Гелиоопреснитель

Гелиоопреснитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Социалистмческнк

Республнк

О П Й С А Н Й Е, 735875

ЙЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заивлено 02.02.78 (2I ) 2575872/24-26 (51) М. Кл.

F 24 Х 3/02, С 02 В 1/02 с присоединением заявки №вЂ”

Государстееииый комитет (23) Припри гет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.80. по делам изобретеиий и открытий (53) УД К 628. 165. .048 (0 88. 8) I1. А. Новиков, В. И. Новикова, Б. М. Смольский

Э. K. Снежко, А. Н. Лившиц и Л. Я, Любин (72) Авторы изобретения

УьР г», 1 /

-" --""-- O3„ р ";»

1 3

i .. а <, . ",> ° ;F» ф т1

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. A. В. Лыкова (7! ) Заявитель (54) ГЕЛ ИООПРЕСНИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике. оп реснения соленых вод, а более конкретно — к устройству складных малогабаритных индивидуальных дистилляторов, использующих энергию солнечной радиации и предназначенных для автономного пополнения аварийного запаса пресной воды в малонаселенйых районах Земли.

Известен портативный малогабаритный гелиоопреснитель, содержащий корпус, выполненный в виде оболочки из прозрачной

10 полимерной пленки, служащей одновременно поверхностью конденсации, укрепленной на каркасе, состоящем иэ складных рамок, размещенный в корпусе испари15 тельный элемент из черного гигроскопичного материала, трубы для подачи опресняемой воды, слива ее излишков и отвода дистиллята, емкость для опресняемой воды и сборник пресной воды. Рамка с пленкой образует, так называемый "горячий ящик, в котором за счет парникового эффекта происходит нагрев, испарение опресняемой воды и конденсация ее паров.

Однако такие гелиоопреснители не получили широкого распространения как .индивидуальные спасательные средства иэ-за значительного веса, некомпактности в собранном виде и необходимости систематической ориентации на солнце.

Указанные недостатки устранены в гелиоопреснителях с надувным каркасом из полимерной пленки (1).

Но каркас из надувных наклонных ре» бер затеняет поверхность испарительного элемента, что уменьшает тепловой поI ток к поверхности испарения.

Из известных портативных гелиоопреснителей наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является гелиоопреснитель, содержащий корпус, выполненный в виде оболочки иэ прозрачной полимерной пленки, укрепленной на каркасе, состоящем из центральной стойки и боковых растяжек, и образующей конические стенки и днище, размещенный в корпусе испарительпый элемент из гигроскопического черного материала, трубы дпя подачи опресняемой воды и отвода дистиллята (2).

Однако в этом гелиоопреснителе поверхностью конденсации служит.. только коническая верхняя часть пленки, а днище, KBK и весь внутренний объем аппарата, не принимает участия в работе, что снижает производительность устройства в целом.

Цель изобретения- повьппение проиэвод ительности гел иоопресиителя эа счет предварительного подогрева опресняемой воды и увеличения поверхности конденсации.

Это достигается тем, что гелиоопресHHTBJIb, содержащий KopIDJC, BMnOJIHQHHblR 15 в виде оболочки из прозрачной полимерной пленки, укрепленной на надувном каркасе и образующей конические стенки и днище; размещенный в корпусе испаритель-«ный элемент m гигроскочно черно 20 го материала, трубы для подачи опресняемой воды и отвода дистиллята, снабжен змеевиком из эластичного материала, подключенным к трубе для подачи опресняемой воды, размещенным между; испарительным эле 25 ментом и днищем, а днище снаружи снабжено слоем гигроскопичного материала.

Испарительный элемент гелиоопреснителя выполнен в виде соединенных основаниями двух койусов, нижний из которых

Зо внутри снабжен паронепроницаемой полимерной пленкой.

На чертеже изображен предложенный гелиоопреснитель, вертикальный разрез.

Гелиоопреснитель состоит из корпуса, выполненного B виде оболочки 1 из прозрачной для солнечной радиации, эластичной полимерной пленки, например, полиэтилентерефталатной, с покрытием из поли винилового спирта для улучшения ее сма40 чиваемости. Оболочка 1 укреплена на надувном каркасе, выполненном в Виде кольцевого элемента 2 и центральной стойки 3, и образует конические стенки и днище. В корпусе под оболочкой 1 разме45 щен испарительный элемент, выполненный в виде соединенных основаниями двух конусов 4 и 5 из черного гигроскопичного тонкого материала, натянутых с помощью эластичных растяжек на кольцевой эле50 мент 2. и стойку 3. Угол наклона образующих конусов 4 и 5 определяется требованиями хорошего стекания излишков опресняемой воды по материалу испарительного элемента и наилучшей освещенности

55 его поверхности прямыми солнечными лучами.

Внутренняя, обращенная к конусу 4, поверхность нижнего конуса 5 снабжена

3 735875 4 тонкой эластичпой паронепроницаемой полимерной пленкой 6, например, лавсано« вой.

Материал испарительного элемента непрерывно и равномерно увлажняется опресняемой водой через распределительное кольцо 7 из емкости 8.. Между кс нусом 5 испарительного элемента и днищем размещен змеевиковый теплообменник 9 иэ эластичного материала, в котор м происходит предварительный подогрев подающейся иэ емкости 8 по трубе 10 опресняемой воды за счет стекаю- щих по трубе 11 нагретых неиспарившихся ее излишков. Днище оболочки 1 снаружи снабжено непрерывно увлажняемым из емкости 8 слоем 12 гигроскопичного ма». териала дпя охлаждения эа счет испарения.

Гелиоопреснитель имеет также фиксаторы 13, трубу 14 для отвода дистиллята, стекающего на днище оболочки 1, трубу 15 дпя отвода дистиллята, стекающего по пленке 6, и сборник 16 пресной воды.

Гелиоопреснитель работает следующим образом.

Опресняемая вода из емкости 8 подается через теплообменник 9 и распределительное кольцо 7 на гигроскопичный материал верхнего конуса 4 испарительного элемента (первая ступень Испарителя) . Солнечная радиация проходит через конические стенки прозрачной оболочки 1 и поглощается черным увлажненным материалом конуса 4, превращаясь в тепловую энергию, при этом опресняемая вода нагревается и испаряется, а нагретые ее излишки стекают по поверхности йижнего конуса 5, на которой происходит дополнительное выпаривание горячего рассола с последующим сливом его в теплообменник 9 и по трубе 11 наружу.

В теплообменнике 9 происходит предварительный подогрев подаваемой к поверхности испарительного элемента из емкости 8 через трубу 1Q опресняемой вс ды за счет тепла, выделяемого ее горячими излишками.

Пар, .испарившийся с верхней, обращежной к солнцу, поверхности конуса 4 испарительного элемента, за счет конвекции и диффузии попадает на охлаждаемые наружным воздухом конические стенки оболочки 1 и конденсируется на ее внутренней поверхности в виде непрерывно стекающей пленки дистиллята, а пар, испарившийся с нижней, обращенной к конусу

5 7358

5, поверхности конуса 4, за счет диффузии попадает на пленку 6 и коиденсирует.. ся на ней (ее температура ниже температуры конуса 4, так как она находится в теневой зоне). Выделяющаяся при этом скрытая теплота фазового переход1 передается влажному материалу нижнего конуса 5, при этом пар со второй ступени испарителя .диффузией переносится к днищу оболочки 1 и здесь конденсируется.Сюда же через отверстия в растяжках конусов 4 и 5 за счет конвективных то1 ков попадает паровоздушная смесь из верхнего (между конусом 4 и коническими стенками оболочки 1) пространства, и пар смеси конденсируется на днище оболочки 1. Тепло от днища отводится за счет испарения с его наружного увлажняемого слоя 12. Образующийся в гелиоопреснителе дистиллят стекает по наклонным коническим . стенкам оболочки 1 и конической поверхности паронепроницаемой пленки 6 и по трубам 14 и 15 сливается в сборник 16.

Нижний конус 5 второй ступени испа- рительного элемента служит также теплозащитным экраном, уменьшающим теплопотери излучением и теплопроводностью первой ступени испарителя — конуса 4в сторону днища. Испарительное охлажде-. ние днища с помощью "слоя 12 приводит к понижению температуры поверхности конденсации, увеличивая тем самым производительность гелиоопреснителя.

Испытания показанли, что увеличение поверхности конденсации за счет конической непроницаемой пленки внутри нижнего конуса и днища оболочки 1, понижение температуры последней и предварительный подогрев опресняемой воды повышают в целом производительность предло75 6 женного гелиоопреснителя более, чем иа 30 % по сравнению с прототипом при одном и том же рабочем объеме и весе.

Формула изобретения

1. Гелиоопреснитель, содержащий корпус, выполненный в виде оболочки из прозрачной полимерной пленки, укрепленной на надувном каркасе и образующей к нические стенки и днище, размещенный в корпусе испарительный элемент из гигрс» скопичного черного материала, трубы для p . подачи опресняемой воды и отвода дистиллята, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет предварительного подогрева опресняемой воды и увеличения .поверхности конденсации, он снабжен змеевиковым теплообменником из эластичного материа- ла, подключенным к трубе дпя подачи опресняемой воды, размещенным между . испарительным элементом и днищем, а днище снаружи снабжено слоем гигроскопического.материала.

2. Гелиоопреснитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что испарительный элемент выполнен в виде соединенных основаниями двух конусов, нижний из которых внутри снабжен паронепроницаемой ° полимерной пленкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3397117, кл. 202-234, 1968.

2. Патент США % 2455835, кл. 202-234, 1948 (прототип).

735875

Составитель В. Новикова

Редактор Л. Гребенникова Техред Й. Ковалева Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2400/30 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4