CN113693814B - 一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备 - Google Patents

Abstract

一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，属于烫伤处理领域。针对水龙头冲洗方法存在的耽误送医时间、冲洗用水量大以及可能会对创伤面造成二次损伤的问题，本发明设计了一种便携式全浸没手部烫伤潜热消除设备。利用电池驱动半导体制冷片制冷，载冷剂通过换热盘管与水对流换热，带走手部烫伤潜热量。电池、降温腔体、冷源装置以及换热盘管集为一体，利用背带将整体装置背在前胸，可全程携带移动。载冷剂与清水均可循环使用，使用过程中不需要大量清水。烫伤手臂全浸没式冷却，避免水流直接冲击带来二次损伤。本项发明为手部烫伤提供了一种便携有效的处理设备，且可以随人体移动，使得在手部烫伤就医过程中也能持续得到冷却处理。

Description

一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备

技术领域

本发明涉及一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，属于烫伤处理领域。

背景技术

烫伤是一种日常生活中比较常见的外科疾病。接触高温物体后，热源会对人体皮肤造成损伤，而真皮浅层具有较强的再生能力，神经分布比较广泛^[1]，如果处理不当，可能会导致病情加剧，烫伤创面加深。另外，一旦发生烫伤，人体皮肤以及皮下组织接触高温热源的时间越长，烫伤部位的损坏程度越深。因此，对烫伤进行及时有效的处理至关重要。日常应急处理烫伤的方法一般为对创伤表面冲洗大量清水，这种做法存在如下问题：第一固定在水龙头前进行冲洗，会耽误送医的时间；第二使用清水进行冲洗而无法循环利用，最终需要大量清水才能够实现有效降温，当发生烫伤时周围很有可能缺乏足够的清水及时进行处理；第三对创伤表面进行长期的水流冲击，会对皮肤带来二次损伤。

目前该领域内的烫伤处理设备并不能较好的解决上述问题。例如：CN201420350298.4一种烧烫伤降温装置，它考虑到对烧伤病人需要进行物理冷却，利用封闭的罩体和循环的低温气体对高温烧伤患者进行物理冷却，且只采用少量冷却气体。但装置整体过大，需要搭配外界冷源装置共同使用，因此不具备移动性，难以在就医途中缓解烫伤。CN201810319240.6一种烫伤处理装置，利用自来水与冷却液换热降低温度，而后经过微孔滤膜喷洒至烫伤部位，实现消毒杀菌和冷却。但该装置在使用时需要将喷管通过管箍固定在水龙头上，因此在处理烫伤时不能任意移动，耽误送医时间；且喷洒自来水时缺少循环装置，需要大量清水才能实现有效降温。

考虑到方便携带和尽可能使用循环水的特点，本发明设计了一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备。设备利用可充电电源驱动半导体制冷片以及散热风扇，电池、降温腔体、冷源装置以及换热盘管集为一体，利用背带将整体装置背在前胸，方便在就医途中进行烫伤冷却处理。因为设备利用清水与烫伤手臂进行对流换热，烫伤手臂整体浸没在低温清水中，避免了水流直接冲击带来的二次损伤；在循环使用方面，载冷剂与清水均可循环使用，使用过程中无需更换，因此不需要大量清水，烫伤后找到可用清水的可能性大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，由盘管对流换热降温系统、冷源系统、水循环系统和携带装置四部分组成；

其中盘管对流换热降温系统由降温腔体12、左侧放手洞13-1、右侧放手洞13-2、进水口14、换热盘管17、法兰15、水位线19组成；换热盘管17放置在降温腔体12底部；降温腔体12位于冷源装载盒11下方，通过法兰15连接下部降温腔体12和上部冷源装载盒11，上下部分可拆卸；左侧放手洞13-1和右侧放手洞13-2分别位于降温腔体12左右侧上端；进水口14位于上部冷源装载盒11、第一背带1和第二背带2之间；水位线19位于降温腔体12外表面、紧贴左侧放手洞13-1和右侧放手洞13-2下方；

冷源系统由水冷片7、半导体制冷片6、散热器5、第一散热风扇4-1、第二散热风扇4-2、电池组3、电源开关16和冷源装载盒11组成；水冷片7位于冷源装载盒11底部，半导体制冷片6位于水冷片7上方，散热器5位于半导体制冷片6上方；第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2均匀布置在冷源装载盒11顶部，位于散热器5上方，并暴露于外界环境中；电池组3位于水冷片7左侧；电源开关16位于冷源装载盒11侧面；

水循环系统由供水管18、回水管9、微型水泵10、第一弯头20-1、第二弯头20-2、第三弯头20-3、第四弯头20-4、第一软管21-1、第二软管21-2、第一短管22-1、第二短管22-2、第一水管接头8-1和第二水管接头8-2组成；供水管18与回水管9竖直贴附于降温腔体12右侧内壁面；供水管18底部和换热盘管17左端入口通过第一弯头20-1连接，回水管9底部和换热盘管17右端入口通过第二弯头20-2连接；水冷片7侧面左端通过第一短管22-1与第三弯头20-3连接，第三弯头20-3通过第二水管接头8-2与供水管18连接；水冷片7侧面右端通过第二短管22-2与第四弯头20-4连接，第四弯头20-4通过第一水管接头8-1与回水管9连接；供水管18和回水管9与水冷片7之间可拆卸；微型水泵10位于供水管18上部、法兰15以下，通过第一软管21-1和第二软管21-2与供水管18连接；

携带装置由第一背带1、第二背带2组成，第一和第二背带1、2分别嵌于进水口14左右两侧腔体内。

电池组3为蓄电池，为半导体制冷片6、第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2提供电源。

换热盘管17内载冷剂为乙二醇溶液。

换热盘管17材质为黄铜；降温腔体12和冷源装载盒11材质均为铝；背带1、2材料为尼龙；供水管18和回水管9材料为黄铜；散热器5材料为铝合金；第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2材料为ABS塑料；左侧放手洞13-1和右侧放手洞13-2上贴有垫圈，材料为硅胶。

微型水泵10动力来源为内置压电材料。

半导体制冷片6周围填充保温材料；半导体制冷片6热端与散热器5紧密连接，半导体制冷片6冷端与水冷片7紧密贴附；半导体制冷片6与水冷片7间添加导热硅胶。

将装置背在前胸；水冷片7中预先装好载冷剂；首先从进水口14倒入普通清水或者生理盐水至降温腔体12水位线19以下；打开电源开关16后，将烫伤的手臂从左侧放手洞13-1和右侧放手洞13-2伸入水中并浸没；设备运行时，半导体制冷片6热端散热量热传导至散热器，再由散热器经第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2与外界进行强迫风冷散热至外界环境；半导体制冷片6冷端与水冷片7中载冷剂进行对流换热，载冷剂温度降低，经微型水泵10抽吸送入供水管18，再流入换热盘管17，换热盘管17与降温腔体12中的清水或生理盐水对流换热，降温后的清水或生理盐水再与烫伤部位进行对流换热，带走手部烫伤潜热；载冷剂温度上升，经回水管9再次回到水冷片7，与半导体制冷片6冷端继续进行对流换热带走热量；循环进行上述过程，实现手部烫伤的应急治疗。

水由上部进水口14在开启冷源系统前倒入降温腔体12，至水位线19以下。

当降温腔体12中的水位低于烫伤部位时，继续从上部进水口14添加清水或生理盐水。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图1中的标号名称：1.第一背带、2.第二背带、3.电池组、4-1.第一散热风扇、4-2.第二散热风扇、5.散热器、6.半导体制冷片、7.水冷片、8-1.第一水管接头、8-2.第二水管接头、9.回水管、10.微型水泵、11.冷源装载盒、12.降温腔体、13-1.左侧放手洞、13-2.右侧放手洞、14.进水口、15.法兰、16.电源开关、17.换热盘管、18.供水管、19.水位线、20-1.第一弯头、20-2.第二弯头、20-3.第三弯头、20-4.第四弯头、21-1.第一软管、21-2.第二软管、22-1.第一短管、22-2.第二短管。

图2为本发明的俯视图。

图2中的标号名称：1.第一背带、2.第二背带、3.电池组、4-1.第一散热风扇、4-2.第二散热风扇、5.散热器、7.水冷片、8-1.第一水管接头、8-2.第二水管接头、9.回水管、10.微型水泵、11.冷源装载盒、12.降温腔体、14.进水口、15.法兰、16.电源开关、17.换热盘管、18.供水管、20-3.第三弯头、20-4.第四弯头、21-2.第二软管、22-1.第一短管、22-2.第二短管。

具体实施方式

如图1所示，一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，主要由盘管对流换热降温系统、冷源系统、水循环系统和携带装置四部分组成。

该设备用电池组3为半导体制冷片6、第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2提供电源。水冷片7中的载冷剂预先装载完成。使用时，首先从进水口14倒入普通清水或者生理盐水至降温腔体12水位线19以下。打开电源开关16后，微型水泵10靠自身内部压电材料驱动，不消耗电池组3电量。随后使用第一背带1和第二背带2将整体装置背在前胸，再将烫伤手臂从左侧放手洞13-1和右侧放手洞13-2伸入水中并浸没，烫伤部位此时利用预先倒入的清水或生理盐水降温。

设备运行时，半导体制冷片6通电后冷端制冷，载冷剂吸收冷量温度降低，经微型水泵10抽吸送入供水管18，再流入换热盘管17。此时，降温腔体12中的清水或生理盐水可以通过与换热盘管17中的低温载冷剂进行对流换热降低温度，降温后的水冷却浸没在水中的烫伤手臂，缓解手臂烫伤。烫伤手臂在降温腔体中有足够空间轻轻搅动清水，加强水与烫伤部位的对流换热。载冷剂流经换热盘管17后温度上升，经回水管9再次回到水冷片7，与半导体制冷片6冷端进行对流换热重新降温，重复上述循环。半导体制冷片6热端的散热量热传导至散热器，再由散热器经第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2与外界进行强迫风冷散热至外界环境。

设备使用完成后，将手臂从降温腔体12中拿出，关闭电源开关16，此时半导体制冷片6、第一散热风扇4-1和第二散热风扇4-2停止工作，从第一背带1和第二背带2脱下整体设备。

设备关机后，将电池组3从冷源装载盒11中抽取出来，重新充电。

本发明利用半导体制冷特性，发明了一种便携式利用盘管热对流消除烫伤潜热的设备。设备配备两根背带，可将装置背在前胸，就医过程中即可进行降温处理。降温冷却过程中没有水流直接冲洗烫伤部位，避免二次损伤。设备无需额外电源与水源，内部电池组可充电，水源和载冷剂可循环，为就医过程中处理手部烫伤提供了一种便携有效的处理方法。

Claims (6)

1.一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

由盘管对流换热降温系统、冷源系统、水循环系统和携带装置四部分组成：

其中盘管对流换热降温系统由降温腔体(12)、左侧放手洞(13-1)、右侧放手洞(13-2)、进水口(14)、换热盘管(17)、法兰(15)、水位线(19)组成；换热盘管(17)放置在降温腔体(12)底部；降温腔体(12)位于冷源装载盒(11)下方，通过法兰(15)连接下部降温腔体(12)和上部冷源装载盒(11)，上下部分可拆卸；左右侧放手洞(13-1、13-2)分别位于降温腔体(12)左右侧上端；进水口(14)位于上部冷源装载盒(11)、第一背带(1)和第二背带(2)之间；水位线(19)位于降温腔体(12)外表面、紧贴左侧放手洞(13-1)和右侧放手洞(13-2)下方；

冷源系统由水冷片(7)、半导体制冷片(6)、散热器(5)、第一散热风扇(4-1)、第二散热风扇(4-2)、电池组(3)、电源开关(16)和冷源装载盒(11)组成；水冷片(7)位于冷源装载盒(11)底部，半导体制冷片(6)位于水冷片(7)上方，散热器(5)位于半导体制冷片(6)上方；第一散热风扇(4-1)和第二散热风扇(4-2)均匀布置在冷源装载盒(11)顶部，位于散热器(5)上方，并暴露于外界环境中；电池组(3)位于水冷片(7)左侧；电源开关(16)位于冷源装载盒(11)侧面；

水循环系统由供水管(18)、回水管(9)、微型水泵(10)、第一弯头(20-1)、第二弯头(20-2)、第三弯头(20-3)、第四弯头(20-4)、第一软管(21-1)、第二软管(21-2)、第一短管(22-1)、第二短管(22-2)、第一水管接头(8-1)和第二水管接头(8-2)组成；供水管(18)与回水管(9)竖直贴附于降温腔体(12)右侧内壁面；供水管(18)底部和换热盘管(17)左端入口通过第一弯头(20-1)连接，回水管(9)底部和换热盘管(17)右端入口通过第二弯头(20-2)连接；水冷片(7)侧面左端通过第一短管(22-1)与第三弯头(20-3)连接，第三弯头(20-3)通过第二水管接头(8-2)与供水管(18)连接；水冷片(7)侧面右端通过第二短管(22-2)与第四弯头(20-4)连接，第四弯头(20-4)通过第一水管接头(8-1)与回水管(9)连接；供水管(18)和回水管(9)与水冷片(7)之间可拆卸；微型水泵(10)位于供水管(18)上部、法兰(15)以下，通过第一软管(21-1)和第二软管(21-2)与供水管(18)连接；

携带装置由第一背带(1)、第二背带(2)组成，第一和第二背带(1、2)分别嵌于进水口(14)左右两侧腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

电池组(3)为蓄电池，为半导体制冷片(6)、第一散热风扇(4-1)和第二散热风扇(4-2)提供电源。

3.根据权利要求1所述的一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

换热盘管(17)内载冷剂为乙二醇溶液。

4.根据权利要求1所述的一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

换热盘管(17)材质为黄铜；降温腔体(12)和冷源装载盒(11)材质均为铝；背带(1、2)材料为尼龙；供水管(18)和回水管(9)材料为黄铜；散热器(5)材料为铝合金；第一散热风扇(4-1)和第二散热风扇(4-2)材料为ABS塑料；左侧放手洞(13-1)和右侧放手洞(13-2)上贴有垫圈，材料为硅胶。

5.根据权利要求1所述的一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

微型水泵(10)动力来源为内置压电材料。

6.根据权利要求1所述的一种基于盘管对流换热的便携式手部烫伤潜热消除设备，其特征在于：

半导体制冷片(6)周围填充保温材料；半导体制冷片(6)热端与散热器(5)紧密连接，半导体制冷片(6)冷端与水冷片(7)紧密贴附；半导体制冷片(6)与水冷片(7)间添加导热硅胶。

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