[发明专利]一种高效超细直径雾滴的雾化轮

说明书

一、本技术使用的范围

本发明是一种用于高速直接蒸发冷却空调的喷水室内将冷(热)媒水均衡地变成多层＜0.006mm厚极薄的水膜并呈360°抛物线状被高速气流粉碎成无数直径＜0.02mm～0.08mm的超细直径雾滴水雾流的雾化轮。安装在高速旋转的轴或轴流、斜流风机的叶轮轴上，可以成为高速直接蒸发冷却的喷雾装置或喷雾风机。与传统结构喷雾风机相比，雾化的水量大，输送的冷(热)量大，水气比小，耗用电流小，大水量时进出水温差≥8℃，雾滴表面积总合大大高于传统喷雾风机，故热湿交换效率高，而且造成喷雾装置或喷雾风机雾滴射流流径大而射程短，是技术性能先进并由我国独创的能取代目前国内外传统结构喷雾风机的高效高速直接蒸发冷却空调装置。

二、国内外目前技术状况

目前国内外传统结构喷雾轴流风机的雾化机理是：冷(热)媒水通过进水管进入安装在叶轮毂上并随之高速旋转的储水套中，在离心力和水压的作用下，水通过轮毂辐板上均匀分布的通孔流入幅板与挡水盘之间的流道，由于流体的附壁效应，形成较厚的旋转水幕沿挡水盘中部迅速向四周流向边沿，挡水盘边沿有如菜碟一样褶起，由于离心力的作用，使旋转的水幕在风机气流的压力下较均衡地冲向叶片并在叶片上散布成水膜，大部分水膜同时沿着气流的方向迅速流向叶片边沿，脱离叶片后，强烈的气流将已经变得较薄的水膜粉碎成较小直径的雾滴，进行直接蒸发冷却的同时，与空气气流完成热湿交换过程；少部分水膜由于离心力使用迅速流向叶片顶尖部与风机筒壳之间汇集成一个圆形水环，虽从疏凝水栅处向外排出，但对叶片转动造成很大的阻力。

传统结构喷雾轴流风机的落后点在于：1、由于叶片总长度有限，特别是受离心力和材料强度限制，转速为低转速(＜1000r/min)，加上单机供水量较大，所以叶片形成的水膜厚度达0.02～0.10mm厚以上。水膜较厚，致使雾滴直径较大，其雾滴总数相对减少，雾滴表面积总合自然减少，加上气流速度相对较低，故热湿交换效率不高。2、由于全部水量从叶片上经过，而且从挡水盘甩出的水幕对叶片和气流均有一定的冲击力，形成雾滴后直径较大，也会增加单位体积空气的湿重，气流前进的需求动力自然增大，特别是离心力作用，叶片上相当部分的水膜汇聚到叶片顶端及风机筒壳处(即疏凝水栅板处)，形成很厚的水环，不仅不能雾化，而且由于水环的阻尼作用，叶轮功耗很大，导致雾化水量占用的能耗比在全机总能耗中增大，所以传统结构喷雾风机能耗高。3、由于大型轴流喷雾风机喷雾雾流射程都在25m以上，最大流矩直径在φ3.5m以上，但最大直径流矩发生在15m处，传统常规的空调喷水室仅有3.9～5m长，因此，雾流中雾滴还来不及与空气流充分的混合并进行热湿交换，即被安装在喷水室后部凝聚水雾流的挡水板阻断而落入水池中，因此实际传统结构喷雾风机热湿交换效率并不理想，国内外使用传统结构喷雾风机的喷水室和组合空调机组内，都必须另外再装一套含有喷淋排管、离心喷雾水嘴、较大功率的水泵，作为夏季降温去湿不可缺少的补充措施，也是采用这类风机的传统空调室及组合空调机组装机功率大、耗水量大、水气比高、热湿交换效率低，能耗高的根本缺点。

三、本发明技术原理

本发明的目的：通过将高效超细直径雾滴雾化轮直接套装在高速旋转的轴或轴流、斜流风机叶轮轴上，经过安装在支架(3)上的进水管(4)伸入轮盖套(5)的孔中，将冷(热)媒水注入高速旋转的轴套(1)内，穿过轴套(1)上的槽孔及套装在轴套(1)上的若干片外圆边褶起一定角度如菜碟的雾化片(2)内圆拉伸孔筒上的小孔均衡地射到若干片雾化片(2)的板面上，由于流体的附壁效应和离心力作用，进入的水流迅速均衡地形成逐渐减薄的水膜向圆周边扩散开，直到脱离雾化片(2)，顺着雾化片平面褶起的一定角度，以轴套(1)为圆心向四周呈360°抛物线状向前分散至空间并由高速气流将＜0.006mm厚的水膜进一步粉碎变成无数雾滴直径＜0.02～0.08mm的多层次超细水雾流，以获得传统结构喷雾风机无法企及的热湿交换效率。

根据热力学中有关热湿交换效率的理论，降低雾化水滴当量直径，提高雾滴表面积之和，随着空气流速的提高，空气的雷诺数增加，气流的涡旋和湍动流度强化，空气——水两相介质界面接触几率增加，使得传热和传质增强，单位时间面积上对流传热质量提高，从而热湿交换效率得以提高。本发明结构及雾化原理符合以上热力学基本理论及高速直接蒸发冷却技术的要求，又克服了传统结构喷雾风机的所有缺点，所以是技术性能先进并由我国独创的能取代目前国内外传统结构喷雾风机的高效高速直接蒸发冷却空调新装置。

四、本发明结构附图