Пристрій для дистиляції солоної води

Реферат: Винахід належить до конструкції пристроїв для очищення та знесолення води, зокрема дистилюванням або випаровуванням. Пристрій може бути застосований для очищення та знесолення солоної та/або забрудненої води у багатьох галузях промисловості та комунальному господарстві Відповідно до винаходу пристрій для дистиляції солоної води включає корпус з кришкою з отворами для подачі підігрітого повітря та солоної води, патрубки для часткового випуску вологого повітря та відпрацьованого повітря, всередині якого встановлено теплопровідні поверхні, а також збірник дистильованої води, при цьому теплопровідні поверхні виконано у вигляді внутрішньої теплопровідної труби з отворами зверху і знизу у вигляді сектора на протилежних стінках, всередині якої співвісно встановлена з зазором сітчаста водопроникна циліндрична перегородка, а на дні корпусу встановлено дренажні ємності для збору та відведення солоної води. UA 111545 C2 (12) UA 111545 C2 UA 111545 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до конструкції пристроїв для очищення та знесолення води, зокрема дистилюванням або випаровуванням. Пристрій може бути застосований для очищення та знесолення солоної та/або забрудненої води у багатьох галузях промисловості та комунальному господарстві. Відомий опріснювач води [Патент України 9508 А, МПК C02F 1/04, 1996 p.], який включає регенеративний побічно-випарний теплообмінник з патрубками входу, виходу основного та допоміжного потоків повітря, повітряний теплообмінник з патрубками входу та виходу допоміжного і патрубками входу та виходу основного потоків повітря, нагрівач повітря, теплообмінник, сорбційний осушувач-нагрівач та нагрівач-конденсатор і два теплообмінні контури із зворотними клапанами та спільним насосом і магістраллю, яка з'єднана з нагрівачемконденсатором. Один з теплообмінних контурів обладнаний повітряним теплообмінником і з'єднаний з сорбційним осушувачем-нагрівачем та нагрівачем-конденсатором. Другий теплообмінний контур з'єднаний з теплообмінником та нагрівачем-конденсатором. Нагрівач конденсатор обладнаний збірником конденсату. За прототип вибрано пристрій для дистиляції води [Патент США 8,613,839 МПК (2011) B01D 3/00, 2011 p.], який включає корпус з трьома отворами в кришці для повітряних потоків в різних напрямках, а також з вихідним патрубком для відпрацьованого потоку повітря в нижній частині бокової стінки. Всередині корпуса встановлено дві вертикальні паралельні теплопровідні поверхні, які приєднані до кришки, одна з яких конденсаційна і з'єднана з дном корпуса, а інша вкорочена, з двома повітряними отворами. На дні корпуса між конденсаційною теплопровідною пластиною та боковою стінкою корпуса встановлено збірник конденсату. Поза корпусом над кришкою встановлено вентилятор з вхідним та вихідним патрубками, а також патрубок часткового відбору насиченого повітря для скидання в атмосферу. У відомих пристроях при збільшенні швидкості повітря відбувається відрив течії солоної води від стінок внутрішньої теплопровідної труби, що обмежує продуктивність пристрою. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою для дистиляції солоної води, в якому в результаті виконання теплопровідних поверхонь у вигляді внутрішньої теплопровідної труби, всередині якої співвісно встановлено сітчасту водопроникну циліндричну перегородку, забезпечується уникнення відриву потоку солоної води від стінок внутрішньої теплопровідної труби при підвищення швидкості повітря в ній і за рахунок цього підвищується продуктивність процесу дистиляції води. Поставлена задача вирішена завдяки тому, що в пристрої для дистиляції солоної води, який включає корпус з кришкою з отворами для подачі підігрітого повітря та солоної води, патрубки для часткового випуску вологого повітря та відпрацьованого повітря, всередині якого встановлено теплопровідні поверхні, а також пристрій для збору та відведення дистильованої води, згідно з винаходом, теплопровідні поверхні виконано у вигляді внутрішньої теплопровідної труби з отворами зверху і знизу у вигляді сектора на протилежних стінках, всередині якої співвісно з зазором встановлена сітчаста циліндрична водопроникна перегородка, а на дні корпусу виконано дренажні ємності збору і відведення солоної води. Додатковою ознакою є те, що зазор між сітчастою водопроникною циліндричною перегородкою та внутрішньою теплопровідною трубою дорівнює 1…15 % від діаметра внутрішньої теплопровідної труби. Відмінні ознаки дозволяють уникнути відриву потоку солоної води від стінки внутрішньої теплопровідної труби тому, що циліндрична водопроникна перегородка утримує течію солоної води біля стінки внутрішньої теплопровідної труби, що забезпечує можливість підвищення швидкості повітря у внутрішній теплопровідній трубі і, відповідно, продуктивності процесу дистиляції води. Запропонований пристрій зображений на кресленні. Пристрій включає корпус 1 з кришкою 2, в якій виконано отвір для подачі гарячого повітря 3 та отвір для подачі солоної води 4. У верхній частині корпусу встановлений патрубок 5 і вентиль 6 для часткового випуску вологого повітря. У нижній частині корпусу встановлений вихідний патрубок 7 і вентиль 8 для відводу відпрацьованого повітря з пристрою. Всередині корпусу співвісно встановлена внутрішня теплопровідна труба 9, приєднана до кришки, всередині якої встановлено з зазором сітчаста водопроникна циліндрична перегородка 10. Зазор між водопроникною циліндричною перегородкою 10 та внутрішньою теплопровідною трубою 9 створює кільцевий канал, який дорівнює 1…15 % від діаметра внутрішньої теплопровідної труби. Зовнішня стінка внутрішньої теплопровідної труби 9 утворює з внутрішньою стінкою корпусу 1 - сухий канал, а протилежна внутрішня стінка корпусу 1 та протилежна зовнішня стінка внутрішньої теплопровідної труби 9 - канал конденсації. Всередині внутрішньої теплопровідної труби розміщений вологий канал. У верхньому та нижньому кінцях внутрішньої 1 UA 111545 C2 5 10 15 20 25 теплопровідної труби 9 на протилежних стінках виконано отвори у вигляді сектору. На дні корпусу виконано дренажні пристрої для збору і відведення води та встановлено збірник солоної води 11, нижче нижнього кінця теплопровідної трубки 9 - для зливу солоної води, а в нижній частині корпусу - збірник конденсату 12 для очищеної води. Пропонований пристрій працює таким чином: Солону воду через отвір подачі солоної води 4 подають в зазор між водопроникною перегородкою 10 та внутрішньою теплопровідною трубою 9. Підігріте повітря подають між стінкою корпусу 1 та зовнішньою стінкою теплопровідної труби 9, де воно передає тепло солоній воді через теплопровідну стінку труби 9 у протитечії по відношенню до руху солоної води. Водопроникна перегородка 10 не дозволяє повітрю відривати поток солоної води від внутрішніх стінок внутрішньої теплопровідної труби 9. Через сітчасту циліндричну водопроникну перегородку 10 солону воду подають у внутрішню теплопровідну трубу 9, де її випаровують, насичуючи водою повітря. Решту солоної води, що не випарилася, збирають у збірник солоної води 11. Насичене вологою повітря частково випускають в атмосферу через вентиль 6, а залишок подають між зовнішньою стінкою теплопровідної труби 9 та корпусом 1, і випускають в атмосферу через вентиль 8. При проходженні каналу насичене повітря охолоджують солоною водою через внутрішню теплопровідну трубу 9, що призводить до конденсації дистильованої води, яку збирають в збірник конденсату 12. В результаті випробувань пристрою встановлено, що без сітчастої циліндричної 3 водопроникної перегородки при збільшенні продуктивності по повітрю більше 1 нм /год. призводило до відриву потоку солоної води від стінки внутрішньої теплопровідної труби. При встановлені сітчастої циліндричної водопроникної установки у всьому дослідженому діапазоні 3 значень продуктивності (до 5 нм /год.) відриву потоку солоної води не було помічено. Таким чином, було встановлено, що використання сітчастої циліндричної водопроникної перегородки суттєво впливає на продуктивність пристрою. Продуктивність пристрою по прісній воді, при 3 збільшені швидкості повітряного потоку з 1 до 5 нм /год., збільшилася в 5 разів. Пропонований пристрій забезпечує безперешкодну подачу солоної води та повітря без обмеження його швидкості у внутрішній теплопровідній трубці, що підвищує продуктивність процесу дистиляції солоної води. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 1. Пристрій для дистиляції солоної води, який включає корпус з кришкою з отворами для подачі підігрітого повітря та солоної води, патрубки для часткового випуску вологого повітря та відпрацьованого повітря, всередині якого встановлено теплопровідні поверхні, а також збірник дистильованої води, який відрізняється тим, що теплопровідні поверхні виконано у вигляді внутрішньої теплопровідної труби з отворами зверху і знизу у вигляді сектора на протилежних стінках, всередині якої співвісно встановлена з зазором сітчаста водопроникна циліндрична перегородка, а на дні корпусу встановлено дренажні ємності для збору та відведення солоної води. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зазор між сітчастою водопроникною циліндричною перегородкою та внутрішньою теплопровідною трубою дорівнює 1…15 % від діаметра внутрішньої теплопровідної труби. 2 UA 111545 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3