Устройство для рассеяния тумана на надводных объектах

 

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активных воздействий на атмосферу. Устройство для просветления тумана включает воздухозаборник, вентилятор, холодильную машину, привод и выходной патрубок. При этом холодильная машина содержит компрессор, испаритель и установленный за вентилятором конденсатор. Устройство дополнительно содержит детурбулизатор, выполненный в виде решетки с цилиндрическими ячейками. Испаритель холодильной машины помещен в теплообменник, имеющий входную и выходную трубы, которые установлены на разных уровнях водоема. После прохождения детурбулизатора через выходной патрубок в среду тумана выводится почти ламинарная струя слабо подогретого воздуха. Изобретение позволяет повысить эффективность рассеяния тумана на надводных объектах и повысить эффективность использования затрачиваемой энергии. 1 ил.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активных воздействий 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, Е 01 Н 13/00, 1977 г.).

Недостатком такого устройства является то, что при сгорании углеводородного топлива образуется большое количество паров воды, которые конденсируются при поступлении нагретого воздуха в зону тумана и снижают эффективность рассеяния.

Известно устройство для рассеяния тумана нагретым воздухом, содержащее воздухозаборник, вентилятор, холодильную машину, содержащую компрессор, конденсатор и испаритель, привод и выходной патрубок. Воздух, содержащий капли тумана, засасывают с помощью вентилятора, где он, проходя через конденсатор, нагревается и затем через выходной патрубок выбрасывается в защищаемую зону (Патент США 3598313, Е 01 Н 13/00, 1971 г.).

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

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности рассеяния тумана на надводных объектах и повышение эффективности использования затрачиваемой энергии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для просветления тумана на надводных объектах, включающее воздухозаборник, вентилятор, холодильную машину, содержащую компрессор, испаритель и установленный за вентилятором конденсатор, привод и выходной патрубок, снабжено установленным перед выходным патрубком детурбулизатором, выполненным в виде решетки с трехгранными цилиндрическими ячейками и теплообменником, в который помещен испаритель холодильной машины, причем на входе и выходе теплообменника закреплены трубы, концы которых установлены на разных уровнях водоема, при этом на входной трубе установлен водяной насос.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа наличием установленного перед выходным патрубком детурбулизатора, выполненного в виде решетки с цилиндрическими ячейками и теплообменником, в который помещен испаритель холодильной машины, причем на входе и выходе теплообменника закреплены трубы, концы которых установлены на разных уровнях водоема, при этом на входной трубе установлен водяной насос. 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 достигаемой целью, что позволяет сделать вывод о соответствии данного предложения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже представлен общий вид устройства.

Устройство для просветления тумана на надводных объектах содержит воздухозаборник 1, вентилятор 2, холодильную машину 3, содержащую компрессор 4. Конденсатор 5 холодильной машины 3 установлен за вентилятором 2. Испаритель 6 холодильной машины 3 помещен в теплообменник 7, имеющий входную трубу 8 и выходную трубу 9. Концы входной трубы 8 и выходной трубы 9 установлены на разных уровнях водоема. Нa входной трубе 8 установлен водяной насос 10. Перед выходным патрубком 11 установлен детурбулизатор 12, выполненный в виде решетки 13 с цилиндрическими ячейками 14. Компрессор 4 холодильной машины 3 и вентилятор 2 посредством привода 15 соединены с двигателем 16.

Создание зон просветления в тумане на надводных объектах (корабли, буровые платформы и др.) необходимо для обеспечения безопасной посадки летательных аппаратов в условиях тумана, а также на движущихся судах, причаливающих в тумане, во избежание аварийных ситуаций.

Устройство для просветления тумана на надводных объектах работает следующим образом. При работе двигателя 16 посредством привода 15 приводятся в действие вентилятор 2 и компрессор 4 холодильной машины 3. Вентилятор 2 через воздухозаборник 1 засасывает насыщенный парами и каплями воды атмосферный воздух из зоны тумана, который поступает на теплообменник конденсатора 5 холодильной машины 3, где он нагревается и поступает на решетку 13 детурбулизатора 12. Вода из водоема при помощи водяного насоса 10 подается в теплообменник 7, в котором находится испаритель 6 холодильной машины 2. Температура испарителя поддерживается близкой температуре воды водоема. Это позволяет использовать воду водоема в качестве основного источника тепла для нагрева воздуха, проходящего через теплообменник конденсатора 5. Проходя через теплообменник, засасываемый воздух нагревается на 5-10^oС. После вентилятора струя воздуха сильно турбулизирована. Возмущенная турбулентная струя при выходе наружу имеет широкий угол рассеяния и небольшую дальность действия. Просветляемый такой струей участок будет коротким и нестабильным. Прохождение возмущенной турбулентной струи через трехгранные цилиндрические ячейки 14 ведет к подавлению турбулентных возмущений. После прохождения детурбулизатора 12 через выходное сопло 17 в среду тумана выводится почти ламинарная струя слабо подогретого воздуха с плотностью, мало отличающейся от плотности окружающего воздуха. Поэтому архимедовы силы практически не будут выбрасывать ее наверх и в этом случае удается сформировать просветленную область у поверхности водоема с сохранением устойчивости длительное время. Отсутствие турбулентных возмущений в выходном потоке обеспечивает максимальную протяженность струи.

Например, при нагреве воздуха в струе диаметром 2 м на 5^oС и скорости детурбулизированной струи 20 м/с создается зона просветления на расстоянии до 100 м диаметром 15-20 м.

Использование устройством энергии водоема для нагрева воздуха позволяет снизить расход энергии в 2,8-3,1 раза по сравнению с обычными нагревателями.

Таким образом, предложенное устройство позволяет создавать просветленные зоны над водной поверхностью с высокой эффективностью использования энергии.

Формула изобретения

Устройство для просветления тумана на надводных объектах, включающее воздухозаборник, вентилятор, холодильную машину, содержащую компрессор, испаритель и установленный за вентилятором конденсатор, привод и выходной патрубок, отличающееся тем, что оно снабжено установленным перед выходным патрубком детурбулизатором, выполненным в виде решетки с цилиндрическими ячейками и теплообменником, в который помещен испаритель холодильной машины, причем на входе и выходе теплообменника закреплены трубы, концы которых расположены на разных уровнях водоема, при этом на входной трубе установлен водяной насос.

РИСУНКИ

Рисунок 1