устройство для рассеяния тумана

Формула изобретения

Устройство для рассеяния тумана, включающее воздухозаборник, компрессор, узел осушения воздуха с камерой конденсации и выходной патрубок, отличающееся тем, что оно снабжено турбиной с приводом и соединенным с приводом двигателем внутреннего сгорания, на трубопроводе выхлопных газов которого закреплен теплообменник, камерой конденсации и компрессором, установленными друг за другом, причем на входе камеры конденсации установлен завихритель, вход которого соединен с выходом турбины, а двигатель внутреннего сгорания снабжен теплообменником-рекуператором, установленным перед выходным патрубком, при этом теплообменник установлен на выходе компрессора, а выход трубопровода выхлопных газов соединен с воздухозаборником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активного воздействия на атмосферу с целью изменения погодных условий.

Известно устройство для рассеяния тумана, имеющее несколько авиационных двигателей, установленных вдоль взлетно-посадочной полосы. Нагретый воздух из двигателей поступает в трубопроводы, которые направляют его под различными углами наклона относительно поверхности взлетной полосы (Патент США 4125223, E 01 H 13/00, 1977).

Недостатком такого устройства является то, что при сгорании в горелках природного газа для подогрева воздуха образуется большое количество паров воды, которые конденсируются при вдуве в зону тумана и снижают эффективность рассеяния.

Известно устройство для рассеяния тумана осушенным и охлажденным воздухом, содержащее воздухозаборник, вентилятор, холодильную машину, содержащую конденсатор, компрессор, камеру конденсации с установленным в ней испарителем холодильной машины, привод и выходной патрубок. Воздух, содержащий капли тумана, засасывают с помощью вентилятора в камеру конденсации, где он обезвоживается путем охлаждения, а затем через выходной патрубок его выбрасывают в защищаемую зону (Патент США 3598313, E 01 H 13/00, 1971).

Недостатком такого устройства является низкая эффективность использования подводимой энергии, поскольку значительная часть ее используется для подогрева воздуха, который направляется за пределы зоны рассеяния тумана.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности рассеяния тумана и повышение эффективности использования затрачиваемой энергии.

Технический результат достигается тем, что устройство для рассеяния тумана, включающее воздухозаборник, узел осушения воздуха и выходной патрубок, снабжено турбиной с приводом, соединенным с приводом внутреннего сгорания, на трубопроводе выхлопных газов которого закреплен теплообменник, узлы осушения воздуха выполнены в виде установленных друг за другом камеры конденсации и компрессора, причем на входе камеры конденсации установлен завихритель, вход которого соединен с выходом турбины, а двигатель внутреннего сгорания снабжен теплообменником-рекуператором, установленным перед выходным патрубком, при этом теплообменник установлен на выходе компрессора, а выход трубопровода выхлопных газов соединен с воздухозаборником.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа наличием турбины с приводом и соединенного с приводом двигателя внутреннего сгорания, на трубопроводе выхлопных газов которого закреплен теплообменник, узел осушения воздуха в виде установленных друг за другом камеры конденсации и компрессора, причем на входе камеры конденсации установлен завихритель, вход которого соединен с выходом турбины, а двигатель внутреннего сгорания снабжен теплообменником-рекуператором, установленным перед выходным патрубком, при этом теплообменник установлен на выходе компрессора, а выход трубопровода выхлопных газов соединен с воздухозаборником. Следовательно, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию "новизна".

При изучении других технических решений в данной области признаки, отличающие предложенное устройство от прототипа, не были выявлены. Кроме того, проявляется непосредственная связь между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом, что позволяет сделать вывод о соответствии данного предложения критерию "изобретательский уровень".

Ha чертеже представлен общий вид устройства.

Устройство для рассеяния тумана содержит воздухозаборник 1, турбину 2, за которой установлен завихритель 3 на входе камеры конденсации 4, имеющей емкость 5 для сбора конденсата. Выход камеры 4 соединен со входом компрессора 6, на выходе которого установлен теплообменник 7 трубопровода 8 выхлопных газов двигателя 9 внутреннего сгорания, который установлен за компрессором 6. Двигатель внутреннего сгорания 9 снабжен теплообменником-рекуператором 10, установленным перед выходным патрубком 11. Турбина 2 и компрессор 6, установленные на одном валу 12, приводятся в действие двигателем 9. Выход трубопровода выхлопных газов 8 двигателя внутреннего сгорания соединен с воздухозаборником 1.

Устройство работает следующим образом. При работе двигателя внутреннего сгорания 9 и посредством привода 12 приводятся в действие турбина 2 и компрессор 6. Турбина 2 через воздухозаборник 1 засасывает атмосферный воздух из зоны тумана, насыщенный парами и мельчайшими каплями воды, а также выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, охлажденные в теплообменнике 7 и поступающие в воздухозаборник по трубопроводу 8. Компрессор 6 создает разряжение в камере 4 конденсации. За счет адиабатического расширения воздуха в камере конденсации температура засасываемого воздуха с выхлопными газами снижается, что приводит к уменьшению содержания паров воды. Например, если в камере конденсации 4 давление 0,6 атм., а температура в зоне тумана 10^oC, то температура воздуха должна снизиться до -28,5^oC. При такой температуре пары воды будут конденсироваться, при этом выделяется теплота конденсации, за счет чего реальное снижение температуры будет меньше. Расчеты дают реальную величину температуры в камере конденсации -10,4^oC. Содержание паров воды в таком воздухе снижается с 9,39 г/м³ (Т=10^oC) до 0,9 г/м³ (Т= -10,4^oC), т.е. степень осушки воздуха достигает 90 %. Завихритель 3, установленный на входе камеры 4, придает потоку воздуха вращение, в результате которого капли воды, попадая на стенки камеры, стекают по ним в сборник конденсата 5. В компрессоре 6 осушенный воздух сжимается до давления 1,01 - 1,05 атм. Небольшой избыток давления необходим для преодоления сопротивления воздуховода и смешения его с атмосферным воздухом в зоне тумана. Температура воздуха за компрессором повышается до 33^oC. Осушенный воздух на выходе из компрессора нагревается в теплообменнике 7 и теплообменнике-рекуператоре 10, что способствует повышению эффективности действия установки. Нагретый сухой воздух выводится через выходной патрубок 11 и, смешиваясь с атмосферным, способствует более эффективному рассеянию тумана, поскольку при нагревании тумана число капель и водность непрерывно убывают. Это обстоятельство определяет монотонное увеличение видимости в тумане.

Таким образом, предложенное устройство позволяет эффективно рассеивать туман на заданной территории с высокой эффективностью.