Опріснювач з використанням сонячної енергії

Реферат: UA 76638 U UA 76638 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної, харчової, будівельної, сільськогосподарської та іншої промисловості, зокрема до установок для опріснення засоленої і морської води. Відома опріснювальна установка (Б.С. Колычев. Атом утоляет жажду. - М.: Атомиздат, 1970 .) з заморожуванням льоду в бунти, яка утримує насосну станцію для подачі солоної води на бунти, які після замерзання води накриваються теплоізоляційним матеріалом, резервуара прісної води, майданчиків заморожування і накопичування розсолу або майданчиків для його випаровування. Майданчики для заморожування бунтів льоду являють собою басейн глибиною 50-60 см з дном, який має нахил до випускного патрубка. Над дном басейна на висоті 20-30 см розміщується дірчате дно із залізобетонних колесників або дощок укладених на ребро. Дірчате дно дозволяє стікати розсолу і воді з бунта в басейн, а з нього в резервуар прісної води або в накопичувач розсолу. В стінках басейна мають місце вікна, які закриваються, для вентиляції піддренажного простору і подачі теплого повітря для прискорення танення льоду. Над басейном монтуються труби з отворами або форсунками, які забезпечують розподіл і розбризкування солоної води під час заморожування бунта льоду. Недоліком цієї установки є: сезонне використання холоду в зимовий період; низька продуктивність при занятості великої площі; не може бути використана в південних районах, де порівняно коротка зима з низькими температурами. Відомий пристрій для опріснення солоної води в південних районах Середньої Азії (Б.С. Колычев. Атом утоляет жажду. - М.: Атомиздат, 1970.), де нічна температура опускається нижче нуля, а вдень стає плюсовою, запропоновані майданчики для виморожування побудовані терасами. Солону воду заливають на верхній майданчик шаром біля 20 см. Вода, замерзаючи з поверхні віддає сіль нижчележачим шарам. Вдень, коли нагрівається повітря, частину води, яка замерзла і утримує найбільшу кількість солей, зливають на нижній майданчик. Туди ж зливають і першу порцію води талого льоду, яка утримує підвищену кількість солей. Решту частини води талого льоду направляють в резервуар для опрісненої води. Таким чином удається понизити вміст солей у воді з 15 до 0,5 г/л, що для питної води є нормою. 2 Недоліком таких пристроїв є низька продуктивність зняття прісної води з 1 м площі та неможливість використання цього методу в кліматичних умовах України. Відомий також опріснювач морської води по патенту України №43256, опубл. в Бюл. №15 за 2009 p., який утримує вертикально установлену на основі циліндричну шахту, яка забезпечена з внутрішньої сторони, в заглибленні, циліндричною холодильною установкою, розміщеною між двома ізоляційними кільцевими вкладками та нагрівальним пристроєм кільцевої циліндричної форми. При цьому їх внутрішні діаметри відповідають внутрішньому діаметру шахти, в нижній частині якої по периметру розміщені фіксуючі пристрої на яких утримуються циліндричні ємності з днищем, кожне з яких забезпечено центральним патрубком з корковими кранами, середніми патрубками з корковими кранами, крайніми патрубками з корковими кранами та упорами між ними, які по висоті більші за патрубки, а ємності обладнані кришками з отворами по периметру. Недоліком установки є: складність конструкції; значні затрати енергії; значні габаритні розміри. Як найближчий аналог прийнято сонячний опріснювач німецької компанії Produkten twicklung названий Waterkone, який утримує великий конус з прозорого полімеру Makrolon, забезпечений загнутими всередину краями великої основи, з отворами на вершині та корком. При простому конструктивному рішенні прототипу його недоліки не задовольняють широкому втіленню прототипу: конструктивні особливості не дозволяють розміщувати установку на поверхні води; установка може діяти періодично, так як потребує в часі видаляти прісну воду через отвір у вершині конуса; виключається поточний ремонт конуса. Задачею опріснювача з використанням сонячної енергії є зменшення ваги та удосконалення конструкції установки. Поставлена задача вирішується тим, що опріснювач з використанням сонячної енергії утримує прозору куполоподібну оболонку з матеріалу, призначеного для харчових продуктів, нижня частина якої виконана вигнутою до середини і утворює отвір великого діаметра, забезпечена штуцерами для під'єднання за допомогою з'єднуючого вузла ємностей симетрично і попарно закріплених із зовнішньої сторони куполоподібної оболонки, а з зовнішньої сторони, 1 UA 76638 U 5 10 1520 25 30 35 40 45 50 55 60 нижче штуцера до оболонки закріплена кільцева шайба з нахилом до вертикальної осі, яка виконана з того ж матеріалу, що і куполоподібна оболонка, верхня частина якої закручена в сторону оболонки з проміжком до її внутрішньої сторони, а середня її частина упирається в брезентову перегородку, жорстко закріплену на еластичній кільцевій камері зі штуцером, при цьому контури вигнутої відкритої нижньої частини оболонки і нижньої частини кільцевої шайби відповідають контуру верхньої поверхні камери в наповненому повітрям стані. Загальними ознаками опріснювача з використанням сонячної енергії і прототипу є: куполоподібна оболонка, яка з нижньої сторони вигнута в середину і вверх, виконана із прозорого матеріалу. Конструктивне рішення опріснювача з використанням сонячної енергії у порівнянні з прототипом забезпечують суттєві відмінності ознак, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: прозора куполоподібна оболонка вигнута до середини і утворює отвір великого діаметра; оболонка забезпечена штуцерами для під'єднання ємностей симетрично і попарно до її вертикальної осі із зовнішньої сторони; до оболонки закріплена кільцева шайба з нахилом до вертикальної осі, яка виконана з того ж матеріалу, що і куполоподібна оболонка, верхня частина якої розміщена з проміжком до її внутрішньої поверхні. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: брезентова перегородка жорстко закріплена на еластичній кільцевій камері; шайба, яка упирається в брезентову перегородку; кільцева камера зі штуцерами; в стані камери наповненої повітрям контури вигнутої нижньої відкритої частини оболонки і нижньої частини шайби відповідають контуру верхньої поверхні камери. 3. Наявність суттєвих відмінностей опріснювача з використанням сонячної енергії приведених в пунктах 1 і 2 конструктивних рішеннях установки мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодій між ознаками, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей. На кресленні приведений опріснювач з використанням сонячної енергії в поперечному перерізі. Опріснювач з використанням сонячної енергії утримує прозору куполоподібну оболонку 1 із матеріалу, призначеного для харчових продуктів, нижня відкрита частина 2 якої виконана вигнутою до середини і утворює отвір 3 великого діаметра, забезпечена штуцерами 4 для під'єднання за допомогою з'єднуючого вузла 5 ємностей 6 симетрично і попарно закріплених із зовнішньої сторони куполоподібної оболонки 1, а з внутрішньої сторони, нижче штуцера 4 до оболонки 1 закріплена кільцева шайба 7 з нахилом до вертикальної осі, яка виконана з того ж матеріалу, що і куполоподібна оболонка 1, верхня частина 8 якої закручена в сторону оболонки з проміжком до її внутрішньої сторони, а середня її частина упирається в брезентову перегородку 9, жорстко закріплену на еластичній кільцевій камері 10 зі штуцером 11, при цьому контури вигнутої нижньої частини 2 оболонки 1 і нижньої частини кільцевої шайби 7 відповідають контуру верхньої поверхні камери 10 в наповненому повітрям стані. Опріснювач з використанням сонячної енергії працює таким чином. При під'єднаних ємностях 6 і накачаній повітрям кільцевій камері 10 через штуцер 11, який перекривається (не показано) опріснювач опускається на поверхню засоленої чи морської води під кутом, щоб простір між брезентовою перегородкою 9 і отвором 3 великого діаметра був заповнений цією водою. Брезентова перегородка 9 чорного кольору просочується водою і нагрівається сонячними променями, які проходять через прозору куполоподібну оболонку 1 і переходить в пару при будь-якій наявній температурі. Пароутворення тим більше, чим вище температура нагрітої води. При цьому сіль залишається, а пара піднімається, завдяки парниковому ефекту, конденсується на внутрішній поверхні куполоподібної оболонки 1, стікаючи по якій між оболонкою 1 і кільцевою шайбою 7. При під'єднаних ємностях 6 і накачаній повітрям кільцевій камері 10 через штуцер 11. Який перекривається (не показано) опріснювач опускається на поверхню засоленої води чи морської води під кутом, щоб простір між брезентовою перегородкою 9 і отвором 3 великого діаметра був заповнений цією водою. Брезентова перегородка чорного кольору просочується водою і нагрівається сонячними променями, які проходять через прозору куполоподібну оболонку 1 і переходить в пару при будь-якій наявній температурі. Пароутворення тим більше, чим вища температура нагрівання води. При цьому сіль залишається, а пара піднімається і, завдяки парниковому ефекту, конденсується на внутрішній поверхні куполоподібної оболонки 1, стікаючи по ній в простір між оболонкою 1 і кільцевою шайбою 7. Внутрішня поверхня оболонки завжди холодніша за 2 UA 76638 U 5 10 брезентову перегородку 9 і воду в ній тому, що прозорі матеріали пропускають сонячне теплове випромінювання і є абсолютно непрозорим для теплових променів випромінюваної поверхні, якою є брезентова перегородка 9, насичена водою. Для зміни наповнених ємностей 6 перекривають штуцери 4 (не показано) і з'єднують вузол 6. Об'єм ємностей розраховують так, щоб заповнені ємності не збільшували шар просоленої через брезентову перегородку 9 більше ніж на 2-5 мм. При закінченні роботи опріснювача, його знімають з поверхні води, промивають прісною водою і випускають повітря з кільцевої камери 10 відкриттям (не показано) штуцера 11 і від'єднують ємність 6. При відновлені роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Опріснювач з використанням сонячної енергії, що містить куполоподібну оболонку, вигнуту з нижньої сторони всередину і вверх, виконаної з прозорого матеріалу, який відрізняється тим, що він утримує прозору куполоподібну оболонку із матеріалу, призначеного для харчових продуктів, нижня відкрита частина якої виконана вигнутою до середини і утворює отвір великого діаметра, забезпечена штуцерами для під'єднання за допомогою з'єднуючого вузла ємностей симетрично і попарно закріплених із зовнішньої сторони куполоподібної оболонки, а з внутрішньої сторони, нижче штуцера до оболонки закріплена кільцева шайба з нахилом до вертикальної осі, яка виконана з того ж матеріалу, що і куполоподібна оболонка, верхня частина якої закручена в сторону оболонки з проміжком до її внутрішньої сторони, а середня її частина упирається в брезентову перегородку, жорстко закріплену на еластичній кільцевій камері зі штуцером, при цьому контури вигнутої нижньої частини оболонки і нижньої частини кільцевої шайби відповідають контуру верхньої поверхні камери в наповненому повітрям стані. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3