СПОСОБ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА В КАМЕРАХ ХОЛОДИЛЬНИКА С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F24F3/14 

Изобретение относится к технике конденционирования воздуха, а именно к способам и устройствам увлажнения воздуха, преимущественно в камерах хранения незатаренных пищевых продуктов на холодильниках с температурой в камерах ниже -20^оС.

Известен способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающий распыление влаги на капли и подачу в камеру с газовым потоком (В. С. Левитин, В. Н. Шляховецкий "Холодильные установки фруктохранилищ, М. "Колос", с. 78-79).

Недостатками этого способа являются низкая эффективность увлажнения из-за невозможности тонкого распыления влаги, ее замерзания и осаждения, что приводит к усушке хранимого продукта и высокому расходу влаги из-за быстрого падения влажности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающий распыление влаги на капли и подачу в камеру с охлажденным адиабатным расширением воздухом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости.

Этот способ по сравнению с предыдущим позволяет несколько улучшить дисперсность распыления и тем самым повысить эффективность увлажнения и уменьшить сушку продукта, которые, однако, остаются недостаточными.

Также известно устройство для увлажнения воздуха, содержащее воздушный нагнетатель, соединенное с ним установленное в холодильной камере сопло Лаваля с узлом впрыска и соединенный с ним дозатор, сообщенный с емкостью для воды.

Это устройство обладает теми же недостатками, что и способ для осуществления которого оно предназначено.

Целью изобретения является повышение эффективности увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающем распыление влаги на капли и подачу в камеру с охлажденным адиабатическим расширением воздухом разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости, согласно предлагаемому изобретению, влагу распыляют путем ее подачи на торцовую поверхность концентратора колебаний, колебаемого от источника ультразвука с частотой 18-100 кГц, до дисперсности капель 0,1-1,0 мкм.

Предусмотрена также подача влаги в воздушное сопло тангенциально к мнимой окружности с диаметром 0,75-0,64 диаметра газового потока в плоскости ввода влаги.

Это позволяет за счет повышения дисперсности распыления влаги с 10+20 мкм до 0,1+1,0 мкм замедлить осаждение влаги и тем самым повысить эффективность увлажнения и снизить усушку продуктов при хранении.

Кроме того, определенное направление введения влаги позволяет получить более равномерное ее распыление по сечению, чем уменьшить вероятность столкновения и коагуляции капель распыленной влаги, замедлить осаждение и, тем самым, дополнительно повысить эффективность увлажнения.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для увлажнения воздуха, содержащем воздушный нагнетатель, соединенное с ним установленное в холодильной камере сопло Лаваля с узлом впрыска и соединенный с ним дозатор, сообщенный с емкостью для воды, узел впрыска выполнен в виде источника ультразвука и соединенного с ним конденсатора колебаний размещенного с зазором в полой теплоизолированной втулке, выполненной с радиальным каналом, сообщенным с дозатором.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - фрагмент 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - график неравномерности распределения влаги в зависимости от направления ее ввода по сечению газового потока.

Устройство для увлажнения воздуха (см. фиг. 1,3) содержит воздушный нагреватель 1, соединенное с ним сопло Лаваля 2, установленное в холодильной камере 3 с отдушинами 4, емкость 5 для воды, соединенное через дозатор 6 узлом впрыска 7, размещенным тангенциально к мнимой окружности диаметром 0,75-0,64 диаметра газового потока в плоскости ввода влаги.

Узел впрыска (см. фиг. 2) содержит источник 8 ультразвука частотой 18-100 кГц, соединенный с ним концентратор 9 колебаний, установленный с зазором в полой втулке 10, выполненной с радиальным каналом 11, сообщенным с дозатором 6, и теплоизоляцией 12.

Расположение ультразвукового распылителя 7 в сопле Лаваля 2 выбрано опытным путем при изменении угла наклона распылителя 7 к оси сопла 5, то есть при изменении диаметра мнимой окружности в плоскости ввода влаги. На графике фиг. 3 наблюдается пик кривой зависимости отношения минимальной влажности (С) к максимальной (Сmax) по сечению газового потока от диаметра мнимой окружности, выраженного относительной величиной. Поток водовоздушной смеси, в котором возможность коагуляции и осаждения капель составляет менее 5% , соответствует области с максимумом отношения С/Cmax и является наиболее благоприятным для работы устройства. Исходя из того, выбраны граничные значения диаметра мнимой окружности, при которых вероятность осаждения капель составляет 5% .

Устройство работает следующим образом. Влагу из емкости 5 через дозатор 6 подают в канал 11 втулки 10, теплоизолированной изоляцией 12 для исключения ее замерзания, узла впрыска 7, откуда она поступает на боковую поверхность концентратора 9 колебаний, колеблемого с частотой 18-100 кГц от источника ультразвука 8. Интервал частот ультразвуковых колебаний концентратора выбран исходя из того, что при частоте колебаний концентратора меньше 18 кГц он не успевает диспергировать подаваемую воду, которая за счет разряжения, создаваемого скоростным потокам газа, отрывается от него и дробится до дисперсности капель 10+20 мкм, что позволяет получить положительный эффект. При частоте колебаний выше 100 кГц амплитуда колебаний концентратора настолько низка, что вязкость воды не позволяет дробить ее в диапазоне размера капель, заданном предлагаемым способом, что ведет к снижению положительного эффекта.

Одновременно с влагой воздушным нагнетателем 1 в сопло Лаваля 2 подают воздух, который разгоняется до сверхзвуковой скорости и охлаждается за счет адиабатического расширения. Разряжение, создаваемое движущимися воздушным потоком и колебаниями концентратора 9, приводит к перемещению воды по боковой поверхности концентратора 9 к его торцу, с которого происходит распыление воды до дисперсности капель 0,1+1,0 мкм, которые смешиваются с газовым потоком и распределяются им в холодильной камере 3. Отработанный воздух удаляется через отдушину 4. Дисперсность капель влаги в указанном интервале позволяют получать устойчивый туман, способствующий повышению эффективности увлажнения воздуха при уменьшении расхода воды, что позволяет снизить усушку хранимых в холодильной камере пищевых продуктов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1067303, кл. F 24 F 3/14, 1982.

Сущность изобретения: распыляют влагу на капли и подают ее в камеру с охлажденным адиабатным расширением воздухом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости. Влагу распыляют путем подачи на торцевую поверхность концентратора колебаний до дисперсности капель 0,1 - 1,0 мкм. Распыленную влагу подают в воздушное сопло тангенциально к мнимой окружности диаметром 0,75 - 0,64 диаметра газового потока в плоскости ввода влаги. Устройство содержит воздушный нагнетатель, соединенное с ним установленное в холодильной камере сопло Лаваля с узлом впрыска и дозатор. Дозатор сообщен с емкостью для воды. Узел впрыска выполнен в виде источника ультразвука и соединенного с ним концентратора колебаний, размещенного с зазором в полой теплоизолированной втулке, выполненной с радиальным каналом, сообщенным с дозатором. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающий распыление влаги на капли и подачу ее в камеру с охлажденным адиабатным расширением воздухом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности увлажнения воздуха и снижения усушки продуктов при хранении, влагу распыляют путем подачи на торцевую поверхность концентратора колебаний, колебаемого от источника ультразвука с частотой 18 - 100 кГц, до дисперсности капель 0,1 - 1,0 мкм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распыленную влагу подают в воздушное сопло тангенциально к мнимой окружности диаметром 0,75 - 0,64 диаметра газового потока в плоскости ввода влаги. 3. Устройство для увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, соединенное с ним установленное в холодильной камере сопло Лаваля с узлом впрыска и дозатор, сообщенный с емкостью для воды, отличающееся тем, что узел впрыска выполнен в виде источника ультразвука и соединенного с ним концентратора колебаний, размещенного с зазором в полой теплоизолированной втулке, выполненной с радиальным каналом, сообщенным с дозатором.