喷雾除霾最新专利技术简析

张晋

摘 要：对喷雾除霾设备专利技术进行分析总结，从中归纳了相关专利技术主要组成部分和技术效果，重点介绍了近期提高喷射装置性能的三件专利技术，以期提高相关从业人员对最新专利技术的了解。

关键词：喷雾；射雾；除霾；专利

中图分类号：TU834 文献标志码：A 文章编号：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

近年来，国家和公众对雾霾等大气颗粒物污染的关注度持续升高，对大气颗粒物治理的各种需求愈发强烈。为了降低雾霾的危害，国内很多企业开始针对除霾设备的生产和研发。利用水雾沉降原理，通过大面积的微米级水雾与污染颗粒物碰撞，降低空气中颗粒物浓度，是目前被行业广泛认可和应用的一种源头除霾形式。采用这种原理的除霾设备通常结构为，在风筒出口布置一定数量的喷头，利用动力源送风，使具有压力的水、气流碰撞产生水雾，在送风压力作用下将水雾喷射向远处需要的位置。

专利文件中往往记载了当时较为先进和有创新性的技术，分析了解喷雾除霾领域的专利技术，可以为相关企业的研發提供借鉴作用，有可能加快技术改进的过程，获得效果更好的喷雾除霾设备，同时也有助于规避侵权风险。本文对喷雾除霾设备相关专利的技术内容进行总结分析，并介绍近年来比较有代表性的，具有不同技术效果的几件专利的情况。

1 技术构成

通过分析喷雾除霾专利技术可知，喷雾除霾设备的主要组成部分包括喷射装置、送风装置、角度调整装置、控制装置等，其中喷射装置的专利数量较多，是广大生产厂家主要的关注对象。送风装置以电机驱动的轴流风机为主，也有使用液压马达驱动的轴流风机，或是采用涡轮压缩机等动力设备的。但不论使用哪种动力设备，往往都是直接采用现有设备，较少有针对喷雾除霾设备本身的需求而配合改进的专用送风装置。从技术效果方面看，可以大致分为降低噪音、增大覆盖面积、提升雾化效果、提高射程、提高灵活性等。

2 降低噪音

喷雾除霾设备在工作时除提供动力的送风装置本身产生的噪音外，强劲的气流在风筒内运动时产生的啸叫噪音往往更为强烈。随着喷雾除霾设备射程的不断增加，风力增强，随之而来的是工作噪音的不断增长，恶化了作业现场周边的环境，也限制了大功率喷雾除霾设备的使用。常规的降噪技术包括在风筒中设置吸音材料、设置位于风筒上改变其固有频率的结构以抑制风筒出现共振、利用对旋轴流风机从源头降低气流噪音、以及设备外部施加减震部件等。

授权公告日为2013年05月29日，专利号为ZL201110241186.6的发明专利涉及一种带有消音装置的喷雾机（图1），在喷筒2内设置消音环3，消音环3上分布有通孔，在消音环3与喷筒2之间形成消音区，喷筒2侧壁上设有与消音区连通的注液管5，在消音区内填充吸音棉4，从而吸音棉4不会受气流的影响而出现松动脱落现象，使用寿命更长，并可以增大吸音棉4的厚度，工作中吸音棉4吸收水份，并设置干湿感应装置检测吸音棉4的湿度，自动开启和关闭节流阀6，使吸音棉处于湿润状态，消音降噪效果显著提高。

3 增大覆盖面积

为了扩大喷雾除霾设备的控制范围，往往追求更远的射程。但在实践中，并非射程内的所有区域都具有较好的雾化除霾效果，当大量的水雾被喷射向远处时，近处的水雾相对较少，除霾效果也就较差。常规解决方式是通过带有液压伸缩杆的俯仰调节机构，改变风筒的仰角，从而改变水雾喷射的距离。但是仅仅使用俯仰调节机构显然无法同时将水雾施加在远近不同的区域，在同一时刻喷雾的范围仍然较为集中，在喷水量较大的情况下喷雾集中的问题尤为突出。

授权公告日为2017年10月10日，专利号为ZL20161

0048391.3的发明专利涉及一种除霾喷雾机（图2），风筒15内的导流筒23的横截面左右对称，该横截面外部轮廓为封闭连续光滑曲线，将曲线左右最突出的点B1、B2连线，定义为X轴，将横截面图形的对称轴定义为Y轴，X轴与Y轴垂直，X轴与Y轴的交点用O表示，O点与风筒15经过O点的横截面的形心重合，该曲线的上部端点H1距离X轴的距离D1大于下部端点H2距离X轴的距离D2。风筒内的风经过导流筒15导流后，导流筒上部的风速大于下部的风速，且在出风口上部喷头的水压高于出风口下部喷头的水压的情况下，上部喷头在高水压、高风速作用下会射程更远，而下部喷头在低水压、低风速作用下会将近距离的射程覆盖，以此方式解决喷雾机喷雾范围集中的问题。

4 提高雾化效果

由喷雾除霾的原理可知，只有雾化后的液滴尺寸合适，喷洒均匀，才能使液滴较长时间地漂浮在空气中吸附颗粒物，如果液滴尺寸过大，则其在重力的作用下会快速沉降到地面，减少与颗粒物碰撞的机会，同时也会增加耗水量。如果能在局部产生更为强烈的湍流加强剪切作用，进一步促进液滴的破碎，而又能使水雾整体保持向远处喷射的趋势，则能获得更好的雾化效果，并保持较佳的喷射距离。

授权公告日为2019年03月08日，专利号为ZL201611211598.4的发明专利涉及一种超远程喷雾装置（图3），包括设于喷筒30出风口的外喷雾组件51和设于导流芯体41尾部的内喷雾组件52。由于内喷雾组件52承担了部分喷雾量，外喷雾组件51的喷雾量自然的相应减少，故喷雾装置喷出的雾气流与周边空气交界处形成的边界层中的雾化水滴变少，从而雾气流运动过程中的能量损耗降低，使得喷雾距离能够更远；同时设置内喷雾组件52上的喷嘴的雾化粒度大于外喷雾组件51上的喷嘴的雾化粒度，故雾气流尾部的水雾的降落速度不同，内喷雾组件52喷出的那部分在雾气流尾部的降落速度更快，使得雾气流尾部产生的紊流更加剧烈，水滴吸附粉尘的效果更佳，从而提高了该喷雾装置的除尘效果。进一步的，外喷雾组件51和内喷雾组件52也可以设置为两个环或更多个环。韩国的发明专利申请KR20110052045A1也采用了类似的设置内圈、外圈喷头进行喷雾的技术方案。

5 结束语

统计喷雾除霾设备相关专利发现，按地域统计，在中国申请的专利数量远超其他国家，相关的专利申请主要是由中国企业提出，说明中国企业是该领域专利技术发展的主要推动者。喷射装置是喷雾除霾设备的核心组成部分，对喷雾的总体性能影响较大，因此在技术价值相对较高的专利中，涉及这一技术分支的专利数量是最多的。随着国内对环境质量要求的不断提高，喷雾除霾设备的需求与应用也日益增加。希望国内企业能够不断有所创新，研发出各方面效果更好的喷雾除霾设备。

参考文献：

[1]刘波，黄旭楠，郝嘉雪，等.防霾大数据与新型教室除霾器试点[J].现代电子技术，2019（11）：144-148.