一种超市用病毒/菌扩散防护装置及方法与流程

[0001]
本发明涉及超市免疫建筑技术领域，尤其涉及一种超市用病毒/菌扩散防护装置及方法。


背景技术：

[0002]
超市是典型的城市公共建筑，人流密集，人员组成复杂，是各类呼吸道传染病的理想飞沫传播场所。在超市内部个别病毒/病菌携带者呼出的飞沫，会在现代超市空调混合式通风气流的携带下在建筑内部四处飘散，从而形成大范围的气溶胶传播。如何有效在超市环境下保护超市内健康的易感人群在当前新冠病毒在世界范围肆虐的背景下具有重要的现实意义。
[0003]
针对上述这些问题，国际上提出了免疫建筑的概念，在这种建筑中，没有伤风、没有流感，甚至没有儿童疾病在空气中传播。免疫建筑技术是在早期各种针对化学武器、微生物感染的防范技术基础上发展起来的。1960年代美国海军对军舰对抗化学武器袭击进行过系统的实验。1970年代各种针对生物、化学战剂的军用洗消、中和技术已经形成体系。上世纪90年代中期美国宾夕法尼亚大学开始了空气微生物学研究，第一次将传染病学、环境科学和建筑学结合相结合，形成了免疫建筑的雏形。1999年美国国防尖端技术研究局（darpa）启动了“免疫建筑”项目，正式提出了免疫建筑的概念。进入21世纪，免疫建筑技术得到了长足的发展，其中kowalski进行了大量卓有成效的工作。在世界范围内，室内净化技术发展迅速。目前国际上先进的空气净化技术已经摒弃了单一净化手段，复合式空气净化得到了普遍应用。在免疫建筑技术集成领域，harvey w. ko等提出了免疫建筑生物化学物质探测技术方面基本框架；j. kozinski 等开发了完整的“早期探测-处置”系统（ewar）概念样机。加拿大alert b & c公司基于亚稳态原子轰击技术开发了新型的快速化学物质探测传感器,大大提高了免疫建筑的早期预警能力。美国的environics公司已经开发出了基于“早期探测-报警”机制的实用免疫建筑产品，可以完成生、化物质探测，报警，网络化信息管理等功能。总之，国际上免疫建筑技术正处于实用化的前夜。
[0004]
但是目前国际上免疫建筑采用的“早期探测-处置”体制在超市这类公共建筑内却基本无效，因为即便有害物质可以被及时探测到，也无法对大空间建筑内四处飘散的带病毒飞沫颗粒加以及时净化，因此不具备保护超市内易感人群的可行性。
[0005]
除了免疫建筑方案，在超市入口处布置测温装置防止潜在呼吸道传播病源携带者进入是当前国内外普遍采用的另一类防护方法。但是该方法不能筛除无症状感染者和早期轻症感染者，因此仍旧存在较大的防护无效概率。
[0006]
正是在上述背景下，本发明提出了一种利用流体力学技术解决超市内部呼吸道传染飞沫扩散的方法及装置。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是针对超市内病毒/病菌携带者呼出的气溶胶颗粒传播问题，提出
一种利用流体力学原理抑制其扩散并进行就地杀灭的装置和方法，该装置可以大幅度减少超市内呼吸道传染病的传播概率，保护超市内其它健康购物者。
[0008]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种超市用病毒/菌扩散防护装置，包括布风板、分流器、贯流式风机、风道、紫外灯阵列、hepa过滤器、回风口；所述风道为立式布置的，风道的上下端为开口，所述布风板安装于风道的上端开口，所述回风口安装于风道的下端开口；所述hepa过滤器安装于回风口内；所述紫外灯阵列安装于紫外灯阵列内；所述贯流式风机安装于布风板内；所述布风板内设有分流器。
[0009]
作为更进一步的优选方案，所述回风口上设有多空海绵。
[0010]
作为更进一步的优选方案，所述布风板的出口为朝向下方的斜向口。
[0011]
作为更进一步的优选方案，所述分流器包括固定风板和活动风板，固定风板水平固定于回风口内，活动风板与固定风板相互铰接，活动风板沿固定风板翻转活动。
[0012]
作为更进一步的优选方案，所述布风板水平设置，布风板的上部板面与下部板面之间的间距为a，a为200~300mm，布风板上部板面的长度比下部板面的长度大b，b为150~200mm。
[0013]
作为更进一步的优选方案，所述布风板上部板面与固定风板之间风量与布风板下部板面与固定风板之间风量的比为2:3，其风速为0.15~0.25m/s。
[0014]
作为更进一步的优选方案，布风板的上部板面边缘与活动风板的边缘之间为上布风面，布风板的下部板面边缘与活动风板的边缘之间为下布风面，上布风面与水平面之间的夹角为α，α为72
°
~85
°ꢀ
，下布风面与水平面之间的夹角为β，β为0
°
~15
°
。
[0015]
一种超市用病毒/菌扩散防护方法，带有人体呼出带病毒/病菌气溶胶颗粒的束状气流从回风口流入风道，经过多空海绵的粗过滤后流入hepa过滤器进行精细过滤，过滤掉大多数病菌等大直径生物颗粒，之后气流流经紫外灯阵列，杀灭病毒等小直径生物颗粒，实现空气的生物净化，净化后的空气进入布风板由贯流式风机吹出。
[0016]
本发明提供的超市用病毒/菌扩散防护方法及装置，从防护机理看属于纯物理的流体力学防护，通过特殊的流场抑制超市货架之间带有病毒/病菌的呼出气溶胶的扩并迅速将其压制到远离人体呼吸高度，并最终进行生物质杀灭净化。整个防护过程不需要昂贵的探测装置，对用户的购物体验无任何不良影响。通过本发明的实施可以有效保护超市购物者免受或者大幅度降低感染呼吸道传染病的概率，实现超市免疫。
附图说明
[0017]
图1为本发明的结构示意图；图2为布风板的结构图；其中，1、布风板，2、分流器，3、贯流式风机，4、风道，5、紫外灯阵列，6、hepa过滤器，7、回风口，8、多空海绵，9、气流方向。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]
本发明的一种超市用病毒/菌扩散防护装置及方法，是利用流体力学原理完成防护，该装置通过置于超市货架上的布风装置和回风装置，在超市货架之间产生束状向下的空气流场，实验表明该流场可以有效避免超市货架之间行走的、携带病毒/菌的购物者呼出飞沫向周围的扩散，从而保护超市其他购物者不被感染或者大大降低被感染的概率。为了防止回风中含有的带菌/病毒飞沫发生二次污染，本发明回风系统布置有常规hepa过滤装置和紫外杀毒装置，确保出风的清洁。
[0020]
布风装置包括布置于超市货架顶部的特殊结构的布风板、分流器及贯流式风机。风机在布风装置的最后面通过风道与分流器相连，分流器将风分为上下两股送入布风板。布风板为一延超市顶端横向展开的柱状结构柱状结构，其内部被分为上下两个区域，分别与前述分流器的两股送风连通。布风板侧视轮廓亦分为两段，每一段由多段直线和弧线构成，以形成特定角度的出风。布风板表面覆盖开孔率20%~50%的多孔板，以形成横贯超市货架总宽的，上下两段均匀出风。通过调节分流器的分流量可在布风板形成上下两股速度不同的气流。
[0021]
进一步地，布风板1的上部板面边缘与活动风板22的边缘之间为上布风面，布风板1的下部板面边缘与活动风板22的边缘之间为下布风面，上布风面与水平面之间的夹角为α，α为72
°
~85
°ꢀ
，下布风面与水平面之间的夹角为β，β为0
°
~15
°
，角度α、β描述（见附图2）。产生稳定束状向下气流的轮廓参数范围如下：a：200~300mm； b：150~200mm；α：72
°
~85
°ꢀ
β：0
°
~15
°
进一步地，根据计算上下两股气流的速度比为2:3，上风速取值范围为0.15~0.25，在这样配比的风速以及上述布风板的轮廓参数下，可以在超市货架之间形成稳定的束状向下流场，同时又不会产生过强的吹风感影响购物体验；回风装置布置于超市货架底部，入口垂直于地面，入口布置多孔板和多孔海绵。多孔板用于均匀气流，多孔海绵用于对空气进行初级过滤；空气净化装置包括hepa过滤器和紫外灯阵列，用于空气精细过滤和病毒/病菌的杀灭。
[0022]
风道将超市货架顶部的布风装置、底部的回风装置和空气净化装置连为一体。
[0023]
风机3驱动空气流动，产生的气流首先经过分流器2分成上下两股气流。分流器的作用是造成上下两股气流的流速不同（这种不同的风速是产生均匀束状乡下流场的关键因素之一），分流器朝向风机一侧有调节板，可以调节分流流量。
[0024]
从分流器出来的气流流入布风板分成上下两股，以不同的速度流出布风板。分流速度比为3：2。这样的分流速度，配合布风板的特殊结构，可以产生向下的束状气流9。这种气流可以有效抑制人体呼出气溶胶颗粒的扩散。
[0025]
可能带有人体呼出带病毒/病菌气溶胶颗粒的束状气流从回风口再次流入系统7，经过多孔海绵8的粗过滤后流入hepa过滤器6进行精细过滤，该过滤器可以过滤掉大多数病菌等大直径生物颗粒。之后气流流经紫外灯阵列5，杀灭病毒等小直径生物颗粒，实现空气的生物净化。净化后的空气经过风道流回到风机3，形成闭环以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。