УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА В ВОЗДУШНОМ КАНАЛЕ
DEVICE FOR AIR HUMIDIFICATION IN AIR CHANNEL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству для увлажнения воздуха в воздушном канале, включающему в себя подающее устройство для жидкостной пыли и установленное перед этим подающим устройством в направлении потока устройство направления воздуха.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для того чтобы в устройствах этого типа достигать наиболее полного восприятия жидкостной пыли в потоке воздуха, было уже предложено (WO 2003/001120 A1) создавать подающее устройство для жидкостной пыли из расположенных в ряд сопел для распыления жидкости и перед расположенными в ряд соплами располагать устройство направления воздуха внутри воздушного канала, которое выполнено из крыльев завихрения в виде прямоугольных треугольников, более короткий катет которых ориентирован в направлении ряда сопел, а более длинный катет которых ориентирован перпендикулярно нему. Эти крылья завихрения расположены с возможностью регулировки относительно потока воздуха в воздушном канале таким образом, что возникают завихрения воздуха с соосной относительно соответствующего сопла осью завихрения, так что капельки жидкости, которые выпрыснуты выполненными предпочтительно в виде вихревых сопел соплами в поступающий воздух, увлекаются по существу с собой в спиральном потоке воздуха, что хотя и удлиняет пройденный внутри воздушного канала путь капелек, тем не менее, не приводит к значительному испарению жидкости без опасности осаждения капелек.
Похожие условия возникают у воздухоочистителя для увлажнения и темперирования воздуха в климатических установках (EP 0 251 196 A2), когда отдельные сопла воздухоочистителя окружены устройством направления воздуха, при помощи которого задается завихрение в протекающем мимо сопел потоке воздуха. Тем не менее, для того чтобы предотвращать выброс капелек жидкости посредством выходящего из воздухоочистителя увлажненного потока воздуха должен использоваться каплеуловитель.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача разработать устройство для увлажнения воздуха в воздушном канале таким образом, что можно рассчитывать на значительное испарение веденной в поток воздуха жидкостной пыли, а именно в пределах сравнительно короткого продольного участка воздушного канала.
Исходя из устройства описанного вначале типа, изобретение решает поставленную задачу вследствие того, что устройство направления воздуха включает в себя по меньшей мере одно проходящее поперек направления потока крыло с крыльевым профилем, которое находится под установочным углом относительно направления потока.
Благодаря предусмотрению по меньшей мере одного крыла с крыльевым профилем, с одной стороны, обусловленное устройством направления воздуха аэродинамическое сопротивление удерживается на низком уровне, а с другой стороны, благодаря соответствующему установочному углу крыла на задней кромке профиля достигается распространяющееся по длине крыла отделение завихрений, так что введенная в поток воздуха жидкостная пыль захватывается завихрениями воздуха, ось завихрения которых проходит поперек направления потока. Захваченные этими завихрениями воздуха капельки жидкостной пыли благодаря вихреобразованию отлично распределяются в увлажняемом потоке воздуха и вследствие проходящих поперек потока воздуха осей завихрений проходят многократную, заданную воздушным каналом дистанцию подачи с тем результатом, что может обеспечиваться значительное испарение всех капелек жидкости в пределах сравнительно короткого продольного участка воздушного канала. Тем самым может предотвращаться осаждение неиспаренных в противном случае капелек жидкости, и может существенно повышаться коэффициент полезного действия увлажнения воздуха.
Если крыло проходит параллельно по меньшей мере одному ориентированному поперек направления потока ряду выпускных отверстий для жидкостной пыли, то жидкостная пыль предпочтительно вводится в поток воздуха, будучи распределена по оси отделяющихся от крыла вдоль задней кромки крыльевого профиля завихрений воздуха, что способствует равномерному распределению жидкостной пыли по зоне завихрений, в частности если между крылом и рядом выпускных отверстий для вихреобразования выдерживается соответствующее расстояние по нормали к направлению потока и по нормали к ряду выпускных отверстий. Ряд выпускных отверстий может также заменяться выпускной щелью для жидкостной пыли, так что устанавливаются сопоставимые в отношении ввода жидкостной пыли поперек к направлению потока условия.
Несмотря на то, что при определенных условиях может быть чрезвычайно целесообразно согласовывать с рядом выпускных отверстий для жидкостной пыли лишь одно крыло с крыльевым профилем, наиболее предпочтительные условия протекания в целом складываются, если перед рядом выпускных отверстий расположены два расположенных симметрично относительно направления потока крыла. Введенная в поток воздуха жидкостная пыль захватывается образованными с обеих сторон от ряда отверстий, отделяющимися от задней кромки крыльевых профилей завихрениями и внутри этих завихренных потоков тщательно смешивается с увлажняемым воздухом, причем дальность выброса жидкостной пыли зависит от расположения крыльевых профилей. Если вызывающие повышение скорости потока верхние поверхности крыльевых профилей обращены к ряду выпускных отверстий, то срывающиеся с крыльевых профилей завихрения воздуха вызывают фокусировку введенной жидкостной пыли, в то время как при расположении крыльевых профилей с обращенной к ряду выпускных отверстий нижней поверхностью достигается большее разветвление жидкостной пыли. Аналогичные условия протекания обнаруживаются при симметричном к выпускной щели расположении крыльев.
Если перед рядом выпускных отверстий или перед выпускной щелью расположен обтекаемый профиль, то возникают наиболее благоприятные условия обтекания в области вывода жидкостной пыли, в частности, если благодаря этому обтекаемому профилю в сочетании с соответствующим в каждом случае крылом устройства проведения воздуха возникает прохождение потока.
Как уже было отмечено, вихреобразование зависит с одной стороны от крыльевого профиля, а с другой стороны от установочного угла крыльевого профиля. Для того чтобы делать возможной адаптацию к заданным в каждом случае требованиям, установочный угол крыла или крыльев может быть регулируемым. С этой целью крылья должны лишь устанавливаться с возможностью регулировки поворота вокруг оси, параллельной к продольной оси крыла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
На чертежах в качестве примера изображен предмет изобретения. Показаны:
фиг. 1 - соответствующее изобретению устройство для увлажнения воздуха на схематичном продольном разрезе воздушного канала, перпендикулярном оси рядов выпускных отверстий;
фиг. 2 - ряд выпускных отверстий с устройством проведения воздуха из двух крыльев с крыльевым профилем на разрезе, перпендикулярном ряду выпускных отверстий в увеличенном масштабе, причем условия протекания схематично обозначены линиями потока;
фиг. 3 - соответствующее фиг. 2 изображение конструктивного варианта с отличным по сравнению с фиг. 2 расположением крыльевых профилей; и
фиг. 4 - соответствующее фиг. 2 изображение устройства проведения воздуха для ряда выпускных отверстий с лишь одним крыльевым профилем.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для того чтобы увлажнять подаваемый через воздушный канал 1 как правило с прямоугольным поперечным сечением воздух, согласно фиг. 1 предусмотрено подающее устройство для жидкостной пыли с несколькими параллельными, проходящими поперек направления 2 потока распределительными трубами 3 для распыляемой жидкости, которой нагружаются распределенные по длине труб, ориентированные в направлении 2 потока сопла 4, которые вводят находящуюся под соответствующим давлением жидкость в виде пыли в поток воздуха. Выпускные отверстия 5 этих сопел образуют в каждом случае проходящие поперек направления 2 потока ряды 6, перед которыми расположены устройства направления воздуха из проходящих параллельно к рядам 6 выпускных отверстий 5 крыльев 7 с крыльевым профилем. Эти крылья 7 могут регулироваться вокруг осей 8 поворота по своему установочному углу относительно направления 2 потока. На обращенной к крыльям 7 стороне распределительные трубы 3 закрыты обтекаемым профилем 9, между которым и соответствующими крыльями 7 образуются проходы для потока воздуха, для того чтобы в области распыления жидкостной пыли достигать предпочтительных условий протекания.
На фиг. 2 линиями потока схематично обозначены условия протекания в области ряда 6 выпускных отверстий 5 для жидкостной пыли 10. Благодаря расположению крыльев с крыльевым профилем, чья вызывающая ускорение потока верхняя поверхность обращена к соплам 4 или к обтекаемому профилю 9, на задней кромке профиля отделяются завихрения потока, которые вызывают фокусировку впрыснутой жидкостной пыли 10. Можно увидеть, что оси завихрений проходят по существу параллельно к задней кромке профиля, то есть поперек к направлению 2 потока, так что захваченные этими вихревыми слоями капельки жидкости не только тщательно смешиваются с поступающим воздухом, но и ввиду вихревого движения вокруг проходящей поперек к направлению 2 потока оси завихрения преодолевают дистанцию внутри воздушного канала 1, которая соответствует многократному соответствующему продольному распространению воздушного канала 1. Это означает, что в пределах сравнительно короткого продольного участка воздушного канала 1 ввиду особого вихреобразования для капелек жидкости может предоставляться в распоряжение дистанция, которой хватает для полного испарения капелек жидкости, тем более что благодаря этому вихреобразованию обеспечивается тщательное смешивание капелек жидкости с воздухом.
Согласно варианту осуществления на фиг. 3 крылья 7 обращены по сравнению с фиг. 2 нижней поверхностью профиля к ряду сопел или к обтекаемому профилю 9, что приводит к отделению завихрений на отвернутой от ряда сопел стороне профиля. Поэтому впрыснутая жидкостная пыль 10 расходится веером благодаря завихрениям воздуха, так что посредством такого расположения крыльев могут удовлетворяться отличные по сравнению с расположением крыльев согласно фиг. 2 требования.
На фиг. 4 можно увидеть, что при определенных условиях может быть также целесообразным расположение крыла с одной стороны. Благодаря предусмотренному на одной стороне ряда сопел крылу 7 достигаются асимметричные с точки зрения ввода жидкостной пыли 10 в поток воздуха условия, которые могут быть преимуществом, например, в краевых областях воздушного канала 1.
Несмотря на то что, в принципе, возможно предусматривать соответствующее изобретению устройство увлажнения воздуха с лишь одним рядом сопел, благодаря расположению нескольких рядов сопел создаются наиболее предпочтительные конструктивные условия, а именно не только в отношении распределения сопел по поперечному сечению воздушного канала 1, но и в отношении дозирования количества впрыснутой жидкости. Для того чтобы достигать заданной влажности для выходящего из воздушного канала 1 воздуха, необходимо количество испаряемой жидкости, зависящее от влажности входящего в воздушный канал воздуха. Впрыскиваемое через ряд сопел количество жидкости зависит при имеющихся конструктивных условиях от давления жидкости, с которым нагружаются отдельные сопла 4. Если требуется лишь незначительное количество жидкости для достижения заданной влажности выходящего из воздушного канала 1 воздуха, то это количество жидкости может вводиться через один ряд сопел в воздушный канал, причем количество жидкости дозируется давлением жидкости. Если требование к количеству жидкости превышает вводимое при максимальном давлении подачи через один ряд сопел количество жидкости, то жидкостью может нагружаться следующий ряд сопел, причем в обоих рядах сопел нагружение начинается с необходимого для достаточно мелкодисперсного распыления жидкости минимального давления, для того чтобы при необходимости повышать давление жидкости для обоих рядов сопел вплоть до максимального давления, прежде чем для покрытия дополнительного расхода жидкости подключается следующий ряд сопел при минимальном давлении для всех использующихся теперь рядов сопел.
Несмотря на то, что согласно изображенному примеру осуществления подаваемая в увлажняемый воздух жидкостная пыль создается простым образом посредством распыления жидкости при помощи нагружаемых под соответствующим давлением сопел 4, изобретение ни в коем случае не ограничено таким созданием жидкостной пыли, так как речь идет лишь о том, чтобы вводить жидкостную пыль в увлажняемый воздух. Таким образом, создание пыли могло бы также осуществляться посредством ультразвукового излучателя, причем подающее устройство должно включать в себя по существу выпускные отверстия, через которые жидкостная пыль вводится в воздушный канал 1. Ряды 6 таких выпускных отверстий 5 могут также заменяться выпускной щелью.