一种桌面空气幕动力装置

技术领域

本发明属于预防交叉感染领域，具体涉及一种桌面空气幕动力装置。

背景技术

病毒主要通过患者在公共场所通过咳嗽或打喷嚏在人与人之间传播，但公众风险日益增加的事实表明，传统的室内通风方式(混合通风MV、置换通风 DV等等)可能不能有效地保护人们在办公室和公共场所免受呼吸道疾病的感染。

传统的分层通风方法，如置换通风虽然拥有较高的通风系数，但由于存在垂直温度梯度，这会使人员工作生活区域出现分层呼气，即所谓的污染物锁死概念。污染物锁死在呼吸区使得交叉感染风险大大增加。不仅如此，通过置换通风系统所到达呼吸区的气流还可能携带从地面等低处所携带的污染物，从而也使吸入空气的质量降低。

然而，现有的办公环境下，送风系统已经铺设完毕投入使用，想要对送风系统整体更改优化投资过多也费时费力，因此，针对如何降低室内的呼吸道疾病的感染几率，发明一种装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桌面空气幕动力装置，有效降低了交叉感染风险。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种桌面空气幕动力装置，包括设置在桌面下方的进风管道、风机和输送管道，及开设在在桌面上的出风口；

进风管道上设有进风口，进风管道通过风机和输送管道连接，输送管道和出风口连接，出风口上方形成空气幕；

在桌面上设有控制开关，控制开关与风机连接，控制开关用于控制风机的开启和关闭。

进一步，在出风口处铰接有用于盖上出风口的挡板。

进一步，挡板通过转轴铰接在出风口所在的桌面上，转轴上套设有第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮，第二齿轮的输入轴连接有电机，电机与控制开关连接。

进一步，进风口处设有过滤网。

进一步，进风口包括对着电脑柜设置的下风口和朝着侧方设置的侧风口。

进一步，当两个用户公用一个桌面时，在每个用户一侧均设置桌面动力装置，两侧的输送管道通过转接管与出风口连接。

进一步，出风口由多个出风孔阵列而成。

进一步，出风口的风速为1.2m/s～1.8m/s。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开了一种桌面空气幕动力装置，包括进风管道、风机、输送管道及出风口，进风管道、风机、输送管道设置在桌面下方，出风口设置在桌面上；进风管道上设有进风口；在桌面上设有控制开关，控制开关与风机连接，控制开关控制风机的开启和关闭，进风管道通过风机和输送管道连接，输送管道和出风口连接，风机将空气流经进风管道输送至输送管道，输送管道将空气流从出风口送出，形成空气幕。本发明结构简单，在对现有办公建筑送风系统不变的情况下，在提高人员吸入空气品质的基础上，有效降低了交叉感染风险。

进一步，在出风口处铰接有挡板，当挡板关闭时，挡板盖上出风口，防止空气中的污染物落入风道，保持风道内部的清洁。

进一步，进风口处设有过滤网，可以过滤掉空气中的一些杂质。

进一步，进风口包括对着电脑柜设置的下风口和朝着侧方设置的侧风口。将人体形成的热羽流和电脑主机部分等下部热源所形成的热羽流有效汇集利用，一方面，帮助主机等低位热源散热，有效降低能耗，另一方面，通过阻碍人员下部热羽流的形成，防止了地面附近的污染物在浮升力的作用下，随着人员热羽流上升至人员呼吸区高度，从而提升了可吸入空气品质，因此达到更好的送风效果。

进一步，出风口由多个出风孔阵列而成，每个小的出风孔喷出的射流在桌面交汇形成空气幕。

附图说明

图1为本发明的桌面动力装置的整体效果图；

图2为本发明的桌面动力装置的结构示意图；

图3为图2的正视图；

图4为图2的俯视图；

图5为本发明的桌面动力装置开启时温度云图；

图6为本发明的桌面动力装置开启时人胸部的热羽流温度云图；

图7为本发明的桌面动力装置开启时的速度云图。

其中：1为桌面；2为输送管道；3为挡板；4为出风口；5为管道支架；6 为风机；7为过滤网；8为下风口；9为转接管；10为导流板；11为侧风口；12 为电脑柜；13为控制开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1～4所示，本发明公开了一种桌面1空气幕动力装置，包括设置在桌面1下方的进风管道、风机6和输送管道2，及开设在在桌面1上的出风口4；进风管道上设有进风口，进风管道通过风机6和输送管道2连接，输送管道2 和出风口4连接；在桌面1上设有控制开关13，控制开关13与风机6连接，控制开关13用于控制风机6的开启和关闭。

具体地，输送管道2通过管道支架5固定安装在桌面1下方。

更优地，在出风口4处铰接有挡板3，当挡板3关闭时，挡板3盖上出风口 4，防止空气中的污染物落入风道，保持风道内部的清洁。

具体地，挡板3通过转轴铰接在出风口4所在的桌面1上，转轴上套设有第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮，第二齿轮的输入轴连接有电机，电机与控制开关13连接。通过控制开关13控制电机旋转，电机旋转带动齿轮副转动，进而带动转轴旋转，最终实现挡板3的转动。

更优地，进风口处设有过滤网7，可以过滤掉空气中的一些杂质。

更优地，进风口包括对着电脑柜12设置的下风口8和朝着侧方设置的侧风口11。经过模拟验证，侧风口11的斜面设计能更好的收集人体形成的热羽流。从而与电脑主机部分等下部热源所形成的热羽流有效汇集利用，一方面，帮助主机等低位热源散热，有效降低能耗，另一方面，通过阻碍人员下部热羽流的形成，防止了地面附近的污染物在浮升力的作用下，随着人员热羽流上升至人员呼吸区高度，从而提升了可吸入空气品质，因此达到更好的送风效果。

出风口4由多个出风孔阵列而成，每个小的出风孔喷出的射流在桌面1交汇形成空气幕，这种设计能有效地延长射流核心区，保证空气幕的有效高度。

侧出风口4开设在导流板10上，导流板10采用斜面设计，安装在输送管道2端口，导流板10作用是导流，让热羽流进入风管所受到的阻力变小。

现有的办公室一般都是两人面对面办公，公用一张办公桌，当两个用户公用一个桌面1时，在每个用户一侧均设置桌面1动力装置，两侧的输送管道2 通过转接管9与出风口4连接。也可以公用一个挡板3，将挡板3做的大一些，任何一方均可控制挡板3的启闭。

对于空气幕在污染区中的通风性能的模拟与实验研究表明，较低的送风温度下，空气幕不能有效阻止污染物的扩散。研究发现，当临界送风速度在 1m/s～1.5m/s之间时，人员所在区域的通风效率要远远高于较低的送风速度下的通风效率。对比以往的空气幕将风口设置于房间顶部2.7m的位置，本发明的空气幕出口位于距离桌面10.7m的位置，距离人员呼吸区高度距离更近，保护效果优于顶送型空气幕。

风口流量可表示为：

L＝3600abV 公式1

式中，L—输送管道2流量，m

输送管道2位于桌面1下部，输送管道2内壁光滑，阻力小，刚度大。本发明的压力损失可由下式获得，输送管道2的压力损失为：

ΔP＝ΔP

式中，ΔP

单位管长的沿程压力损失为：

式中，λ—摩擦阻力系数；ρ—空气密度，kg/m

当空气处于标准状态时，即大气压力为101.325kPa，温度为20℃，密度ρ＝1.2kg/m

当气流经输送管道2系统的配件及设备时，由于气流流动方向的改变，流过断面的变化和流量的变化而出线涡流时产生了局部阻力。为克服局部阻力而引起的能量损失，产生的局部压力可用下式计算：

根据本发明案例的特点以及所需风、扬程来选定风机6类型。

以风口作为起点，轴心速度衰减规律可表示为：

式中，v

当出风口4向上形成射流时，这里取出风口v

出风口4最终设计出风口的风速v

若房屋吊顶高度为2.7m，坐姿工作区呼吸区高度1.1m，头顶高度1.3m，桌面 1高度为0.7m，那么桌面1空气幕在1.7m的位置处，速度衰减为1.2m/s，仍可以有效阻隔污染物的扩散，故坐姿人体的交叉感染风险在该装置的运行下可有效降低。

图5和图6表示在风机流量为11.5L/s下的装置开启温度云图与速度云图，由温度云图可以看出当装置开启时，人员胸部以下的热羽流经过风机6的作用被有效削弱，表明了装置对改善人员可吸入空气品质的有效性。图7表明了空气幕射流出口段至1.7m的空气幕速度分布情况，可以看出，空气幕在1.7m处的出流速度对人员呼出的污染物阻隔起到正面效果，空气幕可以有效降低感染者对健康人体的直接感染风险。

以上对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。