游艇內簡易新風空氣凈化裝置設計

王小亮

摘要：針對新冠肺炎疫情期間，游艇內因空氣循環(huán)等原因造成病毒交叉感染的問題，設計一種功能強大且結構簡單的游艇內新風空氣凈化裝置，對進入游艇艙室內的空氣進行高效地凈化消毒處理，同時排出污濁空氣。該裝置可加裝到游艇上，且不會破壞游艇整體美觀性，具有較高的實用價值和應用前景。

Abstract： In view of the problem of virus cross-infection caused by air circulation in yachts during the new crown pneumonia epidemic period， a powerful and simple structure air purifying device for fresh air in yachts was designed to purify and disinfect the air entering the cabin of yachts efficiently and to discharge the dirty air at the same time. The device can be installed on the yacht and will not destroy the overall beauty of the yacht， which has high practical value and application prospect.

關鍵詞：疫情;新風;空氣凈化;游艇

Key words： epidemic situation;fresh air;air purification;yachts

0? 引言

目前有報道稱在游艇上發(fā)現了新冠肺炎的感染病例，并且游艇上的游客密集，造成大規(guī)模傳播，而游艇上缺少相應的空氣凈化系統(tǒng)被認為是疫情傳播的原因之一。同時碼頭上各類船舶排放的尾氣，游艇上的家具及裝飾材料釋放的甲醛等有害氣體，廚房油煙及吸煙等原因也直接影響到艙室內部的空氣質量。這些因素都嚴重危害到了人體健康。

因此如何保障游艇艙室內的空氣質量，安全有效的消滅病毒、凈化空氣，已成為我們不得不重視的問題。

1? 設計背景

目前針對霧霾和住宅室內空氣質量，很多科研機構及廠商研發(fā)了各式的凈化空氣質量的設備和裝置。但大多數的空氣凈化裝置中，凈化效果顯著、具有殺毒除菌功能的，往往結構非常復雜，且成本高昂;而結構簡單的，則不具有殺毒除菌功能，且凈化效較果弱。同時時常清潔凈化裝置的內部，更換過濾片也很重要，如果不及時清理會嚴重影響凈化器的清潔效果。

同時這些設備并非專門為游艇設計，也未考慮到突發(fā)的疫情，因此很多游艇上并沒有安裝。因此，本文融合當前的空氣凈化器及新風系統(tǒng)的優(yōu)點，設計出一款適合在游艇上加裝的簡易新風空氣凈化裝置，以解決上述問題。

2? 總體方案設計

本裝置設計能夠加快游艇內外空氣的循環(huán)，同時高效徹底的對艙室的空氣進行凈化和除菌消毒。現結合結構圖、縱剖視圖、殺菌消毒裝置局部剖視圖、濾凈裝置視圖，描述本裝置的具體設計實施。其具體結構如圖1所示。

該裝置外殼設計為圓柱體結構，凈化裝置外殼的左端設置有空氣入口，空氣入口與凈化裝置外殼之間設置有第一負壓風機，凈化裝置外殼的內部左側豎向設置有濾凈裝置，濾凈裝置包括過濾網，過濾網的右側設置有活性炭吸附網，過濾網和活性炭吸附網均和凈化裝置外殼內部形狀相匹配，活性炭吸附網右側設置有漏斗形的氣體聚集嘴，氣體聚集嘴的右端設置有氣體殺菌裝置，氣體殺菌裝置的右側連通到負離子發(fā)生裝置上，凈化裝置外殼的右端設置有空氣出口，空氣出口與負離子發(fā)生及熱交換裝置的出口連通，空氣出口內安裝有第二負壓風機，凈化裝置外殼的側壁上安裝有吸風口和排風口。

3? 功能及原理

本裝置由負壓風機、空氣入口、新風出口及連接管道等組成，包含濾凈裝置、氣體殺菌裝置、負離子發(fā)生及熱交換裝置三大功能模塊。

在裝置使用時，將負壓風機打開，游艇外的空氣便經空氣入口進入到凈化裝置外殼內。空氣首先經過濾凈裝置，經過濾吸附后，較為干凈的氣體通過氣體聚集嘴全部到達氣體殺菌裝置中，最后再經過負離子發(fā)生機熱交換裝置后，經過了過濾、殺菌、除濕、增氧、預熱（冬天）等一系列凈化處理的新風由新風出口排出，進入游艇內部。游艇內受污染的空氣經吸風口進入，由排風口排往艙室外，排風經過主機時與新風進行熱回收交換，將大部分的能量回收后，經過預熱的新風進入游艇內部。

3.1 濾凈裝置

濾凈裝置進行第一步的物理凈化，吸除氣體中的雜質和有害物質。濾凈裝置中，過濾網對空氣中的固體顆粒進行過濾，然后再通過活性炭吸附網對空氣中的有毒有害氣體進行過濾。活性炭吸附網和過濾網均為可拆卸結構，凈化裝置外殼的上半側壁上豎向設置有半圓形的安裝槽，活性炭吸附網和過濾網的外圈設置有固定圓環(huán)，固定圓環(huán)的左右兩側中間位置對稱設置有支撐板，固定圓環(huán)的外側一圈設置有密封橡膠圈。

活性炭吸附網和過濾網之間的距離為10-20厘米。活性炭吸附網和過濾網均為可拆卸結構，凈化裝置外殼的上半側壁上豎向設置有半圓形的安裝槽，活性炭吸附網和過濾網的外圈設置有固定圓環(huán)，固定圓環(huán)的左右兩側中間位置對稱設置有支撐板，固定圓環(huán)的外側一圈設置有密封橡膠圈。通過安裝槽的設置，完成活性炭吸附網和過濾網的安裝且便于拆卸清洗，支撐板起到很好的定位支撐作用，密封橡膠圈的設置起到很好的密封效果，防止空氣從接縫處流通。安裝槽的寬度等于活性炭吸附網和過濾網的寬度。

在裝置長時間工作后，必須對裝置內部的濾凈裝置進行清洗和更換，在進行活性炭吸附網和過濾網的清洗更換時，只需用手將支撐板向上提，將活性炭吸附網和過濾網從安裝槽中取下，便可對活性炭吸附網和過濾網進行清洗和更換，安裝也同樣方便，只需將固定圓環(huán)對準安裝槽，然后將支撐板固定在安裝槽的兩個支撐點上即可。

3.2 氣體殺菌消毒裝置

氣體殺菌消毒裝置進一步對空氣進行殺毒除菌。氣體殺菌裝置包括溶液倉，溶液倉的內部裝有消毒液，溶液倉上端側壁上設置有入氣口，入氣口與氣體聚集嘴連通，入氣口的右端連接有彎管，彎管的末端插入消毒液底部，溶液倉的右側壁設置有出氣口，出氣口與負離子發(fā)生裝置連通。溶液倉的高度等于凈化裝置外殼半徑的三分之二，消毒液的高度等于溶液倉高度的三分之二。空氣到達氣體聚集嘴后，從入氣口到達彎管后，必須經過消毒液才可以從出氣口排出，使得空氣完全與消毒液接觸，保證了殺菌消毒更加徹底，有效的阻止病毒的再次傳播。

3.3 負離子發(fā)生及熱交換裝置

負離子發(fā)生裝置能夠進一步的消滅病毒細菌，同時還可以增氧、祛除煙塵異味、海風的腥咸味及鹽霧等，使空氣清新。熱交換裝置可使排風經過主機時與新風進行熱回收交換，回收大部分能量通過新風送回游艇內，減少室內溫度流失，提高冬天的取暖效果。夏天時能驅走游艇內的熱氣，把外面涼爽的空氣替換進來，調節(jié)室溫的功能。同時還能起到除濕、排濕的功能。

4? 解決的主要問題

本裝置采用一系列關鍵技術，有效解決同類設計存在的問題。

①外殼采用吸音消聲設計，配合高效靜音風機，在新風出口處測試的噪聲不大于40dB，達到舒適睡眠標準。

②雙負壓風機，風速可調，可適用于不同工況下的風量要求。能使游艇內空氣以0.15～0.20m/s的速度流動，使人不會感到氣悶。

③濾凈裝置、殺菌裝置手動可拆，解決拆換清洗的難題，且能大幅成本降低。通過熱交換裝置，進行游艇內外空氣熱量回收交換，可調節(jié)游艇內空氣溫度，更加節(jié)能環(huán)保。

④結構簡單，可設置在艙室頂部天花板內。各管道與空調系統(tǒng)并行布置，不破壞游艇的外觀。空氣入口與排風口分開設置于游艇郵輪的左、右兩舷，避免新鮮空氣和污濁空氣的交叉。

⑤對進入游艇各艙室內的空氣進行多重過濾凈化、殺菌消毒，除濕增氧處理，能有效祛除空氣中的鹽霧、阻止病毒傳播，提高室內含氧量。徹底排除游艇內的污濁空氣，加快游艇內外空氣循環(huán)，解決一般空調設備的回風二次污染問題。

5? 結論

較之目前常用的空氣凈化裝置，本裝置結構簡單、功能強大、便于安裝、易于拆洗，能有效應對病毒傳染，并且不影響游艇的整體美觀性。因此，十分適合在新建的游艇上使用，也可以在現有的游艇郵輪上加裝，具有較高的實用價值和應用前景。

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