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

Известно 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 Е03В 3/28 опубл. 30.05.2017. Бюл. №16).

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

Также известно 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 Е03В 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 устройство по способу получения воды из воздуха, включающее генераторы пневматической энергии, охлаждение потока сжатого воздуха после генераторов в конденсаторах с осаждением и отбором влаги, отличающийся тем, что 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 Е03В 3/28 опубл. 03.05.2017, Бюл. №13).

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

Известен способ и 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 для получения воды из влажного атмосферного воздуха состоящее из сети, закреплённой 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 для получения водя из влажного атмосферного воздуха, состоящее из сети закреплённой в раме при помощи натяжных амортизирующих элементов, имеющее для сбора конденсата лоток, снабженный трубкой для подачи воды в водосборную ёмкость (см. DE 102014115539 А1, МПК Е05В 3/28 опубл. 2016,04,28). Выбранное в качестве прототипа.

Недостаток прототипа состоит в том, что наличие резиновых амортизаторов не снижает парусность сети. Её парусность какой была, такой и осталась. При сильном ветре резиновые амортизаторы вытянутся, а далее произойдёт разрыв сети или резиновых амортизаторов.

Техническая задача состоит в том, что требуется устройство более устойчивое к ветровой нагрузке

Технический результат - исключение разрывов сетей, без использования более крепких материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения воды из влажного атмосферного воздуха, состоящее из сети, закреплённой в раме, имеющей для сбора конденсата лоток, снабженный трубкой для подачи воды в водосборную ёмкость, особенностью является то, что рама, установленная на оси, выполнена поворотной и снабжена возвратной пружиной, причём верх возвратной пружины закреплён на раме, а низ возвратной пружины закреплен на оси.

Пример конкретного выполнения устройства иллюстрируется чертежами. Фигура 1 - вид с боку. Фигура 2 - вид с верху.

На чертежах изображено: сеть 1, закреплённая в раме 2, крепящими элементами 3. Лоток 4, для сбора воды, снабжённый трубкой (не показана) для подачи воды в водосборную ёмкость (не показана). Рама 2 установленная на оси 5, выполнена поворотной. Низ оси 5 выполнен более широким и является опорой для рамы 2. Имеется возвратная пружина 6, верх 7 которой закреплён на раме 2, а низ 8 на более широкой части оси 5. Для удержания в вертикальном положении оси 5, использованы растяжки 9. Для возврата рамы 2 в исходное состояние можно использовать, например, пружинный доводчик дверей.

Работа устройства.

При сильном ветре рама 2 поворачивается. В результате поворота уменьшается парусность сети 1. При этом возвратная пружина 6 деформируется и с ослаблением ветра стремится вернуть раму 2 в исходное состояние.

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 остаётся целой, так как устройство автоматически снижает парусность сети при сильном ветре, путём её 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 (2), имеющей для сбора конденсата лоток (4). Лоток снабжен трубкой для подачи воды в водосборную емкость. Рама (2) установлена на оси (5), выполнена поворотной и снабжена возвратной пружиной (6). Верх (7) возвратной пружины закреплен на раме (2), а низ (8) возвратной пружины закреплен на оси (5). Обеспечивается исключение разрывов сетей. 2 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 возвратной пружиной, причем верх возвратной пружины закреплен на раме, а низ возвратной пружины закреплен на оси.