RU2582807C1 - Method of extracting fresh water from atmospheric air - Google Patents

Method of extracting fresh water from atmospheric air Download PDF

Info

Publication number
RU2582807C1
RU2582807C1 RU2015124749/13A RU2015124749A RU2582807C1 RU 2582807 C1 RU2582807 C1 RU 2582807C1 RU 2015124749/13 A RU2015124749/13 A RU 2015124749/13A RU 2015124749 A RU2015124749 A RU 2015124749A RU 2582807 C1 RU2582807 C1 RU 2582807C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
fresh water
container
containers
atmospheric
Prior art date
Application number
RU2015124749/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Федорович Пащенко
Леонид Ефимович Круковский
Сергей Викторович Гуляев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2015124749/13A priority Critical patent/RU2582807C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582807C1 publication Critical patent/RU2582807C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Packages (AREA)

Abstract

FIELD: water.
SUBSTANCE: invention relates to collectors of atmospheric moisture and can be used for obtaining fresh water directly from air. Method includes accumulating water in container (1) made of light-weight material in form of surface of revolution. Container (1) is lifted by balloon (19). Extraction of fresh water is carried out from multiple containers arranged in series one over other. Volume of containers is changed by oscillating movements balloon (19) and corrugated elastic inserts (3) in them. Movement of air supplied in container is generated from below, along spiral with removal of warm air into external peripheral medium from each container. Fresh water is separated from internal colder air layers. Lifting up of containers is provided using additional cavities (17), filled with gas whose density is lower than atmospheric.
EFFECT: providing accumulation of large volume of moisture at any time of day.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сборников атмосферной влаги и может быть использовано для получения пресной воды непосредственно из воздуха.The invention relates to the field of atmospheric moisture collectors and can be used to produce fresh water directly from the air.

Известен способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, описанный в патенте RU №2261958 С1, опубл. 20.12.2003.A known method of extracting fresh water from atmospheric air, described in patent RU No. 2261958 C1, publ. 12/20/2003.

Недостаток известного способа заключается в том, что он может собирать воду из окружающей среды только в ночное время, что ограничивает его производительность, особенно в летнее время.The disadvantage of this method is that it can collect water from the environment only at night, which limits its performance, especially in the summer.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, описанный в патенте RU №2533499, опубл. 27.11.2014.Closer in technical essence and adopted as a prototype is a method of extracting fresh water from atmospheric air, described in patent RU No. 2533499, publ. 11/27/2014.

В известном способе извлечения пресной воды из атмосферного воздуха производится ее накапливание в емкости, выполненной из легкого материала, в виде поверхности вращения и поднимаемой с помощью аэростата.In the known method for extracting fresh water from atmospheric air, it is accumulated in a container made of light material, in the form of a surface of revolution and lifted by a balloon.

Известный способ позволяет накапливать влагу из атмосферного воздуха в любое время суток.The known method allows the accumulation of moisture from atmospheric air at any time of the day.

Недостаток известного технического решения состоит в том, что количество собираемой из воздуха влаги невелико.A disadvantage of the known technical solution is that the amount of moisture collected from the air is small.

Задачей изобретения является повышение эффективности и расширение возможностей применения предлагаемого способа.The objective of the invention is to increase efficiency and expand the application of the proposed method.

Техническим результатом является создание способа извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, позволяющего накапливать большой объем влаги в любое время суток.The technical result is the creation of a method for extracting fresh water from atmospheric air, allowing to accumulate a large amount of moisture at any time of the day.

Технический результат достигается за счет того, что способе извлечения пресной воды из атмосферного воздуха за счет накапливания ее в емкости, выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения, и поднимаемой вверх с помощью аэростата, согласно изобретению извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, причем движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха.The technical result is achieved due to the fact that the method of extracting fresh water from atmospheric air by accumulating it in a container made of light material in the form of a surface of revolution, and lifted up by a balloon, according to the invention, the extraction of fresh water is carried out from several consecutive one above other containers, the volume of which is changed due to the oscillatory movements of the aerostat and corrugated spring inserts in the containers, and the movement of the incoming air in the container forms bottom, in a spiral with the removal of warm peripheral air into the external environment from each tank, and fresh water is isolated from the internal cooler layers of air.

Подъем вверх емкостей может производиться с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного.Raising the tanks can be done using additional cavities filled with gas, the density of which is lower than atmospheric.

Извлечение пресной воды из нескольких последовательно расположенных одна на другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, при котором движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха, дает возможность повысить производительность способа и обеспечить его круглосуточную работу.Extraction of fresh water from several tanks located in series on one another, the volume of which is changed due to the oscillatory movements of the aerostat and corrugated spring inserts in the tanks, in which the movement of incoming air in the tank is formed from below, in a spiral with the removal of warm peripheral air into the environment from each tank , and fresh water is isolated from the internal colder layers of air, makes it possible to increase the productivity of the method and ensure its round-the-clock operation.

Подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного позволяет уменьшить размеры аэростата.The lifting of containers is facilitated by the use of additional cavities filled with gas, whose density is lower than atmospheric, which makes it possible to reduce the size of the balloon.

Способ извлечения пресной воды иллюстрируется чертежами, где изображено:The method of extracting fresh water is illustrated by the drawings, which depict:

на фиг. 1 - установка, состоящая из пакета емкостей, расположенных одна над другой;in FIG. 1 - installation, consisting of a package of containers located one above the other;

на фиг. 2 - боковая трубка, соединяющая между собой емкости, расположенные одна над другой (вид сбоку);in FIG. 2 - side tube connecting containers located one above the other (side view);

на фиг. 3 - аэростат, привязанный к верхней емкости.in FIG. 3 - balloon attached to the upper tank.

Устройство, реализующее способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха, выполнено следующим образом. Емкости 1, выполненные из легкого материала, например из полипропилена, расположены одна над другой (фиг. 1, 2). Каждая емкость выполнена в виде тела вращения с верхним раструбом 2. В нижней части каждая емкость содержит цилиндрическую пружинящую гофрированную вставку 3. В каждой емкости 1, в верхней ее части имеется крышка 4. Основание каждой емкости, расположенной ниже верхней, закреплено на крышке емкости, расположенной ниже. Во всех емкостях, в крышке сбоку имеется выпускное отверстие 5 с обратным клапаном, допускающим выход воздуха наружу. В центре крышки 4 имеется центральное отверстие 6 для пропускания воздуха в установленную выше емкость 1′, выполненную аналогично емкости 1. В верхней емкости воздух из центрального отверстия 6 выходит наружу. В нижней части всех емкостей 1 дополнительно имеется входное отверстие 7, расположенное на дне с краю и соединяющее между собой соседние емкости, расположенные одна над другой. Отверстие 7 в нижней емкости соединяется с наружным воздухом. Входные отверстия 7 заканчиваются боковой трубкой 8 (фиг. 2), выводящей воздух так, чтобы он перемещался по окружности вдоль внутренней поверхности гофрированной вставки 3. Входное отверстие боковой трубки 8 имеет обратный клапан 9, не допускающий прохождения воздуха в обратную сторону. Пропускная способность входного отверстия 7 много больше, чем пропускная способность центрального отверстия 6 и выпускного отверстия 5 с обратным клапаном. Над центральными отверстиями 6 установлены слезники 10, изготовленные из фольги, пластинки которой параллельны оси симметрии. Под слезниками 10 установлены воронкообразные водосборники 11 с трубками 12, проходящими по оси симметрии вдоль всех емкостей 1. Общее число емкостей, располагаемых одна над другой, зависит от влажности и температуры в данном месте. Под нижней емкостью имеется общий поддон 13, выполненный в виде раструба, обращенного расширенной частью вниз и покоящегося на решетчатом основании 14, прикрепленном к поверхности 15. Поверхность решетчатого основания снабжена общим водосборником 16. Каждая емкость 1 имеет полость 17, заполненную газом, плотность которого ниже атмосферного. Эта полость опоясывает емкость в области раструба 2.A device that implements a method of extracting fresh water from atmospheric air is as follows. Tanks 1 made of light material, for example polypropylene, are located one above the other (Fig. 1, 2). Each container is made in the form of a body of revolution with an upper bell 2. In the lower part, each container contains a cylindrical spring corrugated insert 3. In each container 1, in its upper part there is a cover 4. The base of each container, located below the upper one, is mounted on the cover of the container, located below. In all containers, in the lid on the side there is an outlet 5 with a check valve allowing air to escape. In the center of the lid 4 there is a central hole 6 for passing air into the container 1 ′ installed above, made similarly to the container 1. In the upper container, air from the central hole 6 exits. In the lower part of all containers 1 there is additionally an inlet 7 located at the bottom with the edge and connecting adjacent containers located one above the other. The hole 7 in the lower tank is connected to the outside air. The inlet 7 ends with a side tube 8 (Fig. 2), which discharges air so that it moves around the circumference along the inner surface of the corrugated insert 3. The inlet of the side tube 8 has a check valve 9 that prevents air from flowing in the opposite direction. The throughput of the inlet 7 is much greater than the throughput of the Central hole 6 and the outlet 5 with a check valve. Above the central holes 6 are installed teardrops 10 made of foil, the plates of which are parallel to the axis of symmetry. Under the teardrops 10, funnel-shaped water collectors 11 are installed with tubes 12 extending along the axis of symmetry along all containers 1. The total number of containers placed one above the other depends on humidity and temperature at this location. Under the lower tank there is a common pallet 13, made in the form of a bell facing the extended part down and resting on a trellised base 14 attached to the surface 15. The surface of the trellised base is equipped with a common sump 16. Each tank 1 has a cavity 17 filled with gas, the density of which is lower atmospheric. This cavity surrounds the container in the area of the socket 2.

Верхняя емкость 1′ с помощью троса 18 (фиг. 3) соединена с аэростатом 19, заполненным газом, плотность которого ниже атмосферного. Аэростат 19 имеет аэродинамический профиль, состоящий из плоской поверхности 20 и выпуклой сферической поверхности 21. Выпуклая поверхность 21 ориентирована вниз. Трос 19 крепится к верхней емкости с помощью обвязки 22, охватывающей верхнюю часть емкости вместе с полостью 17. Трос 18 в нижней части имеет кольцо 23, к которому крепятся дополнительные боковые тросы 24, препятствующие сильному раскачиванию общего пакета емкостей 1 при боковом ветре. Нижний конец троса 18 сочленен с пружиной сжатия-растяжения 25, а нижний конец пружины 25 соединен с кольцом 23.The upper tank 1 ′ using a cable 18 (Fig. 3) is connected to a balloon 19 filled with gas, the density of which is lower than atmospheric. The balloon 19 has an aerodynamic profile consisting of a flat surface 20 and a convex spherical surface 21. The convex surface 21 is oriented downward. The cable 19 is attached to the upper tank using a strapping 22, covering the upper part of the tank together with the cavity 17. The cable 18 in the lower part has a ring 23 to which additional side cables 24 are attached, which prevent the swaying of the total package of containers 1 during lateral winds. The lower end of the cable 18 is articulated with a compression-tension spring 25, and the lower end of the spring 25 is connected to the ring 23.

Способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха действует следующим образом. За счет того, что аэростат 19 легче воздуха, он поднимается над поверхностью земли на некоторую высоту, определяемую длиной троса 18 (фиг. 3), и тянет за собой пакет емкостей 1. Этому растягиванию способствуют полости 17. При воздействии на аэростат 19 потока воздуха, он за счет аэродинамического эффекта, зависящего от разности скоростей ветровых потоков, обтекающих его с верхней поверхности 20 и нижней поверхности 21, будет стремиться двигаться вниз. Таким образом, на аэростат действуют две силы, одна из которых стремится поднять его вверх, а вторая опустить вниз. При этом вся система 19 будет совершать колебательные движения вверх-вниз, усиленные действием пружины 25.The method of extracting fresh water from atmospheric air is as follows. Due to the fact that the balloon 19 is lighter than air, it rises above the ground to a certain height, determined by the length of the cable 18 (Fig. 3), and pulls a package of containers 1. Cavities 17 contribute to this stretching. When exposed to the balloon 19, air flow , due to the aerodynamic effect, which depends on the difference in the speeds of the wind flows flowing around it from the upper surface 20 and the lower surface 21, it will tend to move down. Thus, two forces act on the balloon, one of which tends to raise it up, and the second to lower it. In this case, the entire system 19 will perform oscillatory movements up and down, reinforced by the action of the spring 25.

Колебательные движения передаются через трос 18 на пакет емкостей 1, которые будут растягиваться или сжиматься за счет гофрированных вставок 3. Это приведет к изменению внутреннего объема емкостей. При расширении в емкости через обратные клапаны 9 и отверстия 7 в полости будет поступать наружный воздух в нижнюю емкость и далее по всему пакету емкостей. Поток воздуха будет вращаться вдоль их внутренних поверхностей емкостей. Если аэростат 19 будет перемещаться вниз, то воздух в емкостях 1 будет выжиматься наружу благодаря пружинящим силам гофрированных вставок 3. При этом воздух внутри емкостей 1 в результате будет двигаться по спирали. За счет эффекта Ранка слои воздуха, движущиеся внутри, будут несколько более холодными, чем периферийные. Причем, чем выше расположена емкость, тем ниже будет температура движущегося внутри воздуха. Периферийные, более теплые слои воздуха будут выходить через отверстия 5, а внутренние более холодные будут перемещаться вверх через отверстия 6 из одной емкости в другую, расположенную выше. Причем, чем выше расположена емкость 1, тем ниже будет температура воздуха в емкости. При определенной температуре влага, имеющаяся в воздухе, будет выделяться в слезниках 10, собираться в водосборниках 11 и стекать по трубкам 12 в общий водосборник 16. Для повышения производительности, желательно, размещать устройство, реализующее способ, в местах с повышенной влажностью, например на берегу водоема.Oscillatory movements are transmitted through the cable 18 to the package of containers 1, which will be stretched or compressed due to corrugated inserts 3. This will lead to a change in the internal volume of the containers. When expanding into containers, through check valves 9 and openings 7 in the cavity, external air will enter the lower container and then throughout the package of containers. The air flow will rotate along their inner surfaces of the containers. If the balloon 19 will move down, then the air in the containers 1 will be squeezed out due to the spring forces of the corrugated inserts 3. In this case, the air inside the containers 1 as a result will move in a spiral. Due to the Rank effect, the layers of air moving inside will be somewhat colder than the peripheral ones. Moreover, the higher the capacity, the lower the temperature of the air moving inside. Peripheral, warmer layers of air will exit through openings 5, while internal cooler layers will move upward through openings 6 from one container to another located above. Moreover, the higher the capacity of 1, the lower the temperature of the air in the tank. At a certain temperature, the moisture present in the air will be released in the teardrops 10, collected in the water collectors 11 and drained through the tubes 12 into a common water collector 16. To increase productivity, it is advisable to place the device that implements the method in places with high humidity, for example, on the shore pond.

Особенность способа состоит в том, что устройства, выполненные согласно предложению, состоят из простых и легких материалов, не требуют дополнительной энергии и способно работать автономно в различных климатических условиях и круглые сутки.The peculiarity of the method is that the devices made according to the proposal consist of simple and lightweight materials, do not require additional energy and are able to work autonomously in various climatic conditions and around the clock.

Claims (2)

1. Способ извлечения пресной воды из атмосферного воздуха за счет накапливания ее в емкости, выполненной из легкого материала в виде поверхности вращения и поднимаемой вверх с помощью аэростата, отличающийся тем, что извлечение пресной воды производят из нескольких последовательно расположенных одна над другой емкостей, объем которых изменяют за счет колебательных движений аэростата и гофрированных пружинящих вставок в емкостях, причем движение поступающего воздуха в емкости формируют снизу, по спирали с удалением теплого периферийного воздуха во внешнюю среду из каждой емкости, а пресную воду выделяют из внутренних более холодных слоев воздуха.1. The method of extracting fresh water from atmospheric air by accumulating it in a tank made of light material in the form of a surface of revolution and lifted up with an aerostat, characterized in that the fresh water is produced from several containers located one above the other, the volume of which change due to the oscillatory movements of the aerostat and corrugated spring inserts in the tanks, and the movement of the incoming air in the tank is formed from below, in a spiral with the removal of warm peripherally air to the external environment from each tank, and fresh water is isolated from the internal colder layers of the air. 2. Способ извлечения пресной воды по п. 1, отличающийся тем, что подъем вверх емкостей облегчают с помощью дополнительных полостей, заполненных газом, плотность которого ниже атмосферного. 2. The method of extracting fresh water according to claim 1, characterized in that the upward movement of the tanks is facilitated by additional cavities filled with gas whose density is lower than atmospheric.
RU2015124749/13A 2015-06-24 2015-06-24 Method of extracting fresh water from atmospheric air RU2582807C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124749/13A RU2582807C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Method of extracting fresh water from atmospheric air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124749/13A RU2582807C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Method of extracting fresh water from atmospheric air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582807C1 true RU2582807C1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55794682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124749/13A RU2582807C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Method of extracting fresh water from atmospheric air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582807C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW306949B (en) * 1996-04-26 1997-06-01 Tsong-Hae Chen The method for getting water in the air
WO2008134787A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Laschober, Monika Water extraction from air in the earth's atmosphere
RU2469152C1 (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Вячеслав Александрович Бобровский Plant for water condensation from atmosphere
RU2534399C1 (en) * 2013-07-09 2014-11-27 Александр Сергеевич Байбиков Flying collector for atmospheric water

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW306949B (en) * 1996-04-26 1997-06-01 Tsong-Hae Chen The method for getting water in the air
WO2008134787A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Laschober, Monika Water extraction from air in the earth's atmosphere
RU2469152C1 (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Вячеслав Александрович Бобровский Plant for water condensation from atmosphere
RU2534399C1 (en) * 2013-07-09 2014-11-27 Александр Сергеевич Байбиков Flying collector for atmospheric water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10646822B2 (en) Systems for water extraction from air
US10603603B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
US7322189B2 (en) Wide bandwidth farms for capturing wave energy
RU2592116C1 (en) Device for extraction of fresh water from atmospheric air
EP3374574B1 (en) Mobile device to collect water
WO2015122852A1 (en) Freshwater collector
US20170086397A1 (en) Plant Feeder
US4187151A (en) Apparatus for producing sweet water
RU2582807C1 (en) Method of extracting fresh water from atmospheric air
US20140083090A1 (en) Sea-wave power generation plant
CN107986360B (en) Simple device for producing distilled water
CN108455103B (en) Heat-storage pool floating heat-insulating cover with wind resistance, rain resistance and dehumidification functions
CN107920476B (en) Cooling and condensing device for greenhouses
CN202565777U (en) Peanut kernel storage bin
RU2469152C1 (en) Plant for water condensation from atmosphere
US11185792B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
JP2016519027A (en) Device and blanket for covering liquid level
JP6122029B2 (en) Semi-submersible device for absorbing wave energy
CN203688193U (en) Omni-directional layered ground surface sand and dust collector
ES2401178B2 (en) DEVICE FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY
CN115385410B (en) Portable and efficient inflatable solar seawater treatment device and application method thereof
CN115010199B (en) Inflatable simple solar seawater treatment device and using method thereof
US11890566B2 (en) Atmospheric aerosol coalescer
RU49845U1 (en) CAPACITY FOR RECEIVING WATER FROM ATMOSPHERIC AIR
CN111099179B (en) Fresh cut flower storage and preservation equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200625