Способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха

Изобретение относится к области сборников атмосферной влаги и может быть использовано для получения пресной воды непосредственно из воздуха. Накапливают воду в емкости (1), выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения. Емкость (1) поднимают вверх с помощью аэростата (19). Извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей. Объем емкостей изменяют за счет колебательных движений аэростата (19) и гофрированных пружинящих вставок (3) в них. Движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости. Пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха. Подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей (17), заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного. Обеспечивается накапливание большого объема влаги в любое время суток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области сборников атмосферной влаги и может быть использовано для получения пресной воды непосредственно из воздуха.

Известен способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, описанный в патенте RU №2261958 С1, опубл. 20.12.2003.

Недостаток известного способа заключается в том, что он может собирать воду из окружающей среды только в ночное время, что ограничивает его производительность, особенно в летнее время.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, описанный в патенте RU №2533499, опубл. 27.11.2014.

В известном способе извлечения пресной воды из атмосферного воздуха производится ее накапливание в емкости, выполненной из легкого материала, в виде поверхности вращения и поднимаемой с помощью аэростата.

Известный способ позволяет накапливать влагу из атмосферного воздуха в любое время суток.

Недостаток известного технического решения состоит в том, что количество собираемой из воздуха влаги невелико.

Задачей изобретения является повышение эффективности и расширение возможностей применения предлагаемого способа.

Техническим результатом является создание способа извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, позволяющего накапливать большой объем влаги в любое время суток.

Технический результат достигается за счет того, что способе извлечения пресной воды из атмосферного воздуха за счет накапливания ее в емкости, выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения, и поднимаемой вверх с помощью аэростата, согласно изобретению извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, причем движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха.

Подъем вверх емкостей может производиться с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного.

Извлечение пресной воды из нескольких последовательно расположенных одна на другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, при котором движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха, дает возможность повысить производительность способа и обеспечить его круглосуточную работу.

Подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного позволяет уменьшить размеры аэростата.

Способ извлечения пресной воды иллюстрируется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - установка, состоящая из пакета емкостей, расположенных одна над другой;

на фиг. 2 - боковая трубка, соединяющая между собой емкости, расположенные одна над другой (вид сбоку);

на фиг. 3 - аэростат, привязанный к верхней емкости.

Устройство, реализующее способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, выполнено следующим образом. Емкости 1, выполненные из легкого материала, например из полипропилена, расположены одна над другой (фиг. 1, 2). Каждая емкость выполнена в виде тела вращения с верхним раструбом 2. В нижней части каждая емкость содержит цилиндрическую пружинящую гофрированную вставку 3. В каждой емкости 1, в верхней ее части имеется крышка 4. Основание каждой емкости, расположенной ниже верхней, закреплено на крышке емкости, расположенной ниже. Во всех емкостях, в крышке сбоку имеется выпускное отверстие 5 с обратным клапаном, допускающим выход воздуха наружу. В центре крышки 4 имеется центральное отверстие 6 для пропускания воздуха в установленную выше емкость 1′, выполненную аналогично емкости 1. В верхней емкости воздух из центрального отверстия 6 выходит наружу. В нижней части всех емкостей 1 дополнительно имеется входное отверстие 7, расположенное на дне с краю и соединяющее между собой соседние емкости, расположенные одна над другой. Отверстие 7 в нижней емкости соединяется с наружным воздухом. Входные отверстия 7 заканчиваются боковой трубкой 8 (фиг. 2), выводящей воздух так, чтобы он перемещался по окружности вдоль внутренней поверхности гофрированной вставки 3. Входное отверстие боковой трубки 8 имеет обратный клапан 9, не допускающий прохождения воздуха в обратную сторону. Пропускная способность входного отверстия 7 много больше, чем пропускная способность центрального отверстия 6 и выпускного отверстия 5 с обратным клапаном. Над центральными отверстиями 6 установлены слезники 10, изготовленные из фольги, пластинки которой параллельны оси симметрии. Под слезниками 10 установлены воронкообразные водосборники 11 с трубками 12, проходящими по оси симметрии вдоль всех емкостей 1. Общее число емкостей, располагаемых одна над другой, зависит от влажности и температуры в данном месте. Под нижней емкостью имеется общий поддон 13, выполненный в виде раструба, обращенного расширенной частью вниз и покоящегося на решетчатом основании 14, прикрепленном к поверхности 15. Поверхность решетчатого основания снабжена общим водосборником 16. Каждая емкость 1 имеет полость 17, заполненную газом, плотность которого ниже атмосферного. Эта полость опоясывает емкость в области раструба 2.

Верхняя емкость 1′ с помощью троса 18 (фиг. 3) соединена с аэростатом 19, заполненным газом, плотность которого ниже атмосферного. Аэростат 19 имеет аэродинамический профиль, состоящий из плоской поверхности 20 и выпуклой сферической поверхности 21. Выпуклая поверхность 21 ориентирована вниз. Трос 19 крепится к верхней емкости с помощью обвязки 22, охватывающей верхнюю часть емкости вместе с полостью 17. Трос 18 в нижней части имеет кольцо 23, к которому крепятся дополнительные боковые тросы 24, препятствующие сильному раскачиванию общего пакета емкостей 1 при боковом ветре. Нижний конец троса 18 сочленен с пружиной сжатия-растяжения 25, а нижний конец пружины 25 соединен с кольцом 23.

Способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха действует следующим образом. За счет того, что аэростат 19 легче воздуха, он поднимается над поверхностью земли на некоторую высоту, определяемую длиной троса 18 (фиг. 3), и тянет за собой пакет емкостей 1. Этому растягиванию способствуют полости 17. При воздействии на аэростат 19 потока воздуха, он за счет аэродинамического эффекта, зависящего от разности скоростей ветровых потоков, обтекающих его с верхней поверхности 20 и нижней поверхности 21, будет стремиться двигаться вниз. Таким образом, на аэростат действуют две силы, одна из которых стремится поднять его вверх, а вторая опустить вниз. При этом вся система 19 будет совершать колебательные движения вверх-вниз, усиленные действием пружины 25.

Колебательные движения передаются через трос 18 на пакет емкостей 1, которые будут растягиваться или сжиматься за счет гофрированных вставок 3. Это приведет к изменению внутреннего объема емкостей. При расширении в емкости через обратные клапаны 9 и отверстия 7 в полости будет поступать наружный воздух в нижнюю емкость и далее по всему пакету емкостей. Поток воздуха будет вращаться вдоль их внутренних поверхностей емкостей. Если аэростат 19 будет перемещаться вниз, то воздух в емкостях 1 будет выжиматься наружу благодаря пружинящим силам гофрированных вставок 3. При этом воздух внутри емкостей 1 в результате будет двигаться по спирали. За счет эффекта Ранка слои воздуха, движущиеся внутри, будут несколько более холодными, чем периферийные. Причем, чем выше расположена емкость, тем ниже будет температура движущегося внутри воздуха. Периферийные, более теплые слои воздуха будут выходить через отверстия 5, а внутренние более холодные будут перемещаться вверх через отверстия 6 из одной емкости в другую, расположенную выше. Причем, чем выше расположена емкость 1, тем ниже будет температура воздуха в емкости. При определенной температуре влага, имеющаяся в воздухе, будет выделяться в слезниках 10, собираться в водосборниках 11 и стекать по трубкам 12 в общий водосборник 16. Для повышения производительности, желательно, размещать устройство, реализующее способ, в местах с повышенной влажностью, например на берегу водоема.

Особенность способа состоит в том, что устройства, выполненные согласно предложению, состоят из простых и легких материалов, не требуют дополнительной энергии и способно работать автономно в различных климатических условиях и круглые сутки.

1. Способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха за счет накапливания ее в емкости, выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения и поднимаемой вверх с помощью аэростата, отличающийся тем, что извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, причем движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха.

2. Способ извлечения пресной воды по п. 1, отличающийся тем, что подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству, способу и их использованию для выделения воды из газов или очистки воды. Устройство содержит контейнер с герметичным отверстием, крышкой, гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, расположенным в гигроскопичном материале, при этом контейнер выполнен из теплопроводного не прозрачного материала.

Устройство для получения воды в пустыне содержит ветротурбину и вертикально поставленную трубу, заглубленную в грунт. Устройство снабжено головным буром, на который наращиваются дополнительные трубы.

Изобретение относится к области атомной энергетики. Комплекс включает средство для забора воздуха, компрессор, соединенный с теплообменным устройством для охлаждения сжатого воздуха, турбодетандер, средства для транспортировки воды и воздуха с арматурой.

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано для получения воды из воздуха. .

Изобретение относится к установке для конденсации воды из атмосферы. .

Изобретение относится к многофункциональным энергетическим установкам, в которых в качестве рабочего вещества используют сжатый газ или жидкость под высоким давлением.

Изобретение относится к устройствам для сбора пресной воды из атмосферного воздуха, преимущественно в солнечных засушливых областях планеты, известных как пустыни и полупустыни.

Изобретение относится к солнечной энергетике. .

Изобретение относится к области газотермодинамики, более точно - к получению воды из атмосферного воздуха, а именно - к способу извлечения воды из воздуха и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к способам опреснения морской воды. Способ опреснения морской воды при помощи тонкопленочного полупроводникового термоэлектрического теплового насоса цилиндрической формы включает использование предварительного теплообмена для подогрева морской воды, предназначенной для выпаривания, за счет отвода теплоты от опресненной воды и концентрированного соленого раствора.

Изобретение относится к способу отделения воды и извлечения уксусной кислоты из потока, выпускаемого из реактора в ходе окисления п-ксилола, с использованием поставляющей энергию совместной дистилляции, включающему направление выпускаемого потока в первую дегидратационную колонну, которая находится в состоянии пониженного давления, после того как выпускаемый поток проходит через каждое устройство для обработки, чтобы выпустить воду из верхней части первой дегидратационной колонны и извлечь первую концентрированную уксусную кислоту из нижней части первой дегидратационной колонны, и направление первой концентрированной уксусной кислоты, выпущенной из нижней части первой дегидратационной колонны, в среднюю часть второй дегидратационной колонны, которая находится при атмосферном давлении или в состоянии повышенного давления, чтобы извлечь конечную концентрированную уксусную кислоту из нижней части второй дегидратационной колонны, при этом рабочее давление первой дегидратационной колонны составляет от -78 до -49 кПа (изб.) (от -0,8 до -0,5 кг/см2 (изб.)), и рабочее давление конденсатора второй дегидратационной колонны составляет от 10 до 167 кПа (изб.) (от 0,1 до 1,7 кг/см2 (изб.)), а конденсатор второй дегидратационной колонны действует как ребойлер первой дегидратационной колонны, используя разность давлений между первой дегидратационной колонной и второй дегидратационной колонной, так что энергию, подаваемую в ребойлер второй дегидратационной колонны, используют как энергию дистилляции первой дегидратационной колонны, посредством чего заметно уменьшают потребление энергии.

Изобретение относится к способам и устройствам для компримирования газа и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности для компримирования газов, содержащих пары тяжелых компонентов, с получением сжатого газа и конденсата.

Изобретение относится к способам и устройствам для компримирования газа и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности для компримирования газа, содержащего пары малолетучих (тяжелых) компонентов, в том числе попутного нефтяного газа, с получением сжатого газа и конденсата тяжелых компонентов.

Настоящее изобретение относится к способу улавливания метанола из парогазовой смеси при его хранении и перевалке и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на микротурбинных установках малой мощности, от 5 до 40 кВт электрической мощности и от 20 до 270 кВт тепловой.

Изобретение относится к области атомной энергетики. Комплекс включает средство для забора воздуха, компрессор, соединенный с теплообменным устройством для охлаждения сжатого воздуха, турбодетандер, средства для транспортировки воды и воздуха с арматурой.

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности и энергетики для фильтрации потока от содержащихся в нем аэрозольных частиц, в том числе и субмикронных.

Изобретение относится к пищевой, химической, фармацевтической отраслям промышленности, в частности к способам получения этилового спирта и подобных продуктов. .

Изобретение относится к способам конденсации парогазовой смеси в испарительных установках, выпарных аппаратах, конденсаторах, предназначенных для концентрирования и охлаждения растворов, получения опресненной воды, и может найти применение в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии и оборудованию для подготовки углеводородных газов и может быть использовано для отбензинивания низконапорного попутного нефтяного газа в нефтяной промышленности. Установка включает компрессор 2, линию ввода газа 8, дефлегматор 4, установленный на линии подачи компрессата, оснащенный линиями вывода флегмы 14 и сжатого газа 12, оборудованный тепломассообменными секциями, верхняя из которых оснащена линией вывода отбензиненного газа 13 и линией ввода редуцированного газа 11, на которой расположено редуцирующее устройство 6, при этом к линии ввода газа 8 примыкает линия подачи газа стабилизации 9 и холодильник-сепаратор 1, оснащенный линией вывода конденсата 15 и связанный с компрессором 2 линией подачи газа сепарации, дефлегматор 4 дополнительно оснащен тепломассообменной секцией, соединенной с линией подачи компрессата, линии вывода флегмы 14 и конденсата 15 соединены с сепаратором 7, оснащенным линиями вывода стабилизированного конденсата 16 и газа стабилизации 9, а на линии вывода сжатого газа дополнительно установлены компрессор второй ступени 3 и холодильник 5. Способ, осуществляемый в данной установке, включает сжатие газа, охлаждение компрессата внешним хладагентом и редуцированном сжатым газом в условиях дефлегмации с получением флегмы и сжатого газа, при этом перед сжатием газ смешивают с газом стабилизации, охлаждают и сепарируют с получением конденсата и газа сепарации, перед охлаждением в условиях дефлегмации сжатый газ охлаждают флегмой в условиях ее стабилизации, дополнительно компримируют, охлаждают, редуцируют и нагревают, при этом флегму и конденсат совместно сепарируют с получением газа стабилизации и стабилизированного конденсата. Техническим результатом изобретения является повышение выхода отбензиненного газа за счет сжатия газа в смеси с газом стабилизации и охлаждения компрессата в условиях дефлегмации дополнительно компримированным охлажденным сжатым газом, а также снижение давления насыщенных паров конденсата за счет его стабилизации и сепарации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области сборников атмосферной влаги и может быть использовано для получения пресной воды непосредственно из воздуха. Накапливают воду в емкости, выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения. Емкость поднимают вверх с помощью аэростата. Извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей. Объем емкостей изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в них. Движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости. Пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха. Подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного. Обеспечивается накапливание большого объема влаги в любое время суток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх