Водоподъемное устройство,использующее солнечную энергию Советский патент 1981 года по МПК F03G7/02 

(54) ВОДОПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ СОЛНЕЧНУЮ ЭНЕРГИЮ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, преобразующим солнечную энергию в механическую, и может быть использовано в сельском хозяйстве для подъема воды в полевых условиях.

Известно водоподъемное устройство, использующее солнечную энергию, содержащее две соединенные между собой трубкой емкости - испаритель и конденсатор, частично заполненные легкокипящей жидкостью и установленные на концах подвижных рычагов, соединенных с рабочим органом водяного насоса с возможностью согласованного поднятия и опускания емкостей и слива конденсата в испаритель 1.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность, обусловленная потерями тепла при поочередном нагреве и охлаждении материала каждой емкости, а также отсутствием расщирения пара легкокипящей жидкости с соверщением полезной работы.

Цель изобретения - повыщение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено баками с горячей и

холодной водой и солнечным водонагревателем, испаритель погружен в бак с горячей водой, соединенный с водонагревателем, а конденсатор погружен в бак с холодной водой, соединенный с водяным насосом, емкости испарителя и конденсатора выполнены с эластичными стенками для многократного изменения их объема, и трубка выполнена гибкой.

При таком выполнении устройства одна емкость постоянно является испарителем

р и располагается в зоне нагрева, а другая емкость постоянно является конденсатором и располагается в зоне охлаждения, что уменьшает потери тепла при нагреве и охлаждении материала емкостей. Кроме того, пар легкокипящей жидкости получает можность расширяться вследствие эластичности стенок емкостей с соверщением полезной работы при всплытии емкостей в воде за счет изменения их плавучести. Оба эти фактора обеспечивают увеличение КПД устройства.

20 На фиг. 1 представлен двигатель в момент начала всплытия емкостей, общий вид; на фиг. 2 - двигатель при крайнем верхнем расположении емкостей; на фиг. 3 - испаригель в разрезе; на фиг. 4 - конденсатор в разрезе.

Устройство содержит испаритель 1 и конденсатор 2, соединенные между собой гибкой трубкой 3, частично заполненные легкокипящей жидкостью 4. В верхней части испарителя 1 установлена металлическая ванна 5, заполненная балластом 6, с прикрепленными к ней кронштейном 7 и патрубком 8 для слива конденсата. В нижней части емкость испарителя ограничена эластичной стенкой 9. Нижняя часть конденсатора 2 выполнена металлической, треугольной формы с ребрами 10 внутри и снаружи и патрубком 11 для слива конденсата, а верхняя часть конденсатора ограничена эластичной стенкой 12. Испаритель 1 и конденсатор 2 установлены на концах подвижных двуплечих рычагов, соответственно 13 и 14, соединенных шарнирно в одной общей точке с щатуном 15, связанным с рабочим органом водяного насоса 16 порщневым штоком 17. Рычаг 14 выполнен телескопическим и снабжен пружиной 18.

Испаритель 1 погружен в бак 19 с горячей водой, соединенный с солнечным водонагревателем 20, а конденсатор 2 погружен в бак 21 с холодной водой, соединенный щлангом 22 с водяным насосом 16 и снабженный патрубком 23 отбора воды к потребителю.

Водоподъемное устройство работает следующим образом.

Вода в баке 19 нагревается солнечным водонагревателем 20, вследствие чего испаряется легкокипящая жидкость 4, находящаяся в испарителе 1. Пары жидкости 4 по трубке 3 поступают в конденсатор 2, охлаждаемый водой, заполняющей бак 21, и конденсируется на внутренних ребрах 10 конденсатора. Под давлением паров легкокипящей жидкости 4 эластичная стенка 9 испарителя 1 расширяется, увеличивая объем и плавучесть последнего, и испаритель всплывает на поверхность горячей воды, приводя в движение рычаги 13 и 14, которые через щатун 15 давят на поршневой шток 17 насоса 16, и щток 17 движется вниз, а конденсатор 2 - вверх. При достижении конденсатором 2 своего верхнего положения

конденсат стекает из него по трубке 3 обратно в испаритель 1, охлаждая пары жидкости 4, вследствие чего уменьшается давление паров в испарителе, уменьшается его объем и плавучесть и испаритель 1 погружается в горячую воду, приводя в движение рычаги 13 и 14 и рабочий орган 17 водяного насоса 16. Холодная вода, поднятая насосом 16, поступает по шлангу 22 в бак 21, из которого по патрубку 23 вода подается потребителю. Далее весь цикл работы устройства повторяется и насос 16 поднимает новую порцию воды.

Описанное водоподъемное устройство при равной мощности с известными устройствами имеет меньщие габариты и больший КПД, оно безопасно, работает автоматически без сжигания топлива и загрязнения окружающей среды, не требует затрат человеческих усилий.

Формула изобретения

Водоподъемное устройство, использующее солнечную энергию, содержащее две соединенные между собой трубкой емкости - испаритель и конденсатор, частично заполненные легкокипящей жидкостью и установленные на концах подвижных рычагов, соединенных с рабочим рычагом водяного насоса с возможностью согласованного поднятия и опускания емкостей и слива конденсата в испаритель, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности, устройство снабжено баками с горячей и холодной водой и солнечным водонагревателем, испаритель погружен в бак с горячей водой, соединенный с водонагревателем, а конденсатор погружен в бак с холодной водой, соединенный с водяным насосом, емкости испарителя и конденсатора выполнены с эластичными стенками для многократного изменения их объема, и трубка выполнена гибкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 73913, кл. F 03 G 7/02, 1949.