CN111068412A - 一种螺卷式除雾除湿装置 - Google Patents

Abstract

一种螺卷式除雾除湿装置，包括至少一个螺卷单元，多个螺卷单元并联；本装置利用对数螺线状的单臂涡旋体结构产生气流涡旋流场，气流携带雾滴作对数螺线状运动，对数螺线流线相似成簇，对数螺线流线簇上的曲率相同点形成弧形等压面，不同半径的雾滴连续经过与其向心力倾斜平衡的离线等压面和与其向心力垂直平衡的离场等压面时由有倾斜角的涡旋运动转变为无倾斜角的圆周运动而后撞上壁面实现除雾，除雾过程中压强减小温度降低使水蒸气向雾滴凝结随雾滴被去除而实现除湿，除雾除湿后的气流由出口排出，撞壁的雾滴汇聚成液膜随底部气流排出；螺卷单元体积较小、流量有限，多个螺卷单元并联既扩大了流量又保持了小体积螺卷单元的去除质量。

Description

一种螺卷式除雾除湿装置

技术领域

本发明属于空气除雾除湿领域，尤其涉及一种螺卷式除雾除湿装置。

背景技术

工业领域悬浮液滴的分离是许多化工工艺过程中的一个重要问题，在精馏、吸收、解吸、增（减）湿等气（汽）液传质、传热单元操作中，无论是采用填料塔还是板式塔，都是通过两相的密切接触和分离以促进相间组分的传递，达到液体或气体的提纯等目的。在这些过程离开填料层或塔板的气相中，必夹带一定数量、大小不等的液滴或液沫；在随后的冷却、冷凝过程中，还会形成悬浮于气相的微小粒子；当所处理的物系比较复杂时，组分间的气相化学反应亦可能生成更小的颗粒。通常，必须将被气流所夹带的液滴分离出去，也称气液分离（简称除雾）。目前除雾的方法很多，较为常用的除雾装置有惯性式、折流板式、旋流板式、旋风式、重力沉降式、电分离式、纤维丝网式除雾装置等。各种除雾装置的操作原理不尽相同，分别适用于不同的粒径范围，但对充分去除悬浮于气相的微小液滴需缩小流道间距或孔径、增加分离捕获单元、增加流速，这样同时阻力增加、反而加大了去除难度。

一般雾量大的气流湿度饱和，常见除雾技术和装置均不适合除湿。湿度，一般在气象学中指的是空气湿度，它是空气中水蒸气的含量，空气中液态或固态的水不算在湿度中，不含水蒸气的空气被称为干空气，空气湿度是表示含有的水蒸气多少的物理量。目前的除湿方法很多，较为常用的除湿装置有冷却除湿机、转轮除湿机、溶液除湿空调系统、电渗透除湿机等，一般民用除湿机是将相对湿度控制在人体感觉舒适的范围内。常见除湿技术均用特殊材料或装置，材料需要再生、装置需要耗电和增设动点控制以及受到一些负面作用的局限，对除湿效果有一定的影响。

既要除雾又要除湿的场合，一般先行除雾再除湿，同时具有除雾除湿作用的技术和装置较为少见。

综上，需要提供一种综合性能优良的新型除雾除湿的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高、体积紧凑、重量小、压降低、效率高、处理量大、使用范围广，可同时除雾除湿的装置，以解决现有技术中存在的至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种螺卷式除雾除湿装置，包括至少一个螺卷单元，每个螺卷单元由螺卷壳（1）、螺卷盖（2）、螺卷底（3）构成；

螺卷壳为一个绕螺心轴（10）水平向内旋转卷曲的单臂涡旋体，单臂涡旋体面向螺心轴的壁面为内螺壁（11），背向螺心轴的壁面为外螺壁（12），内螺壁和外螺壁的水平投影曲线包括两条同旋向相似的对数螺线，两条对数螺线同极点、共总极角、倾斜角相等，螺心轴上的点为螺心（8），对数螺线的极点即螺心，单臂涡旋体旋转卷曲总角度即总极角为φ，外螺壁的外端边线（13）平行于螺心轴，外螺壁的外端边线到螺心轴的距离为外螺壁外端极径P’₀（21），以螺心为圆心以外螺壁外端极径为半径的圆为单臂涡旋体外端圆（22），单臂涡旋体的外端圆即螺卷壳的外端圆，单臂涡旋体自外端圆水平旋转卷曲至螺眼圆（6），螺眼圆与螺卷壳外端圆是同心圆，螺眼圆半径为极径P_φ（7），螺卷盖为单臂涡旋体上水平面的盖，螺卷盖开圆孔为盖螺眼（4），盖螺眼圆为螺眼圆在螺卷盖上的投影，螺卷底为单臂涡旋体下水平面的底，螺卷底开圆孔为底螺眼（5），底螺眼圆为螺眼圆在螺卷底上的投影，盖螺眼与底螺眼之间的圆柱形空间为螺眼区（9），螺眼区的水平投影为螺眼圆，螺眼区的圆柱形外立面为螺眼区边圆面（49），盖螺眼和底螺眼为螺卷单元出口，螺卷盖和螺卷底互为水平投影，螺卷盖的外轮廓线包括外螺壁自外端边线旋转至2π的对数螺线在螺卷盖上的投影；

以单臂涡旋体的外螺壁外端边线为绕螺心轴旋转的起点，起点弧度为0，顺时针向内旋转或逆时针向内旋转均可，逆时针向内旋转为旋向左旋，左旋以时针3点为起点，顺时针向内旋转为旋向右旋，右旋以时针9点为起点；左旋起点0弧度为螺心轴右向（23），左旋1π弧度为螺心轴左向（24），左旋π/2弧度为螺心轴前向（25），左旋3π/2弧度为螺心轴后向（26）；右旋起点0弧度为螺心轴左向（27），右旋1π弧度为螺心轴右向（28），右旋π/2弧度为螺心轴前向（29），右旋3π/2弧度为螺心轴后向（30），向内旋转或旋转收缩方向为正旋方向（31）；螺卷单元的前向、后向、左向、右向同螺心轴的前向、后向、左向、右向，附图12为顺、逆时针旋向的旋转角度和方向对比示意图；

单臂涡旋体的壁面曲率随其水平投影的对数螺线向内旋转角度增加而增大，对数螺线向内旋转其倾斜率为负值，正旋方向旋转角用正值表示，负旋方向旋转角用负值表示，内螺壁对数螺线和外螺壁对数螺线的倾斜度即倾斜角相同为A（32），0＜A＜π/4，其切线斜率即倾斜率为–tan(A)，0＜tan(A)＜1，两对数螺线之间的夹角为α（33），0＜α＜2π，两对数螺线的总极角相同，对数螺线两端极径的极角为总极角φ即单臂涡旋体旋转卷曲总角度，φ≥4π–α，两对数螺线绕螺心轴同角度旋转，旋转同角度变量即极角变量为θ（34），0≤θ≤φ，螺壁上θ角处平行于螺心轴的边线为θ边线则外端边线也可称0边线而内端边线也可称φ边线，内螺壁对数螺线（35）上的点到螺心轴的距离为极径P_θ（36），内螺壁外端（内螺壁起始端）极径为P₀（37），P_θ=P₀e^–θtan(A)，e^–θtan(A)为对数螺线θ角处极径与外端极径的比值简称极径比，0＜e^–θtan(A)＜1，内螺壁内端极径等于螺眼圆极径P_φ，P_φ=P₀e^–φtan(A)，外螺壁对数螺线（38）上的点到螺心轴的距离为极径P’_θ，P’_θ=P’₀e^–θtan(A)，外螺壁外端极径P’₀，P’₀=P₀e^αtan(A)，外螺壁内端极径为P’_φ（39），P’_φ=P’₀e^–φtan(A) ，内螺壁对数螺线的极径比和外螺壁对数螺线的极径比相同，内螺壁对数螺线与外螺壁对数螺线的相似比为e^–αtan(A)，相似比e^–αtan(A) 为两对数螺线在同极角θ上的极径比即P_θ：P’_θ=e^–αtan(A)，而两对数螺线相似是指内螺壁对数螺线放大e^αtan(A)倍后与外螺壁对数螺线相等，或外螺壁对数螺线缩小e^αtan(A)倍后与内螺壁对数螺线相等，或者说同极角的两端极径和极径端点连线构成相似三角形而对应同极角的两段对数螺线相似，内螺壁对数螺线和外螺壁对数螺线的两端相似关系包括：P’₀=P₀e^αtan(A)、P’_φ=P_φe^αtan(A)；在α≤θ≤φ–α区间两对数螺线上的等长极径或等长极径点成α角旋转对称，旋转对称关系包括：P₀=P’₀e^–αtan(A)=P’_α、P’_φ=P_φe^αtan(A)=P_φ–α、P’_θ=P_θe^αtan(A)=P_θ–α；在φ-α＜θ≤φ区间内螺壁对数螺线上的点与外螺壁对数螺线内端延长线上的等长极径或等长极径点成α角旋转对称，旋转对称关系包括：P_φ=P’_φe^–αtan(A)=P’_φ+α、P_θ=P’_θe^–αtan(A)=P’_θ+α；在0≤θ＜α区间外螺壁对数螺线上的点与内螺壁对数螺线外端延长线上的等长极径或等长极径点成α角旋转对称，旋转对称关系包括：P’₀=P₀e^αtan(A)=P_0–α、P’_θ=P_θe^αtan(A)=P_θ–α；因P_θ=P₀e^–θtan(A)，P’₀=P₀e^αtan(A)，P’_θ=P’₀e^–θtan(A)，则P’_θ=P₀e^αtan(A)e^–θtan(A)=P₀e^{(α–θ)tan(A)}，同理P_θ=P’₀e^{(–θ–α)tan(A)}。

两条倾斜度相同的对数螺线上任意等极角段相似，这与对数螺线自我相似是吻合的，任取一段对数螺线按原几何关系放大或缩小，都可以在原对数螺线或原对数螺线延长线上找到相等的对数螺线，而两条非等极角的同倾斜度对数螺线都可以按极角差较差延长至等极角而相似乃至相似后放大或缩小而相等；在同一极坐标系中相似的对数螺线的相似比为两对数螺线共直线的极径比，该极径比等于按两相似对数螺线的夹角指数放大或缩小为相等而成旋转对称的比值，两相似对数螺线上任意等极径的夹角相等，其中一条对数螺线的等极径点沿自身螺线旋转至与另一条对数螺线的等极径共直线则共直线处的极径比以夹角为指数，而按整条对数螺线则是以一端极径放大或缩小夹角指数后旋转对称，旋转对称的两条曲线相等，对于一条对数螺线自身这种夹角指数放大或缩小就是自身的延长或缩短；例如螺卷壳外螺壁对数螺线0至2π区间线与2π至4π区间线是自我相似的，相似比为e^{2 πtan(A)}，再例如螺卷壳内螺壁对数螺线0至2π区间线与2π至4π区间线也是自我相似的，相似比为e^2πtan(A)，再例如螺卷壳内螺壁对数螺线0至2π区间线与外螺壁对数螺线2π至4π区间线是相似的，相似比为e^{(2π–α)tan(A)}。

单臂涡旋体内螺壁对数螺线的外端和外螺壁对数螺线的外端由外端凸弧线连接，外端凸弧线（15）一端与内螺壁对数螺线外端外切，外端凸弧线另一端与外螺壁对数螺线外端相交于单臂涡旋体外端圆，外端凸弧线的弦长L’₀（40）为外螺壁外端极径P’₀与内螺壁外端极径P₀之差即L’₀= P’₀–P₀，内螺壁外端边线（14）和外螺壁外端边线之间的外端凸弧线组成曲面为单臂涡旋体外端凸弧壁（16），外端凸弧线的弦长L’ ₀即为单臂涡旋体两壁外端厚度；单臂涡旋体内螺壁对数螺线的内端和外螺壁对数螺线的内端由内端凸弧线连接，内端凸弧线（17）一端与外螺壁对数螺线内端内切，另一端与内螺壁对数螺线内端相交于螺眼圆上，内螺壁内端极径等于螺眼圆极径，内端凸弧线的弦长L’_φ（41）为外螺壁内端极径P’_φ与内螺壁内端极径P_φ之差即L’_φ= P’_φ–P_φ，外螺壁内端边线（18）和内螺壁内端边线（19）之间的内端凸弧线组成曲面为单臂涡旋体内端凸弧壁（20），内端凸弧线的弦长L’_φ即为单臂涡旋体两壁内端厚度；单臂涡旋体两壁内端厚度与外端厚度的比值为L’_φ/L’₀，L’_φ/L’₀=(P’_φ–P_φ)/(P’₀–P₀)=(P₀e ^{(α–φ)tan(A)}–P₀e^–φtan(A))/(P₀e^αtan(A)–P₀)=e^–φtan(A)(e^αtan(A)–1)/(e^αtan(A)–1)=e^–φtan(A)；单臂涡旋体卷曲θ角处两壁厚度L’_θ（42）为其卷曲θ角处螺心轴轴向断面宽度即轴向断面上两壁边线的极径差L’_θ= P’_θ–P_θ，θ角处两壁厚度与外端两壁厚度的比值为L’_θ/L’₀=e^–θtan(A)，该比值与对数螺线的同θ角位置极径比相同即L’_θ/L’₀=P_θ/P₀=e^–θtan(A)；内螺壁、外螺壁、内端凸弧壁和外端凸弧壁共同围成单臂涡旋体。单臂涡旋体的内端凸弧壁也可采用内端凹弧壁替代，内端凹弧壁是外螺壁内端边线旋转角度由φ延长至φ+α，延长后的外螺壁内端极径为P’_φ+α，P’_φ+α=P’₀e^{–（φ+α）tan(A)}=P₀e^αtan(A)e^{–（φ+α）tan(A)}=P₀e^–φtan(A)=P_φ，内螺壁内端边线旋转角度仍是φ，内螺壁对数螺线内端与外螺壁对数螺线内端由半径是螺眼圆极径P_φ的凹向螺心轴的凹弧线连接，该凹弧线沿外螺壁内端边线和内螺壁内端边线组成曲面为单臂涡旋体内端凹弧壁。

单臂涡旋体内螺壁外端边线与其向螺心轴的投影落于外螺壁的交线之间所构成的平面或者说内螺壁外端边线与外螺壁2π边线（43）之间形成的轴向断面为螺卷单元入口（44），螺卷单元入口宽度为L₀（45）, 螺卷单元入口面的宽度边线（442）为螺卷盖直边的下边线和螺卷底直边（441）的上边线，外螺壁旋转至2π的极径为P’_2π（46），L₀=P₀–P’_2π=P₀–P₀e^{(α–2π)tan(A)}=P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)})，螺卷单元入口面宽度大于等于螺眼圆极径即L₀≥P_φ，则P₀–P’_2π≥P_φ，因P’_2π=P₀e^{(α–2π)tan(A)}，则P₀–P₀e^{(α–2π)tan(A)}≥P₀e^–φtan(A)，简化为1–e^{(α–2π)tan(A)}≥e^–φtan(A)，因本装置φ≥4π–α，将φ=4π–α代入1–e^{(α–2π)tan(A)}≥e^–φtan(A)，则1–e^{(α–2π)tan(A)}≥e^{(α–4π)tan(A)}，1≥e^{(α–4π)tan(A)}+e^{(α–2π)tan(A)}，1≥e^αtan(A)(e^–4πtan(A)+e^–2πtan(A))，1/(e^–4πtan(A)+e^–2πtan(A))≥e^αtan(A)，e^4πtan(A)/(e^2πtan(A)+1)≥e^αtan(A)，因e^αtan(A)＞1，则e^4πtan(A)/(e^2πtan(A)+1)＞1，e^4πtan(A)＞e^2πtan(A)+1，e^4πtan(A)–e^2πtan(A)＞1，(e^2πtan(A)–1/2)²＞5/4，e^2πtan(A)＞(5^1/2+1)/2，则tan(A)＞In[(5^1/2+1)/2]/(2π)，A＞arctan{In[(5^1/2+1)/2]/(2π)}，当φ＞4π–α时，e^–φtan(A)随φ增加而减小，而1–e^{(α–2π)tan(A)}≥e^–φtan(A)依然成立，则1–e^–φtan(A)≥e^{(α–2π)tan(A)}，e^2πtan(A)(1–e^–φtan(A))≥e^αtan(A)，因e^αtan(A)＞1，则e^2πtan(A)(1–e^–φtan(A))＞1，1–e^–φtan(A)＞e^–2πtan(A)，1＞e^–2πtan(A)+e^–φtan(A)，e^φtan(A)＞1/(1–e^–2πtan(A))，因e^φtan(A)是A的单调增函数而1/(1–e^–2πtan(A))是A的单调减函数，且由φ≥4π–α和2π＞α＞0可得φ＞2π，可知A的最小取值范围可以随φ增大而扩大，即φ＞4π–α时倾斜角A与总极角φ的几何关系满足1＞e^–2πtan(A)+e^–φtan(A)可用迭代法计算具体数值；

例1：φ=9π/2时，1＞e^–2πtan(A)+e^{–(9π/2)tan(A)}，由迭代法可得A＞arctan(0.0718707)，arctan(0.0718707)=0.07174734，因arctan{In[(5^1/2+1)/2]/(2π)}=0.07643798，007174734＜0.07643798即arctan(0.0718707)＜arctan{In[(5^1/2+1)/2]/(2π)}，倾斜角A的最小取值可扩大至小于0.07174734弧度，因此倾斜角A的取值范围可随φ增大而扩大至A＞0，倾斜角A=π/4时tan(A)=1，e^φ＞1/(1–e^–2π)，e^φ＞1.00187，如φ=2.1π则e^2.1π=733.14578＞1.00187时螺眼圆过小，而螺眼圆过小影响气流流量，增加流量需增大风压，所需风压超过常用风机设备的范围就不具有实际意义，因此本装置设定A＜π/4。

螺卷盖或螺卷底的外轮廓线（47）包括由螺卷壳外螺壁0至2π区间水平投影线（381）、螺卷单元入口宽度边线的水平投影线（443）、螺卷壳外端凸弧壁水平投影线连接而成；

螺卷壳、螺卷盖和螺卷底所围成的气流通道为涡流区（48），螺卷单元入口面宽度即涡流区入口宽度，涡流区是由螺卷单元入口面涡旋延伸至螺眼区即单臂涡旋体外螺壁2π至φ区间面、单臂涡旋体内螺壁0至φ区间面、单臂涡旋体内端凸弧壁、螺卷单元入口面和螺眼区边圆面（49）围成的空间，涡流区总旋转角度等于单臂涡旋体旋转卷曲总角度φ，涡流区分为加速分离区（50）和减速分离区（51）；

单臂涡旋体外螺壁2π至φ区间面、单臂涡旋体内螺壁0至φ–2π区间面和螺卷单元入口面围成的涡流区为加速分离区，加速分离区为径向双侧螺壁面，加速分离区的两壁夹角为2π–α（52），加速分离区末端断面为内螺壁旋转至φ–2π角处轴向断面，加速分离区末端宽度为内螺壁φ–2π边线（53）处轴向断面宽度L_φ–2π（54），设加速分离区末端宽度等于螺眼圆极径P_φ即L_φ–2π=P_φ，因L_φ–2π=P_φ–2π–P’_φ=P₀e ^{(–φ+2π)tan(A)}–P₀e^{（–φ+α) tan(A)}=P₀e^–φtan(A)(e^2πtan(A)–e^αtan(A))，且P_φ=P₀e^–φtan(A)，且L_φ–2π=P_φ，则e^{(–φ+2π)tan(A)}–e^{（–φ+α)tan(A)}=e^–φtan(A)，约掉前式中的e^–φtan(A)则e^2πtan(A)–e^αtan(A)=1，则e^2πtan(A)–1=e^αtan(A)，则In(e^2πtan(A)–1)=αtan(A)，因0＜e^–αtan(A)＜1，而1＜e^αtan(A)，则1＜e^2πtan(A)，当e^2πtan(A)＞2，tan(A)＞In(2)/(2π)，因π/4＞A＞arctan[In(2)/(2π)]，则2π＞In(e^2πtan(A)–1)＞0，则0＜α＜In(e^2πtan(A)–1)/tan(A)，简化得0＜α＜2π，则e^2πtan(A)–e^αtan(A)＞1得出L_φ–2π=P₀e^–φtan(A)(e^2πtan(A)–e^αtan(A))＞P_φ，即A＞arctan[In(2)/(2π)]时，加速分离区末端宽度大于螺眼圆极径；当1＜e^2πtan(A)＜2，tan(A)＜In(2)/(2π)，则A＜arctan[In(2)/(2π)]，则In(e^2πtan(A)–1)＜0，则α＞In(e^2πtan(A)–1)/tan(A)即α大于负数即可，可有0＜α＜2π，则e^2πtan(A)–e^αtan(A)＜1，因e^2πtan(A)–e^αtan(A)＜1得出L_φ–2π=P₀e^–φtan(A)(e^{2 πtan(A)}–e^αtan(A))＜P_φ，即A＜arctan[In(2)/(2π)]时，加速分离区末端宽度小于螺眼圆极径；A=arctan[In(2)/(2π)]时，加速分离区末端宽度等于螺眼圆极径；

加速分离区末端轴向断面、单臂涡旋体内螺壁φ–2π至φ区间面、单臂涡旋体内端凸弧壁和螺眼区边圆面围成的涡流区为减速分离区，减速分离区为径向单侧螺壁面，减速分离区过流断面增大而压强增大流速减小，但减速分离区流线较短且倾斜角不均衡，有分离效果但不均衡，单臂涡旋体内端设置成凸弧壁主要目的是若此处制成尖瑞的内端凹弧壁则加工精度要求高并且使用期间因清洗等操作易被折断而增加维护成本，制成凸弧壁而形成了较小的减速分离区结构，工作效果以加速分离区为主，减速分离区的具体效果不做参考，若能够制成尖瑞且坚固的内端凹弧壁则此区间是加速分离区结构的延伸即加速分离区延长了α角而减速分离区变成由内螺壁φ–2π+α至φ区间面和螺眼区边圆面围成的涡流区，此种减速分离区压强和流速直接受螺眼区影响，分离效果仍不均衡；若加速分离区末端宽度L_φ–2π大于螺眼圆半径P_φ，则螺眼区压强低于加速分离区末端压强，减速分离区的压强沿流向先增后减而流速是先减后增，若加速分离区末端宽度L_φ–2π小于螺眼圆半径P_φ时，则螺眼区压强高于加速分离区末端压强，减速分离区的压强沿流向不均匀增大而流速也是不均匀减小，螺眼区也有分离效果但靠近螺眼的流线发生偏斜导致整体流线簇倾斜度不均衡故不计入本装置的作用范围；

以加速分离区中单臂涡旋体内螺壁旋转θ角处被加速分离区两壁截取的绕轴弧面为径向过流断面，径向过流断面是以螺心轴为轴心的同轴弧面，径向过流断面水平两端的轴向夹角为加速分离区的两壁夹角2π–α，流线的径向过流断面即元面与流线簇的径向过流断面即总面重合，流线与径向过流断面斜交，斜交角为倾斜角A，流线簇的径向过流断面与加速分离区的径向过流断面重合，加速分离区的径向过流断面的水平边弧长为L^弧 _θ，L^弧 _θ=（2π–α）P_θ=（2π–α）P₀e^–θtan(A)，以单臂涡旋体内螺壁旋转θ角处的加速分离区轴向断面为加速分离区切向过流断面，单流线的切向过流断面即元面是垂直于流线的，而多个流线的元面平行、不在一个平面上，元面连成流线簇的总面即加速分离区的切向过流断面是被加速分离区两壁截取的沿轴向断面起伏的波形曲面，因相邻两流线无限接近时其间波形曲面密集成点则该波形曲面可近似为平面，所以切向过流断面取波形曲面的轴向投影平面即轴向断面，切向过流断面的水平边长L_θ（55），L_θ=P_θ–P’_θ+2π=P_θ–P_θ+2πe^αtan(A)=P_θ–P_{θ–（2π–α）}=P₀e^–θtan(A)–P₀e^{(–θ–2π+α)tan(A)}，得L_θ=P₀e^–θtan(A)(1–e^{(α–2π)tan(A)})，加速分离区过流断面沿单臂涡旋体内螺壁曲率增大方向减小，因涡流区等高，过流断面面积的变化表现为其宽度的变化，加速分离区切向过流断面宽度为其水平边长L_θ，加速分离区径向过流断面宽度表现为其水平边弧长为L^弧 _θ，L^弧 _θ=(2π–α)P_θ，加速分离区切向过流断面与涡流区入口的宽度比L_θ/ L₀，L_θ/ L₀=[P₀e^–θtan(A)(1–e^{(α–2π)tan(A)})]/ P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)})=e^–θtan(A)，加速分离区径向过流断面水平边弧长与单臂涡旋体内螺壁外端边线的径向过流断面水平边弧长比L^弧 _θ/ L^弧 ₀，L^弧 _θ/ L^弧 ₀=(2π–α)P₀e^–θtan(A)/(2π–α)P₀=e^–θtan(A)，切向过流断面的水平边长和径向过流断面的水平边弧长的同旋转角度变化率相同；

气流通过涡流区形成气旋涡流场，螺卷单元入口压强为p_进与螺眼区压强为p_出，螺卷单元入口与螺眼区间的气压差即p_进–p_出驱动气流倾斜进入螺卷单元，气流以径向过流断面的倾斜角A沿涡流区水平等高涡旋前进，流场中各质点流线以倾斜率–tan(A)绕螺心轴旋转，加速分离区内各流线为加速流线（56），加速流线呈水平对数螺线状其倾斜率为–tan(A)并与单臂涡旋体内螺壁对数螺线所成旋转夹角β（57）较差后旋转对称，加速流线起始端即在涡流区入口极径P^β ₀（58），0＜β＜2π–α，P^β ₀=P₀e^–βtan(A)=P_β=P’_βe^–αtan(A)，P^β ₀对应单臂涡旋体内螺壁对数螺线的极径为P_β（59），若β=0，则P_β=P₀，若β=2π–α，则P’_βe^–αtan(A)=P’₀e^{–(α+2π–α)tan(A)}=P’₀e^–2πtan(A)=P’_2π，因0＜β＜2π–α，则P’_2π＜P^β ₀＜P₀即加速流线起始端极径值P^β ₀在单臂涡旋体内螺壁对数螺线外端极径和外螺壁对数螺线旋转至2π的极径之间，加速流线旋转角随单臂涡旋体内螺壁旋转角变量θ变化为θ+β（60），加速流线极径随单臂涡旋体内螺壁旋转角变量θ变化为P^β _θ（61），P^β _θ=P^β ₀e^–θtan(A)=P₀e^{–(θ+β)tan(A)}=P_θe^–βtan(A)=P_θ+β，P^β _θ对应单臂涡旋体内螺壁对数螺线的极径为P_θ+β（62），加速流线末端极径P^β _φ–2π，P^β _φ–2π=P^β ₀e^{–(φ–2π)tan(A)}=P_φ–2π+β=P’_φ–2π+βe^–αtan(A)，若β=0，则P_φ–2π+β=P_φ–2π，若β=2π–α，则P^β _φ–2π=P’_φ–2π+βe^–αtan(A)=P’₀e^{–（φ–2π+2π–α+α）tan(A)}=P’_φ，因0＜β＜2π–α，则P’_φ＜P^β _φ–2π＜P_φ–2π即加速流线末端极径值P^β _φ-2π在单臂涡旋体内螺壁对数螺线旋转至φ–2π的极径和外螺壁对数螺线内端极径之间，所以P’_φ＜P_θ+β＜P₀即加速流线极径值P^β _θ在单臂涡旋体内螺壁对数螺线外端极径和外螺壁对数螺线内端极径之间，加速流线与单臂涡旋体内螺壁对数螺线以夹角较差旋转对称关系包括：P^β ₀=P₀e^–βtan(A)=P_β、P^β _θ=P_θe^–βtan(A)=P^β ₀e^–θtan(A)=P₀e^{–(θ+β)tan(A)}=P_θ+β、P^β _φ–2π=P_φ–2πe^–βtan(A)=P^β ₀e^{–(φ–2π)tan(A)}=P₀e^{–(φ–2π+β)tan(A)}=P_φ–2π+β，各加速流线倾斜率相同，各加速流线与单臂涡旋体内螺壁对数螺线0至φ–2π区间段相似，相似比为P^β _θ：P_θ=e^–βtan(A)，同样各加速流线与单臂涡旋体外螺壁对数螺线2π至φ区间段相似，相似比为P^β _θ：P’_θ+2π=e ^{(2π–α–β)tan(A)}，而单臂涡旋体内螺壁对数螺线0至φ–2π区间段与外螺壁对数螺线2π至φ区间段也相似，相似比为P_θ：P’_θ+2π=e^{(2π–α)tan(A)}，加速流线簇水平剖面成涡面，气压梯度沿加速流线簇分布，流场成涡流场，气流质点线速度时时与加速流线相切，线速度倾斜率与加速流线倾斜率相同，加速流线簇的过流断面分为径向过流断面和切向过流断面，气流质点包括空气分子和气流所携带的不同半径r的雾滴，加速流线上各点的曲率中心即曲率圆圆心在其渐屈线上，加速流线的渐屈线也呈对数螺线状，气流质点所受向心力指向其加速流线的曲率中心（63），向心力与径向夹角等于倾斜角A，该曲率中心是气流质点的向心力中心，该曲率是气流质点的向心力曲率，加速流线上点的曲率值取单臂涡旋体内螺壁对数螺线上与加速流线旋转对称点（64）的曲率值，单臂涡旋体内螺壁对数螺线上点的曲率值为该点曲率半径R_θ（65）的倒数1/R_θ，曲率半径与极径P_θ夹角(66)等于单臂涡旋体内螺壁对数螺线倾斜角A，曲率半径R_θ=cos(A)P₀e^θtan(A)，曲率1/R_θ=1/[cos(A)P₀e^θtan(A)]对应加速流线上气流质点的向心力曲率1/R_向=1/[cos(A) P^β _θ]=1/[cos(A)P₀e^{–(θ+β)tan(A)}]，气流质点运动所受向心力沿加速流线曲率增大而增大，气流质点的向心力中心同时沿加速流线的渐屈线运动，气流质点线速度与曲率圆相切与向心力方向成直角，加速流线簇水平剖面上相同曲率的点绕螺心轴旋转对称，相同曲率的点的连线为等压线（67），等压线上压强相等，等压线为以螺心轴为圆心的同心弧，等压线的极径即半径R^β _θ=P^β _θ=P₀e^{–(θ+β)tan(A)}=P_θ+β，因P’_φ＜P_θ+β＜P₀，则P’_φ＜R^β _θ＜P₀即等压线的半径范围在单臂涡旋体内螺壁对数螺线外端极径和外螺壁对数螺线内端极径之间，等压线上各点切向力与等压线倾斜角为A与线速度同向，等压线上各点径向指向螺心轴，等压线上各点向心力方向凹向且与切向力垂直且与径向成倾斜角A，加速流线簇中半径相同的等压线连成的弧面为等压面，等压面上压强相等，加速流线簇的等压面即加速流线簇的径向过流断面，加速流线簇的等压面与加速分离区径向过流断面相重合，加速流线簇的切向过流断面与加速分离区切向过流断面相重合，等压面上各气流质点的线速度v_θ（68）大小相同方向绕螺心轴旋转对称，等压面上线速度方向与等压面的倾斜角为A，等压面上各点向心力方向凹向且与等压面的径向面成倾斜角A与等压面的切向面成倾斜角π/2+A，与等压面的切向面或切线成夹角可简称与等压面成夹角；

加速流线簇的切向过流断面上线速度大小不同但方向平行，线速度方向均与切向过流断面成倾斜角为π/2–A，加速流线簇的切向过流断面上靠近单臂涡旋体内螺壁加速流线上的线速度大小小于靠近外螺壁加速流线上的线速度，但靠近内螺壁加速流线上的压强大于靠近外螺壁加速流线上的压强，因此加速流线簇的切向过流断面上靠近内螺壁加速流线上的加速度大于靠近外螺壁加速流线上的加速度，以切向过流断面上的线速度和加速度计算流量比较繁琐，而等压面的水平边弧长与切向过流断面的水平边长的同旋转角度变化率相同且等压面上线速度大小相同，因此使用等压面计算流量比较简单，因涡流区等高，等压面面积的变化表现为其水平边弧长的变化，涡流区等压面的水平边弧长即等压线的弧长L^等 _θ，θ＜2π时，L^等 _θ=θP_θ，2π≤θ≤φ–2π时，L^等 _θ=（2π–α）P_θ=（2π–α）P₀e^–θtan(A)，φ–2π＜θ时，L^等 _θ=（φ–θ）P_θ，涡流区入口有外端凸弧壁与内螺壁相切，自涡流区入口沿涡流区均存在完整渐缩的切向过流断面，而本装置设置加速分离区旋转角度大于等于2π，涡流区总旋转角度大于等于4π–α，因此θ＜2π时，等压线的弧长视同完整切向过流断面的宽度折算即等压线的弧长依然按加速分离区径向过流断面全弧长计算即L^等 _θ=（2π–α）P_θ，φ–2π＜θ时，已经进入减速分离区，已不影响前段的加速分离区效果，所以加速分离区的等压线弧长和等压面面积均按加速分离区的径向过流断面全弧长计算即L^等 _θ=（2π–α）P_θ，等压面的面积为L^等 _θ乘以涡流区高度，加速分离区中的等压面面积沿流向减小而曲率增大，同一流线前后点的即时线速度差使用其切向过流断面的前后变化率进行计算。

加速分离区中的等压面沿对数螺线的点梯度分布，气压梯度随等压面分布，沿流向等压面面积随加速分离区径向过流断面减小而减小，气流沿流向的即时压强p_θ随等压面面积减小而减小即随等压面的水平边弧长减小而减小，根据伯努利方程:p+(1/2)ρv²+ρgh=C（C为总压），等高流动则p+(1/2)ρv²=C，则压强差C–p=(1/2)ρv²，空气压差力做功使空气分子动能增加(1/2)ρ_空气v_θ ²=p_进–p_θ，v_θ为空气分子的即时线速度也是气流即时流速，即时空气压差p_θ–p_出沿加速流线方向减小而p_进–p_θ沿加速流线方向增大，p_进–p_θ转化为空气分子动能(1/2)ρ_空气v_θ ²，气流质点包括空气分子及其携带的物质，空气分子的运动迹线与加速流线重合呈对数螺线状，对数螺线状可以视为向心力中心沿对数螺线渐曲线连续变径的圆周运动，空气分子的线速度v_θ是空气分子沿加速流线作对数螺线状运动的切向速度，方向与加速流线成倾斜角A，空气分子的线速度v_θ沿加速流线方向随等压面面积减小而增加，空气分子所携带的物质包括雾滴，雾滴所受空气阻力（也可称空气动力）F_阻=(p_进–p_θ)CS=(1/2)ρ_空气v_θ ²CS，C为空气阻力系数，雾滴为球体，球体的空气阻力系数C=0.5，S为迎风面积，球体的迎风面积S=πr_雾 ²，r_雾为雾滴半径，ρ_空气为空气密度，雾滴作圆周运动的向心力指向加速流线的曲率中心，雾滴的切向速度即线速度与加速流线的曲率圆相切，F_雾向=m_雾v_雾 ²/R_雾，R_雾为雾滴作圆周运动的向心力曲率半径，v_雾为雾滴作圆周运动的线速度，m_雾为雾滴质量，m_雾=ρ_雾V_雾，ρ_雾为水的密度，V_雾为雾滴体积，雾滴为球体V_雾=（4/3）πr_雾 ³，F_雾向=m_雾v_雾 ²/R_雾=ρ_雾V_雾v_雾 ²/R_雾=（4/3）πr_雾 ³ρ_雾v_雾 ²/R_雾=（4/3）r_雾Sρ_雾v_雾 ²/R_雾，雾滴在加速分离区作与空气分子迹线相同的对数螺线状运动tan(A)＜1，任意一条加速流线上任意两点,设曲率大的点U压强p₂, 曲率小的点W压强p₁，p₁＞p₂，两点夹角为ε，U点速度v₂，W点速度v₁，v₂＞v₁，U点曲率半径R₂，W点曲率半径R₁，R₁＞R₂，R₂=R₁e^–εtan(A)，U点过流断面面积S₂宽度L₂，W点过流断面面积S₁宽度L₁，L₂=L₁e^–εtan(A)，文丘里效应表现为受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速v与过流断面面积S成反比即Q=S×v，加速分离区流线稳定属于等容流动，根据文丘里效应公式Q=S×v，U点和W点流量相同均为Q，Q=S₁×v₁=S₂×v₂，等高流动过流面积比等于宽度比，v₁=S₂×v₂/S₁=L₂×v₂/L₁=v₂e^–εtan(A)，根据伯努利方程p+(1/2)ρv²=C, p₁+(1/2)ρv₁ ²=p₂+(1/2)ρv₂ ²，p₁–p₂=(1/2)ρv₂ ²–(1/2)ρv₁ ²，两点压差阻力F_差阻=(p₁–p₂)CS=(1/2)ρ_空气CS(v₂ ²–v₁ ²)=(1/2)ρ_空气CS(1–e^–2εtan(A)) v₂ ²，两点圆周运动向心力差F_差雾向=m_雾v₂ ²/R₂– m_雾v₁ ²/R₁=（4/3）r_雾Sρ_雾(v₂ ²/R₂–v₁ ²/R₁)=（4/3）r_雾Sρ_雾[1/R₂–e^–2εtan(A)/(e^εtan(A)R₂)]v₂ ²=（4/3）r_雾Sρ_雾[(1–e^–3εtan(A))/R₂]v₂ ²，再设F_差阻=F_差雾向，(1/2)ρ_空气CS(1–e^–2εtan(A))v₂ ²=（4/3）r_雾Sρ_雾[(1–e^–3εtan(A))/R₂]v₂ ²，(1/2)ρ_空气C(1–e^–2εtan(A))=(4/3)r_雾ρ_雾(1–e^–3εtan(A))/R₂，R₂=[(8/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气C] ×[(1–e^–3εtan(A))/(1–e^–2εtan(A))]，球体的空气阻力系数C=1/2，简化后：R₂=[(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气]×｛1+1/[(1+e^εtan(A))e^εtan(A)]｝，因为e^εtan(A)＞1，所以0＜1/[(1+e^εtan(A))e^εtan(A)]＜1/2，在0＜A＜π/4区间，1/[(1+e^εtan(A))e^εtan(A)]是单调减函数，ε越大函数值越接近0，则1＜1+1/[(1+e^εtan(A))e^εtan(A)]＜3/2，ε越大函数1+1/[(1+e^εtan(A))e^εtan(A)]值越接近1，而R₂越接近(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气，则(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气＜R₂＜8r_雾ρ_雾/ρ_空气，说明在雾滴受向心力平衡且一定温度下ρ_雾和ρ_空气是定值的情况下，雾滴半径r_雾一定时其涡旋运动即对数螺线状运动的曲率半径R_雾有一定范围，曲率半径R_雾的范围即(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气＜R₂＜8r_雾ρ_雾/ρ_空气，涡旋运动曲率半径R_雾主要随雾滴半径r_雾变化，而且平衡时涡旋运动曲率半径R_雾与气流流速无关，R_雾随涡流区形状变化范围在1×(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气至1.5×(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气之间，半径r_雾一定的雾滴与空气阻力平衡而作涡旋运动曲率半径R_雾存在有限的变化范围可称为向心力平衡范围，而且随旋转角度增大越接近于圆周运动，R_雾取最小值即R_雾=(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气视同雾滴最终做圆周运动，例2：设ρ_雾=1000kg/m³，ρ_空气=1.293kg/m³，r_雾=1.25μm，则R_雾=(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气=(16/3)×1.25×10^–6×1000/1.293=0.005156m=5.156mm，1.5R_雾=7.734mm，说明使半径1.25μm的雾滴作涡旋运动的空间半径5.156至7.734mm之间，此空间范围有限，则半径1.25μm的雾滴作圆周运动需要的涡流区空间也有限，可选涡流区中加速分离区的至少一个等压面的等压线半径小于5.156mm来限制其运动，而气流来流方向涡流区以外的空间相对涡流区很大，足够气流携带雾滴进入涡流区空间，气流来向涡流区以外空间边际条件在此不做说明；雾滴作与空气阻力平衡的涡旋运动曲率半径R_雾存在的最小定值即(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气则可称其为圆周运动向心力平衡半径R_平衡，纯净空气流动时，因R_空气=(16/3)r_空气ρ_空气/ρ_空气，则R_空气=(16/3)r_空气，空气分子圆周运动曲率半径R_空气是其分子直径2r_空气的8/3至4倍，空气分子圆周运动直径2R_空气是其分子直径2r_空气的16/3倍合约5.33至8倍，一般视气体分子平均距离是其直径的10倍，空气分子圆周运动直径2R_空气约是其分子直径的5.33至8倍小于平均分子距离的10倍；

设前述加速流线上曲率大的点U处的旋转角为θ与曲率小的气流来向点W的夹角仍为ε，ε＜θ，U点速度v₂=v_θ，U点曲率半径R₂=R_θ，雾滴被气流携带到点U处所受空气阻力与向心力平衡即F_阻=F_雾向，且v_θ=v_雾，且R_θ=R_雾，F_阻=F_雾向即(1/2)ρ_空气v_θ ²CS=m_雾v_雾 ²/R_雾，(1/2)ρ_空气v_θ ²(1/2)πr_雾 ²=ρ_雾（4/3）πr_雾 ³v_雾 ²/R_雾，约掉公式两侧同项和等项，得R_雾=（16/3）r_雾ρ_雾/ρ_空气，点U处半径R^β _θ=P^β _θ=P₀e^{–(θ+β)tan(A)}的等压线上气流质点的向心力曲率半径R_向=R_雾=cos(A) P^β _θ，等压线半径R^β _θ=R_雾/cos(A)，半径为r_雾的雾滴在等压线半径R^β _θ=R_雾/cos(A)处受向心力平衡F_阻=F_雾向且v_θ=v_雾，则R_雾=（16/3）r_雾ρ_雾/ρ_空气，R^β _θ等压线所在等压面的来向点W所在等压面的加速流线簇的曲率半径R_θ–ε均大于R_雾，因过流断面减小流速增加v_θ–ε＜v_雾，则雾滴经过来向点W所在等压面的的质点向心力F_θ-ε向=m_雾v_θ–ε ²/R_θ–ε＜m_雾v_雾 ²/R_雾即F_θ–ε向＜F_雾向，来向点W所在等压面所需向心力小于平衡处向心力，来向点W所在等压面所需空气阻力F_阻θ–ε= (1/2)ρ_空气v_θ–ε ²CS，来向点W与θ夹角为ε，来向点W与涡流区入口夹角为θ–ε，来向点W所在过流断面与涡流区入口过流断面宽度比=e^{–（θ–ε）tan(A)}，点U处所在过流断面与来向点W所在过流断面宽度比=e^–θtan(A)/e^{–（θ–ε）tan(A)}=e^–εtan(A)，根据文丘里效应公式v_θ–ε=v₁=v_雾e^–εtan(A) ，加速流线曲率半径比=R_θ–ε/R_雾=e^εtan(A)，F_阻θ–ε=(1/2)ρ_空气v_θ–ε ²CS=(1/2)ρ_空气(v_雾e^–εtan(A))²CS=(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS(e^–εtan(A))²，F_θ–ε向=m_雾v_θ–ε ²/R_θ–ε=m_雾(v_雾e^–εtan(A))²/(R_雾e^εtan(A))=(m_雾v_雾 ²/R_雾)(e^–εtan(A))³，F_阻θ–ε/F_θ–ε向=(e^–εtan(A))²/(e^–εtan(A))³=e^εtan(A)，因e^εtan(A)＞1，则F_阻θ–ε＞F_θ–ε向，因向心力平衡处流速v_雾大于来向流速v_θ–ε而且成e^εtan(A)增大符合涡流区变化规律，向心力平衡处F_阻=(1/2)ρ_空气v_θ ²CS，F_阻/F_阻θ–ε=(1/2)ρ_空气v_θ ²CS/[(1/2)ρ_空气v_θ–ε ²CS]=(1/2)ρ_空气v_θ ²CS/[(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS(e^–εtan(A))²]=(e^εtan(A))²，因e^εtan(A)＞1，则F_阻＞F_阻θ-ε，因F_雾向=m_雾v_雾 ²/R_雾，则F_雾向/F_θ–ε向=m_雾v_雾 ²/R_雾/(m_雾v_θ–ε ²/R_θ–ε)=(e^εtan(A))³=e^3εtan(A)，F_阻：F_雾向：F_阻θ–ε：F_θ–ε向= e^3εtan(A)：e^3εtan(A)：e^εtan(A)：1，所以F_阻=F_雾向＞F_阻θ–ε＞F_θ–ε向，说明气流有足够的动力携带雾滴沿加速流线到达向心力平衡处；

设气流去向点W’处与点U处θ夹角仍为ε，去向点W’与涡流区入口夹角为θ+ε，去向过流断面与涡流区入口过流断面宽度比=e^{–（θ+ε）tan(A)}，向心力平衡点U处与去向点W’处过流断面宽度比= e^–θtan(A)/e^{–（θ+ε）tan(A)}=e^εtan(A)，R^β _θ等压线所在等压面的去向点W’所在等压面的加速流线簇的曲率半径R_θ+ε均小于R_雾，v_θ+ε＞v_雾，去向点W’处所在等压面所需向心力F_θ+ε向=m_雾v_θ+ε ²/R_θ+ε，则m_雾v_θ+ε ²/R_θ+ε＞m_雾v_雾 ²/R_雾即F_θ+ε向＞F_雾向，去向雾滴所需向心力大于平衡处向心力，而去向点W’ 处所产生空气阻力F_阻θ+ε=(1/2)ρ_空气v_θ+ε ²CS，根据文丘里效应公式v_θ+ε=v_雾e^εtan(A)，e^εtan(A)＞1所以去向点W’处气流流速大于向心力平衡处流速即v_θ+ε＞v_雾，加速流线曲率半径比=R_θ+ε/R_雾=e^–εtan(A) ，则F_阻θ+ε=(1/2)ρ_空气v_θ+ε ²CS=(1/2)ρ_空气(v_雾e^εtan(A))²CS=(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS(e^εtan(A))²，F_θ+ε向=m_雾v_θ+ε ²/R_θ+ε=m_雾(v_雾e^εtan(A))²/(R_雾e^–εtan(A))=(m_雾v_雾 ²/R_雾)(e^εtan(A))³，则F_阻θ+ε/F_θ+ε向=(e^εtan(A))²/(e^εtan(A))³=e^–εtan(A) ，因e^–εtan(A)＜1，则F_阻θ+ε＜F_θ+ε向，F_θ+ε向/F_雾向=( m_雾v_雾 ²/R_雾)(e^εtan(A))³/(m_雾v_雾 ²/R_雾)=(e^εtan(A))³= e^3εtan(A)，而F_阻θ+ε/F_阻=(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS(e^εtan(A))²/(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS=e^2εtan(A)，则F_阻＜F_阻θ+ε，F_阻θ+ε/F_雾向=(1/2)ρ_空气v_雾 ²CS(e^εtan(A))²/(m_雾v_雾 ²/R_雾) =e^2εtan(A)则F_雾向＜F_阻θ+ε，所以F_θ+ε向：F_阻θ+ε：F_雾向=e^3εtan(A) ：e^2εtan(A)：1，或F_θ+ε向：F_阻θ+ε：F_雾向= 1：e^–εtan(A)：e^–3εtan(A)，F_θ+ε向＞F_阻θ+ε＞F_雾向说明经过向心力平衡点后向心力和空气阻力均需增大，而空气阻力只能增加e^2εtan(A)–1倍，但向心力需增加e^3εtan(A)–1倍，因雾滴的向心力已经平衡，空气阻力的增量低于向心力的需要量，所以去向气流没有足够的动力携带雾滴按加速流线的旋转方向通过向心力平衡处；

半径一定的雾滴作与空气阻力平衡的圆周运动曲率半径R_雾存在最小定值即(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气可称其为向心力平衡曲率半径R_平衡，向心力平衡曲率半径的倒数1/R_平衡为向心力平衡曲率，雾滴的向心力平衡曲率为1/R_平衡=(3/16）ρ_空气/(r_雾ρ_雾)，气流质点的向心力曲率1/R_向=1/[cos(A) P^β _θ]=1/[cos(A) P₀e^{–(θ+β)tan(A)}]，加速分离区单臂涡旋体内螺壁水平投影的对数螺线上至少有一个点的曲率值大于被去除雾滴的向心力平衡曲率即1/R_θ＞1/R_平衡，0＜θ＜φ–2π，则1/R_θ=1/[cos(A)P_θ]=1/[cos(A)P₀e^–θtan(A)]，1/[cos(A)P₀e^–θtan(A)]＞1/R_平衡，P₀e^–θtan(A)＜R_平衡/cos(A)，P₀e^–θtan(A)＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/[ρ_空气cos(A)]，当θ取φ–2π，P₀e^{– (φ–2π) tan(A)}＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/[ρ_空气cos(A)]，P_φ–2π＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/[ρ_空气cos(A)]，P_φ–2πcos(A)＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/ρ_空气，R_φ–2π＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/ρ_空气，即当θ取φ–2π，加速分离区末端内螺壁对数螺线点的曲率半径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，那么因加速分离区内螺壁对数螺线末端之前的曲率半径全部大于末端的曲率半径，所以末端之前曲率半径包括大于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，末端之前曲率半径还包括小于或部分小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径；末端之前曲率半径小于或部分小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径则末端的曲率半径更小，也就是至少加速分离区末端内螺壁对数螺线点的曲率半径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，对于曲率则是至少加速分离区末端内螺壁对数螺线点的曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率；当θ取0，P₀＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/[ρ_空气cos(A)]，P₀cos(A)＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/ρ_空气，R₀＜(16/3)(r_雾ρ_雾)/ρ_空气，即当θ取0，加速分离区起始端内螺壁对数螺线点的曲率半径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，那么因加速分离区内螺壁对数螺线起始端之后的曲率半径全部都小于起始端的曲率半径，所以加速分离区内螺壁对数螺线起始端之后的曲率半径全部都小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，也就是加速分离区内螺壁对数螺线的全部曲率半径都小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，对于曲率则是全部加速分离区末端内螺壁对数螺线点的曲率都大于被去除雾滴的向心力平衡曲率；θ取0至φ–2π之间的任意一值，因对数螺线极径渐缩则加速分离区内螺壁对数螺线上旋转角大于θ部分的曲率半径都大于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，旋转角小于θ部分的曲率半径都小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径，对于曲率则是加速分离区内螺壁对数螺线上旋转角大于θ部分的曲率都小于被去除雾滴的向心力平衡曲率，旋转角小于θ部分的曲率都大于被去除雾滴的向心力平衡曲率，这样大于被去除雾滴的向心力平衡曲率的加速分离区内螺壁对数螺线曲率就缩小了范围，相应的加速分离区内螺壁就有一定长度，这个长度小于对数螺线的长度，总述以上三种情况是加速分离区单臂涡旋体内螺壁水平投影的对数螺线上至少有一个点的曲率值大于被去除雾滴的向心力平衡曲率，也就是加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的极径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径的1/cos(A)；

气流携带的雾滴半径不同，一般有一定的范围，则雾滴的向心力平衡曲率或曲率半径也相应于雾滴的半径范围而有一定范围，可使在加速分离区单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率范围内的最大曲率对应大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，其方法是加速分离区末端单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，也可以使加速分离区单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率范围内的部分曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，其方法是加速分离区中部单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，也可以使加速分离区单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率范围内的全部曲率都大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围的最大曲率，其方法是加速分离区起始端单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，总述以上三种情况就是加速分离区单臂涡旋体内螺壁水平投影的对数螺线上至少有一个点的曲率值大于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最大曲率，对于曲率半径则是加速分离区单臂涡旋体内螺壁水平投影的对数螺线上至少有一个点的曲率半径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率范围内的最小曲率半径；

加速分离区内加速流线簇上与单臂涡旋体内螺壁对数螺线曲率1/R_θ对应的等压面P^β _θ，等压面P^β _θ与单臂涡旋体内螺壁对数螺线斜交时β=0，此处简述为等压面P_θ，P_θ=R_θ/cos(A)，等压面P_θ上各流线的对应点为P^β _θ=P_θe^–βtan(A)，等压面P_θ上的加速流线的曲率1/R^β _θ，1/R^β _θ=1/[cos(A)P^β _θ]，等压面P_θ上的加速流线的曲率均等于内螺壁对数螺线曲率即1/R^β _θ=1/R_θ，等压面P_θ去向上加速流线簇的曲率均大于1/R_θ，等压面P_θ去向加速流线上气流质点的向心力曲率1/R_去向均大于等压面P_θ上的加速流线的曲率1/R_θ即1/R_去向＞1/R_θ，半径为r_雾的雾滴以倾斜角A经过等压面P_θ向心力平衡，则半径为r_雾的雾滴的向心力平衡曲率1/R_平衡与等压面P_θ上的加速流线的曲率1/R_θ相等即1/R_θ=1/R_平衡，则等压面P_θ的半径P_θ=R_平衡/cos(A)，平衡点处等压面P_θ的半径与雾滴的向心力平衡曲率半径夹角为倾斜角A，等压面P_θ的切向与雾滴的向心力方向成倾斜角π/2+A，雾滴沿流线运动方向受力平衡后不再随气流流线作原倾斜角的对数螺线运动，而径向压差力依然有势，径向压差力表现为雾滴沿等压面P_θ倾斜角A方向运动，雾滴随后经过的等压面曲率增大，雾滴与其随后经过等压面的倾斜角逐渐减小，雾滴沿等压面P_θ倾斜角方向分力减小速度增加，雾滴沿等压面P_θ倾斜角方向的法向分力即向心力的大小不变而向心力与其随后经过等压面半径的倾斜角减小，雾滴沿加速流线上向心力平衡点曲率圆的切线方向即等压面P_θ的倾斜角方向脱离加速流线，然后切向进入等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}，P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}=cos(A)P_θ，因P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}=P₀e^{–{θ–In[cos(A)]/tan(A)}tan(A)}=P₀e^{{–θtan(A)+In[cos(A)]}}=P₀e^–θtan(A)e ^In[cos(A)]=cos(A)P_θ，P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}=R_平衡，等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}的曲率1/cos(A)P_θ=1/R_平衡，等压面P_θ的曲率1/P_θ=cos(A)/R_平衡，等压面P_θ的曲率是等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}的曲率的cos(A)倍，等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}上倾斜角已为零，径向压差力与雾滴向心力平衡，过程中等压面P_θ上的压强大于等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}上的压强，雾滴在等压面P_θ上的速率小于在等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}上的速率，雾滴沿加速流线保持原倾斜角的转向动力不足，两等压面之间使雾滴转向的径向压差力随倾斜角的逐渐消失而释放，雾滴在两等压面之间的运动可视为直线运动，雾滴运动至等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}上时速率有所增加，雾滴运动由与等压面的倾斜平衡转变为垂直平衡，而后等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}两侧压强差正好可以维持雾滴在等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}上作半径为R_平衡的平衡圆周运动，等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}与雾滴的向心力方向垂直，平衡圆周运动的线速度无倾斜角或说倾斜角为零，等压面P_θ可称为雾滴的离线等压面或倾斜平衡等压面，等压面P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}可称为雾滴的离场等压面或垂直平衡等压面，雾滴若质量不变可沿离场等压面持续运动，因等压面是被内螺壁切断的弧形面，雾滴最后沿离场等压面撞到内螺壁上，雾滴若质量略有变化则在离场等压面与内螺壁交线附近着壁；半径为r_雾的雾滴在离线等压面上脱离气流流线滑向离场等压面，经离场等压面作圆周运动脱离流场着壁，半径小于r_雾的雾滴可以通过等压面P_θ而到达与其向心力平衡曲率对应的离线等压面时与气流流线分离，而后沿与其向心力平衡曲率对应的离场等压面运动着壁，至此雾滴达到离场着壁则需加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的极径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径即P_θ＜R_平衡，折算成曲率为加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(A)即1/R_θ＞1/[R_平衡cos(A)]；而雾滴达到离线则仅需加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的极径小于被去除雾滴的向心力平衡曲率半径的1/cos(A)，折算成曲率为加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于被去除雾滴的向心力平衡曲率；

气流通过本装置受螺卷壳形状约束形成同轴涡旋流场，涡旋流场中过流断面减小而压强减小，过流断面减小而流速增加，压强减小而温度降低，气流携带不同半径的雾滴以一定倾斜角作流线成对数螺线的涡旋运动（或以周期性相同倾斜角作流线成对数螺线弧的涡旋运动），涡旋流场中的气流流线相似、倾斜角相同，流线簇上的曲率相同点形成弧形等压面，沿流线簇收缩方向形成曲率渐大的同轴弧形等压面，同轴弧形等压面沿对数螺线的曲率梯度分布，流线上气流质点的线速度方向与弧形等压面切线成倾斜角，气流质点的向心力方向与弧形等压面径向成倾斜角，一定半径雾滴的向心力平衡曲率是定值，弧形等压面包括其与雾滴向心力垂直且其曲率与雾滴向心力平衡曲率相等的离场等压面和其与雾滴向心力倾斜且其曲率与雾滴向心力平衡曲率的cos(A)倍相等的离线等压面，离线等压面和离场等压面的曲率比为倾斜角的余弦即cos(A)，离线等压面的曲率小于离场等压面曲率，离线等压面的压强大于离场等压面的压强，雾滴先倾斜经过离线等压面，离线等压面上气流流线曲率与雾滴向心力平衡曲率相同，雾滴的向心力与气流阻力平衡，雾滴向心力方向动力不足而运动方向与气流流线分离，雾滴沿平衡点的倾斜角方向受离线等压面和离场等压面间的压差作用远离气流流线后切向进入离场等压面，离场等压面曲率与雾滴向心力平衡曲率相同，离场等压面两侧压差持续与雾滴的向心力平衡，雾滴沿离场等压面作圆周运动至脱离流场撞于内螺壁上，不同半径的雾滴连续经过与其对应平衡的离线等压面和离场等压面后着壁，雾滴的运动状态由有倾斜角的涡旋运动转变为无倾斜角的圆周运动而实现气液分离；

加速分离区末端的过流断面最小，压强最小，流速最大，温度最低，气流经过加速分离区末端后进入减速分离区继续旋转，减速分离区过流断面增大、压强增大、流速减小，温度升高，而后经螺眼区连续旋转后由盖螺眼和底螺眼排出，雾滴着于内螺壁上形成液膜，液膜受重力作用沿壁流下汇集于螺卷底上，螺卷底上液膜受气流推动至底螺眼排出螺卷单元。

所述公式1–e^{(α–2π)tan(A)}≥e^–φtan(A)表示螺卷壳和涡流区的空间比例关系，倾斜角A大则螺卷壳收缩快而涡流区空间小，螺卷壳两螺壁夹角α大则螺卷壳厚度大而涡流区的空间窄，涡流区空间窄则过流断面窄，过流断面窄则等压线弧短，等压线弧短则所需要的总极角φ小。

除雾的同时伴有除湿，通常携带雾滴的气流湿度饱和甚至过饱和，由开尔文公式：RT ₀ In(p/p ₀ )=2γM/(ρ_水r’) ，p ₀是平面上的饱和蒸气压，p是曲面上的饱和蒸气压，饱和蒸气压是密闭条件中一定温度T ₀ 下固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强，p/p ₀ 为平面上的过饱和度，r’是曲面的曲率半径，对凸面r’取正值，对凹面r’取负值，γ 、 M 和ρ_水分别是液体的表面张力、摩尔质量和密度，当曲面是凸面时，如雾滴，它的饱和蒸气压比平面上大，如果与平面在一起，其空间的蒸气压即外压对于雾滴饱和而对于平面过饱和，雾滴处于相平衡状态而平面处于凝结状态，如果同温经过一段时间，水蒸气向平面凝结导致外压降低而雾滴蒸发速率增大使其自身曲率半径减小；如果进入温度降低过程则外压对于雾滴过饱和而对于平面则过饱和度增高，雾滴也进入凝结状态，雾滴成为凝结核而曲率半径增大；又根据查理定律：p=p₀(1+t/273)、伯努利方程：p+(1/2)ρv² =C（C为总压）和文丘里效应公式：Q=S×v，则本装置涡流区的加速分离区渐缩过程是等容流动，过程中气流压强减小、流速增加、温度降低，水蒸气平面饱和蒸气压随温度降低，湿度饱和的气流则趋于过饱和，气流温度不断降低而吸收热量增加，水蒸气的凝结量大于蒸发量，水蒸气就近向雾滴和壁面凝结，水蒸气凝结所释放热量传递给气流、雾滴和壁面，气流、雾滴和壁面的温度处于动态平衡中，气流温度降低不断吸收热量而水蒸气不断凝结，水的汽化热高而携带能量大，水蒸气的凝结量受制于气流的饱和蒸气压，水蒸气向雾滴凝结而增大雾滴半径，雾滴半径增大而向心力平衡曲率半径增大即向心力平衡曲率减小，雾滴的离线等压面和离场等压面的半径也增大，向雾滴凝结的水蒸气随雾滴被去除，被凝结的雾滴体积增大、向心力平衡曲率半径增大从而增强了除雾效果，向壁面凝结的水蒸气和着壁的雾滴随液膜流出螺卷单元使壁面形成连续的冷端，雾滴被分离后气流将过程中吸收的热量带出涡流区，气流排出涡流区后压强升高而温度升高，气流排出后温度升高则螺卷单元出口以外形成连续的热端；因气流的去流带走热量和水蒸气凝结温度低于来流温度而使壁面温度低于来流温度，固体壁面导热速率快于气体导热速率而通过壁面导热使装置整体温度低于来流温度，后续来流进入涡流区即与之前去流产生的低温壁面作用放出的热量比之前去流放出的热量更多从而扩大后续来流的降温温差，降温温差扩大又使气流吸热量和水蒸气凝结量增加,如此循环至来流、环境和本装置整体的换热速率平衡，换热速率平衡时的温差维持稳定；又因水的汽化潜热远大于气流比热，凝结量大时反而使气流升温，但由于雾滴被去除时等容去流内的雾滴减少而蒸发面积减小，蒸发面积减小导致等容去流升温后的二次蒸发量总是小于升温前的凝结量，因此加速分离区中气流的含水量总是在降低；本装置具有一定的除湿功能，增设辅助装置可以提高除湿效率，比如：在本装置下部加装储水槽、储水槽内设造雾装置和循环泵，储水槽、造雾装置、循环泵与本装置形成造雾、除雾除湿、积水回收的雾水循环系统可加强除湿效果，被本装置收集的水回流至储水槽再经雾化作为工作介质再次进入装置内的螺卷单元，螺卷单元内的雾量增加、湿度增加，伴随工作过程中的结构降温，工作介质雾和气流携带的雾滴混合并共同被去除汇集成本装置内部的回流水，循环水雾化过程伴有蒸发而携带热量增加而储水箱内的水温降低，冷凝分离后热量被气流带走，本装置内部有回流水流经的部分结构温度也随之降低，连续循环工作一段时间本装置收集的水量增加而循环水的温度及本装置温度被连续降低，本装置内部与来向气流温差不断扩大，来向气流经过本装置蒸气压降低速度加快，来流湿度降低速度加快导致除湿效果连续增强；因查理定律：p=p₀(1+t/273)、伯努利方程：p+(1/2)ρv² =C，C为总压，p₀为0℃大气压强，空气密度ρ，设p的温度为t₂，则p=p₀(1+t₂/273)，设C的温度为t₁则C=p₀(1+t₁/273)，前设两式代入p+(1/2)ρv² =C得t₁–t₂=(273/2)ρv²/p₀，例3：设C=101325Pa，t₁=25℃，v=3m/s，则p₀=92824.59 Pa，t₁–t₂=0.01711℃，t₂=24.98289℃；设螺卷单元加速分离区去向点W’ 处与点U处θ极角的夹角仍为ε，点U处仍为平衡点，去向点W’与涡流区入口夹角为θ+ε，去向过流断面与涡流区入口过流断面宽度比L_θ+ε/ L₀=e^{–（θ+ε）tan(A)} ，向心力平衡处与去向过流断面宽度比L_θ/ L_θ+ε=e^–θtan(A)/e^{–（θ+ε）tan(A)}=e^εtan(A) ，根据文丘里效应公式Q=S×v，点W’处与点U处流量相同均为Q，Q=S_θ×v_θ=S_θ+ε×v_θ+ε，等高流动过流面积比等于宽度比，v_θ+ε=S_θ×v_θ/S_θ+ε=L_θ×v_θ/L_θ+ε=v_θe^εtan(A)，根据查理定律有点U处p_θ=p₀(1+t_θ/273)，点W’处p_θ+ε=p₀(1+t_θ+ε/273)，根据伯努利方程有点U处和点W’处p_θ+ε+(1/2)ρv_θ+ε ² = p_θ+(1/2)ρv_θ ²，则温差t_θ–t_θ+ε=(273/2)ρ(v_θ+ε ²–v_θ ²)/p₀=(273/2)ρ(e^{2 εtan(A)}–1) v_θ ²/p₀，例4：设e^εtan(A)=2，引用例3数据 C=p₀(1+t₁/273)，p₀=92824.59，t₁=25℃，v_θ=v=3m/s，t_θ=t₂=24.98289℃，则v_θ+ε=6m/s，则温差t_θ–t_θ+ε=0.05134℃，t_θ+ε=24.93155℃，再设用流量Q=200m³/h的离心风机驱动气流，螺卷单元入口θ=0风速为v₀=3m/s，温差t₀–t_ε=0.05134℃，空气的比热为1030J/(kg·℃)，同时用水循环造雾，水的比热为4200J/(kg·℃)，则水流量每小时每公斤可降低的温度=空气密度×风流量×温差×空气比热/(水比热×水流量)=1.293×200×1030/(4200×1)×0.05134=3.26℃，因风流量和水流量的时间单位相同，风流量和水流量在单位时间内的比相同，所以该温差也是该流量比下的即时温差,螺卷单元采用良性导热材料的其实际温差低于计算温差；本装置在一定空间内长时间运行产生的累加除湿效果更好，适合湿量有限的民用场所。

螺卷单元还包括内置至少一个单臂涡旋体将加速分离区或涡流区分隔成多个子加速分离区或子涡流区，内置绕螺心轴水平旋转卷曲的单臂涡旋体，内置单臂涡旋体的两壁倾斜角与螺卷壳内螺壁的倾斜角相等，内置单臂涡旋体和螺卷壳的相似关系包括：⑴内置单臂涡旋体外螺壁与螺卷壳外螺壁的水平投影对数螺线的夹角和内置单臂涡旋体内螺壁与螺卷壳内螺壁的水平投影对数螺线的夹角相等，而内置单臂涡旋体的外螺壁与自身内螺壁水平投影对数螺线夹角和螺卷壳的两螺壁水平投影对数螺线的夹角相等，内置单臂涡旋体和螺卷壳相似；⑵内置单臂涡旋体外螺壁与螺卷壳外螺壁的水平投影对数螺线的夹角和内置单臂涡旋体内螺壁与螺卷壳内螺壁的水平投影对数螺线的夹角不相等，而内置单臂涡旋体的外螺壁与自身内螺壁水平投影对数螺线夹角和螺卷壳的两螺壁水平投影对数螺线的夹角不相等，内置单臂涡旋体和螺卷壳的对应螺壁依然相似而相似比不同。由于内置单臂涡旋体的两壁倾斜角与螺卷壳的倾斜角相等，内置单臂涡旋体和螺卷壳的对应螺壁相似而相似比不同的多个子加速分离区内的流线仍是相似流线。以内置单臂涡旋体和螺卷壳的相似关系⑴为例：螺卷壳作为第1单臂涡旋体(1010)其自身围成整个螺卷单元的涡流区，螺卷壳两壁夹角为α，螺卷单元涡流区分为加速分离区和减速分离区，加速分离区内可按等分加速分离区两壁夹角2π–α排列N个内置相似单臂涡旋体，N为正整数，形成N+1个子加速分离区，子加速分离区的等分夹角为2π/(N+1)–α，自第1单臂涡旋体向内排列的单臂涡旋体可按自外向内顺序称第N+1单臂涡旋体，若第1单臂涡旋体内侧排列1个内置相似单臂涡旋体为第2单臂涡旋体(127)，等分夹角为π–α，等分形成第1加速分离区(501)和第2加速分离区(502)；若第1单臂涡旋体内侧排列2个内置相似单臂涡旋体为第2单臂涡旋体和第3单臂涡旋体，等分夹角为2π/3–α，等分形成第1加速分离区、第2加速分离区和第3加速分离区；N个相似内置单臂涡旋体将加速分离区分隔为N+1个子加速分离区，各内置单臂涡旋体自身内螺壁对数螺线和外螺壁对数螺线的相似比为e^–αtan(A)其与第1单臂涡旋体的内螺壁对数螺线和外螺壁对数螺线的相似比相同，相邻内置单臂涡旋体围成子加速分离区的壁面夹角均为2π/(N+1)–α各子加速分离区段相似，相邻两相似内置单臂涡旋体的相邻内螺壁对数螺线与外螺壁对数螺线的相似比为e^{[2π/(N+1)–α]tan(A)}，螺卷壳、内置单臂涡旋体和各子加速分离区的夹角和为(N+1)α+(N+1)[2π/(N+1)–α]= 2π，各单臂涡旋体的两端包括外端凸弧壁和内端凸弧壁，N个相似内置单臂涡旋体的末端可按其前部几何关系延长，最长可至螺眼区边圆面而形成通长涡流区的内置单臂涡旋体，内置通长单臂涡旋体(128)使整个涡流区被分隔为N+1个子涡流区而使子加速分离区延长，延长的子加速分离区更接近螺眼区边圆面从而缩短子减速分离区使分离效果增强；多个自身外螺壁和内螺壁夹角相等的加速分离区内置单臂涡旋体，可按其前部几何关系延长至螺眼区边圆面而形成涡流区的内置通长单臂涡旋体。内置单臂涡旋体的自身的外螺壁和内螺壁夹角有差额即不相等是螺卷壳加速分离区内可沿两壁夹角2π–α内任意两相似对数螺线流线夹角空间排放内置单臂涡旋体，内置单臂涡旋体外螺壁和内螺壁夹角小于2π–α，内置单臂涡旋体外螺壁和内螺壁与螺卷壳两螺壁各自相似而整体不相似；多个自身外螺壁和内螺壁夹角不相等的加速分离区内置单臂涡旋体，可按其前部几何关系延长至螺眼区边圆面而形成涡流区的内置通长单臂涡旋体。包括多个内置单臂涡旋体的螺卷单元更适合气流流量大、雾滴粒径大的场合，内置单臂涡旋体对螺卷单元有加固作用。

盖螺眼或底螺眼的面积即是螺眼圆的面积S1，S1=πP_φ ²，考虑螺卷底上有积水，螺卷单元入口面面积S2大于等于盖螺眼和底螺眼的面积之和即S2≥2S1以保证过流量不受积水影响，涡流区高度即螺卷壳高度H（129），螺卷单元入口面面积S2=L₀×H，螺卷单元入口面宽度为L₀，L₀×H≥2πP_φ ²，则H≥2πP_φ ²/L₀，因L₀=P₀–P’_2π=P₀–P₀e^{(α–2π)tan(A)}=P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)})代入H≥2πP_φ ²/L₀，得H≥2πP₀ ²e^–2φtan(A)/[P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)})]，H≥2πP₀e^–2φtan(A)/(1–e^{(α–2π)tan(A)})，H≥2πP₀e^–φtan(A) [e^–φtan(A)/ (1–e^{(α–2π)tan(A)})]，H≥2πP_φ[e^–φtan(A)/(1–e^{(α–2π)tan(A)})]，螺卷壳高度取大于等于螺眼圆半径的 2πe^–φtan(A)/ (1–e^{(α–2π)tan(A)} )倍。

内置单臂涡旋体的螺卷单元的螺卷盖和螺卷底的外轮廓水平投影线包括螺卷壳外螺壁0至2π区间水平投影线、螺卷壳外端凸弧壁水平投影线，螺卷单元入口宽度边线的水平投影线、内置单臂涡旋体外端凸弧壁水平投影线。

本装置置于通风道中，螺卷单元入口面积之和接近于通风道截面积时，螺卷单元入口密封对接变径管路以连通气流来向，同时螺卷单元两螺眼密封对接变径管路以连通气流去向，也可在螺卷单元的外壳上于螺卷单元入口至盖螺眼之间的外围空间设置盖上隔板（101）与螺卷盖相连，同时在螺卷单元的外壳上于螺卷单元入口至底螺眼之间的外围空间设置底下隔板（102）与螺卷底相连，盖上隔板和底下隔板包括5字型隔板（1014）、L型隔板、槽型隔板，隔板一边连接螺卷盖或螺卷底，隔板的其它边连接固定边框固定于通风道中，固定边框连接隔板与螺卷单元形成的外露边并密封隔断通风道中螺卷单元外围的空间，保证通风道中的气流只通过螺卷单元涡流区和螺眼区，盖上隔板和底下隔板等高，隔板高度为h(130)，因螺眼圆面积为S1=πP_φ ²，气流在出两螺眼水平转向后过流断面面积大于等于两螺眼圆面积，设气流水平转向后最小过流断面面积为正方形面积h×h，h×h≥πP_φ ²，则h≥π^{1/ 2}P_φ，5字型隔板的水平投影形状为随形螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线π/2至2π区间形状并不长于该区间水平投影线，外轮廓水平投影线π/2至2π区间也可负旋方向视作0至–3π/2区间，螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线0至–3π/2区间包括螺卷壳外端凸弧壁水平投影线、螺卷单元入口面的水平投影线、螺卷壳外螺壁0至–3π/2区间即正旋方向π/2至2π区间水平投影线，三条水平投影线连接成轮廓线成5字形，以此5字形线为厚度基准线，5字形线以5字形为正视，5字形线左向为螺卷单元前向，5字形线右向为螺卷单元后向，厚度基准线左向和右向分别取厚度或两向合并取厚度；厚度基准线左向取厚度，隔板在螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线中随形外螺壁0至–3π/2区间水平投影线的轴向厚度L_隔，L_隔≤P’_2π–P’_4π，隔板在螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线中随形螺卷单元入口面的水平投影线前向厚度等于L_隔，此前向厚度面可延长至外螺壁，厚度基准线沿高度自成一面；厚度基准线右向取厚度，隔板在螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线中随形外螺壁0至–3π/2区间水平投影线的反轴向厚度L’_隔，L’_隔≤P’_2π–P’_4π，隔板在螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线中随形螺卷单元入口面的水平投影线后向厚度等于L’_隔，此后向厚度面可延长至外端凸弧壁的外螺壁侧，厚度基准线右向取厚度，盖上隔板可向下延长至螺卷盖的底面，底下隔板可向上延长至螺卷底的顶面；厚度基准线两向合并取厚度为两向各按单向分别取，取后就是合并厚度，则合并厚度可取小于等于2(P’_2π–P’_4π)；隔板长度自0至–π/2区间与螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线0至–π/2区间线相同，隔板长度自–π/2至–3π/2区间随形螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线自–π/2至–3π/2区间线可根据通风道的固定边框形状截取，同一螺卷单元的5字型盖上隔板和5字型底下隔板互为投影；L型隔板是竖板和水平板组成纵断面为直角L形也称角型隔板，角型隔板的竖板水平投影线形状包括与螺卷盖或螺卷底的外轮廓水平投影线π/2至7π/4区间即外螺壁π/2至7π/4区间水平投影线相切的凸弧线、凹弧线、直线其自投影线切点的正旋向线长度至少至内螺壁水平投影线外端点的反旋向切线，凸弧线、凹弧线或直线的正旋向线至螺卷单元入口面水平投影线的空隙由角型隔板的水平板填补，以5字形线看为与5字形线下部曲线相切的凸弧线、凹弧线或直线为角型隔板竖板的水平投影线，角型隔板竖板的水平投影线与5字形线上部横线相交或与该横线的延长线相交，5字形线右向凹口由角型隔板的水平板填补，角型隔板的水平板与螺卷盖或螺卷底等厚连接，角型盖上隔板的水平板（1012）底面与螺卷盖底面共面，角型底下隔板的水平板（1022）顶面与螺卷底顶面共面，角型隔板竖板可以自投影线切点的反旋向延长，而角型隔板水平板在竖板反旋向投影线和对应反旋向外螺壁水平投影线间随竖板形状延长并填补空隙，角型隔板的竖板厚度以其水平投影线为厚度基准线，角型隔板竖板在厚度基准线的一侧取厚度L_隔，L_隔≤P’_2π–P’_4π，在另一侧取厚度L’_隔，L’_隔≤P’_2π–P’_4π，两侧合并取厚度则合并厚度可取小于等于2(P’_2π–P’_4π)，角型隔板的竖板高度 h≥π^1/2P_φ，角型隔板的总高度为竖板高度加水平板厚度，角型隔板因其竖板水平投影线形状分为凸弧线角型隔板、凹弧线角型隔板和直线角型隔板，同一螺卷单元的角型盖上隔板和角型底下隔板的水平投影重合，槽型隔板是一个角型底下隔板的竖板（1021）下边和一个同尺寸的角型盖上隔板的竖板（1011）上边对连，槽型隔板的纵断面为凹槽形，槽型隔板的竖板（103）高度为2h。

本装置还包括多个螺卷单元，多个螺卷单元包括每个螺卷单元设置盖上隔板和底下隔板，多个螺卷单元以并联形式排放，多个螺卷单元并联包括多个同尺寸同旋向的螺卷单元并联；多个螺卷单元并联的作用是通过多个螺卷单元的入口并联同时出口也并联并且多个螺卷单元外部之间设置统一形状隔板使多个螺卷单元内部平均分配来向气流和去向气流；多个螺卷单元并联形式包括：水平相邻同尺寸同旋向的螺卷单元水平成相等夹角等于π并联成直行简称直行并联、水平相邻同尺寸同旋向的螺卷单元水平成相等夹角在大于π和小于等于3π/2区间并联成凸弧形简称凸弧形并联、水平相邻同尺寸同旋向的螺卷单元水平成相等夹角在大于等于π/2和小于π区间并联成凹弧形简称凹弧形并联、多个直行并联再同竖直面层叠并联成平板面状简称平板面多层并联、多个同半径凸弧形并联再同弧轴层叠并联成凸弧面状简称凸弧面多层并联、多个同半径凹弧形并联再同弧轴层叠并联成凹弧面状简称凹弧面多层并联、水平相邻同尺寸同旋向的螺卷单元水平成相等夹角在大于π和小于等于3π/2区间并联成圆形简称内进风圆形并联、多个同半径内进风圆形并联再同圆心轴层叠并联成圆筒形简称内进风圆筒形多层并联、水平相邻同尺寸同旋向的螺卷单元水平成相等夹角在在大于等于π/2和小于π区间并联成圆形简称外进风圆形并联、多个同半径外进风圆形并联再同圆心轴层叠并联成圆筒形简称外进风圆筒形多层并联、竖直相邻同尺寸同旋向的螺卷单元竖直成投影并联成直列简称直列并联、多个直列并联再并排水平向相邻成相等夹角等于π并联成平板面状简称平板面多列并联、多个直列并联再并排水平向相邻成相等夹角在大于π和小于等于3π/2区间并联成凸弧面状简称凸弧面多列并联、多个直列并联再并排水平向相邻成相等夹角在大于等于π/2和小于π区间并联成凹弧面状简称凹弧面多列并联、多个等高度直列并联再并排水平向相邻成相等夹角在大于π和小于等于3π/2区间并联成圆筒形简称内进风圆筒形多列并联、多个等高度直列并联再并排水平向相邻成相等夹角在大于等于π/2和小于π区间并联成圆筒形简称外进风圆筒形多列并联。

多个同尺寸同旋向的螺卷单元水平相邻成相等夹角并联排放，任意相邻两个螺卷单元其中一个螺卷单元的螺卷壳π/2至3π/2间的轴向断面（1303）所在平面与相邻的螺卷单元入口面共平面为S，该共平面与自身入口面成夹角为λ（1302），角λ即相邻的螺卷单元水平并联所成相等夹角，π/2≤λ≤3π/2，相邻两螺卷单元的螺心轴在此共平面S上，相邻两螺卷单元的连接方式包括相邻两个螺卷壳外螺壁在共平面S上的相切、相交、相隔，相切是由两个螺卷壳外螺壁倾斜角相同而切面重合（如附图18）；相交是两个螺卷壳由交面融合一定厚度（如附图15），相交的厚度包括小于等于较薄的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度即厚度位置至多到较厚的单臂涡旋体外螺壁与较薄的单臂涡旋体内螺壁相切，相交的厚度还包括大于较薄的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度而小于等于较厚的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度，此时较厚的单臂涡旋体侵占较薄的单臂涡旋体内部空间，侵占部分须沿被侵占的内螺壁面截去；相隔是两个螺卷壳有一定距离（如附图16），两个螺卷壳的外螺壁与共平面S的两交线位置由经过共平面S的间隔平板（1504）连接或以两交线间的平面为弦平面的间隔弧板相连，间隔平板或间隔弧板厚度同盖上隔板厚度或底下隔板厚度，间隔平板或间隔弧板高度为螺卷单元高度、盖上隔板高度、底下隔板高度之和；每种多个螺卷单元的水平成夹角并联形式采用相同的水平相邻连接方式，按水平相邻螺卷单元的连接方式也可分为相切并联、相交并联、相隔并联；

水平相邻螺卷单元的水平并联相等夹角λ=π即是直行并联、π＜λ≤3π/2即是凸弧形并联、π/2≤λ＜π即是凹弧形并联；水平相邻螺卷单元水平成相等夹角π＜λ≤3π/2并联成圆形是内进风圆形并联，内进风圆形并联可视作凸弧形并联的延长；水平相邻螺卷单元水平成相等夹角π/2≤λ＜π并联成圆形是外进风圆形并联，外进风圆形并联可视作凹弧形并联的延长；直行并联、凸弧形并联、凹弧形并联、内进风圆形并联、外进风圆形并联均为单层并联，单层并联设置统一形状的盖上隔板和统一形状的底下隔板，螺卷单元的盖上隔板和底下隔板的水平投影重合，统一形状的盖上隔板和统一形状的底下隔板包括5字型盖上隔板和5字型底下隔板、角型盖上隔板和角型底下隔板，相邻的5字型盖上隔板或5字型底下隔板随其螺卷单元相切、相交、相隔连接，相切或相交连接的5字型隔板的厚度基准线长度被连接处截取，相隔方式连接的5字型隔板的厚度基准线长度被间隔平板或间隔弧板连接处截取；直行并联采用直线角型隔板，直线角型隔板的竖板与共平面S平行，相邻竖板连接成平面；凸弧形并联和内进风圆形并联采用凸弧线角型隔板，凸弧线角型隔板竖板的水平投影凸弧线与并联体的凸弧形或圆形同圆心，相邻竖板连接成凸弧面；凹弧形并联和外进风圆形并联采用凹弧线角型隔板，凹弧线角型隔板竖板的水平投影凹弧线与并联体的凹弧形或圆形同圆心，相邻竖板连接成凹弧面；单层并联由固定边框固定于通风道中，固定边框上边框与单层并联的盖上隔板连体上边连接，固定边框下边框与单层并联的底下隔板连体下边连接，固定边框两侧边框随形单层并联体两侧形状，圆形并联体无两侧固定边框；

平板面多层并联、凸弧面多层并联、凹弧面多层并联、内进风圆筒形多层并联、外进风圆筒形多层并联均为多层并联，多层并联为多个同形式单层并联的同形立面层叠放置，平板面多层并联为直行并联的同立平面层叠放置，凸弧面多层并联为凸弧形并联的同凸弧面层叠放置，凹弧面多层并联为凹弧形并联的同凹弧面层叠放置，内进风圆筒形多层并联为内进风圆形并联的同圆筒面层叠放置，外进风圆筒形多层并联为外进风圆形并联的同圆筒面层叠放置，相邻两层螺卷单元的水平互相投影包括重合和错位，各层螺卷单元个数包括相等和有差额，互相投影重合的相邻两层其上下对邻两螺卷单元的盖上隔板和底下隔板对连为一体，其中角型盖上隔板和角型底下隔板对连成槽形隔板，相邻两层的间距（131）为盖上隔板和底下隔板高度之和即2h，2h≥2π^1/2P_φ，其中同层以相隔方式连接的间隔平板或间隔弧板高度延长后互连；互相投影水平错位的相邻两层其上下对邻两螺卷单元的盖上隔板和底下隔板错位有缝隙，需设置层间边框（2001）弥合错位缝隙，层间边框置于错位的盖上隔板和底下隔板之间并与两隔板连接，层间边框的厚度大于等于错位缝隙的轴向断面最大宽度和此处的盖上隔板和底下隔板厚度之和，层间边框长度至少与错位部分的并联长度相等，相邻两层螺卷单元的间距为盖上隔板和底下隔板高度之和再加层间边框高度，层间边框为直形通厚通高体，层间边框弥合错位缝隙还包括弥合同层以相隔方式连接产生错位缝隙；多层并联由固定边框固定于通风道中，固定边框上边框与多层并联的最上层盖上隔板连体上边连接，固定边框下边框与多层并联的最下层底下隔板连体下边连接，固定边框两侧边框随形多层并联体两侧形状，圆筒形并联体无两侧固定边框，平板面多层并联、凹弧面多层并联、凸弧面多层并联的各层长度相等且各层螺卷单元个数相等且相邻两层互相投影重合的多层并联体与固定边框连接的外露边规则整齐，而各层长度有差额或各层螺卷单元个数有差额或相邻两层互相投影错位的多层并联体与固定边框连接的外露边规则性降低；

外进风圆形并联、内进风圆形并联、外进风圆筒形多层并联、内进风圆筒形多层并联可在并联体的上面设置盖或在并联体的下面设置底以控制流向，则无底无盖的外进风圆形并联和无底无盖的外进风圆筒形多层并联由上下面同时流出气流、无底无盖的内进风圆形并联和无底无盖的内进风圆筒形多层并联由上下面同时流入气流、无底有盖的外进风圆形并联和无底有盖的外进风圆筒形多层并联由下面流出气流、无底有盖的内进风圆形并联和无底有盖的内进风圆筒形多层并联由下面流入气流、有底无盖的外进风圆形并联和有底无盖的外进风圆筒形多层并联由上面流出气流、有底无盖的内进风圆形并联和有底无盖的内进风圆筒形多层并联由上面流入气流，未设置盖的上面或未设置底的下面可与固定边框连接。

多个竖直相邻的同尺寸同旋向的螺卷单元竖直成投影并联成一个直列简称直列并联，直列并联的螺卷单元设置统一形状的盖上隔板和统一形状的底下隔板，螺卷单元的盖上隔板和底下隔板的水平投影重合，直列并联的各螺卷单元包括设置5字型盖上隔板和5字型底下隔板、角型盖上隔板和角型底下隔板，5字型隔板高度、角型隔板的竖板高度均为h，h≥π^1/2P_φ，槽型隔板的竖板的高度为2h，2h≥2π^1/2P_φ，直列并联竖直相邻两螺卷单元的盖上隔板和底下隔板对连为一体，其中角型盖上隔板和角型底下隔板对连一体为槽型隔板，相邻两螺卷单元的间距为2h，2h≥2π^1/2P_φ；角型隔板的直列并联设置沿其中螺卷壳内螺壁外端边线的反旋向壁切面至角型隔板竖板面的列间边框（1701），列间边框为通直列高度的竖直板形，列间边框厚度自内螺壁外端边线的反旋向壁切面向外螺壁外端边线的反旋向壁切面取值，因外螺壁外端边线的反旋向壁切面与内螺壁外端边线的反旋向壁切面平行故列间边框厚度小于等于两反旋向壁切面之间的距离，角型隔板与列间边框连接，角型隔板的正旋向长度至与列间边框连接后的长度；直列并联的螺卷单元入口面共平面，直列并联的螺卷单元轴向断面共平面，多个同旋向直列并联再并排水平向相邻成相等夹角并联排放，一个直列并联为一列，任意相邻两列中的一列中螺卷单元的π/2至3π/2间的轴向断面与另一列中螺卷单元入口面共平面S，该共平面S与自身入口面成夹角为λ，λ即多列并联的相等夹角，π/2≤λ≤3π/2，相邻两列的螺心轴在此共平面S上，相邻两列的连接方式包括相邻两列各自的螺卷壳水平投影在共平面S上的相切、相交、相隔，相切是由两列螺卷壳外螺壁水平投影倾斜角相同而切面重合（如附图21）；相交是两列螺卷壳水平投影由交面融合一定厚度（如附图15），相交的厚度包括小于等于较薄的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度即厚度位置至多到较厚的单臂涡旋体外螺壁与较薄的单臂涡旋体内螺壁相切，相交的厚度还包括大于较薄的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度而小于等于较厚的单臂涡旋体在轴向共平面S上的厚度，此时较厚的单臂涡旋体侵占较薄的单臂涡旋体内部空间，侵占部分须沿被侵占的内螺壁面截去；相隔是两列螺卷壳有一定距离（如附图16），两列螺卷壳的外螺壁在共平面S的两交线位置由经过共平面S的间隔平板相连或以两交线间的平面为弦平面的间隔弧板相连，间隔平板或间隔弧板厚度同盖上隔板厚度，间隔平板或间隔弧板高度为螺卷单元高度、盖上隔板高度、底下隔板高度之和；每种多列并联形式采用相同的相邻连接方式，按列的相邻连接方式也可分为相切多列并联、相交多列并联、相隔多列并联；

直列并联为单列并联，多列并联相等夹角λ=π即是平板面多列并联、π＜λ≤3π/2是凸弧面多列并联、π/2≤λ＜π是凹弧面多列并联；多个等高度直列并联再并排水平向成相等夹角π＜λ≤3π/2并联成圆筒形简称内进风圆筒形多列并联，内进风圆筒形多列并联可视作等高凸弧面多列并联的延长；多个等高度直列并联再并排水平向成相等夹角π/2≤λ＜π并联成圆筒形简称外进风圆筒形多列并联，外进风圆筒形多列并联可视作等高凹弧面多列并联的延长；

平板面多列并联、凸弧面多列并联、凹弧面多列并联、内进风圆筒形多列并联、外进风圆筒形多列并联均为多列并联，多列并联的各列长度包括相等和有差额，各列螺卷单元个数包括相等和有差额，相邻两列螺卷单元的竖面互相投影包括重合和错位，其中列间边框在相邻列的螺卷单元竖面互相投影错位的情况下起到弥合列间竖向错位缝隙的作用与多层并联的层间边框弥合层间水平错位缝隙的作用相同；多列并联由固定边框固定于通风道中，固定边框上边框与各列并联的最上层盖上隔板连体上边连接，固定边框下边框与各列并联的最下层底下隔板连体下边连接，固定边框两侧边框随形多列并联体两侧形状，圆筒形并联体无两侧固定边框，多列并联的各列长度相等且各列螺卷单元个数相等且相邻两列互相投影重合的多列并联体与固定边框连接的外露边规则整齐，而各列长度有差额或各列螺卷单元个数有差额或相邻两列螺卷单元互相投影错位的多列并联体与固定边框连接的外露边规则性降低；

外进风圆筒形多列并联、内进风圆筒形多列并联可在并联体的上面设置盖或在并联体的下面设置底以控制流向，则无底无盖的外进风圆筒形多列并联由上下面同时流出气流、无底无盖的内进风圆筒形多列并联由上下面同时流入气流、无底有盖的外进风圆筒形多列并联由下面流出气流、无底有盖的内进风圆筒形多列并联由下面流入气流、有底无盖的外进风圆筒形多列并联由上面流出气流、有底无盖的内进风圆筒形多列并联由上面流入气流，未设置盖的上面或未设置底的下面可与固定边框连接。

单臂涡旋体的内螺壁和外螺壁的水平投影曲线还包括两条相似的对数螺线弧，对数螺线弧是将倾斜角为A的对数螺线的总极角φ等分M’份，M’≥2，等分极角为σ，φ=M’σ，等分极角对应对数螺线上的两点由以等分极角的同弧等边圆周角作为圆心角的弧为等角圆周弧，等分极角与等角圆周弧的圆心角互为同弧圆周角，对数螺线上各相邻等角圆周弧顺次连接成的曲线为对数螺线弧，对数螺线弧上的相邻等角圆周弧于连接点处共切线共法线，两弧圆心在共法线上，对数螺线弧沿收缩旋转的方向上相邻等角圆周弧半径成固定比例变化，固定比例为e^–tan(A)的等分极角次方即e^–σtan(A)，M’份等分极角的收缩比例为e^{–M’σtan(A)}，e^{–M’σtan(A)}=e^–φtan(A)；气流流线呈对数螺线弧状，气流沿对数螺线弧状的流线运动是曲率半径以等分极角σ为变化周期的变径圆周运动，气流携带的雾滴可在流线曲率半径收缩到雾滴向心力平衡曲率半径时与流线分离，分离后气流继续沿流线运动而雾滴作平衡曲率半径的圆周运动着壁，单臂涡旋体的内螺壁和外螺壁的对数螺线弧夹角α，α≥σ,内螺壁和外螺壁的对数螺线弧所在对数螺线的相似比为e^–αtan(A)；第n+1等分极角σ的两边为极径p_n和p_n+1，p_n+1=p_ne^–σtan(A)，n为等分极角的极径序号数，n为自然数，对数螺线弧外端为第0极径p₀，对数螺线弧内端为第n极径p_n，p₀和p_n为对数螺线弧总极角两边极径，p_n=p₀e^–φtan(A)，中间任意相邻等分极角极径用p_n和p_n+1或p_n–1和p_n，以等分极角σ的同弧等边圆周角作为圆心角仍等于σ，圆心角对应的第n+1等角圆周弧的曲率半径为R_n+1，因0＜e^–σtan(A)＜1，R_n+1与其等分极角极径p_n的三角关系为R_n+1=[(p_n–e^–σtan(A)p_ncosσ)²+(e^–σtan(A)p_nsinσ)²]^1/2/[2sin(σ/2)] = p_n[(1–e^–σtan(A)cosσ)²+(e^–σtan(A)sinσ)²]^1/2/[2sin(σ/2)]，沿等角螺线弧收缩旋向相邻的等角圆周弧的曲率半径为R_n+2=e^–σtan(A)R_n+1。加速分离区内螺壁对数螺线弧上至少有一个等角圆周弧的曲率大于雾滴的向心力平衡曲率的1/ cos(A)。对数螺线与对数螺线弧形状接近，对数螺线的曲率时时变化，其除雾除湿效果均匀可靠，但加工精度要求高、加工难度大，而对数螺线弧的曲率以等分极角周期性变化，变化周期越小则效果越接近于对数螺线，但加工难度增加，变化周期越大则效果越差，但越容易加工；对数螺线弧和对数螺线的区别如附图28。

除雾粒径较大或除雾除湿效果要求不高的场合，单臂涡旋体还可制成均匀壁厚，均匀壁厚的单臂涡旋体是指内螺壁的水平投影曲线采用对数螺线或对数螺线弧，而外螺壁的水平投影曲线为内螺壁加固定厚度形成的曲线，或者外螺壁的水平投影曲线采用对数螺线或对数螺线弧，而内螺壁的水平投影曲线为外螺壁减固定厚度形成的曲线，两条曲线在同平面上等距，等距越小除雾效果越好，韧性好的材料可制成极薄的单臂涡旋体，比如采用厚度低于0.1毫米的不锈钢材料，等距越小两壁的投影线越接近于一条对数螺线，内螺壁对数螺线P_θ=P₀e^–θtan(A)，外螺壁等距曲线P’_θ=P₀e^–θtan(A)+k，k为均匀壁厚或称等距，k≤10%P₀，P’_θ=P₀（e^–θtan(A)+10%），P₀–P’_2π≥P_φ，1–（e^–2πtan(A)+10%）≥e^–φtan(A)，倾斜角A的最小值与总极角φ符合几何关系0.9≥e^–2πtan(A)+e^–φtan(A)；或外螺壁对数螺线P’_θ=P’₀e^–θtan(A)，内螺壁等距曲线P_θ=P’₀e^–θtan(A)–k，P₀=P’₀–k，k为均匀壁厚或称等距，k≤10%P₀，10%P₀=10%（P’₀–k），k≤9.1%P’₀，P_θ=P’₀（e^–θtan(A)–9.1%），P₀–P’_2π≥P_φ，90.9%P’₀–P’₀e^–2πtan(A)≥P’₀（e^–φtan(A)–9.1%），倾斜角A的最小值与总极角φ符合几何关系1≥e^–2πtan(A)+e^–φtan(A)。

多个螺卷单元并联的本装置置于通风道中，来向含雾气流经过本装置，流量由装置迎风面的气压分布分配给各个螺卷单元，气流倾斜经螺卷单元入口进入涡流区，气流受涡流区形状约束形成同轴涡旋流场，气流在加速分离区按内螺壁的倾斜角绕螺心轴加速涡旋前进，气流流线绕螺心轴旋转，气流流线呈相似的对数螺线状，对数螺线流线簇形成加速分离区涡旋流场，对数螺线流线的曲率沿流向增大，气流压强沿流线曲率增大而减小，对数螺线流线簇上的曲率相同点形成加速分离区涡旋流场的弧形等压面，弧形等压面的曲率是弧形等压面上对数螺线流线曲率的cos(A)倍，气压梯度沿弧形等压面梯度分布，弧形等压面的曲率沿流线方向随加速分离区切向过流断面减小而增大，压强随等压面曲率增大而减小，气压梯度力做功使气流动能增加，气流质点沿对数螺线流线方向速度增加，弧形等压面的曲率随对数螺线流线曲率增大而增大，等压面曲率增大而压强减小，气流质点的流速增加向心力增大，与雾滴向心力平衡的弧形等压面包括其与雾滴向心力垂直且其曲率与雾滴向心力平衡曲率相等的离场等压面和其与雾滴向心力倾斜且其曲率与雾滴向心力平衡曲率的cos(A)倍相等的离线等压面，离线等压面的压强大于离场等压面的压强，雾滴先倾斜经过离线等压面其向心力平衡曲率与气流流线曲率相同而向心力平衡，向心力平衡后雾滴与气流流线分离，分离后雾滴进入离场等压面并沿离场等压面作圆周运动至撞上内螺壁脱离流场，不同半径的雾滴连续经过与其向心力倾斜平衡的离线等压面和与其向心力垂直平衡的离场等压面时运动状态由有倾斜角的涡旋运动转变为无倾斜角的圆周运动而脱离流场实现气液分离，过程中压强减小温度降低使水蒸气向雾滴凝结而湿度降低，水蒸气凝结后随雾滴被去除，除雾除湿后的气流继续沿涡流区作涡旋运动，经减速涡流区和螺眼区旋转后由盖螺眼和底螺眼排出，各螺卷单元排出的气流汇集于通风道中顺去向流走，雾滴着于内螺壁上形成液膜，液膜受重力作用沿壁流下汇集于螺卷底上，螺卷底上液膜受气流推动至底螺眼排出螺卷单元，各螺卷单元排出的液体顺并联体壁面流下；

多个螺卷单元并联使各螺卷单元的气流来向和去向均并联，常见的雾滴半径范围较大从微米级到毫米级不等，螺卷单元的尺寸由被去除雾滴的最小半径决定，螺卷单元的加速分离区长度有限适用直接分离的雾滴半径范围有限，螺卷单元更适合直接去除半径范围集中的雾滴，向心力平衡曲率半径大于螺卷单元内螺壁外端曲率半径的雾滴运动到螺卷单元入口附近就直接着壁而无法深入螺卷单元内部，半径越小的雾滴适用的螺卷单元越小，多个螺卷单元并联既保证除雾除湿质量同时可成倍扩大流量，根据被去除雾滴的最小半径设定螺卷单元的结构尺寸，以单个螺卷单元两螺眼面积之和为过流面积平均分配被去除气流的流量，螺卷单元的并联总个数乘以单个螺卷单元两螺眼面积是本装置的总过流面积，该总过流面积与被去除气流的过流面积相当。

螺卷单元包括一体成型、一体焊接和可拆分结构，螺卷单元的可拆分结构包括三种，第一种：螺卷壳、螺卷底、螺卷盖各自作为独立成型结构而互相之间可插接、铆接、扣接或压接；第二种：螺卷盖和螺卷壳一体成型而与螺卷底可插接、铆接、扣接或压接；第三种：螺卷底和螺卷壳一体成型而与螺卷盖可插接、铆接、扣接或压接；螺卷单元一体成型的，盖上隔板和底下隔板可与螺卷单元一体成型；螺卷单元拆分的，盖上隔板和底下隔板可与螺卷单元的对应拆分结构一体成型；多个螺卷单元的并联体包括一体成型、一体焊接和可拆分结构，多个螺卷单元的并联体的可拆分结构包括于每层的螺卷盖和螺卷壳连接位置可拆分而其它结构一体成型或一体焊接、每层的螺卷底和螺卷壳连接位置可拆分而其它结构一体成型或一体焊接，可拆分处的连接方式包括插接、铆接、扣接、压接；螺卷单元或多个螺卷单元并联体按可拆分结构拆分后涡流区或并联涡流区即暴露出来，可清洗涡流区或并联涡流区的内部积垢，清洗后可重新组装。

本发明具有如下的有益效果：

(1)结构设置合理，使得结构小巧，使用简单方便，制造与运行成本低廉；

(2)可以依结构尺寸精确去除气流中对应尺度的雾滴，同时使气流湿度降低；

(3)受雾滴的运动曲率影响，适合去除微小雾滴的螺卷单元体积较小、流量有限，多个螺卷单元的阵列式并联既扩大了流量又保持了小体积螺卷单元的去除质量从而提高工作效率。

附图说明

本发明附图仅仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明中螺卷式除雾除湿装置的一个具体实施方式实施例1：单个螺卷单元的正视图，总极角φ=4.5π。

图2是图1中包括的螺卷式除雾除湿装置的俯视图。

图3是图1中包括的螺卷式除雾除湿装置的侧视图。

图4是图1中包括的螺卷式除雾除湿装置的立体图。

图5是图1中B-B的水平剖视图。

图6是图1中C-C的竖向剖视图。

图7是图2中D-D的竖向剖视图。

图8是本发明中螺卷壳水平投影的几何关系示意图，总极角φ=5π。

图9是本发明中螺卷壳水平断面和涡流区内流线的旋转角关系示意图，总极角φ=4.5π。

图10是图9中包括的螺卷壳水平断面和涡流区内流线的旋转角对应的极径关系示意图。

图11是本发明中螺卷壳水平断面和涡流区内的相似流线及等压线的倾斜角关系示意图，图中涡流区对数螺线流线B56和C56为相似对数螺线流线，前缀编号B56和C56以示位置区别，图中外螺壁倾斜角A、内螺壁倾斜角A、对数螺线流线倾斜角A、极径与曲率半径夹角A均相等，总极角φ=4.5π，同一切向过流断面上相似流线的切线平行，等压线是同心弧，等压线的切线平行，对数螺线流线切线与等压线切线夹角为倾斜角A；以J’J”为切向过流断面上点Q”和Q’处的流线切线平行，点Q”和Q’处的线速度方向沿切线方向平行，点Q”和Q’处的曲率中心半径沿法向平行，向心力方向沿曲率中心半径方向平行，向心力方向与线速度方向成直角；以J’J”为过流断面上所在平面上的过点C”、J”、J’的壁面对数螺线的倾斜角与点Q”和Q’处的流线倾斜角相等，且过点C”、J”、J’、Q”、Q’流线切线平行，且过点C”、J”、J’、Q”、Q’流线曲率中心半径方向平行；雾滴由点Q处与对数螺线流线C56分离，等压线（167）为雾滴的离线等压线，对数螺线流线B56上的点Q”的压强与点Q的压强相等，两点线速度方向旋转对称，线速度大小相等，对数螺线流线B56上携带的与点Q处所分离的半径相等的雾滴于点Q”处分离，雾滴的离场等压线半径为离线等压线半径的cos(A)倍可参见图13（本图点Q位置相当于图13的点Q₁处），点Q处和点Q”处沿同一等压线（167）分离同半径雾滴，分离后的同半径雾滴沿等压线（167）半径cos(A)倍的等压线做圆周运动至内螺壁上T’点对数螺线曲率1/ cos(A) 的点或内螺壁上T’点极径cos(A)倍的点附近着壁，而气流继续沿流线C56运动到点Q’处，点Q’处可有半径更小的雾滴沿等压线（96）分离。

图12是本发明中顺、逆时针旋向的旋转角度和方向对比示意图，CW为顺时针、CCW为逆时针。

图13是本发明中加速分离区内雾滴质点水平运动的受力分析示意图，螺卷壳为局部截取以简化明义，受力分析采用平行四边形定则，向心力和切向力为分力，分力均沿流线的切向和法向，切向和法向夹角均为直角故平行四边形为矩形，合力方向指向沿流线运动去向的点，线速度与切向力同向；雾滴质点随气流运动到点Q₁处向心力与气流阻力平衡，雾滴质点由点Q₁处与气流流线分离，等压面（67）为雾滴质点的离线等压面，等压面（116）为雾滴质点的离场等压面，雾滴质点由点Q₁处沿加速流线（56）上Q₁点曲率圆的切线方向（68）运动到等压面（116）上的点Q₂处，再沿等压面（116）作由点Q₂过点Q₄的圆周运动直至G₂点着壁，而气流由点Q₁处继续沿流线（56）作对数螺线轨迹的涡旋运动，顺次经过流线（56）上的点Q₃点Q₅；图中点Q₂的极径Q₂O等于Q₁I₁，Q₁I₁即R_θ（165），Q₁I₁等于雾滴的向心力平衡曲率半径R_平衡，Q₂O等于R_平衡，Q₁O为极径P_θ，极径P_θ=R_θ/cos(A) =R_平衡/cos(A)，Q₂O作为等压面（116）的极径P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}，P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}=cos(A)P_θ，P_{θ–In[cos(A)]/tan(A)}= R_θ=R_平衡，由图11中过同切向过流断面的相似流线曲率半径的平行关系可知过点Q₂的对数螺线流线曲率半径与点Q₃的曲率半径Q₃I₂平行，点Q₂的曲率中心在OI₂延长线上，过点Q₂的流线曲率半径等于cos(A) R_平衡而流线曲率等于1/[cos(A) R_平衡]，点G₂是点Q₂的旋转对称点，内螺壁G₂点的对数螺线曲率半径与过点Q₂的对数螺线流线曲率半径相等，为保证雾滴Q₁点离线后可以着壁，须加速分离区沿正旋向长过G2点，而加速分离区内螺壁对数螺线上正旋向长过G2点的曲率均大于G2点曲率，G2点对数螺线曲率等于1/[cos(A) R_平衡]即等于雾滴的向心力平衡曲率1/R_平衡的1/cos(A)；此处说明：对数螺线的曲率是时时变化的，对数螺线适用曲率折算成极径小于雾滴的向心力平衡曲率半径，而对数螺线弧的曲率是周期性变化的，对数螺线弧只适用等角圆周弧的曲率或曲率半径折算成等角圆周弧对应等分极角的两边极径，不适用等角圆周弧内的极径的折算。

图14是图13中H-H的放大图。

图15是本发明中螺卷单元以相交方式水平连接的直行并联的结构水平投影示意图，图中中间螺卷单元轴向断面（1303）与左侧相邻螺卷单元入口宽度边线水平投影线（443）所在入口平面构成共平面S，共平面S与自身入口宽度边线水平投影线所在入口平面夹角λ（1302），λ=π。

图16是本发明中螺卷单元以相隔方式水平连接的凸弧形并联的结构水平投影示意图，图中中间螺卷单元轴向断面（1303）与左侧相邻螺卷单元入口宽度边线水平投影线所在入口平面构成共平面S，共平面S与自身入口宽度边线水平投影线（443）所在入口平面夹角λ（1302），π＜λ≤3π/2。

图17是本发明中5字型隔板的螺卷单元以相切方式水平连接的平板面多层并联的层水平互相投影重合的螺卷式除雾除湿装置的正视图。

图18是图17中包括的5字型隔板的螺卷单元以相切方式水平连接的平板面多层并联的层水平互相投影重合的螺卷式除雾除湿装置的俯视图。

图19是图17中包括的5字型隔板的螺卷单元以相切方式水平连接的平板面多层并联的层水平互相投影重合的螺卷式除雾除湿装置的侧视图。

图20是本发明中角型隔板的螺卷单元直列以相切方式连接的凸弧面多列并联的列竖面互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的立体图。

图21是图20中包括的角型隔板的螺卷单元直列以相切方式连接的凸弧面多列并联的列竖面互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的俯视图。

图22是本发明中角型隔板的螺卷单元以相切方式连接的凸弧面多层并联的层水平互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的立体图。

图23是图22中包括的角型隔板的螺卷单元以相切方式连接的凸弧面多层并联的层水平互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的俯视图。

图24是本发明中5字型隔板的螺卷单元以相切方式连接的平板面多层并联的层水平互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的立体图。

图25是图24中包括的5字型隔板的螺卷单元以相切方式连接的平板面多层并联的层水平互相投影错位的螺卷式除雾除湿装置的俯视图。

图26是本发明中螺卷单元的加速分离区内置单臂涡旋体的结构水平投影示意图。

图27是本发明中螺卷单元的涡流区内置通长单臂涡旋体的结构水平投影示意图。

图28是本发明中对数螺线弧和对数螺线的区别对比示意图。

图29是本发明中螺卷式除雾除湿装置的一个具体实施方式实施例2：有底无盖的角型隔板外进风圆筒形多层并联的立体图。

图30是图29中包括的实施例2有底无盖的角型隔板外进风圆筒形多层并联的正视图，其侧视图与正视图相同。

图31是图30中T-T的水平剖视图。

图32是图31中H’-H’的放大图。

图33是图29中包括的实施例2有底无盖的角型隔板外进风圆筒形多层并联的俯视图。

附图中：1：螺卷壳；2：螺卷盖；3：螺卷底；4：盖螺眼；5：底螺眼；6：螺眼圆；7：螺眼圆半径P_φ；8：螺心；9：螺眼区；10：螺心轴；11：内螺壁；12：外螺壁；13：外螺壁的外端边线；14：内螺壁外端边线；15：外端凸弧线；16：外端凸弧壁；17：内端凸弧线；18：外螺壁内端边线；19：内螺壁内端边线；20：内端凸弧壁；21：外螺壁外端极径P’₀；22：螺卷壳外端圆；23：左旋螺心轴右向；24：左旋螺心轴左向；25：左旋螺心轴前向；26：左旋螺心轴后向；27：右旋螺心轴左向；28：右旋螺心轴右向；29：右旋螺心轴前向；30：右旋螺心轴后向；31：正旋方向；32：倾斜角A；33：外螺壁和内螺壁对数螺线的夹角α；34：极角变量θ；35：内螺壁对数螺线；36：极角θ的极径P_θ；37：内螺壁外端极径P₀；38：外螺壁对数螺线；39：外螺壁内端极径P’_φ；40：外端凸弧线的弦长L’₀；41：内端凸弧线的弦长L’_φ；42：θ角处两螺壁厚度L’_θ；43：外螺壁2π边线；44：螺卷单元入口；45：螺卷单元入口宽度为L₀；46：外螺壁2π边线极径P’_2π；47：螺卷盖或螺卷底的外轮廓线； 48：涡流区；49：螺眼区边圆面；50：加速分离区；51：减速分离区；52：加速分离区的两螺壁夹角2π–α，弧B”B；53：加速分离区末端内螺壁φ–2π边线；54：加速分离区末端轴向断面宽度L_φ–2π；55：切向过流断面的水平边长即宽度L_θ；56：加速流线；57：加速流线与内螺壁对数螺线夹角β，弧GG’，等压线GG’；58：加速流线上G点极径P^β ₀；59：内螺壁对数螺线β角极径P_β；60：加速流线极角变量θ+β，弧FF’，等压线FF’；61：加速流线上J点极径P^β _θ；62：内螺壁对数螺线θ+β角极径P_θ+β；63：加速流线上点Q₁的曲率中心I₁；64：内螺壁对数螺线上与加速流线上点Q₁的旋转对称点G₁；65：加速流线B56上点Q”的曲率半径R_θ，线段Q”I；66：加速流线上点的曲率半径与极径夹角A；67：加速流线上点Q₁处等压面，雾滴质点的离线等压面；68：加速流线上线速度v_θ及方向，加速流线上切向力；69：流线C56上的点Q’；70：螺卷壳外端圆切线；71：图13的局部放大位置H-H；72：内螺壁内端边线在外螺壁内端延长线上的旋转对称点Z；73：内螺壁外端边线在外螺壁上的旋转对称点Z’；74：内螺壁外端边线在外螺壁外端延长线上的旋转对称点Z”；75：加速流线上θ角点J；76：内螺壁上θ角点J’；77：外螺壁上θ角点C”；78：外螺壁上θ+2π角点J”；79：加速流线上G点在内螺壁上的旋转对称点G’； 80：加速流线末端过流断面上点K，涡流区内的一条对数螺线流线在K点分为前段和后段，前段为加速分离区流线简称加速流线，后段为减速分离区流线简称减速流线；81：内螺壁2π–α边线投影点B；82：J点等压线0角点F，J点等压线涡流区入口点F，弧FF’端点F；83：外螺壁外端边线投影点C’；84：内螺壁外端边线投影点C；85：加速流线上0角点G；86：内螺壁2π边线投影点B’；87：流线C56上点Q；88：外螺壁内端边线投影点D；89：内螺壁内端边线投影点D’；90：流线B56上的点Q”；94：外螺壁J”点曲率圆圆心I’； 95：等压线着壁点T”，点Q’在内螺壁上的旋转对称点T”；96：Q’点等压线；97：J’点等压线；98：等压线FF’全长线；99：等压线GG’全长线；100：点Q”处等压线的切线；101：盖上隔板；102：底下隔板；103：槽型隔板的竖板；104：B-B剖面线；105：C-C剖面线；106：D-D剖面线；107：加速流线上的点Q₁；108：等压面上的点Q₂；109：等压面上的点Q₄；110：加速流线上的点Q₅；111：加速流线上的点Q₃；112：等压面着壁点G₂，点Q₂在内螺壁上的旋转对称点G₂；113：等压面着壁点G₃，点Q₃在内螺壁上的旋转对称点G₃；114：Q₁点极径P_θ，线段Q₁O；115：点Q₃处等压面；116：雾滴质点的离场等压面；117：截取加速分离区末端等压面；118：Q₃点曲率半径Q₃I₂；119：Q₃点对数螺线运动向心力；120：Q₁点对数螺线运动合力；121：Q₁点对数螺线运动向心力；122：Q₂点圆周运动向心力；123：Q₂点圆周运动合力；124：Q₃点极径Q₃O；125：螺卷壳截取折线；127：加速分离区第2单臂涡旋体；128：涡流区通长第2单臂涡旋体；129：螺卷壳高度H；130：隔板高度h；131：螺卷单元层间距2h；132：相邻层螺卷单元连接位置；135：Q₃点对数螺线运动合力；156：涡流区对数螺线流线B56；162：相交螺卷壳剩余凸弧壁；163：加速流线上点Q₃的曲率圆圆心I₂；164：等压线着壁点T’，点Q和点Q”在内螺壁上的旋转对称点T’；165：加速流线上Q₁点的曲率半径R_θ，线段Q₁I₁；167：Q点等压线,与Q”点等压线同线；168：Q₃点对数螺线运动切向力，对数螺线运动线速度方向；200：Q₁点等压面切线；201：内端凸弧壁边线；232：涡流区流线倾斜角A；256：涡流区对数螺线流线C56；263：流线B56上Q”点曲率圆圆心I；264：加速流线上J点在内螺壁上的旋转对称点F’，J点等压线着壁点F’，弧FF’端点F’；266：Q₃点曲率半径和极径夹角A；300：Q₂点圆周运动切向力；332：Q₃点对数螺线运动切向力倾斜角A，对数螺线运动线速度倾斜角A；381：螺卷壳外螺壁0至2π区间水平投影线；382：螺卷壳外螺壁2π至φ区间水平投影线；432：Q₁点对数螺线运动切向力倾斜角A，对数螺线运动线速度倾斜角A；433：外螺壁2π边线投影点B”；441：螺卷底或螺卷盖直边；442：螺卷单元入口宽度边线；443：螺卷单元入口宽度边线水平投影线；481：加速分离区末端过流断面投影线；501：第1加速分离区；502：第2加速分离区；511：第1减速分离区；512：第2减速分离区；533：加速分离区末端内螺壁φ–2π边线投影点E；566：减速分离区流线；801：内螺壁4π–α边线投影点T；1001：螺卷单元结构水平投影；1010：螺卷壳第1单臂涡旋体；1011：角型盖上隔板的竖板；1012：角型盖上隔板的水平板；1013：角型隔板的竖板延长板；1014：5字型盖上隔板或底下隔板；1021：角型底下隔板的竖板；1022：角型底下隔板的水平板；1301：相交螺卷单元重合区域；1302：螺卷单元水平并联夹角λ；1303：螺卷单元轴向断面；1305：弧心到共平面S的垂足；1501：弧形并联的弧心或圆形并联的圆心；1502：弧形并联的弧圆周；1503：弧形并联的螺心轴到弧心的半径或圆形并联的螺心轴到圆心的半径；1504：间隔平板；1505：弧形并联或圆形并联的相邻螺心轴的并联圆心角；2001：层间边框；1701：列间边框；2301：圆筒顶部的环形固定边框；2302：圆筒底；2303：环形固定边框圆形出风口；2304：T-T剖面线；2305：图31的局部放大位置H’-H’；2401：对数螺线弧；2402：对数螺线；2403：同弧圆周角的同弧，∠XO’Y和∠XOY为同此弧的圆周角；2404：第1等角圆周弧；∠XO’Y：第1等角圆周弧2404的圆心角σ，弧2403上的圆周角；∠XOY：对数螺线2402的第1等分极角σ，弧2403上的圆周角；∠Y O”X’：第2等角圆周弧圆心角σ；∠YOX’：对数螺线2402的第2等分极角σ，∠Y O”X’和∠YOX’为同弧圆周角；1A：螺卷单元的层列序号，层自上起，列自左起，第1层第A列；1B：第1层第B列；1C：第1层第C列；2A：第2层第A列；2B：第2层第B列；2C：第2层第C列；2D：第2层第D列；3A：第3层第A列；3B：第3层第B列；3C：第3层第C列。

实施例1：一种去除半径10微米雾滴的除雾除湿装置，如附图1至附图7，本除雾除湿装置为一个螺卷单元，螺卷壳总极角φ=4.5π，r_雾=10微米雾滴的向心力平衡曲率半径R_平衡=(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气=41.25毫米，内螺壁倾斜角A=π/30，倾斜角A与总极角φ的几何关系e^{–2πtan(π/30)} +e^{–4.5πtan(π/30)} =0.74295＜1，内螺壁π/2边线极径为41.25毫米，内螺壁外端极径P₀= P_θe^θtan(A) =P_π/2e^{(π/2)tan(π/30)} =41.25×1.18=48.68毫米， 内螺壁内端极径即螺眼圆半径P_φ=P₀e^–φtan(A)=48.68×e^{–4.5πtan(π/30)}=48.68×0.23=11.20毫米，螺卷壳外端厚度L’₀= P’₀–P₀=P₀(e^αtan(A)–1) ，设L’₀=5毫米，e^αtan(A)–1=5/48.68=0.1027，外螺壁与内螺壁夹角α=In(L’₀/P₀+1)/tan(A)=In(5/48.68+1)/tan(π/30) =0.9303≌53.3°，φ=4.5π=14.137，4π–α=11.636，14.137≥11.636符合φ≥4π–α，螺卷壳内端厚度L’_φ=P’_φ–P_φ=P_φ(e^αtan(A)–1)=11.20×0.1027=1.15毫米，外螺壁外端极径P’₀=P₀e^αtan(A) =48.68×1.1027=53.68毫米，外螺壁内端极径P’_φ=P’₀e^–φtan(A)=P’₀e^{–4.5πtan(π/30)}= 53.68×0.23=12.35毫米，螺卷单元入口宽度L₀=P₀–P’_2π=P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)}) =48.68×(1–e^{(0.9303–2π)tan(π/30)})=20.95毫米，L₀＞P_φ，螺卷壳高度H≥2πP_φ ²/L₀，2πP_φ ²/L₀=2π×11.20²/20.95=37.62毫米，螺卷壳高度H取38毫米，加速分离区末端断面φ–2π=2.5π角，内螺壁2.5π边线的轴向断面即加速分离区末端断面，内螺壁2.5π边线极径P_2.5π=P₀e^{–2.5πtan(π/30)}=48.68×0.428=21.32毫米，加速分离区末端的离场等压面半径即是其内螺壁边线极径，加速分离区末端的离线等压面半径=21.32/ cos(π/30) =21.44毫米，加速分离区末端可去除的雾滴半径r_雾=(3/16) R_平衡ρ_空气/ρ_雾=(3/16) P_2.5πρ_空气/ρ_雾=(3/16) ×21.32×1.293/1000=0.00517毫米=5.17微米，半径5.17微米的雾滴运动到半径21.44毫米的离线等压面时与气流分离于加速分离区末端内螺壁着壁，本装置可去除半径大于5.17微米的雾滴，气流平稳运行后其所携带半径10微米的雾滴在内螺壁π/2边线附近着壁，内螺壁π/2边线极径为半径10微米的雾滴的离场等压面半径，半径10微米雾滴的向心力平衡曲率半径等于内螺壁π/2边线极径R_平衡=P_π/2=41.25毫米，内螺壁π/2边线曲率1/R_π/2=1/[cos(A)×P_π/2]=1/[cos(π/30)×0.04125]=24.376, 雾滴的向心力平衡曲率1/R_平衡=1/0.04125=24.242, 1/R_π/2: 1/R_平衡=1/[cos(π/30)×0.04125]: [1/0.04125]=1/cos(π/30)内螺壁π/2边线曲率是雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(π/30)， 半径10微米雾滴的离线等压面半径=41.25/ cos(π/30)=41.48毫米，离线等压面半径小于内螺壁外端极径说明雾滴可进入螺卷壳分离，内螺壁π/2边线距加速分离区末端尚有2π的旋角，内螺壁π/2边线至加速分离区末端的曲率均大于内螺壁π/2边线曲率符合加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(A)，因此可以保证半径10微米的雾滴的去除效果，还包括去除半径大于10微米的雾滴；过流面积为两螺眼面积之和2πP_φ ²=2π×11.20²=788.16平方毫米；设室温大气压C=101325Pa，室温t₀=25℃，螺卷单元入口风速v₀=3m/s，则0℃大气压强p₀=92824.59 Pa，加速分离区末端流速v_θ+ε=v_θe^εtan(A)，θ=0，ε=2.5π，e^εtan(A)=e^{2.5πtan(π/30)}=2.283，v_末=6.85m/s，螺卷壳入口与加速分离区末端的计算温差t₀–t_末=(273/2)ρ_空气(e^2εtan(A)–1) v₀ ²/p₀=(273/2)×1.293×(e^{2×2.5πtan(π/30)}–1)× 3²/92824.59=0.07209℃，t_末=24.92791℃，使用时实际温差受气流流速、气流含水量、气流动力压差、气流温度、环境温度等综合影响需实际测量综合温差，本实施例装置可由入口处设置固定边框。

实施例2：一种去除半径大于1微米雾滴的有底无盖的角型隔板外进风圆筒形多层并联的除雾除湿装置，筒中积水由筒底部各螺卷单元涡流区反向排出，如附图29至附图33；本实施例装置包括圆筒顶部的环形固定边框、圆筒、圆筒底，其中环形固定边框中央开圆形出风口，其中圆筒包括8层外进风圆形并联，每层外进风圆形并联包括30个螺卷单元相切并联，并联夹角λ=168°，圆筒最上层螺卷单元盖上隔板为角型凹弧形盖上隔板，相邻的角型凹弧形盖上隔板水平连为环形一体，环形固定边框与最上层盖上隔板连成的环形一体同心并与环形一体上边相连，圆筒最下层螺卷单元底下隔板为角型凹弧形底下隔板，相邻的角型凹弧形底下隔板水平连为环形一体，圆筒底与最下层底下隔板连成的环形一体同心同半径并与环形一体下边相连，圆筒中间层为角型隔板对连一体的槽型隔板，槽型隔板水平连为环形一体，各层螺卷单元互为投影，各层隔板的水平板互为投影，各层隔板的竖板互为投影，螺卷壳总极角φ=4π，r_雾=1微米雾滴的向心力平衡曲率半径R_平衡=(16/3)r_雾ρ_雾/ρ_空气=4.125毫米，半径大于1微米雾滴的向心力平衡曲率半径大于4.125毫米，内螺壁倾斜角A=0.1152≌6.6°，倾斜角A与总极角φ的几何关系e^{–2πtan(0.1152)} +e^{–4πtan(0.1152)} =0.7169＜1，内螺壁外端极径为P₀=8.54毫米，内螺壁内端极径即螺眼圆半径P_φ=P₀e^–φtan(A)=8.54×e^{–4πtan(0.1152)}=8.54×0.234=1.998毫米，螺卷壳外端厚度L’₀= P’₀–P₀=P₀(e^αtan(A)–1) ，设L’₀=1.7毫米，e^αtan(A)–1=1.7/8.54=0.199，外螺壁与内螺壁夹角α=In(L’₀/P₀+1)/tan(A)=In(1.7/8.54+1)/tan(0.1152)=1.568≌89.87°，φ=4π=12.566，4π–α=10.998，12.566≥10.998符合φ≥4π–α，螺卷壳内端厚度L’_φ=P’_φ–P_φ=P_φ(e^αtan(A)–1)=2×0.199=0.398毫米，外螺壁外端极径P’₀=P₀e^αtan(A) =8.54×1.199=10.239毫米，外螺壁内端极径P’_φ=P’₀e^–φtan(A)=10.239×e^{–4πtan(0.1152)}=10.239×0.234=2.396毫米，螺卷单元入口宽度L₀=P₀–P’_2π=P₀(1–e^{(α–2π)tan(A)})=8.56×(1–e^{(1.568–2π)tan(0.1152)})=8.56×0.4205=3.599毫米，L₀＞P_φ，螺卷壳高度H≥2πP_φ ²/L₀，2πP_φ ²/L₀=2π×1.998²/3.599=6.969毫米，螺卷壳高度H取10毫米，角型隔板的竖板高度 h≥π^1/2P_φ=π^1/2×1.998=3.541毫米，角型隔板的竖板高度h取4毫米，螺卷单元角型隔板竖板的水平投影线为5字形线下部曲线相切的凹弧线且各单元凹弧线连接成圆，角型隔板竖板向5字形线左向取厚度，槽形隔板的竖板高度2h为8毫米，加速分离区末端断面φ–2π=2π角，内螺壁2π边线的轴向断面即加速分离区末端断面，内螺壁2π边线的轴向断面宽度L_φ–2π=P_φ–2π–P’_φ=P₀e^–φtan(A)(e^2πtan(A)–e^αtan(A))=8.54×e^{–4πtan(0.1152)}×(e^{2πtan(0.1152)}–e^{1.568tan(0.1152)}) =1.736毫米，因底螺眼受风压推动即时排出螺卷底积水所以加速分离区末端断面处积水膜较薄不会堵塞，加速分离区末端内螺壁2π边线极径P_2π=P₀e^{–2πtan(0.1152)}= 8.54×0.483=4.125毫米，半径1微米雾滴的向心力平衡曲率半径R_平衡=P_2π=4.125毫米，本装置刚好可去除半径大于1微米的雾滴，气流平稳运行后其所携带半径1微米的雾滴在螺卷单元内螺壁2π边线附近着壁，半径大于1微米的雾滴在内螺壁2π边线之前着壁，过内螺壁2π边线对数螺线曲率1/R_2π=1/[cos(A)×P_2π]=1/[cos(0.1152)×0.004125]=244.04，半径1微米的雾滴的向心力平衡曲率1/R_平衡=1/0.004125=242.42，1/R_2π: 1/R_平衡=1/[cos(0.1152)×0.004125]: [1/0.004125]=1/cos(0.1152) 内螺壁π/2边线处对数螺线曲率是半径1微米雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(0.1152)，因此内螺壁2π边线处对数螺线曲率大于半径大于1微米的雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(0.1152)符合加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(A)；螺卷单元的过流面积为两螺眼面积之和2πP_φ ²=2π×1.998²=25.08平方毫米，240个并联螺卷单元的总过流面积=240×25.08=6019.80平方毫米，环形固定边框的圆形出风口过流面积不小于并联螺卷单元的总过流面积，环形固定边框的圆形出风口的半径≥(6019.80/π)^1/2=43.77毫米，该环形固定边框出风口的半径取50毫米；并联夹角λ=168°=168π/180= 2.932，圆形并联的相邻螺心轴的并联圆心角为π–λ，相邻两螺心轴距离的一半与螺心轴到圆形并联圆心半径的比值为sin[(π–λ)/2]，螺心轴到圆形并联圆心的半径=(P’₀ + P’_π)/2/sin[(π–λ)/2]=(P’₀ + P’_π)/[2cos(λ/2)]=10.239(1+e^{–πtan(0.1152)})/ [2cos(2.932/2)]=82.97毫米；

设室温大气压C=101325Pa，室温t₀=25℃，螺卷单元入口风速v₀=3m/s，则0℃大气压强p₀=92824.59 Pa，加速分离区末端流速v_θ+ε=v_θe^εtan(A)，θ=0，ε=2π，e^εtan(A)=e^{2πtan(0.1152)}=2.069，v_末=6.21m/s，螺卷壳入口与加速分离区末端的计算温差t₀–t_末=(273/2)ρ_空气(e^2εtan(A)–1) v₀ ²/p₀=(273/2)×1.293×(e^{2×2πtan(0.1152)}–1)× 3²/92824.59=0.05614℃，t_末=24.94386℃，使用时实际温差受气流流速、气流含水量、气流动力压差、气流温度、环境温度等综合影响需实际测量综合温差。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：包括至少一个螺卷单元，每个螺卷单元由螺卷壳（1）、螺卷盖（2）、螺卷底（3）构成；

螺卷壳为一个绕螺心轴（10）水平向内旋转卷曲的等高单臂涡旋体，单臂涡旋体由内螺壁（11）、外螺壁（12）、外端凸弧壁（16）、内端凸弧壁（20）围成，单臂涡旋体面向螺心轴的壁面为内螺壁，背向螺心轴的壁面为外螺壁，内螺壁的曲率增大方向为正旋方向，单臂涡旋体的外端由外端凸弧壁与内螺壁相切与外螺壁相交，单臂涡旋体的内端由内端凸弧壁与外螺壁相切与内螺壁相交，外螺壁的水平投影曲线和内螺壁的水平投影曲线包括两条同旋向相似的对数螺线，外螺壁对数螺线（38）和内螺壁对数螺线（35）同极点、共总极角φ、倾斜角A（32）相等，两条对数螺线的倾斜率均为–tan(A)，两条对数螺线的水平夹角为α（33），外螺壁对数螺线和内螺壁对数螺线的相似比为e^αtan(A)，单臂涡旋体的厚度为其轴向断面宽度，螺心轴上的点为螺心（8），对数螺线的极点即螺心，单臂涡旋体旋转卷曲总极角为φ，φ≥4π–α，外螺壁的外端边线（13）平行于螺心轴，外螺壁的外端边线是外螺壁与外端凸弧壁的相交线，外螺壁的外端边线到螺心轴的距离为外螺壁外端极径P’₀（21），P’₀的极角为0，外螺壁的内端边线（18）平行于螺心轴，外螺壁的内端边线是外螺壁与内端凸弧壁的相切线，外螺壁的内端边线到螺心轴的距离为外螺壁内端极径P’_φ（39），P’_φ的极角为φ，以螺心为圆心以外螺壁外端极径为半径的圆为螺卷壳外端圆（22），内螺壁的外端边线（14）平行于螺心轴，内螺壁的外端边线是内螺壁与外端凸弧壁的相切线，内螺壁的外端边线到螺心轴的距离为内螺壁外端极径P₀（37），P₀的极角为0，内螺壁的内端边线（19）平行于螺心轴，内螺壁的内端边线是内螺壁与内端凸弧壁的相交线，内螺壁的内端边线到螺心轴的距离为内螺壁内端极径P_φ（7），P_φ的极角为φ，以螺心为圆心以内螺壁内端极径为半径的圆为螺眼圆（6），螺眼圆与螺卷壳外端圆是同心圆，单臂涡旋体自螺卷壳外端圆水平旋转卷曲至螺眼圆，内螺壁外端边线和外螺壁2π边线（43）之间形成的轴向断面为螺卷单元入口（44），螺卷盖为单臂涡旋体上水平面的盖，螺卷盖开圆孔为盖螺眼（4），盖螺眼圆为螺眼圆在螺卷盖上的投影，螺卷底为单臂涡旋体下水平面的底，螺卷底开圆孔为底螺眼（5），底螺眼圆为螺眼圆在螺卷底上的投影，盖螺眼与底螺眼之间的圆柱形空间为螺眼区（9），盖螺眼和底螺眼为螺卷单元的出口，螺卷盖和螺卷底互为水平投影，螺卷盖或螺卷底的水平投影外轮廓线（47）由外端凸弧壁的水平投影线、外螺壁自0旋转至2π的水平投影线和螺卷单元入口宽度边线（442）的水平投影线连成，螺卷壳、螺卷盖和螺卷底围成螺卷单元，螺卷单元由入口至螺眼区形成空间为涡流区（48），涡流区内双侧螺壁面围成空间为加速分离区（50），加速分离区两侧螺壁面相似、倾斜角相同，加速分离区的切向过流断面宽度为加速分离区轴向断面上两侧螺壁边线的极径差，涡流区内单侧螺壁面围成空间为减速分离区（51），加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于雾滴的向心力平衡曲率的1/cos(A)；

螺卷单元与外部气流连通包括由入口和出口直接与外部气流连通或在螺卷单元外壳上入口和出口之间的外围空间设置盖上隔板（101）和底下隔板（102）与外部气流连通，气流携带雾滴由入口倾斜进入螺卷单元并沿涡流区绕螺心轴水平等高涡旋运动而形成涡旋流场，涡旋流场中过流断面减小而流速增加，流速增加而压强减小，压强减小而温度降低，加速分离区中气流携带雾滴作倾斜率为-tan(A)的对数螺线流线运动，对数螺线流线相似成簇，对数螺线流线簇上的曲率相同点形成弧形等压面，沿流线簇收缩方向的弧形等压面同轴且曲率渐大，弧形等压面的曲率是其所经过的对数螺线流线曲率的cos(A)倍，压强随弧形等压面的曲率增大而减小，与雾滴向心力平衡的弧形等压面包括其曲率与雾滴向心力平衡曲率相等的离场等压面和其曲率与雾滴向心力平衡曲率的cos(A)倍相等的离线等压面，离线等压面的压强大于离场等压面的压强，雾滴先倾斜经过离线等压面时其向心力平衡曲率与气流流线曲率相同而向心力平衡，向心力平衡后雾滴沿气流流线切线方向与气流流线分离，分离后的雾滴切向进入离场等压面并沿离场等压面作圆周运动至撞上内螺壁脱离流场，不同半径的雾滴连续经过与其向心力倾斜平衡的离线等压面和与其向心力垂直平衡的离场等压面时运动状态由有倾斜角的涡旋运动转变为无倾斜角的圆周运动而后撞上内螺壁实现除雾，除雾过程中压强减小温度降低使水蒸气向雾滴凝结而湿度降低，水蒸气凝结后随雾滴被去除而实现除湿，除雾除湿后的气流沿涡流区继续作涡旋运动，经减速分离区和螺眼区旋转后由盖螺眼和底螺眼排出，撞壁的雾滴汇聚成液膜，液膜受重力作用沿壁流向螺卷底，气流推动螺卷底上的液膜由底螺眼排出螺卷单元。

2.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：包括多个螺卷单元，多个螺卷单元并联为一体。

3.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的倾斜角A，倾斜角A的最小值与总极角φ的几何关系为1＞e^–2πtan(A)+e^–φtan(A)，倾斜角A的最大值小于π/4。

4.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的两条相似对数螺线的水平夹角α，0＜α＜2π。

5.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的螺卷单元入口，其宽度大于等于螺眼圆半径。

6.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的等高单臂涡旋体，其高度大于等于螺眼圆半径的2πe^–φtan(A)/(1–e^{(α–2π)tan(A)})倍，即H≥2πP_φe^–φtan(A)/(1–e^{(α–2π)tan(A)})，H为螺卷壳高度。

7.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述在螺卷单元外壳上入口和出口之间的外围空间设置盖上隔板和底下隔板与外部气流连通，盖上隔板和底下隔板包括5字型隔板、角型隔板，其中角型隔板由竖板和水平板连成直角L形，同高的角型底下隔板的竖板下边和角型盖上隔板的竖板上边对连成槽型隔板。

8.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的加速分离区中不同半径的雾滴连续经过与其向心力倾斜平衡的离线等压面和与其向心力垂直平衡的离场等压面，加速分离区内螺壁对数螺线上至少有一个点的曲率大于不同半径雾滴的向心力平衡曲率最大值的1/cos(A)。

9.根据权利要求2所述的多个螺卷单元，其特征在于：所述的多个螺卷单元并联为一体，多个螺卷单元并联形式包括：单层并联、多层并联、直列并联、多列并联。

10.根据权利要求9所述的多个螺卷单元并联为一体，其特征在于：所述的单层并联形式包括：直行并联、凹弧形并联、凸弧形并联、外进风圆形并联、内进风圆形并联。

11.根据权利要求9所述的多个螺卷单元并联为一体，其特征在于：所述的多层并联形式包括：平板面多层并联、凹弧面多层并联、凸弧面多层并联、外进风圆筒形多层并联、内进风圆筒形多层并联。

12.根据权利要求9所述的多个螺卷单元并联为一体，其特征在于：所述的多列并联形式包括：平板面多列并联、凹弧面多列并联、凸弧面多列并联、外进风圆筒形多列并联、内进风圆筒形多列并联。

13.根据权利要求2所述的多个螺卷单元，其特征在于：所述的多个螺卷单元并联为一体，其中水平相邻螺卷单元的连接方式包括：相切连接、相交连接、相隔连接。

14.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的加速分离区还包括内置至少一个与其内螺壁倾斜角相等的单臂涡旋体，内置单臂涡旋体将加速分离区分隔为多个子加速分离区。

15.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的涡流区还包括内置至少一个与其内螺壁倾斜角相等的通长单臂涡旋体，内置通长单臂涡旋体将涡流区分隔为多个子涡流区。

16.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的单臂涡旋体外螺壁的水平投影曲线和内螺壁的水平投影曲线还包括两条相似的对数螺线弧。

17.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的单臂涡旋体外螺壁的水平投影曲线和内螺壁的水平投影曲线还包括对数螺线和与对数螺线等距的曲线。

18.根据权利要求1所述的一种螺卷式除雾除湿装置，其特征在于：所述的单臂涡旋体外螺壁的水平投影曲线和内螺壁的水平投影曲线还包括对数螺线弧和与对数螺线弧等距的曲线。

19.根据权利要求7所述的螺卷单元与外部气流连通包括由入口和出口间设置盖上隔板和底下隔板与外部气流连通，其特征在于：5字型隔板和角型隔板竖板的高度大于等于螺眼圆半径的π^1/2倍，h为5字型隔板和角型隔板竖板高度，h≥π^1/2P_φ，槽型隔板的竖板高度为2h。

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