一种具有板式热交换器的空气消毒机的制作方法

1.本实用新型涉及一种空气消毒机，特别是一种具有板式热交换器的空气消毒机，ipc分类可属a61l 9/00或f24h 3/04。


背景技术：

2.医院里产生各种污染物气体，需要符合国家卫生行业标准ws/t 648《空气消毒机通用卫生要求》的空气消毒机进行处理。传统的空气消毒机如ws/t 648中4.2所列各种具体产品均存在制造维修成本高的不足。
3.因此，开发一种易于制造、使用和维护且符合ws/t 648通用卫生要求的空气消毒机具有必要性。
4.有关术语和公知常识可参见机械工业出版社1983年或1997年版的《机械工程手册》和上海交通大学出版社1990版《间壁式热交换器原理.结构.设计》，国家能源局发布的行业标准nb/t 47006
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2009《铝制板翅式热交换器》,国家卫生健康委员会发布的行业标准ws/t648—2019《空气消毒机通用卫生要求》。


技术实现要素：

5.本实用新型解决背景技术所述技术问题的技术方案是：
6.一种空气消毒机，包括：
7.具有进气口和出气口的外壳，位于外壳空腔内自进气口往出气口导通气流的气流流道；
8.驱动该气流的通风机；
9.位于所述气流流道使所述气流流经时加热至足以杀灭有害微生物的高温的加热器；
10.所述气流流道由板式热交换器连接流道隔板及外壳内壁，将外壳空腔分隔成供加热器加热后输出的气体与加热前输入的气体进行热交换的流道。
11.该空气消毒机以干热式消毒原理工作，可优秀地满足ws/t 648所述通用卫生要求，灵活采用板式热交换器，结构简单，不存在传统产品有核心部件损耗和因维护欠及时导致的效能降低和有害排出超标等问题。尤其是，巧妙地利用板式热交换器结构进行设置形成折流的气流流道并以间壁式换热对加热气体实施高效热回收，使高温工作的干热式消毒可以节能而得以使用。
12.一种可以具体实施的方式，所述板式热交换器为四棱柱状的叉流板式热交换器，数量大于1个，它们以其棱柱角处的第一角盖板相互串联气密连接。该实施方式冷、热通道阻力相同且较小，各热交换器单元可标准化加工，通用性好。
13.另一种可以具体实施的方式，所述板式热交换器为四棱柱状的叉流板式热交换器，数量大于1个，各热交换器冷流道方向一致串联连接，采用折流板分隔外壳内壁与热交换器之间空间，与另一方向的热流道一起形成折流通路。该实施方式冷通道因直通阻力最
小，且各单元直接对接为整体长方体，最为紧凑而占用体积小，且可将各热交换器单元整体加工为长方体，有利于提高生产效率和产品质量并减少漏风机会。
14.另一种可以具体实施的方式，所述板式热交换器为六棱柱状的逆流式板式热交换器，数量大于1个，它们以冷、热通道邻接棱角处的第二角盖板相互串联气密连接。该结构冷、热流道阻力相同且较小，可以将各热交换器单元直接加工为整体，漏风机会最小，可以实现逆流换热，换热效率最高。
15.进一步的，所述板式热交换器包括板翅式热交换器，板翅式热交换器的翅片单叠排列，该结构可以实现间壁式换热，提高换热效率。
16.进一步的，加热器设置在贯通所述空腔的输入气体侧与输出气体侧的流道隔板的通孔中；所述加热器包括拦截所述通孔的蜂窝陶瓷ptc加热元件。
17.该ptc加热元件堵塞于气流通道形成热过滤，其多孔、多通道使穿越气体中的杂质与高温的加热表面有更充分接触而提高消毒效果；显著增大的加热表面提高加热效果，有利于缩短高温加热时间而降低能耗。其中蜂窝陶瓷ptc加热器可烧结为腔道所需形状，与腔道形成良好配合。
18.更进一步的，所述加热器表面温度设计为180～220℃或220～280℃，以适合不同使用。
19.另一种可以优化设计的方式，外壳表面设有外壳保温层，可以减少热能对外界空间的传递，减少无效功率损耗。
20.另一种可以优化设计的方式，折流板表面设有折流板保温层。可以减少输出气体之间的热量传递，减少无效功率损耗。
21.进一步的，还包括温度传感器及控制器，使气体加热温度高于180℃。
22.本实用新型空气消毒机采用数个板式热交换器串联气密连接，因而可结构简单和制造效率高。该结构将加热器内置在气流流道的中段位置，加热器后端的高温输出气体可以与加热器前端的低温输入气体进行热交换，而且在外壳空腔形成折流通路，延长了气体流道长度，增加热交换时间；各交换器的冷、热通道形成一一对应的关系，可以进行平均温压最大的间壁式换热。该结构可回收利用高温输出气体的热能，提高输入气体的温度，这样输入气体由加热器加热的消耗时间及消耗功率减少，可以迅速到达设定温度180℃以上，达到“闪蒸”灭杀有害细菌及病毒的效果。
23.下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。
附图说明
24.图1是本实用新型空气消毒机的实施例1的输入气体流道的径向剖视图。
25.图2是本实用新型空气消毒机的实施例1的输出气体流道的径向剖视图。
26.图3是本实用新型空气消毒机的气流流道的气体换热示意图。
27.图4是本实用新型空气消毒机的实施例2的输入气体流道的径向剖视图。
28.图5是本实用新型空气消毒机的实施例2的输出气体流道的径向剖视图。
29.图6是本实用新型空气消毒机的实施例3的输入气体流道的径向剖视图。
30.图7是本实用新型空气消毒机的实施例3的输出气体流道的径向剖视图。
31.图8是本实用新型空气消毒机变形实施例的输出气体流道的径向剖视图。
32.附图标记：
33.外壳1，叉流板式换热器2，折流板3，逆流板式换热器4，外壳保温层5，折流板保温层6，加热器7，温控器8，通风机9；
34.空腔11，第一进气口12，第一出气口13，流道隔板14，第二进气口15，第二出气口 16，通孔17，翅片21，第一角盖板22，第二角盖板41，盖板42。
具体实施方式
35.为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。
37.在说明空气消毒机的结构时，从气体流动方向而言，以输入气体进气端作为前方或前端或首端。
38.实施例1
39.实施例1空气消毒机具体结构如图1、图2所示，具有空腔11的柱状外壳1，空腔11 内串联设有数个平行气体流向的截面为四边形的叉流板式热交换器2，叉流板式热交换器2 为四棱柱。优选如采用厦门中惠空调有限公司型号为era系列的叉流板式热交换器。本实施例叉流板式热交换器2的数量为4个，叉流板式热交换器2以某一方向棱柱角的第一角盖板 22串联气密连接，另一方向棱柱角的第一角盖板22与外壳周边内壁气密连接，首个热交换器的第一角盖板22与外壳前端面内壁气密连接，最末端的热交换器的第一角盖板22与流道隔板14气密连接；四棱柱叉流板式热交换器2的底面盖板(未图示)与外壳周边内壁气密连接。这样将空腔11分隔形成必须经由加热器7或设有加热器7的流道隔板通孔17连通的两侧流道，分别为输入气体流道及输出气体流道。以上连接工艺可以采取焊接、粘接等可以达到气密固定效果的各种方式。外壳1采用板金件，通过螺接、卡扣、粘接或焊接方式固定为可拆卸的柱状体。外壳壁开设有进气口、出气口连通空腔11，本实施例具体为开设在外壳周向外壁的第一进气口12、第一出气口13。
40.本实施例的加热器7固定在空腔11后端设置的流道隔板14的通孔17中，流道隔板14 气密连接最末个热交换器的第一角盖板及外壳后端面内壁，将气体隔离约束必须经加热器7 通过。温度传感器8安装在加热器7后侧的空腔中，感应加热后的气体温度，并传送到控制器(未图示)实现温度控制。通风机9设置在第一出气口13上。当然，为加强气体流通能力，也可以在第一进气口12上固定安装通风机9，或者根据气体流通需要在通道内合适位置进行加减灵活设计安装。
41.加热器7可以采用电热丝、石英管或ptc陶瓷加热器等元件。优选如采用海宁永力电子陶瓷有限公司型号为mzf150、mzf180、mzf205、mzf220、mzf255的ptc加热器。还可采用宇峰电子科技有限公司生产的蜂窝陶瓷ptc发热体，其烧结成适合堵塞所在通孔的截面形状。 ptc发热体或加热器的表面温度为180～220℃或220～280℃。其中，蜂窝应烧结为适当尺寸：越细加热效果越好，但气流阻力增加。通过实验或/和计算，可得到最佳效果的尺寸。
42.叉流板式热交换器2的翅片21排列采用每一热通道都与一冷通道相邻排列的单叠排列方式。
43.输入气体流道结构见图1，气体通过外壳1外周壁前端开设的第一进气口12进入空腔 11,分别折流流过空腔11内串联连接的4个叉流板式热交换器2的冷通道，然后通过加热器 7得到加热。输出气体流道结构见图2，加热后热空气分别折流流过空腔11内串联设有的4 个叉流板式热交换器2的热通道，最后由第一出气口13排出空腔11外。
44.为防止热量流失，在外壳1的表面覆设有外壳保温层5，可以采用保温pu管套设、喷涂隔热保温涂料等工艺。
45.本实施例的空气消毒机通过通风机9抽取室内污染气体由外壳1外周壁前端开设的第一进气口12进入空腔11,再分别折流流过空腔11内设有的4个串联连接的叉流板式热交换器 2的冷通道，汇总在空腔11后端经加热器7加热到180度以上，对污染气体中的有害细菌及病毒进行高温杀灭，高温气体折流通过4个串联连接的叉流板式热交换器2的热通道,最后通过外壳1外周壁开设的第一出气口13向外界排出。高温气体在叉流板式热交换器2的热通道流通时，与叉流板式热交换器2的冷通道中的低温输入气体可以进行热量交换。具体如图3所示，加热后的最高温度气体进入末个叉流板式热交换器2的热通道，其温度大约由180 度经传热递减为150度，与其邻接的冷通道的输入气体与热通道的输出气体形成一定的温差受热，温度大约由120度经受热递增为150度；同理，随后由末个叉流板式热交换器2的热通道进入第3个热交换器热通道的气体温度大约由150度经传热递减为120度，与其邻接的冷通道的气体与热通道的气体形成一定的温差换热，温度大约由90度经受热递增为120度；由第3个叉流板式热交换器2的热通道进入第2个热交换器热通道的气体温度大约由120度经传热递减为90度，与其邻接的冷通道的气体与热通道的气体形成一定的温差换热，温度大约由60度经受热递增为90度；最后由第2个叉流板式热交换器2的热通道进入首个热交换器热通道的气体温度大约由90度经传热递减为60度，与其邻接的冷通道的气体与热通道气体形成一定的温差换热，温度由假设的进气温度30度经受热递增为大约60度，因而形成平均温压最大的间壁式换热，输入气体在被加热器加热前可以得到更充分的预热而提高温度，使其被加热器加热到180度以上所需时间及消耗的功率更少，能更迅速到达设定温度180 度或以上，“闪蒸”灭杀有害细菌及病毒。
46.空气消毒机实施例2：
47.实施例2空气消毒机结构是实施例1的变形设计，其与实施例1的差异主要在于叉流板式热交换器2在空腔11内摆放布置方式，具体如图4、图5所示，4个叉流板式热交换器2 以某流道方向一致的方式串联连接，优选采用冷流道方向一致串联连接。另一方向的流道采用折流板3分隔外壳内壁与叉流板式热交换器2之间空间形成折流通路。以上连接工艺可以采取焊接、粘接等可以达到气密固定效果的各种方式。
48.输入气体流道结构见图4，气体通过外壳1前端面开设的第二进气口15进入空腔11,再分别流过空腔11内串联连接的4个叉流板式热交换器2的冷通道，然后通过加热器7得到加热。输出气体流道结构见图5，加热后热空气由空腔11内设有折流板3约束折流依次通过 4个叉流板式热交换器2的热通道，最后由外壳1外周壁开设的第二出气口16排出空腔11 外。
49.为防止热量传递流失，在折流板3的外表面覆设有折流板保温层6，可以采用保温
pu 管套设、喷涂隔热保温涂料等工艺。
50.本实施例的空气消毒机通过通风机9抽取室内污染气体由外壳1外壁前端面开设的第二进气口15进入空腔11,分别流过空腔11内设有的4个串联连接的叉流板式热交换器2的冷通道，汇总在空腔11后端经加热器7加热到180度以上，对污染气体中的有害细菌及病毒进行高温杀灭，高温气体由折流板3约束折流依次通过4个叉流板式热交换器2的热通道,最后通过外壳1外周壁开设的第二出气口16向外界排出。高温气体在叉流板式热交换器2的热通道流通时，与叉流板式热交换器2的冷通道中的低温输入气体可以进行平均温压最大的间壁式换热，换热过程如实施例1，在此不再赘述。因此，输入气体在被加热器加热前可以得到更充分的预热而提高温度，使其被加热器加热到180度以上所需时间及消耗的功率更少，能更迅速到达设定温度180度或以上，“闪蒸”灭杀有害细菌及病毒。
51.空气消毒机实施例3：
52.实施例3空气消毒机结构也是实施例1的变形设计，其与实施例1的差异主要在于选用的热交换器及其在空腔11内摆放布置方式不同，具体如图6、图7所示，本实施例空腔11 内设置有2个平行气体流向的截面为六边形的逆流板式热交换器4，逆流板式热交换器4为六棱体，优选如采用厦门中惠空调有限公司型号为erd系列的交叉逆流板式热交换器。逆流板式热交换器4以冷、热通道邻接的棱角处的第二角盖板41串联气密连接，另一方向的盖板42与外壳周边内壁气密连接，首个热交换器的第二角盖板41与外壳前端面内壁气密连接，最末个热交换器的第二角盖板41与流道隔板14气密连接，六棱柱逆流板式热交换器4的底面盖板(未图示)与外壳周边内壁气密连接。这样将空腔11分隔形成必须经由加热器7或设有加热器7的流道隔板通孔17连通的两侧流道，分别为输入气体流道及输出气体流道。以上连接工艺可以采取焊接、粘接等可以达到气密固定效果的各种方式。
53.输入气体流道结构见图6，气体通过外壳1外周壁前端开设的第一进气口12进入空腔 11,再分别流过空腔11内串联连接的2个逆流板式热交换器4的冷通道，然后通过加热器7 得到加热。输出气体流道结构见图7，加热后热空气通过2个逆流板式热交换器4的热通道，最后由外壳1外周壁开设的第一出气口13排出空腔11外。
54.本实施例的空气消毒机通过通风机9抽取室内污染气体由外壳1外周壁前端开设的第一进气口12进入空腔11,分别流过空腔11内设有的2个串联连接的逆流板式热交换器4的冷通道，汇总在空腔11后端经加热器7加热到180度以上，对污染气体中的有害细菌及病毒进行高温杀灭，高温气体再通过2个逆流板式热交换器4的热通道,最后通过外壳1外周壁开设的第一出气口13向外界排出。高温气体在逆流板式热交换器4的热通道流通时，与逆流板式热交换器4的冷通道中的低温输入气体可以进行平均温压最大的逆流间壁式换热，换热过程类同实施例1，在此不再赘述。因此，输入气体在被加热器加热前可以得到更充分的预热而提高温度，使其被加热器加热到180度以上所需时间及消耗的功率更少，能更迅速到达设定温度180度或以上，“闪蒸”灭杀有害细菌及病毒。
55.在其它变形设计实施例中，如图8所示，也可以只在空腔11内设置有1个平行气体流向的截面为六边形的逆流板式热交换器4，逆流板式热交换器4为六棱体，优选如采用厦门中惠空调有限公司型号为erd系列的交叉逆流板式热交换器。逆流板式热交换器4的盖板42 与外壳周边内壁气密连接，前端第二角盖板41与外壳前端面内壁气密连接，后端的第二角盖板41与流道隔板14气密连接，六棱柱逆流板式热交换器4的底面盖板(未图示)与外壳
周边内壁气密连接。这样将空腔11分隔形成必须经由加热器7或设有加热器7的流道隔板通孔17连通的两侧流道，分别是输入气体流道及输出气体流道。此外，关于换热器的数量及位置设置，本发明所列举实施例的数量只是一些优选例子，在实际应用中，可以根据换热需要及加热能力进行设计为不同的数量。另外，加热器7的安装位置也不一定固定设置流道隔板通孔，也可以设置在通孔的前端或后端，总之，设置在流道隔板通孔的附近，都能实现气体热回收，提高热效率的目的。
56.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。