УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА
DEVICE FOR AIR PURIFICATION

Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха в замкнутых помещениях, преимущественно от газообразных и органических загрязнений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической, фармакологической, а также в медицине, в служебных, бытовых помещениях и т.д.
Известны различные устройства аналогичного назначения: а.с. СССР №1707440 (1992 г.), патент РФ №2052731 (1996 г.), патент РФ №2156924 (2000 г.), патент РФ №2280473 (2004 г.) и др. Известен, например по а.с. СССР №1813998 (1993 г., F24F 3/16), бытовой воздухоочиститель, содержащий корпус с входными и выходными отверстиями и размещенным внутри него центробежным вентилятором, одним или несколькими фильтрами очистки воздуха. Однако он эффективно засасывает воздух лишь с небольших расстояний от всасывающего отверстия, так как скорости течения засасываемого воздуха быстро убывают с увеличением расстояния от стока (от всасывающего отверстия).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для очистки воздуха по а.с. СССР №1060885 (F24F 3/16), принятое за прототип.
Известное устройство содержит корпус с входным и выходным воздушными патрубками, фильтры грубой и тонкой очистки, установленные соответственно вблизи входного и выходного патрубков, нагнетатель, имеющий рабочий элемент, установленный на валу, связанном с приводным двигателем, и выпускную решетку. При этом корпус снабжен перегородками, установленными с образованием камеры разрежения с размещенным в ней фильтром грубой очистки, камеры нагнетателя, камеры приводного двигателя и камеры давления с размещенными в ней фильтром тонкой очистки и выпускной решеткой. Рабочий элемент нагнетателя выполнен в виде пакета колец, соосно установленных с зазором между ними. Камера нагнетателя сообщена с камерой разрежения посредством отверстия, соосного с пакетом колец, а с камерой давления - посредством щелевидных отверстий, образованных в перегородках, примыкающим к торцевым поверхностям пакета колец. Кроме того, выпускная решетка выполнена сотовой и установлена между выходным патрубком и фильтром тонкой очистки с зазором относительно последнего и параллельно его рабочей поверхности, а камера приводного двигателя выполнена герметичной.
Однако известное устройство недостаточно хорошо вентилирует все помещение, в котором оно установлено, и плохо удаляет загрязненный воздух с больших расстояний от всасывающего отверстия (более значительных по сравнению с его диаметром). Это связано с тем, что при работе устройства возникает течение, характерное для стока, в котором скорости потоков воздуха быстро убывают (обратно пропорционально квадрату расстояния) при удалении от стокового отверстия, что способствует образованию застойных зон.
Таким образом, для известного устройства характерны недостаточные эффективность и функциональные возможности.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности и расширении функциональных возможностей.
Для решения поставленной задачи сущность заявляемого изобретения состоит в том, что, в отличие от известного устройства для очистки воздуха, включающего полый корпус с входным отверстием, входной патрубок с установленным в нем фильтром грубой очистки, фильтр тонкой очистки и центробежный вентилятор, согласно изобретению корпус включает (содержит) две параллельные пластины, скрепленные между собой (состоит из двух, скрепленных между собою параллельных пластин), между которыми образован выходной канал, а в одной из пластин расположено входное отверстие, центробежный вентилятор установлен внутри выходного канала соосно с входным отверстием. В выходном канале вблизи выходного периметра (периметра выхода упомянутого выходного канала) расположены направляющие лопатки. Данные лопатки установлены с возможностью их поворота вокруг своих осей (каждая вокруг своей), на которых они закреплены, и с возможностью обеспечения полного перекрытия выходного канала, например при повороте лопаток в одну сторону; при этом в случае неполного перекрытия выходного канала (при повороте лопаток в одну сторону), выходящий поток приобретает закрутку относительно оси входного отверстия. Фильтр тонкой очистки расположен в выходном канале перед направляющими лопатками.
Кроме того, часть выходного канала перекрыта вставками, при этом направляющие лопатки расположены в части выходного канала, не закрытой вставками.
Кроме того, в качестве фильтра тонкой очистки применен фотокаталитический фильтр.
Кроме того, на выходе из канала по всему его периметру может быть установлен дефлектор, загнутый в сторону расположения входного отверстия, для отклонения выходящего потока воздуха в сторону, с которой расположено входное отверстие.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении эффективности работы устройства и расширении его функциональных возможностей.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено устройство в осевом разрезе; на фиг.2 - то же, разрез А-А; на фиг.3 - устройство без вставок; на фиг.4 - устройство в осевом разрезе с дефлектором.
Устройство содержит полый корпус, включающий две параллельные пластины 1 и 2, входное отверстие 3, расположенное на одной из упомянутых пластин, выходной канал 4, входной патрубок 5, фильтр 6 грубой очистки, фильтр 7 тонкой очистки, центробежный вентилятор 8, направляющие лопатки 9, вставки 10, дефлектор 11.
Устройство работает следующим образом:
Загрязненный воздух через входной патрубок 5 и входное отверстие 3 втягивается в центральную часть центробежного вентилятора 8, откуда нагнетается в выходной канал 4, проходит через фильтр тонкой очистки 7 и вытекает из части выходного канала 4 (не перекрытого вставками 10), проходя между направляющими лопатками 9. При этом направляющие лопатки 9 повернуты относительно линий, соединяющих ось двигателя и оси лопаток 9 в одну сторону. В результате очищенный поток, вытекающий из выходного канала 4, закручивается и возвращается обратно в помещение, обладая моментом импульса относительно оси входного отверстия 3. Поэтому при засасывании упомянутого закрученного воздуха в помещении образуется вихревое течение, напоминающее движение воздуха в природных смерчах. Интенсивность вихря регулируется углом поворота лопаток 9. При этом направляющие лопатки 9 установлены таким образом, чтобы при их повороте, для полного открытия выходного канала 4, они (лопатки) не выступали из выходного канала наружу.
Предлагаемая конструкция имеет следующие преимущества. При возникновении вихревого течения вблизи оси, являющейся продолжением оси входного отверстия, образуется область, называемая ядром вихря, по форме близкая к цилиндрической, внутри которой существует интенсивное осевое, по направлению к всасывающему отверстию, и вращательное вокруг оси движение воздуха. Данная область в длину простирается вплоть до поверхности противоположной всасывающему отверстию так, что ее длина может в десятки раз превышать диаметр отверстия. На этой поверхности образуется приточный к оси пограничный слой, в котором воздух движется по направлению к оси. Таким образом, осуществляется эффективное удаление воздуха из помещения, в том числе с поверхности, удаленной от всасывающего отверстия на расстояние, в десятки раз превышающее его диаметр. Значительно возрастает скорость очистки помещений, уменьшается объем и количество застойных зон. Это позволяет существенно расширить функциональные возможности устройства, включая, например, его использование для обеззараживания помещения путем быстрого и эффективного удаления загрязнений, возникших в результате аварий или умышленных действий, и повысить эффективность его работы.
Эксперименты, проведенные в камере объемом 75 литров, подтверждают значительное увеличение эффективности очистки.
Таким образом, использование изобретения позволяет значительно увеличить эффективность работы устройства и расширить его функциональные возможности.