УСТАНОВКА ДЛЯ ВОССОЗДАНИЯ АТМОСФЕРНЫХ УСЛОВИЙ МОРЯ В ЗАМКНУТОМ ПОМЕЩЕНИИ
INSTALLATION FOR RECREATING SEA ATMOSPHERIC CONDITIONS IN CONFINED SPACES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] В целом изобретение относится к области искусственной климатологии. В частности, изобретение относится к установкам и способам, применимым для искусственного воссоздания в замкнутой управляемой среде атмосферных и климатических условий, характерных для Мертвого моря.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Предполагается, что соответствующий уровень техники представлен в следующих источниках: патенты США US 7361082 и US 5645578; патентные заявки США US 20050250436 и US 20040255937; патентные документы Франции FR 2684871 A1; патентные документы Германии DE 202008017370 U1, DE 102008016232 А1, DE 10043983 C2, DE 10043983 A1, DE 4242258 B4, DE 4242258 A1, DE 2912196 C2, DE 2912196 A1 и 4109269; полезные модели Украины UA 0016603 U и UA 0008472 U; патентные документы Китая CN 1348827 A и CN 1164340 C, международные патентные заявки W 09614792 и WO 04021957.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[003] Более подробно изобретение раскрыто в нижеследующем описании, приводимом со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 - схематичное изометрическое изображение одного из вариантов осуществления предлагаемой установки, применимой для искусственного воссоздания атмосферных и климатических условий Мертвого моря;
фиг.2 - схематичное изображение поперечного сечения центральной части установки с фиг.1;
фиг.3 - схематичное изображение вида сверху примерного расположения группы установок, одна из которых показана на фиг.1, рассредоточенных в помещении, где воссоздаются атмосферные и климатические условия Мертвого моря.
[004] На чертежах показаны лишь примеры частных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, в отношении которого предусмотрены различные изменения и альтернативные модификации. Для более ясной иллюстрации сущности предлагаемого изобретения некоторые компоненты на чертежах могут быть опущены или не показаны в масштабе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[005] Ниже описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения. Для простоты в настоящем описании приведены не все признаки, необходимые для практического осуществления изобретения. Разумеется, что решение конкретных задач, стоящих перед разработчиком, таких как соблюдение технологических или экономических условий, изменяющихся от проекта к проекту, потребует внесения многочисленных конкретных доработок. Несмотря на возможную сложность и трудоемкость таких доработок, в свете настоящего описания они будут очевидны для специалиста в данной области техники.
[006] Для пояснения некоторых вариантов осуществления изобретения обратимся к фиг.1 и 2, на которых показана установка 10 для воссоздания природных и климатических условий Мертвого моря. Установка 10 содержит параболическую оболочку 12, ограничивающую сзади центральную часть 20. Параболическая оболочка 12 содержит отражающую внутреннюю поверхность 18, выполненную с возможностью эффективного отражения электромагнитных волн, по меньшей мере, видимой и/или инфракрасной части спектра. В данном конкретном случае параболическая оболочка 12 выполнена в форме полуцилиндра с углом приблизительно 180 градусов. Следует понимать, что, как будет показано ниже, настоящим изобретением предусмотрено, что параболические оболочки могут быть выполнены с любыми тупыми углами в диапазоне между прямым и развернутым углом.
[007] Верхняя часть параболической полуцилиндрической оболочки 12 снабжена верхним отклоняющим элементом 14, имеющим форму усеченного конуса. Отклоняющий элемент 14 также действует как отражатель благодаря отражающей внутренней поверхности (не показана), выполненной с возможностью эффективного отражения электромагнитных волн, по меньшей мере, видимой и/или инфракрасной части спектра. В некоторых вариантах отклоняющий элемент 14 имеет форму купола. Отклоняющий элемент 14 содержит полукруглое центральное отверстие 16, которое конгруэнтно полуцилиндрической выемке 22 в центральной части 20.
[008] Центральная часть 20, более подробно показанная на фиг.2, содержит нижнюю платформу 22, снабженную группой опорных элементов 24, приподнимающих дно нижней платформы 22 над основанием, на котором размещены опорные элементы 24. Подъем дна платформы 22 над основанием посредством опорных элементов 24 позволяет втекающему воздуху 28 циркулировать под нижней платформой 22 и внутри центральной части 20. Нижняя платформа 22 может содержать группу отверстий 26, позволяющих воздуху 26 втекать в центральную часть 20 из-под указанной нижней платформы 22.
[009] Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, втекание воздуха 26 в центральную часть 20 из-под нижней платформы 22 происходит самопроизвольно за счет самопроизвольного подъема нагретого воздуха внутри центральной части 20. Другими вариантами предусмотрено средство целенаправленной подачи воздушного потока 26 внутрь центральной части 20, например вентиляционное устройство 29, установленное под дном нижней платформы 22 и целенаправленно обеспечивающее принудительную подачу воздушного потока 28 в центральную часть 20.
[010] Центральная часть 20, более подробно показанная на фиг.2, содержит также нагревающий модуль 30, размещенный сверху нижней платформы 22. Нагревающий модуль 30 содержит группу нагревательных элементов 32, выполненных с возможностью нагрева воздуха 26, втекающего в нагревающий модуль 30. Предпочтительно использовать электрические нагревательные элементы 32, однако следует отметить, что настоящим изобретением предусмотрены и варианты осуществления с использованием по существу неэлектрических средств нагрева воздушного потока внутри нагревающего модуля 30.
[011] Согласно некоторым вариантам, втекание воздуха 26 в нагревающий модуль 30 из нижней платформы 22 осуществляется через группу ее отверстий 26. В альтернативном варианте или дополнительно, воздух 26 втекает в нагревающий модуль 30 через торцевые участки 34, обращенные наружу от передней стороны установки 10.
[012] Воздух 38, нагретый в нагревающем модуле 30, поднимается в резервуар 40 активного вещества. Некоторыми вариантами осуществления изобретения предусмотрено, что нагретый воздух 38 подается из нагревающего модуля 30 в резервуар 40 активного вещества за счет втекания воздуха 26 в нагревающий модуль 30 центральной части 20, что обеспечено предназначенным для этого средством, например вентиляционным устройством 29.
[013] Резервуар 40 активного вещества содержит нижнюю часть 41 и краевую стенку 42. Нижняя часть 41 снабжена группой отверстий 44, позволяющих нагретому воздуху 38 втекать из нагревающего модуля 30 в резервуар 40 активного вещества. В альтернативном варианте или как дополнение к отверстиям 44, между нижней частью 41 и краевой стенкой 42 предусмотрен периферический проход 48, в общем случае несколько большего размера, который позволяет нагретому воздуху 38 втекать в резервуар 40 активного вещества из нагревающего модуля 30.
[014] Резервуар 40 содержит активное вещество 50. В общем случае активное вещество 50 заполняет резервуар 40, занимая значительную часть высоты краевой стенки 42. В общем случае активное вещество 50 равномерно распределено по всей поверхности нижней части 41, однако на фиг.1-2, для облегчения понимания и лучшей наглядности, активное вещество 50 заполняет лишь часть резервуара 40.
[015] В предпочтительном варианте активное вещество 50 представляет собой несколько пористый или гранулированный материал, сквозь который может просачиваться нагретый воздух 38. Просачивание нагретого воздуха 38 сквозь активное вещество 50 решает две основные задачи: [а] содействие конвективной передаче тепла активному веществу 50; [b] усиление процесса сублимации активного вещества 50.
[016] Активное вещество 50 нагревают до температуры приблизительно в диапазоне от 75 до 150°C. Нагрев активного вещества 50 происходит, в частности, за счет подведения тепла преимущественно от нижней части 41. При этом нагрев активного вещества 50 происходит в значительной мере за счет конвективной передачи тепла при просачивании сквозь него нагретого воздуха 38.
[017] В результате нагрева активное вещество 50 излучает в основном электромагнитные волны 54 инфракрасной части спектра, в общем случае приблизительно в диапазоне длин волн от 500 до 1500 мкм. При этом нагретый воздух 38, просочившийся сквозь активное вещество 50, выходит вверх над резервуаром активного вещества 50 тепловым столбом поднимающегося нагретого воздуха 52.
[018] Часть поднимающегося нагретого воздуха 52 отклоняется посредством отклоняющего элемента 14 в направлении по стрелкам 56 к передней стороне установки 10. К передней стороне установки 10 отражается также часть электромагнитных волн 54, излучаемых активным веществом 50, нагреваемым просачивающимся сквозь него воздухом 38, за счет отражения от отражающей внутренней поверхности 18 параболической оболочки 12 и/или от отражающей внутренней поверхности (не показана) отклоняющего элемента 14, действующего также в качестве отражателя.
+
+
+2
-
-
+
+
+2
-
-
+
+
+2
-
-
[019] Нагретый воздух 38, просочившийся сквозь активное вещество 50, обогащен ионами Na, K, Mg, Cl и Br до концентрации приблизительно в диапазоне от 11000 до 14000 ионных пар на кубический метр воздуха 52, что характерно для атмосферной среды Мертвого моря. В процессе сублимации происходит испарение ионов Na, K, Mg, Cl и Br с поверхности частиц активного вещества 50. Испарению ионов Na, K, Mg, Cl и Br с поверхности частиц активного вещества 50 способствует просачивание нагретого воздуха 38 сквозь активное вещество 50 и соответствующая конвективная передача ему тепла в результате просачивания нагретого воздуха 38.
НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ПРАКТИЧЕСКОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[020] Для пояснения некоторых предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения обратимся теперь к фиг.3, где показан пример расположения установок 10А-10Е, рассредоточенных в помещении 100, где воссоздаются атмосферные и климатические условия Мертвого моря. Помещение 100, в котором воссоздаются атмосферные и климатические условия Мертвого моря и которое представляет собой по существу замкнутую среду, содержит вход 102. Вход 102 снабжен дверью 104, предпочтительно выполненной с возможностью по существу герметичного закрывания внутреннего пространства помещения 100, с получением в помещении замкнутой изолированной среды. При необходимости стены помещения 100 могут быть снабжены термоизоляцией и/или отражающей поверхностью, эффективно отражающей электромагнитные волны, по меньшей мере, видимой и инфракрасной части спектра.
[021] Помещение 100 содержит установки 10A-10E для воссоздания атмосферных и климатических условий Мертвого моря. Установки 10A-10C имеют форму полуцилиндра с углом приблизительно 180 градусов; геометрическая форма устройств 10D-10E соответствует тупому углу приблизительно 110 градусов.
[022] Перед устройствами 10A-10E размещены заграждения соответственно 60A-60E, в общем случае представляющие собой решетку из натянутой металлической проволоки, которая предотвращает непосредственный физический контакт с установками 10A-10E с целью защиты от случайных ожогов.
[023] Помещение 100, где воссоздаются атмосферные и климатические условия Мертвого моря, содержит лежаки 70A-70P, выполненные в общем случае по типу шезлонга. Лежаки 70A-70N расположены радиально относительно соответствующих установок 10A-10E; при этом лежаки 70O и 70P не имеют определенной ориентации относительно устройств 10A-10E.
[024] Значительным преимуществом настоящего изобретения является то, что установки 10A-10E для воссоздания атмосферных и климатических условий Мертвого моря создают область микроклимата с передней стороны каждой установки, что позволяет локализировать получение в помещении 100 желаемого микроклимата Мертвого моря. Таким образом, помещение 100 можно использовать с малой загрузкой, когда в нем включены только установки 10A и/или 10B и заняты соответственно только лежаки 70A-70C и/или 70D-70F.
[025] Помещение 100 можно использовать со средней загрузкой, когда в нем включены установки 10A-10C и, при необходимости, установки 10D или 10E, и соответственно заняты только лежаки 70A-70F и 70J-70K и, при необходимости, 70H-70H или 70L-70N.
[026] Помещение 100 можно использовать и с полной загрузкой, когда в нем включены установки 10A-10E и соответственно заняты только лежаки 70А-70N; при этом лежаки 70O и 70P также могут быть заняты.
ПРИМЕР
[027] В предложенной установке предпочтительно применять активное вещество, характеризующееся следующими свойствами. В общем случае размер гранул находится в диапазоне от 0,14 до 5 мм. В общем случае плотность активного вещества находится в диапазоне от 250 до 600 килограмм на кубический метр. В общем случае предел прочности активного вещества на сжатие находится в диапазоне от 25 до 200 килограмм на квадратный сантиметр. В общем случае теплопроводность активного вещества находится в диапазоне 0,07 до 0,16 ватт на квадратный метр на градус Цельсия. В общем случае теплоемкость активного вещества, при 20 градусах Цельсия, составляет приблизительно 0,88 килоджоулей на килограмм. В общем случае удельная активность источника излучения находится в диапазоне от 200 до 240 беккерелей (bq) на килограмм. В общем случае температура плавления активного вещества превышает 1600 градусов Цельсия.
[028] В общем случае активное вещество содержит алюмосиликатные минералы. В качестве примера предпочтительного активного вещества можно назвать глинистый гравий.
[029] Специалисту в данной области техники будет очевидно, что предложенное изобретение не ограничивается рассмотренными выше частными вариантами осуществления. Объем патентных притязаний определяется приводимой ниже формулой изобретения.