TW201801754A - 用於空氣消毒的霧化裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於空氣消毒的霧化裝置，包含一超聲波探頭、一氣體動力系統，超聲波探頭包含一轉換器和一超聲波發生器，超聲波發生器被配置為從轉換器傳遞振動到一噴出表面，超聲波發生器包含朝向噴出表面噴射產品的一引水渠；配置氣體動力系統以產生用於驅動由超聲波探頭噴射的顆粒的氣流，系統包含將氣流引導到一氣體出口的一噴嘴。超聲波探頭設置在氣體出口上，並位於用來驅動噴出表面的氣流上，其中超聲波發生器的一部分從噴出表面突出，超聲波探頭的本體的一部分徑向地超過噴嘴的氣體出口的直徑，而且不受到用於驅動之氣流之影響。

Description

用於空氣消毒的霧化裝置
本發明涉及一種用於霧化一液體產品的裝置，適用於房屋的空氣消毒的霧化裝置，以及使用這種裝置實現房屋的空氣消毒的方法。
本發明的領域是空氣消毒（簡稱AWD），特別是房屋的空氣消毒，以及用於實施空氣消毒的霧化裝置。
本發明還可以用於對車輛的隔間或乘客艙進行空氣消毒，特別是諸如救護車的緊急車輛。
已知傳染媒介物，例如細菌、病毒和菌類皆是懸浮在空氣中，也出現在房屋的牆壁和物體上。飄浮在空氣中的傳染媒介物可以沉澱在房屋的牆壁和物體上，並且這些沉澱在房屋的牆壁和物體上的傳染媒介物可再次懸浮在空氣中。
在消毒需要非常高的消毒水平的房屋結構中，例如手術室或白色房間，不只對房屋的物體和地板進行消毒很重要，而且對側壁進行消毒以及滅絕空氣中懸浮的傳染媒介物也很重要。在例如救護車等移動車輛或農業食品工業的某些場所，為了防止食物污染，也可能遇到消毒場所這樣的要求。
基於申請人的知識，目前用於噴灑消毒液體在所需粒度下的霧化技術是使用噴嘴系統，以文丘里管的原理運作，需要壓縮空氣源：使用這種技術的霧化裝置需要空氣壓縮機的存在，而空氣壓縮機是非常昂貴、所需功率很大、嘈雜和沈重的部件裝置。根據發明人的觀察，在空氣消毒應用中使用電動馬達刷且經濟實惠的壓縮機是有缺點的，因為電動馬達刷的元件是實質性磨損和毀壞的元件。特別地，空氣壓縮機是一個會產生大量電磁干擾的設備，而在醫院環境中特別需要避免大量的電磁干擾。
專利FR 2972357是這種裝置的一個例子。
在空氣消毒領域的專利中還進一步了解通常被稱為“霧噴泉”的霧化技術。這種霧化技術在於直接將包含在儲存器（開放的）中的液體與超聲波一起遞送，超聲波產生氣蝕以及在儲存器中的液體表面上產生霧氣，並且由於通風系統產生的空氣流動而驅動消毒薄霧。專利FR 2655279或FR 2941378是使用這種產生消毒薄霧的技術的霧化裝置的實例。根據發明人的觀察，這種用於霧化的技術，由於儲存器中容置的液體直接受到超聲波存在的影響而有許多缺點，例如： 將壓電式轉換器浸泡在儲存器的消毒液體中來使用； 因為所產生的薄霧至少部分地沉積在儲存器（或下游排氣管，或甚至專利FR 2941378的“注射噴嘴”）的側壁上，隨後液滴落回到儲存器中，造成消毒產品的再循環； 出口處的薄霧的流量不受控制或不可控制； 在設備倒翻的情況下，有溢出包含在儲存器中的消毒產品的風險。
更具體地，根據本發明人的觀察，將壓電式轉換器浸泡在消毒液體中使用，由於消毒液體本質上具有腐蝕性，從而大大降低了壓電式轉換器及霧化裝置的使用壽命。
藉由薄霧的沉積和掉出來的產品沉積到儲存器中，回收的消毒產品對消毒產品的穩定性產生不利影響。根據發明人的觀察，如此回收的產品經歷幾個穴蝕階段，而幾個穴蝕階段可以改變化學消毒產品的分子，從而停止了消毒的有效性。
消毒產品溢出的風險，造成消毒產品與使用者的皮膚接觸的安全問題，以相關的燒灼危險。由於所有的這些理由，根據發明人的觀察，在空氣消毒領域中，這種霧化技術沒有達到預期的成功。
專利US 5224651的裝置在外部噴塗的這個領域中也是已知的，其包含： 與電氣同軸的一風扇，其在一外部噴嘴的壁和一內部噴嘴的壁之間產生氣流，外部噴嘴的壁和內部噴嘴的壁彼此同軸，並在噴嘴的同軸壁之間引導脈衝氣流； 使用設置與噴嘴同軸的超聲波噴嘴進行噴射的一裝置，其容納在內部噴嘴中，並且超聲波噴嘴根據噴嘴的軸向方向而提供液體進行噴射； 一空氣壓縮機，空氣壓縮機的進氣口環繞超聲波噴嘴的出口，隨著空氣壓縮機的引導，空氣被吸入在內部噴嘴和壓縮機之間的一環狀中間空間中，並且藉由環繞在超聲波噴嘴出口的一環狀開口提供壓縮空氣，環狀開口有偏轉體，如其圖6所示，提供氣流循環的設置。.
根據專利US 5224651的描述，僅用於壓縮機裝置的消耗功率從1000瓦到1200瓦(Watts)，這是一種適用於戶外噴塗的裝置，特別適用於農業領域，但不適合進行場所的空氣消毒。.
FR 2285930的裝置在超音波噴霧裝置領域中也是已知的，其包含： 一超聲波探頭包含一壓電式轉換器和一錐形的超聲波發生器，超聲波發生器從轉換器傳遞振動，從超聲波發生器的基座開始到超聲波發生器末端的一噴射板和轉換器一起接觸，超聲波發生器包含將被噴射到噴射板的液體的引水渠； 儲存器中抽出的液體藉由一泵和一供給管輸送到超聲波發生器的引水渠。
根據先前所描述的內容，一氣體動力系統產生用來驅動顆粒的一氣流，其中顆粒是藉由超聲波探頭噴射，此系統包含一噴嘴和設於噴嘴中的一風箱風扇，風箱風扇將氣流引導到排氣孔。
值得注意的是，超聲波探頭設置在噴嘴的內部，並與噴嘴同軸，即超聲波發生器的軸線與噴嘴的軸線結合。值得注意的是，噴射板被放置在噴嘴內，並且噴嘴在其排氣孔的方向上變窄，藉此形成設置在排氣孔的邊緣和噴射板的邊緣之間的狹窄的環形通道；這種通道的減縮部分在噴射板附近提供流速非常高的氣流；此裝置追求的效果為藉由避免在噴射板上形成液體流來驅動所有的薄霧，如先前所述。也值得注意的是，藉由一內殼超聲波發生器放置在在噴嘴之前，內殼容納轉換器的控制電子裝置。
EP 2090187 A1或EP 2090370 A1的裝置在用於噴塗化妝品的裝置領域中也是已知的，裝置如前述的專利，是基於使用包含壓電式轉換器的一超聲波探頭和一錐型的超聲波發生器，以及一氣體動力系統，該系統之配置係產生用來驅動顆粒的氣流，其中氣流是藉由超聲波探頭噴射。
如前述專利所示， EP 2 090 187 A1或EP 2 090 370 A1裝置中的超聲波探頭基本上與噴嘴的軸線同軸。如前述同樣的方式，由於噴嘴沿其排氣口的方向變窄，提供了由超聲波發生器的噴射板所噴射的顆粒的驅動，其中狹窄的環形通道設置在排氣孔的邊緣和噴射板的邊緣之間。
根據發明人的觀察,，FR 2285930、 EP 2090187 A1 或EP 2090370 A1的這些噴射裝置可應用在化妝品領域，特別是應用於頭髮的造型產品上。另一方面，根據申請人的知識，這種裝置在用於產生消毒薄霧的空氣消毒領域中沒有應用。
根據發明人的觀察，這些前沿部分變窄的裝置產生強烈的湍流，因此無法保證超聲波探頭產生的薄霧粒度好控制和穩定性。
然而，空氣消毒技術領域的人員知道霧的品質是重要的，特別是霧的粒度的品質對於消毒房屋的成功是至關重要的，因此這種粒度不應該太小或太大，並且標準偏差越低越好。
從專利FR 3011623 A1中也知道處理供應封閉系統的空氣的裝置，特別是車輛的乘客艙，還有建築物的房間或大廳。
藉由專利FR 3011623 A1的裝置實施空氣處理，空氣處理基本上是藉由添加（非常）小滴的液體來冷卻外殼，液體可以是水，且可能藉由加入 消毒劑來消毒外殼。
專利FR 3011623 A1的圖3為處理空氣的裝置的實施例，包含用於處理空氣所製造的裝置，裝置有為了一外殼產生一氣流的設置，藉由使用至少一個耦合到用於霧化之腔體的壓電振盪器的霧化技術來處理該氣流，從中加入小液滴來處理氣流，壓電振盪器有穿孔膜的元件的一部分，而且使用一噴嘴提供液體到穿孔膜，因此可以在元件的出口上產生非常小的液滴，其中非常小的液滴將和在管道中循環的待處理之氣流混合。
壓電元件的出口位於管道的出口處，藉此在外殼中混合液滴和氣流。
壓電元件與乘客艙的天花板成一體，而且壓電元件的出口相對於管道的出口傾斜，藉此最佳地輸送在管道出口下游的氣流中的液滴。
專利FR 3011623 A1中還考慮到壓電元件的出口在管道出口的上游開口進入管道，較佳地在管道的出口附近。
專利FR 3011623 A1中的裝置的缺點是不能用於空氣消毒，因為空氣消毒需要使用消毒產品如過氧化氫、過氧醋酸或醋酸。
實際上，專利FR 3011623 A1中用於霧化裝置的可撓穿孔膜不適合用來提供消毒產品的霧化，因為可撓穿孔膜與消毒產品接觸有迅速惡化的危險。
另外，為了對房屋或車輛隔間進行空氣消毒，這些消毒產品的量所達到的消毒閾值大大超過了人體暴露極限閾值。然而，在專利FR 3011623 A1中的裝置，是在存在至少一個乘客的情況下，提供在車輛的乘客艙中進行操作，因此不適於進行空氣消毒。
從專利DE 2239950 A1中也知道用於霧化液體的一種可攜式裝置，特別是用於化妝品、用於消滅昆蟲的產品或用於改善空氣品質的產品。
在專利DE 2239950 A1的圖1的實施例中可以看到，這種可攜式裝置包含一殼體，殼體中的風扇由馬達驅動。壓電振盪系統設置在由風扇產生的氣流中，其中風扇在殼體的殼壁內。
壓電振盪器系統包含截圓錐體的一超聲波發生器，在超聲波發生器上固定一壓電轉換器，形式為圓盤的壓電轉換器是由壓電陶瓷所構成。在截圓錐體的最下面部分的末端是工作板，工作板表面上藉由系統的超聲波振盪，將液體以非常細小的液滴霧化成薄霧。
藉由中間的噴射噴嘴，噴射液體在工作板的表面上，而且液體從儲存器中藉由輸送裝置以及經過一供應管進行噴射。
為了吹動薄霧，工作板形成一低角度的工作板，例如相對於氣流形成一低角度的工作板。由於氣流的作用，在工作板表面上大幅度地避免了液體的大量積聚。
專利DE 2239950 A1中裝置的缺點是壓電振盪器系統，以及未整合到壓電振盪器系統中的噴射噴嘴皆必須完全位於殼體中，藉此才能與風扇產生的氣流共同操作。
裝置的出口處的氣流，由於受到在殼體中存在的這些各種元件干擾，加上控制氣流流量以及控制噴射霧的粒度，將會使裝置很複雜。
從專利US 2010/044460 A1中也知道一種流體霧化器，流體霧化器可以通過中間的壓電裝置來擴散微滴形式的液體，特別是對空氣進行消毒或加濕。
在專利US 2010/044460 A1的圖15中看到，霧化器包含由不鏽鋼製成的一轉換器（壓電）本體，本體包含容置液體的一內腔。將壓電陶瓷材料製成的一清潔器連接到電極以便為壓電材料提供電力，使得液體可以振動穿孔膜以獲得微液滴。
在70kHz的頻率下，可以用該裝置獲得直徑為2μm的液滴，流量為2.5 ml/分鐘。
從專利US 2010/0044460 A1的圖16B可以看出，該專利還描述了一種在患者的肺中施用藥物的吸入器。
這種吸入器包括與形狀為T的模塊相關聯的嘴巴的適配器，其中併入上述的霧化器。當操作霧化器時，霧化器在模塊內產生氣霧劑，並且患者通過嘴巴的適配器吸入氣霧劑。
這樣的裝置有幾缺點。實際上，並不能使用專利US 2011 / 0044460A1號的薄膜作為進行液體的霧化裝置的元件，藉此進行房屋的空氣消毒或車輛艙室的空氣消毒，因為進行消毒車輛或車輛乘客艙室等大空間的空氣消毒產品的有效量將可能使薄膜迅速惡化。
另外，如專利US 2011 / 0044460A1號的圖 16 所示，霧化器基本上位於吸入器的中間，在距離出口一定距離處，經由適配器用於口腔。因此，液體的液滴會危險的沉積在霧化器和出口之間的吸入器的壁上，在使用者使用吸入器期間，造成產品的再循環，並因此改變產品，而且對吸入器出口處的液體霧化的流量控制和液體霧化的粒度控制也有負面影響。
從專利US 2009/224066 A1中也知道，在食品工業中提供進行食品的包裝或在食品上進行精細塗層的噴塗裝置，因此適用於空氣消毒，特別是房屋或車輛的車廂。
例如這種裝置可以用於作為一塗層的噴霧抗菌溶液或抗酵素微細霧。
從專利US 2009/224066 A1的圖1的實施例中可以看出，噴霧裝置包括連接到一液體供應器的一超聲波探針，液體供應器本身連接到儲存器。
超聲波探針包含一前喇叭，操作配置前喇叭作為用來霧化的一部分。藉由配置前喇叭形將液體液滴引入超聲波探針。
超聲波探針也包含轉換器的一部分，轉換器包含位於超聲波探針中間部分的一對轉換器。這些壓電式轉換器的配置是在超聲波頻率下傳遞機械運動到前喇叭，設置在前喇叭上的霧化表面上允許有振幅的一個超聲波頻率震動，幅度足以允許液體的霧化。
從專利US 2009/224066 A1的圖4的實施例可以看出，這種用於噴射的裝置包含有扁平氣流的一偏轉體端部件，偏轉體端部件位於鄰近超聲波探針的霧化表面，這兩個設置在一組流量單元上。空氣供應連接器和液體供應連接器也設置在該組流量單元上。
在操作過程中，一空氣源連接到空氣供應連接器，和將被霧化的液體連接到供應液體的連接器，空氣供應連接器的氣流通過偏轉器端件與氣流一起送出，以使氣流呈扁平狀。扁平的氣流經由超聲波探針的霧化表面產生偏轉。穿過液體供應連接器中間的液體，被超聲波尖端霧化並噴射在霧化表面上。霧化的液體在扁平的氣流中被驅動，產生由空氣和霧化液體形成的旋轉圖案。
這種裝置的缺點在於，噴射裝置出口處的液體的薄霧將被其與超聲波探針的相互作用所干擾。另外，由於不會將氣流引導在封閉的管道中，所以在管道中的氣流也將受到干擾。因此，在噴霧裝置的出口處控制霧的粒度或控制霧的流量將是非常複雜的。
本發明的目的是藉由提出一種用於霧化的裝置來克服上述缺點，用於霧化的裝置適用於產生消毒薄霧，由於該消毒薄霧的粒徑，在受控制的價格中可以獲得良好的消毒性能，用於霧化的裝置不需要產生消毒薄霧的空氣壓縮機，因此用於霧化的裝置有低能量消耗。
此外，本發明的目的是提出一種用於霧化的裝置，用於霧化的裝置允許精確控制被噴射的消毒薄霧的流速。
本發明的另一個目的是提出一種用於噴霧的裝置，用於噴霧的裝置提供了一噴霧器，有利地不會回收產品，因而沒有改變消毒產品的風險。
本發明的另一個目的是提出具有更高的安全性的一種用於噴霧的裝置，具有更高的安全性的用於噴霧的裝置，避免了在裝置倒翻的情況下溢出產品的風險。
本發明的另一個目的是提出一個可攜式、小巧和輕薄的裝置。
本發明的另一個目的是提出一個用於空氣消毒的方法，藉由一用來霧化的裝置進行空氣消毒。
本發明的其他目的和優點將出現在以下描述中，其目的僅為了提供訊息，並沒有限制本發明的目的。
另外，本發明涉及一種用於空氣消毒的霧化裝置，包含： 一超聲波探頭，包含一轉換器和一超聲波發生器(sonotrode)，超聲波發生器被配置為從轉換器傳遞振動到一噴出表面，超聲波發生器包含朝向噴出表面噴射一消毒產品的一引水渠； 一氣體動力(aeraulic)系統，配置氣體動力系統以產生用於驅動由超聲波探頭噴射顆粒的一氣流，氣體動力系統包含將氣流引導到一氣體出口的一噴嘴。
根據本發明，超聲波探頭設置在氣體出口上，並位於用來驅動噴出表面的氣流上，其中超聲波發生器的長度的一部分從噴出表面開始，超聲波探頭的本體的一部分徑向地突出超過噴嘴的氣體出口的直徑，而不受到用於驅動之氣流之影響。
根據本發明的特徵，單獨或組合採用下述特徵：
超聲波探頭有覆蓋轉換器之一外殼，特別外殼是圓柱形的，超聲波探頭甚至控制壓電式轉換器的一電子元件，以及超聲波發生器之一近端部分，支撐噴出表面的超聲波發生器的一遠端部分的軸向延伸超過外殼，並且超聲波探頭設置在只用來驅動噴出表面以及超聲波發生器的遠端部分的氣流上，而且為了不受到用於驅動之氣流之影響，外殼位於超過氣體出口的直徑之外部。
超聲波發生器有一旋轉體，旋轉體的終端為形成噴出表面的一平板，其中超聲波發生器的軸線定義超聲波探頭的軸線，超聲波探頭的軸線基本上垂直於噴嘴的軸線，噴出表面基本上平行於噴嘴的軸線。
受到用於驅動的氣流的影響，根據氣流的流動方向，超聲波探頭之部分位於噴嘴的氣體出口的孔口下游。
受到用於驅動的氣流的影響，超聲波探頭之部分位於噴嘴氣體出口的孔口附近。
噴嘴有恆定的截面長度，至少一個噴嘴的氣體出口有恆定的截面長度，甚至在噴嘴整個高度上有恆定的截面。
噴嘴基本上由一圓柱體構成，圓柱體之一下噴嘴口的一基部形成噴嘴的一入口，而在圓柱體之一上噴嘴口的一基部形成氣體出口。
氣體動力系統包含設置在噴嘴的一底部的一通風電氣裝置。
通風電氣裝置是一風扇，風扇位於噴嘴的底部，其中一螺旋槳的旋轉軸線基本上與噴嘴的軸線同軸。
一葉片系統，葉片系統設置在氣體出口和通風電氣裝置之間，葉片系統被配置用來修正通風電氣裝置所產生的氣流。
配置一蠕動泵來將待噴射的消毒產品輸送到超聲波探頭的引水渠。
用於空氣消毒的霧化裝置是可攜式的，包括一支撐表面，當裝置放置在一水平表面上時，能將噴嘴的氣體出口向上設置。
噴嘴的軸線基本處於垂直方向、或根據相對於垂直方向，傾斜角度α在0°至60°之間的一傾斜方向，例如當支撐表面放置在水平表面上時，噴嘴的軸線為45°。
裝置包含一殼體，殼體內部接收控制電子裝置，殼體的一下表面構成支撐表面，氣體動力系統與殼體一體設置，氣體動力系統相對於殼體的支撐表面伸出，以這樣的方式將氣體動力系統的一空氣下入口設置在離水平表面一距離Δ處。
本發明還涉及一種藉由本發明的用於霧化的裝置實現空氣消毒的方法，其中: 根據一確定流量，提供消毒產品至引水渠，藉由超聲波探頭的噴出表面的作用，產生確定流量的一消毒薄霧； 在噴嘴的氣體出口產生的氣流中，驅動確定流量的消毒薄霧。
根據方法的可選擇特徵，單獨或組合使用下述特徵：
消毒產品的確定流量為5 ml/分鐘和30 ml/分鐘之間。
用於驅動的氣流的流速為1 m3 /分鐘和 8 m3 /分鐘之間。
為了獲得平均粒度在35微米至55微米之間的薄霧，控制超聲波探頭來確定頻率在50kHz和100kHz之間。
消毒的持續時間為45分鐘至180分鐘之間。
將被消毒的房屋的體積在5 m3 和250 m3 之間。
根據一實施例，消毒產品係選自以下產品或包含以下產品之適用的一混合物：過氧化氫、醋酸、過氧乙酸。
本發明還涉及用於霧化的裝置的用途，係用於房屋的空氣消毒。
本發明還涉及根據本發明的藉由霧化裝置實現空氣消毒的方法，係用於房屋的空氣消毒。
本發明首先涉及用於空氣消毒的霧化裝置，其特徵在於，包含： 一超聲波探頭1，包含一轉換器2和一超聲波發生器(sonotrode)3，超聲波發生器3被配置為從轉換器2傳遞振動顆粒到一噴出表面30，超聲波發生器3包含朝向噴出表面30噴射一消毒產品的一引水渠31；以及 一氣體動力(aeraulic)系統4，配置以產生用於驅動由超聲波探頭1噴射顆粒的一氣流，氣體動力系統4包含將氣流引導到一氣體出口S的一噴嘴5。
這種特性結合本發明已知的FR 2285930 A1，EP 2090187 A1或EP 2090370的裝置，該些裝置基於使用包括壓電式轉換器的超聲波探頭和錐形超聲波發生器以及氣體動力系統，氣體動力系統被配置為產生用於驅動由超聲波探頭噴射的顆粒的氣流，超聲波探頭的軸線處於基本上與噴嘴的這些前沿同軸。
此外，特別是在噴嘴的這些前沿中，噴嘴在排氣孔的方向上變窄，因此形成了設置在排氣孔的邊緣和噴射板的邊緣之間狹窄的一環形通道。通道的縮減部分在噴射板附近提供流速非常高的環形氣流，使得噴霧裝置可以藉由避免在噴出表面30上形成液體流而驅動所有的霧，如專利FR 2285930 A1中所解釋。
圖 6係一數位流體力學軟體的一模型，其模擬由於噴嘴5沿著排氣孔的方向變窄而獲得的一環狀流，其中狹窄的環形通道設置在一排氣孔的邊緣和與噴嘴同軸的一障礙物之間。
模型的目的是顯示排氣孔下游（根據氣流的方向）的氣流的運動，例如在專利FR 2285930，EP2090187 A1或EP 2 090 370 A1中的已知的現有技術的裝置中觀察到，當驅動噴射的顆粒時：與噴嘴同軸的障礙物代表這些前述的超聲波探頭1。模型揭示了實質性湍流的存在，特別是圖6中可見漩渦的存在。
本發明是從本發明人的觀察所產生，驅動噴霧顆粒的氣流中的湍流無法保證霧 的控制和穩定性：這些湍流傾向於使薄霧的液滴聚在一起，從而改變由超聲波探頭產生的噴霧的粒度。
此外，本發明是由於本發明人希望減少這些湍流而出現的，目的是盡可能避免由超聲波探頭1的噴出表面30所產生的霧的粒度有變化。根據第一方面，本發明涉及超聲波探頭和噴嘴之間的新設置，目的是讓用於驅動噴出表面下游的氣流中的湍流最小化。
根據本發明，超聲波探頭1被設置在空氣出口S上，位於用來驅動噴出表面30的氣流上，以及從噴出表面30開始的超聲波發生器3的長度的一部分在內部延伸到噴嘴5氣體出口S的孔口的直徑，並且超聲波探頭1的本體的一部分徑向地突出超過該噴嘴5的直徑，而不受到用於驅動之氣流之影響。
根據與氣流正交的方向用於驅動的氣流部件可以基本上是一個圓盤。轉換器2可由一個或多個壓電陶瓷葉片組成，並且連接到控制電子裝置。超聲波發生器3有一旋轉體，旋轉體的終端為形成噴出表面30的一平板，旋轉體基本上垂直於噴出表面30。超聲波探頭1的本體還可以包括覆蓋轉換器2之一外殼10，特別外殼是圓柱形的，超聲波探頭1甚至控制該轉換器的一電子元件以及超聲波發生器3之一近端部分，其中超聲波發生器的一遠端部分支撐噴出表面30，超聲波發生器的一遠端部分的軸向延伸超過外殼10，特別是軸向延伸到圓柱形的外殼。
值得注意的是，相對於噴嘴5，超聲波探頭1有利的設置，設置至少部分的外殼10突出徑向突出超過噴嘴5氣體出口S的孔口的直徑（如圖2所示），甚至設置全部的外殼10突出徑向突出超過噴嘴5氣體出口S的孔口的直徑（如圖5所示），並且以不影響用於驅動的氣流的部分的方式：因此在騷動起源處的障礙物的尺寸被限制。
根據使湍流越小越好的最小化的一實施例，外殼10完全位在突出超過噴嘴5氣體出口S的孔口的直徑之外部，並且這樣的方式不會受到用於驅動之氣流之影響。有利地，超聲波探頭1設置在只用來驅動噴出表面30以及超聲波發生器3的遠端部分的氣流上，超聲波發生器3有較小的直徑，並且如圖5中的實施例所示。
根據本發明，受到用於驅動的氣流的影響，部分的超聲波探頭1設置在噴嘴5的氣體出口S上，因此避免用於驅動的氣流中含有的噴射顆粒沉積在噴嘴5的內壁。
根據一實施例，受到用於驅動的氣流的影響，部分的超聲波探頭1可以根據氣流的流動方向，設置在噴嘴5的氣體出口S的孔口下游，其也讓用於驅動的氣流中含有的噴射顆粒不會沉積在噴嘴5的內壁上，並且在待消毒的房屋的空氣中驅動全部所產生的薄霧的氣流。然而應當注意，藉由將部分的超聲波探頭1稍微的設置在噴嘴5的內部，總是可以合理地實現上述目的。根據實施例，受到用於驅動的氣流的影響，部分的超聲波探頭1可以設置在噴嘴5的氣體出口S的孔口附近。
值得注意的是，超聲波發生器3有形成噴出表面30的一平板之旋轉體，而且超聲波發生器的軸線定義超聲波探頭的軸線。還要注意的是，超聲波探頭1的軸線可以設置成基本上垂直於噴嘴5的軸線。噴出表面30被設置成基本上平行於噴嘴5的軸線，並且與藉由噴嘴產生的驅動氣流的方向平行。
有利地，超聲波發生器通常是由金屬製成的本體，因此不會因為與空氣消毒的產品接觸而劣化。
根據層流（即不是湍流），配置氣體動力系統4以產生用於驅動的氣流。為了達到這個功效，較佳的噴嘴5有恆定的截面長度，至少一個噴嘴5的氣體出口S有恆定的截面長度。噴嘴5在其整個高度上可有恆定的截面。噴嘴5基本上由一圓柱體構成，圓柱體之一下噴嘴口的一基部形成噴嘴5的一入口，而在圓柱體之一上噴嘴口的一基部形成氣體出口S。在噴嘴5的中心處，直接用於驅動在噴嘴5的氣體出口S的氣流的速度可以在1m / 秒至10m / 秒之間。
圓柱體的內直徑可在8公分至25公分之間。用於驅動的氣流的流量可在1 m3 /分鐘 和 8 m3 /分鐘之間。在房屋的消毒期間這樣的空氣流量，提供了房屋中空氣的再循環。
氣體動力系統4包含設置在噴嘴5的一底部的一通風電氣裝置6，通風電氣裝置6之功能在於產生氣流。通風電氣裝置6可為一風扇，風扇位於噴嘴5的底部，其中一螺旋槳60的旋轉軸線基本上與噴嘴5的軸線同軸。風扇可包括基本上圓柱形的外殼體61，其作為噴嘴5的圓柱的延伸部延伸，基本上與噴嘴5有相同的使用直徑。電風扇可以是中等功率的風扇，功率小於20瓦，例如在13瓦和19瓦之間。用於霧化的整體設備的功率（即供應風扇、超聲波探頭和控制電子設備）可以小於100W。
根據一實施例，一葉片系統7可設置在氣體出口S和通風電氣裝置6之間，葉片系統7被配置用來修正通風電氣裝置6所產生的氣流。根據噴嘴徑向的方向，葉片系統7的葉片分別延伸。葉片的彎曲輪廓可將由電風扇的轉子產生的迴旋流校正為直的層流。另外注意，葉片系統7較佳地構成了噴嘴5中氣流通過的唯一障礙。
較佳地，裝置有可攜式裝置的形式，其重量有利地可小於10kg，甚至重量小於6kg。裝置包括支撐表面8，其使得當放置在水平表面上時，可以使噴嘴5的空氣出口S向上設置。
根據一實施例，噴嘴5的軸線可根據相對於垂直方向，傾斜角度α在0°至60°之間的一傾斜方向，例如45°。這樣的實施例如圖2之實施例所示。根據另一實施例，噴嘴的軸線可以基本是垂直的，如圖5所示。
在所有的情況中，用來驅動被噴射的顆粒的氣流在垂直方向上向上，或相對於垂直方向，傾斜與噴嘴的軸線相同的角度。當噴嘴垂直時，噴出表面30較佳地基本上是垂直的，如圖5所示。當噴嘴傾斜時，噴出表面30優選地指向下方，並且如圖2所示。
裝置可包含一殼體9，殼體9內部接收控制電子裝置，殼體9的一下表面構成支撐表面8，氣體動力系統4與殼體9一體設置，且氣體動力系統4相對於殼體9的支撐表面8伸出，以這樣的方式將氣體動力系統4的一空氣下入口E設置在離水平表面一距離Δ處。特別地，可提供一使用者介面90在殼體的上表面上。一開放隔室可以與殼體9橫向地一體設置，並且開放隔室用於容納諸如消毒溶液罐的儲存器。
通常，一蠕動式泵被配置用來將被噴射的產品輸送到超聲波探頭1的引水渠31，蠕動式泵使得使用者可以控制由超聲波探頭1噴射的產品的流量。
本發明還涉及一種通過本發明的霧化裝置實現空氣消毒的方法，其中： 根據一確定流量，提供消毒產品至引水渠，藉由超聲波探頭1的噴出表面30的作用，產生確定流量的一消毒薄霧； 在噴嘴5的氣體出口S產生的氣流中，驅動確定流量的消毒薄霧。
由超聲波噴嘴提供薄霧粒度的品質，因此通過超聲波技術產生薄霧。噴嘴包含壓電類型的一轉換器2，轉換器2控制超聲波發生器的頻率接近其諧振頻率。將被噴射的液體產品加入(連續地)到通向噴出表面30上的引水渠中。可確定頻率在50 kHz和100 kHz之間，以獲得平均直徑在35微米到55微米之間的薄霧的粒度，即在消毒性能方面提供滿意的粒度。根據確定的流量，藉由使用供應超聲波噴嘴的泵（蠕動），控制噴射的消毒產品的流量。
蠕動泵與超聲波噴嘴3的結合，使得使用者可以根據所欲得的消毒的特性，獲得霧的粒徑分佈分析和霧的流量。然後，藉由驅動氣流處理被驅動進入房屋的薄霧，氣流經由氣體動力系統4產生，氣體動力系統4也提供將要消毒的房屋的空氣混合。
值得注意的是，設計用於霧化的裝置，特別是相對於噴嘴5，由於超聲波噴嘴1的特定設置，或者通過選擇在噴嘴的高度上恆為直的噴嘴部件，因此由超聲波噴嘴產生的霧的品質不會劣化，甚至可減少在房間中傳送的消毒產品的數量。
根據一實施例：
消毒產品的該確定流量可在5 ml/分鐘和30 ml/分鐘之間。
用於驅動的氣流的流量可在1 m3 /分鐘 和 8 m3 /分鐘之間。
消毒的持續時間為45分鐘至180分鐘之間。用於霧化的裝置可能有可以確定消毒的持續時間的一時鐘和在持續時間結束時自動中斷噴射的一電路。
消毒產品可選自以下產品或包含以下產品之適用的一混合物： 過氧化氫、醋酸、過氧乙酸。
本發明的用於霧化的裝置和消毒方法可應用於對房屋的消毒，特別是應用於體積從5 m3 至250 m3 消毒或車輛隔室消毒。
1‧‧‧超聲波探頭
2‧‧‧轉換器
3‧‧‧超聲波發生器
30‧‧‧噴出表面
31‧‧‧引水渠
4‧‧‧氣體動力系統
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧通風電氣裝置
60‧‧‧螺旋槳
61‧‧‧外殼體
7‧‧‧葉片系統,
9‧‧‧殼體
90‧‧‧使用者介面
10‧‧‧外殼
S‧‧‧氣體出口
E‧‧‧空氣下入口
圖1係本發明之用於霧化的裝置的一實施例的透視圖。 圖2係圖1的裝置的沿著穿過噴嘴的軸線的垂直平面的剖面圖。 圖3係本發明之用於霧化的裝置的第二實施例的透視圖。 圖4係圖3的裝置的俯視圖。 圖5係圖3的裝置的沿著穿過噴嘴的軸線的垂直平面的剖面圖。 圖6係一數位流體力學軟體的模型，其模擬由於噴嘴沿著排氣孔的方向變窄而獲得的環狀流，其中狹窄的環形通道設置在排氣孔的邊緣和與噴嘴同軸的障礙物之間，這種模型顯示噴嘴出口處的實質湍流。
1‧‧‧超聲波探頭
2‧‧‧轉換器
3‧‧‧超聲波發生器
30‧‧‧噴出表面
31‧‧‧引水渠
4‧‧‧氣體動力系統
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧通風電氣裝置
60‧‧‧螺旋槳
61‧‧‧外殼體
7‧‧‧葉片系統
10‧‧‧外殼
S‧‧‧氣體出口

Claims (23)

  1. 一種用於空氣消毒的霧化裝置，包含：一超聲波探頭(1)，包含一轉換器(2)和一超聲波發生器(sonotrode)(3)，該超聲波發生器(3)被配置為從該轉換器(2)傳遞振動到一噴出表面(30)，該超聲波發生器(3)包含朝向該噴出表面(30)噴射一消毒產品的一引水渠(31)；以及一氣體動力(aeraulic)系統(4)，配置以產生用於驅動由該超聲波探頭(1)噴射顆粒的一氣流，該氣體動力系統包含將該氣流引導到一氣體出口(S)的一噴嘴(5)； 其中該超聲波探頭(1)設置在該氣體出口(S)上，並位於用來驅動該噴出表面(30)的該氣流上，其中該超聲波發生器(3)的一部分從該噴出表面(30)突出，該超聲波探頭(1)的本體的一部分徑向地超過該噴嘴（5）的該氣體出口(S)的直徑，而不受到用於驅動之該氣流之影響。
  2. 如請求項1之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該超聲波探頭(1)有覆蓋該轉換器(2)之一外殼(10)，特別該殼體是圓柱形的，該超聲波探頭(1)甚至控制該轉換器的一電子元件以及該超聲波發生器(3)之一近端部分，其中支撐該噴射表面（30）的超聲波發生器的一遠端部分軸向延伸超過該外殼（10），並且其中該超聲波探頭(1)設置在只用來驅動該噴出表面(30)以及超聲波發生器的該遠端部分的氣流上，而且為了不受到用於驅動之該氣流之影響，該外殼(10)被設置在超過該氣體出口(S)的孔口的直徑之外部。.
  3. 如請求項1或2其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該超聲波發生器(3)有一旋轉體，該旋轉體的終端為形成該噴出表面(30)的一平板，其中該超聲波發生器的軸線定義該超聲波探頭的軸線，該超聲波探頭（1）的軸線基本上垂直於該噴嘴（5）的軸線，該噴射表面(30)基本上平行於該噴嘴（5）的軸線。
  4. 如請求項1至2其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中受到驅動該氣流的影響，根據該氣流的流動方向，該超聲波探頭之該部分位於該噴嘴（5）的該氣體出口(S)的孔口下游。
  5. 如請求項1至2其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中受到驅動該氣流的影響，該超聲波探頭之該部分位於該噴嘴（5）的該氣體出口(S)的孔口附近。
  6. 如請求項1至2其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該噴嘴(5)有恆定的截面長度，該噴嘴(5)的該氣體出口(S)至少一個有恆定的截面長度。
  7. 如請求項6之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該噴嘴(5)在其整個高度上有恆定的截面。
  8. 如請求項7之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該噴嘴(5)基本上由一圓柱體構成，該圓柱體之一下噴嘴口的一基部形成該噴嘴(5)的一入口，而在該圓柱體之一上噴嘴口的一基部形成該氣體出口（S）。
  9. 2、7、8其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該氣體動力系統(4)包含設置在該噴嘴（5）的一底部的一通風電氣裝置（6）。
  10. 如請求項9之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該通風電氣裝置(6)是一風扇，該風扇位於該噴嘴（5）的該底部，其中一螺旋槳（60）的旋轉軸線基本上與該噴嘴（5）的軸線同軸。
  11. 如請求項9之用於空氣消毒的霧化裝置，包含一葉片系統(7)，該葉片系統(7)設置在該氣體出口（S）和該通風電氣裝置(6)之間，該葉片系統(7)被配置用來修正該通風電氣裝置(6)所產生的該氣流。
  12. 2、7、8、10或11其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，其中包含一蠕動泵，該蠕動泵配置成將待噴射的消毒產品輸送到該超聲波探頭（1）的該引水渠(31)。
  13. 2、7、8、10或11其中任一項之用於空氣消毒的霧化裝置，該用於空氣消毒的霧化裝置是可攜式的，包括一支撐表面（8），當該裝置放置在一水平表面上時，能將該噴嘴（5）的該氣體出口（S）向上設置。
  14. 如請求項13之用於空氣消毒的霧化裝置，其中該噴嘴(5)的軸線基本處於垂直方向、或根據相對於垂直方向，傾斜角度α在0°至60°之間的一傾斜方向，例如當該支撐表面(8)放置在該水平表面上時，該噴嘴(5)的軸線為45°。
  15. 如請求項14之用於空氣消毒的霧化裝置，包含一殼體(9)，該殼體(9)內部接收控制電子裝置，該殼體(9)的一下表面構成該支撐表面(8)，該氣體動力系統(4)與該殼體(9)一體設置，該氣體動力系統(4)相對於殼體（9）的支撐表面（8）伸出，以這樣的方式將該氣體動力系統(4)的一空氣下入口（E）設置在離水平表面一距離Δ處。
  16. 一種如請求項1至15中任一項之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中:提供該消毒產品至該引水渠，根據一確定流量，藉由該超聲波探頭（1）的該噴出表面的作用，產生一確定流量的一消毒薄霧；以及在該噴嘴的該氣體出口產生的該氣流中，驅動該確定流量的該消毒薄霧。.
  17. 如請求項16之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中該消毒產品的該 確定流量為5 ml/分鐘和30 ml/分鐘之間。
  18. 如請求項16或17之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中用於驅動的氣流的流速為1 m3 /分鐘 和 8 m3 /分鐘之間。
  19. 如請求項16至17其中任一項之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中為了獲得平均粒度在35微米至55微米之間的霧，控制該超聲波探頭來確定頻率在50kHz和100kHz之間。
  20. 如請求項16至17其中任一項之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中噴設該消毒薄霧的持續時間為45分鐘至180分鐘之間。.
  21. 如請求項16至17其中任一項之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，其中該消毒產品係選自以下產品或包含以下產品之適用的一混合物：過氧化氫、過氧乙酸、醋酸。
  22. 一種請求項1至15中任一項之用於霧化的裝置的用途，係用於房屋的空氣消毒。
  23. 如請求項16至17中任一項之通過霧化裝置實現的空氣消毒方法，係用於房屋的空氣消毒。
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