CN103861183B - 一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置 - Google Patents

Abstract

一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，该装置包括微型制冷装置、加热装置和制冷剂软管。其中微型制冷装置包括微型空调外壳、微型风扇、制冷剂循环管路、微型转子压缩机、微型盘管式蒸发器、冷凝盘管、毛细管、进风口、出风口；加热装置包括输液管通孔、铰链、连接扣、加热层、保温层。微型制冷装置的冷凝盘管位于加热装置的加热层内，两装置之间通过制冷剂软管相连，制冷剂在循环过程中，通过自身相变，实现热量的转移：在蒸发器中吸收空气中的热量，在冷凝盘管中将热量放出，通过加热层内的导热材料传递给输液管，实现对输液管的加热。本发明具有安全可靠，运行节能，循环利用且操作方便等特点，具有较好的应用前景。

Description

一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置

技术领域

本发明涉及一种医用装置，具体涉及一种冬天人体输液用的利用相变实现热量转移的输液管加热装置。

背景技术

目前医院对于患者输液治疗是一种普遍的治疗手段和措施，临床上用于给病人补充水分、能量以及输入药物，能够快速有效地缓解、治愈病情。冬天人们在输液治疗疾病时，由于药液温度低，人体温度高，经常发生输液后出现新的疾病，这是一个长期渴望解决而又难以解决的技术难题。

目前临床使用的输液装置，大都没有加热设备，在冬季即使室内有取暖设施，室内温度也很难超过20度，很多地方室温在16度左右，更不用说在广大农村地区室内无任何采暖设施的情况。这样医护人员在室温下配药，药液温度与人体温度相差较大，药液通过静脉输入人体后，病人会感觉冰凉不适，特别是需要大量快速补液时，病人会感觉浑身发冷，甚至寒颤等身体不适反应。如果在配药时加热会耽误时间，而且如果加热不均匀，药液会出现质量问题，危及病人。

为了解决上述问题，已有一些输液管加热装置被提出，例如公开号为CN202505911.U的实用新型专利《输液管加热装置》利用自发热材料接触空气后自身发热产生热量对输液管进行加热，该方法虽然使用方便，操作简单，但只能使用一次，造成大量的浪费，且在使用时间过长，药物反应完后，就不再释放热量，不能保证药液温度，安全可靠性差。公开号为CN203001611.U的实用新型专利《一种输液管加热装置》利用内部设有S形通孔的电加热板对输液管内部药液进行加热，具有可以重复利用和加热效果稳定的优点，但是这种方案耗费电能较多、不够经济，而且，由于该装置直接与电源相连，内部的电热元件温度较高，安全性能难以保证。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种能够长久使用，效果稳定，节能环保，安全可靠，经济合理且便于使用的输液管加热装置。

所述目的之技术方案是这样实现的：一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，该装置包括微型制冷装置、加热装置和制冷剂软管。所述微型制冷装置包括微型空调外壳、微型风扇、制冷剂循环管路、微型盘管式蒸发器、微型转子压缩机、冷凝盘管、毛细管、进风口、出风口；所述加热装置包括铰链、连接扣、加热层、输液管通孔、保温层。微型制冷装置和加热装置之间通过制冷剂软管相连，制冷剂在两装置之间循环，制冷剂软管外设有保温层。

本发明通过一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置提高输液管内药液温度的具体过程如下：

制冷装置通电后微型转子压缩机和微型风扇开始工作，制冷剂循环开始：微型转子压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的液态制冷剂，然后通过附有保温层的制冷剂软管送到冷凝盘管散热后成为中温中压的液态制冷剂，经冷凝盘管与加热装置的导热性能良好的加热层进行热交换，将热量传递给输液管内的药液，药液温度升高，同时制冷剂液化，经毛细管进入微型盘管式蒸发器吸收周围空气中的热量而汽化，气态的制冷剂回到微型转子压缩机继续压缩，反复循环，最终输液管内药液的温度达到并保持在某个温度范围内，满足病人需要，减少病人和医护人员的麻烦。在上述过程中，如果药液流速恒定，那么装置型号一旦确定，输液管内的药液温度基本趋于不变，我们可以通过计算和实验，合理设计微型制冷装置中各组件的参数，使药液内的温度接近但不超过人体温度，这样既能减少患者的冷刺激，使人体感到舒适，同时又不会对药性产生影响，加快药物吸收进而减少病人所遭受的病痛折磨，快速有效地缓解、治愈病情。

作为本发明的进一步完善，所述微型制冷装置内的微型转子压缩机、冷凝盘管、毛细管、微型盘管式蒸发器通过制冷剂循环管路依次固定连接，微型空调外壳呈方形，其两侧面上分别设有进风口和出风口；所述加热装置整体呈空心圆柱形，由两个半空心圆柱合成，其一侧用铰链连接，另一侧设连接扣，可以任意开合，操作方便，所述加热装置由内外两层组成，内层为加热层，外层为保温层，中间的空心为与输液管尺寸匹配的输液管通孔；由于位于加热装置和微型制冷装置之间的两根制冷剂软管内流通的制冷剂温度不同，为避免其直接进行热交换，影响换热效果，需要注意对这两根制冷剂软管分别附上保温层，然后再包扎在一起，提高所述加热装置的加热效率，节约电能；所述微型盘管式蒸发器与微型空调外壳间留有空隙，同时微型风扇可以促进空气对流，有利于制冷装置与外部空气进行热交换；所述冷凝盘管为加热元件，位于加热装置的加热层内，基于加热装置任意开合的结构设计，冷凝盘管也由两个半圆环组成，这两部分在加热装置的底部靠近其铰链一侧用制冷剂软管相连，冷凝盘管整体呈圆环形，布置在输液管通孔周围，使药液受热均匀；所述加热层由导热性能良好的导热材料制成，内有与输液管通孔平行设置的蛇形纵向通孔，蛇形纵向通孔设在输液管通孔四周，呈圆环形，冷凝盘管设置在蛇形纵向通孔后，两个端部用保温材料和密封胶对其密封；所述制冷剂要选用环保型的，例如R410。

从本方案可以看出，本发明在利用制冷剂的相变来实现对输液管内的药液进行加热的过程中，由于本加热装置利用空调机理选用电作为其能量来源，但是在利用电能的同时也吸收了空气中的热量，所以在达到相同的加热效果时，本装置比一般的电加热装置更节能；与此同时，本加热装置的制热过程是通过制冷剂的相变实现的，而制冷剂的相变周而复始，可以循环重复利用，因此比现有的直接嵌套在输液管上的一次性输液装置更加经济、环保；而且，本加热装置比加热水的热水袋（向热水袋内注入热水并套设于输液瓶之外，当袋内热水温度降低之后，需排出袋内液体，再次加注热水）更易操作、更加安全可靠，提高了医护人员的工作效率。简言之，本发明是一种能够长久使用，效果稳定，节能环保，安全可靠，经济合理且操作方便的输液管加热装置。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明的结构示意图；

图2——本发明的微型制冷装置内部结构原理图；

图3——本发明的加热装置剖面图；

图4——本发明的加热层内部结构示意图。

图中：1.微型制冷装置2.加热装置3.制冷剂软管4.微型转子压缩机5.冷凝盘管6.毛细管7.微型盘管式蒸发器8.制冷剂循环管路9.微型风扇10.微型空调外壳11.进风口12.出风口13.输液管通孔14.加热层15.保温层16.铰链17.连接扣。

具体实施方式

一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于，该装置包括微型制冷装置1、加热装置2和制冷剂软管3。所述微型制冷装置1包括：微型转子压缩机4、冷凝盘管5、毛细管6、微型盘管式蒸发器7、制冷剂循环管路8、微型风扇9、微型空调外壳10、进风口11、出风口12；所述加热装置2包括：输液管通孔13、加热层14、保温层15、铰链16、连接扣17；其中，制冷剂软管3外表面覆盖有保温材料，其一端与加热装置2连接，另一端与微型制冷装置1连接，微型空调外壳10为方形，其两侧面分别开设有进风口11和出风口12，加热装置2整体呈空心圆柱形，由内外两层空心圆环组成，内层为包含冷凝盘管5的加热层14，外层为保温层15，中间的空心为与输液管尺寸匹配的输液管通孔13（如图1所示）。

所述微型制冷装置1内部，微型转子压缩机4的排气口与冷凝盘管5入口固定连接，冷凝盘管5出口与毛细管6入口固定连接，毛细管6出口与微型盘管式蒸发器7制冷剂入口固定连接，微型盘管式蒸发器7制冷剂出口与微型转子压缩机4的入口固定连接，使用时微型转子压缩机4将气态的制冷剂压缩为高温高压的液态制冷剂，然后通过附有保温层的制冷剂软管3送到冷凝盘管5散热后成为中温中压的液态制冷剂，所以冷凝盘管5可以通过由导热性能良好的导热材料制成的加热层14将热量传递给输液管内的药液，使药液温度升高，液态的制冷剂经毛细管6进入微型盘管式蒸发器7，空间突然增大，压力减小，液态的制冷剂就会汽化（从液态到气态是个吸热的过程），吸收大量的热量，微型盘管式蒸发器7向外界空气吸收所需要的热量，微型风扇9将从进风口11吸入的空气从微型盘管式蒸发器7中吹过，与其进行受迫对流换热，所以微型制冷装置1吹出来的就是冷风，气态的制冷剂回到微型转子压缩机4继续压缩，反复循环；其中，所述微型盘管式蒸发器7与微型空调外壳10间留有空隙，同时微型风扇9可以促进空气与微型盘管式蒸发器7之间的受迫对流，有利于微型盘管式蒸发器7与四周空气进行热交换（如图2所示）。

所述加热装置2整体呈空心圆柱形，由两个半空心圆柱组成，其一侧用铰链16连接，另一侧设连接扣17，可以任意开合，操作方便。使用时，先将其连接扣17打开，待输液管卡入输液管通孔13后闭合，然后通电进行加热（如图3所示）。

所述加热层14由导热性能良好的导热材料制成，内有与输液管通孔13平行设置的蛇形纵向通孔，蛇形纵向通孔设在输液管通孔13四周，呈圆环形，冷凝盘管5设置在蛇形纵向通孔内，对输液管进行加热，使药液受热均匀；基于所述加热装置2任意开合的结构设计，冷凝盘管5也由两个半圆环组成，这两部分在加热装置2的底部靠近其铰链16一侧用制冷剂软管3相连（如图4所示）。

本领域的技术人员清楚，在实际运用本发明的实施过程中，微型盘管式蒸发器7、微型转子压缩机4、冷凝盘管5和微型风扇9的型号，微型制冷装置1和加热装置2的尺寸，制冷剂软管3和制冷剂循环管路8的管径以及他们的长度等相关参数的选取，应当在满足实际需要的基础上相互匹配，并保证整个***的安全性（因仅通过有限的简单计算和常规试验即可确定，故不详述）。

本发明具有如下优点：由于本加热装置利用制冷剂相变选用电作为其能量来源，但是在利用电能的同时也吸收了空气中的热量，所以在达到相同的加热效果时，本装置比一般的电加热装置节能，而且由于本加热装置的微型制冷装置和加热装置是分开设置的，电源线连接在微型制冷装置上，远离病人，因此与直接的电加热装置相比，更加安全、可靠；与此同时，本加热装置的制热过程是通过制冷剂的相变实现的，而制冷剂的相变周而复始，可以循环重复利用，因此比现有的嵌套在输液管上的一次性加热装置更加经济、环保；本加热装置比加热水的热水袋（向热水袋内注入热水并套设于输液瓶之外，当袋内热水温度降低之后，需排出袋内液体，再次加注热水）更易操作、方便快捷，提高了医护人员的工作效率。

Claims (5)

1.一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于，该装置包括微型制冷装置（1）、加热装置（2）和制冷剂软管（3）；所述微型制冷装置（1）包括：微型转子压缩机（4）、冷凝盘管（5）、毛细管（6）、微型盘管式蒸发器（7）、制冷剂循环管路（8）、微型风扇（9）、微型空调外壳（10）、进风口（11）、出风口（12）；所述加热装置（2）包括：输液管通孔（13）、加热层（14）、保温层（15）、铰链（16）、连接扣（17）；微型制冷装置（1）和加热装置（2）之间通过制冷剂软管（3）相连，制冷剂在两装置之间循环。

2.根据权利要求1所述一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于：所述微型制冷装置（1）内的微型转子压缩机（4）、冷凝盘管（5）、毛细管（6）、微型盘管式蒸发器（7）通过制冷剂循环管路（8）依次固定连接，且微型空调外壳（10）两侧面上分别设有进风口（11）和出风口（12）。

3.根据权利要求1所述一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于：所述加热装置（2）由内外两层组成，内层为加热层（14），外层为保温层（15），中间的空心为与输液管尺寸匹配的输液管通孔（13）；所述加热装置（2）从中心等分为两个半圆柱体，一侧用铰链（16）连接，另一侧设有连接扣（17），可以任意开合。

4.根据权利要求1所述一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于：所述冷凝盘管（5）为加热元件，位于加热装置（2）的加热层（14）内；在加热装置（2）的铰链（16）侧，冷凝盘管（5）通过制冷剂软管（3）相连。

5.根据权利要求1所述一种利用相变实现热量转移的输液管加热装置，其特征在于：所述加热层（14）的导热材料由型铝制成，导热性能良好，制冷剂可选用R410。