CN208735840U - 一种风帘系统及隔离防护装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种风帘系统,包括吸风模块、风机模块、消杀过滤模块、出风模块以及储风箱,风机模块的进口与吸风模块相连通,风机模块的出口与出风模块相连通,储风箱设于风机模块与出风模块之间,消杀过滤模块设于储风箱与风机模块之间或吸风模块与风机模块之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。基于上述结构,储风箱的设置能够保证出风模块持续均匀地吹出足够压力的风帘,确保人与人之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。此外,本实用新型还提供一种隔离防护装置,由于该隔离防护装置采用了上述风帘系统,因此同样能够持续均匀地吹出足够压力的风帘,隔断效果上佳。

Description

一种风帘系统及隔离防护装置
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域,尤其涉及一种风帘系统及隔离防护装置。
背景技术
生态环境急遽改变的廿一世纪,具有传染病的病毒或细菌多种多样,例如 SARS,肺结核,脑膜炎、脑脊髓膜炎,水痘,麻疹,德国麻疹,流行性感冒等等,俨然成为人类健康的重大威胁,迫使人类更加重视经由空气或飞沫等媒介携带传播的潜在危险性病菌。由此,在医院或诊所中,防止病菌扩散和交叉感染是一项极其重要的预防工作,而带有传播性病菌的病人更是医院和诊所重点防护的对象,实属重中之重。
目前,有研发人员设计了一种具备隔离功能的隔离防护装置,能够吹出一道隔断人与人之间呼吸气流传播路径的风帘,以降低病菌传播或产生交叉感染的机率。但是,该类隔离防护装置的气流路径过于简单,直接将风机吹出的风引出为风帘,因此容易出现出风不均匀等问题,进而导致隔断效果不佳,依然存在病菌传播和交叉感染的风险。
因此,特别需要一种出风均匀、隔断效果好的风帘系统和隔离防护装置,以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种风帘系统及隔离防护装置,该风帘系统及隔离防护装置能够将携带病菌的空气吸入并进行消毒杀菌处理,同时持续均匀地吹出足够压力的风帘,确保人与人之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
基于此,本实用新型提供了一种风帘系统,包括吸风模块、风机模块、消杀过滤模块、出风模块以及储风箱,所述风机模块的进口与所述吸风模块相连通,所述风机模块的出口与所述出风模块相连通,所述储风箱设于所述风机模块与所述出风模块之间,所述消杀过滤模块设于所述储风箱与所述风机模块之间或所述吸风模块与所述风机模块之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。
作为优选方案,所述储风箱的出口设于所述储风箱的顶部,所述储风箱的进口低于所述储风箱的出口。
作为优选方案,所述消杀过滤模块包括初滤模块、高压静电模块、活性炭模块以及高效模块。
作为优选方案,所述风帘系统还包括有主控模块,所述风机模块与所述主控模块电连接。
作为优选方案,所述风帘系统还包括有与所述主控模块电连接的触摸屏以及检测模块。
本实用新型的另一目的在于提供一种隔离防护装置,包括机架主体、风机、杀菌过滤单元以及储风箱,所述风机、所述杀菌过滤单元以及所述储风箱设于所述机架主体的内部,且所述风机的进口与所述杀菌过滤单元相连通,所述风机的出口与所述储风箱的入口相连通;
所述机架主体内设有沿所述机架主体的长度方向布置的第一出风风道,所述第一出风风道与所述储风箱的出口相连通,且所述机架主体的顶部设有与所述第一出风风道相对应的第一出风口;
所述机架主体的两侧设有与所述风机的进口相连通的吸风口,所述杀菌过滤单元连通于所述吸风口与所述风机的进口之间。
作为优选方案,所述储风箱为Y漏斗形结构,所述储风箱的入口位于其侧部,所述储风箱的出口位于其顶部,且所述储风箱的出口的长度等于所述第一出风风道的长度。
作为优选方案,所述机架主体内设有沿所述机架主体的宽度方向布置的第二出风风道,所述第二出风风道的第一端部与所述第一出风风道的端部相连通,所述机架主体的顶部设有与所述第二出风风道相对应的第二出风口,所述第二出风口的第一端与所述第一出风口的一端相连通;
所述机架主体内设有沿竖直方向布置的第三出风风道,所述第三出风风道的上端部与所述第二出风风道的第二端部相连通,所述机架主体朝向保护对象的侧面设有与所述第三出风风道相对应的第三出风口,所述第三出风口的上端与所述第二出风口的第二端相连通。
作为优选方案,所述第一出风风道、所述第二出风风道以及所述第三出风风道吹出的风帘的风速为2m/s至4m/s。
作为优选方案,所述第一出风口设有使风帘向隔离对象所在侧倾斜的导风格栅,且所述风帘与所述第一出风风道的法线方向的夹角为15°至25°。
实施本实用新型实施例,具有如下有益效果:
本实用新型提供的风帘系统包括吸风模块、风机模块、消杀过滤模块、出风模块以及储风箱,风机模块的进口与吸风模块相连通,风机模块的出口与出风模块相连通,储风箱设于风机模块与出风模块之间,消杀过滤模块设于储风箱与风机模块之间或吸风模块与风机模块之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。基于上述结构,风机提供风源,使吸风模块和出风模块形成正负压差,携带病菌的空气由此被吸风模块吸入,然后进入消杀过滤模块进行消毒杀菌处理,变为洁净的空气,再进入储风箱蓄存,最后从出风模块吹出,形成一道具有隔离功能的正压风帘,从而实现降低病菌传播、防止产生交叉感染的功能。最重要的是,储风箱的设置能够保证出风模块持续均匀地吹出足够压力的风帘,确保人与人之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
此外,本实用新型还提供一种隔离防护装置,由于该隔离防护装置采用了上述风帘系统,因此同样能够持续均匀地吹出足够压力的风帘,隔断效果上佳。
附图说明
图1是本实用新型实施例的风帘系统的示意图。
图2是本实用新型实施例的隔离防护装置的结构示意图。
图3是本实用新型实施例的隔离防护装置的气流方向示意图。
图4是本实用新型实施例的第一出风风道和第二出风风道上各测试点的位置示意图。
图5是本实用新型实施例的第三出风风道上各测试点的位置示意图。
图6是本实用新型实施例的导风格栅的结构示意图。
图7是图6中A-A的剖视图。
图8是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 0(Case 0)条件下的组分图。
图9是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 1(Case 1)条件下的组分图。
图10是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 1(Case 2)条件下的组分图。
图11是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 1(Case3)条件下的组分图。
图12是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 5(Case 2)条件下的组分图。
图13是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 5(Case 5)条件下的组分图。
图14是本实用新型实施例的CFD模拟中Scenario 5(Case 8)条件下的组分图。
图15是不同送风速度和送风角度下医务人员嘴巴附近的示踪气体平均摩尔分数(×10-4)的折线图。
附图标记说明:
1、吸风模块,2、风机模块,3、消杀过滤模块,31、初滤模块,32、高压静电模块,33、活性炭模块,34、高效模块,4、储风箱,5、出风模块, 6、主控模块,7、触摸屏,8、检测模块,10、机架主体,11、吸风口,12、第一出风口,13、第二出风口,14、第三出风口,15、导风格栅,20、风机, 51、第一出风风道,52、第二出风风道,53、第三出风风道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,本实用新型实施例提供一种风帘系统,包括吸风模块1、风机模块2、消杀过滤模块3、储风箱4以及出风模块5,风机模块2的进口与吸风模块1相连通,风机模块2的出口与出风模块5相连通,储风箱4设于风机模块2与出风模块5之间,消杀过滤模块3设于储风箱4与风机模块2之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。基于上述结构,风机20提供风源,使吸风模块1和出风模块5形成正负压差,携带病菌的空气由此被吸风模块1 吸入,然后进入消杀过滤模块3进行消毒杀菌处理,变为洁净的空气,再进入储风箱4蓄存,最后从出风模块5吹出,形成一道能够隔断人与人之间呼吸气流传播路径的正压风帘,从而实现降低病菌传播、防止产生交叉感染的功能。当然,消杀过滤模块3也可设于吸风模块1与风机模块2之间,其同样能够对吸入的空气进行消毒杀菌处理。
进一步地,由于从风机模块2出来的气流直接通过出风模块5吹出易出现气流紊乱、出风不均匀等状况,影响风帘的形成或隔断的效果,因此,在风机模块2与出风模块5之间设有保证一定的风压的储风箱4能够解决上述问题。具体地,储风箱4的出口设于储风箱4的顶部,且储风箱4的进口低于储风箱 4的出口,消毒杀菌后的洁净空气由储风箱4的进口进入储风箱4后不会立即通过出风模块5吹出,而是逐渐蓄存,直至充满整个储风箱4,然后再从储风箱4的出口自然溢出,最后通过出风模块5吹出,基于此,储风箱4的设置能够保证出风模块5持续均匀地吹出足够压力的风帘,确保人与人之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
再进一步地,如图1所示,风帘系统还包括有主控模块6和触摸屏7,风机模块2和触摸屏7均与主控模块6电连接,基于此,使用者通过触摸屏7对主控模块6发出指令,再由主控模块6操控风机模块2,实现风机模块2的启停、定时、档位调节等功能。此外,风帘系统还包括有与主控模块6电连接的检测模块8,检测模块8用于检测空气中的PM2.5和二氧化碳值等数据并传输至主控模块6,主控模块6再将检测数据显示在触摸屏7上,便于使用者实时监测环境中的空气质量。
更进一步地,如图1所示,消杀过滤模块3包括初滤模块31、高压静电模块32、活性炭模块33以及高效模块34。另外,为了便于风帘的形成,进一步提高隔断效果,出风模块5一般采用条形出风槽,并且,根据实际的应用情况,条形出风槽的走向可设计成各种形状,例如一字形、L形、U形等。
如图2至图3所示,本实用新型实施例还提供一种采用上述风帘系统的隔离防护装置,包括机架主体10、风机20、杀菌过滤单元(图未示)以及储风箱4,风机20、杀菌过滤单元以及储风箱4设于机架主体10的内部,且风机 20的进口与杀菌过滤单元相连通,风机20的出口与储风箱4的入口相连通;机架主体10的两侧设有与风机20的进口相连通的吸风口11,杀菌过滤单元连通于吸风口11与风机20的进口之间;机架主体10内设有沿机架主体10的长度方向布置的第一出风风道51,第一出风风道51与储风箱4的出口相连通,且机架主体10的顶部设有与第一出风风道51相对应的第一出风口12。显然,风机20相当于风帘系统中的风机模块2,杀菌过滤单元相当于风帘系统中的消杀过滤模块3,第一出风风道51相当于风帘系统中的出风模块5,吸风口11 相当于风帘系统中的吸风模块1。基于上述结构,风机20用于在机架主体10 内部形成正负压差,吸风口11将环境中的空气吸入并通过杀菌过滤单元处理,然后蓄存入储风箱4内,待储风箱4充满洁净的空气后,最终通过第一出风风道51持续均匀地吹出,形成一道隔断隔离对象与保护对象之间呼吸气流传播路径的正压风帘,达到降低病菌传播、防止产生交叉感染的目的。
具体地,如图2至图3所示,以该机架主体10上靠近隔离对象的一侧作为前端,靠近保护对象的一侧则为后端,第一出风风道51设置于机架主体10 的顶部并与机架主体10的长边相平行,且第一出风风道51为靠近机架主体10 的前端进行布置,以便于其吹出的隔离风帘能够对隔离对象呼出的携带病菌的空气进行及时有效的阻隔。储风箱4设置于风机20出口与第一出风风道51之间,从而能够保证第一出风风道51持续均匀地吹出足够压力的风帘,加强隔断效果,确保隔离对象与保护对象之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。在机架主体10的左、右两侧面上分别设置有吸风口11,吸风口11与风机20的进风口相连通,且杀菌过滤单元设置于吸风口11与风机20的进口之间,借助风机20在机架主体10内部形成的负压,外部的空气能够持续不断的从吸风口11处被吸入,其中包括由隔离对象呼出的携带病菌的空气,空气通过吸风口11被吸入后直接进入到杀菌过滤单元中进行快速有效的净化,重新转化为洁净的空气,这些洁净的空气被源源不断的输送至风机20处,并最终从第一出风风道51正压输出,以形成隔离风帘,实现环境内空气的循环利用和不断净化。由此,空气净化与风帘隔断组成的双重手段不仅避免了人与人交流过程中出现的交互感染现象,更有效地防止了病菌的传播,进一步提高了隔离的安全性。
另外,杀菌过滤单元包括依次相连接的初效滤网、高压静电滤网、活性炭滤网以及高效滤网,吸风口11与初效滤网相连通,高效滤网与风机20的进口相连通,由吸风口11处被吸入的隔离对象呼出的可能携带病毒和细菌的气体依次经过初效滤网、高压静电滤网、活性炭滤网以及高效滤网后输入到风机20 中。基于上述多重消杀环节,杀菌过滤单元能够对空气进行高效可靠的净化,确保净化工作的质量。
进一步地,如图2至图3所示,机架主体10内设有第二出风风道52,第二出风风道52沿机架主体10的宽度方向布置,且第二出风风道52的第一端部与第一出风风道51的端部相连通;机架主体10的顶部设有与第二出风风道 52相对应的第二出风口13,第二出风口13的第一端与第一出风口12的一端相连通。优选的,本实施例中第二出风风道52的数量设为两条,两条第二出风风道52分别连通于第一出风风道51的两端部处,且第二出风风道52与第一出风风道51相互垂直布置,在机架主体10的内形成U形出风风道;相对应的是,第二出风口13的数量也设为两个,且两个第二出风口13与第一出风口 12组成U形的出风口。由此第二出风风道52吹出的风帘能够与第一出风风道 51吹出的风帘相互拼接形成封闭性更好的防护空间,以对保护对象提供更好的保护。在此基础上,机架主体10内还设有沿竖直方向布置的第三出风风道 53,第三出风风道53的上端部与第二出风风道52的第二端部相连通;机架主体10朝向保护对象的侧面设有与第三出风风道53相对应的第三出风口14,第三出风口14的上端与第二出风口13的第二端相连通。优选的,本实施例中第三出风风道53的数量同样设为两条,第三出风口14同样设为两个。由此第一出风风道51、第二出风风道52和第三出风风道53分别吹出的正压风帘能够为保护对象提供一个封闭性更高的空间,为保护对象提供高质量的防护工作,第二出风风道52和第三出风风道53的存在还能够在一定程度上减少由于第一出风风道51的送风角度过大而为保护对象带来的风险,提高整个隔离防护装置的可靠性。
更进一步的,如图2所示,储风箱4的入口位于其侧部,储风箱4的出口位于其顶部,由此,待储风箱4中的洁净空气蓄存满后,空气自动地通过第一出风风道向左右两侧的第二出风风道52以及第三出风风道53进行均匀的分流,从而保证第一出风口12、第二出风口13以及第三出风口14吹出的风帘强度均匀,以提高隔断效果。优选的,储风箱4选择为Y漏斗形结构,且储风箱 4的出口的长度与第一出风风道51的长度相等,因此,Y漏斗形状的设计有效地减小了空气的阻力,使得空气能够平稳地过渡到第一出风风道51中,由此保证空气流通的顺畅性。但在其他实施例中,储风箱4的结构形状设计并不受本实施例的限制,当可按照实际的需要,选择合适的储风箱4形状类型。储风箱4上还设有消音装置,能够减小储风箱4在工作过程中产生的噪音,为使用者提供更好的体验,以达到较好的使用效果。
为了证明储风箱4的确具有提高风帘均匀性的作用,本实施例中的隔离防护装置进行了出风情况检测试验,具体试验过程如下:
参见图4和图5,分别为试验过程中对第一出风风道51和左右两侧的第二出风风道52上进行检测的各测试点的位置示意图以及第三出风风道53上的用于进行检测的各测试点的位置示意图,具体试验数据如下表1和表2统计所示:
表1为第一出风风道51、左侧第二出风风道52以及左侧第三出风风道53 各测试点处的试验数据;
表1
表2为第一出风风道51、右侧第二出风风道52以及右侧第三出风风道53 各测试点处的试验数据;
表2
根据以往多次的风帘风速试验,未安装储风箱4时,各出风风道的风速极差在1.5m/s~2.0m/s之间,通过观察上述试验数据可知,安装储风箱4后,隔离防护装置的各出风风道处的风速极差有了明显的减小,即各出风风道能够形成一道强度均匀的隔断风帘,由此可以得出结论:储风箱4具有提高风帘均匀性的作用。
更进一步的,本实施例中的隔离防护装置同样设有主控模块6、检测模块 8以及触摸屏7,且检测模块8、触摸屏7以及风机20与主控模块6电连接。其中,检测模块8用于检测空气中的PM2.5和二氧化碳值等数据;触摸屏7用于对主控模块6发出指令,控制风机20的启停、定时和档位调节。
再进一步的,如图6至图7所示,风帘的倾斜角度直接影响风帘的隔断效果,因此,本实施例中的第一出风口12设有使风帘向隔离对象所在侧倾斜的导风格栅15。但是,若风帘的倾斜角度过小,则无法起到提高隔断效果的作用;若倾斜角度过大,则风帘容易被隔离对象呼出的气流越过,根本达不到隔断的效果,因此,导风格栅15的导向角度设计十分重要。同样的,风帘的送风速度也对风帘的隔断效果具有非常重要的影响。
为此,本实施例中的隔离防护装置进行了CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真模拟,具体模拟过程如下:
通过CFD模拟技术,对利用气流的隔离防护装置的隔断效果进行研究,并得出不同参数对隔断效果的影响,主要包括:风帘出风口的速度、送风角度。并从这两个方面对隔离防护装置的优化设计提出了改进建议。在本模拟的条件设置下,隔离防护装置位于房间中央,保护对象和隔离对象连线的中点为房间的中心点。几何模型中的相关参数,包括隔离防护装置尺寸、送回风口的尺寸和位置均按照实际产品的已知参数建立,并进行了合理的简化。考虑到风帘的主要作用是对隔离对象呼出的病原性微生物气溶胶进行隔离,故在本模拟中对隔离对象和保护对象在实际情况下同时呼吸的状态作了一定的简化,重点研究了隔离对象呼气、保护对象吸气的情况。
CFD模型的建立以及边界条件的设置,先确定几何模型如表3所示:
表3几何模型尺寸
再设置模拟条件,参见表4所述:
表4模拟条件设置
其中,注:送风角度θ指机架主体10顶部的第一出风风道51的送风方向与其法线方向的夹角(°)(偏向隔离对象方向)。模拟过程中用示踪气体代表隔离对象呼出的气体成分,所计算的组分图均指的是示踪气体的摩尔分数分布图。
首先,以Scenario 0、1(Case 0,1,2,3),研究不同风速对隔断效果的影响,具体试验过程如下:
参见图8,以Case 0作为对照组,设为机架主体10无风帘。隔离对象呼出的气流被自己头顶产生的热羽流所卷吸,向头顶上升,同时也向一侧墙壁偏移。在相同的房间通风系统下,无风帘的换气次数小于有风帘的换气次数,因此Case 0的换气次数较小,污染物停留时间较长。因没有风帘阻隔,隔离对象的气流可能会在房间各处盘旋,导致保护对象嘴巴附近的示踪气体浓度较高(能达到其他Case的几倍),并且保护对象的暴露时间也较长。因此,设置风帘来降低保护对象的感染风险的做法是十分有效的。
参见图9,在Case 1的情况下,由于风帘的送风速度不高,隔离对象呼出的污染物可以很容易越过风帘,从高处(靠近天花板位置)向保护对象侧移动,风帘的隔离作用无法得到保障。这是由于风帘的送风角度竖直向上,且速度不高,较弱的送风气流在喷出后不久便受到隔离对象呼出气流的卷吸作用,使得风帘的送风气流略微偏向隔离对象侧。且由于隔离对象呼出气体的密度大于空气,污染物有机会下沉,并有可能绕过机架主体10底部和侧面而到达保护对象的呼吸区。具体的感染风险还与污染物种类、暴露时间、感染阈值等因素有关。因此在这种情况下,虽然风帘在近机架主体10的表面上有一定的作用,但作用有限,应加大隔离防护装置的送风风速,进一步阻隔两人之间的气流交换。
参见图10,在Case 2中,风帘的送风速度加大到3m/s。此时,送风气流形成了比较完整的风帘,左边隔离对象的污染物基本被阻挡在风帘左边,只有少数能逃逸到风帘右边。呼出气流偏向送风气流,这是由于送风气流的速度较大,对隔离对象呼出气流有较强的卷吸作用而导致;另一方面,较冷的送风气流在房间内四散,甚至在房间中上部形成了一定的温度分层(上热-中上冷-中下热),破坏了热羽流。
参见图11,在Case 3中,风帘的送风速度加大到4m/s的情况。此时,强化的风帘能够完全隔离两人,这是由于较冷且速度较高的送风气流直接冲向天花板,从而在保护对象和隔离对象之间筑成一道有力的“风帘屏障”。在这种情况下,污染物到达保护对象呼吸区的机会更小了,一般在到达保护对象侧之前就能被隔离防护装置两侧的回风口排走。但是,从模拟过程中可以得出,隔离对象呼出气体在保护对象头顶上方天花板区域的平均浓度反而高于Case 2中风帘的送风速度为3m/s的情况,又增加了对保护对象呼吸区域污染的风险。这是由于速度较高的气流对隔离对象呼出气体的卷吸作用更强,则其混合气体的密度与周围空气的密度差值越大,越容易在保护对象侧发生下沉。所以送风速度不是越大越好。
紧接着,以上述风速试验得出的较佳风速3m/s为基础,进一步比较 Scenario 5(Case 2,5,8),研究不同送风角度对隔离对象呼出污染物轨迹的影响,具体试验过程如下:参见图12至图13,Case 5为在Case 2的基础上将送风角度调整为20°,由机架主体10的第一出风风道51射出的冷气流可以有效地将隔离对象的呼出气体控制在隔离对象身后的一个小区域里,不容易抵达保护对象呼吸区,从而达到压制污染物传播的目的。保护对象周围的气流不受风帘的直接影响,其热羽流能正常发展。这种情况能较好地阻隔隔离对象和保护对象之间的气流交互,可以减小实际环境中的气溶胶感染风险。
参见图14,Case 8将风帘送风方向再次向隔离对象侧倾斜,送风角度调整为40°,隔离对象和保护对象之间的气流是自由连通的,保护对象嘴巴呼吸区域的示踪气体浓度较高,风帘形同虚设。这是由于此时风帘的送风角度太低,送风气流极易受到隔离对象呼出气流的吸引,甚至被温度较高的隔离对象呼出气流压制在其下方,送风气流将直接抵达隔离对象嘴巴下方,使得隔离对象呼出气流则可以直接越过送风气流而往保护对象区域自由运动。但与此同时,由于机架主体10的短边风口的作用又对隔离对象呼出气流的运动起到了一定的干扰和压制,使得隔离对象呼出气流最终偏离保护对象方向运动而回到隔离对象身后。
综上所述,纵观整个模拟过程,得到的结论是:
图15显示了不同功能参数(送风角度和送风风速)下,保护对象嘴巴附近的示踪气体摩尔分数情况,保护对象嘴巴附件的示踪气体摩尔分数代表的是隔离对象呼出的气体进入到保护对象嘴巴呼吸区域的比例。从结果上看,摩尔分数最低的是Case 3(送风角度0°,风速4m/s)的情况。但是由于在这种情况下,保护对象头顶上方的示踪气体平均浓度较高,增加了呼吸区域被污染的风险,故并不是最佳情况。
送风速度3m/s(Case 2,5,8)的隔断效果优于2m/s(Case 1,4,7)和4m/s (Case 3,6,9)的情况。原因是2m/s的送风速度形成的风帘强度不够,在靠近天花板的位置容易被隔离对象呼出气流穿破而导致隔离对象呼出气流的泄露进入保护对象侧;而4m/s的送风速度又会增强房间内气流的紊乱程度,从而加剧房间内空气的混合,导致隔离对象的呼出气流很有可能在整个房间内充满,且4m/s的送风速度可能造成隔离对象因为较高速度的出流而带来的吹风感,故3m/s较合适。当然,2m/s至4m/s之间均是本实用新型保护的范围。
送风角度20°(Case 4,5,6)的隔断效果优于0°(Case 1,2,3)和40° (Case7,8,9)的情况。因为与0°相比,20°送风气流有一个向着隔离对象方向倾斜的作用面,对隔离对象的呼出气体有更好的压制作用,将污染物吹向隔离对象身后的空间;而40°的送风角度,由于气流倾斜太多,接近于隔离对象嘴巴高度,而在隔离对象呼出气流的卷吸作用下直接被呼出气流带到隔离对象嘴巴下方,不能起到阻挡隔离对象呼出气流的作用。但是,需要强调的是,送风角度设计为20°仅仅为最优选的角度,其正负5°所达到的效果虽然有所欠缺,但依然满足使用需求,因此,15°至25°之间均是本实用新型保护的范围。
风帘射流和人体热羽流的卷吸效应在模拟中得到了体现。不同风帘风速下,隔离对象呼出气体会受到不同卷吸作用的影响。以Case 2和Case3为例,当风帘风速较小时,人体热羽流产生的卷吸效应对隔离对象呼出气体的运动起主导作用,呼出气体被头顶的热羽流所捕获,并被加热上浮;当风帘风速较大时,风帘射流所产生的的卷吸效应起主导作用,隔离对象呼出气体会被卷入风帘并跟随风帘的送风气流一起运动,同时污染物也被风帘包围而得到控制,从而使得保护对象的感染风险得以降低。
最后,需要强调的是,本实用新型实施例提供的风帘系统主要应用于医疗领域,例如,隔离防护装置可以作为诊台,以隔离医护人员与患者为考虑出发点,在医护人员与患者中间形成风帘作为阻隔,将携带或潜在携带传染病原体的气溶胶隔离在患者方,最大程度的保护医护人员。当然,该风帘系统还可以应用于其他易发生交叉感染的公共场所,例如医院的隔离病区,用以隔离传染病患者与普通患者;或是实验室的防污染区,用以隔离实验物质与实验人员;抑或是公共交通工具内,用以隔离乘客与司机;又或是医院挂号窗口、车站售票窗口、银行柜台等,用以隔离工作人员与流动人群。
综上,本实用新型提供的一种风帘系统主要包括吸风模块1、风机模块 2、消杀过滤模块3、储风箱4以及出风模块5,风机模块2的进口与吸风模块 1相连通,风机模块2的出口与出风模块5相连通,储风箱4设于风机模块2 与出风模块5之间,消杀过滤模块3设于储风箱4与风机模块2之间或吸风模块1与风机模块2之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。跟现有技术相比,该风帘系统能够将携带病菌的空气吸入并进行消毒杀菌处理,同时持续均匀地吹出足够压力的风帘,确保人与人之间的呼吸气流传播路径被完全隔断,彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
此外,本实用新型还提供一种采用上述风帘系统的隔离防护装置,该隔离防护装置通过完整的CFD模拟设计出最优的送风角度和送风速度,跟现有技术相比,其除了能够持续均匀地吹出足够压力的风帘以外,还具有最佳的隔断效果。
应当理解的是,本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本实用新型范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风帘系统,其特征在于,包括吸风模块、风机模块、消杀过滤模块、出风模块以及储风箱,所述风机模块的进口与所述吸风模块相连通,所述风机模块的出口与所述出风模块相连通,所述储风箱设于所述风机模块与所述出风模块之间,所述消杀过滤模块设于所述储风箱与所述风机模块之间或所述吸风模块与所述风机模块之间,相邻两个模块之间通过气流通道相连通。
2.根据权利要求1所述的风帘系统,其特征在于,所述储风箱的出口设于所述储风箱的顶部,所述储风箱的进口低于所述储风箱的出口。
3.根据权利要求1所述的风帘系统,其特征在于,所述消杀过滤模块包括初滤模块、高压静电模块、活性炭模块以及高效模块。
4.根据权利要求1所述的风帘系统,其特征在于,所述风帘系统还包括有主控模块,所述风机模块与所述主控模块电连接。
5.根据权利要求4所述的风帘系统,其特征在于,所述风帘系统还包括有与所述主控模块电连接的触摸屏以及检测模块。
6.一种隔离防护装置,其特征在于,包括机架主体、风机、杀菌过滤单元以及储风箱,所述风机、所述杀菌过滤单元以及所述储风箱设于所述机架主体的内部,且所述风机的进口与所述杀菌过滤单元相连通,所述风机的出口与所述储风箱的入口相连通;
所述机架主体内设有沿所述机架主体的长度方向布置的第一出风风道,所述第一出风风道与所述储风箱的出口相连通,且所述机架主体的顶部设有与所述第一出风风道相对应的第一出风口;
所述机架主体的两侧设有与所述风机的进口相连通的吸风口,所述杀菌过滤单元连通于所述吸风口与所述风机的进口之间。
7.根据权利要求6所述的隔离防护装置,其特征在于,所述储风箱为Y漏斗形结构,所述储风箱的入口位于其侧部,所述储风箱的出口位于其顶部,且所述储风箱的出口的长度等于所述第一出风风道的长度。
8.根据权利要求6所述的隔离防护装置,其特征在于,所述机架主体内设有沿所述机架主体的宽度方向布置的第二出风风道,所述第二出风风道的第一端部与所述第一出风风道的端部相连通,所述机架主体的顶部设有与所述第二出风风道相对应的第二出风口,所述第二出风口的第一端与所述第一出风口的一端相连通;
所述机架主体内设有沿竖直方向布置的第三出风风道,所述第三出风风道的上端部与所述第二出风风道的第二端部相连通,所述机架主体朝向保护对象的侧面设有与所述第三出风风道相对应的第三出风口,所述第三出风口的上端与所述第二出风口的第二端相连通。
9.根据权利要求8所述的隔离防护装置,其特征在于,所述第一出风风道、所述第二出风风道以及所述第三出风风道吹出的风帘的风速为2m/s至4m/s。
10.根据权利要求6所述的隔离防护装置,其特征在于,所述第一出风口设有使风帘向隔离对象所在侧倾斜的导风格栅,且所述风帘与所述第一出风风道的法线方向的夹角为15°至25°。
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