CN105715519A - 利用汽化潜热加压的风机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用汽化潜热加压的风机系统，由低温饱和空气流体系统和高温饱和空气流体系统组成；低温饱和空气流体系统包括第一空气处理机组、第一离心式风机、多级压缩风道；高温饱和空气流体系统包括第二空气处理机组和第二离心式风机。本发明优点在于解决了传统风机受到容积损失等原因所导致的工作效率低、空气流体流量难以提高的不足。通过仿自然界龙卷风产生的形式，由冷、热不同的饱和空气混合时会有少量汽化水分子排挤出空气外并释放出汽化潜热，利用汽化潜热的能量推动空气流动并逐级获得汽化潜热的能量方式，从而大大提高了风机的效率和出风口处的气流流速。

Description

利用汽化潜热加压的风机系统
技术领域
本发明涉及风机系统，尤其是涉及利用汽化潜热加压的风机系统。
背景技术
目前现有的风机是利用机械的方式使机体内的空气流体获得能量。以最常用的离心式风机为例，其主要结构部件是叶轮和机壳。机壳内的叶轮固装于由原动机拖动的转轴上，当原动机驱动叶轮旋转时机壳内的空气流体便能获得能量。采用上述机械方式使空气获得能量流动方式，空气流体在机壳内获得能量的同时必然会出现空气流经机壳时产生的风力损失，以及风机本身的机械摩擦损失；同时，叶轮工作时在结构上必然有运动部件和固定部件之间存在缝隙，使空气流体从高压区通过缝隙泄漏到低压区。传统的上述风机由于受到容积损失等原因限制，很难制造出超高速流动的气流，导致风机工作效率较低，空气流体设计流量难以提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用汽化潜热加压的风机系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述利用汽化潜热加压的风机系统，由低温饱和空气流体系统和高温饱和空气流体系统组成；
所述低温饱和空气流体系统包括第一空气处理机组、第一离心式风机、多级压缩风道；所述第一空气处理机组包括第一机壳，自所述第一机壳进风口至出风口间隔设置在其内腔的调节阀、过滤器、喷淋室、挡水板；所述喷淋室内设置有高压喷雾加湿器；第一机壳出风口通过管道与第一离心式风机进风口连通，第一离心式风机出风口、静压室出风口与多级压缩风道相连通；各级压缩风道的出风口均通过喇叭形收缩管与下一级压缩风道的进风口相衔接；
所述高温饱和空气流体系统包括第二空气处理机组和第二离心式风机；所述第二空气处理机组包括第二机壳，自所述第二机壳进风口至出风口间隔设置在其内腔的调节阀、过滤器、热交换器、喷淋室、挡水板；所述喷淋室内设置有高压喷雾加湿器，所述高压喷雾加湿器与外接热源连通；第二机壳出风口通过管道与所述第二离心式风机进风口连通，第二离心式风机出风口连通有热风输送管道，所述热风输送管道分别连通有多个支管道，每一支管道出风口分别安装在上述的压缩风道的喇叭收缩管口前，每个支管道上均安装有由单片机控制的电动调节风阀；所述的静压室和多级压缩风道分别与对应的一个支管道连通。
在每级所述的压缩风道内均安装有风压传感器，所述每个风压传感器的信号输出端分别与所述单片机的信号输入端连接。
本发明优点在于解决了传统风机受到容积损失等原因所导致的工作效率低、空气流体流量难以提高的不足。通过仿自然界龙卷风产生的形式，由冷、热不同的饱和空气混合时会有少量汽化水分子排挤出空气外并释放出汽化潜热，利用汽化潜热的能量推动空气流动并逐级获得汽化潜热的能量方式，从而大大提高了风机的效率和出风口处的气流流速。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述利用汽化潜热加压的风机系统，由低温饱和空气流体系统和高温饱和空气流体系统组成。
低温饱和空气流体系统包括第一空气处理机组和第一离心式风机1；第一空气处理机组由第一机壳2，自第一机壳2进风口至出风口间隔设置在其内腔的第一风量调节阀3、第一过滤器4、第一喷淋室5、第一挡水板6；第一喷淋室5内设置有第一高压喷雾加湿器7，第一高压喷雾加湿器7的进水口通过水泵8与外接水源连通；第一机壳2出风口通过管道与第一离心式风机1进风口连通，第一离心式风机1出风口与静压室9连通，静压室9出风口通过收缩管10与多级空气流体压缩风道相连通，本实施例选为三级空气流体压缩风道11、12、13；各级空气流体压缩风道的出风口均通过喇叭形收缩管14与下一级空气流体压缩风道的进风口相衔接，每级空气流体压缩风道内均安装有风压传感器15，每个风压传感器15的信号输出端分别与单片机的信号输入端连接；
高温饱和空气流体系统包括第二空气处理机组和第二离心式风机16；第二空气处理机组包括第二机壳17，自第二机壳17进风口至出风口间隔设置在其内腔的第二调节阀18、第二过滤器19、热交换器20、第二喷淋室21、第二挡水板22；第二喷淋室21内设置有第二高压喷雾加湿器23，第二高压喷雾加湿器23的喷嘴朝着第二机壳17进风口方向设置，第二高压喷雾加湿器23的进水口通过热水泵24与外接热水源连通；第二机壳17出风口通过管道与第二离心式风机16进风口连通，第二离心式风机16出风口连通有热风输送管道25，热风输送管道分别连通有多个支管道，本实施例选为四个支管道26、27、28、29；各支管道上均安装有由单片机控制的电动调节风阀30；静压室9与支管道26相连通，一级空气流体压缩风道11与支管道27相连通，二级空气流体压缩风道12与支管道28相连通，三级空气流体压缩风道13与支管道29相连通；各支管道的出风口均为朝着低温饱和空气流体系统中的空气流动方向设置。
本发明工作原理简述如下：
第一离心式风机是常温下的湿饱和空气，本文以下称低温饱和空气（相对湿度100%）。第二离心式风机是高温饱和空气（相对湿度100%）。
工作时，第一离心式风机1、第二离心式风机16开启，外界空气通过第一风量调节阀3进入第一空气处理机组内，经第一过滤器4过滤后在第一喷淋室5内被第一高压喷雾加湿器7喷射出的自来水水雾加湿成低温饱和空气，经第一挡水板6进入第一离心式风机1，第一离心式风机1将低温饱和空气压入静压室9内，静压室9内始终保持一定静压，使得高湿低温饱和空气流体缓慢流经收缩管10而被压缩，静压变成动压高速进入一级空气低温流体压缩风道11内；流经收缩管10的同时，低温饱和空气流体与收缩管10壁面的阻力加大，静压大幅度降低，此时与静压室9相通的支管道26喷射出高温饱和空气流体进入静压室9内，冷、热饱和空气流体混流使得热气流体温度降低，导致部分高温饱和空气流体内包含的汽化水分子被析出，释放出的汽化潜热在流动气流中变成静压能，补充低温饱和空气流体与收缩管10壁面消耗的静压能。在一级空气流体压缩风道11内，由于汽化潜热转换的静压，使一级空气流体压缩风道11内静压逐步稳定增加。为保障高温饱和空气流体系统内空气流体的正常流动，一级空气流体压缩风道11末端的静压控制在低于静压室9的静压，由安装在一级空气流体压缩风道11内的风压传感器15采集压力信号，通过单片机控制支管道26上电动调节风阀30的开启量，进行调节支管道26输送给静压室9的高温饱和空气流量。
一级空气流体压缩风道11内的空气流体经其出风口处的喇叭形收缩管14进入二级空气流体压缩风道12内，空气流体流经喇叭形收缩管14时被压缩，静压变成动压高速进入二级空气流体压缩风道12内，同样，空气流体在通过喇叭形收缩管14时，空气流体与喇叭形收缩管14壁面的阻力加大，静压大幅度降低，此时与一级空气流体压缩风道11相通的支管道27喷射出高温饱和空气流体进入一级空气流体压缩风道11内，冷、热饱和空气流体混流使得热气流体温度降低，导致部分高温饱和空气流体内包含的汽化水分子被析出，释放出的汽化潜热在流动气流中变成静压能，补充空气流体与喇叭形收缩管14壁面消耗的静压能。二级空气流体压缩风道12末端的静压控制在低于一级空气流体压缩风道11末端压力的100±20Pa，由安装在二级空气流体压缩风道12内的风压传感器采集压力信号，通过单片机控制支管道27上电动调节风阀的开启量，进行调节支管道27输送给一级空气流体压缩风道11的高温饱和空气流量。
二级空气流体压缩风道12内的空气流体经其出风口处的喇叭形收缩管进入三级空气流体压缩风道13内，空气流体流经喇叭形收缩管时被压缩，静压变成动压高速进入三级空气流体压缩风道13内，同样，空气流体在通过其出风口处的喇叭形收缩管时，空气流体与喇叭形收缩管壁面的阻力加大，静压大幅度降低，此时与二级空气流体压缩风道12相通的支管道28喷射出高温饱和空气流体进入二级空气流体压缩风道12内，冷、热饱和空气流体混流使得热气流体温度降低，导致部分高温饱和空气流体内包含的汽化水分子被析出，释放出的汽化潜热在流动气流中变成静压能，补充空气流体与二级空气流体压缩风道12出风口处喇叭形收缩管壁面消耗的静压能。三级空气流体压缩风道13末端的静压控制在低于二级空气流体压缩风道12末端压力，由安装在三级空气流体压缩风道13内的风压传感器采集压力信号，通过单片机控制支管道28上电动调节风阀的开启量，进行调节支管道28输送给二级空气流体压缩风道12的高温饱和空气流量。
当然，本发明根据设计要求，还可设置四级，五级等多级空气流体压缩风道，以得到所需要的风速。
本发明通过汽化潜热能来补充各级空气流体压缩风道内的沿程阻力、压缩口阻力，并增加气流静压，使得空气流体经过多级空气流体压缩风道逐渐吸收由汽化潜热能转换成的压力能，直至空气流体达到设计要求的超高速气流。

Claims (2)

1.一种利用汽化潜热加压的风机系统，其特征在于：由低温饱和空气流体系统和高温饱和空气流体系统组成；
所述低温饱和空气流体系统包括第一空气处理机组和第一离心式风机；所述第一空气处理机组包括第一机壳，自所述第一机壳进风口至出风口间隔设置在其内腔的调节阀、过滤器、喷淋室、挡水板；所述喷淋室内设置有高压喷雾加湿器；第一机壳出风口通过管道与第一离心式风机进风口连通，第一离心式风机出风口与静压室连通，静压室出风口通过收缩管与多级压缩风道相连通；各级压缩风道的出风口均通过喇叭形收缩管与下一级压缩风道的进风口相衔接；
所述高温饱和空气流体系统包括第二空气处理机组和第二离心式风机；所述第二空气处理机组包括第二机壳，自所述第二机壳进风口至出风口间隔设置在其内腔的调节阀、过滤器、热交换器、喷淋室、挡水板；所述喷淋室内设置有高压喷雾加湿器，所述高压喷雾加湿器的进水口与外接热源连通；第二机壳出风口通过管道与所述第二离心式风机进风口连通，第二离心式风机出风口连通有热风输送管道，所述热风输送管道分别连通有多个支管道，所述每个支管道上均安装有由单片机控制的电动调节风阀；所述的静压室和多级压缩风道分别与对应的一个支管道连通。
2.根据权利要求1所述利用汽化潜热加压的风机系统，其特征在于：在每级所述的压缩风道内均安装有风压传感器，所述每个风压传感器的信号输出端分别与所述单片机的信号输入端连接。
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