CN114522257B - 一体化雾化消毒机 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一体化雾化消毒机，包括储液机构、反应机构和雾化机构，将反应机构和雾化机构整合在同一储液箱内，使消毒机内部结构得以优化，反应机构产生的过氧化氢能够快速分散在水体中被雾化机构及时雾化并导出，有效避免了因浓度稀释导致的出雾浓度降低现象，使得雾化浓度更高，可实时制备过氧化氢消毒液并能够同步雾化，并在雾化过程中可以及时补充已消耗的过氧化氢消毒液，既简化了反应机构和雾化机构间的结构，又保证了过氧化氢消毒液的持续生成，通过电能直接转化成化学能，可实时产生消毒液，对环境实时消毒，通过优化，提升了过氧化氢消毒液的雾化浓度，解决了过度稀释，杀菌浓度不易控制等问题。
Description
技术领域
本申请属于消毒设备技术领域，具体涉及一体化雾化消毒机。
背景技术
现有除菌消毒市场出现了各类消毒方法，有雾化消毒、紫外消毒、臭氧消毒等。这些产品中，很多存在消毒效果不佳，使用起来操作繁琐等问题。在采取雾化消毒方法基础上，现有技术中，很多消毒设备是先通过稀释高浓度的消毒液，再通过雾化的方法进行消毒。这种操作方法增加了消毒的操作流程，消毒的有效性受制于每次配制的消毒液的浓度。
在各类消毒液中，不同类型的消毒液对环境的影响不同，大部分消毒液在环境中容易残留，可能造成环境污染。过氧化氢消毒液是一种理想的消毒液体，它无色无味且消毒后几乎无残留，在环境中很容易分解成氧气和水，是一种安全可靠的绿色环保型消毒剂。
但现有过氧化氢消毒液是通过工业生产，其中工业生产过氧化氢的方式主要为电解法或蒽醌法。这两种生产方式均需要庞大的生产设备和大量的电力供应，具有制备成本高，所需设备大型化、集中化等特点。
目前，电化学自产过氧化氢消毒液被视为一种有效途径，但在其雾化杀菌运用过程中，会存在过氧化氢过度稀释、杀菌浓度不易控制、内部结构复杂等问题。
发明内容
本申请为了现有消毒设备存在过氧化氢过度稀释、杀菌浓度不易控制、内部结构复杂的技术问题，提供了一体化雾化消毒机，解决了过度稀释，杀菌浓度不易控制等问题。
本申请采用以下技术方案：
一体化雾化消毒机，包括：
储液机构，包括储液箱和供液箱，所述储液箱用于盛放电解液，所述供液箱设于所述储液箱上侧用于为其提供电解液；
反应机构，包括供液模块和反应模块，所述供液模块用于将所述储液箱内的电解液输送至所述反应模块，所述反应模块用于将电解液电解以制成过氧化氢消毒液后流至所述储液箱内；
雾化机构，包括雾化模块、风道结构和风机模块，所述雾化模块设于所述储液箱内用于将过氧化氢消毒液雾化成水雾，所述风道结构设于所述雾化模块上方用于将水雾导出，所述风机模块设于所述风道结构上用于辅助导出水雾。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应模块包括反应壳体，所述反应壳体一侧设有与所述供液模块连通的反应进口、另一侧设有与所述储液箱连通的反应出口，所述反应壳体内位于所述反应进口和所述反应出口之间间隔设有反应阳极和反应阴极，所述反应阳极和所述反应阴极分别接入供电电源的正极和负极。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应阳极为惰性材料，所述反应阴极为具有多孔结构材料，且所述反应阳极和所述反应阴极的表面均设有具有催化作用的催化剂层。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应阳极为铂、钯、钌、铑、铱、锇、金、掺硼金刚石薄膜或玻璃碳电极；
所述反应阴极为泡沫镍板、多孔石墨板、烧结钛板、活性炭毡或碳纸。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应壳体内设有用于增加电解液涡流的扰流结构，所述扰流结构包括位于所述反应进口和所述反应出口之间的底架以及间隔设于所述底架上的多个隔板。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述供液箱活动设于所述储液箱上侧，所述供液箱底部设有可与所述储液箱连通的储水液出口，所述储水液出口上设有可用于密封其的储水密封塞，所述供液箱下端环绕所述储水液出口设有向下延伸的液封罩，所述储液箱上设有可驱使所述储水密封塞脱离所述储水液出口的立柱。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述供液模块包括液泵，所述液泵的进液口通过管道与所述储液箱连通、出液口与所述反应模块连通。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述风道结构包括设于所述雾化模块上侧且下端伸入所述储液箱内液面以下的挡风罩，所述挡风罩上端连通设有用于引出气雾的风道；
所述风道上侧设有往水平方向延伸的延伸段，所述延伸段末端设有出雾口。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述雾化模块为陶瓷雾化片，且其表面涂覆有用于耐腐蚀的保护层。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述储液箱内还设有用于检测其内部液位高低的水位检测件。
与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
本申请提供一体化雾化消毒机，包括储液机构、反应机构和雾化机构，储液机构包括用于盛放电解液的储液箱和用于提供电解液的供液箱，反应机构包括供液模块和反应模块，供液模块将所述储液箱内的电解液输送至反应模块，再由反应模块将电解液电解以制成过氧化氢消毒液后流回储液箱内，雾化机构包括用于将储液箱内的过氧化氢消毒液雾化成水雾、用于将水雾导出的风道结构和用于辅助导出水雾的风机模块，本申请将反应机构和雾化机构整合在同一储液箱内，使消毒机内部结构得以优化，反应机构产生的过氧化氢能够快速分散在水体中被雾化机构及时雾化并导出，有效避免了因浓度稀释导致的出雾浓度降低现象，使得雾化浓度更高，可实时制备过氧化氢消毒液并能够同步雾化，并在雾化过程中可以及时补充已消耗的过氧化氢消毒液，既简化了反应机构和雾化机构间的结构，又保证了过氧化氢消毒液的持续生成，解决了现有过氧化氢过度稀释、杀菌浓度不易控制等问题，本申请提供一种结构更简单、安装方便、绿色环保的雾化杀毒机，通过电能直接转化成化学能，可实时产生消毒液，对环境实时消毒，通过优化，提升了过氧化氢消毒液的雾化浓度，解决了过度稀释，杀菌浓度不易控制等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请一体化雾化消毒机的结构示意图。
图2是本申请反应机构的结构示意图。
图3是本申请一体化雾化消毒机雾化出口浓度随时间变化曲线图。
具体实施方式
如图1-3所示，一体化雾化消毒机，包括储液机构1、反应机构 2和雾化机构3；储液机构1包括储液箱11和供液箱12，所述储液箱11用于盛放电解液，所述供液箱12设于所述储液箱11上侧用于为其提供电解液；反应机构2包括供液模块21和反应模块22，所述供液模块21用于将所述储液箱11内的电解液输送至所述反应模块 22，所述反应模块22用于将电解液电解以制成过氧化氢消毒液后流至所述储液箱11内；雾化机构3包括雾化模块31、风道结构32和风机模块33，所述雾化模块31设于所述储液箱11内用于将过氧化氢消毒液雾化成水雾，所述风道结构32设于所述雾化模块31上方用于将水雾导出，所述风机模块33设于所述风道结构32上用于辅助导出水雾。
本申请提供一体化雾化消毒机，包括储液机构、反应机构和雾化机构，储液机构包括用于盛放电解液的储液箱和用于提供电解液的供液箱，反应机构包括供液模块和反应模块，供液模块将所述储液箱内的电解液输送至反应模块，再由反应模块将电解液电解以制成过氧化氢消毒液后流回储液箱内，雾化机构包括用于将储液箱内的过氧化氢消毒液雾化成水雾、用于将水雾导出的风道结构和用于辅助导出水雾的风机模块，本申请将反应机构和雾化机构整合在同一储液箱内，使消毒机内部结构得以优化，反应机构产生的过氧化氢能够快速分散在水体中被雾化机构及时雾化并导出，有效避免了因浓度稀释导致的出雾浓度降低现象，使得雾化浓度更高，可实时制备过氧化氢消毒液并能够同步雾化，并在雾化过程中可以及时补充已消耗的过氧化氢消毒液，既简化了反应机构和雾化机构间的结构，又保证了过氧化氢消毒液的持续生成，解决了现有过氧化氢过度稀释、杀菌浓度不易控制等问题。
上述反应机构采用流动式循环制备过氧化氢，本申请储液箱槽内的电解液通过供液模块输送至反应模块进行电解成为过氧化氢，且反应模块电解的过氧化氢再回流至储液箱，形成含过氧化氢的消毒液，本申请通过采用流动式供液，可提高反应模块的电解效果，使得电解更彻底、更高效，通过电能直接转化成化学能，以实时产生消毒液并对环境进行实时消杀，本申请结构简单，且可快速制备过氧化氢消毒液。
上述雾化机构通过雾化模块将储液箱内的消毒液雾化成水雾，再通过风道结构将水雾导出，风机模块辅助导出水雾，以达到对特定环境范围消杀的目的，本申请结构简单，可无耗材、实时将消毒液雾化并对环境进行实时消杀，可方便的应用在各类公共场所，如电梯间、办公室、商场、超市等。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应模块22包括反应壳体 221，所述反应壳体221一侧设有与所述供液模块21连通的反应进口 2211、另一侧设有与所述储液箱11连通的反应出口2212，所述反应壳体221内位于所述反应进口2211和所述反应出口2212之间间隔设有反应阳极222和反应阴极223，所述反应阳极222和所述反应阴极 223分别接入供电电源225的正极和负极，本申请通过电能直接转化成化学能，通过反应模块将电解液电解为过氧化氢，反应原理如下：
反应阳极和反应阴极通过二电子氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)来产生过氧化氢，在反应阴极上发生反应如下：
O2+2(H++e-)→H2O2；
在反应阳极则发生水的电解反应，其反应如下：
H2O→0.5O2+2(H++e-)；
流动式过氧化氢电化学反应装置中生成过氧化氢的总反应为：
H2+0.5O2→H2O2。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应阳极222为惰性材料，优选所述反应阳极222为铂、钯、钌、铑、铱、锇、金、掺硼金刚石薄膜或玻璃碳电极，所述反应阴极223为具有多孔结构材料，优选所述反应阴极223为泡沫镍板、多孔石墨板、烧结钛板、活性炭毡或碳纸，能够增大反应面积。
所述反应阳极222和所述反应阴极223的表面均设有具有催化作用的催化剂层，反应阳极表面涂覆或沉积有水氧化(OER)催化剂，水氧化(OER)催化剂可以选用NiCoOx、CoFeOx、IrOx/SrIrO3、IrO2、RuO2、 FeCoW、NiOx、NiFeOx或固态Pt中的一种，反应阴极上涂覆有阴极催化剂，本实施例的阴极催化剂为高比表面积氧化石墨，在具体生产实施中阴极催化剂可以根据阴极材料和电解液的成分在Pt/C、PtHg4、 O-CNTs、氧化石墨、高表面积活化碳粉、M-N-C(M＝Co，Fe，Mn)、功能化碳粉中选择。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述反应壳体221内设有用于增加电解液涡流的扰流结构224，所述扰流结构224包括位于所述反应进口2211和所述反应出口2212之间的底架2241以及间隔设于所述底架2241上的多个隔板2242，通过设置有扰流结构，可限制反应液体的流动路径，延长反应液体流经时间，提高电解效率。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述供液箱12活动设于所述储液箱11上侧，所述供液箱12底部设有可与所述储液箱11连通的储水液出口121，所述储水液出口121上设有可用于密封其的储水密封塞122，所述供液箱12下端环绕所述储水液出口121设有向下延伸的液封罩123，所述储液箱11上设有可驱使所述储水密封塞122脱离所述储水液出口121的立柱114；供液箱上设有加水口，消毒工作时，储水密封塞密封供液箱出口，防止漏液，透过加水口向供液箱内加入消毒用水，将供液箱放置在储液箱上侧，此时立柱将储水密封塞顶开，供液箱内的液体通过重力作用流入储液箱内，供液箱活动设置在储液箱上侧，可便于加水；在供液箱与储液箱安装适配后，储液箱中的立柱一直顶开供液箱的密封塞，保持上、下两层水箱为通路状态，在储液箱液体雾化后，可以被供液箱液体及时补充，在取下供液箱加满水后，拧紧密封塞防止水漏出，在放回消毒机后，储液箱的立柱将供液箱密封塞顶开，水流通过重力作用流至储液箱，当储液箱水位到了一定位置后，通过液封罩的液封作用，水位达到平衡，在杀毒机开启后，储液箱中水的液位下降，水从供液箱继续流下将其补足，稳定在一定液位线。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述供液模块21包括液泵211，所述液泵211的进液口通过管道212与所述储液箱11连通、出液口与所述反应模块22连通，本申请通过液泵211将储液箱内的电解液泵送至反应模块进行电解，提高电解液流动性，增加电解效率。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述风道结构32包括设于所述雾化模块31上侧且下端伸入所述储液箱11内液面以下的挡风罩321，所述挡风罩321上端连通设有用于引出气雾的风道322；在反应机构电解制成过氧化氢消毒液后，通过雾化模块将消毒液雾化成水雾，而风道结构设于雾化模块上方，可及时将雾化后的消毒液及时导出，避免产生的水雾对装置其他部分化学腐蚀效应，可提高装置的使用寿命，风机模块通过风道将水雾从特定风口吹出，以达到对环境和特定范围消杀的目的；将挡风罩伸入液面以下可有效避免产生过氧化氢水雾对雾化机其他部件的化学腐蚀效应，可大大延长雾化消毒机的使用寿命，在雾化槽内部消毒液充盈时，挡风罩下端可插入到雾化槽液面以下，挡风罩水面以上可在雾化装置液面上方形成一个密闭空腔，防止产生的消毒雾气往其它地方泄露，增加了出雾时的气压，使雾气仅在风道内流动。
所述风道322上侧设有往水平方向延伸的延伸段323，所述延伸段323末端端设有出雾口324，延伸段从出雾口向下挖取槽型界面，延伸至挡风罩竖直正对方向后，与挡风罩上方形成通孔，采取这种类型的风道，可有效减少出雾形成的湍流，平移出雾的方法可使出雾更均匀。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述雾化模块31为陶瓷雾化片，且其表面涂覆有用于耐腐蚀的保护层。能在雾化过氧化氢电化学反应器实时产生的过氧化氢时，阻止相应的电化学腐蚀效应，在产生、雾化过氧化氢消毒液的同时，保证了雾化杀毒机的长期使用寿命。耐腐蚀雾化片位于雾化杀毒机风道正下方，在起雾化作用的同时，能有效的防止因各种环境所造成的化学腐蚀、电化学腐蚀、空泡效应等。其耐腐蚀原理是通过在传统超声雾化片表面涂覆一层保护膜，保护膜材料不限于高分子膜、金属氧化膜、复合材料等，通过使用此种耐腐蚀雾化片的作用主要是防止电化学腐蚀、化学腐蚀等，可有效保证雾化装置的持续工作，延长雾化杀毒机的使用寿命。
如上所述的一体化雾化消毒机，所述储液箱11内还设有用于检测其内部液位高低的水位检测件13，水位检测件为液位传感器，在液位传感器检测到储液箱内处于正常水位时，通过反应机构和雾化机构工作，通过电解和雾化作用，反应模块将储液箱内的电解液电解成为过氧化氢消毒液，再由消毒液雾化机构将电解后的过氧化氢消毒液雾化成为水雾吹出。
本申请杀毒逻辑如下：
本申请消毒机的双水箱结构可分成可取下装液的供液箱、过氧化氢电化学反应机构和耐腐蚀雾化机构共用的储液箱，消杀时，将供液箱从杀毒机上取下，手动添加消杀用水于供液箱，将其放回杀毒机后，水流经重力作用，流至储液箱，按下杀毒机外部开机按钮，在内部电子元件检测下，水位正常时，自动开启过氧化氢电化学反应器机构和雾化机构，通过电解和雾化作用，将产生的过氧化氢雾化，风机模块通过风道将其从特定风口吹出，以达到对环境和特定范围消杀的目的。其中，双水箱结构中，反应机构所在位置和雾化机构所在位置通过物理分隔在储液箱的特定位置处，可使得实时产生的过氧化氢溶液实现实时雾化，反应器与雾化装置之间不互相干扰。其中，使用耐腐蚀雾化片能在雾化过氧化氢电化学反应器实时产生的过氧化氢时，阻止相应的电化学腐蚀效应，在产生、雾化过氧化氢消毒液的同时，保证了雾化杀毒机的长期使用寿命，本申请提供一种结构更简单、安装方便、绿色环保的雾化杀毒机，通过电能直接转化成化学能，可实时产生消毒液，对环境实时消毒，通过优化，提升了过氧化氢消毒液的雾化浓度，解决了过度稀释，杀菌浓度不易控制等问题。
本申请实际应用实施例如下：
实验条件：在一体化雾化杀毒机供液箱中加入800mL矿泉水，将其放回后，开启雾化杀毒机，测试雾化杀毒机出风口雾气浓度，连续测试3h。
选取图1所示结构的雾化杀毒机为实施实例进行测试，内部过氧化氢产生装置采取流动式电化学反应器，在反应电压24V的条件下，制取过氧化氢，并在雾化杀毒机出风口处取点测试过氧化氢浓度，记录其浓度随时间变化情况。
如图3所示，在实施例中，仅使用800mL水反应的情况下，本发明所述的雾化杀毒机出风口雾气浓度可在3h内达到80ppm以上。
该实验结果佐证了本发明可以提供一种结构更简单，过氧化氢浓度产生更快的集消毒液产生和雾化装置于一体的雾化消毒机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一体化雾化消毒机，其特征在于，包括：
储液机构(1)，包括储液箱(11)和供液箱(12)，所述储液箱(11)用于盛放电解液，所述供液箱(12)设于所述储液箱(11)上侧用于为其提供电解液，所述供液箱(12)活动设于所述储液箱(11)上侧，所述供液箱(12)底部设有可与所述储液箱(11)连通的储水液出口(121)，所述储水液出口(121)上设有可用于密封其的储水密封塞(122)，所述供液箱(12)下端环绕所述储水液出口(121)设有向下延伸的液封罩(123)，所述储液箱(11)上设有可驱使所述储水密封塞(122)脱离所述储水液出口(121)的立柱(114)，所述储液箱(11)内还设有用于检测其内部液位高低的水位检测件(13)；
反应机构(2)，包括供液模块(21)和反应模块(22)，所述供液模块(21)用于将所述储液箱(11)内的电解液输送至所述反应模块(22)，所述反应模块(22)用于将电解液电解以制成过氧化氢消毒液后流至所述储液箱(11)内；
所述供液模块(21)包括液泵(211)，所述液泵(211)的进液口通过管道(212)与所述储液箱(11)连通、出液口与所述反应模块(22)连通；
所述反应模块(22)包括反应壳体(221)，所述反应壳体(221)一侧设有与所述供液模块(21)连通的反应进口(2211)、另一侧设有与所述储液箱(11)连通的反应出口(2212)，所述反应壳体(221)内位于所述反应进口(2211)和所述反应出口(2212)之间间隔设有反应阳极(222)和反应阴极(223)，所述反应阳极(222)和所述反应阴极(223)分别接入供电电源(225)的正极和负极，所述反应壳体(221)内设有用于增加电解液涡流的扰流结构(224)，所述扰流结构(224)包括位于所述反应进口(2211)和所述反应出口(2212)之间的底架(2241)以及间隔设于所述底架(2241)上的多个隔板(2242)；
雾化机构(3)，包括雾化模块(31)、风道结构(32)和风机模块(33)，所述雾化模块(31)设于所述储液箱(11)内用于将过氧化氢消毒液雾化成水雾，所述风道结构(32)设于所述雾化模块(31)上方用于将水雾导出，所述风机模块(33)设于所述风道结构(32)上用于辅助导出水雾；
所述风道结构(32)包括设于所述雾化模块(31)上侧且下端伸入所述储液箱(11)内液面以下的挡风罩(321)，所述挡风罩(321)上端连通设有用于引出气雾的风道(322)，所述风道(322)上侧设有往水平方向延伸的延伸段(323)，所述延伸段(323)末端设有出雾口(324)。
2.根据权利要求1所述的一体化雾化消毒机，其特征在于：所述反应阳极(222)为惰性材料，所述反应阴极(223)为具有多孔结构材料，且所述反应阳极(222)和所述反应阴极(223)的表面均设有具有催化作用的催化剂层。
3.根据权利要求2所述的一体化雾化消毒机，其特征在于：所述反应阳极(222)为铂、钯、钌、铑、铱、锇、金、掺硼金刚石薄膜或玻璃碳电极；
所述反应阴极(223)为泡沫镍板、多孔石墨板、烧结钛板、活性炭毡或碳纸。
4.根据权利要求1所述的一体化雾化消毒机，其特征在于：所述雾化模块(31)为陶瓷雾化片，且其表面涂覆有用于耐腐蚀的保护层。
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