Устройство для получения воды из влажного атмосферного воздуха Российский патент 2024 года по МПК E03B3/28 B01D5/00 

Известно аналогичное устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии включающее два концентрически расположенных вертикальных цилиндра, образующих «сухой» и «влажный» воздушные каналы, «влажный» канал снабжен гидрофобной капиллярно-пористой поверхностью, смачиваемой водой, ветроэнергетическую установку, отличающееся тем, что «влажный» канал размещен во внутреннем вертикальном цилиндре, причем гидрофобная капиллярно-пористая поверхность прикреплена к внутренней стенке внутреннего цилиндра, а концентрический «сухой» канал размещен между внешним и внутренним вертикальными цилиндрами в нижней части внешнего цилиндра установлена водяная емкость для сбора сконденсированной влаги, каплеулавливающая сетка и несколько рядов пластин для стока влаги в водяную емкость, установленных с зазорами между ними для прохода потока воздуха, при этом водяная емкость связана оросительным трубопроводом с насосом с верхней частью гидрофобной поверхности, а трубопроводом отвода пресной воды связана с потребителем, над внутренним вертикальным цилиндром установлен с помощью подшипников подвижный корпус трубы Вентури, снабженный ветряным флюгером, а на центральной оси трубы Вентури размещена ветроэнергетическая установка с ветроколесами электрогенератором, причем корпус трубы Вентури окружен неподвижным кольцевым воздушным соплом, закрепленным на внутреннем вертикальном цилиндре (см. патент РФ №2620830 МПК Е 03 В 3/28 опубл. 30.05.2017. Бюл. №16).

Недостатком данного устройства, является невозможность использования процесса экстрагирования влаги из атмосферного воздуха.

Также известно аналогичное устройство по способу получения воды из воздуха. Устройство по способу заключается в том, что морской воздух сжимается и в сжатом состоянии подается в емкость, которая охлаждается морской водой. В результате сжатия морского воздуха и последующего его охлаждения должно наступить для него состояние "точки росы", когда давление воздуха в емкости соответствует давлению насыщения водяными парами, а температура воздуха должна соответствовать температуре "точки росы" для данного давления воздуха в емкости. То есть эти два параметра должны соответствовать друг другу, чего добиться при постоянно изменяющейся температуре как в окружающей среде, так и температуре морской воды, охлаждающей воздух в емкости, не просто, но способ имеет право на существование, как и предлагаемое устройство (см. патент РФ №2609375 МПК Е 03 В 3/28, опубл. 01.02.2017, Бюл. №4).

Недостатком данного устройства по способу получения воды является минимальная производительность и неустойчивость работы при не соответствующих температурах.

Известно также аналогичное устройство по способу получения воды из воздуха, включающее генераторы пневматической энергии, охлаждение потока сжатого воздуха после генераторов в конденсаторах с осаждением и отбором влаги, причем забор атмосферного воздуха производят в непосредственной близости от поверхности моря, где влажность его максимальна, генераторы пневматической энергии приводят в действие энергией приливов, выполняют генераторы в виде гидроагрегатов, размещают гидроагрегаты в зоне действия приливов с обеспечением подпора морской воды перед ними, устанавливают на гидроагрегатах, имеющих подвижные в радиальном направлении стенки в виде мембран, камеры сжатия воздуха с всасывающими и нагнетательными клапанами, инициируют в гидроагрегатах периодический гидравлический удар, приводящий в возвратно-поступательное движение мембраны камер сжатия воздуха и генерирующий в камерах сжатия пневматическую энергию, воздух после конденсаторов направляют в расширители воздуха, расширители воздуха выполняют в виде дросселей или пневмомоторов, пневмомоторы соединяют с электрогенераторами, полученную электрическую энергию используют для привода насосов откачки осажденной пресной воды из конденсаторов и влагоприемников расширителей воздуха, при использовании в качестве расширителей воздуха дросселей пресную воду из влагоприемников откачивают эжектированием ее пресной водой под давлением, находящейся в конденсаторах, конденсаторы влаги помещают под уровень моря и охлаждают морской водой (см. патент РФ №2618315 МПК Е 03 В 3/28 опубл. 03.05.2017, Бюл. №13).

Недостатком данного устройства является работа только в прибрежных зонах с использованием энергии приливов.

Известен способ и аналогичное устройство, с помощью которого извлекается вода из насыщенного атмосферного воздуха, нагоняемого ветром с океана на берег, где расположен населенный пункт (статья "Как туман поит поселок" в газете "Ставропольская правда" от 11 декабря 1993 г. ). При этом расположен он в нескольких километрах от берега и находится в Чили на берегу Тихого океана в 70 км севернее города Ла-Серена и называется Чунгунго. Именно в нем исследователем Орасио Ларрайна была изготовлена и действует единственная в мире установка для получения питьевой воды из морского тумана. Установка предельно проста. "На вершине одного из прибрежных холмов установлены панели, напоминающие сетку теннисного корта, но из более плотной двойной синтетической ткани. Они сориентированы перпендикулярно по отношению к дующим с моря ветрам. Панели перехватывают влажный воздух, который конденсируется в капли, падающие в определенные водосборники. Размеры "доильных сеток" от 48 до 144 квадратных метров. Всего на вершине холма Эль Тофо, с которого ведется водоснабжение рыбацкого поселка, установлены панели общей площадью 3600 м². С каждого метра можно получить до 4-5 литров воды в день. (Сантьяго, Владимир Дунаев, РИА Новости). Этот способ и устройство вполне могут быть применены во многих местах, например, на озере "Маныч-Гудило".

Недостатком данного способа и устройства является необходимость использования больших площадей для установки "доильных сеток" которые обладают большой парусностью и как следствие рвутся под действием ветра.

Известно аналогичное устройство состоящее из сети, закрепленной в раме, имеющей для сбора конденсата лоток, снабженный трубкой для подачи воды в водосборную емкость (смотри yotube.com/ watch?v=w1LLNjUhblM&t=2s «Как эти сети добывают воду в засушливой Сахаре»).

Недостаток аналога состоит в том, что сети обладают большой парусностью и как следствие рвутся под действием сильного ветра (смотри ролик на 5-ой минуте 55 секунде). Ветер порой достигает скорости 110 километров в час (смотри ролик на 6-ой минуте 30 секунде).

Наиболее близким устройством для получения воды из влажного атмосферного воздуха является устройство, состоящее из поворотной рамы с закрепленной на ней сеткой в виде веера, причем поворотная рама снабжена возвратным средством, выполненным в виде заполняемой собранной водой емкости, которая соединена с поворотной рамой тяговым шнуром (см. патент CN 104947743 А, МПК Е 03 В 3/28, опубл. 30,08,2015 г.) Выбрано за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что сетка складывается только после заполнения емкости собранной водой. Защита сетки временная. Во время сбора воды сетка защиты не имеет и подвержена разрывам.

Техническая задача состоит в том, что необходимо устройство, которое будет защищать сеть постоянно, без относительно того, заполнена емкость для сбора воды или нет.

Технический результат - защита сетей от разрывов постоянно и без использования более крепких материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения воды из влажного атмосферного воздуха, состоящее из сети, закрепленной в раме, имеющей для сбора конденсата лоток, снабженный трубкой для подачи воды в водосборную емкость, особенностью является то, что рама, установленная на оси, выполнена поворотной и снабжена возвратным средством возвращающим раму в исходное положение, при этом возвратное средство выполнено в виде установленного на нижней перекладине рамы колеса, взаимодействующего с опорой, имеющей подъем опорной поверхности.

Пример конкретного выполнения устройства иллюстрируется чертежами.

Фигура 1 - вид сзади.

Фигура 2 - вид сбоку при слабом ветре.

Фигура 3 - вид сбоку при сильном ветре.

На чертежах изображено: сеть 1, закрепленная в раме, выполненной из двух стоек 2 и 3 скрепленных двумя перекладинами, верхней 4 и нижней 5. Крепящие элементы 6. Лоток 7, для сбора воды, снабженный трубкой (не показана) для подачи воды в водосборную емкость (не показана). Установленная на оси 8, рама выполнена поворотной. На нижней перекладине 5 закреплено колесо 9 (можно установит шарикоподшипник). Колесо 9 взаимодействует с опорой 10, имеющей подъем 11 опорной поверхности.

Работа устройства.

При слабом ветре колесо располагается в нижней точке опоры 10. Рама с сеткой 1 располагается перпендикулярно слабому ветру (см. фиг. 1 и фиг. 2).Ф

При сильном ветре рама начинает поворачиваться и одновременно подниматься. В результате поворота уменьшается парусность сети 1. При максимальном ветре рама с сеткой 1 развернется на 90 градусов и еще выше поднимется (см. фиг. 3). С ослаблением ветра, под действием силы тяжести, рама будет стремиться вернуться в исходное состояние. Угол подъема опорной поверхности определяется опытным путем.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в области водоснабжения пресной водой потребностей человека, а более конкретно к извлечению воды из насыщенного влагой атмосферного воздуха.

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечивать достижение усматриваемого заявителем технического результата.

- преимущество изобретения состоит в том, что сеть остается целой, так как устройство автоматически снижает парусность сети при сильном ветре, путем ее поворота вокруг вертикальной оси крепления рамы.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области водоснабжения. Устройство состоит из сети (1), закрепленной в раме, имеющей для сбора конденсата лоток (7). Лоток снабжен трубкой для подачи воды в водосборную емкость. Рама установлена на оси (8), выполнена поворотной и снабжена возвратным средством, возвращающим раму в исходное положение. Возвратное средство выполнено в виде установленного на нижней перекладине (5) рамы колеса (9), взаимодействующего с опорой (10), имеющей подъем (11) опорной поверхности. Обеспечивается защита сетей от разрывов. 3 ил.

Устройство для получения воды из влажного атмосферного воздуха, состоящее из сети, закрепленной в раме, имеющей для сбора конденсата лоток, снабженный трубкой для подачи воды в водосборную емкость, отличающееся тем, что рама, установленная на оси, выполнена поворотной и снабжена возвратным средством, возвращающим раму в исходное положение, причем возвратное средство выполнено в виде установленного на нижней перекладине рамы колеса, взаимодействующего с опорой, имеющей подъем опорной поверхности.