SU1798311A1

SU1798311A1 - Method and device for obtaining water

Info

Publication number: SU1798311A1
Application number: SU904905837A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr I Plugin; Nail I Burangulov; Igor S Gafurov; Yurij N Savin
Original assignee: Sp Vnedrencheskij Ts Nauka
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1993-02-28

Description

Изобретение относится к физико-технологическим процессам получения пресной воДы для различных целей, осуществляемых в приповерхностном слое атмосферы над водной или земной поверхностью за счет сбора и кристаллизации водного аэрозоля,The invention relates to physicotechnological processes for producing fresh water for various purposes, carried out in the surface layer of the atmosphere above a water or earth surface by collecting and crystallizing an aqueous aerosol,

Целью изобретения является повышение эффективности и производительности процесса, надежности и упрощения с повышением КПД используемого процесса, для технологии технического средства.The aim of the invention is to increase the efficiency and productivity of the process, reliability and simplification with increasing efficiency of the process used, for the technology of technical means.

Цель достигается также за счет использования устройства, содержащего теплообменную установку и емкость сбора воды, где в качестве такой установки используют естественную среду ниже уровня атмосферы (вода, грунт), оснащенную выше этого уровня заборным раструбом в виде удлиненной горизонтально ориентированной щели, сое диненной своим сечением с указанной теплообменной установкой (средой), и имеет вытяжную трубу, соединенную с полостью теплообменной камеры.The goal is also achieved through the use of a device containing a heat exchange unit and a water collection tank, where the natural environment below the level of the atmosphere (water, soil) is used as such a unit, equipped with an intake bell in the form of an elongated horizontally oriented gap connected by its cross section with the specified heat exchange installation (medium), and has a chimney connected to the cavity of the heat exchange chamber.

Такое осуществление физико-технологического процесса позволяет существенно расширить возможности добывания пресной воды в естественных условиях без нарушения экологических характеристик среды.This implementation of the physical and technological process allows us to significantly expand the possibilities of obtaining fresh water in natural conditions without violating the environmental characteristics of the environment.

На чертеже показано устройство для реализации способа получения Н₂О. Устройство выполнено в виде теплообменной установки, например, расположенной на водной акватории (судна, шахты и т. п.) 1, имеющего надводное заборное устройство 2 в виде развитой по горизонтали над водой щели с подающей магистралью 3 к теплообменному агрегату 4. с рабочей полостью которого соединена сборная емкость 5.The drawing shows a device for implementing the method of producing H ₂ O. The device is made in the form of a heat exchange installation, for example, located in the water area (vessel, mine, etc.) 1, having a surface intake device 2 in the form of a horizontal slit developed above the water above the water with the supply line 3 to the heat exchange unit 4. with a working cavity which is connected to the collection tank 5.

1798311 А11798311 A1

Заборник 2 установлен с возможностью вращения и наклона на шаровом поворотном механизме б, имеющем ветроориентируемый флюгер 7 для автоматического направления заборника 2 на набегающий атмосферный поток. Вытяжная трубй-шахта 8 осуществляет активацию тяги через теплообменную установку 1 - 4. При использовании в качестве установки 1 надводного судна для конденсации отводимого аэрозоля в нижних холодных слоях воды используют опускающуюся камеру-крыло 9 на выдвижных пилонах 10, в которую (9) помещают теплообменный агрегат 4 и соединяют камеру с телескопической вытяжной трубой 8. При выборе удачной акватории судно может быть поставлено на якоря.The intake 2 is mounted with the possibility of rotation and tilt on a spherical rotary mechanism b having a wind-driven weather vane 7 for automatically directing the intake 2 to the incoming atmospheric flow. The exhaust pipe-shaft 8 activates the draft through the heat exchange unit 1 to 4. When using a surface vessel as a unit 1, to lower the aerosol in the lower cold layers of water, a lowering wing-chamber 9 on drawer pylons 10, in which (9) is placed the heat exchange unit 4 and connect the camera to the telescopic chimney 8. When choosing a successful water area, the vessel can be anchored.

Работа устройства описывается при изложении процесса осуществления данного способа, который начинают с выбора акватории, где имеются интенсивные испарения и приводные потоки аэрозоля, на которые ориентируют заборную щель устройства 2, устанавливая эффективную Н щели над водной поверхностью (чтобы не было захлестывания рябью, волнами), при этом установку (судно) 1. как теплообменный аппарат, ставят на якоря, при необходимо? сти судно может быть выбрано из числа катамаранов, или тримаранов, чтобы более удобно расположить выдвижное опускаемое крыло 9 на пилонах 10 (телескопах), что позволяет использовать в качестве теплообменной установки саму водную среду ниже раздела воздух - вода. Щель в виде сектора 2 всасывает набегающий аэрозоль (пары над водной средой) и по магистрали 3 направляет аэрозоль на сетчатый теплообменник 4 у дна судна (или, при использовании •камеры 9 - в этой камере-крыле), что приводит к конденсации влаги и сбору ее в емкость 5, а вытяжка обезвоженного потока по трубе 8 активизирует процесс теплообмена и эжектирования аэрозоля через щель 2, 45 которая ориентируется автоматически за счет ориентирования флюгера 7 ветровыми потоками приводного слоя атмосферы. При отсутствии ветра ориентирование на слабые потоки осуществляют принудительно приводом 6 на судне 1.The operation of the device is described in the presentation of the process of implementing this method, which begins with the selection of the water area, where there is intense evaporation and driving aerosol flows, to which the intake slit of the device 2 is oriented, setting the effective H of the gap above the water surface (so that there is no ripple, waves), at the same time, installation (vessel) 1. how is the heat exchanger apparatus anchored, if necessary? The vessel can be selected from among catamarans, or trimarans, in order to more conveniently place the retractable lowering wing 9 on pylons 10 (telescopes), which allows the use of the aqueous medium itself below the air-water section as a heat exchange unit. A slit in the form of sector 2 absorbs the oncoming aerosol (vapors above the aquatic environment) and directs the aerosol along line 3 to the mesh heat exchanger 4 at the bottom of the vessel (or, when using • chamber 9, in this wing chamber), which leads to moisture condensation and collection it into the tank 5, and the exhaustion of the dehydrated stream through the pipe 8 activates the process of heat exchange and ejection of the aerosol through the slot 2, 45, which is oriented automatically due to the orientation of the weather vane 7 by the wind flows of the atmospheric drive layer. In the absence of wind, orientation to weak flows is carried out forcefully by drive 6 on the vessel 1.

Более полно способ раскрывается далее на приводимом примере.A more complete method is disclosed below in the example given.

Пример. Судно-теплообменник 1 с внутренней теплообменной агрегатной установкой 9 ставят на якоря (или пускают в дрейф) на водной акватории с эффективными приводными испарениями-аэрозолем. Высоту нахождения щели 2, при штиле, устанавливают непосредственно над разделом воз30 дух-вода (или слегка заглубляют в воду - на 10 - 30 см) на высоте 0,2 м (при мелкой ряби - до 1,0 м) (при волнении более 4-х баллов судно ставят на якоря и щель 2 поднимается над водой волнением для исключения захлестывания соленой морской воды) и ориентируют щель на набегающий поток приводного слоя атмосферы, - эти операции можно осуществить за счет использования механизма 6, выполненного с редуктором осевого поворота и винтовым подъемником (на чертеже не показано ввиду тривиальности такого решения и не отношения непосредственно к предмету данной разработки). Высоту верхней части вытяжной трубы 8 наращивают при необходимости для эффективной вытяжки осушенного воздуха на сетках теплообменного агрегата 4. Если высота трубы 8 ограничена, то ее оборудуют вытяжным вентилятором для создания эффективного обмена: аэрозоль агрегат 4 (9) - воздух, выдерживая при процессе необходимый сбор НгО в емкости 5, откуда воду направляют потребителю.Example. The vessel-heat exchanger 1 with the internal heat-exchange aggregate installation 9 is anchored (or allowed to drift) in the water area with efficient driven aerosol fumes. The height of slit 2, when calm, is set directly above the air-water-water section (or slightly buried in water - by 10 - 30 cm) at a height of 0.2 m (with shallow ripples - up to 1.0 m) (if the waves are more The vessel is anchored at 4 points and slit 2 rises above the water with excitement to prevent salt water from seeping in) and the slit is oriented toward the incoming flow of the atmospheric drive layer - these operations can be carried out by using mechanism 6 made with an axial rotation reducer and screw lift (not shown in the drawing the triviality of such a decision and not directly related to the subject of this development). The height of the upper part of the exhaust pipe 8 is increased, if necessary, for the efficient extraction of dried air on the grids of the heat exchange unit 4. If the height of the pipe 8 is limited, it is equipped with an exhaust fan to create an efficient exchange: aerosol unit 4 (9) - air, withstanding the necessary collection during the process NgO in the tank 5, from where the water is sent to the consumer.

Производительность такой установки находится в значительных пределах: при опытно-экспериментальных испытаниях модели установки с размером заборной щели: высота 0,5 м, длина линии сектора 18,0 м при слабом приводном течении потока аэрозоля, скорость 1,2 м/с, при площади теплообменной сетки агрегата 9 равной 82 м² (многослойная сетка с ячейками) и заглублении камеры-крыла на 25,0 м при Т = 29,4° атмосферы на уровне 0,5 м от поверхности раздела воздух-вода, производительность теплообменной установки 4 (9) составила 8,4 м³ НгО в час, что является высоким показателем для теплообменного агрегата такого класса и модели.The productivity of such an installation is within considerable limits: during experimental tests of the installation model with an intake gap size: height 0.5 m, sector line length 18.0 m with a weak drive flow of the aerosol stream, speed 1.2 m / s, with area heat transfer mesh of unit 9 equal to 82 m ² (multilayer mesh with cells) and a depth of the wing-chamber by 25.0 m at T = 29.4 ° of the atmosphere at a level of 0.5 m from the air-water interface, the capacity of the heat exchange installation 4 ( 9) amounted to 8.4 m ³ NgO per hour, which is a high showing Atelier for a heat exchange unit of this class and model.

По выполненным численным моделям такой способ и устройство весьма эффективно могут быть использованы для снабжения пресной водой не только судов дальнего плавания, но и прибрежных населенных пунктов, промпредприятий на воде и на суше, для средств поливных приводных хозяйств и для питьевых и бытовых нужд.According to the performed numerical models, this method and device can be very effectively used to supply fresh water not only to long-distance vessels, but also to coastal settlements, industrial enterprises on water and on land, for irrigation drive facilities and for drinking and domestic needs.

Технико-экономические показатели данного способа и устройства заключаются в высокой производительности при резком сокращений потребления энергии на процесс, - более чем в 10 раз, при незначительных расходах материала для данной установки и возможности полной автоматизации данного процесса на водной акватории.Technical and economic indicators of this method and device consist in high productivity with sharp reductions in energy consumption per process, more than 10 times, with low material costs for this installation and the possibility of complete automation of this process in the water area.

Эти преимущества получены благодаря принципиальной схеме разработанного способа и устройства для его осуществле5 ния, что и приводит к более высокой эффективности способа, надежности работы устройства.These advantages are obtained due to the principle scheme of the developed method and device for its implementation, which leads to higher efficiency of the method and reliability of the device.

Способ, что особо важно, также чист с экологической позиции.The method, which is especially important, is also clean from an environmental point of view.

Claims

Claim

1. A method of producing water, including the collection and condensation of water vapor, characterized in that, in order to increase efficiency and productivity, reliability and simplification of the process, the collection of water vapor is carried out in the surface layer of the atmosphere together with the atmospheric flow, this flow is applied to the heat exchanger in the subsurface layer is below the atmosphere, and after condensation is obtained, the treated atmospheric medium is drawn back into the atmosphere.

5 2. A device for producing water, containing a heat exchange unit and a water collection tank, characterized in that, in order to increase the efficiency, a natural medium below the atmosphere level (soil, water) is used as a heat exchange unit, equipped with an intake bell installed above this level made in the form of an elongated horizontally oriented slit connected to a heat exchange unit equipped with a chimney.