裝配式和組裝式弱湍流集中送風裝置的製作方法
2023-09-22 22:16:05
本實用新型總體上涉及醫療通風設施領域，具體而言涉及一種裝配式弱湍流集中送風裝置和一種組裝式弱湍流集中送風裝置。
背景技術：
目前，主流醫療通風設施採用單向流潔淨技術。單向流，亦稱「層流」，是指通過空氣淨化裝置或潔淨區的方向一致且流線大致平行的氣流。單向流的判斷條件為：通過潔淨區的流線與理想直線的偏離不超過14°。然而，最新的醫學研究數據表明，單向流通風手術室具有較高的術後感染風險。
另外，手術室等醫療設施的通風設施的改造往往涉及較大的改建成本，例如必須更換通風管道、通風淨化設施等等，而這樣的更換一般都需要對建築物本身進行修復、重新裝潢等等，從而增加改建成本，不利於通風設施的更新換代。
技術實現要素：
本實用新型的任務是提供一種裝配式弱湍流集中送風裝置，通過所述弱湍流集中送風裝置，可以以較低的改建成本有效地降低術後感染風險，有助於實現新建醫療設施的模塊化建造，有利於保證質量，降低成本、提高效率。
在本實用新型的第一方面，該任務通過一種裝配式弱湍流集中送風裝置來解決，該弱湍流集中送風裝置具有：
進風口，其被配置為將空氣流引入到集中送風裝置中；
多個送風單元，所述送風單元被裝配在一起，每個送風單元包括：靜壓空間、過濾層、均流膜以及散流板，其中所述靜壓空間具備靜壓箱功能，其用於混合迴風和新風，其中所述靜壓空間是相連通的；以及
固定裝置，其被配置為將弱湍流集中送風裝置固定在醫療設施的頂壁上。
根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置至少具有如下優點：(1)利用該弱湍流集中送風裝置，可以有效地降低感染風險，這是因為，根據實用新型人的研究調查發現，單向流通風設備導致高感染率的主要原因在於，其空氣過濾器(例如HEPA，High Efficiency Particulate，高效過濾器)儘管可以有效地捕集真菌、細菌等微生物，但在實際使用過程中，過濾器本身成為容留和繁殖微生物的溫床，而且由於單向流設備的出風速度較高，且方向一般固定地對準手術臺，使得易於通過單向氣流將過濾層中的細菌直接吹送到手術臺、例如手術操作部位，從而造成術後感染；而本申請中的弱湍流集中送風裝置採用弱湍流技術，由於弱湍流的方向隨機性，因此即使將通風設備的出風方向對準手術臺，將過濾層中的細菌直接吹送到手術臺的概率也會大大降低，從而有效地降低術後感染風險；(2)本實用新型的弱湍流集中送風裝置通過過濾層(或濾芯，即由濾紙等過濾材料形成的過濾單元)的厚度被增加和/或過濾層的濾紙摺疊的節距、即經摺疊的濾紙的摺疊節之間的距離被調整，使得所輸入的新風和迴風(在經過均流膜和散流板以後)以弱湍流形式進入到醫療設施中，其原理是改變過濾層阻力，調節氣流的湍流度，技術可靠，方法簡便；(3)根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置可以根據現場實際情況進行「裝配式」或「組裝式」安裝，並且通過安裝弱湍流集中送風裝置就可以實現弱湍流送風，從而降低術後感染風險，而不需要更換整個通風系統，也不必對醫療設施本身進行破壞性改造，因此使用本實用新型的弱湍流集中送風裝置，可以以低改建成本實現先進的弱湍流技術。
在此，應當指出，本實用新型中的使用的弱湍流是指，氣流的紊流度(或湍流度，即氣流速度相對於平均值波動的度量、即相對標準差)為5％至20％。另外，紊流度20％為紊流或湍流(參見德國標準：DIN1946-4：2008)。
在本實用新型的一個擴展方案中規定，所述醫療設施包括：手術室、普通病房、新生兒病房、中央供應室以及ICU病房。通過該擴展方案，可以實現多種醫療設施的理想空氣潔淨度。其它醫療設施或者要求類似空氣潔淨度的房間也是可以設想的。
在本實用新型的另一擴展方案中規定,所述過濾層包括HEPA空氣過濾層和/或IFD淨化模組和/或活性炭濾網。通過該擴展方案，可以根據實際情況有針對性對空氣進行淨化過濾，實現理想的空氣品質。
在本實用新型的一個優選方案中規定，改變送風單元的過濾層的厚度，使得所引入的空氣流以弱湍流形式進入手術區。所述過濾層用於對所引入的空氣流進行淨化過濾。
在本實用新型的另一個優選方案中規定，調整送風單元的過濾層的濾紙摺疊的節距(即經摺疊的濾紙的各摺疊節之間的距離)，使得所引入的空氣流以弱湍流的形式進入手術區。
在本實用新型的又一優選方案中規定，在裝配式弱湍流集中送風裝置的下端布置有圍擋，所述圍擋以用於對送風天花輸出的氣流進行導流。該圍擋的高度優選為450mm。通過優選方案，可以在較低風速、例如0.24m/s的情況下將淨化空氣輸送至手術臺工作面。安裝圍擋以後，下端距地面的高度應大於2.1m。
在本實用新型的第二方面，前述任務通過一種組裝式弱湍流集中送風裝置來解決，該弱湍流集中送風裝置具有：
進風口，其被配置為將空氣流引入到集中送風裝置中；
多個送風模塊，所述送風模塊能夠在現場被拼裝成3mx3m的集中送風裝置，每個送風模塊包括靜壓空間、過濾層、均流膜以及散流板，其中所述靜壓空間具備靜壓箱功能，其用於混合迴風和新風，其中所述靜壓空間是相連通的；以及
固定裝置，其被配置為將弱湍流集中送風裝置固定在醫療設施的頂壁上。
附加於第一方面的裝配式弱湍流集中送風裝置的前述優點、即低感染率、低構造成本、良好散流效果和低改建成本、低施工條件要求，第二方面的組裝式弱湍流集中送風裝置更加容易安裝。
在本實用新型的一個優選方案中規定，所述多個送風模塊為四個矩形的送風模塊，所述送風模塊通過接合被組裝成方形的集中送風裝置。通過該優選方案，可以較好地覆蓋手術區，包括手術臺、敞開放置無菌物品的器械桌以及穿著無菌服的手術團隊，過濾層、均流膜、散流板被設計成「下裝式」(手術室內安裝)，工序簡單，安裝和更換方便。
在本實用新型的另一優選方案中規定，所述固定裝置為套筒，弱湍流集中送風裝置通過所述套筒可旋轉地且可升降地與醫療設施的頂壁連接，其中所述套筒穿過四個矩形的送風單元的中心位置處的方形縫隙並且與所述送風單元固定在一起。通過該優選方案，不僅實現了集中送風裝置的對準方向和離地高度的調整，而且由於套筒正好從四個送風單元的中心位置處的方形縫隙中伸出並與它們固定，因此可以以低成本實現良好的安裝強度，因為不必對集中送風裝置打孔或其它方式破壞其結構以讓套筒穿過。
在本實用新型的另一優選方案中規定，每個矩形的送風模塊具有邊長1400mm x 1600mm，並且組裝的方形集中送風裝置具有邊長3000mm x 3000mm，並且所述方形縫隙具有邊長200mm x 200mm。通過該優選方案，可以良好地覆蓋面積同樣為3x3m2的手術臺區域，從而實現手術臺區域的更好通風效果。
附圖說明
圖1A示出了根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置的底視圖；
圖1B示出了根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置的橫截面圖；以及
圖2示出了經過弱湍流集中送風裝置後的氣流方向。
具體實施方式
圖1A和1B分別示出了根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置100的底視圖和橫截面圖。在此應當指出，儘管本實用新型是以手術室為例進行說明的，但是本領域技術人員能夠理解，這僅僅是示例性的，本實用新型還可以用於其它應用場合，比如普通病房、新生兒病房、重症監護室、中央供應室以及其它對空氣品質具有類似高要求的場合。在此，還應當指出，本實用新型中的使用的弱湍流是一個客觀參數，其是指，氣流的紊流度(或湍流度，即氣流速度相對於平均值波動的度量、即相對標準差)為5％至20％。另外，紊流度20％為紊流或湍流(參見德國標準：DIN1946-4：2008)。
圖1A中的弱湍流集中送風裝置100為組裝式，包括四個矩形的送風單元101-104。在此，應當指出，儘管圖1A和1B將集中送風裝置100示為由四個矩形送風模塊101-104構成，但是在其它實施例中，集中送風裝置100也可以為一體化成形的，或者由更多個或更少個(例如8個)送風模塊裝配而成，或者包括其它形狀的送風單元。
在圖1A中，示意性地示出了各送風模塊101-104的尺寸、即1400cmx1600cm，該尺寸的送風模塊易於組裝且存放方便，而且組裝好的集中送風裝置100的尺寸為3000mm x 3000cm，恰好可以覆蓋3x3m2手術臺區域。但是其它尺寸也可以可設想的。
在圖1A中，通過將四個相同尺寸的送風模塊101-104的側面相接來組裝成完整的方形集中送風裝置100。通過這樣設計的集中送風裝置100，可以實現用較小送風模塊101-104組裝成較大集中送風裝置100，同時實現集中送風裝置的標準化構造，以實現簡化的拆卸、組裝和倉儲。組裝好的方形集中送風裝置100的中部形成方形縫隙112，其用於容納套筒106。所述套筒106用於將集中送風裝置100固定在頂壁上，具體參見圖1B。
圖1B示出了弱湍流集中送風裝置100沿圖1A中的A-A橫截線做出的橫截面圖。
在圖1B的橫截面圖中，示出了集中送風裝置100的兩個送風模塊101和102，其中每個送風模塊101和102都包括過濾模塊105(在此為HEPA過濾器)，集中送風裝置100還包括靜壓空間、過濾層、均流膜以及散流板。
組裝好的弱湍流集中送風裝置100通過套筒106以可旋轉和可升降的方式固定在頂壁上，例如套筒106通過鉸接、或者旋轉連接與壁頂連接，並且套筒106可以在豎直方向上升降或伸縮、例如套筒106的旋轉軸可以卡入套筒的在豎直方向上高度不同的不同卡位中，或者套筒本身可以伸長和縮短。在此，HEPA過濾模塊105的濾層厚度被增大和/或HEPA過濾器105的濾紙摺疊的節距被改變為使得所輸入的空氣流以弱湍流形式進入到醫療設施中。
弱湍流集中送風裝置100優選地可以包括圍擋113，所述圍擋113布置在送風天花的下端，以用於對送風天花輸出的氣流進行導流。該圍擋的高度優選為450mm。通過該優選方案，可以在較低風速、例如0.24m/s的情況下將淨化空氣輸送至例如距地面1200mm的手術臺工作面。圍擋113可以由透明玻璃板或樹脂材料製成。
此外，示例性地示出了弱湍流集中送風裝置100的厚度尺寸，即HEPA過濾器105與集中送風裝置100的上邊緣相距600mm，而與下邊緣相距450mm。其它尺寸也是可設想的。下邊緣距地面例如2100mm。
弱湍流集中送風裝置100還具有用於容納過濾模塊、即HEPA過濾器105的殼體111，該殼體111可以形成靜壓空間並具有圍擋113。該殼體111可以採用金屬、塑料以及其它輕質且不易起屑的材料。
根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置100至少具有如下優點：(1)利用該弱湍流集中送風裝置，可以有效地降低感染風險，這是因為，根據實用新型人的研究調查發現，單向流通風設備導致高感染率的主要原因在於，其空氣過濾器(例如HEPA，High Efficiency Particulate，高效過濾器)儘管可以有效地捕集真菌、細菌等微生物，但在實際使用過程中，過濾器本身成為容留和繁殖微生物的溫床，而且由於單向流設備的出風方向較高且一般固定地對準手術臺，使得易於通過單向氣流將過濾層中的細菌直接吹送到手術臺、例如手術操作部位，從而造成術後感染；而本申請中的弱湍流集中送風裝置採用弱湍流技術，由於弱湍流的方向隨機性，因此即使將通風設備的出風方向對準手術臺，將過濾層中的細菌直接吹送到手術臺的概率也會大大降低，從而有效地降低術後感染風險；(2)本實用新型的弱湍流集中送風裝置通過調節過濾層的厚度和/或過濾層的濾紙摺疊的節距來使得所輸入的新風和迴風以弱湍流形式進入到醫療設施中，其原理是改變過濾層阻力，調整氣流湍流度，又省去了布置單獨的散流器，降低了成本，還實現了更好的散流效果；(3)根據本實用新型的弱湍流集中送風裝置可以根據現場實際情況選擇「裝配式」或「組裝式」進行安裝，並且通過安裝弱湍流集中送風裝置就可以實現弱湍流送風，從而降低術後感染風險，而不需要更換整個通風系統，也不必對醫療設施本身進行破壞性改造，因此使用本實用新型的弱湍流集中送風裝置，可以以低改建成本實現先進的弱湍流技術。
圖2示出了經過弱湍流集中送風裝置100後的氣流方向。
在圖2中，弱湍流集中送風裝置100通過套筒106固定在壁頂110，其中弱湍流集中送風裝置100可以相對於壁頂110旋轉和升降以實現不同的送風方向和送風高度。
下面闡述經過弱湍流集中送風裝置100後的氣流方向以及本實用新型的弱湍流原理。
首先，空氣流通過進氣管107進入弱湍流集中送風裝置100，在弱湍流集中送風裝置100內通過HEPA過濾模塊105(參見圖1B)的淨化過濾以後以弱湍流形式吹送到手術臺108的上方，其中增加HEPA過濾模塊105的過濾層厚度和/或改變HEPA過濾器105的濾紙摺疊的節距，使得所引入的空氣流以弱湍流形式進入到醫療設施中，這是因為，H增加濾芯厚度或改變節距，使得濾層阻力變化，從而來調整氣流的湍流度。
從圖2中可以看出，經淨化和散流後的空氣流(以附圖標記109來表示)以隨機和無序方向被吹送到手術臺108附近，因此由於弱湍流的方向隨機性，因此即使將弱湍流送風天花100的出風方向對準手術臺108，將過濾層中的細菌直接吹送到手術臺108、尤其是手術部位的概率也會大大降低，從而有效地降低術後感染風險。
在經過手術臺108的區域以後，所述空氣流中的一部分從手術臺兩側迴風口以迴風形式回到弱湍流集中送風裝置100，一部分經排風風機被排出到室外，向弱湍流集中送風裝置100同時補進新風，維持系統風量平衡。
雖然本實用新型的一些實施方式已經在本申請文件中予以了描述，但是對本領域技術人員顯而易見的是，這些實施方式僅僅是作為示例示出的。本領域技術人員可以想到眾多的變型方案、替代方案和改進方案而不超出本實用新型的範圍。所附權利要求書旨在限定本實用新型的範圍，並藉此涵蓋這些權利要求本身及其等同變換的範圍內的方法和結構。