Пристрій для конденсації питної води з атмосфери
Номер патенту: 43807
Опубліковано: 17.12.2001
Автори: Швець Дмитро Іванович, Маметьєва Євгенія Георгіївна, Опенько Надія Михайлівна
Формула / Реферат
1.Пристрій для конденсації питної води з атмосфери що включає конденсаційний теплообмінний агрегат у формі багатошарової ячеїстої сітки і водозбірник конденсату, який відрізняється тим, що сітка закріплена на каркасі у вигляді центральної опори з радіальне розміщеними несучими елементами і виконана у формі розташованих навколо опори кількох шарів подвійних полотен, одне з яких оброблене гідрофільними сполуками, а друге - гідрофобними, причому розміри ячейок сітки зменшуються із зменшенням відстані сітки до опори, а водозбірник являє собою установлені під сіткою ємкості і в плані повторює контур сітки.
2.Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що величину ячейки вибирають в межах (0,25 мм ´ 0,25 мм) - (2 мм ´ 2 мм).
3.Пристрій по пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що висота полотна сітки становить 1,8 - 2,0 м, відстань між шарами подвійної сітки - 0,5 - 0,6 м, а кількість шарів – 2 - 6.
4.Пристрій по пп. 1 - 3, який відрізняється тим, що в плані сітка має вигляд симетрично розташованих відносно опори концентричних замкнутих фігур, або має форму спіралі.
5.Пристрій по пп. 1 - 4, який відрізняється тим, що водозбірник виконаний у вигляді жолоба з гнучкого полімерного матеріалу.
Текст
1 Пристрій для конденсації питної води з атмосфери, що включає конденсаційний теплообмінний агрегат у формі багатошарової ячеістої сітки і водозбірник конденсату, який відрізняється тим, що сітка закріплена на каркасі у вигляді центральної опори з радіально розміщеними несучими елементами і виконана у формі розташованих навколо опори кількох шарів подвійних полотен, одне з яких оброблене гідрофільними сполуками, а друге - гідрофобними, причому роз міри ячеиок сітки зменшуються із зменшенням відстані сітки до опори, а водозбірник являє собою установлені під сіткою ємкості і в плані повторює контур сітки 2 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що величину ячейки вибирають в межах (0,25 мм х 0,25 мм) - (2 мм х 2 мм) 3 Пристрій по пп 1 або 2, який відрізняється тим, що висота полотна сітки становить 1,8 - 2,0 м, відстань між шарами подвійної сітки - 0,5 - 0,6 м, а Винахід відноситься до техніки одержання питної води з повітря, зокрема - до конструкції засобів для конденсації водяної пари з атмосферного повітря з використанням методів сорбції Запропонований пристрій може бути використаний для забезпечення населення, експедицій, туристів і т п питною водою в жарких, сухих і безводних місцевостях пустелях, напівпустелях і сухих степах Відома технологія одержання питної води шляхом конденсації водяної пари з нагрітого піску [1] Технологія полягає в тому, що в сухому піску викопують ямку діаметром приблизно 1 м і глибиною 70 см На її дні ставлять посудину для збору води Ямку накривають поліетиленовою плівкою, краї якої засипають піском, а в центр кладуть камінь, під вагою якого плівка прогинається В результаті плівка буде нагріватися сонцем менше, ніж пісок Водяна пара з нагрітого піску буде конденсуватися на більш холодній ПЛІВЦІ І краплини води почнуть стікати в посудину За добу таким способом можна одержати 0,5 л води Недоліком такої технології є низька продуктивність, а також складність утворення ямок у кам'янистих грунтах породах, на стінках печер, в дірчастій гальці, гравм або щебені, на внутрішніх стінках кам'янистих приміщень в ЛІТНІЙ жаркий день Цей процес відомий з давніх часів На цьому принципі базується пристрій для одержання питної води, установлений в м Гібралтар [2] Пристрій являє собою жолобоподібну бетоновану поверхню Нічна роса, що випадає на цю поверхню, стікає в резервуари і після очистки використовується як питна вода Недоліком цього пристрою є мала продуктивність і неможливість використання його в польових умовах ВІДОМІ пристрої для одержання питної води шляхом конденсації водяної пари з повітря [3,4] Такі пристрої малоефективні внаслідок великих габаритів, необхідності наповнення їх газом легшим за повітря для підняття на висоту в кілька кілометрів [3], або внаслідок їх складності і значних затрат енергії, оскільки конструкція пристрою включає холодильні елементи, насос, електричні нагрівачі, холодоагент, холодильну установку або напівпровідникові матеріали [4] Найбільш близьким до заявленого винаходу по технічній суті і результату є пристрій для одержання питної води з приповерхневого шару атмосфери над водою або земною поверхнею за рахунок збору і кристалізації водного аерозолю [5] і ю Горизонтальні і конденсаційні опади (тумани роса) можуть конденсуватися в пористих КІЛЬКІСТЬ шарів - 2 - 6 4 Пристрій по пп 1 - 3, який відрізняється тим, що в плані сітка має вигляд симетрично розташованих відносно опори концентричних замкнутих фігур, або має форму спіралі 5 Пристрій по пп 1 - 4, який відрізняється тим, що водозбірник виконаний у вигляді жолоба з гнучкого полімерного матеріалу О 00 со 43807 Такий пристрій включає конденсаційний теплообмінний агрегат у вигляді багатошарової ячеістої сітки, який входить в склад теплообмінної установки і водозбірник конденсату Як теплообмінну установку використовують природне середовище нижче рівня атмосфери (вода, грунт), оснащене заборним розтрубом Такий пристрій найбільш ефективно працює при інтенсивному набігаючому атмосферному потоці, насиченому водним аерозолем, що можливо при використанні надводного судна, яктеплообмінної установки Пристрій, змонтований на судні типу катамаран чи тримаран, має достатню продуктивність, але не придатний для збору вологи на засушливих землях з відносною вологістю повітря порядку 5% (наприклад, в пустелях) Задача, на вирішення якої направлено винахід, полягає в створенні високоефективного пристрою для накопичення конденсованої води при його контакті з туманом в умовах пустелі Створена для вирішення поставленої задачі конструкція такого пристрою дозволяє одержати технічний результат, який полягає в спрощенні і покращенні економіко-експлуатаційних характеристик пристрою при достатній продуктивності Суть заявленого технічного рішення полягає втому, що у відомому пристрої для конденсації води з повітря, який містить конденсаційний теплообмінний агрегат у формі багатошарової ячеістої сітки і водозбірник конденсату, згідно винаходу, сітка закріплена на каркасі у вигляді центральної опори з радіально розміщеними несучими елементами і виконана у формі розташованих навколо опори кількох шарів (2-6) подвійних полотен, одне з яких оброблене гідрофільними сполуками, а друге гідрофобними Кожен шар сітки має ячейки різної величини, причому розміри ячейок зменшуються із зменшенням відстані від сітки до опори Величину ячейки вибирають в межах (0,25 мм х 0,25 мм) - (2 мм х 2 мм) Сітку можна виготовити із металевого дроту діаметром 0,1-0,5 мм, що забезпечить невелику и вагу і достатню гнучкість Ширина сітки (у змонтованому вигляді - висота) вибирається в межах 1,8-2 м, а відстань між шарами подвійної сітки, необхідна для проходження людей при монтажі пристрою, 0,5-0,6 м Такі розміри оптимальні при транспортуванні пристрою, його монтажі і експлуатації В стаціонарних умовах висота сітки може бути значно більшою В середньому, габарити змонтованого пристрою становлять 2 м х 5 м Водозбірник являє собою установлені під сіткою ємкості і в плані повторює контур СІТКИ Для прискорення монтажу пристрою і зменшення витрат води через випаровування, водозбірник виконують із гнучкого полімерного матеріалу у вигляді глибокого і вузького жолобу Пристрій монтують на місцевості, враховуючи особливості рельєфу Тому в плані сітка може мати вигляд концентричних замкнутих фігур у вигляді кілець, еліпсів, чи взагалі неправильної форми, або у вигляді спіралей довільної форми Якщо дозволяє рельєф місцевості, кут нахилу водозбірника забезпечують в межах 5-10° (по відношенню до горизонту) На фіг 1 схематично зображено пристрій для конденсації питної води у змонтованому стані на місцевості, на фіг 2 показано цей пристрій у плані, на фіг 3 зображено водозбірник конденсату у більшому масштабі, на фіг 4 показано з'єднання окремих ємкостей в одну водозбірну систему Пристрій містить теплообмінний агрегат у формі п'ятишарової ячеістої сітки Кожний шар складається з двох полотен, зовнішнє 1 з яких оброблене гідрофільними сполуками, а внутрішнє 2 - гідрофобними Сітка закріплена на каркасі, який включає центральну трубчату опору 3, заглиблену в грунт, на якій зверху розміщені радіальні несучі елементи 4, виконані з відрізків металевої труби Для забезпечення більшої жорсткості і СТІЙКОСТІ пристрою несучі елементи 4 вставлені у зварну трубчату хрестовину 5, яка закріплена зверху на опорі Шари сітки у плані мають форму п'яти концентричних кілець, симетрично розташованих навколо опори 3 Відстань віж сусідніми кільцями становить приблизно 0,5 м Для фіксації сітки на каркасі у вертикальному положенні служать гачки 6 Ємкості водозбірника конденсату виконані у вигляді п'яти концентрично розташованих кільцевих жолобів 7, встановлених під полотнами 1 і 2 сітки В плані ці жолоби повторюють контури сітки Жолоби 7 водозбірника виготовлені із полімерних матеріалів, наприклад капрону, методом екструзії При монтажі їхні стики герметизуються липкою стрічкою Для зменшення втрат конденсованої води верхні кромки вертикальних стінок жолобів мають внутрішні скоси 8 (фігЗ) Жолоби 7 з'єднані в одну водозбірну систему трубками 9, крайня зовнішня з яких відводить сконденсовану воду у збірну посудину 10, розташовану нижче рівня поверхні землі (фіг 4) Такою посудиною може служити відро, каністра, бутель і т п Висота сітки становить приблизно 2 м Сітку 3 таким розміром зручно монтувати, а також транспортувати Сітка виготовлена з дроту нержавіючої сталі діаметром від 0,1 до 0,5 мм Розміри ячейок сггок різних кільцевих шарів також різні і коливаються від 0,25 мм х 0,25 мм до 2,0 мм х 2,0 мм Перший шар сітки 1 (найближчий до опори) має найменші розміри ячейок і діаметра дроту (0,25 мм х 0,25 мм і 0,1 мм), а останній V (ЗОВНІШНІЙ) - найбільші розміри 2,0 мм х 2,0 мм і 0,5 мм ВІДПОВІДНО Дані, що стосуються розмірів сітки, наведені в таблиці Пристрій працює таким чином Туман, рухаючись на пристрій з любого напрямку, спочатку попадає на зовнішнє 1 полотно сітки і, завдяки гідрофільним сполукам, осідає у ячейках Краплини води, які утворились на дротах ячейки, починають збільшуватись у розмірі до тих пір, поки не доторкнуться до дроту внутрішнього 2 полотна сітки з гідрофобним покриттям Після дотику з цим покриттям краплина зривається з ячейки і по вертикальному дроту стікає у жолоб 7 Таким чином, внутрішнє 2 полотно сітки забезпечує ефект "струшування" краплин води По мірі накопичення вода з усіх кільцевих жолобів через трубки 9 зливається у збірну посудину 10 Запропонований пристрій особливо ефективний при роботі у стаціонарних умовах, наприклад, на метеорологічних станціях, розташованих в пустелі За рахунок збільшення висоти пристрою до 4-5 м з однієї і тієї ж площі можна одержати води у 2 рази більше 43807 Джерела використаної інформації 3 А с СРСР № 1813473, B01D5/00, опубл в Бюл № 7 за 1993 р 4 Патент РФ № 2045978, В01D 5/00, опубл в Бюл №29 за 1995 р 5 А с СРСР № 1798311, C02F 1/14, опубл в Бюл № 8 за 1993 р -прототип 1 В Ф Дерпгольц "Мир воды", Л , Недра, 1979, с 100 2 В В Свиюков "Вода известная и неизвестная", М , Знание, 1987, с 9 Шари сітки Довжина подвійної І Кількість полотен у шарі 2 II Діаметр дроту сітки, Розміри ячейок сітки, СІТКИ, М мм MM X MM 3 0,1 0,25x0,25 2 6 0,2 0,5x0,5 III 2 9,5 0,3 0,75x0,75 IV 2 12,5 0,4 1 х1 V 2 16 0,5 2x2 Фіг. 2 43807 Аид Фіг. З Д Фіг. 4 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for condensation of drinking water from the atmosphere
Автори англійськоюShvets Dmytro Ivanovych, Open'ko Nadia Mykhailivna, Mamet'ieva Yevhenia Heorhiivna
Назва патенту російськоюУстройство для конденсации питьевой воды из атмосферы
Автори російськоюШвец Дмитрий Иванович, Опенько Надежда Михайловна, Маметьева Евгения Георгиевна
МПК / Мітки
МПК: B01D 5/00
Мітки: пристрій, питної, води, конденсації, атмосфери
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-43807-pristrijj-dlya-kondensaci-pitno-vodi-z-atmosferi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для конденсації питної води з атмосфери</a>
Попередній патент: Електрохімічна комірка для амперометричного визначення аміаку в газах
Наступний патент: Спосіб біологічної оцінки комплекції бичків
Випадковий патент: Тепловий акумулятор