Способ получения воды и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5<)s С 02 F 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) c ° .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"4

О

i 6д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4905837/26 (22) 12,12.90 (46) 28.02,93. Бюл, ¹ 8 (71) Специализированный внедренческий центр "Наука" (72) А. И. Плугин, Н.И. Бурангулов, И. С, Гафуров и Ю. Н. Славин (56) Клячко В, А, и др. Очистка природных вод, М,. СИ, 1976, с. 286, Авторское свидетельство СССР

¹ 674294, кл. С 02 F 1/48, 1977, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к физико-технологическим процессам получения пресной воды для различных целей, осуществляемых в приповерхностном слое атмосферы над водной или земной поверхностью за счет сбора и кристаллизации водного аэрозоля, Целью изобретения является повышение эффективности и производительности процесса, надежности и упрощения с повышением КПД используемого процесса, для теХнологии технического средства.

Цель достигается также за счет использования устройства, содержащего теплообменную установку и емкость сбора воды, где в качестве такой установки используют ес. тественную среду ниже уровня атмосферы (вода, грунт), оснащенную выше этого уровня заборным раструбом в виде удлиненной горизонтально ориентированной щели, сое.. Ы 1798311 А1 (57) Использование: получение Н20 для питьевых и технологических целей. Сущность изобретения: процесс реализуется при использовании нескольких технических средств, основным из которых является использование надводного или подводного транспорта, имеющего заборное устройство с механизмом ориентирования по направлению набегающего потока, от которого отходит магистраль к теплообменному агрегату, с которым соединена сборная емкость и вытяжная труба. Теплообменный процесс организуется за счет использования глубины водного бассейна или погружения в грунт на расчетную глубину Н. 1 з,п. ф-лы, 1 ил, диненной своим сечением с указанной теплообменной установкой (средой), и имеет вытяжную трубу, соединенную с полостью теплообменной камеры.

Такое осуществление физико-технологического процесса позволяет существенно расширить возможности добывания пресной воды s естественных условиях беэ нарушения экологических характеристик среды.

На чертеже показано устройство для реализации способа получения Н О, Устройство выполнено в виде теплообменной установки, например, расположенной на водной акватории (судна, шахты и т, n.) 1, имеющего надводное заборное устройство

2 в виде развитой по горизонтали над водой щели с подающей магистралью 3 к теплообменному агрегату 4, с рабочей полостью которого соединена сборная емкость 5.

1798311

Заборник 2 установлен с возможностью вращения и наклона на шаровом поворотном механизме 6, имеющем ветроориентируемый флюгер 7 для автоматического направления заборника 2 на набегающий атмосферный поток. Вытяжная трубЪ-шахта 8 осуществляет активацию тяги через теплообменную установку 1 — 4. При использовании в качестве установки 1 надводного судна для конденсации отводимого аэрозоля в нижних холодных слоях воды используют опускающуюся камеру-крыло 9 на выдвижных пилонах 10, в которую (9) помещают теплообменный агрегат 4 и соединяют камеру с телескопической вытяжной трубой 8. При выборе удачной акватории судно может быть поставлено на якоря.

Работа устройства описывается при изложении процесса осуществления данного способа, который начинают с выбора акватории, где имеются интенсивные испарения и приводные потоки аэрозоля, на которые ориентируют заборную щель устройства 2, устанавливая эффективную "Н" щели над водной поверхностью (чтобы не было за.хлестывания рябью, волнами), при этом установку (судно) 1, как теплообменный аппарат, ставят на якоря, при необходимо-. сти судно может быть выбрано из числа катамаранов, или тримаранов. чтобы более удобно расположить выдвижное опускаемое крыло 9 на пилонах 10 (телескопах), что позволяет использовать в качестве теплообменной установки саму водную среду ниже раздела воздух — вода. Щель в виде сектора

2 всасывает набегающий аэрозоль (пары над водной средой) и по магистрали 3 направляет аэрозоль на сетчатый теплообменник 4 у дна судна (или, при использовании .камеры 9 — в этой камере-крыле), что приводит к конденсации влаги и сбору ее в емкость 5, а вытяжка обезвоженного потока по трубе 8 активизирует процесс теплообмена и эжектирования аэрозоля через щель 2, которая ориентируется автоматически за счет ориентирования флюгера 7 ветровыми потоками приводного слоя атмосферы. При отсутствии ветра ориентирование на слабые потоки осуществляют принудительно приводом 6 на судне 1.

Более полно способ раскрывается далее на приводимом примере.

Пример. Судно-теплообменник 1 с внутренней теплообменной агрегатной установкой 9 ставят на якоря (или пускают в дрейф) на водкой акватории с эффективными приводными испарениями-аэрозолем. Высоту нахождения щели 2, при штиле, устанавливают непосредственно над разделом воздух-вода (или слегка заглубляют в воду — на

10 — 30 см) на высоте 0,2 м (при мелкой ряби — до 1,0 м) (при волнении более 4-х баллов судно ставят на якоря и щель 2 поднимается над водой волнением для исключения захлестывания соленой морской воды) и ориентируют щель на набегающий поток приводного слоя атмосферы, — эти операции можно осуществить за счет использования механизма 6, выполненного с редуктором осевого поворота и винтовым подъемником (на чертеже не показано ввиду тривиальности такого решения и не отношения непосредственно к предмету данной разработки). Высотч верхней части вытяжной трубы 8 наращивают при необходимости для эффективной вытяжки осушенного воздуха на сетках теплообменного агрегата

4. Если высота трубы 8 ограничена, то ее

20 оборудуют вытяжным вентилятором для создания эффективного обмена: аэрозоль— агрегат 4 (9) — воздух, выдерживая при процессе необходимый сбор Н20 в емкости 5, откуда воду направляют потребителю.

Производительность такой установки находится в значительных пределах: при опытно-экспериментальных испытаниях модели установки с размером заборной щели: высота 0,5 м„длина линии сектора—

18,0 м при слабом приводном течении потока аэрозоля, скорость 1,2 м/с, при площади теплообменной сетки агрегата 9 равной

82 м (многослойная сетка с ячейками) и заглублении камеры-крыла на 25,0 м при

Т = 29,4 атмосферы на уровне 0,5 м от поверхности раздела воздух-вода, производительность теплообменной установки 4 (9) составила 8,4 м Н20 в час, что является высоким показателем для теплообменного агрегата такого класса и модели.

По выполненным численным моделям такой способ и устройство весьма эффективно могут быть использованы для снабжения пресной водой не только судов дальнего плавания, но и прибрежных населенных пунктов, промпредприятий на воде и на суше, для средств поливных приводных хозяйств и для питьевых и бытовых нужд.

Технико-экономические показатели данного способа и устройства заключаются в высокой производительности при резком сокращении потребления энергии на процесс, — более чем в 10 раз, при незначительных расходах материала для данной установки и возможности полной автоматизации данного процесса на водной акватории, Эти преимущества получены благодаря принципиальной схеме разработанного способа и устройства для его осуществлеФормула изобретения

Составитель А. Плугин

Техред М,Моргентал

Корректор С. Лисина

Редактор Л. Пигина

Заказ 749 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ния, что и приводит к более высокой эффективности способа. надежности работы устройства, Способ, что особо важно, также чист с экологической позиции. 5

1, Способ получения воды, включающий сбор и конденсирование водяного 10 пара, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и производительности, надежности и упрощении процесса, сбор водного пара осуществляют в приповерхностном слое атмосферы вместе 15 с атмосферным течением, этот поток подают на теплообменник в подповерхностный слой ниже атмосферы и после получения конденсата обработанную атмосферную среду вытягивают снова в атмосферу.

2, Устройство для получения воды, содержащее теплообменную установку и емкосгь сбора воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в качестве теплообменной установки использована естественная среда ниже уровня атмосферы (грунт, вода), снабженная установленным выше этого уровня заборным раструбом, выпол.ненным в виде удлиненной горизонтально ориентированной щели, соединенной с теплообменной установкой, снабженной вытяжной трубой.