風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的設計

藺吉順

（內蒙古民族大學機械工程學院，內蒙古 通遼 028000）

引言

風力發電機的葉片長達40～55m，由玻璃纖維或碳纖維和樹脂在模具上成型［1］。葉片成型過程中需要30℃以上的溫度和良好的清潔度，因而要求葉片生產車間具有良好的保溫和密閉性能［2］?？墒?，在車間密閉的情況下，樹脂固化所用的固化劑以及葉片的鉆孔和打磨產生的粉塵會對車間的空氣質量產生不良的影響［3］。目前，為了保證葉片車間工人的健康，只能采用佩戴口罩的措施，但口罩對有毒氣體的濾除性能有限，不能完全避免人體的損害［4－5］。因而，在保持密閉狀態的前提下，提高葉片車間的空氣質量是急需解決的問題。

1 設計思路

本設計的目的是提供一種既可保持車間的溫度和密閉性能，又能夠凈化空氣，且結構簡單，造價低廉，運行成本很低的車間空氣凈化器。

研制一種風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器，其特點是：在所述葉片生產車間里設有凈化箱，這種凈化箱的周圍用壁板圍成，凈化箱前側壁上開口且裝有引風機，凈化箱的內下部是裝水或溶劑的水池，水池設有注水口和放水口，凈化箱內上部裝有噴淋頭，噴淋頭的后面設有紗網狀的過濾簾，凈化箱的后側壁上開有排氣口，排氣口上插裝帶有通孔的活性炭塊。其中噴淋頭裝在水管上，水管的下端伸入水池的液面以下，水管上設有水泵。引風機的前端為進風口，后端為出風口的單向風機。引風機后端的出風口插入水池的液面以下。凈化箱有2個，設在車間的對角線的兩端。排氣口上設有等離子發生器和負離子發生器。引風機前端的進風口連接負壓管，負壓管沿車間延伸，且裝有多個接頭，接頭上設有單向閥，接頭上端與軟管的一端相配合，軟管的另一端與引風罩相連通。凈化箱內的水池有兩個以上，分別填裝水和溶劑。所述水池有3個，依次填裝水、乙醇和水。

2 設計基本方法和步驟

本實用新型總的構思是把車間內的空氣吸入凈化箱進行凈化處理后再把潔凈空氣連同所攜帶的溫度放回車間。下面結合附圖介紹三種實施例。

1）第一種實施例。如下頁圖1所示，第一種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的結構示意圖，這種空氣凈化器是在風力發電機葉片生產車間里設有一種凈化箱，凈化箱是周圍用壁板圍成的容器，凈化箱前側壁上開口且裝有引風機，凈化箱的內下部是裝水或溶劑的水池，水池設有注水口和放水口。凈化箱內上部裝有噴淋頭，噴淋頭的后面設有紗網狀的過濾簾。凈化箱的后側壁上開有排氣口，排氣口上插裝帶有通孔的活性炭塊。

圖1 第一種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的結構示意圖

使用時，開動引風機，把車間內的空氣吸入凈化箱，在噴淋水的壓力下，空氣進入水池，其中的胺類固化劑的氣體即可溶入水中，粉塵也可以落入水中或沉淀在水中。隨后，氣體經過水洗后再沖出水面，通過沾滿水霧的濾簾，得到進一步的凈化，再從活性炭塊的通孔中通過排氣口，其中殘留的有害顆粒被活性炭吸附，即可成為潔凈氣體回到車間。

這里所用的活性炭塊是一種帶有通孔的活性炭塊，推薦采用每平方厘米斷面多于9～24個通孔的防水蜂窩活性炭塊。這種活性炭塊的制作方法是：活性炭粉加入高嶺土加水成泥，再經模具拉出通孔密集的固體塊，再送入高溫爐內，在隔絕氧氣的情況下，經800℃以上高溫煅燒即可。噴淋頭裝在水管上，水管可以從凈化箱外引入，也可以如圖2所示，水管的下端伸入水池的液面以下，水管上設有水泵，即可在水池抽水，供噴淋頭噴出，實現內部循環。當使用一段時間后，即可把水池內的水集中排放處理。所用的引風機最好是前端為進風口、后端為出風口的單向風機。這樣，即使在停機的時候，凈化箱內的氣體也不會從引風機回流，凈化效果更為可靠。單向風機在市場上有售，其結構沒有畫出。引風機后端的出風口可以截止于凈化池水面以上，也可以插入水池的液面以下。前者氣流的阻力較小，風機耗電量較低，但空氣必須借助噴淋水才能進入水池，對噴淋頭的工作性能要求較高。后者耗電雖多一點，但空氣直接進入水池，凈化效果更為可靠。

圖2 第一種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的使用狀態圖

這種凈化箱的數量可多可少，一個也可以工作，多個更好。圖2推薦的是一個車間里面安裝2臺凈化箱，并且相對安裝車間水平面對角線的兩端。這種安裝方式，只要工作參數合理，即可在車間內形成氣流循環回路，使車間內的空氣依次進入凈化箱得到處理，車間的空氣質量可以得到根本的改善，實現無味無塵，操作人員僅在污染源產生的位置和少量時間佩戴口罩即可，而不用持續使用口罩。

2）第二種實施例。如圖3所示，第二種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的主視圖，凈化箱引風機前端的進風口連接負壓管，負壓管沿車間的一側延伸，負壓管上裝有多個接頭，接頭上設有單向閥，接頭上端與軟管的一端相配合，軟管的另一端與引風罩相連通。平時，接頭可關閉。在車間某處產生氣味或粉塵時，即可就近打開一個接頭，接上軟管，并且把軟管另一端的引風罩支撐在適當的位置，即可把污染物吸入負壓管，送入凈化箱進行凈化處理。

圖3中還可看到，凈化箱的后側的排氣口上不僅使用帶通孔的活性炭塊，而且還設有等離子發生器和負離子發生器。接通電源后，等離子發生器可以發生低溫不平衡等離子，這種等離子具有殺滅細菌病毒以及打開甲醛等多種化學物質化學鍵的功能，從而對排出的氣體進行消毒凈化。由于車間的空氣已經經過凈化箱的多道處理，有害殘留所剩不多，因而等離子發生器的規格不必太大，成本及能耗都不高。后面的負離子發生器除了具有一定殺菌解毒功能以外，還可以向空氣中釋放大量的負離子，使空氣質量進一步提高，使車間空氣達到或接近河岸林間的清新狀態。

圖3 第二種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的主視圖

3）第三種實施例。如圖4所示，第三種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的主視圖所示，所述水池有兩個以上，分別填裝水和溶劑。這里的溶劑可根據車間空氣污染源的成分，分別添加乙醇、丙酮、堿水等不同的品種，以便把不溶于水，而溶于其他溶劑的污染物進一步溶解。本例特別推薦采用三個水池，依次填裝水、乙醇和水。其作用是先將可溶于水的污染物溶解，再將溶于乙醇的污染物溶解，最后再進行水洗，防止乙醇揮發物排出。

圖4 第三種實施例的風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器的主視圖

3 結語

該論文研制了一種風力發電機制造用具，即一種風電機葉片生產車間內循環空氣凈化器，其特點是在葉片生產車間里設有凈化箱，凈化箱前側壁上開口且裝有引風機，凈化箱的內下部是裝水或溶劑的水池。其有益效果是車間內的空氣吸入過濾箱，經過凈化處理放出清潔空氣，既不損失室溫，又可顯著提高車間的空氣質量，具有一定的實際意義和應用價值。

［1］ 徐進，張偉，林洪芹.紡織復合材料在風力發電機葉片制造中的應用［J］.棉紡織技術，2010，38（5）：294－296.

［2］ 王飛.小型風力發電機葉片設計與制造工藝研究［D］.南寧：廣西大學，2007.

［3］ 譚家頂，程玨，郭晶，等.幾種胺類固化劑對環氧樹脂固化行為及固化物性能的影響 ［J］.化工學報，2011，62（6）：1 723－1 729.

［4］ 荊游.新型室內空氣凈化器的研制［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2014.

［5］ 蘇美先.空氣凈化器的研究和設計［D］.廣州：廣東工業大學，2014.

［6］ 胡俊，肖江蓉，李亮亮，等.空氣凈化器對室內甲醛凈化效果的實驗研究［J］.分析科學學報，2013，29（2）：169－173.

［7］ 陳烈賢，吳亞西.空氣凈化器性能試驗方法的探討 ［J］.環境與健康雜志，2001，18（4）：233－236.