CN217138746U - 一种增强氧化消毒气雾产生的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种增强氧化消毒气雾产生的装置，包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与压缩雾化器连接，所述压缩雾化器内设置液体，压缩雾化器内的液体经虹吸后与臭氧发生器内产生的带压臭氧混合形成消杀干雾。目的在于利用所产生的干雾对开放环境，半开放环境、密闭空间等场景进行消毒，从而实现消毒过程中物体表面不湿润，无残留；且由于将水破碎成微纳米级别，能够提高臭氧与水的结合能力，从而保证在干雾喷出的过程中，不会产生大量臭氧的泄漏，对周围环境友好，不会造成二次污染以及对人体健康的损害。

Description

一种增强氧化消毒气雾产生的装置

技术领域

本实用新型属于消毒消杀技术领域，具体涉及一种增强氧化消毒气雾产生的装置。

背景技术

臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气(O₂) 和单个氧原子(O)；后者具有很强的活性，其氧化能力强，可直接作用于细菌，病毒及挥发性有机气体，起到杀菌消毒，净化空气作用。实际应用中，单纯臭氧消毒会带来臭氧泄漏的风险，如若设备控制不当，消毒净化的同时也会损伤人体，产生健康隐患。

用臭氧“溶”于水过程中产生的羟基自由基(·OH)来增强臭氧水的杀毒灭菌效果。羟基自由基(·OH)的氧化电位为2.80eV，仅次于氟 (2.80eV)，具有极强的氧化性，可与大多数有机污染物发生快速的链式反应，能够无选择性地把有害物质直接矿化为CO₂、H₂O或无机盐，不产生二次污染。羟基自由基(·OH)这些先进的氧化特性使它能够应用在有机污染物的处理等方面，具有广谱性、快速、稳定、可靠的特点。但目前市面上所见到的用臭氧进行消毒消杀的装置，通常所产生的气雾具有一定的湿度，作用在物品表面容易使得物品湿润或产生残留，如实用新型专利《一种果蔬臭氧杀菌装置》(CN207252723)，描述了一种用于果蔬臭氧杀菌装置，该专利中将雾气直接喷洒在水果表面，但由于该专利结构采用臭氧气体气与水直接接触混合方式，通过高压水泵二次加压，最后从喷头喷出溶解臭氧的水雾，其气液混合不均匀，其喷出的水雾粒径大，耗水耗能高，清洗后，蔬果表面会残留大量液体；且采用这种方式将臭氧溶解于水中，只是使用溶解的极少量的臭氧进行消杀，大部分臭氧会随着水雾的喷出而喷出，从而产生二次污染，并对人体健康产生影响。

实用新型内容

为了克服臭氧水雾在杀菌时喷至物体表面会产生残留，且在喷出的过程中会伴随有大量臭氧的泄漏问题，本实用新型提供了一种增强氧化消毒气雾产生的装置及方法，本实用新型方法产生微纳米增强氧化消毒干雾，利用所产生的干雾对开放环境，半开放环境、密闭空间等场景进行消毒，实现消毒过程中物体表面不湿润，无残留的目的；本实用新型方法由于将水破碎成微纳米级别，能够提高臭氧与水的结合能力，从而保证在干雾喷出的过程中，不会产生大量臭氧的泄漏，对周围环境友好，不会造成二次污染以及对人体健康的损害。

本实用新型所采用的技术方案是：一种增强氧化消毒气雾产生的装置，包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与压缩雾化器连接，所述压缩雾化器内设置液体，压缩雾化器内的液体经虹吸后与臭氧发生器内产生的带压臭氧混合形成消杀干雾。

优选的，所述压缩雾化器内设置进气管，所述进气管与臭氧发生器连接，所述进气管的管壁上设置有吸入孔；压缩雾化器内的液体通过吸入孔吸入到进气管内，与进气管内的臭氧混合形成消杀干雾。

优选的，所述进气管包括内管和外管，所述外管套设在内管外，所述内管和外管之间形成水路，所述吸入孔设置在外管上，所述内管的进气端与臭氧发生器连接；所述内管的喷气端和外管的喷水端连通，所述喷气端通过紊流结构将水路中的液体虹吸到进气管内。

优选的，所述紊流结构包括压缩雾化喷头挡板，所述压缩雾化喷头挡板设置在喷气端处，所述压缩雾化喷头挡板与喷气端和喷水端相离形成干雾出口，所述内管中的臭氧和水路中的液体通过压缩雾化喷头挡板进行混合。

优选的，所述压缩雾化器包括液体盛放腔和干雾储备腔，所述液体盛放腔和干雾储备腔相互隔离，所述进气管穿过液体盛放腔，所述进气管的端部位于干雾储备腔内；所述液体盛放腔上设置有补液口，所述干雾储备腔通过管路与干雾喷嘴连接。

优选的，所述臭氧发生器与供氧器连接，所述臭氧发生器为管式臭氧发生器、高压放电式、紫外照射式臭氧发生器中的一种；所述臭氧发生器上设置有冷却管路。

优选的，所述供氧器为高压氧气瓶、高压空气瓶、空气压泵、氧气增压泵中的一种。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型装置通过压缩雾化喷头外壳与内壁的毛细管道，在高速气流通过时，将液体虹吸至压缩雾化喷头挡板处，并在高速气流的作用下使得液滴和气体产生强烈撞击和混合，一方面使得气体和液滴混合的更加均匀，另一方面可以使得气体不断撞击液滴使得液滴粒径更加细化，最终形成微纳米消杀干雾，平均粒径可达250nm左右，可实现消毒过程中物体表面不湿润，无残留；

2)本实用新型装置可模块化设置，组合在不同的设备上，针对不同的使用环境，配合使用不同的消毒溶剂，应用于货物表面、公共设施表面、食品表面、医用器具表面等进行消毒杀菌，还可以应用于有机废气的降解，达到不同的使用目的；

3)本实用新型装置由于采用虹吸的方式吸取液体，因此无需二次水泵加压与特殊喷头即可产生高反应活性的干雾，在提高干雾氧化能力的同时消除臭氧味，不但提高了臭氧在液滴中的溶解量，更能够降低液体的消耗量，使得液体的消耗量低至0.98L/h，喷出的干雾中臭氧残留量低至0.01ppm；

4)本实用新型装置可以将臭氧与水溶性消毒溶剂协同使用，达到增强干雾灭虫、灭菌能力的目的，配合应用不同溶剂可显著降低农用药液使用量，化学药物协同增强氧化干雾，作用于病虫、细菌，可明显缩短传统杀虫灭菌时间，降低药液使用量，节约药剂成本，提高杀虫灭菌效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为压缩雾化器的局部放大图。

图中：1-干雾储备腔；2-液体盛放腔；3-补液口；4-氧气进气管； 5-高压供氧器；6-臭氧发生器；7-冷却水进口；8-压缩雾化器；9-压缩雾化喷头挡板；10-外管；11-管路；12-内管；13-干雾喷嘴；14-冷却水出口；15-消毒气雾仓；16-吸入孔；17-水路；18-喷气端；19-喷水端；20-进气端；21-干雾出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种增强氧化消毒气雾产生的装置，包括臭氧发生器，本实用新型中的臭氧发生器为管式臭氧发生器、高压放电式、紫外照射式臭氧发生器中的一种，但不限于上述类型；所述臭氧发生器与压缩雾化器连接，臭氧发生器将产生的带压臭氧送入到压缩雾化器内，所述压缩雾化器内设置液体，液体可以使用水，也可以使用水溶性消毒剂，也可以使用水和水溶性消毒剂的混合液，所述水溶性消毒溶剂为含氯类消毒剂、过氧化物类消毒剂、醇类消毒剂、酚类消毒剂、季铵盐类消毒剂、硫酸铜中的一种或几种，但不限于上述类。压缩雾化器内的液体经虹吸后与臭氧发生器内产生的带压臭氧混合形成消杀干雾。带压臭氧的压力不小于0.2Mpa，范围在0.2-0.5mpa，本实用新型中优选0.2Mpa，带压臭氧进入到压缩雾化器内后，产生高速气流，通过高速气流的不断流动，将压缩雾化器内的液体虹吸起来与臭氧进行混合，高速气流一方面可以将液体吸入，一方面可以使得液体与臭氧在高速气流的作用下不断混合，最终形成均匀的混合气雾。

所述压缩雾化器内设置进气管，所述进气管与臭氧发生器连接，所述进气管的管壁上设置有吸入孔16，吸入孔16置于压缩雾化器内的液体中；压缩雾化器内的液体通过吸入孔16被吸入到进气管内，与进气管内的臭氧混合形成消杀干雾。

所述进气管包括内管12和外管10，所述外管10套设在内管12外，所述内管12和外管10之间形成水路17，所述吸入孔16设置在外管10 上，所述内管12的进气端20与臭氧发生器连接；所述内管12的喷气端18和外管10的喷水端19连通，喷气端18和喷水端19采用收口设置，也可以采用文丘里结构，所述喷气端18通过紊流结构将水路17中的液体虹吸到进气管内。可以理解的是，当带压臭氧进入到内管12并从喷气端18喷出并喷至紊流结构上时，由于高速气流的作用，使得喷水端19处的压力降低，压缩雾化器内的液体由于虹吸的力量被带至喷水端19处与臭氧进行混合。

所述紊流结构包括压缩雾化喷头挡板9，所述压缩雾化喷头挡板9 设置在喷气端18处，压缩雾化喷头挡板9的大小可根据实际的使用需求设置，本实施例中优选压缩雾化喷头挡板9的大小与喷气端18处的直径相当，所述压缩雾化喷头挡板9与喷气端18和喷水端19相离形成干雾出口21，所述内管12中的臭氧和水路17中的液体通过压缩雾化喷头挡板9进行混合，带压臭氧与液体在压缩雾化喷头挡板9猛烈撞击，相互作用，一方面进行均匀混合，另一方面使得液体碎裂分散后粒径更为细小，最终得到平均粒径250nm左右的微纳米消杀干雾。

所述压缩雾化器包括液体盛放腔2和干雾储备腔1，所述液体盛放腔2和干雾储备腔1相互隔离，液体盛放腔2和干雾储备腔1之间互不连通，所述进气管穿过液体盛放腔2，所述进气管的端部位于干雾储备腔1内，产生的消杀干雾在干雾储备腔1进行存储；所述液体盛放腔2 上设置有补液口3，通过补液口3可以补充水或者水溶性消毒溶剂，所述干雾储备腔1通过管路11与干雾喷嘴13连接，通过干雾喷嘴13可以将消杀干雾喷出，对外部的物品或者环境进行消杀。

所述臭氧发生器6与供氧器连接，所述臭氧发生器上设置有冷却管路，冷却管路包括冷却水进口7和冷却水出口14，通过冷却水进口7和冷却水出口14对整个臭氧发生器进行降温。

所述高压供氧器5为高压氧气瓶、高压空气瓶、空气压泵、氧气增压泵中的一种，但不限于上述类别，高压供氧器5产生的氧气压力为 0.2Mpa以上。

一种增强氧化消毒气雾产生的方法，包括以下步骤：

S1：通过臭氧发生器6产生带压臭氧，将带压臭氧通入到压缩雾化器内；臭氧发生器6与高压供氧器5连接，高压供氧器5产生0.2Mpa 以上的氧气并提供给臭氧发生器6，从而保证臭氧发生器6产生带压臭氧。

S2：带压臭氧进入到压缩雾化器内后，产生的气流将压缩雾化器内的液体虹吸到带压臭氧处，与带压臭氧混合形成微纳米级消杀干雾；所述压缩雾化器内设置压缩雾化喷头挡板，压缩雾化器内的液体被虹吸到压缩雾化喷头挡板处，使得带压臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板处猛烈撞击，形成微纳米级消杀干雾。

S3：产生的微纳米级消杀干雾存储在压缩雾化器内，并通过干雾喷嘴向外喷出进行消杀，或喷入至消毒气雾仓15内进行消杀。气态的活性物质臭氧在此过程中大部分转变为含有活性氧和羟基自由基溶解于干雾中，从而消除臭氧异味同时提高气雾氧化能力，并协同根据情况所添加的水性消毒溶剂，达到增强干雾灭菌能力的目的。

本实用新型中所产生的消杀干雾可作用于货物表面、公共设施表面、食品表面、医用器具表面等等，从而达到消毒灭菌的目的。

实施例一

对进口冷链货物进行消毒。

利用高压氧气瓶将供氧压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将纯净水通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷出，直接作用待消杀的冷链货物表面，消毒时间10s。

实施例二

对鞋底进行消毒。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将万分之一的次氯酸钠溶液通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有活性氧和羟基自由基和次氯酸钠的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷出，直接作用鞋底，配合塑料毛刷等机械结构，对鞋底进行清洁消毒，作用时间1min。

实施例三

用于喷雾洗手消毒器。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将75％的乙醇溶液通过水路 17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9 处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有活性氧和羟基自由基和乙醇的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11 及干雾喷嘴13喷出，直接喷于手部等待消毒部位10s可完成清洁消毒的目的。

实施例四

用于消毒蔬果生鲜。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将1％浓度的碳酸氢钠溶液通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的，含有活性氧和羟基自由基和碳酸氢钠的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷出，直接柑橘类水果表面，到达防腐、消毒目的，消毒时间10s。

实施例五

用于公共空间便携式喷雾消毒器。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将纯净水通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有活性氧和羟基自由基的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴 13喷出，直接用于公共设施，如座椅、扶手、地面、桌面等消毒。无残留、无异味、不结露，消毒干净彻底，消毒时间10s。

实施例六

用于密闭空间中，医院医疗废弃物消毒。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将1％过氧化氢通过水路17 虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有大量活性氧和羟基自由基的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷入消毒仓，用于日常医疗废弃物及具有高传染性风险的垃圾消毒，作用时间约30min。

实施例七

用于医院医疗手术器械消毒。

利用高压氧气瓶将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将过氧化氢通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有大量活性氧和羟基自由基的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷入医疗器械消毒仓，用于医疗手术器械消毒，作用时间约 30min。

实施例八

用于农业灭虫杀菌作业。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将1％浓度的硫酸铜溶液通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有活性氧和羟基自由基和硫酸铜微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13喷出，直接作用于植物表面，达到杀灭害虫、真菌目的。

实施例九

用于有机废气VOCs降解。

利用空气压缩泵将空气压力调节到0.2MPa，通过氧气进气管4输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电式利用氧气产生高压臭氧。然后，臭氧通过进气管输送至压缩雾化器8，高压臭氧气体通过文丘里结构时产生高速气流发生虹吸效应，将芬顿试剂通过水路17虹吸至压缩雾化喷头挡板9。臭氧气流与液体在压缩雾化喷头挡板9处猛烈撞击，相互作用。碎裂分散成为平均粒径250nm左右的含有大量活性氧和羟基自由基的微纳米增强氧化干雾。产生的干雾通过管路11及干雾喷嘴13导入光解催化箱，与有机废气VOCs充分混合，在185nm/254nm 双波段紫外光照射下发生高级氧化降解反应，此方案可显著降低VOCs 浓度。

对比例一

使用与专利《一种果蔬臭氧杀菌装置》(CN207252723)描述类似的装置产生水雾对物体表面进行消毒。利用压缩机把臭氧压缩，臭氧气体气与水直接接触混合方式，通过高压水泵二次加压，最后从喷头喷出溶解臭氧的水雾。将水雾引出用于物体表面消毒。

对比例二

利用空气压缩泵将空气输送至管式臭氧发生器，管式臭氧发生器通过高压放电，利用氧气产生臭氧，同时，使用市售超声波雾化装置产生水雾，将臭氧与水雾在混气仓内混合后导出，用于物体表面消毒。

使用激光粒度仪(颗粒粒径分布)、ATP荧光检测仪(灭菌效果评价)、臭氧仪(臭氧残留度)、干燥纸巾润湿度(水渍残留)对本装置用于消毒的实施例1-7与对比例1-2进行实验对比。其结果如下：

由以上结果可看出，利用本实用新型装置所产生的微纳米增强氧化气雾，具有良好的细菌杀灭率(其杀菌率均保持在99％以上)，通过更换针对性的水性杀菌消毒剂，可适用于不同消杀要求，并且可提高其杀菌效力，与对比例相对比，其喷出的干雾粒径始终控制在250nm左右。由此提高了消毒气雾与有害细菌病毒的接触面积，极大节省了耗液量，并且增强其消毒杀菌效果。从宏观来看，利用装置对湿纸巾进行喷雾，利用本实用新型装置喷出的雾气为干雾，不会使纸巾湿润。而对比例1-2 的纸巾，都不同程度潮湿、甚至滴水。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种增强氧化消毒气雾产生的装置，包括臭氧发生器(6)，其特征在于：所述臭氧发生器(6)与压缩雾化器(8)连接，所述压缩雾化器(8)内设置液体，压缩雾化器(8)内的液体经虹吸后与臭氧发生器(6)内产生的带压臭氧混合形成消杀干雾；所述压缩雾化器(8)内设置进气管，所述进气管与臭氧发生器(6)连接，所述进气管的管壁上设置有吸入孔(16)；压缩雾化器内(8)的液体通过吸入孔(16)吸入到进气管内，与进气管内的臭氧混合形成消杀干雾；所述压缩雾化器(8)包括液体盛放腔(2)和干雾储备腔(1)，所述液体盛放腔(2)和干雾储备腔(1)相互隔离，所述进气管穿过液体盛放腔(2)，所述进气管的端部位于干雾储备腔(1)内；所述液体盛放腔(2)上设置有补液口(3)，所述干雾储备腔(1)通过管路(11)与干雾喷嘴(13)连接。

2.根据权利要求1所述的增强氧化消毒气雾产生的装置，其特征在于：所述进气管包括内管(12)和外管(10)，所述外管(10)套设在内管(12)外，所述内管(12)和外管(10)之间形成水路(17)，所述吸入孔(16)设置在外管(10)上，所述内管(12)的进气端(20)与臭氧发生器连接；所述内管(12)的喷气端(18)和外管(10)的喷水端(19)连通，所述喷气端(18)通过紊流结构将水路(17)中的液体虹吸到进气管内。

3.根据权利要求2所述的增强氧化消毒气雾产生的装置，其特征在于：所述紊流结构包括压缩雾化喷头挡板(9)，所述压缩雾化喷头挡板(9)设置在喷气端(18)处，所述压缩雾化喷头挡板(9)与喷气端(18)和喷水端(19)相离形成干雾出口(21)，所述内管(12)中的臭氧和水路(17)中的液体通过高速撞击压缩雾化喷头挡板(9)进行混合。

4.根据权利要求1所述的增强氧化消毒气雾产生的装置，其特征在于：所述臭氧发生器(6)与高压供氧器(5)连接，所述臭氧发生器(6)为高压放电式、紫外照射式臭氧发生器中的一种；所述臭氧发生器上设置有冷却管路。

5.根据权利要求4所述的增强氧化消毒气雾产生的装置，其特征在于：所述高压供氧器(5)为高压氧气瓶、高压空气瓶、空气压泵、氧气增压泵中的一种。

Images