УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2005 года по МПК B05B3/10 

Изобретение относится к области создания устройств для увлажнения воздуха в системах вентиляции зданий и сооружений различного назначения.

Эффективность систем кондиционирования определяется рядом регулировочных параметров, в том числе возможностью изменения параметра влажности воздуха. Для целей изоэнтальтийной обработки воздуха применяют устройства водораспыления.

Основной проблемой систем водораспыления является обеспечение регулирования процесса распыления и обеспечение мелкодисперсности капель воды.

Известно устройство - самовсасывающий распылитель [1], - содержащее подвижный диск и неподвижный фланец с образованием полости между ними, в которую при наборе электродвигателем определенного числа оборотов путем самовсасывания подается вода из поддона через трубопровод, а затем распыляется через регулируемые щели.

Устройства этого типа достаточны сложны по исполнению и жестки по требованиям: электродвигатели должны быть высокооборотными, необходима подпитка емкости (поддона) жидкостью (водой).

Система подвода воды в полость и в систему прижатия-отжатия подвижного диска в варианте регулируемого распылителя. Устройство имеет значительные весогабаритные параметры и предназначено для использования в промышленных или лабораторных зданиях.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство (прототип) [2] для увлажнения воздуха, содержащее электродвигатель, вентилятор со ступицей и лопастями и систему подачи воды, в котором задачи распыления решены подачей воды в лопасти вентилятора.

В устройстве ступица вентилятора выполнена с полостью, соединенной посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами, образованными в лопастях. При этом лопасти могут быть выполнены из микропористого материала или заключены в оболочку микропористого материала.

По водопроводящему трубопроводу во внутреннее пространство ступицы подается вода, которая под действием центробежных сил при вращении вентилятора поступает в тело лопасти, увлажняет ее микропористую оболочку и испаряется в прогоняемый вентилятором воздух и при этом дополнительно разбивается лопастями и распыляется в окружающее пространство.

Недостатком устройства прототипа является то, что количество распыляемой воды определяется изменением режимов “включения-выключения” вентилятора. Кроме того, также имеются ограничения по использованию устройства. Для помещений различной размерности и заданных для них условий влажности применимо устройство с вполне определенными характеристиками.

Предлагаемое техническое решение устраняет эти недостатки.

Целью изобретения является повышение эффективности влажностной обработки воздуха, расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве радиальные каналы в лопастях выполнены на всю длину лопастей и сообщены с полостью ступицы и каналами в ступице, а с поверхностью лопастей поперечными проточками, направленными в сторону движения нагнетаемого вентилятором воздуха.

В радиальные каналы установлены подпружиненные поршни, перекрывающие или открывающие поперечные проточки в зависимости от изменения числа оборотов электродвигателя.

Радиальные каналы и поперечные проточки могут быть выполнены различного диаметра в зависимости от задач и требований применения. Кроме того, количество поперечных проточек, их шаг также могут варьироваться. Авторами на ряде образцов устройства получена империческая зависимость, связывающая между собой текущее значение G_N, максимальный расход воды G₀ и число оборотов электропривода N

G_N=0,5G₀lnN-0,35.

При увеличении шага и уменьшении диаметра поперечных проточек зависимость G_N(N) может быть различной, в том числе линейной.

С внешней от ступицы стороны лопастей в радиальных каналах установлены упирающиеся в пружины, регулировочные винты. Электродвигатель вентилятора снабжен регулятором числа оборотов, выполненным, например, в виде электронной схемы на силовом тиристоре.

Лопасти вентилятора выполнены в виде лопаток, заключенных в водопоглощающий пористый материал (как вариант с образованием полости между ним и лопатками). С целью обеспечения технологичности изготовления устройства, возможности его использования в нескольких вариантах лопатки выполнены съемными, вворачивающимися или иным способом закрепляемыми в ступице.

Предлагаемое устройство для увлажнения воздуха представлено на фиг. 1.

На фиг. 2 представлен вариант равномерного распределения поперечных проточек и соответствующая империческая зависимость.

Устройство состоит из вентилятора 1, электродвигателя 2 с валом 3 и водоподводящего трубопровода 4. Вентилятор выполнен со ступицей 5, имеющей полость 6, радиальные каналы 7, и закрепленными в ступицу лопатками 8, заключенными во влагопоглощающий пористый материал 9 с образованием полости 10, с радиальными каналами 11, поперечными проточками 12, размещены в радиальных каналах лопастей 8 поршни 13, пружины 14 и регулирующие поджатие пружин регулировочные винты 15.

Устройство работает следующим образом: при подаче через водоподводящий трубопровод 4 вода поступает в полость 6 ступицы 4 вентилятора 1.

При включении электродвигателя 2 при вращении вентилятора, насаженного на вал 3, поршни 13 в радиальных каналах 11 под действием центробежных сил перемещаются к периферии лопаток 8, вода через радиальные каналы 7 полости ступицы, радиальные каналы 11 и проточки 12 лопаток 7 вентилятора 1 поступает в полость 10, образованную пористым материалом 9 и лопатками 8, или непосредственно в пористый материал 9.

На основании показаний датчиков влажности может быть обеспечено необходимое регулирование количества влаги в воздухе. С использованием регулятора электродвигателя при изменении числа оборотов электродвигателя 2 поршни 13 перемещаются к периферии или от периферии лопаток, перекрывая или освобождая поперечные проточки для прохождения через них воды в полость 10 и пористый материал 9 и затем в окружающее пространство, и таким образом осуществляется регулирование процесса увлажнения воздуха.

Реализуемое в предложенном техническом решении исполнение устройства увлажнения воздуха обеспечивает возможность регулирования процесса увлажнения. Возможность смены лопастей (лопаток) вентилятора в большей степени, чем в известных решениях, расширяет диапазон применения устройства (от лабораторных до жилых помещений), а возможность регулирования скорости вращения вентилятора увеличивает ресурс работы электродвигателя за счет снятия пиковых нагрузок, имеющих место при “включении-выключении” при отсутствии регулирования.

Конструкция устройства позволяет, кроме того, использовать электродвигатели меньшей мощности при тех же заданных параметрах влажности воздуха.

Представленный вариант технического исполнения устройства увлажнения воздуха по сравнению с устройствами подобного типа имеет более широкий диапазон применения. Устройство может быть использовано для обеспечения необходимых климатических условий для населения, работ персонала и оборудования в лабораторных и производственных помещениях, для обеспечения условий в различных хранилищах (овощей, фруктов, книг...).

В зависимости от задач и условий применения устройство может быть представлено рядом типоразмеров.

В некоторых случаях обеспечение требуемых условий по влажности может быть обеспечено одним типом устройства: регулированием подачи жидкости через лопасти, либо только изменением числа оборотов электропривода, либо в качестве дополнительных мер заменой лопастей (лопаток) или электропривода.

Авторами рассматривался вариант использования устройства для уменьшения тепловых нагрузок тепловыделяющих объектов, в частности, в качестве дополнительного средства охлаждения двигателей внутреннего сгорания, работающих в жестких температурных условиях: стационарные варианты использования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в качестве различных приводов, большегрузные автомобили с ДВС, работающие в рудо-, угледобывающих и других карьерах и т.д.

При этом само устройство может располагаться в любой зоне вблизи охлаждаемого объекта, например двигателя, а вместо воды могут использоваться различные теплоносители.

Литература

1. Вентиляция и кондиционирование воздуха в зданиях. “Наука”, 1981, с.14-17.

2. Устройство для увлажнения воздуха. 21.04.71, а.с. 307251, кл. В 05 В 3/10.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребителей человека, в частности к устройствам и системам увлажнения воздуха для обеспечения температурно-влажностного режима в жилых и рабочих помещениях, для охлаждения теплонапряженных объектов. Устройство содержит вентилятор со ступицей и лопатками, электродвигатель, емкость с водой или иным теплоносителем, водоподводящий трубопровод, сообщенный с полостью в ступице вентилятора и соединенной посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами, образованными в лопатках, радиальные каналы выполнены на всю длину лопастей и сообщены дополнительными поперечными проточками, направленными в сторону нагнетаемого вентилятором воздуха с поверхностью лопастей, при этом в радиальных каналах установлены подпружиненные поршни. Электродвигатель вентилятора снабжен системой регулирования числа оборотов, а лопатки вентилятора могут быть выполнены съемными. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности влажностной обработки воздуха и расширение области применения устройства. 2.з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для увлажнения воздуха, содержащее вентилятор со ступицей и лопастями, заключенными в оболочку из микропористого материала, электродвигатель, водоподводящий трубопровод, сообщенный с полостью в ступице вентилятора и посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами, образованными в лопастях, отличающееся тем, что радиальные каналы выполнены на всю длину лопастей и сообщены дополнительными поперечными проточками, направленными в сторону нагнетаемого вентилятором воздуха с поверхностью лопастей, при этом в радиальных каналах установлены подпружиненные поршни.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки вентилятора выполнены съемными.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электродвигатель вентилятора снабжен системой регулирования числа оборотов.