EA012087B1 - Способ выделения воды из воздуха и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ выделения воды из воздуха и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
EA012087B1
EA012087B1 EA200602205A EA200602205A EA012087B1 EA 012087 B1 EA012087 B1 EA 012087B1 EA 200602205 A EA200602205 A EA 200602205A EA 200602205 A EA200602205 A EA 200602205A EA 012087 B1 EA012087 B1 EA 012087B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
heat
air
regeneration
moisture
channel
Prior art date
Application number
EA200602205A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200602205A1 (ru
Inventor
Хидетоши Ике
Нао Окухата
Original Assignee
Канкио Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Канкио Ко., Лтд. filed Critical Канкио Ко., Лтд.
Publication of EA200602205A1 publication Critical patent/EA200602205A1/ru
Publication of EA012087B1 publication Critical patent/EA012087B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1032—Desiccant wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1056—Rotary wheel comprising a reheater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1068—Rotary wheel comprising one rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1096—Rotary wheel comprising sealing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use

Abstract

Предложены способ выделения воды из воздуха, в котором вода может быть получена из воздуха даже без подачи электричества от источника питания или даже без подачи топлива, и устройство для осуществления способа. Устройство, используемое для осуществления способа выделения воды из воздуха, содержит, по крайней мере, установленный с возможностью вращения гигроскопичный влагоабсорбирующий ротор, содержащий по крайней мере одну зону, через которую в направлении, соответствующем ее толщине, может проходить воздух, канал для регенерации, через который циркулирует воздух для регенерации, оба конца которого открыты, соответственно, на двух противоположных поверхностях зоны регенерации, причем зона регенерации является частью влагоабсорбирующего ротора, в которой регенерируется влагоабсорбирующий ротор, абсорбировавший влагу, и сливное отверстие для отвода из канала для регенерации сконденсированной воды.

Description

Данное изобретение относится к способу выделения воды из воздуха и к устройству для его осуществления. В частности, данное изобретение относится к способу выделения воды из воздуха, посредством которого вода может быть получена из воздуха даже без подачи электричества от источника питания или даже без подачи топлива, и к устройству для осуществления такого способа.
Уровень техники
В качестве устройств для выделения воды из воздуха известно, например, устройство, раскрытое в выложенной для открытого доступа японской патентной заявке (Кока1) № 54-127870. При помощи этого устройства влага из воздуха абсорбируется посредством абсорбера, содержащего абсорбент влаги. После этого абсорбер нагревают с использованием солнечного света для десорбции впитанной абсорбером влаги, затем десорбированная влага конденсируется, и полученную в результате сконденсированную воду собирают. В этом устройстве, несмотря на то, что регенерация абсорбера происходит с использованием солнечного тепла, необходима энергия для работы вентилятора, создающего поток воздуха в устройстве, и для работы клапана, переключающего канал, по которому проходит воздух. Таким образом, устройство работает с использованием не только одного солнечного тепла.
В устройстве для получения воды, раскрытом в японской патентной публикации (Кококи) № 62-21566, воздух направляют через абсорбент, помещенный в абсорбционной камере, разделенной на небольшие камеры, чтобы таким образом абсорбировать влагу из воздуха посредством абсорбента. Абсорбционная камера периодически вращается, и нагретый воздух выдувается в указанную небольшую камеру, где десорбируется впитанная абсорбентом влага. Десорбированная влага конденсируется, и образовавшуюся сконденсированную воду собирают. В этом устройстве энергия необходима для работы воздуходувки для создания потока воздуха и источник электричества необходим для нагрева нагревателя.
Раскрытие изобретения
Целью данного изобретения является разработка способа выделения воды из воздуха, в котором вода может быть выделена из воздуха даже без подачи электричества от источника питания или даже без подачи топлива, а также устройства для осуществления этого способа.
Авторы данного изобретения вели интенсивные исследования и сформулировали идею о том, что вода может быть выделена из воздуха с использованием способа, в котором влага из воздуха абсорбируется вращающимся влагоабсорбирующим ротором, разогретый воздух подается в зону влагоабсорбирующего ротора, которая абсорбировала влагу, для ее регенерации и для того, чтобы одновременно десорбировать влагу, абсорбированную влагоабсорбирующим ротором, при этом десорбированная влага конденсируется с образованием сконденсированной воды, и в этом способе не только нагревание воздуха для регенерации влагоабсорбирующего ротора, но также и циркуляция воздуха для регенерации в устройстве может происходить с использованием солнечной энергии, что и делает данное изобретение завершенным.
Таким образом, в настоящем изобретении предложен способ выделения воды из воздуха с использованием устройства, содержащего, по крайней мере, установленный с возможностью вращения гигроскопичный влагоабсорбирующий ротор, содержащий по крайней мере одну зону, через которую в направлении, соответствующем ее толщине, может проходить воздух, канал для регенерации, через который циркулирует воздух для регенерации, оба конца которого открыты, соответственно, на противоположных поверхностях зоны регенерации, при этом зона регенерации является частью влагоабсорбирующего ротора, в которой влагоабсорбирующий ротор, абсорбировавший влагу, регенерируется, и сливное отверстие для отвода из канала для регенерации сконденсированной воды, выполненное в нижней части канала для регенерации, при этом в способе выполняют стадию прямого и/или косвенного нагревания солнечным светом воздуха для регенерации, который подается в зону регенерации влагоабсорбирующего ротора, таким образом осуществляется циркуляция воздуха для регенерации через канал для регенерации и выполняется регенерация влагоабсорбирующего ротора, стадию охлаждения воздуха для регенерации после регенерации влагоабсорбирующего ротора для конденсации из него влаги и стадию сбора образованной сконденсированной воды из сливного отверстия; при этом влагоабсорбирующий ротор выполняет вращение, в результате чего происходит замена той части влагоабсорбирующего ротора, которая служит зоной регенерации. Также предложено устройство для осуществления способа по данному изобретению, содержащее, по крайней мере, установленный с возможностью вращения гигроскопичный влагоабсорбирующий ротор, содержащий по крайней мере одну зону, через которую в направлении, соответствующем ее толщине, может проходить воздух, канал для регенерации, через который циркулирует воздух для регенерации, оба конца которого содержат отверстия (открыты), соответственно, на двух противоположных поверхностях зоны регенерации, при этом зона регенерации является частью влагоабсорбирующего ротора, в которой регенерируется влагоабсорбирующий ротор, абсорбировавший влагу, и сливное отверстие для отвода из канала для регенерации сконденсированной воды, образующейся в нижней части канала.
В данном изобретении предложен способ, при помощи которого воду можно выделять из воздуха даже без подачи электричества от источника питания или даже без подачи топлива, а также предложено устройство для осуществления указанного способа. При помощи способа и устройства по данному изо
- 1 012087 бретению воду можно выделять из воздуха с использованием только солнечного света, так что, практически, отсутствуют производственные затраты и получение воды является недорогим. Таким образом, данное изобретение предоставляет преимущества при его использовании при посадке деревьев в пустынях, где затруднено снабжение электричеством, и при получении воды для растений в садах и на балконах, где неудобно прокладывать провода для электроснабжения или трубы для проточной воды.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 частично в разрезе представлен общий вид, схематично показывающий один из предпочтительных вариантов выполнения устройства по данному изобретению.
Фиг. 2 представляет собой чертеж, объясняющий принцип циркуляции воздуха для регенерации в канале для регенерации 16 посредством облучения солнечным светом только освещенного солнцем участка.
На фиг. 3 представлено поперечное сечение торца предпочтительного варианта выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
На фиг. 4 схематично показано поперечное сечение торца другого предпочтительного варианта выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
На фиг. 5 схематично показано поперечное сечение торца еще одного предпочтительного варианта выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
На фиг. 6 представлено поперечное сечение торца, схематично показывающее другой предпочтительный вариант выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
На фиг. 7 показано поперечное сечение торца предпочтительного варианта выполнения нагревателя 26.
На фиг. 8 частично в разрезе приведен общий вид второго предпочтительного варианта выполнения устройства по данному изобретению.
На фиг. 9 в разборе показан канал для регенерации второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 10 показано боковое поперечное сечение второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 11 показано средство охлаждения, вид слева, расположенное в канале для регенерации, для второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 12 приведен вид спереди, на котором показаны, в основном, приспособление для нагрева и влагоабсорбирующий ротор второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 13 показан вид спереди средства охлаждения второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 14 в увеличении приведено поперечное сечение торца области соединения между зоной гигроскопичного материала и каналом для регенерации.
На фиг. 15 частично в разрезе показан общий вид, поясняющий кулачковый механизм второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 16 приведен, частично в разрезе, общий вид, показывающий область, прилегающую к зоне 106 гигроскопичного материала, показанной на фиг. 15.
На фиг. 17 приведен общий вид, частично в разрезе, поясняющий другой вариант выполнения кулачкового механизма второго варианта выполнения устройства.
На фиг. 18 приведен общий вид, частично в разрезе, показывающий область, прилегающую к зоне 106 гигроскопичного материала, показанной на фиг. 17.
На фиг. 19 схематично показан канал для регенерации второго варианта выполнения устройства.
Наилучший вариант выполнения изобретения
Далее способ и устройство по данному изобретению описаны со ссылками на чертежи. На фиг. 1 приведен общий вид, частично в разрезе, схематично показывающий предпочтительный вариант выполнения устройства по данному изобретению. Устройство (здесь и далее называемое «устройство для выделения воды») для осуществления способа выделения воды из воздуха по данному изобретению содержит влагоабсорбирующий ротор 10. Влагоабсорбирующий ротор 10 установлен с возможностью вращения и является гигроскопичным, воздух может проходить через него в направлении, соответствующем его толщине. Несмотря на то, что влагоабсорбирующий ротор 10 в предпочтительном варианте выполнения данного изобретения, представленном на фиг. 1, имеет форму диска, он необязательно должен иметь такую форму. На фиг. 1 часть влагоабсорбирующего ротора 10 приведена в разрезе для того, чтобы показать более подробно монтажную конструкцию влагоабсорбирующего ротора. Влагоабсорбирующий ротор 10 может быть изготовлен из пористого гигроскопичного материала. В альтернативном варианте влагоабсорбирующий ротор 10 может иметь некоторое количество тонких каналов, расположенных в направлении, соответствующем его толщине, то есть, например, может иметь сотообразную или гофрированную структуру (то есть структуру, подобную получаемой при сворачивании гофрированного картона), при этом поверхности каналов покрыты гигроскопичным материалом. Еще в одном из возможных вариантов влагоабсорбирующий ротор 10 может быть выполнен из частиц абсорбента влаги, помещенных в контейнер, изготовленных из сетчатого или перфорированного металла. Таким образом, может быть использована любая структура, через которую может проходить воздух в направлении, соответствующем ее толщине, и которая является гигроскопичной. Примеры гигроскопичных материалов вклю
- 2 012087 чают в себя хлорид кальция, хлорид лития, силикагель, цеолит, молекулярные сита и активированный уголь. Влагоабсорбирующий ротор, абсорбирующий влагу из воздуха, хорошо известен в области осушителей, и предпочтительно используют влагоабсорбирующий ротор, широко применяемый в осушителях влагоабсорбирующего роторного типа.
Влагоабсорбирующий ротор 10 установлен на вращающемся валу 12 и способен вращаться в одном направлении или в обоих направлениях. В настоящем описании термин «способен вращаться» включает в себя «способен вращаться в одном направлении» и «способен вращаться в обоих направлениях». Вращающийся вал 12 предпочтительно проходит в направлении, отличном от вертикального, как показано на чертеже. Вращающийся вал 12 предпочтительно установлен в положении, смещенном от вертикального на величину от примерно 40 до 90°, то есть предпочтительно расположен наклонно или горизонтально. Если вращающийся вал 12 расположен в таком положении (направлении), он вращается за счет веса абсорбированной влагоабсорбирующим ротором 10 влаги, что не требует отдельной энергии, что является предпочтительным. То есть влагоабсорбирующий ротор 10 самопроизвольно вращается за счет разности веса зоны регенерации и других, отличных от зоны регенерации, зон. Следует отметить, тем не менее, что вращение влагоабсорбирующего ротора 10 может происходить при помощи мотора, работающего на солнечной батарее. В этом случае вращающийся вал 12 может быть расположен вертикально. В варианте выполнения, показанном на фиг. 1, влагоабсорбирующий ротор 10 помещен в держателе 14 влагоабсорбирующего ротора, содержащем пару колесовидных каркасов, центры которых совмещены с вращающимся валом 12.
При применении устройства по данному изобретению содержащий влагу воздух, предназначенный для абсорбции влаги, направляют так, чтобы он проходил через часть (влагоабсорбирующую зону) влагоабсорбирующего ротора 10 так, чтобы влагоабсорбирующий ротор 10 абсорбировал влагу, содержащуюся в воздухе. Так как «воздух, используемый для абсорбции влаги» представляет собой воздух, используемый для того, чтобы влагоабсорбирующий ротор 10 абсорбировал влагу, в данном описании воздух обозначен таким термином. Нагретый воздух направляют через зону, которая абсорбировала влагу из воздуха, используемого для абсорбции влаги, так что способность этой зоны к абсорбции влаги уменьшилась или исчезла, для того, чтобы получить влагу из этой зоны, посредством чего происходит регенерация влагоабсорбирующего ротора 10. Зона влагоабсорбирующего ротора, через которую пропускают нагретый воздух, названа в данном описании «зоной регенерации». Устройство по данному изобретению содержит канал для регенерации 16, через который циркулирует воздух для регенерации, оба конца которого имеют отверстия (открыты), соответственно, на двух противоположных поверхностях зоны регенерации. В варианте выполнения изобретения, показанном на чертеже, обе открытые части 16а и 16Ь, отверстия которых расположены возле влагоабсорбирующего ротора 10, имеют форму конуса, так что диаметр отверстия увеличивается при приближении к влагоабсорбирующему ротору 10. Расширение открытой части при конусообразной форме является предпочтительным, так как возможна регенерация большей области влагоабсорбирующего ротора 10. Тем не менее, такое расширение открытых частей не является обязательным, и большим может быть диаметр всего канала для регенерации 16. Другие части канала для регенерации 16, отличные от открытых частей 16а и 16Ь, предпочтительно герметично закрыты, как показано на чертеже.
В нижней части канала для регенерации 16 расположено сливное отверстие 18, через которое из канала для регенерации отводят сконденсированную воду. Сливное отверстие 18 предпочтительно имеет конструкцию, при использовании которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха. Такая конструкция будет подробно описана ниже.
В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг. 1, в канале для регенерации 16 расположен теплообменник 20. Теплообменник 20 содержит несколько труб 20а, через которые проходит воздух для регенерации. Как будет описано далее, воздух для регенерации охлаждается во время прохождения через трубы 20а за счет теплообмена с воздухом, используемым для абсорбции влаги, поток которого проходит в пространстве между трубами 20а (пространстве, образованном промежутками между трубами 20а, здесь и далее названо «канал для охлаждения»). Для того, чтобы разместить трубы 20а, теплообменник 20 предпочтительно имеет диаметр больший, чем диаметр канала для регенерации 16. В этом случае части канала для регенерации 16, соединенные с обоими концами теплообменника 20, соответственно, расширяются конусообразно, как показано на чертежах. На фиг. 1 часть канала для регенерации 16, соединенная с верхней стороной теплообменника 20, частично удалена, так что показаны торцевые стороны труб 20а. Несмотря на то, что применение теплообменника 20 является предпочтительным, так как эффективность выделения воды (здесь и далее «эффективность выделения воды») увеличивается, наличие теплообменника 20 не является обязательным, так как воздух для регенерации охлаждается во время прохождения через канал для регенерации 16.
Вариант выполнения, показанный на чертеже, дополнительно содержит канал 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, один конец которого открыт в области поверхности для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, и канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, один конец которой открыт в области поверхности для выброса воздуха, из которого выходит осушенный воздух после прохождения зоны абсорбции влаги. Канал 22 для подачи воздуха, ис
- 3 012087 пользуемого для абсорбции влаги, представляет собой широкий канал, один конец которого открыт в области поверхности для подачи воздуха зоны абсорбции влаги, в которую подается воздух, используемый для абсорбции влаги, а другой конец открыт со стороны теплообменника 20. На фиг. 1 верхний край канала 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, обозначен двухточечной линией. Зоной абсорбции влаги влагоабсорбирующего ротора 10 предпочтительно является вся зона, за исключением описанной выше зоны регенерации, исключая, однако, область герметичности между двумя зонами для предотвращения смешивания воздуха, используемого для абсорбции влаги, и воздуха для регенерации (площадь поперечного сечения зазора х длина зазора) для увеличения эффективности выделения воды. С другой стороны, канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, представляет собой канал, отверстие с одного конца которого расположено у поверхности, с которой происходит выброс осушенного воздуха после прохождения зоны абсорбции влаги, а отверстие с другого конца расположено снаружи устройства и представляет собой выходное отверстие для воздуха. Конец канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, со стороны влагоабсорбирующего ротора конусообразно расширяется, как показано на чертеже, так как площадь зоны абсорбции влаги велика. Край расширяющейся части канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, обозначен двухточечной линией. Так как влагоабсорбирующий ротор 10 гигроскопичен, он способен абсорбировать влагу из атмосферного воздуха, и воду можно таким образом выделить, при этом канал 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, и канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, не являются обязательными (ниже в описании канал 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, и канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, также совместно названы просто «канал для абсорбции»).
К верхней части канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, присоединен нагреватель 26. Нагреватель 26 содержит участок накопления тепла 26а, имеющий светопринимающую поверхность 27, которая принимает солнечный свет, тепловую среду (не показано), которая накапливает и передает тепло от солнечного света, и теплоподающий участок 26Ь, который передает тепло от тепловой среды воздуху для регенерации. В варианте выполнения изобретения, показанном на чертеже, теплоподающий участок 26Ь окружает внешнюю сторону части канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги. Светопринимающая поверхность 27 предпочтительно должна быть направлена так, чтобы солнечный свет падал на нее в направлении как можно ближе к перпендикулярному. Следовательно, как показано на фиг. 1, светопринимающая поверхность 27 обычно расположена наклонно, а не горизонтально. Строение нагревателя 26 будет подробно описано ниже.
Описанная выше конструкция предпочтительно заключена в корпус, который не показан на чертеже, для защиты устройства от внешнего воздействия, которому оно может подвергнуться во время транспортировки или установки.
Ниже раскрыта работа вышеописанного устройства для выделения воды. Зона регенерации влагоабсорбирующего ротора 10 и части вблизи нее, то есть открытые части 16а и 16Ь канала для регенерации 16 и верхняя и нижняя части, расположенные близко к этим открытым частям, а также светопринимающая поверхность, образованная на верхней поверхности участка накопления тепла 26а нагревателя 26, облучаются солнечным светом. На фиг. 1 солнечный свет обозначен сплошными стрелками. Этого можно легко достичь путем установки устройства таким образом, чтобы вышеописанные части облучались солнечным светом (здесь и далее для удобства называемые «участки облучения солнечным светом») и были обращены к солнечному свету. Так как предпочтительно, чтобы другие участки, отличные от участков облучения солнечным светом, не нагревались солнечным теплом, только участки корпуса, закрывающие участки, которые подвергаются облучению солнечным светом, могут быть изготовлены из прозрачного материала или доступ к участкам облучения солнечным светом может быть получен снаружи корпуса. Солнечным теплом нагревается сторона (левая передняя сторона на фиг. 1) канала для регенерации 16, на которую падает солнечный свет. В результате воздух для регенерации циркулирует в канале для регенерации 16 в направлении, обозначенном пунктирными стрелками. Принцип, в соответствии с которым происходит циркуляция, будет описан ниже.
С другой стороны, тепловая среда в нагревателе 26 нагревается солнечным светом, падающим на светопринимающую поверхность участка накопления тепла 26а нагревателя 26, и нагретая среда перемещается к теплоподающему участку 26Ь, посредством чего нагревается воздух, используемый для абсорбции влаги, контактирующий с теплоподающим участком 26Ь посредством канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги. В результате нагретый воздух, используемый для абсорбции влаги, поднимается благодаря подъемной силе и свежая порция воздуха, используемого для абсорбции влаги, затягивается через открытый участок боковой стороны теплообменника 20 в канал 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги.
Во время того, как воздух, используемый для абсорбции влаги (полые стрелки), проходит через зону абсорбции влаги влагоабсорбирующего ротора 10, влага, содержащаяся в воздухе, используемом для абсорбции влаги, абсорбируется влагоабсорбирующим ротором 10. Из-за абсорбции влаги вес влагоабсорбирующей зоны увеличивается, в результате чего влагоабсорбирующий ротор 10 совершает вращение вокруг вращающегося вала 12 за счет сил гравитации. Тем самым, участок влагоабсорбирующего ротора,
- 4 012087 который до этого был влагоабсорбирующей зоной, за счет вращения меняется местами с зоной регенерации. Воздух для регенерации, нагретый солнечным теплом, подается в зону регенерации влагоабсорбирующего ротора 10 из расширяющейся открытой части 16а и проходит через влагоабсорбирующий ротор 10 в направлении его толщины. В это время влага, абсорбированная влагоабсорбирующим ротором 10, десорбируется из влагоабсорбирующего ротора 10 воздухом для регенерации, нагретым солнечным теплом, так что зона регенерации влагоабсорбирующего ротора 10 регенерируется. Одновременно воздух для регенерации, содержащий влагу, полученную из влагоабсорбирующего ротора 10, перемещается в канал для регенерации 16 через расширяющуюся открытую часть 16Ь и попадает в теплообменник 20. Воздух для регенерации проходит через теплообменник 20, разделяясь так, чтобы пройти через трубы 20а. Во время прохождения через трубы 20а воздух для регенерации обменивается теплом с воздухом, используемым для абсорбции влаги, затягивающимся в канал 22 для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, в результате воздух для регенерации охлаждается и из него конденсируется влага. Сконденсированная вода отводится через сливное отверстие 18. Вода может быть получена путем сбора отведенной сконденсированной воды.
Теперь будет описан принцип, в соответствии с которым происходит циркуляция воздуха для регенерации в канале для регенерации 16, как показано на чертеже, при облучении солнечным светом только участков облучения солнечным светом со ссылками на фиг. 2. На фиг. 2 канал для регенерации 16 схематично показан в форме трека, а его центр обозначен пунктирной линией, проведенной посередине. Чертеж «А» показывает состояние до начала работы устройства, при этом воздух для регенерации обозначен штриховкой. В состоянии до нагревания температура воздуха для регенерации в канале для регенерации 16 везде одинакова. Работа устройства начинается из состояния, показанного на чертеже «А». То есть левая половина (слева от центральной линии) канала для регенерации 16 облучается солнечным светом для того, чтобы началось нагревание солнечным теплом. При этом воздух для регенерации в левой половине канала для регенерации 16 нагревается и его температура повышается. Это состояние показано на чертеже «В». Как показано на чертеже «В», нагретый воздух для регенерации показан без штриховки, а относительно холодный воздух для регенерации, сосредоточенный в правой половине канала для регенерации 16, обозначен сетчатой штриховкой. Так как происходит нагревание солнечным теплом только левой половины канала для регенерации 16, температура воздуха для регенерации повышается только в левой половине канала для регенерации 16, а температура воздуха для регенерации в правой половине относительно низкая. Плотность горячего воздуха уменьшается за счет расширения, а плотность относительно холодного воздуха больше, чем плотность горячего. Следовательно, так как холодный воздух тяжелее горячего при равном объеме, холодный воздух перемещается в нижнюю часть. Это состояние показано на чертеже «С». Как показано на чертеже «С», холодный воздух перемещается в нижнюю половину канала для регенерации 16. С другой стороны, горячий воздух перемещается в верхнюю половину канала для регенерации 16, будучи вытесняемым холодным воздухом. Таким образом, из состояния, показанного на чертеже «В», воздух для регенерации, в целом, совершает поворот на 90° по часовой стрелке. В этом состоянии при нагревании левой половины канала для регенерации 16 снова происходит переход в состояние, показанное на чертеже «В», то есть левая половина канала для регенерации 16 горячая, а правая половина относительно холодная. Тем самым, холодный воздух из правой половины перемещается в нижнюю часть под действием сил гравитации и снова происходит переход в состояние, показанное на чертеже «С». То есть воздух для регенерации совершает поворот дополнительно на 90° по часовой стрелке. После этого состояния, показанные на чертежах «В» и «С», поочередно повторяются, так что воздух для регенерации циркулирует в канале для регенерации 16 по часовой стрелке. В варианте выполнения изобретения, показанном на фиг. 1, когда начинается циркуляция, воздух для регенерации в правой половине канала для регенерации 16 охлаждается теплообменником 20 и воздух для регенерации циркулирует более эффективно. Принцип такой циркуляции был первоначально открыт авторами данного изобретения, и факт того, что циркуляция продолжается, подтвержден экспериментально. Так как этот принцип циркуляции был открыт в соответствии с данным изобретением, благодаря этому впервые стало возможным выделять воду из воздуха без использования энергии. Так как этот принцип циркуляции не был известен, в обычно применяемых устройствах для выделения воды подводят энергию, по крайней мере, для осуществления циркуляции воздуха для регенерации. Следует отметить, что, несмотря на то, что стадия (В), на которой изменяется температура, и стадия (С), на которой перемещается воздух, показаны отдельно для упрощения понимания, состояние «В» и состояние «С» непрерывно и медленно возникают во время реальной работы устройства.
Теперь будет более подробно описан предпочтительный вид каждой составляющей вышеописанного устройства в соответствии с данным изобретением. В первую очередь, будет описано сливное отверстие 18, выполненное в нижней части канала для регенерации 16. Как было описано выше, сливное отверстие 18 предпочтительно имеет конструкцию, при которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха. При использовании такой конструкции можно предотвратить смешивание воздуха для регенерации и воздуха, используемого для абсорбции влаги, вблизи зоны регенерации и зоны абсорбции влаги влагоабсорбирующего ротора 10.
- 5 012087
Предпочтительный вариант выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха, показан на фиг. 3. На фиг. 3 показано поперечное сечение торца области вблизи сливного отверстия 18, выполненного в нижней части канала для регенерации 16. Канал для регенерации 16 разветвляется в своей нижней части с образованием сливной трубы 28. Конец сливной трубы 28 конусовидно сужается. В суженном конце сливной трубы 28 помещен поплавок 30, обладающий более низкой по сравнению с водой плотностью. Диаметр поплавка 30 больше, чем диаметр сливного отверстия 18 на конце сливной трубы 28, так что поплавок 30 не выпадает из сливного отверстия 18. В состоянии, когда аккумулировано мало сконденсированной воды или она отсутствует, сливное отверстие 18 герметично закрыто поплавком 30, так что воздух не поступает через сливное отверстие 18. Хотя сконденсированная вода, которая сконденсировалась в канале для регенерации 16 или в теплообменнике 20, попадает в сливную трубу 28, она не выливается наружу, потому что нижняя часть сливной трубы 28 закрыта поплавком 30, так что сконденсированная вода начинает накапливаться в области контакта поплавка 30 и сливной трубы 28. Когда накоплен заранее заданный объем сконденсированной воды, поплавок 30 начинает всплывать под действием выталкивающей силы. Когда сконденсированная вода дальше стекает в сливную трубу 28, поверхностное натяжение между поплавком 30 и сливной трубой 28 нарушается, так что сконденсированная вода выливается наружу через сливное отверстие 18. После того, как сконденсированная вода таким образом выливается наружу, поверхностное натяжение восстанавливается и сливное отверстие 18 закрывается водной пленкой, образуемой между сливным отверстием 18 и поплавком 30. При такой конструкции сливное отверстие 18 всегда закрыто поплавком 30, так что сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
Другой предпочтительный вариант выполнения конструкции, при использовании которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха, показан на фиг. 4. На фиг. 4 показано поперечное сечение торца области вблизи сливного отверстия 18, выполненного в нижней части канала для регенерации 16. Канал для регенерации 16 разветвляется в своей нижней части с образованием сливной трубы 28, и конец сливной трубы 28 конусовидно сужается. Под суженным концом сливной трубы 28 помещен водосборный сосуд 32. Водосборный сосуд 32 для сконденсированной воды имеет такую глубину и расположен таким образом, что сливное отверстие 18 погружено в сконденсированную воду 34, когда она накопилась в сосуде. Другими словами, верхняя часть стенки 32а водосборного сосуда 32 расположена выше, чем сливное отверстие 18. При такой конструкции, когда сконденсированная вода накапливается в водосборном сосуде 32 через сливное отверстие 18, сливное отверстие 18 оказывается погруженным в сконденсированную воду 34. При таком условии воздух не поступает через сливное отверстие 18. При последующем накоплении сконденсированной воды 34 она начинает переливаться через край верхней части водосборного сосуда 32, как показано стрелками на фиг. 4. Получение воды из воздуха осуществляют посредством сбора вылившейся воды. При такой конструкции после того, как сливное отверстие 18 погружено в воду, попадания воздуха через сливное отверстие 18 не происходит совсем, так что сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
Другой предпочтительный вариант выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха, показан на фиг. 5. На фиг. 5 показано поперечное сечение торца области вблизи сливного отверстия 18, выполненного в нижней части канала для регенерации 16. Канал для регенерации 16 разветвляется в своей нижней части с образованием сливной трубы 28, и конец сливной трубы 28 конусовидно сужается. Конец сливной трубы 28 очень узкий, так что диаметр сливного отверстия 18 очень мал. В этом случае диаметр сливного отверстия 18 составляет предпочтительно около 1-4 мм. При такой конструкции, даже если сконденсированная вода достигает сливного отверстия 18 через сливную трубу 28, так как диаметр сливного отверстия 18 мал, она не вытекает немедленно из сливного отверстия 18 благодаря поверхностному натяжению и накапливается в верхней части сливного отверстия 18, таким образом сливное отверстие 18 является герметично закрытым. Когда объем сконденсированной воды выше сливного отверстия 18 возрастает, увеличивается и давление воды, направленное вниз, давление превышает поверхностное натяжение и сконденсированная вода вытекает из сливного отверстия 18. Однако после того, как вытекает некоторое количество воды, слив воды прекращается снова из-за поверхностного натяжения воды в сливном отверстии 18. Таким образом, если сливное отверстие 18 закрыто сконденсированной водой, оно является постоянно герметично закрытым благодаря поверхностному натяжению сконденсированной воды, так что поступление потока воздуха предотвращается. Таким образом, сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха. Другой предпочтительный вариант выполнения конструкции, при помощи которой сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха, показан на фиг. 6. На фиг. 6 показано поперечное сечение торца области вблизи сливного отверстия 18, выполненного в нижней части канала для регенерации 16. Канал для регенерации 16 разветвляется в своей нижней части с образованием сливной трубы 28, и конец сливной трубы 28 расширяется с образованием резервуара 36, снабженного днищем. Из нижней части резервуара 36 наружу выходит сифон 38, имеющий форму перевернутой буквы и. Верхняя часть сифона 38 расположена ниже, чем верхняя часть резервуара 36. Сконденсированная вода после прохождения сливной трубы 28 сначала накапливается в резервуаре 36. Когда уровень сконденсированной воды поднимается выше, чем верхняя часть сифона 38, вода выливается из сливного
- 6 012087 отверстия 18 через сифон 38. При такой конструкции конец сифона 38, расположенный в резервуаре 36, всегда погружен в сконденсированную воду, накопленную в вогнутой части у днища резервуара 36, так что поступление потока воздуха через сливное отверстие 18 предотвращается. Следовательно, сконденсированная вода может быть собрана без доступа потока воздуха.
Теперь будет подробно описана предпочтительная конструкция упомянутого выше нагревателя 26 со ссылками на фиг. 7. На фиг. 7 показано поперечное сечение торца предпочтительного варианта выполнения нагревателя 26. На фиг. 7 для того, чтобы показать конструкцию более понятно, участок накопления тепла 26а, и верхняя соединительная трубка 48, и нижняя соединительная трубка 50, описанные ниже, приведены в разрезе, так что светопринимающая поверхность приведена в разрезе параллельно светопринимающей поверхности участка накопления тепла 26а, и канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, и теплоподающий участок 26Ь разрезаны вдоль вертикальной секущей плоскости. Как описано выше, нагреватель 26 содержит участок накопления тепла 26а, имеющий светопринимающую поверхность 27 (см. фиг. 1). На фиг. 7 показаны светопринимающая поверхность, которая расположена перед теплонакопительным сосудом 42 (описан ниже) (то есть в трехмерном изображении она выступала бы вперед от поверхности чертежа); тепловая среда, которая накапливает и передает солнечное тепло; и теплоподающий участок 26Ь, который подает тепло тепловой среды воздуху для регенерации. Светопринимающая поверхность выполнена из прозрачного или черного стекла или пластика. В первом случае тепловая среда или пластинка на противоположной стороне светопринимающей поверхности предпочтительно черные. Внешняя поверхность, за исключением светопринимающей поверхности, покрыта теплоизолирующим материалом 44 (не показан на фиг. 1). Участок накопления тепла 26а содержит теплонакопительный сосуд 42. Теплоподающий участок 26Ь содержит теплоизлучающий сосуд 46, заключающий в себя часть или весь внешний контур канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги. Участок накопления тепла 26а и теплоподающий участок 26Ь соединены двумя трубками, а именно верхней соединительной трубкой 48 и нижней соединительной трубкой 50. Следует отметить, что светопринимающая поверхность может быть сформирована на обеих поверхностях, верхней и боковой, теплонакопительного сосуда 42. Несмотря на то, что тепловая среда не обозначена штриховкой или иным образом с целью упрощения восприятия, она заполняет весь теплонакопительный сосуд 42, весь теплоизлучающий сосуд 46, верхнюю соединительную трубку 48 и нижнюю соединительную трубку 50. В качестве тепловой среды предпочтительно используют воду. В зависимости от региона, где устанавливают устройство, может быть необходима обработка против обледенения.
Тепловая среда, расположенная в верхней части теплонакопительного сосуда 42, нагревается солнечным светом, падающим на светопринимающую поверхность 27. Тепло передается верхней части теплоизлучающего сосуда 46. Тепло верхней части теплоизлучающего сосуда 46 распространяется в канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, так что воздух, используемый для абсорбции влаги, нагревается в канале 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги. С другой стороны, тепловая среда, которая отдала тепло каналу 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, охладилась и перемещается вниз внутри теплоизлучающего сосуда 46 в результате конвекции. Так как тепловая среда во время перемещения передает тепло теплоизлучающему сосуду 46, температура тепловой среды понижается по мере ее перемещения вниз. С другой стороны, нагретая среда постоянно поступает в верхнюю часть теплоизлучающего сосуда 46 через верхнюю соединительную трубку 48. Следовательно, образуется поток тепловой среды, показанный стрелками на фиг. 7, и тепловая среда циркулирует в теплонакопительном сосуде 42, верхней соединительной трубке 48, теплоизлучающем сосуде 46 и нижней соединительной трубке 50 в описанном порядке. За счет этого тепловая среда, нагретая на участке накопления тепла 26а, перемещается к теплоподающему участку 26Ь, так что канал 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, и, в свою очередь, воздух, используемый для абсорбции влаги, нагреваются. Тепловая среда, которая излучила тепло, снова посредством циркуляции перемещается в участок накопления тепла 26а, где она нагревается и снова перемещается в теплоподающий участок 26Ь, где она излучает тепло. Таким образом, поток воздуха, используемого для абсорбции влаги, в канале 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, постоянно нагревается. Таким образом, часть канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, расположенную выше теплонакопительного участка 26Ь, предпочтительно изолируют, чтобы подаваемое тепло не уходило наружу (не показано на фиг. 1 и 7).
Ниже описаны предпочтительные модификации устройства для выделения воды по данному изобретению.
Для того, чтобы увеличить эффективность нагревания частей канала для регенерации 16, поверхности расширяющейся открытой части 16а, части канала для регенерации 16, находящейся сразу ниже нее, зоны регенерации влагоабсорбирующего ротора 10, расширяющейся открытой части 16Ь и части канала для регенерации 16, расположенной сразу выше нее, могут быть выполнены черными, чтобы улучшить поглощение солнечного тепла. В случаях, когда зона регенерации влагоабсорбирующего ротора 10 выполнена черной, предпочтительно, чтобы открытая часть 16Ь была прозрачной. В этом случае элемент, через который может проходить воздух, такой как сетка, перфорированный металл, щель и тому подобное, может быть расположен непосредственно над зоной регенерации, и/или влагоабсорбирующий ротор
- 7 012087 может быть выполнен черным, и расширяющийся участок канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, может выступать в роли детали, блокирующей солнечное тепло. В альтернативном варианте нагреваемый участок может быть выполнен прозрачным и в нем может быть расположена черная трубка или пластина. Участки, не нагреваемые солнечным светом, в открытых частях 16а и 16Ь, участки канала для регенерации 16, которые расположены вблизи открытых частей 16а и 16Ь и проходят в направлении вверх и вниз, и горизонтальная верхняя часть канала для регенерации 16 предпочтительно выполнены теплоизолированными. Промежуточная часть канала может быть выполнена в форме панели для увеличения площади поверхности, получающей солнечное тепло. В варианте выполнения изобретения, показанном на фиг. 1, нагреватель 26, используемый для нагревания канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, может быть установлен в канале для регенерации 16 (в этом случае воздух для регенерации тоже косвенно нагревается солнечным светом). Таким образом, предпочтительно устанавливать нагреватель и в канале 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, и в канале для регенерации 16. В случаях, когда нагреватель 26 установлен в канале для регенерации 16, его (нагреватель 26) предпочтительно размещают в открытой части 16а или расположенном сразу ниже нее участке канала для регенерации 16. В альтернативном варианте для предотвращения конденсации влаги из воздуха для регенерации с высокой влажностью после регенерации в верхней части влагоабсорбирующего ротора 10, приводящей к выпадению капель на влагоабсорбирующий ротор 10, нагреватель 26 может быть установлен в открытой части 16Ь или расположенном сразу выше нее участке канала для регенерации 16.
В описанном выше варианте выполнения изобретения теплоподающий участок 26Ь нагревателя 26 закрывает собой внешний край трубки (канала 24 для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, для варианта выполнения изобретения, показанного на фиг. 1), теплоподающий участок 26Ь может быть расположен внутри трубки. В результате дополнительно увеличивается эффективность нагревания. В этом случае верхняя соединительная трубка 48 и нижняя соединительная трубка 50 могут быть выполнены таким образом, что они проходят через стенку трубки. Кроме того, как показано на фиг. 7, в случаях, когда теплоизлучающий сосуд 46 закрывает собой внешнюю сторону трубки, трубка может быть выполнена с неровностями или ребристой, с тем, чтобы увеличить площадь ее поверхности для увеличения эффективности передачи ей тепла. Кроме того, выступ(ы), изготовленные из материала, имеющего высокую теплопроводность, или полые выступ(ы), через которые проходит тепловая среда, могут выдаваться наружу из теплоизлучающего сосуда 46 и выступ(ы) могут быть помещены в трубку.
Участок накопления тепла 26а может быть зафиксирован или может бьггь установлен с возможностью поворота к солнцу вручную или автоматически. Так как эффективность охлаждения высока ночью, солнечное тепло в дневное время может накапливаться в накопителе тепла, а выделение воды может происходить ночью. Для этого могут быть приняты контрмеры(а), такие как большой размер теплонакопительного сосуда 42, наличие множества теплонакопительных сосудов 42, имеющих светопринимающую поверхность 27, и др.
Теперь будет описан второй предпочтительный вариант выполнения данного изобретения со ссылками на чертежи. Второй предпочтительный вариант выполнения изобретения отличается следующими признаками.
1) Так как канал для регенерации герметично соединен с зоной регенерации, так что зона регенерации и зона абсорбции влаги полностью разделены, эффективность выделения воды дополнительно возрастает.
2) Данный вариант выполнения изобретения содержит теплообменник для возврата тепла, который осуществляет теплообмен между воздухом для регенерации сразу после прохождения через влагоабсорбирующий ротор и воздухом для регенерации после конденсации, так что эффективность использования тепла и, в свою очередь, эффективность выделения воды дополнительно возрастают.
3) Вариант выполнения изобретения содержит нагреватель, который получает солнечный свет и нагревает воздух для регенерации до прохождения через зону регенерации, что приводит к повышению температуры воздуха для регенерации, проходящего через зону регенерации, так что эффективность регенерации зоны регенерации (то есть получения влаги из зоны регенерации) и, в свою очередь, эффективность выделения воды возрастают.
4) Вариант выполнения изобретения содержит приспособление для нагрева, которое нагревает воздух для регенерации до прохождения через зону регенерации, используя высокую температуру воздуха в дневное время, что приводит к повышению температуры воздуха для регенерации, проходящего через зону регенерации, так что эффективность регенерации зоны регенерации (то есть получения влаги из зоны регенерации) и, в свою очередь, эффективность выделения воды возрастают.
5) Вариант выполнения изобретения содержит теплообменник для охлаждения, который осуществляет теплообмен между воздухом для регенерации после прохождения через зону регенерации и после прохождения через теплообменник для возврата тепла и внешней атмосферой, что способствует дальнейшей конденсации влаги из воздуха для регенерации, так что эффективность выделения воды возрастает.
6) Вариант выполнения изобретения содержит средство охлаждения, которое охлаждает воздух для регенерации после прохождения теплообменника для охлаждения, что способствует дальнейшей конденсации влаги из воздуха для регенерации, так что эффективность выделения воды возрастает.
- 8 012087
Несмотря на то, что второй вариант выполнения данного изобретения является крайне предпочтительным вариантом, включающим все вышеупомянутые признаки от (1) до (6), что значительно увеличивает эффективность выделения воды, так как каждый из признаков от (1) до (6), соответственно, оказывает влияние на увеличение эффективности выделения воды, предпочтительными являются также варианты выполнения данного изобретения, обладающие выборочно одним или более признаками из (1)-(6).
Далее в описании термин «передняя сторона» обозначает направление нижнего нагревателя 58 со стороны влагоабсорбирующего ротора 10, термин «задняя сторона» означает противоположное направление, термин «правая сторона» означает сторону, где расположены зоны 10Ь и 10с гигроскопичного материала при взгляде на влагоабсорбирующий ротор 10 с передней стороны, и термин «левая сторона» означает противоположную ей сторону, то есть сторону, где расположены зоны 10а и 106 гигроскопичного материала при взгляде на влагоабсорбирующий ротор 10 с передней стороны.
На фиг. 8 показан общий вид, частично в разрезе, второго варианта выполнения данного изобретения. На фиг. 9 в разборе показан канал для регенерации для второго варианта выполнения изобретения. На фиг. 10 показано боковое сечение второго варианта выполнения изобретения. Сущность второго варианта выполнения изобретения сначала описана в основном со ссылками на эти чертежи, а затем детали каждой составляющей будут описаны со ссылками также на другие чертежи, показанные на фиг. 11 и других. На фиг. 8 и последующих чертежах каждая составляющая деталь, соответствующая составляющей детали первого варианта выполнения изобретения, показанного на фиг. 1-7, обозначена тем же номером, что и на фиг. 1-7.
Устройство для выделения воды согласно второму варианту выполнения данного изобретения содержит влагоабсорбирующий ротор 10. Во влагоабсорбирующем роторе 10 зонами (здесь и далее для удобства называемыми «зонами гигроскопичного материала»), изготовленными из гигроскопичного материала, через которые может проходить воздух в направлении, соответствующем их толщине, являются четыре круглых участка, обозначенных номерами 10а, 10Ь, 10с и 106, соответственно. То есть только четыре круглых участка, обозначенных номерами 10а, 10Ь, 10с и 106, изготовлены из гигроскопичного материала, а другие участки влагоабсорбирующего ротора 10 представляют собой простую пластинку. Другими словами, влагоабсорбирующий ротор 10 содержит четыре круглых сквозных отверстия, в которых, соответственно, расположены четыре зоны гигроскопичного материала. Четыре зоны гигроскопичного материала имеют одинаковый размер, а их центры находятся на окружности, центр которой совпадает с вращающимся валом 12, разделяя окружность на одинаковые части. Число зон гигроскопичного материала может быть от 2 до 8, они могут быть также не круглыми, а, например, веерообразными, и т.п. Во втором варианте выполнения изобретения, показанном на чертежах, существует зазор (канал 72 внешнего периметра гигроскопичного материала, который будет подробно описан далее) между внешним периметром каждой из круглых зон гигроскопичного материала и внутренним периметром каждого из указанных выше сквозных отверстий. Через этот канал 72 внешнего периметра гигроскопичного материала проходит воздух для регенерации (путь циркуляции воздуха для регенерации будет описан подробно далее). Каждый гигроскопичный материал размещен внутри каждого из описанных выше сквозных отверстий посредством четырех пластин 75 для удерживания гигроскопичного материала (фиг. 12). На фиг. 8 показано состояние, в котором одна из четырех зон гигроскопичного материала, а именно зона 106 гигроскопичного материала, связана с каналом для регенерации 16 и находится в процессе регенерации. Передняя сторона зоны 106 гигроскопичного материала герметично соединена с задней частью нагревающего участка 16с, представляющего собой часть канала для регенерации 16. Нагревающий участок 16с канала для регенерации 16 имеет форму двойной трубки, поперечное сечение которой концентрическое, причем внутренняя трубка связана с зоной 106 гигроскопичного материала, а внешняя трубка, с кольцеобразным поперечным сечением, связана с описанным выше каналом 72 внешнего периметра гигроскопичного материала. Задняя поверхность зоны 106 гигроскопичного материала герметично соединена с областью вблизи теплообменника 54 для возврата тепла. В состоянии, показанном на фиг. 8, зона 106 гигроскопичного материала герметично входит в канал для регенерации 16 и находится в процессе регенерации. Однако, когда зоны 10Ь и 10с гигроскопичного материала, которые абсорбируют влагу, становятся тяжелее за счет абсорбции влаги, влагоабсорбирующий ротор 10 совершает вращение и зона 10с гигроскопичного материала перемещается в положение зоны 106 гигроскопичного материала, как показано на фиг. 8, при этом зона 10с гигроскопичного материала герметично соединяется с каналом для регенерации 16 и вступает в процесс регенерации. Цикл герметичного соединения зоны гигроскопичного материала с каналом для регенерации 16 - вращение влагоабсорбирующего ротора 10 и разъединение герметичного соединения - герметичное соединение следующей зоны гигроскопичного материала с каналом для регенерации 16 - повторяется. Это достигается посредством перемещения назад и вперед участка соединения канала для регенерации, соединенного с зоной гигроскопичного материала, посредством кулачкового механизма, использующего силу вращения влагоабсорбирующего ротора 10. Такой кулачковый механизм, герметичное соединение и его разъединение будут подробно описаны ниже. Причина, по которой нагревающий участок 16с имеет форму двойной трубки, состоит в увеличении эффективности нагревания. В частности, температура воздуха для регенерации, проходящего через внешнюю трубку, выше, чем температура атмосферного воздуха, из-за того, что он проходит через теплообменник
- 9 012087 для возврата тепла. Однако, так как воздух для регенерации, проходящий через внутреннюю трубку, горячее, тепло, рассеиваемое во внутренней трубке, собирается внешней трубкой, потому что внутренняя трубка помещена во внешнюю. Тем самым, температура воздуха для регенерации, проходящего через внешнюю трубку, дополнительно увеличивается, так что потери тепла воздуха для регенерации могут быть дополнительно уменьшены по сравнению со случаем, когда внутренняя трубка находится непосредственно наружи.
Внутренняя трубка сама по себе тоже имеет структуру двойной трубки, поперечное сечение которой концентрическое, причем оба конца этой внутренней трубки внутри внутренней трубки являются открытыми, а конец стороны влагоабсорбирующего ротора только внешней трубки, поперечное сечение которой кольцеобразно, закрыт, так что за счет прослойки воздуха достигается теплоизолирующий эффект.
На нагревающем участке 16с канала для регенерации 16, расположенном с передней стороны зоны 106 гигроскопичного материала, установлен нижний теплоподающий элемент 60, соединенный с нижним нагревателем 58 посредством верхней соединительной трубки 59 и нижней соединительной трубки 61, который нагревает воздух для регенерации непосредственно перед регенерацией зоны 106 гигроскопичного материала. Далее, на нагревающем участке 16с установлен тепловой радиатор 66, соединенный с теплопоглощающими панелями 62 посредством ванны 64 с теплой водой, радиатор также нагревает воздух для регенерации. С другой стороны, в канале для регенерации 16 на задней стороне зоны 106 гигроскопичного материала установлен теплообменник 54 для возврата тепла, через который происходит теплообмен между воздухом для регенерации после регенерации зоны 106 гигроскопичного материала и воздухом для регенерации после конденсации влаги. Канал для регенерации 16 проходит вертикально вверх с задней стороны теплообменника 54 для возврата тепла и спускается после ϋ-образного разворота на верхнем участке. На участке непосредственно после спуска установлен теплообменник 56 для охлаждения. В теплообменнике 56 для охлаждения происходит теплообмен между воздухом для регенерации и атмосферным воздухом, так что воздух для регенерации охлаждается с образованием росы. На нижней стороне теплообменника 56 для охлаждения установлен теплопоглотитель 70, соединенный с теплоизлучающими панелями 68 посредством ванны 69 с холодной водой (фиг. 9), при помощи которого воздух для регенерации дополнительно охлаждается с образованием росы. Несмотря на то, что он не показан на фиг. 8 для упрощения чертежей, в пространстве вверху внутри корпуса 82 установлен верхний теплоподающий элемент 84, соединенный с верхним нагревателем 83 посредством верхней соединительной трубки 86 и нижней соединительной трубки 88, как показано на фиг. 10.
Поток воздуха для регенерации на фиг. 9 показан стрелками. Воздух для регенерации, нагретый тепловым радиатором 66 и нижним теплоподающим элементом 60 в нагревающем участке 16с (во внутренней трубке концентрической двойной трубки) канала для регенерации 16, проходит через зону 106 гигроскопичного материала и получает влагу из зоны 106 гигроскопичного материала для того, чтобы ее регенерировать, и становится, таким образом, влажным. Воздух для регенерации после прохождения через зону 106 гигроскопичного материала входит в первые проходы 53 теплообменника 54 для возврата тепла и охлаждается за счет обмена тепла с воздухом для регенерации после конденсации влаги. Однако воздух для регенерации все еще горячее, чем атмосферный воздух, и после выхода из теплообменника 54 для возврата тепла он поднимается вверх по вертикальному участку канала для регенерации 16 и опускается вниз после ϋ-образного разворота на верхнем участке, затем он охлаждается во время прохождения через теплообменник 56 для охлаждения, при этом происходит частичная конденсация влаги. Воздух для регенерации затем опускается вниз по каналу для регенерации 16 и охлаждается теплопоглотителем 70, что вызывает дальнейшее выпадение росы. Воздух для регенерации затем поступает во второй канал (пространство между первыми проходами 53 теплообменника 54 для возврата тепла) и нагревается за счет теплообмена. Воздух для регенерации затем проходит через канал 72 внешнего периметра гигроскопичного материала и затем через внешнюю концентрическую двойную трубку в нагревающем участке 16с и затем входит во внутреннюю зону двойной трубки в нагревающем участке 16с с тем, чтобы после ϋ-образного разворота на нижнем участке вернуться в исходное положение. Этот цикл повторяется. Образовавшуюся сконденсированную воду затем собирают из сливного отверстия (не показано), работающего без доступа потока воздуха и находящегося в самой нижней части канала для регенерации 16. Причина, по которой существует поток воздуха для регенерации, состоит в различной плотности воздуха для регенерации из-за разницы температур, как описано со ссылкой на фиг. 2, дополнительные подробности будут указаны ниже.
С другой стороны, как показано на фиг. 10, в пространстве вверху корпуса 82, в основном, в верхней части с передней стороны (хотя часть проходит и до задней стороны) влагоабсорбирующего ротора 10, установлен верхний теплоподающий элемент 84, при помощи которого воздух в корпусе 82 нагревается и формирует восходящий воздушный поток, и воздух, поступающий снаружи в корпус 82 через окно 82а (фиг. 8) корпуса 82, и воздух, поступающий снаружи в корпус 82 через отверстие 82с, выполненное в нижней перегородке 82Ь, после прохождения через пространство между теплопоглощающими панелями 62 (поступающий воздух - это воздух, используемый для абсорбции влаги) проходит через зоны 10Ь и 10с гигроскопичного материала, где влага абсорбируется. Поток воздуха, используемого для абсорбции влаги, показан на фиг. 8 и 10 широкими полыми стрелками. С другой стороны, часть атмосфер
- 10 012087 ного воздуха, поступающего в корпус 82 через открытое окно 82а в корпусе, благодаря тому же самому восходящему воздушному потоку, проходит через другой проход (пространство между множеством трубок, через которые проходит воздух для регенерации) теплообменника 56 для охлаждения, где эта часть воздуха обменивается теплом с воздухом для регенерации (показан широкими черными стрелками на фиг. 8 и 10). Когда зоны 10Ь и 10с гигроскопичного материала становятся тяжелее за счет абсорбции влаги, влагоабсорбирующий ротор поворачивается и зона 10с гигроскопичного материала перемещается в положение, занимаемое зоной 106 гигроскопичного материала, как показано на фиг. 8, где зона 10с гигроскопичного материала регенерируется таким же образом, как описано выше. Посредством кулачкового механизма, который будет описан ниже, вращение происходит периодически.
Приведенное выше описание представляет собой сущность конструкции и работы второго варианта выполнения изобретения. Теперь более подробно будет описан отдельно каждый из составляющих элементов.
(1) Герметичное соединение между зоной гигроскопичного материала, каналом для регенерации и влагоабсорбирующим ротором.
На фиг. 14 в увеличении показано поперечное сечение торца области соединения между зоной 106 гигроскопичного материала и каналом для регенерации. На чертеже верхняя сторона - это передняя сторона устройства. На фиг. 14А показано состояние, в котором зона 106 гигроскопичного материала не соединена герметично с каналом для регенерации, а на фиг. 14В показано состояние, в котором зона 106 гигроскопичного материала герметично соединена с каналом для регенерации.
На участке внешнего периметра зоны 106 гигроскопичного материала установлена кольцевая внутренняя выпуклая уплотнительная пластина 79, выступающая вперед и отклоняющаяся в направлении вовнутрь в направлении зоны 106 гигроскопичного материала. Аналогично установлена кольцевая внутренняя выпуклая уплотнительная пластина 79', выступающая назад и отклоняющаяся в направлении вовнутрь в направлении зоны 106 гигроскопичного материала. Так как передняя и задняя стороны зон гигроскопичного материала имеют симметричное строение и так как они работают одинаково, здесь и далее будет описано строение и работа только передней стороны. На внешнем периметре кольцевого сквозного отверстия, в котором помещена зона 106 гигроскопичного материала влагоабсорбирующего ротора 10, установлена кольцевая внешняя выпуклая уплотнительная пластина 77, выступающая по направлению вперед и отклоняющаяся в направлении вовнутрь, подобная вышеописанной внутренней выпуклой уплотнительной пластине 79. На наклонной поверхности внутренней выпуклой уплотнительной пластины 79 установлено О-кольцо 90 для увеличения герметичности. Аналогично, для увеличения герметичности О-кольцо 92 установлено на наклонной поверхности внешней уплотнительной пластины 77. Как описано выше, нагревающий участок 16с канала для регенерации 16 имеет структуру двойной концентрической трубки. К концу его внутренней трубки 166 при помощи кольцевого гибкого элемента 78 присоединена внутренняя вогнутая уплотнительная пластина 74. Гибкий элемент 78 предпочтительно изготовлен из эластичного материала и удерживает внутреннюю вогнутую уплотнительную пластину 74 в зоне 106 гигроскопичного материала. Так как внутренняя вогнутая уплотнительная пластина 74 должна быть герметично соединена с внутренней выпуклой уплотнительной пластиной 79 (см. фиг. 14В), ее наклонная поверхность параллельна наклонной поверхности внутренней выпуклой уплотнительной пластины 79. К внешней трубке 16е детали в форме двойной трубки посредством кольцевого гибкого элемента 80 присоединена внешняя вогнутая уплотнительная пластина 76. Гибкий элемент 80 предпочтительно изготовлен из эластичного материала и удерживает внешнюю вогнутую уплотнительную пластину 76 в зоне 106 гигроскопичного материала. Так как внешняя вогнутая уплотнительная пластина 76 должна быть герметично соединена с внешней выпуклой уплотнительной пластиной 77 (см. фиг. 14В), ее наклонная поверхность параллельна наклонной поверхности внешней выпуклой уплотнительной пластины 77. На внешней вогнутой уплотнительной пластине 76 со стороны вращающегося вала 12 влагоабсорбирующего ротора 10 расположен штифт 94 с круглым поперечным сечением, причем штифт 94 проходит в направлении, параллельном поверхности влагоабсорбирующего ротора 10, и в направлении вращающегося вала 12 влагоабсорбирующего ротора 10. На внешней вогнутой уплотнительной пластине 76 со стороны внешнего периметра влагоабсорбирующего ротора 10 расположен штифт 96 с круглым поперечным сечением, причем этот штифт 96 проходит в направлении, параллельном поверхности влагоабсорбирующего ротора 10, и в направлении внешнего периметра влагоабсорбирующего ротора 10. В близи от вращающегося вала 12 влагоабсорбирующего ротора 10 расположена цилиндрическая стенка 98 внутреннего кулачка, центр которого совпадает с вращающимся валом 12 влагоабсорбирующего ротора 10, на внешней поверхности стенки 98 внутреннего кулачка выполнен кулачковый паз 100. Верхушка штифта 94 установлена с возможностью скольжения в кулачковом пазе 100 и перемещается в кулачковом пазе 100 по мере вращения влагоабсорбирующего ротора 10. Аналогично, на внешнем периметре влагоабсорбирующего ротора 10 расположена цилиндрическая стенка 102 внешнего кулачка и на внутренней поверхности стенки 102 внешнего кулачка выполнен кулачковый паз 104. Верхушка штифта 96 установлена с возможностью скольжения в кулачковом пазе 104 и перемещается в кулачковом пазе 104 по мере вращения влагоабсорбирующего ротора 10. Внешняя вогнутая уплотнительная пластина 76 и внутренняя вогнутая уплотнительная пластина 74 соединены множеством соединительных деталей, которые не показаны на их некоторых участках, так что когда внешняя вогнутая уплотнительная пластина
- 11 012087 перемещается, внутренняя вогнутая уплотнительная пластина 74 также перемещается параллельно ей. Предпочтительно, чтобы перемещения внешней вогнутой уплотнительной пластины 76 и внутренней вогнутой уплотнительной пластины 74 происходили только по направлению назад и вперед по отношению к зоне гигроскопичного материала, что достигается за счет удерживания внешней вогнутой уплотнительной пластины 76 с внутренней стороны внешней трубки 16е детали в форме двойной трубки при помощи гибкого элемента 80 и посредством удерживания внутренней вогнутой уплотнительной пластины 74 с внутренней стороны внутренней трубки 166 детали в форме двойной трубки при помощи гибкого элемента 78.
На фиг. 15 и 16 представлен общий вид, частично в разрезе, показывающий кулачковый механизм. На фиг. 16 показана область, прилегающая к зоне гигроскопичного материала 106, приведенной на фиг. 15. На фиг. 15 и 16 показано состояние, когда выпуклые уплотнительные пластины 79 и 77 и, соответственно, вогнутые уплотнительные пластины 74 и 76 герметично соединены (то есть состояние, показанное на фиг. 14В). Как показано на фиг. 15 и 16, вращающийся вал 12 влагоабсорбирующего ротора 10, штифт 94 и штифт 96 выровнены по одной прямой линии. Кулачковые пазы 100 и 104 расположены таким образом, что штифты 94 и 96 во время герметичного соединения оказываются, соответственно, в центре углублений. Наклон углубления кулачкового паза 100 (показан пунктирной линией на фиг. 16 и частично показан пунктирной линией на фиг. 15) выполнен совпадающим с наклоном уплотнительных пластин. Так как участки кулачковых пазов, кроме углублений, в основном, плоские, наклон углублений более крутой, чем у других участков. Кулачковый паз 100 и кулачковый паз 104 имеют одинаковую форму, их центры совпадают с вращающимся валом 12, так что, когда штифт 94 занимает позицию в углублении, штифт 96 также занимает позицию в углублении.
Теперь будет описана работа устройства. В состоянии герметичного соединения, как показано на фиг. 15 и 16, штифт 94 и штифт 96 оказываются в углублениях кулачковых пазов 100 и 104, соответственно. Как показано также на фиг. 14В, кулачковые пазы 100 и 104 находятся в нижнем положении. В этом случае зона 106 гигроскопичного материала регенерируется, происходит абсорбция влаги в зонах 10Ь и 10с гигроскопичного материала, причем вес этих зон увеличивается за счет абсорбции влаги гигроскопичным материалом. Если зона 10а гигроскопичного материала абсорбирует влагу, возникает вращающий момент, противоположный вращающему моменту, вызываемому увеличением веса зон 10Ь и 10с гигроскопичного материала. Следовательно, предпочтительно установить экранирующую пластинку, не показанную на чертежах, которая закрывает всю поверхность зоны 10а гигроскопичного материала, чтобы воздух не проходил через зону 10а гигроскопичного материала. Кроме того, так как воздух, используемый для абсорбции влаги, свободно проходит через каналы 72 внешнего периметра гигроскопичного материала зон 10Ь и 10с гигроскопичного материала, предпочтительно использовать кольцевые экранирующие пластинки, не показанные на чертежах, которые закрывают все каналы 72 внешнего периметра гигроскопичного материала (центральная зона, охватывающая зону гигроскопичного материала, открыта), так, чтобы воздух, используемый для абсорбции влаги, проходил, в основном, только через зоны 10Ь и 10с гигроскопичного материала. По мере увеличения веса зон 10Ь и 10с гигроскопичного материала штифты 94 и 96 поднимаются по наклону, соответственно, кулачковых пазов 100 и 104, выходя из углублений и достигая плато кулачковых пазов 100 и 104. В таком случае, так как кулачковые пазы 100 и 104 находятся в верхнем положении (то есть в положении, отдаленном от поверхности влагоабсорбирующего ротора 10), вогнутые уплотнительные пластины 76 и 74 оказываются разделенными, соответственно, с выпуклыми уплотнительными пластинами 77 и 79, так что герметичное соединение нарушается, и вращательное движение зон гигроскопичного материала не требует усилий. Состояние, показанное на фиг. 14 А, представляет собой состояние, в котором герметичное соединение нарушено и кулачковые пазы 100 и 104 находятся в верхнем положении. Так как области плато кулачковых пазов 100 и 104 плоские, как только штифты 94 и 96 выходят из углублений кулачковых пазов 100 и 104 и достигают плато, влагоабсорбирующий ротор 10 быстро поворачивается без существенного сопротивления и останавливается, когда штифты 94 и 96 попадают в углубления, соответственно, кулачковых пазов 100 и 104. Как описано выше, так как наклоны участков углублений сравнительно крутые, если штифты 94 и 96 зоны 10с гигроскопичного материала попадают в углубления, они не могут выйти из них до тех пор, пока вес зон 10а и 10Ь гигроскопичного материала не увеличится за счет абсорбции влаги до значительного уровня. Следовательно, зона 10с гигроскопичного материала задерживается на некоторое время в состоянии, когда она герметично связана с каналом для регенерации 16, во время чего происходит регенерация зоны 10с гигроскопичного материала. Другими словами, влагоабсорбирующий ротор 10 периодически совершает вращение, так что время, в течение которого зона гигроскопичного материала герметично соединена, продолжительно, а время, в течение которого она совершает вращение, значительно короче. Вышеописанный цикл повторяется, и автоматически происходит последовательная регенерация каждой зоны гигроскопичного материала.
Другой предпочтительный вариант выполнения кулачкового механизма показан на фиг. 17 и 18. На фиг. 18 показана область, прилегающая к зоне 106 гигроскопичного материала, приведенной на фиг. 17. В этом варианте на внешнем периметре внешней вогнутой уплотнительной пластины 76 выполнен выступ 106. Выступ 106 имеет веерообразный внешний периметр (отсутствует участок за внутренней стен
- 12 012087 кой 98 кулачка), центр которого совпадает с вращающимся валом 12. На двух внутренних вершинах выступа 106 установлены, соответственно, штифты 94а и 94Ь, и верхушки этих штифтов установлены с возможностью скольжения в кулачковом пазе 100. На двух внешних вершинах выступа 106 установлены штифты 96а и 96Ь, и верхушки этих штифтов установлены с возможностью скольжения в кулачковом пазе 104. Вращающийся вал 12, штифт 94а и штифт 96а выровнены по одной прямой линии, и, аналогично, вращающийся вал 12, штифт 94Ь и штифт 96Ь выровнены по одной прямой линии. Передний конец внешней вогнутой уплотнительной пластины 76 со стороны зоны гигроскопичного материала полностью помещен во внутреннюю часть веерообразного выступа 106. В этом варианте выполнения устройства кулачковые пазы 100 и 104 также расположены таким образом, что во время герметичного соединения каждый штифт оказывается в углублении каждого кулачкового паза. Угол между прямой, соединяющей вращающийся вал 12, штифт 94а и штифт 96а, и прямой, соединяющей вращающийся вал 12, штифт 94Ь и штифт 96Ь, максимально составляет 90° (величина, полученная при делении круга на количество зон гигроскопичного материала. Во втором варианте выполнения устройства, так как количество зон гигроскопичного материала составляет 4, максимальное значение градуса угла наклона равно 360°, деленным на 4). Когда величина градуса максимальна, форма углубления меняется от обращенной трапеции, как показано на фиг. 17, к У-образной, как показано на фиг. 15. В случаях, когда вышеописанный градус не максимален, дно углубления будет плоским, как показано на фиг. 17. Однако даже в этих случаях, так как штифты 96а и 94а должны подниматься под относительно крутым наклоном для того, чтобы выйти из углублений, они не могут выйти из углублений до тех пор, пока вес зон 10а и 10Ь гигроскопичного материала не увеличится до значительного уровня за счет абсорбции влаги, как и в случае, когда углубление имеет У-образную форму. В варианте, показанном на фиг. 17 и 18, так как во время перемещения внешняя вогнутая уплотнительная пластина 76 поддерживается четырьмя штифтами при помощи выступа 106, создание герметичного соединения и его разъединение могут быть достигнуты более стабильно и точно.
В вышеописанном втором варианте гибкие элементы 78 и 80 могут иметь гофрированную форму. Вышеописанные О-кольца 90 и 92 могут находиться на вогнутых уплотнительных пластинах 74 и 76, соответственно. При этом, в случаях, когда по крайней мере одна из уплотнительных пластин, которые герметично соединены, изготовлена из эластичного материала, применение О-кольца не является обязательным. Герметичность зон гигроскопичного материала может быть достигнута и иным образом, чем комбинация выпуклой и вогнутой уплотнительных пластин, использованных в вышеописанном втором варианте. Так, например, это может быть достигнуто в варианте, когда выпуклые уплотнительные пластины отсутствуют, а вогнутые уплотнительные пластины имеют форму присосок (центральная часть которых открыта), которые находятся в плотном контакте с кольцевыми плоскими участками, образованными на внешнем периметре каждой зоны гигроскопичного материала и каждого канала 72 внешней периферии гигроскопичного материала. Штифты 94 и 96 на вогнутой уплотнительной пластине могут скользить в кулачковых пазах 100 и 104 посредством подшипника. Кроме того, кулачковые пазы могут быть выполнены не в форме колеи, а в виде неровностей (то есть иметь форму, показанную на фиг. 1518, где участки стенок кулачка выше пазов исключены). В этом случае, несмотря на то, что необходимо постоянно удерживать вогнутые уплотнительные пластины у края влагоабсорбирующего ротора для того, чтобы заставить штифты вогнутых уплотнительных пластин плотно контактировать с неровными поверхностями, этого можно достичь изготовлением гибких элементов 78 и 80 из эластичного материала, как было указано выше. Если удерживание является недостаточным, оно может быть дополнительно усилено пружинным или эластичным элементом, не показанным на чертежах.
(2) Нагреватель, использующий солнечный свет в качестве источника тепла.
Во втором варианте выполнения изобретения применяют два нагревателя (нижний нагреватель 58 и верхний нагреватель 83), использующих солнечный свет в качестве источника тепла. Строение и принцип действия нагревателей являются, в основном, такими же, как и в первом варианте выполнения изобретения, описанном со ссылками на фиг. 7. Верхний теплоподающий элемент 84 (фиг. 10), соединенный с верхним нагревателем 83, имеет форму спирали (вид сверху). Перемещение тепловой среды в этих нагревателях показано на фиг. 10 короткими стрелками. Температура тепловой среды может обычно увеличиваться под действием солнечного света до 50-120°С.
(3) Нагревательные средства, использующие атмосферный воздух в качестве источника тепла.
Во втором варианте выполнения изобретения применяют тепловой радиатор 66, представляющий собой нагревательное средство, использующее в качестве источника тепла атмосферный воздух. Как описано выше, тепловой радиатор 66 соединен с теплопоглощающими панелями 62 посредством ванны 64 с теплой водой. Теплопоглощающие панели 62, ванна 64 с теплой водой и тепловой радиатор 66 в упомянутом порядке соединены с нижней стороны. Так как чем больше площадь поверхности теплопоглощающих панелей 62 на единицу объема тепловой среды, тем больше количество тепла, поглощаемого из атмосферного воздуха (когда температура атмосферного воздуха повышается, температура тепловой среды, находящейся внутри, также повышается почти одновременно (температура атмосферного воздуха=температура находящейся внутри тепловой среды)), предпочтительно использовать тонкие теплопоглощающие панели 62 (предпочтительная толщина от 1 до 5 см). Каждая из теплопоглощающих па- 13 012087 нелей 62 и ванн 64 с теплой водой соединены таким образом, что верхняя часть теплопоглощающей панели 62 и верхняя часть ванны 64 соединены при помощи соединительной трубки 63, а нижняя часть теплопоглощающей панели 62 и нижняя часть ванны 64 соединены посредством соединительной трубки 65 (фиг. 10 и 12). Поверхности всей ванны 64 с теплой водой и части соединительных трубок 63 и 65 до высоты выше ванны с теплой водой теплоизолированы (части, обозначенные двойной линией на фиг. 10). Верхняя часть ванны 64 с теплой водой и тепловой радиатор 66 соединены при помощи соединительных трубок 67а и 67Ь (фиг. 12), и тепловой радиатор 66 выполнен с наклоном в направлении сверху вниз. Соединительные трубки 67а и 67Ь теплоизолированы.
Утром, по мере того, как температура воздуха повышается, температура тепловой среды в теплопоглощающих панелях 62 также повышается. Когда температура тепловой среды в теплопоглощающих панелях 62 становится выше, чем температура тепловой среды в ванне 64 с теплой водой, тепловая среда перемещается из каждой из теплопоглощающих панелей 62 в ванну 64 с теплой водой через соединительную трубку 63. Холодная тепловая среда в ванне 64 с теплой водой перемещается в нижнюю часть теплопоглощающей панели 62 через соединительную трубку 65. Температура воздуха обычно медленно понижается после достижения максимума вскоре после полудня. Когда это происходит, температура тепловой среды в теплопоглощающих панелях 62 также понижается и становится ниже, чем температура тепловой среды в ванне 64 с теплой водой. В результате плотность тепловой среды в теплопоглощающих панелях 62 становится больше, чем плотность тепловой среды в ванне 64 с теплой водой, так что перемещение тепловой среды за счет конвекции прекращается. Во втором варианте выполнения изобретения благодаря тому факту, что высота теплоизолирующего слоя двух соединительных трубок 67а и 67Ь идентична, более горячая и более легкая тепловая среда останавливается в положении выше теплопоглощающих панелей 62, когда температура в ванне 64 с теплой водой выше, чем температура теплопоглощающих панелей 62. Таким образом, перемещение тепловой среды можно контролировать только по разности плотности, или при помощи обратного клапана. Аналогично, если температура около теплового радиатора 66 ниже температуры тепловой среды в нем, тепловая среда охлаждается (воздух для регенерации нагревается) и ее плотность становится выше. В результате тепловая среда перемещается вниз, спускаясь по наклону теплового радиатора 66 по направлению к ванне 64 с теплой водой через соединительную трубку 67Ь. Когда температура около теплового радиатора 66 выше температуры тепловой среды в нем, тепловая среда нагревается и становится легче. В результате тепловая среда останавливается в теплоизлучающих участках и ее перемещение между тепловым радиатором 66 и ванной 64 с теплой водой прекращается. Так как температура тепловой среды почти равна температуре окружающей среды, температура максимально составляет около 30-40°С. На фиг. 12 изображены теплопоглощающие панели 62 со второй по четвертую справа, так что соединительные трубки с задней стороны показаны посредством частичного разреза передней поверхности части ванны 64 с теплой водой, а остальные теплопоглощающие панели 62 и ванна 64 с теплой водой изображены так, что соединительные трубки с передней стороны вырезаны. Допустимо, если солнечный свет попадает на теплопоглощающие панели 62.
(4) Средства охлаждения, использующие атмосферный воздух в качестве источника охлаждения.
Во втором варианте выполнения изобретения применяют теплопоглотитель 70, являющийся средством охлаждения, использующим атмосферный воздух в качестве источника охлаждения (фиг. 9, 11 и 13). На фиг. 11 показано средство охлаждения, вид слева, а на фиг. 13 показано средство охлаждения, вид спереди. Теплоизлучающие панели 68, ванна 69 с холодной водой и теплопоглотитель 70 установлены в приведенном порядке, начиная сверху. Так как чем больше площадь поверхности теплоизлучающих панелей 68 на единицу объема тепловой среды, тем больше количество тепла, излучаемого в атмосферу (когда температура окружающей среды понижается, температура тепловой среды, расположенной внутри, также понижается почти одновременно (температура атмосферного воздуха=температура расположенной внутри тепловой среды)), предпочтительно использовать тонкие теплоизлучающие панели 68 (предпочтительно с толщиной от 1 до 5 см). Каждая из теплоизлучающих панелей 68 и ванна 69 с холодной водой соединены так, что нижняя часть теплоизлучающей панели 68 и верхняя часть ванны 69 с холодной водой соединены посредством соединительной трубки 71, а нижняя часть теплоизлучающей панели 68 и нижняя часть ванны 69 с холодной водой соединены посредством соединительной трубки 73 (фиг. 11). Внешние поверхности всей ванны 69 с холодной водой и соединительных трубок 71 и 73 до высоты нижней поверхности теплоизлучающей панели 68 теплоизолированы. Нижняя часть ванны 69 с холодной водой и теплопоглотитель 70 соединены при помощи двух соединительных трубок 81а и 81Ь (фиг. 13), и теплопоглотитель 70 имеет форму спирали и наклонен по направлению вверх и вниз. Соединительные трубки 81а и 81Ь теплоизолированы.
Ночью, по мере того, как понижается температура окружающей среды, понижается и температура тепловой среды в теплоизлучающих панелях 68. Когда температура тепловой среды в теплоизлучающих панелях 68 становится ниже температуры тепловой среды в ванне 69 с холодной водой, тепловая среда перемещается через соединительную трубку 73 из нижней части теплоизлучающей панели 68 в ванну 69 с холодной водой (поток тепловой среды показан стрелками на фиг. 11). Горячая тепловая среда в ванне с холодной водой перемещается к верхней части теплоизлучающей панели 68 через соединительную трубку 71. Температура воздуха после достижения минимума перед рассветом затем обычно медленно
- 14 012087 повышается. Когда это происходит, температура тепловой среды в теплоизлучающих панелях 68 также повышается и становится выше, чем температура тепловой среды в ванне 69 с холодной водой. В результате плотность тепловой среды в теплоизлучающих панелях 68 становится меньше, чем плотность тепловой среды в ванне 69 с холодной водой, так что перемещение тепловой среды за счет конвекции прекращается. Во втором варианте выполнения изобретения благодаря тому факту, что высоты теплоизолирующего слоя двух соединительных трубок 71 и 73 равны, более холодная и более тяжелая тепловая среда останавливается в положении ниже теплоизлучающих панелей 68, если температура в ванне 69 с холодной водой ниже температуры в теплоизлучающих панелях 68. Перемещение тепловой среды можно, таким образом, контролировать с использованием только разницы плотностей либо можно контролировать при помощи обратного клапана. Аналогично, если температура около теплопоглотителя 70 выше температуры тепловой среды в нем, тепловая среда нагревается (воздух для регенерации охлаждается) и ее плотность становится ниже. В результате тепловая среда перемещается вверх, поднимаясь по наклону теплопоглотителя 70, и затем перемещается в ванну 69 с холодной водой через соединительную трубку 81а. Когда температура около теплопоглотителя 70 ниже температуры тепловой среды в нем, тепловая среда охлаждается и становится тяжелее. В результате тепловая среда останавливается в теплопоглотителе 70 и соединительных трубках 81а и 81Ь и ее перемещение между теплопоглотителем 70 и ванной 69 с холодной водой прекращается. Так как температура тепловой среды почти равна температуре окружающей среды, температура минимально составляет около 0-10°С. Теплоизлучающие панели 68 устанавливают в тени.
Теплопоглощающие панели и теплоизлучающие панели могут быть объединены с образованием теплоизлучающих/теплопоглощающих панелей. В этом случае тепловой радиатор, ванна с теплой водой, теплоизлучающие/теплопоглощающие панели, ванна с холодной водой и теплопоглотитель устанавливают в приведенном порядке, начиная сверху. Кроме того, для охлаждения воздуха для регенерации может быть использовано радиаторное охлаждение. В этом случае необходимы панели для радиаторного охлаждения (радиатор диффузного охлаждения, §ку гаШаЮг). ванна с холодной водой, соединительные трубки, теплопоглощающий элемент, теплоизоляционный материал и т.д. Расположение каждого элемента является таким же, как в средствах охлаждения, использующих атмосферный воздух в качестве источника нагрева, за исключением того, что теплоизлучающие панели заменены панелями для радиаторного охлаждения (поверхности панелей для радиаторного охлаждения предпочтительно обращены вверх, например в северном полушарии они обращены к северному небу под углом к горизонту 10°).
(5) Теплообменник для возврата тепла.
Как описано выше, второй вариант выполнения устройства содержит теплообменник 54 для возврата тепла в канале для регенерации 16. Как показано на фиг. 8 и 9, теплообменник 54 для возврата тепла содержит концевую пластину 55 в конце на стороне влагоабсорбирующего ротора 10 и вдоль периметра концевой пластины 55 выполнено множество первых проходов 53. Первые проходы 53 размещены параллельно каналу для регенерации.
Воздух для регенерации после прохождения через зону 106 гигроскопичного материала проходит через первые проходы 53. С другой стороны, воздух для регенерации после конденсации влаги проходит через второй проход (пространство между первыми проходами 53) теплообменника 54 для возврата тепла. Так как концевая пластина 55 не пропускает воздух, воздух для регенерации неизбежно попадает в периферическую часть канала для регенерации (показано стрелками на фиг. 9) и входит во внешнюю трубку концентрических двойных трубок нагревающего участка 16с канала для регенерации 16 после прохождения через канал 72 внешнего периметра гигроскопичного материала (стрелки на фиг. 9).
(6) Принцип, по которому происходит циркуляция воздуха для регенерации в канале для регенерации. На фиг. 19 схематично показан канал для регенерации 16 второго варианта выполнения устройства.
Канал содержит теплообменник 56 для охлаждения, и на тыльной стороне основного корпуса расположен теплопоглотитель 70, при этом влагоабсорбирующий ротор 10 обозначен двухточечной линией. Цилиндрический изогнутый канал, содержащий тепловой радиатор 66 и нижний теплоподающий элемент 60 (внутренняя трубка концентрической двойной трубки), называется «внутренний изогнутый проход»; канал от выхода 53а теплообменника 54 для возврата тепла (выход первых проходов 53 со стороны, отдаленной от влагоабсорбирующего ротора 10) к входу теплообменника 56 для охлаждения после подъема, и-образного изгиба и короткого спуска называется «восходящий проход»; канал от входа теплообменника 56 для охлаждения к входу 51 теплообменника 54 для возврата тепла (вход второго прохода в конце, противоположном концевой пластине 55) после спуска от входа теплообменника 56 для охлаждения, достигающий самого низкого в канале для регенерации участка 16£ и подъема на расстояние, примерно равное диаметру канала, называется «нисходящий проход»; канал от входа 51 теплообменника 54 для возврата тепла к входу 16д внутреннего изогнутого канала (нижний конец внутреннего изогнутого прохода) после прохождения горизонтального участка к передней стороне для удобства назван «проход для возврата тепла». Канал от внутреннего изогнутого прохода к выходу 53а теплообменника для возврата тепла проходит горизонтально, причем его самая нижняя точка представляет собой нижний участок 16д внутреннего изогнутого канала. Несмотря на то, что воздух в этом канале является самым горячим воздухом для регенерации, так как самая нижняя точка - это нижний участок 16д внутреннего изогнутого
- 15 012087 прохода, воздух может двигаться только в сторону восходящего канала. Несмотря на то, что проход для возврата тепла почти горизонтальный и воздух в нем горячее, чем воздух в нисходящем проходе, потому что происходит возврат тепла от воздуха, выходящего из выхода влагоабсорбирующего ротора и из внутреннего изогнутого прохода, воздух может перемещаться только в сторону внутреннего изогнутого прохода, потому что сторона нисходящего прохода изогнута вниз на расстояние не меньше, чем диаметр прохода (нижний участок 16Г канала для регенерации). Объем между нижним участком (концом) 16д внутреннего изогнутого прохода и выходом 53а теплообменника для возврата тепла и объем прохода для возврата тепла выполнены, практически, одинаковыми (чтобы скорость потока была постоянной), и температура первого выше (восходящая сила первого сильнее), так что на горизонтальном участке канала для регенерации, включающем оба объема - первый и последний, - воздух для регенерации перемещается в том направлении, в котором перемещается, по крайней мере, воздух из первого объема, то есть по направлению к восходящему проходу. В восходящем проходе и в нисходящем проходе, как описано в первом варианте выполнения изобретения, воздух для регенерации перемещается из восходящего прохода к нисходящему проходу. Таким образом, воздух для регенерации перемещается во внутреннем изогнутом проходе, первых проходах теплообменника для возврата тепла, восходящем проходе, в нисходящем проходе и в проходе для возврата тепла в упомянутом порядке и циркулирует по этому циклу.
Внешняя поверхность канала для регенерации с задней стороны от влагоабсорбирующего ротора 10 до теплообменника 56 для охлаждения предпочтительно теплоизолирована. Так как воздух нагревается от нижнего теплоподающего элемента 60 и от теплового радиатора 66, теплом, которое не проходило через гигроскопичный материал, то есть теплом, которое вышло через концентрическую двойную трубку наружу канала для регенерации, воздух перемещается вверх, количество тепла верхнего теплоподающего элемента 84 может быть уменьшено. Кроме того, атмосферный воздух в устройстве перемещается вверх, потому что он нагревается, проходя через теплообменник 56 для охлаждения. Таким образом, теплообменник 56 для охлаждения служит как предварительный нагреватель перед тем, как воздух нагревается верхним теплоподающим элементом 84.

Claims (21)

1. Устройство для выделения воды из воздуха, включающее установленный с возможностью вращения гигроскопичный влагоабсорбирующий ротор, по меньшей мере часть которого выполнена с возможностью подачи через нее воздуха в направлении, соответствующем ее толщине, канал для регенерации, через который осуществляется циркуляция воздуха для регенерации, оба конца которого открыты в направлении к ротору, при этом часть влагоабсорбирующего ротора, находящаяся между отверстиями канала для регенерации, образует зону регенерации, в которой извлекается абсорбированная ротором влага, и сливное отверстие для отвода из канала для регенерации воды, образующейся в нижней его части в результате конденсации.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагреватель для нагревания воздуха для регенерации, при этом нагреватель содержит участок накопления тепла, имеющий светопринимающую поверхность, которая принимает солнечный свет, тепловую среду, которая накапливает и передает тепло от солнечного света, и теплоподающий участок, который подает тепло тепловой среды воздуху для регенерации; при этом тепловая среда нагревается солнечным светом на участке накопления тепла, охлаждается на теплоподающем участке посредством передачи тепла воздуху для регенерации, циркулирует в участке накопления тепла и теплоподающем участке, и воздух для регенерации, нагретый нагревателем, который проходит через зону регенерации для того, чтобы регенерировать ее.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что участок накопления тепла и теплоподающий участок соединены двумя трубками, при этом устройство выполнено так, что тепловая среда циркулирует по цепи, образованной этими двумя трубками, участком накопления тепла и теплоподающим участком.
4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что вращающийся вал, на котором установлен влагоабсорбирующий ротор, находится в положении, отличном от вертикального, при этом влагоабсорбирующий ротор самопроизвольно вращается за счет разности веса в зоне регенерации и в других, отличных от зоны регенерации, зонах.
5. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что дополнительно содержит канал для подачи воздуха, используемого для абсорбции влаги, один конец которого открыт в области поверхности для подачи воздуха зоны абсорбции влаги, являющейся частью зоны или всей зоной, отличной от зоны регенерации, данного влагоабсорбирующего ротора, и канал для выброса воздуха, используемого для абсорбции влаги, отверстие с одного конца которого расположено у поверхности для выброса воздуха и выполнено так, что из него поступает осушенный воздух после прохождения зоны абсорбции влаги.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагреватель для нагревания воздуха, используемого для абсорбции влаги, при этом нагреватель содержит участок накопления тепла, имеющий светопринимающую поверхность, которая принимает солнечный свет, тепловую среду, которая накапливает и передает тепло от солнечного света, и теплоподающий участок, который передает тепло тепловой среды воздуху для регенерации, при этом тепловая среда нагревается солнечным светом на
- 16 012087 участке накопления тепла, охлаждается на теплоподающем участке посредством передачи тепла воздуху для регенерации и циркулирует в участке накопления тепла и теплоподающем участке.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что участок накопления тепла и теплоподающий участок соединены двумя трубками и тепловая среда циркулирует по цепи, образованной этими двумя трубками, участком накопления тепла и теплоподающим участком.
8. Устройство по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что дополнительно содержит теплообменник, который осуществляет обмен теплом между воздухом для регенерации и воздухом, используемым для абсорбции влаги, или атмосферным воздухом, отличным от воздуха, используемого для абсорбции влаги.
9. Устройство по любому из пп.2-8, отличающееся тем, что дополнительно содержит приспособление для сбора сконденсированной воды через сливное отверстие без доступа потока воздуха.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что весь влагоабсорбирующий ротор выполнен из гигроскопичного материала, через который может проходить воздух в направлении, соответствующем его толщине.
11. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что влагоабсорбирующий ротор содержит множество зон гигроскопичного материала, через которые может проходить воздух.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что зоны гигроскопичного материала имеют одинаковую форму и размер и расположены на равном расстоянии друг от друга по окружности круга, центр которого совпадает с вращающимся валом, при этом обе поверхности одной из множества зон гигроскопичного материала герметично соединены с каналом для регенерации.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что приспособление для создания герметичности присоединено к каждому из концов канала для регенерации при помощи гибкого элемента, конец которого выполнен присоединяемым к каждой поверхности зоны гигроскопичного материала, при этом приспособление для создания герметичности и зона гигроскопичного материала соединены герметично прямо или косвенно, упомянутое приспособление для создания герметичности выполнено с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном к поверхности зоны гигроскопичного материала, посредством кулачкового механизма с использованием вращающей силы влагоабсорбирующего ротора.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит цилиндрическую стенку внутреннего кулачка, центр которого совпадает с вращающимся валом влагоабсорбирующего ротора, при этом стенка внутреннего кулачка расположена во влагоабсорбирующем роторе, и стенку внешнего кулачка, центр которого совпадает с вращающимся валом влагоабсорбирующего ротора, при этом стенка внешнего кулачка расположена на внешнем периметре влагоабсорбирующего ротора или вблизи него, два штифта, расположенных на приспособлении для создания герметичности, выполненных с возможностью скольжения в кулачковых пазах, выполненных в стенке внутреннего кулачка и стенке внешнего кулачка, соответственно.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит цилиндрическую стенку внутреннего кулачка, центр которого совпадает с вращающимся валом влагоабсорбирующего ротора, при этом стенка внутреннего кулачка расположена во влагоабсорбирующем роторе, и стенку внешнего кулачка, центр которого совпадает с вращающимся валом влагоабсорбирующего ротора, при этом стенка внешнего кулачка расположена на внешнем периметре влагоабсорбирующего ротора или вблизи него, приспособление для создания герметичности, снабженное выступом, и два штифта из четырех штифтов, расположенных на выступе, выполнены с возможностью скольжения в кулачковом пазе, выполненном в стенке внутреннего кулачка, а оставшиеся два штифта из четырех штифтов выполнены с возможностью скольжения в кулачковом пазе, выполненном в стенке внешнего кулачка.
16. Устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что дополнительно содержит теплообменник для возврата тепла, который осуществляет обмен теплом между воздухом для регенерации непосредственно после прохождения через влагоабсорбирующий ротор и воздухом для регенерации после конденсации.
17. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что дополнительно содержит расположенные в канале для регенерации нагревательные средства, использующие атмосферный воздух в качестве источника тепла, причем воздух для регенерации, нагретый такими нагревательными средствами, проходит через зону регенерации для того, чтобы ее регенерировать.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что нагревательное средство содержит теплопоглощающую панель, ванну с теплой водой, расположенную выше, чем теплопоглощающая панель, которая соединена с теплопоглощающей панелью, тепловой радиатор, расположенный выше, чем ванна с теплой водой, который соединен с ванной с теплой водой, тепловую среду, способную циркулировать через теплопоглощающую панель, ванну с теплой водой и тепловой радиатор.
19. Устройство по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что дополнительно содержит в канале для регенерации средства охлаждения, использующие атмосферный воздух в качестве источника охлаждения, при этом воздух для регенерации охлаждается такими средствами охлаждения, что ускоряет конденсацию влаги.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средство охлаждения содержит теплоизлучающую панель, ванну с холодной водой, расположенную ниже, чем теплоизлучающая панель, которая соединена
- 17 012087 с теплоизлучающей панелью, и теплопоглотитель, расположенный ниже, чем ванна с холодной водой, которая соединена с теплопоглотителем.
21. Способ выделения воды из воздуха с использованием устройства по любому из пп.1-20, при этом в качестве источника тепла при регенерации влагоабсорбирующего ротора используют солнечное излучение, а сбор воды осуществляют через сливное отверстие.
EA200602205A 2004-05-26 2004-05-26 Способ выделения воды из воздуха и устройство для его осуществления EA012087B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2004/007529 WO2005116349A1 (ja) 2004-05-26 2004-05-26 空気から水を取り出す方法及びそのための装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200602205A1 EA200602205A1 (ru) 2007-06-29
EA012087B1 true EA012087B1 (ru) 2009-08-28

Family

ID=35450932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200602205A EA012087B1 (ru) 2004-05-26 2004-05-26 Способ выделения воды из воздуха и устройство для его осуществления

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20070220843A1 (ru)
EP (1) EP1760204A4 (ru)
JP (1) JP4271705B2 (ru)
KR (1) KR101147014B1 (ru)
CN (1) CN100529278C (ru)
AP (1) AP1966A (ru)
EA (1) EA012087B1 (ru)
WO (1) WO2005116349A1 (ru)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101196323B (zh) * 2008-01-10 2010-10-06 北京亚都空气污染治理技术有限公司 去除空气中水份的方法以及除湿转轮加热再生机构
CN101967843A (zh) * 2010-09-28 2011-02-09 浙江米利空气制水科技有限公司 一种空气制饮用水设备
CN103563720B (zh) * 2012-07-28 2015-09-02 常熟南师大发展研究院有限公司 沙漠中绿化用的供水袋
JP2014059129A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Mitsubishi Plastics Inc 調湿システム
US9797187B2 (en) * 2013-01-14 2017-10-24 Carnegie Mellon University, A Pennsylvania Non-Profit Corporation Devices for modulation of temperature and light based on phase change materials
WO2016033544A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Vena Corporation Apparatus and methods for water collection
US9920505B2 (en) * 2014-10-10 2018-03-20 Rajah Vijay Kumar Confined Hypersonic Evaprotranspiration Chamber and a method of extraction of water
AU2015349722C1 (en) 2014-11-20 2021-06-10 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems and methods for generating liquid water from air
US9909594B2 (en) * 2014-12-29 2018-03-06 Hamilton Sundstrand Corporation Drain holes in ram air fan housing
CN105089104B (zh) * 2015-08-31 2017-03-01 清华大学 空气制水装置
TWI718284B (zh) 2016-04-07 2021-02-11 美商零質量純水股份有限公司 太陽能加熱單元
CN115228249A (zh) 2016-05-20 2022-10-25 环球源公司 用于水提取控制的系统和方法
JP7033065B2 (ja) * 2016-08-04 2022-03-09 有限会社テル 飲料水の供給装置
RU2648796C1 (ru) * 2016-10-21 2018-03-28 Сергей Содномович Доржиев Способ и установка экстракции пресной воды из атмосферного воздуха
US11447407B2 (en) 2017-07-14 2022-09-20 Source Global, PBC Systems for controlled treatment of water with ozone and related methods therefor
MX2020000707A (es) * 2017-07-28 2020-07-13 Cice Project 103 Llc Metodo, sistema y aparato para la extraccion electro conductiva de moleculas de agua del aire.
AU2018329665B2 (en) * 2017-09-05 2023-11-16 Source Global, PBC Systems and methods for managing production and distribution of liquid water extracted from air
AU2018329660B2 (en) 2017-09-05 2023-11-09 Source Global, PBC Systems and methods to produce liquid water extracted from air
WO2019071202A1 (en) 2017-10-06 2019-04-11 Zero Mass Water, Inc. SYSTEMS FOR PRODUCING WATER WITH LOST HEAT AND ASSOCIATED METHODS
CN109778949B (zh) * 2017-11-13 2020-09-25 广西南宁依云露环保科技有限公司 一种从空气中制取饮用水的设备
MX2020005896A (es) 2017-12-06 2021-01-08 Zero Mass Water Inc Sistemas para la construcción de conjuntos dedatos de entrenamiento jerárquico para usarse con aprendizaje automático y métodos relacionados con los mismos.
FR3077068B1 (fr) * 2018-01-22 2019-12-27 Philippe Dekoninck Appareil de production d’eau liquide par adsorption la nuit et desorption le jour a partir d’air atmospherique
WO2019161339A1 (en) 2018-02-18 2019-08-22 Zero Mass Water, Inc. Systems for generating water for a container farm and related methods therefor
US10774843B2 (en) 2018-03-16 2020-09-15 Hamilton Sundstrand Corporation Fan housing for ram air fan
DE102018205890A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Röchling Automotive SE & Co. KG Kontinuierlich arbeitende Wasser-Gewinnungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
AU2019265024A1 (en) 2018-05-11 2020-12-03 Source Global, PBC Systems for generating water using exogenously generated heat, exogenously generated electricity, and exhaust process fluids and related methods therefor
JP7051226B2 (ja) 2018-05-25 2022-04-11 矢崎エナジーシステム株式会社 除湿構造体
RU2683552C1 (ru) * 2018-06-29 2019-03-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха
WO2020082038A1 (en) 2018-10-19 2020-04-23 Zero Mass Water, Inc. Systems and methods for generating liquid water using highly efficient techniques that optimize production
US20200124566A1 (en) 2018-10-22 2020-04-23 Zero Mass Water, Inc. Systems and methods for detecting and measuring oxidizing compounds in test fluids
CN113747962A (zh) 2019-04-22 2021-12-03 环球源公司 水蒸气吸附空气干燥系统和从空气产生液态水的方法
SE544844C2 (en) * 2019-08-26 2022-12-13 Reddo Floor Solutions Ab Dehumidifier apparatus
WO2022159443A1 (en) 2021-01-19 2022-07-28 Source Global, PBC Systems and methods for generating water from air
WO2022159498A1 (en) 2021-01-19 2022-07-28 Water Harvesting Inc. Atmospheric water harvester with climate-adjustable adsorbant properties
US11559762B1 (en) 2021-04-27 2023-01-24 Water Harvesting, Inc. Heat pump-based water harvesting systems, and methods of using thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5447354A (en) * 1977-08-29 1979-04-13 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Method of obtaining water from air in atmosphere and its device
JPS61178015A (ja) * 1985-01-31 1986-08-09 Takuma Co Ltd 造水装置
JPH10508350A (ja) * 1994-09-23 1998-08-18 クルムスヴィック，ペル，コーレ 湿った大気から水を取り出す方法及び装置
WO2001063059A1 (en) * 2000-02-21 2001-08-30 Dil Sham Ventures Apparatus for extracting portable water from the environmental air
JP2001254402A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Toshio Suekane 空気からの採水方法とその装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2078295A (en) * 1937-04-27 Piped air-conditioning and heating
US2104851A (en) * 1932-11-14 1938-01-11 Frick Co Air conditioning system
US2138689A (en) * 1933-09-28 1938-11-29 Altenkirch Edmund Method for gaining water out of the atmosphere
US2138690A (en) * 1933-10-19 1938-11-29 Altenkirch Edmund Method for the dehumidification of air
US2342211A (en) * 1941-10-17 1944-02-22 Honeywell Regulator Co Utilization of natural heating and cooling effects
US2462952A (en) * 1945-08-03 1949-03-01 Davison Chemical Corp Solar activated dehumidifier
US3889742A (en) * 1973-11-13 1975-06-17 Gas Dev Corp Air conditioning apparatus and method
US4180126A (en) * 1973-11-13 1979-12-25 Gas Developments Corporation Air conditioning apparatus and method
US4146372A (en) * 1976-03-29 1979-03-27 Mittex Aktiengesellschaft Process and system for recovering water from the atmosphere
US4180985A (en) * 1977-12-01 1980-01-01 Northrup, Incorporated Air conditioning system with regeneratable desiccant bed
DE2810241C2 (de) * 1978-03-09 1980-06-04 Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8000 Muenchen Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus atmosphärischer Luft
US4344778A (en) * 1979-05-15 1982-08-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Water producing apparatus
JPS5637021A (en) * 1979-09-03 1981-04-10 Mitsubishi Electric Corp Water-making device
JPH04196395A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd 冷却装置を備えた電子計算機
US5106512A (en) * 1991-01-30 1992-04-21 Reidy James J Portable air-water generator
US5572779A (en) * 1994-11-09 1996-11-12 Dale Electronics, Inc. Method of making an electronic thick film component multiple terminal
GB2321603B (en) * 1994-11-24 1998-10-28 Kankyo Co Ltd A moisture control unit
US5655594A (en) * 1995-09-15 1997-08-12 Abb Air Preheater, Inc. Rotary regenerative heat exchanger
US6029467A (en) * 1996-08-13 2000-02-29 Moratalla; Jose M. Apparatus for regenerating desiccants in a closed cycle
US6139045A (en) * 1997-02-25 2000-10-31 Land O' Lakes, Inc. Wheel assembly having a mechanism to adjust the distance between the wheels
SG104251A1 (en) * 1998-01-26 2004-06-21 Kankyo Co Ltd Method and apparatus for dehumidifying air
JP2001077570A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Fujitsu Ltd ロータ型除湿機およびロータ型除湿機の始動方法ならびに電子機器への取付け構造
US6527837B2 (en) * 2000-03-30 2003-03-04 Nichias Corporation Rotor and sealing device for rotary adsorber
JP2004139186A (ja) * 2002-10-15 2004-05-13 Toshiba Corp 電子機器
US7467523B2 (en) * 2003-08-26 2008-12-23 Aqwest, Llc Autonomous water source

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5447354A (en) * 1977-08-29 1979-04-13 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Method of obtaining water from air in atmosphere and its device
JPS61178015A (ja) * 1985-01-31 1986-08-09 Takuma Co Ltd 造水装置
JPH10508350A (ja) * 1994-09-23 1998-08-18 クルムスヴィック，ペル，コーレ 湿った大気から水を取り出す方法及び装置
WO2001063059A1 (en) * 2000-02-21 2001-08-30 Dil Sham Ventures Apparatus for extracting portable water from the environmental air
JP2001254402A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Toshio Suekane 空気からの採水方法とその装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4271705B2 (ja) 2009-06-03
KR101147014B1 (ko) 2012-05-17
AP1966A (en) 2009-03-07
WO2005116349A1 (ja) 2005-12-08
EP1760204A1 (en) 2007-03-07
CN100529278C (zh) 2009-08-19
EP1760204A4 (en) 2011-09-07
US20070220843A1 (en) 2007-09-27
AP2006003854A0 (en) 2006-12-31
KR20070028377A (ko) 2007-03-12
JPWO2005116349A1 (ja) 2008-04-03
CN1989305A (zh) 2007-06-27
US8425660B2 (en) 2013-04-23
US20110088552A1 (en) 2011-04-21
EA200602205A1 (ru) 2007-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012087B1 (ru) Способ выделения воды из воздуха и устройство для его осуществления
JP3808466B2 (ja) 換気用空気を加熱するための太陽熱集熱器パネル
JP2018155487A (ja) 太陽空気加熱／冷却システム
US10022649B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
JP2007502922A (ja) 周囲空気から水分を凝縮するための方法および装置
WO2009014860A1 (en) Solar water vapor ejector
US4269170A (en) Adsorption solar heating and storage system
WO2013063590A1 (en) Double layer solar heating-and-cooling thermosyphon system
US7887622B1 (en) System, and associated method, for recovering water from air
JP4094409B2 (ja) 空気から水を取り出す方法及びそのための装置
JP5302284B2 (ja) 乾燥装置
US11185792B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
US4409965A (en) Solar energy conversion apparatus
KR200369968Y1 (ko) 태양열을 이용한 복합형 집열기
KR101517941B1 (ko) 태양열 집열 장치
JPS6365867B2 (ru)
WO2021202748A1 (en) System, and associated method, for recovering water from air
RU2118770C1 (ru) Солнечная сушильная установка
JP2006010297A (ja) 太陽熱収集装置
JP2002022285A (ja) 太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置
CN114777430A (zh) 一种太阳能干燥装置
RU2131001C1 (ru) Установка для конденсации пресной воды из атмосферного воздуха
RU2149957C1 (ru) Установка для интенсификации росообразования и сбора росы
JPH10170073A (ja) 可搬式蓄熱装置
JPS6011300B2 (ja) 太陽熱エネルギの吸収装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU