БЫТОВОЕ УСТРОЙСТВО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОЙ ВОДЫ Российский патент 2014 года по МПК C02F1/22 C01B5/02 B01D59/08 C02F103/04 

Изобретение относится к способам и устройствам кристаллизационной очистки воды от вредных для здоровья человека примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия.

Все существующие сегодня методы разделения тяжелой воды от обычной определяются физико-химическими свойствами этих соединений. По физическим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды: она кипит при 101,43°C, замерзает при 3,82°C, имеет плотность 1,104 г/см³. По химическим свойствам тяжелая вода очень близка к обычной воде, хотя некоторые реакции в ней замедляются или ускоряются (иногда в 2-3 раза). Также было замечено, что лед, образованный тяжелой водой, не плавает на поверхности воды, а тонет.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент России №2407706 С2, где устройство для приготовления легкой воды содержит корпус с емкостью для кристаллизации тяжелой воды, в верхней части сосуда расположен фильтр для выхода и слива легкой воды и задержания кристаллов льда тяжелой воды.

Недостатком устройства является отсутствие сливного разделительного узла для получения готового продукта (легкой воды).

Отмеченный недостаток устраняется тем, что предварительно температуру холодильной камеры холодильника настраивают на температуру замерзания тяжелой воды (дейтерия), например, 3 градуса, после чего залитую в сосуд питьевую водопроводную воду помещают в холодильную камеру, где температура воды по всему объему устанавливается согласно заданному значению. Заданное значение температуры поддерживают некоторое время за счет таяния льда. Время таяния должно обеспечить разделение воды на легкую и тяжелую фазы. После фазного разделения легкая вода под действием изменяющего объема проходит через фильтр и отверстия в камеру потребления.

На череже показано устройство, содержащее камеру потребления 1, в которой размещена герметичная емкость 14 изменяющегося объема, состоящая из верхнего цилиндра 5 меньшего диаметра, нижнего цилиндра 10 большего диаметра и находящейся между ними гибкой оболочки 9. Полость 6 цилиндра 5 меньшего диаметра служит для заполнения цилиндра 5 льдом. Внизу цилиндр 10 большего диаметра имеет дно 12. Цилиндр 5 меньшего диаметра в верхней части разделен перегородкой, образующей полость 4, над которой размещен фильтр 2 с имеющимися выходными отверстиями 3 для выхода легкой воды. В качестве фильтра может использоваться пористая керамика, обладающая линейной осевой водопроницаемостью. Полость 4 через центральный канал 7 связана с верхней частью объема гибкой оболочки 9 и каналами 8 - с верхней частью цилиндра 10 большего диаметра. В каналах 8 размещены направляющие 11, жестко связанные посредством связей 13 с нижней частью цилиндра 10 большего диаметра. Каналы 8 и направляющие 11 создают равномерное осевое перемещение цилиндра 9 меньшего диаметра вниз относительно цилиндра 10 большего диаметра и из-за высокой теплопроводности снижают градиентный перепад температур по всему объему воды.

Работа устройства заключается в том, что полость 6 цилиндра 5 заливают водой и ставят в морозильную камеру. Одновременно залитый сосуд с питьевой водой помещают в камеру холодильника, температура которой отрегулирована на температуру замерзания тяжелой воды. После достижения заданной температуры по всему объему воды ее переливают в емкость 14 устройства с образовавшимся там льдом, закрывают дно и ставят в камеру холодильника с заданной температурой, например, 3 градуса. В плоскости раздела льда и объема гибкой оболочки и окрестности канала 7 устанавливается постоянная температура, равная температуре плавления льда 0⁺ градуса. Эта температура поддерживается постоянно, пока не растаял в полости 6 лед, и является идеальной для образования дейтерийного льда, который по своим свойствам тонет, уступая место на входе канала 7 легкой воде. Легкая вода поступает в полость 4, фильтруется и стекает в камеру потребления. Скорость фильтрования определяется весом цилиндра 5 и пропускной способностью фильтра и должна быть согласована со скоростью падения (в идеальном случае) дейтерийного льда. После окончания фильтрования легкую воду сливают для использования, устройство промывают обратным потоком теплой воды, подготавливая его для последующего использования. Для повышения надежности качественного фильтрования рекомендуется после окончания процесса иметь остаток охлаждающего льда.

Устройство просто в конструкции, надежно, автоматически отрабатывает заданную технологию, поэтому может найти самое широкое применение в бытовой технике.

Изобретение может быть использовано для очистки водопроводной воды в бытовых условиях от вредных примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия. Устройство содержит корпус (1) с находящейся внутри него герметичной емкостью изменяющегося объема (14), состоящую из верхнего цилиндра меньшего диаметра (5), нижнего цилиндра большего диаметра (10) и находящейся между ними гибкой оболочки (9). Верхняя часть цилиндра меньшего диаметра (5) содержит полость (4) и фильтр (2), выше которого расположено отверстие для выхода легкой воды (3). Объем полости (4) связан центральным каналом (7) с объемом гибкой оболочки (9) и каналами (8) - с объемом цилиндра большего диаметра (10), в котором расположены направляющие (11), жестко связанные с нижней частью цилиндра большего диаметра (10). Предложенное бытовое устройство обеспечивает простое и надежное получение водопроводной воды, очищенной от тяжелых изотопов дейтерия. 1 ил.

Бытовое устройство приготовления легкой воды, содержащее корпус с находящейся внутри него герметичной емкостью, отличающееся тем, что содержит емкость изменяющегося объема, состоящую из верхнего цилиндра меньшего диаметра, нижнего цилиндра большего диаметра и находящейся между ними гибкой оболочки, причем верхняя часть цилиндра меньшего диаметра содержит полость и фильтр, выше которого расположено отверстие для выхода легкой воды, а объем полости связан центральным каналом с объемом гибкой оболочки и каналами - с объемом цилиндра большего диаметра, в которых расположены направляющие, жестко связанные с нижней частью цилиндра большего диаметра.