CN100462636C - 流体动力式超声波空调喷水室 - Google Patents

Abstract

本发明公开的流体动力式超声波空调喷水室，包括外壳，外壳内按进风方向依次设置有轴流风机、导流格栅、喷排上设置的多个喷嘴和挡水板，还包括供水***以及空气压缩***，其中的喷嘴包括两个相套装的圆筒筒壁，两个相套装的圆筒筒壁形成内通道和外通道，且内通道和外通道在筒壁的某处相通，两个圆筒筒壁出风的一端与筒壁相垂直设置有靶板，靶板与筒壁端口间隔有一定距离，靶板上与筒壁出风口相对应处设置有三角锥。本发明将超声波团聚、凝结凝聚、碰撞阻留三种作用原理综合运用，对结构进行改进，使空气中亚微米级的微细粉尘的净化效率及传热传质效率大大提高。

Description

流体动力式超声波空调喷水室

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，涉及一种空调用的喷水室，具体涉及一种流体动力式超声波空调喷水室。

背景技术

喷水室是中央空调***中最早采用的直接接触式热湿处理设备。它除了能实现多种热、湿处理过程外，同时还能够洗涤净化空气。目前，在纺织、烟草等处理风量大的场合仍然大量使用。单纯从除尘净化空气性能来看，喷水室相当于一个湿式除尘器，对于粒径比较大的粉尘以及纤维，有着较好的洗涤过滤效果，但是对于亚微米级的微细粉尘，净化效果很低。

目前，微尘对工业生产和工人的健康影响极大，如纺织厂生产中出现的难题——“煤灰纱”现象，纱锭由于高速旋转产生静电而吸附上微细烟尘而被污染，对纺织产品的质量影响很大。其次工业生产中各种粉尘的危害面更为广泛，据统计1/2以上的厂矿都存在着粉尘作业。粉尘的有很多种类。无机粉尘中：如矽尘(石英尘)、石棉尘、煤尘、金属粉尘、水泥尘、磨料粉尘等，对人体健康的危害尤为严重，主要表现为使肺脏发生纤维化，肺泡被填充，换气功能受到障碍，并有咳嗽、胸闷、气短等症状。

喷水室是一个湿式除尘器，粗大的粉尘通过惯性碰撞、接触阻留作用，使得尘粒与液滴、尘粒与液膜发生接触，进而使尘粒加湿、增重，最后降落于水池之中或者被挡水板除去。但是对于造成“煤灰纱”现象的微细粉尘，由于粉尘比表面积非常大，易吸附气体在其表面形成一层气膜，因此阻碍了粉尘直接与水滴接触，使得粉尘不能被润湿后洗涤沉降。因此，现有的喷水室结构对于上述亚微米级的微细粉尘还无能为力。

发明内容

本发明的目的是提供一种流体动力式超声波空调喷水室，从优化喷水室的结构入手，提高了喷水室除尘的效率，解决了现有喷水室对微细粉尘净化效果差的缺陷。

本发明所采用的技术方案是，流体动力式超声波空调喷水室，包括外壳，外壳内按进风方向依次设置有轴流风机、导流格栅、喷排上设置的多个喷嘴和挡水板，还包括供水***以及空气压缩***，其特点在于，其中的喷嘴包括两个相套装的圆筒筒壁，两个相套装的圆筒筒壁形成内通道和外通道，且内通道和外通道在筒壁的某处相通，两个圆筒筒壁出风的一端与筒壁相垂直设置有靶板，靶板与筒壁端口间隔有一定距离，靶板上与筒壁出风口相对应处设置有三角锥。

本发明的特点还在于，

其中的外壳为单层圆筒形，内衬或外包保温材料。

其中的导流格栅为旋转式，由多个相互平行的横向矩形叶片组成，横向矩形叶片前设置有多个相互平行的纵向矩形叶片。

其中的挡水板由以旋转轴为轴心呈放射状的叶片组成，叶片相互之间成一定的倾斜角度。

与传统的喷水室相比，本发明具有如下特点：

(1)本发明采用的超声波喷嘴相对于传统喷嘴具有以下特点：

(i)雾化效果均匀，单喷嘴雾化面积大；

(ii)喷嘴雾化角180°，雾化效果好，微雾粒径小。

这些明显的特点，很大程度上节省了水资源的利用量，提高了水资源的利用率。使得热湿交换率也在很大程度上较传统的喷水室有所提高。

流体动力式超声波喷嘴的应用，使得喷水室的整体设计结构大大减小，由于其单喷嘴雾化面积大，节省了单位面积上喷嘴的数量，使喷水室断面的设计大大降低。其较小的空间占用率用于空调的过滤洁净段，较传统的喷水室又有着明显的技术优势。

流体动力式超声波喷嘴的应用，由于其结构和其他类型的喷嘴不同。在传统的流体动力式喷嘴的结构基础上加入了高压空气诱导水的射流结构，使高速水流(或气—水混合流体)撞击到中心处有突出的三角锥的靶板上产生高强度的超声波，从而产生良好的雾化效果，使得喷嘴的雾化效果达到可控的程度。

(2)把两层薄薄的平面钢板夹保温材料结构改变到相对较厚的单层圆筒形钢板外包或内贴保温材料结构。使得喷水室受压能力大大加强，由于长期使用，外部结构变形是传统喷水室漏风的主要原因。

(3)采用单层圆筒形的外壳，圆形结构断面的气流情况，明显比传统矩形喷水室要好，主要体现在消除了矩形喷水室四个角上的涡流区域，使得流过导流格栅的被处理空气更为均匀。矩形喷水室中四个角的换热效果不好，同时在传统的喷水室中起过滤作用的填料段更换时发现四个角上的填料部分比中间的填料部分要干净许多，这也说明四个角涡流区的存在。流体动力式超声波空调喷水室的整体设计均为圆形的端面，有效的消除了矩形端面在这方面存在的问题。

(4)旋转式导流格栅消除了传统矩形喷水室四个角上的涡流区域，配合筒体的喷水室外壳，使得进入喷水室中的被净化空气均匀的分布在整个圆形断面上。旋转式导流格栅是利用高速气流驱动下旋转的流线型导流格栅，这种导流格栅，均流效果好，且可减少空气阻力。

(5)旋转式挡水板与筒体的喷水室外壳完美的结合，更好的提高了挡水板的除水效率。同时由于流体动力式超声波空调喷水室为压入式送风，利用压入空气做为动力，使得旋转式挡水板不需要额外的电机带动就可以自动的旋转，起到了节能的效果。

附图说明

图1是本发明喷水室的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明中导流格栅的结构示意图，其中，a是导流格栅的截面图，b是纵向矩形叶片的排列示意图，c是导流格栅的正面结构示意图；

图3是本发明中超声波喷嘴的剖视图，其中，a是剖视图，b是原理示意图；

图4是本发明中旋转式挡水板的截面图，其中，a是挡水板的截面图，b是a的横截面示意图。

图中，1.外壳，2.被处理空气混合室，3.轴流风机，4.导流格栅，5.喷嘴，6.喷排，7.挡水板，8.水箱，9.浮球阀，10.横向矩形叶片，11.纵向矩形叶片，12.内通道，13.外通道，14.靶板，15.叶片，16.三角锥。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

为了达到提高喷水室除尘效率的目的，就必须破坏微细粉尘表面的气膜，以增加粉尘与水滴之间的润湿性。破坏气膜的方法可通过增加空气侧水蒸气分压力以及通过物理破坏实现。此外，通过物理方法增加微细粉尘之间、微细粉尘与水滴之间的碰撞团聚作用，使形成“煤灰纱”的微细粉尘变成较大颗粒后再通过喷淋段加以去除，也能显著提高喷水室的去除微细粉尘的效率。本发明流体动力式超声波喷水室是超声波团聚、凝结凝聚、碰撞阻留三种作用的综合运用。

其结构的一种实施例如图1所示，流体动力式超声波空调喷水室，包括外壳1上的水箱8、浮球阀9、水泵组成的供水***，空气压缩机及空气诱导软管组成的空气压缩***，以及外壳1内按进风方向依次设置的轴流风机3、导流格栅4、喷排6上设置的多个喷嘴5和挡水板7。

本发明的最大特点在于喷嘴5的结构，如图3所示，喷嘴5包括两个相套装的圆筒筒壁，两个相套装的圆筒筒壁形成内通道13和外通道12，内通道13作为液体通道，外通道12作为压缩空气通道，内通道13和外通道12在筒壁的某处相通，两个圆筒筒壁出风的一端与筒壁相垂直设置有靶板14，靶板14与筒壁端口间隔有一定距离，靶板14上与筒壁出风口相对应处设置三角锥16。

外壳1采用单层圆筒形，内衬或外包保温材料结构。

导流格栅4为旋转式，如图2所示，由多个相互平行的横向矩形叶片10组成，横向矩形叶片10前设置多个相互平行的纵向矩形叶片11。利用高速气流驱动下旋转，该结构的导流格栅，均流效果好，且可减少空气阻力。

挡水板7由以旋转轴为轴心呈放射状的叶片组成，叶片相互之间成一定的倾斜角度，如图4所示。这种挡水板在高速气流驱动下旋转，靠离心力作用排出所夹带的水滴，其除水效率较高。

本发明的流体动力式超声波喷嘴5利用从内通道12喷出的压缩空气高速气流的诱导作用将外通道13中的液体喷淋液诱导，在高速情况下撞击在中心处有突出的三角锥16的靶板14上进行激化产生高强度的超声波。同时流体动力式超声波喷嘴5具有雾化效果的可控性，当压缩空气以不同的压力进入内通道12时，由于压力不同致使外通道13中的喷淋液以不同的速度撞击在靶板14上，由于速度不同，所以激化程度不同，进而雾化效果也不竟相同。

由于流体动力式超声波喷嘴5的应用使得流体动力式超声波空调喷水室具有多功能的用途：当在夏季使用只需要流体动力式超声波空调喷水室实现冷却除湿的热湿交换作用时，我们可以通过控制空气压缩***，使其暂停服务，只利用流体动力式超声波喷嘴5的外通道13将喷淋液喷出，仅通过一定压力的水进行粗喷，起到冷却除湿的热湿交换作用；当在冬季使用中不仅要考虑流体动力式超声波空调喷水室实现绝热加湿的热湿交换作用，同时还要考虑这个季节防治“煤灰纱”的净化需要时，则通过开启空气压缩***同时利用压缩内通道12和外通道13进行细喷，起到加湿和净化作用。本发明从节能的角度上考虑该设计节约了大量不必要的水，电资源的浪费。

本发明的工作原理利用了以下方式：

(1)声波凝聚。声场中，声波引起的振动会使粒径、密度等性质不同的粒子产生不同程度的振动，参与大幅振动的小粒子与小幅振动的大粒子会相互碰撞而凝并。此外，在声辐射压作用下，粒子还会在声波波腹上沉积凝并。但声波凝聚在处理低浓度、含呼吸性粉尘气体时，时间长、能耗大、且效率不高。为克服这一缺陷，首先用喷雾水对含尘气流进行处理，再应用声波凝聚。水雾的加入，不仅增加了气流中粒子的数量，而且较大粒径雾滴的加入，也降低了声波的最佳凝聚频率，使能耗大为节约。

(2)冷凝凝并。微细水雾捕尘机理表明，水蒸气冷凝要以悬浮粒子为核，且冷凝作用的发生还会造成捕尘空间中温度与浓度的不均匀变化，这都为粒子的沉降创造了条件。冷凝是一种多方面凝并机理并存的综合作用过程，主要包括：水蒸气凝结、浓度梯度、温度梯度凝并。

(3)动力凝并与沉降。动力凝并是指依靠外力作用，使含尘区内各种粒子间相互并合的过程。在含尘空间中喷射水雾，捕集尘粒，正是对这种凝并机理的实际应用。在这种情况下，水滴或是依靠惯性力，或是依靠重力，扩散力等与含尘区内的粉尘粒子相互凝并。

本发明利用以上工作原理，对结构进行改进，使净化效率大大提高，达到了清除微细粉尘的目的。

Claims (4)

1.流体动力式超声波空调喷水室，包括外壳(1)，外壳(1)内按进风方向依次设置有轴流风机(3)、导流格栅(4)、喷排(6)上设置的多个喷嘴(5)和挡水板(7)，还包括供水***以及空气压缩***，其特征在于，所述的喷嘴(5)包括两个相套装的圆筒，两个相套装的圆筒形成内通道(13)和外通道(12)，且内通道(13)和外通道(12)在两个圆筒筒壁的某处相通，两个圆筒出风的一端与筒壁相垂直设置有靶板(14)，靶板(14)与筒壁端口间隔有一定距离，所述的靶板(14)上与筒壁出风口相对应处设置有三角锥(16)。

2.按照权利要求1所述的喷水室，其特征在于，所述的外壳(1)为单层圆筒形，内衬或外包保温材料。

3.按照权利要求1所述的喷水室，其特征在于，所述的导流格栅(4)为旋转式，包括多个相互平行的横向矩形叶片(10)，横向矩形叶片(10)前设置有多个相互平行的纵向矩形叶片(11)。

4.按照权利要求1所述的喷水室，其特征在于，所述的挡水板(7)由以旋转轴为轴心呈放射状的叶片组成，叶片相互之间成一定的倾斜角度。

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