噴霧除霾最新專利技術(shù)簡析

張晉

摘 要：對噴霧除霾設(shè)備專利技術(shù)進行分析總結(jié)，從中歸納了相關(guān)專利技術(shù)主要組成部分和技術(shù)效果，重點介紹了近期提高噴射裝置性能的三件專利技術(shù)，以期提高相關(guān)從業(yè)人員對最新專利技術(shù)的了解。

關(guān)鍵詞：噴霧；射霧；除霾；專利

中圖分類號：TU834 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0017-02

Abstract： This paper analyzes and summarizes the patented technology of spray haze removal equipment， summarizes the main components and technical effects of the relevant patented technology， and focuses on the three patented technologies to improve the performance of the spray device in the near future， in the hope of improving the relevant practitioners' understanding of the latest patented technology.

Keywords： spray； spray fog； haze removal； patent

引言

近年來，國家和公眾對霧霾等大氣顆粒物污染的關(guān)注度持續(xù)升高，對大氣顆粒物治理的各種需求愈發(fā)強烈。為了降低霧霾的危害，國內(nèi)很多企業(yè)開始針對除霾設(shè)備的生產(chǎn)和研發(fā)。利用水霧沉降原理，通過大面積的微米級水霧與污染顆粒物碰撞，降低空氣中顆粒物濃度，是目前被行業(yè)廣泛認可和應(yīng)用的一種源頭除霾形式。采用這種原理的除霾設(shè)備通常結(jié)構(gòu)為，在風(fēng)筒出口布置一定數(shù)量的噴頭，利用動力源送風(fēng)，使具有壓力的水、氣流碰撞產(chǎn)生水霧，在送風(fēng)壓力作用下將水霧噴射向遠處需要的位置。

專利文件中往往記載了當(dāng)時較為先進和有創(chuàng)新性的技術(shù)，分析了解噴霧除霾領(lǐng)域的專利技術(shù)，可以為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)提供借鑒作用，有可能加快技術(shù)改進的過程，獲得效果更好的噴霧除霾設(shè)備，同時也有助于規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險。本文對噴霧除霾設(shè)備相關(guān)專利的技術(shù)內(nèi)容進行總結(jié)分析，并介紹近年來比較有代表性的，具有不同技術(shù)效果的幾件專利的情況。

1 技術(shù)構(gòu)成

通過分析噴霧除霾專利技術(shù)可知，噴霧除霾設(shè)備的主要組成部分包括噴射裝置、送風(fēng)裝置、角度調(diào)整裝置、控制裝置等，其中噴射裝置的專利數(shù)量較多，是廣大生產(chǎn)廠家主要的關(guān)注對象。送風(fēng)裝置以電機驅(qū)動的軸流風(fēng)機為主，也有使用液壓馬達驅(qū)動的軸流風(fēng)機，或是采用渦輪壓縮機等動力設(shè)備的。但不論使用哪種動力設(shè)備，往往都是直接采用現(xiàn)有設(shè)備，較少有針對噴霧除霾設(shè)備本身的需求而配合改進的專用送風(fēng)裝置。從技術(shù)效果方面看，可以大致分為降低噪音、增大覆蓋面積、提升霧化效果、提高射程、提高靈活性等。

2 降低噪音

噴霧除霾設(shè)備在工作時除提供動力的送風(fēng)裝置本身產(chǎn)生的噪音外，強勁的氣流在風(fēng)筒內(nèi)運動時產(chǎn)生的嘯叫噪音往往更為強烈。隨著噴霧除霾設(shè)備射程的不斷增加，風(fēng)力增強，隨之而來的是工作噪音的不斷增長，惡化了作業(yè)現(xiàn)場周邊的環(huán)境，也限制了大功率噴霧除霾設(shè)備的使用。常規(guī)的降噪技術(shù)包括在風(fēng)筒中設(shè)置吸音材料、設(shè)置位于風(fēng)筒上改變其固有頻率的結(jié)構(gòu)以抑制風(fēng)筒出現(xiàn)共振、利用對旋軸流風(fēng)機從源頭降低氣流噪音、以及設(shè)備外部施加減震部件等。

授權(quán)公告日為2013年05月29日，專利號為ZL201110241186.6的發(fā)明專利涉及一種帶有消音裝置的噴霧機（圖1），在噴筒2內(nèi)設(shè)置消音環(huán)3，消音環(huán)3上分布有通孔，在消音環(huán)3與噴筒2之間形成消音區(qū)，噴筒2側(cè)壁上設(shè)有與消音區(qū)連通的注液管5，在消音區(qū)內(nèi)填充吸音棉4，從而吸音棉4不會受氣流的影響而出現(xiàn)松動脫落現(xiàn)象，使用壽命更長，并可以增大吸音棉4的厚度，工作中吸音棉4吸收水份，并設(shè)置干濕感應(yīng)裝置檢測吸音棉4的濕度，自動開啟和關(guān)閉節(jié)流閥6，使吸音棉處于濕潤狀態(tài)，消音降噪效果顯著提高。

3 增大覆蓋面積

為了擴大噴霧除霾設(shè)備的控制范圍，往往追求更遠的射程。但在實踐中，并非射程內(nèi)的所有區(qū)域都具有較好的霧化除霾效果，當(dāng)大量的水霧被噴射向遠處時，近處的水霧相對較少，除霾效果也就較差。常規(guī)解決方式是通過帶有液壓伸縮桿的俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)，改變風(fēng)筒的仰角，從而改變水霧噴射的距離。但是僅僅使用俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)顯然無法同時將水霧施加在遠近不同的區(qū)域，在同一時刻噴霧的范圍仍然較為集中，在噴水量較大的情況下噴霧集中的問題尤為突出。

授權(quán)公告日為2017年10月10日，專利號為ZL20161

0048391.3的發(fā)明專利涉及一種除霾噴霧機（圖2），風(fēng)筒15內(nèi)的導(dǎo)流筒23的橫截面左右對稱，該橫截面外部輪廓為封閉連續(xù)光滑曲線，將曲線左右最突出的點B1、B2連線，定義為X軸，將橫截面圖形的對稱軸定義為Y軸，X軸與Y軸垂直，X軸與Y軸的交點用O表示，O點與風(fēng)筒15經(jīng)過O點的橫截面的形心重合，該曲線的上部端點H1距離X軸的距離D1大于下部端點H2距離X軸的距離D2。風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)經(jīng)過導(dǎo)流筒15導(dǎo)流后，導(dǎo)流筒上部的風(fēng)速大于下部的風(fēng)速，且在出風(fēng)口上部噴頭的水壓高于出風(fēng)口下部噴頭的水壓的情況下，上部噴頭在高水壓、高風(fēng)速作用下會射程更遠，而下部噴頭在低水壓、低風(fēng)速作用下會將近距離的射程覆蓋，以此方式解決噴霧機噴霧范圍集中的問題。

4 提高霧化效果

由噴霧除霾的原理可知，只有霧化后的液滴尺寸合適，噴灑均勻，才能使液滴較長時間地漂浮在空氣中吸附顆粒物，如果液滴尺寸過大，則其在重力的作用下會快速沉降到地面，減少與顆粒物碰撞的機會，同時也會增加耗水量。如果能在局部產(chǎn)生更為強烈的湍流加強剪切作用，進一步促進液滴的破碎，而又能使水霧整體保持向遠處噴射的趨勢，則能獲得更好的霧化效果，并保持較佳的噴射距離。

授權(quán)公告日為2019年03月08日，專利號為ZL201611211598.4的發(fā)明專利涉及一種超遠程噴霧裝置（圖3），包括設(shè)于噴筒30出風(fēng)口的外噴霧組件51和設(shè)于導(dǎo)流芯體41尾部的內(nèi)噴霧組件52。由于內(nèi)噴霧組件52承擔(dān)了部分噴霧量，外噴霧組件51的噴霧量自然的相應(yīng)減少，故噴霧裝置噴出的霧氣流與周邊空氣交界處形成的邊界層中的霧化水滴變少，從而霧氣流運動過程中的能量損耗降低，使得噴霧距離能夠更遠；同時設(shè)置內(nèi)噴霧組件52上的噴嘴的霧化粒度大于外噴霧組件51上的噴嘴的霧化粒度，故霧氣流尾部的水霧的降落速度不同，內(nèi)噴霧組件52噴出的那部分在霧氣流尾部的降落速度更快，使得霧氣流尾部產(chǎn)生的紊流更加劇烈，水滴吸附粉塵的效果更佳，從而提高了該噴霧裝置的除塵效果。進一步的，外噴霧組件51和內(nèi)噴霧組件52也可以設(shè)置為兩個環(huán)或更多個環(huán)。韓國的發(fā)明專利申請KR20110052045A1也采用了類似的設(shè)置內(nèi)圈、外圈噴頭進行噴霧的技術(shù)方案。

5 結(jié)束語

統(tǒng)計噴霧除霾設(shè)備相關(guān)專利發(fā)現(xiàn)，按地域統(tǒng)計，在中國申請的專利數(shù)量遠超其他國家，相關(guān)的專利申請主要是由中國企業(yè)提出，說明中國企業(yè)是該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)發(fā)展的主要推動者。噴射裝置是噴霧除霾設(shè)備的核心組成部分，對噴霧的總體性能影響較大，因此在技術(shù)價值相對較高的專利中，涉及這一技術(shù)分支的專利數(shù)量是最多的。隨著國內(nèi)對環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，噴霧除霾設(shè)備的需求與應(yīng)用也日益增加。希望國內(nèi)企業(yè)能夠不斷有所創(chuàng)新，研發(fā)出各方面效果更好的噴霧除霾設(shè)備。

參考文獻：

[1]劉波，黃旭楠，郝嘉雪，等.防霾大數(shù)據(jù)與新型教室除霾器試點[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2019（11）：144-148.