CN113101042A - 一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法 - Google Patents

一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法，属于烫伤处理领域。针对手部烫伤后冲水时间长，耽误送医时间、水流对伤处造成二次伤害、自来水单相冷却效率不高等问题，本发明设计了一种便携式消除烫伤潜热喷雾设备，利用电池驱动半导体制冷为水箱提供冷量，电池、辅助冷源、半导体制冷模块、水箱与降温腔体集为一体，可随身携带，介质可循环使用。喷雾冷却换热能力强，无需大流量水流冲击，即可达到消除烫伤潜热的效果；降温腔体内喷嘴沿导轨移动，可以对伤处进行精准降温；同时喷雾喷出的是细小液滴，可以避免水流冲击对烫伤处的二次伤害。本发明可以更高效及时地进行手部烫伤后处理，为后续医治手部烫伤提供了便利。

Description

一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及 方法
技术领域
本发明涉及一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法，属于烫伤处理领域。
背景技术
烫伤是一种日常工作生活中很容易发生的外科疾病，手被烫伤后，一定要经过长时间的冲水，才能消除进入皮肤的潜热，若潜热不能及时消除，会因温度过高损伤深层皮肤，还会造成伤口感染，留下疤痕。中轻度烫伤如果在烫伤后及时进行冷却降温处理，可以有效减缓伤势，也对后续的治疗有利。然而如果直接使用水龙头产生的自来水冲击烫伤表面，人体姿势僵硬容易疲劳，无法长时间冲水，必然导致了潜热无法消除；水龙头冲水属于单相冷却，需要很长的冲击时间，浪费水资源且达不到很好的潜热消除效果；水龙头水流冲击力较大，要想达到较好的冷却效果需要加大水流量，无法避免水流对烫伤处的二次伤害，从而导致原本可以快速降低的对皮肤的损伤进一步扩大；且在固定水龙头前长时间冲水势必会耽误最佳送医时间，无法得到最及时有效的医治。
目前该领域中的便携式缓解烫伤设备并不能较好的解决上述问题，例如CN202011023083.8一种伤口降温装置及烫伤处理机，该装置可以在固定水源处使用，也可以在就医途中随身携带使用，但需要用水瓶对烫伤处理机进行注水，且其出水方式仍然是水流，冷却效果并未显著提高；又如CN201810319240.6一种烫伤处理装置，考虑到水流的冲击和水温对烫伤处的不利影响，设计了一种可以根据室温调整冷却液循环机的温度、可以降低水龙头喷出水的压力避免水压过大损坏皮肤的装置，但此装置不具便携性，需要长时间固定冲水，耽误最佳送医时间。
考虑到传热效率和便携性的特点，本发明设计了一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，设备利用电池驱动半导体制冷，电池、半导体制冷模块、水箱与降温腔体集为一体，可随身携带；使用闭式循环，其中的液体可循环使用，在就医途中即可利用此设备进行不间断喷雾冷却，彻底清除潜热，节省了送医时间。喷雾冷却使用雾化的细小液滴覆盖创伤表面，无需大流量水流冲击即可达到更好的消除烫伤潜热的效果，可以很好的避免水流冲击对烫伤处的二次伤害。同时，降温腔体内喷嘴可沿导轨移动，可以实现对创伤位置的精确降温。
发明内容
本发明提供了一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法，由喷雾降温系统、水循环系统和水箱降温系统三部分组成，水箱降温系统位于设备左侧，水循环系统位于水箱降温系统右侧，喷雾降温系统位于水循环系统下方；
其中喷雾降温系统由导轨21、第一至第六喷嘴15-20、降温腔体22、腔体前门23、回水管24组成；降温腔体22上方铺设导轨21，第一至第六喷嘴15-20安装在导轨21上，降温腔体22前方设置有腔体前门23，下方连接回水管24的入口；
水循环系统由循环水箱5、微型送水泵6、喷雾总管7、波纹软管总管8、第一至第六波纹软管支管9-14和微型回水泵25组成；循环水箱5右侧连接降温腔体22，循环水箱5中部向上安装喷雾总管7，微型送水泵6安装于喷雾总管7管段中部，喷雾总管7出口连接降温腔体22内波纹软管总管8入口，波纹软管总管8分出第一至第六波纹软管支管9-14分别与第一至第六喷嘴15-20一一连接，微型回水泵25安装于回水管24管段上，回水管24出口连接循环水箱5；
水箱降温系统由电池组1、热边风扇2、半导体制冷模块3、冷边翅片4和冰块储存箱26组成；电池组1安装于半导体制冷模块3左侧前方，半导体制冷模块3左侧为热端，右侧为冷端，半导体制冷模块3左侧后方为热边风扇2，半导体制冷模块3右侧为冷边翅片4，半导体制冷模块3前方为冰块储存箱26，冷边翅片4直接连接循环水箱5。
导轨21为“井”字型，第一至第六喷嘴15-20可在导轨21上前后左右移动，便于精准冷却伤处。
电池组1为蓄电池，为半导体制冷模块3提供动力；
微型送水泵6和微型回水泵25动力来源为内置压电材料。
喷雾总管7及回水管24的材质为PVC管，波纹软管总管8与第一至第六波纹软管支管9-14的材质为橡胶软管。
半导体制冷模块3热端依靠热边风扇2进行强迫风冷散热，右侧冷边翅片4采用轧制翅片，材质为铝。
第一至第六喷嘴15-20采用标准扇形实心锥喷嘴，材质为316不锈钢。
循环水箱5及冰块储藏箱26的外壁保温层使用真空绝热板高热阻材料，内壁使用铝合金。
循环水箱5内储存的循环液体为清水或生理盐水。
设备的动力源为电池组1，电池组1为半导体制冷模块3提供直流电，半导体制冷模块3冷端右侧的冷边翅片4为相邻的循环水箱5提供冷量，热端左侧后方的热边风扇2向环境散热，降低半导体制冷模块3热端的温度；
在冰块储藏箱26内加入冰块，用作电池组1电力不足时以及半导体制冷模块3启动前的辅助冷源；
腔体前门23打开，人员将手伸入降温腔体22，根据手部烫伤位置使用导轨21调整第一至第六喷嘴15-20的位置；循环水箱5内的低温液体由微型送水泵6抽吸至喷雾总管7和波纹软管总管8后进入降温腔体22内部的第一至第六波纹软管支管9-14内，由第一至第六喷嘴15-20喷出；第一至第六喷嘴15-20在导轨21上移动至烫伤处上方后对伤处进行喷雾冷却，换热后的液体沉积在降温腔体22下方，由微型回水泵25抽吸至回水管24后进入循环水箱5后与半导体制冷模块3或冰块储存箱26换热降低温度，继续参与循环对手部进行喷雾冷却降温。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图1中的标号名称：1.电池组、2.热边风扇、3.半导体制冷模块、4.冷边翅片、5.循环水箱、6.微型送水泵、7.喷雾总管、8.波纹软管总管、9.第一波纹软管支管、10.第二波纹软管支管、11.第三波纹软管支管、12.第四波纹软管支管、13.第五波纹软管支管、14.第六波纹软管支管、15.第一喷嘴、16.第二喷嘴、17.第三喷嘴、18.第四喷嘴、19.第五喷嘴、20.第六喷嘴、21.导轨、22.降温腔体、23.腔体前门、24.回水管、25.微型回水泵、26.冰块储藏箱。
具体实施方式
如图1所示，一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备及方法，主要是由喷雾降温系统、水循环系统和水箱降温系统三部分组成。
该设备用半导体制冷模块3作为循环水箱5的冷源，冰块储藏箱26作为电池组1电力不足时以及半导体制冷模块3启动前的辅助冷源。电池组1为半导体制冷模块3提供动力。使用时，先向循环水箱5中加入清水或生理盐水，向冰块储藏箱26内加入冰块，打开电池组1的开关和微型送水泵6，设备开始运作，降温腔体22内部有积液时再打开微型回水泵25，防止微型回水泵25发生气蚀；半导体制冷模块3和冰块储藏箱26将冷量通过冷边翅片4传递给循环水箱5，循环水箱5内的低温液体由微型送水泵6抽吸至喷雾总管7和波纹软管总管8后进入降温腔体22内部的第一至第六波纹软管支管9-14内，由第一至第六喷嘴15-20喷出；波纹软管总管8和第一至第六波纹软管支管9-14采用橡胶材质，方便伸缩移动至所需位置。
打开腔体前门23后将手伸入，第一至第六喷嘴15-20在“井”字型导轨21上移动至烫伤处上方后对伤处进行精准高效的喷雾冷却，当循环水箱5中使用生理盐水时，生理盐水对伤口处有消炎镇定的作用；冷却后的液体积于降温腔体22下方，由微型回水泵25抽吸至回水管24后进入循环水箱5中，液体在循环水箱5中经半导体制冷模块3再次降温后，继续参与循环对手部进行喷雾冷却降温。半导体制冷模块的发热端产生的热量将由热边风扇2通过强制对流的方式传递到外界空气。设备使用完关机后可继续充电，循环使用。
当电池组未蓄电时使用设备，向冰块储藏箱26内加入冰块作为循环水箱5的冷源。冰块将循环水箱5内的液体冷却，微型送水泵6将低温液体抽吸至降温腔体22内。打开腔体前门23后将手伸入，第一至第六喷嘴15-20在导轨21上移动到烫伤处上方后将低温液体喷出，对伤口进行冷却处理，处理后的液体重新进入循环水箱5内由冰块储藏箱26进行降温处理后，继续参与循环。
本发明利用半导体制冷特性，设计了一种便携式消除烫伤潜热喷雾设备，设备可移动，可在就医途中使用，节省了患者的送医时间；且设备使用喷雾冷却，使用雾化的细小液滴覆盖创伤表面，制冷效果更好，可以在不对伤处造成二次伤害的同时更高效地消除烫伤潜热；喷嘴可沿导轨移动，可以准确针对伤处进行降温；设备无需额外动力及水源，内部电池组可充电，水源可循环；设备辅助冷源保证设备在电池组没电时也能继续使用。本专利的实施可以更高效及时地进行烫伤后处理，既节省时间又方便后续治疗。

Claims (9)

1.一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
由喷雾降温系统、水循环系统和水箱降温系统三部分组成，水箱降温系统位于设备左侧，水循环系统位于水箱降温系统右侧，喷雾降温系统位于水循环系统下方；
其中喷雾降温系统由导轨(21)、第一至第六喷嘴(15-20)、降温腔体(22)、腔体前门(23)、回水管(24)组成；降温腔体(22)上方铺设导轨(21)，第一至第六喷嘴(15-20)安装在导轨(21)上，降温腔体(22)前方设置有腔体前门(23)，下方连接回水管(24)的入口；
水循环系统由循环水箱(5)、微型送水泵(6)、喷雾总管(7)、波纹软管总管(8)、第一至第六波纹软管支管(9-14)和微型回水泵(25)组成；循环水箱(5)右侧连接降温腔体(22)，循环水箱(5)中部向上安装喷雾总管(7)，微型送水泵(6)安装于喷雾总管(7)管段中部，喷雾总管(7)出口连接降温腔体(22)内波纹软管总管(8)入口，波纹软管总管(8)分出第一至第六波纹软管支管(9-14)分别与第一至第六喷嘴(15-20)一一连接，微型回水泵(25)安装于回水管(24)管段上，回水管(24)出口连接循环水箱(5)；
水箱降温系统由电池组(1)、热边风扇(2)、半导体制冷模块(3)、冷边翅片(4)和冰块储存箱(26)组成；电池组(1)安装于半导体制冷模块(3)左侧前方，半导体制冷模块(3)左侧为热端，右侧为冷端，半导体制冷模块(3)左侧后方为热边风扇(2)，半导体制冷模块(3)右侧为冷边翅片(4)，半导体制冷模块(3)前方为冰块储存箱(26)，冷边翅片(4)直接连接循环水箱(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
导轨(21)为“井”字型，第一至第六喷嘴(15-20)可在导轨(21)上前后左右移动，便于精准冷却伤处。
3.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
电池组(1)为蓄电池，为半导体制冷模块(3)提供动力；
微型送水泵(6)和微型回水泵(25)动力来源为内置压电材料。
4.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
喷雾总管(7)及回水管(24)的材质为PVC管，波纹软管总管(8)与第一至第六波纹软管支管(9-14)的材质为橡胶软管。
5.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
半导体制冷模块(3)热端依靠热边风扇(2)进行强迫风冷散热，右侧冷边翅片(4)采用轧制翅片，材质为铝。
6.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
第一至第六喷嘴(15-20)采用标准扇形实心锥喷嘴，材质为316不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
循环水箱(5)及冰块储藏箱(26)的外壁保温层使用真空绝热板高热阻材料，内壁使用铝合金。
8.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：
循环水箱(5)内储存的循环液体为清水或生理盐水。
9.根据权利要求1所述的一种基于喷雾冷却技术的便携式手部烫伤潜热消除设备的方法，其特征在于：
设备的动力源为电池组(1)，电池组(1)为半导体制冷模块(3)提供直流电，半导体制冷模块(3)冷端右侧的冷边翅片(4)为相邻的循环水箱(5)提供冷量，热端左侧后方的热边风扇(2)向环境散热，降低半导体制冷模块(3)热端的温度；
在冰块储藏箱(26)内加入冰块，用作电池组(1)电力不足时以及半导体制冷模块(3)启动前的辅助冷源；
腔体前门(23)打开，人员将手伸入降温腔体(22)，根据手部烫伤位置使用导轨(21)调整第一至第六喷嘴(15-20)的位置；循环水箱(5)内的低温液体由微型送水泵(6)抽吸至喷雾总管(7)和波纹软管总管(8)后进入降温腔体(22)内部的第一至第六波纹软管支管(9-14)内，由第一至第六喷嘴(15-20)喷出；第一至第六喷嘴(15-20)在导轨(21)上移动至烫伤处上方后对伤处进行喷雾冷却，换热后的液体沉积在降温腔体(22)下方，由微型回水泵(25)抽吸至回水管(24)后进入循环水箱(5)后与半导体制冷模块(3)或冰块储存箱(26)换热降低温度，继续参与循环对手部进行喷雾冷却降温。
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