УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Российский патент 2005 года по МПК E03B3/28 B01D5/00 

Описание патента на изобретение RU2245967C2

Изобретение относится к технике получения воды, в частности к устройствам получения воды из атмосферного воздуха.

Проблема получения чистой воды в странах Ближнего Востока и Северной Африки по сей день является насущной, актуальной и важной. Это связано с климатическими особенностями данных регионов, состоящими в жарком климате, отсутствием водоемов с пресной водой.

Наиболее распространенным способом получения воды в рассматриваемых регионах является выпаривание морской воды и конденсации образовавшегося пара (процесс дистилляции). Более экономичным является способ получения воды из атмосферного воздуха при его конденсации на охлажденной поверхности.

В качестве наиболее близкого аналога принято устройство для получения воды из атмосферного воздуха, содержащее канал для транспортировки потока атмосферного воздуха, охлаждающий элемент, размещенный в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха, и систему сбора конденсата (патент РФ 2081256 С1, кл. Е 03 В 3/28, опубл. 10.06.1997, стр.1-8). В качестве охлаждающего элемента может быть использована компрессионная холодильная машина или термоэлектрический модуль, основанный на явлении Пельтье, блок горячих спаев которого располагают на выходе из канала. Охлажденный обезвоженный воздух обдувает блок горячих спаев, понижая его температуру и увеличивая холодопроизводительность.

Недостатком данного устройства является не в полной мере используемая энергия, затрачиваемая на конденсацию влаги из окружающего воздуха. Используя эффекты, основанные на разности масс холодного и теплого воздуха, можно повысить эффективность устройства, а также отказаться от приспособлений, направляющих поток атмосферного воздуха (вентиляторов).

Технической задачей изобретения является повышение эффективности устройства для получения воды из атмосферного воздуха. Она достигается за счет использования специальной конструкции устройства, также позволяющей частично восстанавливать затраченную электрическую энергию.

В устройстве для получения воды из атмосферного воздуха, содержащем канал для транспортировки потока атмосферного воздуха, охлаждающий элемент, размещенный в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха, и систему сбора конденсата, канал для транспортировки потока атмосферного воздуха вложен во внешний чехол с нижним зазором и образованием канала между его боковой поверхностью и боковой поверхностью чехла для вывода осушенного воздуха наружу, в котором установлены радиаторы для съема тепла с горячих спаев термоэлектрических батарей, холодными спаями приведенных в тепловой контакт с охлаждающим элементом, размещенным в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха и представляющем собой набор металлических штырей или трубок, расположенных в шахматном порядке, под которым расположена турбина генератора электрической энергии, для предотвращения попадания конденсируемой влаги на лопасти которой над последними расположена система сбора конденсата, представляющая собой наклонные желобки, расположенные в два слоя таким образом, что перекрывают все сечение канала для транспортировки потока атмосферного воздуха, но с достаточным зазором для прохождения сквозь них воздуха, причем на выходе из канала для вывода осушенного воздуха расположен козырек для отбрасывания осушенного воздуха в сторону от входа в канал для транспортировки потока атмосферного воздуха.

Конструкция устройства для получения воды из атмосферного воздуха приведена на фиг.1.

Устройство содержит охлаждающий элемент 1, расположенный в канале 2, который, в свою очередь, вложен во внешний чехол 3. Охлаждающий элемент представляет собой набор металлических штырей или трубок, расположенных в шахматном порядке и охлаждаемых либо холодильной машиной компрессионного типа, либо батареей термоэлектрических модулей (на фиг.1 указана батарея термоэлектрических модулей 4). Под охлаждающим элементом 1 в канале 2 расположена турбина 5 генератора электрической энергии (сам генератор электрической энергии на фиг.1 не указан). Для предотвращения попадания конденсируемой влаги на лопасти турбины 5 над последними расположена система сбора конденсата 6, которая представляет собой наклонные желобки, расположенные в два слоя таким образом, что перекрывают все сечение канала 2, но с достаточным зазором для пропуска сквозь них воздуха. Канал 2 расположен во внешнем чехле 3 таким образом, что снизу образуется зазор 7, а сбоку между стенками канала 2 и внешнего чехла 3 образуется канал 8 для вывода осушенного воздуха наружу. В канале 8 расположены радиаторы 9, отводящие тепло от горячих спаев термоэлектрических модулей 4. На выходе из канала 8 расположен козырек 10, который отбрасывает осушенный воздух в сторону от входа в канал 2.

Принцип работы предлагаемого устройства для получения воды из атмосферного воздуха следующий. При включении охлаждающего элемента 1 воздух, расположенный вокруг штырей, охлаждается, в результате чего влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется на штырях. Так как плотность холодного воздуха выше, чем теплого, охлажденный воздух "стекает" с охлаждающего элемента и крутит турбины 5 генератора электрической энергии. На место охлажденного и уже осушенного воздуха поступает новая порция из окружающей среды. Влага, сконденсированная на штырях охлаждающего элемента, собирается в капли и капает вниз, попадая в желобки системы сбора конденсата 6, после чего выводится наружу и используется по назначению. Холодный воздух, пройдя сквозь турбину 5 и зазор 7, попадает в канал 8, где расположены радиаторы 9, отводящие тепло от горячих спаев охлаждающего элемента 1. Здесь воздух нагревается и, в результате уменьшения плотности, стремится вверх, дополнительно увеличивая тягу воздуха в генераторе влаги. В результате этого турбины 5 генератора электрической энергии крутятся быстрее, а также увеличивается производительность работы устройства для получения воды из атмосферного воздуха за счет ускорения потока воздуха. Кроме этого, отвод тепла от горячих спаев охлажденным осушенным воздухом увеличивает эффективность работы охлаждающего элемента 1. Козырьки 10 отбрасывают поток теплого осушенного воздуха в сторону для того, чтобы он не попал обратно в канал 2.

Как уже было сказано, в качестве охлаждающего элемента может использоваться как холодильная машина компрессионного типа, так и батарея термоэлектрических модулей. При использовании батареи термоэлектрических модулей схема устройства выглядит так, как указано на фиг.1 и 2. Если же используется холодильная машина компрессионного типа, то в канал 2 выводятся трубки с холодным хладагентом, а в канал 8 - трубки с горячим хладагентом.

Так как в генераторе влаги из атмосферного воздуха не предусмотрена система очистки полученной воды, то она может использоваться для технических целей, в частности для сельского хозяйства. При соответствующей очистке полученная вода может использоваться и для питья.

Похожие патенты RU2245967C2

название год авторы номер документа
Установка получения пресной воды из атмосферного воздуха морского базирования 2018
  • Доржиев Сергей Содномович
  • Пименов Сергей Владимирович
  • Базарова Елена Геннадьевна
  • Вельтищева Анна Игоревна
  • Розенблюм Мария Игоревна
RU2686224C1
Термоэлектрическая установка обработки воздуха помещений сельскохозяйственного назначения 2018
  • Трунов Станислав Семенович
  • Тихомиров Дмитрий Анатольевич
  • Ламонов Николай Григорьевич
  • Кузьмичев Алексей Васильевич
RU2679527C1
Термоэлектрическая установка осушения воздуха помещений сельскохозяйственного назначения 2018
  • Тихомиров Дмитрий Анатольевич
  • Трунов Станислав Семенович
  • Ламонов Николай Григорьевич
  • Кузьмичев Алексей Васильевич
RU2673002C1
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БЛОК ОХЛАЖДЕНИЯ 2012
  • Деревянко Валерий Александрович
  • Гладущенко Владимир Николаевич
  • Гейнц Эльмар Рудольфович
  • Коков Евгений Георгиевич
  • Васильев Евгений Николаевич
  • Руссков Владимир Васильевич
RU2511922C1
Автономный экстрактор атмосферной влаги 2020
  • Серебряков Рудольф Анатольевич
RU2751004C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА 1996
  • Беляшкин Ю.А.
  • Гореликов В.И.
  • Егоров Н.Д.
  • Латышев И.Н.
  • Пучинин А.В.
  • Сарычев Л.Н.
  • Федотов В.К.
  • Цихоцкий В.М.
RU2118759C1
Устройство для осушки воздуха герметичных отсеков космических аппаратов 2023
  • Басов Андрей Александрович
  • Быстров Александр Владимирович
  • Елчин Анатолий Петрович
  • Лексин Максим Александрович
  • Миляев Алексей Павлович
  • Прохоров Юрий Максимович
  • Филатов Николай Иванович
  • Гореликов Владимир Николаевич
RU2821278C1
Хемилюминесцентный газоанализатор 1987
  • Женжера Владимир Леонидович
  • Злотин Анатолий Владимирович
  • Звягинцев Юрий Михайлович
  • Чернега Михаил Терентьевич
SU1495692A1
Термоэлектрический осушитель газов 1985
  • Женжера Владимир Леонидович
  • Шкловский Нолиан Борисович
  • Глебов Лев Александрович
  • Салюк Вера Сергеевна
  • Задерака Елена Ивановна
  • Холевко Юрий Георгиевич
  • Кущенко Александр Куприянович
SU1375915A1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Романовский Владимир Федорович
  • Романовский Алексей Владимирович
RU2081256C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 245 967 C2

Реферат патента 2005 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Изобретение относится к технике получения воды. Техническим результатом является повышение эффективности устройства. Устройство для получения воды из атмосферного воздуха содержит канал для транспортировки потока атмосферного воздуха, охлаждающий элемент, размещенный в этом канале, и систему сбора конденсата. Указанный канал вложен во внешний чехол с нижним зазором и образованием канала между его боковой поверхностью и боковой поверхностью чехла для вывода осушенного воздуха наружу, в котором установлены радиаторы для съема тепла с горячих спаев термоэлектрических батарей, холодными спаями приведенных в тепловой контакт с охлаждающим элементом, размещенным в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха и представляющим собой набор металлических штырей или трубок, расположенных в шахматном порядке. Под ними расположена турбина генератора электрической энергии, для предотвращения попадания конденсируемой влаги на лопасти которой над последними расположена указанная система сбора конденсата. Она представляет собой наклонные желобки, расположенные в два слоя таким образом, что перекрывают все сечение канала для транспортировки потока атмосферного воздуха, но с достаточным зазором для прохождения сквозь них воздуха. На выходе из канала для вывода осушенного воздуха расположен козырек для отбрасывания осушенного воздуха в сторону от входа в канал для транспортировки потока атмосферного воздуха. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 245 967 C2

Устройство для получения воды из атмосферного воздуха, содержащее канал для транспортировки потока атмосферного воздуха, охлаждающий элемент, размещенный в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха, и систему сбора конденсата, отличающееся тем, что канал для транспортировки потока атмосферного воздуха вложен во внешний чехол с нижним зазором и образованием канала между его боковой поверхностью и боковой поверхностью чехла для вывода осушенного воздуха наружу, в котором установлены радиаторы для съема тепла с горячих спаев термоэлектрических батарей, холодными спаями приведенных в тепловой контакт с охлаждающим элементом, размещенным в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха и представляющим собой набор металлических штырей или трубок, расположенных в шахматном порядке, под которым расположена турбина генератора электрической энергии, для предотвращения попадания конденсируемой влаги на лопасти которой над последними расположена система сбора конденсата, представляющая собой наклонные желобки, расположенные в два слоя таким образом, что перекрывают все сечение канала для транспортировки потока атмосферного воздуха, но с достаточным зазором для прохождения сквозь них воздуха, причем на выходе из канала для вывода осушенного воздуха расположен козырек для отбрасывания осушенного воздуха в сторону от входа в канал для транспортировки потока атмосферного воздуха.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2245967C2

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Романовский Владимир Федорович
  • Романовский Алексей Владимирович
RU2081256C1
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Мандригель Е.Я.
RU2194125C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ПУТЕМ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ ИЗ ВОЗДУХА 1999
  • Цивинский С.В.
RU2169032C1
RU 2000393 С1, 07.09.1993
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 245 967 C2

Авторы

Исмаилов Т.А.

Аминов Г.И.

Евдулов О.В.

Юсуфов Ш.А.

Зарат Абделькадер

Даты

2005-02-10Публикация

2002-12-26Подача