Гелиоопреснитель Советский патент 1980 года по МПК F24J2/32 C02F1/14 C02F103/08 

(54) ГЕЛИООПРЕСНИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике опрес нения соленых вод, точнее к малогабаритным портативным дистиллоторам, использующим для работы солнечную энергию путем преобразования ее в тепловую (так называемый парниковый эффект ) и предназначенным для автономного пополнения индивидуального аварийного запаса пресной питьевой воды. Известны плавучие складные гелиоопреснители, которые для реализации парникового эффекта содержат корпус, выгголл ненный в виде эластичной, надуваемой воэ духом оболочки из оптически прозрачного материала, и размешенный в корпусе гигроскопичный испарительный элемент, смачиваемый морской водой и хорошо поглощающий солнечную радиацию, например, натянутая на растяжках внутри корпуса черная ткань или губка l. Недостатком этой конструкции является большое содержание воздуха в замкнутом пространстве корпуса гелиоопреснителя, что ведет к увеличению теплопотерь за счет конвективного теплопереноса неконденсирующегося газа и тем самым к понижению производительности аппарата. Известен также более совершенный портативный плавучий гелиоопреснитель, содержащий корпус в виде эластичной прозрачной для солнечной радиации оболочки, которая в рабочем положении поддерживается не избыточным давлением воздуха под ней, а натянута на надувной каркас, состоящий из плоского матраца инаклонных ребер, и образует наклонные стенки и днище, размещенный в корпусе над днищем на надувном матраце черный гигроскопичный испарительный элемент, емкость для опресняемой воды и устройства для сбора и отвода дистиллята 2. Однако у находящегося на матрице испарительного элемента работает лишь сторона, обращенная к солнцу, а охлаждаемое морской водой дряще не участвует в работе как поверхность конденсации, так как изолировано от испаритель- ного элемента непроницаемым для пара матрацем, что в целом снижает производительность гелиоопреснителя. Каркас же из надувных наклонных ребер затеняет поверхность испарительного элемента что уменьшает тепловой поток к поверхности испарения,.... Иелью настоящего изобретения является повышение производительности устройства путем устранения указанных недостатков., С этой целью известный гелиоопресни тель, содержатций корпус, выполненный в виде эластичной оболочки из оптически прозрачного материала, натянутый на надувной каркас и образующий наклонные стенки и днище, размешенный в корпусе над днищем гигроскопичный испарительный элемент, емкость для опресняемой воды и устройства для сбора и отвода дистиллята, снабжен теплорапиационным перфорированным экраном, установленным между испарительным элементом и днищем, а надувной каркас выполнен в впде трубчатого кольцевого элемента и центральной стойки. На чертеже показан общий вид предложенного портативного гелиоопреснителя в осевом сечении. Гелиоопреснитель содержит образованный эластичной оболочкой корпус 1 с наклонными стенками 2 и днищем 3, надув ной каркас 4, состоящий из центральной стойки 5 и трубчатого кольцевого элемента 6, гигроскопический испарительный элемент 7, емкость 8 для опресняемой воды, теплорадиационный экран 9, устройство 10 для сбора и отвода конденсата в виде желоба. Емкость 8 для опресняемой воды, установленная над поверхностью испаритель ного элемента 7, снабжена раснр делител ным кольцом 11с отверстиями для рав- номерного увлажнения поверхности испаре ния. Испарительный элемент 7, размещен ный в корпусе над днищем, выполненный из черного тонкого гигроскопического материала в форме конуса с углом при основании не менее 25° и прикрепленного на эластичных растяясках к кольцевом элементу, заканчивается на самых низких своих краях желобом 10 для сбора излиш ков невыпаренного рассола, стекающего по наклонной поверхности испарительного элемента. Материал испарительного эле мента подбирается достаточно тонкий, чтобы увеличить скорость прогрева по толшинё его. Между испарительным элементом 7 .и днищем 3 оболочки установлен тепло- радиашюнный пер4хзрпрованный паропроттпаемый экран 9, выполненный из, по крайней мере, одного слоя эластичной пластмассовой пленки, например, лавсановой, с двухсторонним алючшииевым напылением для теплозащиты испарительного элемента от холодного днища плавучего гелиоопреснителя. Напыление позволяет уменьшить излу тительную способность экрана н тем самым уменьшить теплопотери аппарата излучением. Соленая вода запивается в емкость 8, равномерно увлажняя полотно испарительного элемента 7. Солнечные лучи проходят через прозрачную оболочку и поглощаются черным влажным материалом испарительного элемента 7, превращаясь в тепловую энергию. Соленая вода, непрерывно пропитывающая полотно испарительного элемента, нагревается и испаряется. Пар, испарившийся с верхней поверхности полотна за счет конвекции и диффузии, попадает в район охлаждаемой наружным воздухом оболочки и конденсируется на ней, а испарившийся с нижней , обращенной к экрану поверхности полотна испарительного элемента, за счет концентрационной диффузии попадает на перфорированный экран 9, имеющий температуру ниже температуры испарительного элемента, и частично конденсируется на нем. Неконденсированный пар проходит через перфорацию экрана, достигает днища, имеющего низкую температуру в аппарате, и конденсируется на внутренней поверхности днища. Несконденс1фованный пар из верхнего пространства над испарительным элементом за счет разности парциальных давлений возле поверхности оболочки 1 проходит через отверстия в растяжасах к днищу, где происходит его дальнейшая конденсация. Образующийся конденсат . стекает по наклонным стенкам оболочки и через перфорацию экрана 9 и собирается на днище, откуда сливается в устройство для сбора пресной воды. Невьгаарепный рассол стекает по наклонной поверх ности испарительного элемента в желоб . 10 и сливается наружу. Таким образом, установка экрана 9 позволила теплоизолировать испарительный элемент от холодного днища аппарата, снизив тепловые потери испарительного элемент-а,- увеличить поверхность конденсации и увеличить разность темпераTvn между исрарптельпым элементом н