一种含有等温除湿功能的护目镜
技术领域
本发明涉及一种冷热联动等温除湿的空气处理装置，属于暖通空调领域，具体是一种采用半导体热电芯片实现等温除湿功能的医用护目镜。
背景技术
随着新型冠状病毒等流行性病毒的袭来及迅速蔓延，医用护目镜已成为医护人员不可或缺的医疗装备。由于新型冠状病毒的传染性，医用护目镜不仅要防止近距离接触患者时，患者的血液，体液及分泌液飞溅到医护人员的眼睛部位，而且要避免空气传播引起医护人员的眼部感染的可能。为了避免空气传播引起的眼部感染，就必须对护目镜内部进行密闭处理，防止护目镜与外部空气进行换气。在护目镜内部换气效率为零的条件下，面部汗液和眼睛呼吸将导致护目镜内空气湿度过大，引起镜片结露；而且空气流通率较低，引起医护人员面部不适等情况。
现有的自动清洁护目镜主要是通过传动机构自动清除外部扬尘引起的镜面污渍，但是，这种自清洁护目镜也有明显的局限性。例如，该护目镜无法解决内部空气湿度过大引起的镜片结露问题，特别是寒冷的冬季，室外温度较低，导致镜片温度低于露点温度，进而引起镜片内表面严重的结露现象，使得医护人员视线模糊，其次，这种自动清洁护目镜在祛除污渍方面具有滞后性，更不能促使护目镜内部空气的流动。经过检索，中国专利公布号为CN 110632774 A，发明名称为：一种自动清洁镜片的护目镜，该自动清洁功能主要由清洁机构和自控机构组成，其目的是清除恶劣天气下镜片外表面的污渍。
半导体热电芯片可以同时实现制冷制热，当半导体热电芯片冷端温度低于空气露点时，可以对护目镜内部的空气进行冷凝除湿，由于半导体热电芯片的制冷量和制热量相当，当冷凝后的空气经过半导体热电芯片热端加热后可以使其恢复到原来温度，在该空气处理过程中，既可以减少护目镜内部的空气湿度，又能保证护目镜内部的温度不变，进而可以实现等温除湿的目的，同时，该等温除湿过程可以有效地促进护目镜内部空气的流动，避免医护人员的面部不适。
发明内容
本发明的目的在于防止护目镜镜片内表面结露，促使护目镜内部空气的流动，提供了一种含有等温除湿功能的护目镜。
所述护目镜内部设计了一种空气处理装置，所述空气处理装置包括空气处理装置的进风口、半导体热电空气处理组件及空气处理装置的送风口，所述半导体热电空气处理组件主要由半导体热电芯片、冷凝除湿通道、空气加热通道、轴流风机电源装置及转轴构件组成。所述轴流风机的转动使得冷凝除湿通道处于负压状态，空气加热通道为正压状态，护目镜内部的湿空气在冷凝除湿通道的负压作用下，从空气处理装置的进风口进入冷凝除湿通道，经冷凝除湿后的冷空气通过空气加热通道加热后从空气处理装置的送风口送入护目镜内部，该过程既利用半导体热电芯片的冷热联动实现了等温除湿功能，又促进了护目镜内部空气的流通。
所述空气处理装置内部的轴流风机和半导体热电芯片均与电源装置连接，通过无级控制旋钮，可以改变轴流风机的转速及半导体热电芯片的制冷量和制热量，以适应医护人员在不同环境下的热舒适要求，其次可以切换制冷制热的模式，实现强化除湿的功能。具体操作是：通过设计的无级控制旋钮，控制电流方向，使得半导体热电芯片下表面制热，上表面制冷，用于加热下方冷凝除湿通道的空气，然后改变电流方向，使得半导体热电芯片下表面制冷，使得热空气与冷表面充分接触除湿，提高除湿效果。
所述冷凝除湿通道整体向下倾斜，与冷空气流动方向一致，可以有效地减少空气流动阻力，同时，热端表面向上倾斜，空气加热通道的流通截面逐渐缩小，使得半导体热电芯片的热端金属导热板可以对冷空气进行充分加热，避免热空气上浮引起的加热不充分现象，同时，由于空气加热通道的流通截面逐渐缩小，使得空气处理装置送风口的流速增大，进而使得出流风速与护目镜镜框撞击，形成向下的贴附射流，能够有效的避免镜片结露。
所述半导体热电芯片冷端金属导热板的下表面和和弧形导流板的上表面设有疏水涂层，便于冷凝水的脱落和流动，所述弧形导流板由两侧到中间向下弯曲，形成类渠通道，便于冷凝水从弧形导流板的中间向吸湿单元流动。
所述半导体热电芯片可以在传动机构的驱动下进行旋转，以增大半导体热电芯片的倾斜角，进而使得凝结水能够迅速脱落，防止产生膜状凝结，减少湿空气与冷端金属导热板的换热热阻，来增大空气的冷凝除湿效果。
所述的一种含有等温除湿功能的护目镜中包含眼镜支架结构，眼镜支架采用橡胶材质，为一对C字型结构，位于护目镜的镜框两侧。在使用时，对于有需要的人群，可以将近视眼镜直接安装在护目镜的眼镜支架上，既减轻了人员负担，又保障了佩戴者眼镜的稳固。
本发明的目的是通过如下技术思路实现的：
将护目镜内部空间视为一个小微空间，空气处理装置对护目镜内部进行空气调节。空气处理装置内部轴流风机的转动使得冷凝除湿通道处于负压状态，空气加热通道处于正压状态，护目镜内部的湿空气在冷凝除湿通道的负压作用下从空气处理装置的进风口进入冷凝除湿通道，经半导体热电芯片的冷端冷凝除湿后的冷空气进入空气加热通道，冷空气经热端金属导热板加热使其恢复到入口温度，进而实现等温除湿的目的。
在冷凝除湿过程中，半导体热电芯片的冷端金属导热板下表面会有冷凝水产生，冷凝水经流动会脱落到弧形导流板的上表面，为了减少冷凝水在冷端金属导热板和弧形导流板的流动阻力，冷端金属导热板的下表面和弧形导流板的上表面均设有疏水涂层，以便冷凝水的收集，弧形导流板是由两侧向中间弯曲，形成类渠流道，冷凝水经类渠流道流到吸湿单元的吸湿纸巾上面，当医护人员休息时，可以拉开吸湿单元的湿巾存放抽屉，对吸湿后的纸巾进行更换。
为了避免冷凝水在冷端金属导热板表面形成膜状凝结，增大传热热阻，降低冷凝效果，通过推动护目镜上表面的拨杆带动传动机构来增大半导体热电芯片倾角，使冷凝水能够迅速脱落。
本发明一种含有等温除湿功能的护目镜的优点有：
第一，本发明采用了半导体热电芯片冷端制冷和热端制热的功能实现了湿空气的等温除湿，避免了湿空气在镜片的内表面结露而影响医护人员的视线，同时，也促进了护目镜内部空气的流动。
第二，本发明采用下方冷凝除湿通道向下倾斜，上方空气加热通道向上倾斜，可以有效保障下方冷空气与上方热空气的运动的流畅。同时，空气依次经过下方冷凝除湿通道与上方空气加热通道，有利于促进半导体热电芯片热端散热，提高了半导体热电芯片的工作效率。
第三，本发明将轴流风机和半导体热电芯片通过电源装置通过无级控制旋钮进行联合控制，可以实现半导体热电芯片的制冷制热量的调节之外，还可以控制制冷面与制热面的切换，从而实现对空气加热后立刻通过切换电流方向，实现其与冷表面接触冷凝，加强了空气除湿的效果。
第四，本发明的除湿组件体积很小且功率很低，与护目镜为一体化设备，集成程度高。同时，内部设置的眼镜支架，可以用于有需要佩戴近视眼镜人群使用。
综上所述，本发明是充分利用半导体热电芯片冷热联动的制冷制热功能，实现了等温除湿的效果，具有结构紧凑、冷热联动等特点。
附图说明
为了更为清楚地说明实施例或现有技术思路，下面将对实施例和现有技术思路中所需的附图作简要的介绍，以便实施例和现有技术思路的理解。
图1为本发明结构示意图
图2为空气处理装置的结构示意图
图3为半导体热电空气处理组件的结构示意图
图4为冷凝水吸湿单元的结构示意图
图5为半导体热电芯片传动机构的结构示意图
附图中标号所示名称为：1-护目镜主体；101-镜片；102-镜框；103-面罩；104-带栓；105-矩形槽；106-无级控制旋钮；107-眼镜支架；2-空气处理装置；3-吸湿单元；4-传动腔体；201-空气处理装置的壳体；202空气处理装置的进风口；203-半导体热电芯片；204-冷凝除湿通道；205-空气加热通道；206-空气处理装置的送风口；207-轴流风机；208-冷端金属导热板；209-热端金属导热板；210-转轴连接端面；211-半导体热电芯片的转轴；212-弧形导流板；213-挡风板；214-冷凝除湿通道的出风口；215-半圆型弧形导流板；216-空气加热通道的进风口；217-风机固定杆；218-轴流风机的叶片；219-蓄电池；220-电池槽；301-纸巾存放抽屉的拉带；302-纸巾存放抽屉的前挡板；303-纸巾存放抽屉的左右挡板；304-纸巾存放抽屉的底板直齿；305-开关螺丝；306-吸湿纸巾；401-传动腔体的外壳；402-拨杆；403-矩形滑槽；404直齿；405-齿轮轴；406-轴承；407-上端小齿轮；408-大齿轮；409-链条；410下端小齿轮；
具体实施方式
下面将结合图1-5对本发明的具体实施方式做进一步的详细阐述，所述实施方式仅为本发明优选的实施方式，但是该发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，为一种含有等温除湿功能的护目镜，所述护目镜包括护目镜主体1、空气处理装置2、吸湿单元3以及传动腔体4，护目镜主体主要由镜片101、镜框102、面罩103、带栓104、矩形槽105、无级控制旋钮106及眼镜支架107组成，其中镜片101、镜框102以及面罩103用于形成护目镜的封闭空间，带栓104用于连接绷带，将护目镜固定在医护人员的眼睛部位，矩形槽的目的是为的平移提供通道，无级控制旋钮106用于调节轴流风机的转速、半导体热电芯片的制冷制热量，实现制冷制热模式的切换，眼镜支架107可以为近视镜在护目镜内的固定提供一种支撑作用。
所述空气处理装置2位于护目镜内部，形状为长方体，空气处理装置2通过壳体201上表面固定于面罩103顶部，前表面与镜框102的水平距离为10mm。
如图2所示，为空气处理装置2的结构示意图，所述空气处理装置包括空气处理装置的进风口202，内部半导体空气处理组件及空气处理装置的送风口206，同时在空气处理装置的下侧嵌有吸湿单元3，左右两侧附有传动腔体4。
所述传动腔体4和空气处理装置2共用空气处理装置2壳体201的上下表面，使得传动腔体和空气处理装置形成一个整体。所述空气处理装置的进风口202位于空气处理装置2的两侧，形状为四边形，并穿过传动腔体4与空气处理装置2内部半导体热电空气处理组件相连。
如图3所示，半导体热电空气处理组件示意图，所述半导体热电空气处理组件包括半导体热电芯片203，冷凝除湿通道204，空气加热通道205，轴流风机207及蓄电池219。所示半导体热电芯片203和轴流风机207均匀蓄电池219连接，半导体热电芯片目的是为半导体热电空气处理组件提供冷热源项，所示冷凝除湿通道204的主要作用对湿空气进行冷凝除湿，而空气加热通道205的主要作用是对除湿后的冷空气进行加热使其恢复到原有温度，轴流风机207主要用于实现空气处理装置内部空气的流动。
所述半导体热电芯片203倾斜放置，半导体热电芯片的下表面为冷端，半导体热电芯片的冷端设有冷端金属导热板208，半导体热电芯片203的上表为热端，半导体热端芯片203的热端设有热端金属导热板209，冷端金属导热板208和热端金属导热板209主要目的是使半导体热电芯片203的制冷量和制热量均匀分布。
所述半导体热电芯片203左右两侧分别设有转轴构件，所述转轴构件的一侧通过转轴连接断面和半导体热电芯片203胶接，所述转轴构件的另一侧穿过传动腔体的内侧壁面与传动机构4相连。
所述冷凝除湿通道204由半导体热电芯片203的冷端金属导热板208，弧形导流板212组成，且弧形导流板212位于冷端金属导热板208的下面，整个冷凝除湿通道204整体向下倾斜。当护目镜内的湿空气从半导体空气处理装置进风口202进入冷凝除湿通道203后，与半导体热电芯片203的冷端金属导热板208接触，半导体热电芯片203的冷端制冷量使冷端金属导热板208的温度低于露点温度，进而实现冷凝除湿的作用。
所述弧形导流板212用于限制冷凝除湿通道204的流通截面，使得湿空气与冷端金属导热板208充分换热，此外，弧形导流板212由两侧向中间弯曲，可以形成类渠通道，以便凝结水的收集。
所述冷端金属导热板208的下表面和弧形导流板212的上表面均有疏水涂层，以避免冷凝水在冷端金属导热板208的下表面形成膜状凝结，增大换热热阻，同时，可以减少冷凝水在弧形导流板212上的流动阻力。
所述弧形导流板212的下侧设有挡风板213，以避免冷凝除湿后的冷空气进入弧形导流板209的下面，形成流动死区，所述挡风板213与弧形导流板212相接触的一边是与弧形导流板212相适应的曲线，以便挡风板213和弧形导流板212紧密连接。
所述冷凝除湿通道204的下侧设有冷凝除湿通道的出风口214，湿空气经冷凝除湿后从冷凝除湿通道的出风口214流出。流出后的冷空气将在轴流风机206的作用下进入空气加热通道205，在冷空气从冷凝除湿通道的出风口214向空气加热通道的进风口216流动时，为了减少空气流动阻力，在冷凝除湿通道的出风口214的上侧设有半圆型弧形导流板215。
所述轴流风机206通过风机固定杆217固定于空气处理装置2的壳体201上表面，通过调整风机固定杆217，使轴流风机的叶片218与半导体热电芯片203的热端金属导热板209相垂直，当轴流风机206转动时，冷凝除湿通道204处于负压，而空气加热通道205处于正压。
所述空气加热通道205由空气处理装置送风口202，热端金属导热板209和空气处理装置的壳体201构成，冷凝除湿后的冷空气被热端的金属导热板209加热后经空气处理装置的送风口206送入护目镜内。
所述空气处理装置的送风口206的形状为矩形，位于空气加热通道205的末端，并与镜框102在空间上成平行关系，水平间距为10mm。
所述半导体热电芯片203和热端的金属导热板209倾斜放置，使得空气加热通道205的流通截面逐渐减少，进而导致空气处理装置的送风口206的出流速度增大，射流出去的空气与镜框102碰撞，形成向下的贴附通风，能够很好地消除镜片101结露的现象。
所述蓄电池219放置在电池槽220内，所述电池槽设在空气处理装置2的壳体201上表面中心位置。通过无级控制旋钮106可以改变半导体热电芯片203的制冷量和制热量以及轴流风机206的转速，以适应医护人员在不同环境下的热舒适要求，其次可以实现制冷制热模式的切换，强化除湿功能。无级控制旋钮106具有从负数电流到正数电流的连续刻度，电流的正负表示不同的电流方向。例如，需要增加制冷量时，可以增大电流值，需要切换制冷制热模式时，可以将无级控制旋钮106转动到相反电流值的刻度。
如图4所示，为吸湿单元的结构示意图，该单元包括纸巾存放抽屉、吸湿纸巾306以及开关螺丝305，所述纸巾存放抽屉主要由拉带301，前挡板302，两侧板303和底板304构成，在底板304的上表面放有吸湿纸巾306，同时，弧形导流板212的下侧投影也恰好落在吸湿纸巾306上面，使得从弧形导流板212上流下的冷凝水可以落在吸湿纸巾306上面。
所述开关螺丝305穿过左侧传动腔体4，并与纸巾存放抽屉的左侧板303接触，以便固定纸巾存放抽屉，当进行纸巾更换时，先旋转开关螺丝305，使开关螺丝305与纸巾存放抽屉的左侧板303分离，然后利用拉带301将纸巾存放抽屉拉开，进行吸湿纸巾306的更换。在进行吸湿纸巾306更换时，为了使冷端金属导热板208的冷凝水迅速脱落，通过传动机构4可以调整冷端金属导热板208的倾角。
如图5所示，为半导体热电芯片传动结构示意图，所述转轴219的末端在传动腔体4内与小齿轮410连接，所述小齿轮410通过链条409与小齿轮407，所述小齿轮407与大齿轮408在同一齿轮轴405上，所述齿轮轴405的末端通过轴承406固定在传动腔体的外侧壁，以减少齿轮轴405的转动的阻力。
所述大齿轮408与直齿404相啮合，直齿404的上表面设有拨杆402，所述拨杆402传动腔体的矩形槽401和护目镜上表面的矩形槽106，所述传动腔体的矩形槽401和护目镜上表面的矩形槽106大小一致，并且两个矩形槽的长度和宽度均小于直齿404的上表面，以防止外界空气进入护目镜内部，所述拨杆在护目镜上表面平移时，可以带动半导体热电芯片的转动。
