устройство для получения воды из воздуха

Формула изобретения

Установка для получения воды из воздуха, содержащая вертикальный воздуховод, водосборник, нагревательный и охладительный элементы холодильной машины, отличающаяся тем, что охладительный элемент выполнен в форме цилиндра, который размещен в центральной части канала воздуховода, нагревательный элемент выполнен в виде усеченного конуса и размещен на наружной обшивке, между охладительным и нагревательным элементами установлен обращенный открытой стороной вниз разделительный стакан из теплоизоляционного материала, стакан размещен с образованием двух кольцевых расширяющихся книзу полостей, одной между охладительным элементом и стаканом и другой между стаканом и нагревательным элементом.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к области водоснабжения, а именно к средствам для добывания воды.

Острая необходимость в пресной воде всех отраслей жизнедеятельности вынуждает к переброске водных ресурсов, опреснению морской воды и другим дорогостоящим мероприятиям.

Известно добывание воды из воздуха [1] использующее естественное выпадение росы из воздуха. Недостатком этого устройства является низкая производительность (1 л. воды в сутки) из-за ограниченного рядом факторов соотношения температур, необходимого для точки росы в естественных условиях.

В устройстве [2] необходимое соотношение температур поддерживается искусственно за счет применения холодильной машины.

Недостатком этого устройства является необходимость затраты значительного количества энергии для работы холодильной машины, усугубляемая зачастую отсутствием электричества в местах острейшего дефицита влаги.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергоемкости получения воды из воздуха. технический результат достигается тем, что в установке для получения воды из воздуха, содержащей вертикальный воздуховод, водосборник, нагревательный и охладительный элементы холодильной машины охладительный элемент выполнен в форме цилиндра, который размещен в центральной части канала воздуховода, нагревательный элемент выполнен в виде усеченного конуса и размещен на наружной обшивке, между охладительным и нагревательным элементами установлен обращенный открытой стороной вниз разделительный стакан из теплоизоляционного материала, стакан размещен с образованием двух кольцевых полостей -расширяющихся книзу одной между охладительным элементом и стаканом и другой между стаканом и нагревательным элементом.

Такое использование известных в технике элементов потребовало принципиальных конструктивных изменений устройств, в связи с чем заявленное предложение соответствует критерию "изобретательский уровень".

В самом деле, вышеприведенные признаки проявляют новые, неизвестные ранее свойства, а именно:

выполнение охладительного элемента в форме цилиндра обеспечивает его наибольшее теплопоглощение за счет обтекания воздухом как изнутри, так и снаружи;

использование конструктивных элементов конической формы обеспечивает изменение объемов воздуха (его плотности) по ходу движения: в зоне охлаждения расширение поперечного сечения, в зоне нагрева сужение, что в соответствии с законом БойляМариотта, способствует охлаждению воздуха в зоне охдадительного элемента и нагреванию в зоне нагревательного элемента;

изменение живого сечения воздушного потока по ходу его движения приводит к турбулизации воздуха, что способствует равномерному изменению температуры;

установка нагревательного элемента на обшивке конической формы обеспечивает его положение, близкое к фронтальному по отношению к Солнцу в любое время дня, что способствует его лучшему прогреву.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором охладительный элемент 1 в виде цилиндра установлен в открытый снизу стакан 2, выполненный из теплоизоляционного материала, и помещенный, в свою очередь, в кожух конической формы, сформированный полностью или частично (со стороны Солнца) нагревательным элементом 3.

В верхней части обшивки переходник 4 соединяет ее с вертикальным воздуховодом 5. Охладительный 1 и нагревательный 3 элементы холодильной машины соединены функциональными блоками 6 (абсорбер, конденсатор, терморегулирующие вентили).

Нижняя часть воздуховодов замкнута поддоном 7, имеющим в нижней части водосливную трубку 8. Под последней установлена емкость 9 для воды. Опоры 10 обеспечивают необходимый напорный режим водопользования, доступ солнечным лучам и защиту от постороннего вмешательства.

Устройство работает следующим образом.

За счет нагрева Солнцем нагревательного элемента 3 и воздуховода 5 в последнем возникает тяга. Поступающий снизу в охладительный элемент 1 воздух охлаждается до точки росы, конденсат выпадает на поддон 7, а воздух нагреваемый также от тепла, выделяющегося при конденсации влаги, идет выше через переходник 4 в воздуховод 5. При этом обтекании воздухом разделительного стакана 2 удлиняет путь охлаждению воздуха, а также служит местом конденсации влаги, откуда она стекает на поддон. Узлы 6 холодильной машины обеспечивают ее функционирование. Из поддона 7 вода по водосливной трубке 8, гидравлический замок которой препятствует попаданию в трубку воздуха, стекает в накопительную емкость 9, положение которой под трубой обеспечивают опоры 10.

Теплоэнергетические расчеты показывают высокую эффективность получения воды. При этом затраты энергии в регионах с полным отсутствием ее традиционных источников значительно меньше, чем на дистиллирование морской воды выпариванием.