1微米以及小于等于5微米。
优选的，所述电加热装置包括：电加热元件、测温热电偶、温控电 源模块，所述电加热元件缠绕或包覆在所述的二级耐高温滤芯表面，对 其进行加热升温，所述热电偶测量二级滤芯表面温度，并将其输入至温 控电源模块，用于对电加热元件进行反馈温控加热。
优选的，所述电加热元件具体为以下至少一种：加热带、电阻丝、 加热布。
优选的，所述抽气机的入口与所述二级耐高温滤芯出口连接，抽气 机出口与出风口连接。
本发明提供的一种空气高温杀毒灭菌装置，具有以下优点：通过加 热二级滤芯，使其获得高温，当含有微生物气溶胶的污染空气流经高温 二级滤芯时，细菌、病毒被二级滤芯有效拦截，并在高温环境下迅速被 杀死。由于只对二级滤芯进行加热，相比直接加热空气，可以显著降低 功耗，且无需对排出的空气进行冷却，降低了装置的复杂性。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明对本发明的具体实施方式作进一步详细 说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明实施例所述的一种空气高温杀毒灭菌装置，包括： 进风口1、一级滤网1(附图中同进风口)、二级耐高温滤芯2、电加热 元件3、机壳4、温控电源模块7、抽气机11、出风口(附图中金属导管 13出口)。其中，带有一级滤网的进风口1安装于机壳4顶部，一级过 滤网主要用于过滤气流中几何尺寸较大的灰尘，从而防止二级耐高温滤 芯2的过滤孔被堵塞。由于微生物气溶胶有可能吸附在一级滤网1表面 造成污染，因此一级滤网1置于机壳4顶部便于消毒、更换。二级耐高 温滤芯2置于机壳4内部中央位置，二级耐高温滤芯2与机壳4间的空 气夹层起到隔热作用。二级耐高温滤芯2的出口端通过金属软管12与抽 气机11进口相连，抽气机11出口与金属软管13相连，将净化后的空气 经出风口排出(附图中金属导管13出口)。
二级耐高温滤芯2为中空柱状多孔介质耐高温材料，其过滤孔均匀 分布于二级耐高温滤芯2表面。所述空气高温杀毒灭菌装置工作时，在 抽气机11作用下，含有微生物气溶胶的污染空气经一级滤网1过滤后进 入壳体4，进而经过二级耐高温滤芯2表面滤孔进行过滤。由于针对1至 5微米的微生物气溶胶，二级耐高温滤芯2的过滤孔精度选取范围为大于等于1微米以及小于等于5微米，滤芯壁厚选取范围大于等于2毫米， 故可获得滤孔长细比大于等于400。则气流中的微生物气溶胶则可通过沉 降作用(受到重力作用自行沉降在二级耐高温滤芯2表面)、惯性撞击(由于惯性太大而撞击到二级耐高温滤芯2表面或滤孔内壁上)、拦截 作用(通过二级耐高温滤芯2的滤孔时由于半径太大而被拦截)、扩散 作用(受分子热运动影响，呈现布朗运动的轨迹，使其偏离气流方向而 撞向滤孔内壁面)、静电吸引作用(受二级耐高温滤芯2静电吸引而被 过滤下来)等被二级耐高温滤芯有效拦截。所述空气高温杀毒灭菌装置 工作时，由于缠绕或包覆在二级耐高温滤芯2表面的电加热元件3(电加热元件3可以是加热带、电阻丝、加热布)对二级耐高温滤芯2加热， 可将二级耐高温滤芯2的温度升高至200℃到600℃，因此吸附在二级耐 高温滤芯2表面或滤孔内部的病毒、细菌可被瞬间高效杀死。故在二级 耐高温滤芯2出口处可获得洁净空气，经金属软管12进入抽气机11后， 通过金属软管13排至大气，达到空气净化的目的。
所述电加热装置包括：电加热元件3、测温热电偶8、温控电源模块 7。电加热元件3通过线缆5和6与温控电源模块7连接，对电加热元件 3进行通电加热。热电偶8通过测量二级耐高温滤芯2的外壁温度，将该 温度传至温控电源模块7，实现反馈温控加热。可在温控电源模块7上设 定二级耐高温滤芯2外壁的目标温度(200℃到600℃)，达到温度后， 温控电源模块7对二级耐高温滤芯2实施保温控制。温控电源模块7还 可通过线缆9对对抽气机11进行供电，电源供电模块通过缆线10与供 电系统连接。
假定流经空气高温杀毒灭菌装置的空气流量
Figure BDA0002381379170000041
为0.05kg/s，对应的空 气换气量为139.5m3/h。若采用传统的加热空气方式进行杀菌消毒，设定 加热空气升温ΔT＝200℃，由于气流在装置中滞留时间很短，需要瞬时 将空气温度加热至目标温度，根据空气比热c＝1×103J/(kg×℃)，则 可计算将空气瞬时加热温升200℃所需要的功率(假设加热效率100％) 为
Figure BDA0002381379170000051
而采用本发明所述的加热元件3加热二级耐高温滤芯2的方式，假定电 加热元件3为常规加热带，加热功率1.0kW，此时将二级耐高温滤芯2 加热升温200℃的功率仅为1.0kW，按上述微生物气溶胶阻隔杀菌方法， 足以有效实现杀毒灭菌净化空气的功能。进而，假设空气流经二级耐高 温滤芯2所带走的热量与电加热元件3所提供的加热功率刚好达到平衡， 则可计算上述流量下的空气温升ΔT为
Figure BDA0002381379170000052
由此可见，本发明提供的一种空气高温杀毒灭菌装置，相比直接加 热空气的方式，功耗可降低至十分之一，同时空气最大温升20℃，故无 需对排出的空气再进行冷却，大大降低系统的复杂度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空气高温杀毒灭菌装置，包括：进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯、电加热装置、抽气机、出风口，其特征在于，所述电加热装置对所述二级耐高温滤芯进行加热，空气在所述抽气机作用下依此流经进风口、一级滤网、二级耐高温滤芯，所述二级耐高温滤芯对流经的空气进行高温杀毒灭菌，净化后的空气从出风口排出，所述二级耐高温滤芯为中空柱状多孔介质耐高温材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二级耐高温滤芯的滤孔均匀分布于滤芯表面。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，针对1至5微米的微生物气溶胶，所述二级耐高温滤芯的过滤孔精度选取范围为大于等于1微米以及小于等于5微米，可有效对微生物气溶胶进行阻隔。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电加热装置包括：电加热元件、测温热电偶、温控电源模块，所述电加热元件缠绕或包覆在所述的二级耐高温滤芯表面，对其进行加热升温，所述热电偶测量二级滤芯表面温度，并将其输入至温控电源模块，用于对电加热元件进行反馈温控加热。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电加热元件具体为以下至少一种：加热带、电阻丝、加热布。
6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述抽气机的入口与所述二级耐高温滤芯出口连接，抽气机出口与出风口连接。
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