Устройство для конденсации паров воды из воздуха Советский патент 1993 года по МПК B01D5/00 E03B3/28 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к производству оросительной техники и ветряных двигателей для электрогенераторов.

Известно устройство для конденсации паров воды из воздуха, построенное в Москве в 1936 г.- на территории бывшей Сельскохозяйственной Академии jl.

Недостатком известного устройства является его низкая производительность, равна № г воды в 1 ч с площади 1м2.

Целью предполагаемого изобретения является повышение производительности. ..

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее наклонную трубу, нижний открытый конец которой соединен через вертлюг с двойным шарниром с землей, а верхний, также открытый конец поднят на высоту, равную:

1 Г I Г -I - / 3 . Ј to

h 64,, lg ---- -----(Л

С

где h - высота,км;

t0 - температура воздуха,°С;

tp - точка росы воздуха,°С. а кроме того тем, что труба собрана из герметично соединенных между собой тороидов, наддутых газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха, наружная поверхность трубы снабжена спиралеобразным оперением и соединена с вертлюгом через электрогенератор.

Среди рассмотренных аналогов решений с выделенным комплексом отличительных признаков не обнаружено, что позволяет предположить, что решение обладает существенными отличиями.

I . Известно, что при адиабатическом расширении газа температура его понижается по формуле (2).

00

со

4

XI

со

т -tР

f I

.2Р2

(D

где Т, , Р, - начальные температура и

давление газа; Т, Р2 - конечные температура и

давление газа; Ч 1рА„ - показатель адиабаты (дл

воздуха % 1,ЛО) . Если наклонная труба установлена по направлению ветра, то воздух под давлением ветра будет подниматься по трубе вверх с понижением давления и температуры.

Связь между высотой подъема и по- нижением давления определяется по формуле (3):

h 18,4 lg , rn

(2)

где h - высота подъема, км.

При снижении температуры за точку росы вода будет выпадать в виде дождя или снега и сливаться по трубе вниз.

Высота подъема трубы, при которой создаются условия конденсации воды определяются из уравнений (1) и (2)

ь «.v-gtЈHj- «м

где h - высота подъема трубы, км,1 t0 - температура воздуха,°С; tp - точка росы воздуха,°С. Пример 1. В пустыне Саха- ра, где отмечена максимальная сухост воздуха, среднее давление пара равно 6,5 м бар (1), что соответствует точке росы, равной 1 С. Средняя дневная температура в пустыне 0°С. При этих условиях труба должна быть поднята на высоту

b-«.i.- &TT-f- .-.7

Пример 2. Для районов Арала при температуре воздуха 40°С относительная влажность 30%. Средняя .скорость ветра 7 м/с. Если труба будет иметь диаметр 100 м, что поток кон- CJQ денсированной воды будет равен 1 м3/с

Несколько десятков-таких установок могут решить проблему Арала.

При эксплуатации установки в зимних условиях верхняя часть трубы мо55

жет покрыться льдом. Для удаления льда трубу необходимо вращать, для чего наружный диаметр трубы снабжен спиралеобразным оперением. Энергия

5

Ю

15

20

з°

35 40

45

CJQ

55

вращения трубы будет достаточно высокая, поэтому крепление трубы к вертлюгу осуществляется через электрогенератор, утилизирующий излишнюю энергию вращения в электроэнергию.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из двухшарнир ного вертлюга 1, на котором установлен электрогенератор 2. К валу электрогенератора крепится труба 3, собранная из тороидов k наддутых газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха. Наддутие обеспечивает достаточную устойчивость формы трубы. С наружной стороны трубы расположено спиралеобразное оперение 5. Кольцевой водосборник 6 расположен соосно с вертикальной осью вертлюга 1.

Работа устройства.

Свободный конец трубы 3 поднимается вверх за счет выталкивающей силы атмосферного давления. Под действием ветра труба поворачивается и воздух, входящий в трубу, будет перемещаться по ней вверх. Когда воздух .постигнет высоты, где температура будет меньше точки росы, из него будет выпадать вода в виде дождя или снега и сливаться по трубе в кольцевой водосборник б. Спиралеобразное оперение 5 обеспечивает вращение трубы, в результате обледенение разрушается и лед ссыпается вниз, одновременно электрогенератор 2, вращаясь, вырабатывает электроэнергию.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить экологически чистую технологию получения пресной воды и электроэнергии..

Формула изо:бретения

1. Устройство для конденсации паров воды из воздуха, содержащее наклонную трубу с открытыми торцами, нижний конец которой соединен через вертлюг с двойным шарниром с землей, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, верхний торец трубы поднят на высоту h, равную

, ,, г л 273.2 + t0 .h 64,5 lg , KM,

где t0 - температура воздуха,°С;

tp - температура точки росы,°С.,

2. Устройство по п.1, о т л. и - чающееся тем, что труба выполнена в виде герметично соелинен- ных между собой по оси тороидов, полости которых заполнены газом с плотностью меньшей плотности воздуха.

3. Устройство .по п.1, отличающееся тем, что наружная

поверхность трубы снабжена-спиралеобразным оперением.

Ь. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что оно снабжено электрогенератором, а труба соединена с вертлюгом через электрогенератор.

Сущность изобретения: устройство для конденсации паров воды из воздуха содержит наклонную трубу 3 с открытыми торцами, нижний конец которой соединен через вертлюг 1 с двойным шарниром с землей, а верхний конец поднят на высоту h 64,5 273 2 + t lg 273A2 + tT ГД6 h высота км t0 - температура воздуха,°C, tp - точка росы воздуха,°С. При этом трубка 3 собрана из герметично соединенных между собой тороидов 4, надутых газом с плотностью, меньшей плотности воздуха, а наружная поверхность трубы 3 снабжена спиралеобразным оперением 5- Кроме того, труба 3 может быть соединена с вертлюгом 1 через электрогенератор 2. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.