风电机叶片生产车间内循环空气净化器的设计

蔺吉顺

（内蒙古民族大学机械工程学院，内蒙古 通辽 028000）

引言

风力发电机的叶片长达40～55m，由玻璃纤维或碳纤维和树脂在模具上成型［1］。叶片成型过程中需要30℃以上的温度和良好的清洁度，因而要求叶片生产车间具有良好的保温和密闭性能［2］。可是，在车间密闭的情况下，树脂固化所用的固化剂以及叶片的钻孔和打磨产生的粉尘会对车间的空气质量产生不良的影响［3］。目前，为了保证叶片车间工人的健康，只能采用佩戴口罩的措施，但口罩对有毒气体的滤除性能有限，不能完全避免人体的损害［4－5］。因而，在保持密闭状态的前提下，提高叶片车间的空气质量是急需解决的问题。

1 设计思路

本设计的目的是提供一种既可保持车间的温度和密闭性能，又能够净化空气，且结构简单，造价低廉，运行成本很低的车间空气净化器。

研制一种风电机叶片生产车间内循环空气净化器，其特点是：在所述叶片生产车间里设有净化箱，这种净化箱的周围用壁板围成，净化箱前侧壁上开口且装有引风机，净化箱的内下部是装水或溶剂的水池，水池设有注水口和放水口，净化箱内上部装有喷淋头，喷淋头的后面设有纱网状的过滤帘，净化箱的后侧壁上开有排气口，排气口上插装带有通孔的活性炭块。其中喷淋头装在水管上，水管的下端伸入水池的液面以下，水管上设有水泵。引风机的前端为进风口，后端为出风口的单向风机。引风机后端的出风口插入水池的液面以下。净化箱有2个，设在车间的对角线的两端。排气口上设有等离子发生器和负离子发生器。引风机前端的进风口连接负压管，负压管沿车间延伸，且装有多个接头，接头上设有单向阀，接头上端与软管的一端相配合，软管的另一端与引风罩相连通。净化箱内的水池有两个以上，分别填装水和溶剂。所述水池有3个，依次填装水、乙醇和水。

2 设计基本方法和步骤

本实用新型总的构思是把车间内的空气吸入净化箱进行净化处理后再把洁净空气连同所携带的温度放回车间。下面结合附图介绍三种实施例。

1）第一种实施例。如下页图1所示，第一种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的结构示意图，这种空气净化器是在风力发电机叶片生产车间里设有一种净化箱，净化箱是周围用壁板围成的容器，净化箱前侧壁上开口且装有引风机，净化箱的内下部是装水或溶剂的水池，水池设有注水口和放水口。净化箱内上部装有喷淋头，喷淋头的后面设有纱网状的过滤帘。净化箱的后侧壁上开有排气口，排气口上插装带有通孔的活性炭块。

图1 第一种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的结构示意图

使用时，开动引风机，把车间内的空气吸入净化箱，在喷淋水的压力下，空气进入水池，其中的胺类固化剂的气体即可溶入水中，粉尘也可以落入水中或沉淀在水中。随后，气体经过水洗后再冲出水面，通过沾满水雾的滤帘，得到进一步的净化，再从活性炭块的通孔中通过排气口，其中残留的有害颗粒被活性炭吸附，即可成为洁净气体回到车间。

这里所用的活性炭块是一种带有通孔的活性炭块，推荐采用每平方厘米断面多于9～24个通孔的防水蜂窝活性炭块。这种活性炭块的制作方法是：活性炭粉加入高岭土加水成泥，再经模具拉出通孔密集的固体块，再送入高温炉内，在隔绝氧气的情况下，经800℃以上高温煅烧即可。喷淋头装在水管上，水管可以从净化箱外引入，也可以如图2所示，水管的下端伸入水池的液面以下，水管上设有水泵，即可在水池抽水，供喷淋头喷出，实现内部循环。当使用一段时间后，即可把水池内的水集中排放处理。所用的引风机最好是前端为进风口、后端为出风口的单向风机。这样，即使在停机的时候，净化箱内的气体也不会从引风机回流，净化效果更为可靠。单向风机在市场上有售，其结构没有画出。引风机后端的出风口可以截止于净化池水面以上，也可以插入水池的液面以下。前者气流的阻力较小，风机耗电量较低，但空气必须借助喷淋水才能进入水池，对喷淋头的工作性能要求较高。后者耗电虽多一点，但空气直接进入水池，净化效果更为可靠。

图2 第一种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的使用状态图

这种净化箱的数量可多可少，一个也可以工作，多个更好。图2推荐的是一个车间里面安装2台净化箱，并且相对安装车间水平面对角线的两端。这种安装方式，只要工作参数合理，即可在车间内形成气流循环回路，使车间内的空气依次进入净化箱得到处理，车间的空气质量可以得到根本的改善，实现无味无尘，操作人员仅在污染源产生的位置和少量时间佩戴口罩即可，而不用持续使用口罩。

2）第二种实施例。如图3所示，第二种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的主视图，净化箱引风机前端的进风口连接负压管，负压管沿车间的一侧延伸，负压管上装有多个接头，接头上设有单向阀，接头上端与软管的一端相配合，软管的另一端与引风罩相连通。平时，接头可关闭。在车间某处产生气味或粉尘时，即可就近打开一个接头，接上软管，并且把软管另一端的引风罩支撑在适当的位置，即可把污染物吸入负压管，送入净化箱进行净化处理。

图3中还可看到，净化箱的后侧的排气口上不仅使用带通孔的活性炭块，而且还设有等离子发生器和负离子发生器。接通电源后，等离子发生器可以发生低温不平衡等离子，这种等离子具有杀灭细菌病毒以及打开甲醛等多种化学物质化学键的功能，从而对排出的气体进行消毒净化。由于车间的空气已经经过净化箱的多道处理，有害残留所剩不多，因而等离子发生器的规格不必太大，成本及能耗都不高。后面的负离子发生器除了具有一定杀菌解毒功能以外，还可以向空气中释放大量的负离子，使空气质量进一步提高，使车间空气达到或接近河岸林间的清新状态。

图3 第二种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的主视图

3）第三种实施例。如图4所示，第三种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的主视图所示，所述水池有两个以上，分别填装水和溶剂。这里的溶剂可根据车间空气污染源的成分，分别添加乙醇、丙酮、碱水等不同的品种，以便把不溶于水，而溶于其他溶剂的污染物进一步溶解。本例特别推荐采用三个水池，依次填装水、乙醇和水。其作用是先将可溶于水的污染物溶解，再将溶于乙醇的污染物溶解，最后再进行水洗，防止乙醇挥发物排出。

图4 第三种实施例的风电机叶片生产车间内循环空气净化器的主视图

3 结语

该论文研制了一种风力发电机制造用具，即一种风电机叶片生产车间内循环空气净化器，其特点是在叶片生产车间里设有净化箱，净化箱前侧壁上开口且装有引风机，净化箱的内下部是装水或溶剂的水池。其有益效果是车间内的空气吸入过滤箱，经过净化处理放出清洁空气，既不损失室温，又可显著提高车间的空气质量，具有一定的实际意义和应用价值。

［1］ 徐进，张伟，林洪芹.纺织复合材料在风力发电机叶片制造中的应用［J］.棉纺织技术，2010，38（5）：294－296.

［2］ 王飞.小型风力发电机叶片设计与制造工艺研究［D］.南宁：广西大学，2007.

［3］ 谭家顶，程珏，郭晶，等.几种胺类固化剂对环氧树脂固化行为及固化物性能的影响 ［J］.化工学报，2011，62（6）：1 723－1 729.

［4］ 荆游.新型室内空气净化器的研制［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

［5］ 苏美先.空气净化器的研究和设计［D］.广州：广东工业大学，2014.

［6］ 胡俊，肖江蓉，李亮亮，等.空气净化器对室内甲醛净化效果的实验研究［J］.分析科学学报，2013，29（2）：169－173.

［7］ 陈烈贤，吴亚西.空气净化器性能试验方法的探讨 ［J］.环境与健康杂志，2001，18（4）：233－236.