ВЕТРЯНОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ ВОДЫ Российский патент 2008 года по МПК C02F1/04 E03B3/28 

Изобретение может быть применено в области удовлетворения человеческих потребностей, в сельском хозяйстве, в промышленности - везде, где необходимо использование пресной воды.

Заявителю известно устройство, именуемое ветроэнергетической установкой, в которой используется сходный принцип преобразования энергии воздушных потоков. К сожалению, оно не может быть взято в качестве аналога, так как имеет другое назначение.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является опреснение морской воды без привлечения энергетических ресурсов техносферы, опираясь лишь на природную силу ветра.

Техническим результатом изобретения является получение пресной воды из морской путем использования только энергии воздушных потоков.

Упомянутая задача достигается тем, что конструкция опреснителя позволяет за счет движения воздушных масс производить непрерывный процесс дистилляции морской воды. Непрерывность процесса обеспечивается преобладающим наличием ветров в береговой полосе, а также бесперебойным поступлением морской воды к опреснительной установке.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан продольный разрез устройства; на фиг.2 изображен вид слева и разрез по сечению А-А; на фиг.3 - сечения перегородки.

Корпус устройства 1 в совокупности с перегородкой 2, размещенной между его боковыми стенками, образуют три сужающе-расширяющихся воздушных канала, причем третий канал сформирован внутренней поверхностью вышеназванной перегородки. Входы всех трех каналов лежат в проекции фронтальной плоскости устройства и ориентированы навстречу ветру. Выход третьего канала соединен с промежуточной частью второго канала, выход которого, в свою очередь, соединен с промежуточной частью первого канала.

На выходе устройства расположен конденсатор влаги 3, перекрывающий его по наибольшему сечению и представляющий собой перфорированный лист, либо несколько слоев мелкоячеистой сетки. Корпус 1 имеет в своей нижней части отверстие 4 для стека воды. Резервуар 5 предназначен для сбора и временного хранения воды.

Испарительный бак 6 представляет собой установленный вертикально цилиндр, стенки которого должны выдерживать перепад давления в одну атмосферу. Верхняя часть бака соединяется при помощи трубки 7 с промежуточной частью третьего канала. От нижней части бака отходит трубопровод 8, свободный конец которого погружен в морскую воду. Применение испарительного бака 6 связано с необходимостью иметь как можно большую площадь испарения воды для увеличения производства конечного продукта. Вертикальный размер бака h и высота его расположения Н определяются различными уровнями подъема воды, зависящими как от приливов, так и от скорости ветра. Испарительный бак может располагаться на значительном удалении от береговой линии, что позволит получать пресную воду непосредственно в районе ее потребления.

Опреснитель работает следующим образом.

Набегающий поток воздуха, продвигаясь вдоль первого канала, начнет разгоняться в его сужающейся части. В соответствии с уравнением неразрывности в промежуточной части канала, имеющей наименьшее сечение, скорость потока будет наибольшей. Давление там окажется меньше атмосферного, так как оно уменьшается пропорционально росту скорости.

Таким образом, выход второго канала будет находиться в зоне пониженного давления, в то время как его вход расположен в зоне нормального давления. Воздух пойдет по этому каналу с гораздо большей скоростью, чем наружный ветер, и разгонится еще больше в самой узкой его части. Давление там, соответственно, понизится еще сильнее.

В третьем канале процесс будет протекать аналогично с той лишь разницей, что в зависимости от силы ветра скорость воздуха в критическом сечении третьего канала может превышать звуковой порог. Падение давления в этом месте будет максимальным.

Посредством эжекции через соединительную трубку 7 воздух из бака 6 окажется откачан. Полученное разрежение позволит морской воде подняться по трубопроводу 8 и заполнить внутреннее пространство бака. В отсутствие атмосферного давления вода начнет кипеть при своей обычной температуре. Процесс кипения выделит пресную воду из соленой морской. Водяные пары устремятся к выходу устройства, где на поверхности конденсатора 3 превратятся в воду, которая через отверстие 4 стечет в резервуар 5.

Изобретение относится к очистке морской воды и может быть использовано для производства пресной воды. Опреснитель воды имеет три сужающе-расширяющихся воздушных канала, которые образованы корпусом 1 и перегородкой 2, расположенной на входе между его боковыми стенками. На выходе устройства размещен конденсатор влаги 3, а корпус имеет отверстие 4 в своей нижней части и сообщается с резервуаром 5. Дно испарительного бака 6 соединено трубопроводом 8 с морской средой, а его крыша при помощи трубки 7 - с промежуточной частью третьего канала. Воздушный поток будет разгоняться в каналах устройства и приобретет максимальную скорость на участке с наименьшим сечением, а именно в промежуточной части третьего канала. Давление в этом месте окажется наименьшим. В результате полученного разрежения объем бака 6 через трубопровод 8 заполнится морской водой, которая начнет кипеть. На поверхности конденсатора 3 водяные пары сконденсируются. Полученная таким образом пресная вода через отверстие 4 отводится в резервуар 5. Изобретение позволяет получать пресную воду из морской воды путем использования только энергии воздушных потоков. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ветряной опреснитель воды, имеющий корпус, сформированный в виде сужающе-расширяющегося канала, перегородку, примыкающую своими боковыми сторонами к стенкам корпуса и образующую одной своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса входную часть первого канала, а другой своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса - второй сужающе-расширяющийся канал, соединенный своим выходом с промежуточной частью первого канала, а своей промежуточной частью - с выходом третьего сужающе-расширяющегося канала, сформированного в полости перегородки, конденсатор влаги, расположенный на выходе первого канала и соединенный через отверстие в нижней части корпуса с резервуаром для сбора пресной воды, испарительный бак, трубку, соединяющую верхнюю часть бака с промежуточной частью третьего канала, трубопровод, один конец которого соединен с нижней частью бака, а второй погружен в водоем, заполненный морской водой.2. Ветряной опреснитель воды по п.1, отличающийся тем, что, с целью автоматического отслеживания направления ветра, корпус устройства снабжен вертикально расположенными стабилизаторами и установлен на подвижной платформе с возможностью поворота относительно своей оси вращения.3. Ветряной опреснитель воды по п.1 либо 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения парообразования, в полости испарительного бака размещается электрический нагревательный элемент.