Солнечный опреснитель

(51) 06 1/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ конструкции и повышение мобильности солнечного опреснителя. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен солнечный опреснитель,содержащий камеру испарения, конденсатор и сборник конденсата, отличающийся тем, что дно камеры испарения выполнено из гидрофильного материала,взаимодействующего с минерализованной водой водоема, при этом конденсатор выполнен в виде конденсационных трубок, погруженных в минерализованную воду под дном камеры испарения, сообщающихся с введенными в солнечный опреснитель коллектором пресной воды и конденсационным отсеком,расположенным в торце камеры испарения и снабженным отражателем лучистой энергии, крыша камеры испарения выполнена вогнутой из прозрачного материала и наполнена минерализованной водой, коллектор конденсатора содержит трубопровод, соединяющий его с атмосферой, при этом трубопровод, соединяющий коллектор конденсатора с атмосферой, снабжен эжектором, совмещенным с флюгером, кроме того,солнечный опреснитель снабжен колесами и рукояткой для его перемещения и подъема сборника конденсата в положение, обеспечивающее его съем и установку в атмосферных условиях, а также быстродействующим замком для закрепления сборника к коллектору.(72) Асангалиев Елибек Атрауович Асангалиева Мадина Елибековна Дейнеко Павел Федорович Яковлев Александр Николаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к технике опреснения соленых вод и может быть использовано в качестве автономных опреснителей, работающих за счет энергии солнца. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание передвижного солнечного опреснителя,использующего для работы солнечную энергию и минерализованную воду водоема, а также упрощение конструкции. Технический результат,получаемый от использования изобретения,заключается в повышении производительности солнечного опреснителя и получении большего объема пресной воды с единицы площади камеры испарения за единицу времени, а также упрощение 22914 Изобретение относится к технике опреснения соленых вод и может быть использовано в качестве автономных опреснителей, работающих за счет энергии солнца непосредственно в водоеме с минерализованной водой. Известно устройство для опреснения минерализованной воды, включающее заполненный пористым материалом резервуар из теплопроводного материала с боковыми испаряющими поверхностями, тензиметр для контроля влажности пористого материала заглубленные в пористый материал перфорированные трубки,подключенные к увлажнительному трубопроводу с вентилем вибратор для отслоения солей с боковых испаряющих поверхностей, испарительную камеру,образованную боковыми испаряющими поверхностями соседних резервуаров, сообщенную с ней дистилляционную камеру с теплоотражающим внутри покрытием, радиационные пластины для нагрева испарительной камеры и солеприемный контейнер,наружные боковые стенки у содержащего дистилляционную камеру резервуара и противоположные стенки резервуаров, образующих снабженную решетчатым днищем испарительную камеру, выполнены с возможностью испарения влаги в виде каркаса, обтянутого водопроницаемым водостойким материалом, причем заполненные пористым материалом резервуара снабжены опорами,а сообщающая между собой дистилляционную и испарительную камеры паропропусная труба снабжена теплоизоляционным покрытием, находящимся под противоположными стенками, образующих испарительную камеру резервуаров, передвижной солеприемный контейнер выполнен с бортами и снабжен установленными на них для герметизации испарительной камеры трубчатым газонепроницаемым элементом с обратным клапаном для подачи сжатого газа, на закрепленных по верхним краям наружных стенок содержащего дистилляционную камеру резервуара,крыльях установлен увлажнительный трубопровод,имеющей в верхней полусфере основное и дополнительное щелевое отверстия, через которые продет и пропущен волокнистый водовпитывающий материал,концы которого снабжены расправляющей планкой,выведенный в передвижной солеприемный контейнер и соединенной с механизмом установки в требуемое положение волокнистого водовпитывающего материала, имеющего на участке контакта с увлажнительным трубопроводом переменное сечение, причем в затянутом до упора положении оно в полости увлажнительного трубопровода сечение соответствующей части волокнистого водовпитывающего материала больше сечения основного, но меньше сечения дополнительного щелевого отверстия (см. А.с. СССР 1761681, кл. 02 1/14, БИ 34- 1992 г). Недостатком данного устройства для опреснения минерализованной воды является высокая сложность конструкции,а также низкая 2 производительность требующая дополнительного источника энергии и специального оборудования. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является солнечный опреснитель, содержащий камеру испарения в видегорячего ящика, наполненного минерализованной водой, конденсатор в виде стекла, установленного под некоторым углом к горизонту и сборник конденсата(см. Политехнический словарь, М., Советская энциклопедия, 1989, стр. 492, статья Солнечный опреснитель). Основным недостатком данного устройства является низкая производительность, обусловленная тем, что поверхность испарения равна площади камеры испарения в плане, притом трудно обогреваемая, из-за значительной толщины слоя минерализованной воды и ее отражательной способности, а также сложности изготовления конструкции. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание передвижного солнечного опреснителя, использующего для работы солнечную энергию и минерализованную воду водоема, а также упрощение конструкции. Технический результат,получаемый от использования изобретения,заключается в повышении производительности солнечного опреснителя и получении большего объема пресной воды с единицы площади камеры испарения за единицу времени, а также упрощение конструкции и повышение мобильности солнечного опреснителя. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен солнечный опреснитель, содержащий камеру испарения, конденсатор и сборник конденсата, отличающийся тем, что дно камеры испарения выполнено из гидрофильного материала,взаимодействующего с минерализованной водой водоема, при этом конденсатор выполнен в виде конденсационных трубок,погруженных в минерализованную воду под дном камеры испарения, сообщающихся с введенными в солнечный опреснитель коллектором пресной воды и конденсационным отсеком, расположенным в торце камеры испарения и снабженным отражателем лучистой энергии, крыша камеры испарения выполнена вогнутой из прозрачного материала и наполнена минерализованной водой,коллектор конденсатора содержит трубопровод,соединяющий его с атмосферой, при этом трубопровод, соединяющий коллектор конденсатора с атмосферой, снабжен эжектором, совмещенным с флюгером, кроме того, солнечный опреснитель снабжен колесами и рукояткой для его перемещения и подъема сборника конденсата в положение,обеспечивающее его съем и установку в атмосферных условиях,а также быстродействующим замком для закрепления сборника к коллектору. Такое выполнение солнечного опреснителя обеспечивает повышение его производительности,так как гидрофильный материал дна, например 22914 войлок, пропитавшись за счет капиллярности минерализованной водой резко увеличивает площадь испарения благодаря смачиваемости его волокон, также увеличивается и интенсивность испарения за счет более высокой температуры площади испарения из-за низкой отражательной способности дна. Расположение конденсатора под дном камеры испарения обеспечивает более высокий теплоотвод окружающей водой, за счет естественного волнения в водоеме,чем увеличивается объем пара превращенного в пресную воду. Снабжение солнечного опреснителя гелиоконцентратором повышает температуру в камере испарения и интенсивность испарения. Снабжение коллектора конденсатора трубопроводом, соединяющим его с атмосферой,препятствует противотоку воздуха из сборника конденсата в камеру испарения и связанного с этим охлаждения камеры испарения. Снабжение трубопровода,соединяющего коллектор с атмосферой эжектором, совмещенным флюгером,обеспечивает при наличии ветра некоторый вакуум в сборнике концентрата, улучшающий приток пара в конденсатор. Снабжение солнечного опреснителя колесами и рукояткой обеспечивает удобство при его перемещении и подъем всей конструкции для удобной установки и съема сборника конденсата к коллектору. Использование быстродействующего замка обеспечивает минимальные потери времени на установку сборника конденсата. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый солнечный опреснитель в рабочем положении фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 фиг. 3- вид Б на фиг. 1 фиг. 4 - вид В на фиг. 3 фиг. 5- солнечный опреснитель в положении съема или установки сборника конденсата фиг. 6 - опреснитель в транспортном положении. Солнечный опреснитель состоит из камеры испарения 1, конденсатора 2 и сборника конденсата 3. Дно 4 камеры испарения 1 выполнено из гидрофильного материала, например войлока,охваченного для жесткости по плоскостям сетками из нержавеющей стали или латуни ( на чертеже не показано) нижняя плоскость которого взаимодействует с минерализованной водой. Крыша 5 камеры испарения 1 может быть выполнена вогнутой (см. фиг. 2) из прозрачного материала,например из оргстекла. При наличии на ней слоя воды 6, она превращается в длиннофокусную линзу,выполняющую роль гелиоконцентратора,повышающего температуру в камере испарения 1. В торце камеры испарения 1 расположен конденсационный отсек 7, стенка 8 которого выполнена в виде отражателя лучистой энергии снижающего ее нагреваемость. Внизу камера испарения 1 снабжена жесткой рамой 9,выполненной, например, из полиэтиленовых труб,обеспечивающих плавучесть солнечного опреснителя. С рамой 9 жестко связаны кронштейны 10 и 11, в которых расположены оси 12 и 13 колес 14, предназначенных опорами солнечного опреснителя на мелководье, а также для его транспортировки посредством рукоятки 15, которая одновременно является средством для подъема передней части устройства ( см. фиг. 5) для установки и съема сборника конденсата 3. Это обеспечивается тем, что рукоятка 15 имеет выполненные заодно рычаги 16, несущие на оси 17 дополнительные ролики 18, которые при вращении рукоятки 15 вокруг оси 12, могут взаимодействовать с дном водоема. Конденсатор 2 установлен под дном 4 камеры испарения 1 и выполнен в виде ряда тонкостенных трубок 19,например,из нержавеющей стали или алюминия. Трубки 19 одним концом соединены с конденсационным отсеком 7, а другим с коллектором 20 ( см. также фиг. 3 и 4), снабженным конусом 21, к которому присоединен сборник конденсата 3, посредством быстродействующего замка, состоящего из ручки 22, снабженной упором 23, взаимодействующим с наружным конусом 24 сборника 3, и упором 25,стопорящим быстродействующий замок в рабочем положении. Ручка 22 посредством оси 26 связана с пластинами 27 установленными поворотно на коллекторе 20. Коллектор 20 снабжен трубопроводом 28, соединяющим его с атмосферой,в верхней части которого может быть устроен эжектор, состоящий из сопла 29 и диффузора 30,встроенных в поворотный флюгер 31, придающий направление эжектору против ветра. Присоединение сборника конденсата 3 к коллектору 20, может быть резьбовым, а также возможна установка сборника конденсата 3 в любом месте на уровне изображенном на чертеже или ниже и соединенного с коллектором 20 посредством гибкого рукава (на чертеже не показано) натянутого на конус 21, что позволит поднять сборник при его наполнении, и слив конденсат, установить на прежнее место. На фиг. 1 показан солнечный опреснитель установленный на дне водоема, при этом его фиксация возможна закреплением колес 14,например, с посредством камней. При большей глубине водоема фиксация солнечного опреснителя возможна посредством рукоятки 15 закрепленный к берегу или с помощью якоря, который может быть выполнен из подручного материала, например,камней (на чертеже не показано). Возможно использование предлагаемого солнечного опреснителя и для получения значительного количества пресной воды, путем объединения нескольких коллекторов 20 общим трубопроводом со сборником конденсата, который в случае его установки выше уровня водоема должен быть снабжен питающим насосом. Солнечный опреснитель работает следующим образом. Солнечные лучи через крышу 5 камеры испарения 1, а также и через ее боковые стенки,если они выполнены из прозрачного материала,обогревают дно 4 и вода, размещенная в материале дна 4 испаряется. При этом давление в камере 1 поднимается выше атмосферного и пар перемещается в конденсационный отсек 7, где охлаждается и через конденсационные трубки 19,которые расположены в холодной воде, движется к коллектору 20, частично превращаясь в пресную 3 22914 воду, и далее в сборник конденсата 3. После заполнения сборника 3 пресной водой, что определяется опытным путем или пробным подъемом солнечного опреснителя в положение изображенное на фиг. 5, в этом положении открывают быстродействующий затвор поворотом ручки 22 по часовой стрелке, снимают сборник конденсата 3 и на его место устанавливают и закрепляют другой сборник 3, или опорожнив его в другую емкость, возвращают на старое место. Производительность солнечного опреснителя будет выше,если его использовать с гелиоконцентратором на крыше 5 камеры испарения 1, а также при наличии эжектора на трубопроводе 28, работающего при ветровой погоде. Следует также обращать внимание на состояние дна 4, так как оно может засоряться солями минерализованной воды, которые в какой - то степени будут растворяться за счет осмоса, так как раствор в материале дна будет насыщен солями в большей концентрации по сравнению с окружающей водой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Солнечный опреснитель, содержащий камеру испарения, конденсатор и сборник конденсатора, 4 отличающийся тем, что дно камеры испарения выполнено из гидрофильного материала,взаимодействующего с минерализованной водой водоема, при этом конденсатор выполнен в виде конденсационных трубок,погруженных в минерализованную воду под дном камеры испарения, сообщающихся с введенными в солнечный опреснитель коллектором пресной воды и конденсационным отсеком, расположенным в торце камеры испарения и снабженным отражателем лучистой энергии, крыша камеры испарения выполнена вогнутой из прозрачного материала и наполнена минерализованной водой,коллектор конденсатора содержит трубопровод,соединяющий его с атмосферой, при этом трубопровод, соединяющий коллектор конденсатора с атмосферой, снабжен эжектором, совмещенным с флюгером, кроме того, солнечный опреснитель снабжен колесами и рукояткой для его перемещения и подъема сборника конденсатора в положение,обеспечивающее его съем и установку в атмосферных условиях,а также быстродействующим замком для закрепления сборника к коллектору.