ПЕРЕНОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ СНЕГА И (ИЛИ) ЛЬДА
PORTABLE INSTALLATION FOR RECEIVING WATER FROM SNOW AND (OR) ICE

Изобретение относится к области водообеспечения преимущественно в труднодоступных районах Арктики и Крайнего Севера при отсутствии других источников водоснабжения, а более конкретно – к получению воды из снега и (или) льда путем их плавления (таяния).
Известна установка (см. патент РФ №2164578 от 07.07.2000 г. по кл. Е03В 3/30), в которой плавление снега и (или) льда происходит за счет тепла солнечной энергии.
Недостатками известного способа получения воды является ограниченное время применения данного устройства из-за длительного отсутствия солнца в зимний период в районах Арктики и Крайнего Севера.
Известна также установка для получения воды из снега (прототип см. А.С. СССР №1712556 от 15.02.1992 г. по кл. Е03В 3/30), включающая загрузочный бункер, камеру таяния, трубопроводы с соплами для подачи пара, размещенные под днищем камеры таяния.
Недостатком установки является низкая удельная производительность при большом расходе топлива на единицу получаемой талой воды.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности получения воды из снега и (или) льда путем совершенствования процесса их плавления (таяния).
Решение указанной задачи достигается тем, что плавление снега и (или) льда в камере таяния происходит за счет тепла, отдаваемого нагревательными элементами (теплообменниками), включающими боковые стенки, покрытые теплоизлучающим слоем, днище и вертикально вращающуюся жаровую трубу с размещенными внутри нее горизонтальными и вертикальными перфорированными перегородками, изготовленную как одно целое со шнеком, имеющим полые двухзаходные спирали. Жаровая труба вращается в подшипниках, установленных в крышке и днище переносной установки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено на фиг. 1 - общий вид переносной установки для получения воды из снега и (или) льда; на фиг. 2 - переносная установка для получения воды из снега и (или) льда в разрезе; на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 1.
Переносная установка для получения воды из снега и (или) льда включает загрузочный бункер 1, (фиг. 1), внутри которого горизонтально расположены два зубчатых вальца 18 (фиг. 2), вращающиеся навстречу друг другу, с приводом от электродвигателя 17 (фиг. 1). Между нижней частью загрузочного бункера и камерой таяния 3 расположена задвижка 2, предназначенная для уменьшения утечки тепловой энергии из камеры таяния в период между загрузками. Внешние стенки 19 (фиг. 2) выполнены из теплоизоляционного материала, внутренние стенки выполнены из теплопроводного материала. Для увеличения теплоотдачи нагретыми газами во внутренней полости 30 (фиг. 2) стенок камеры таяния размещены перфорированные наклонные перегородки 29, обеспечивающие круговое движение нагретых газов.
Для ускорения процесса таяния и повышения КПД установки внутренние стенки камеры таяния покрыты теплоизлучающим слоем 28, который под воздействием нагрева выделяет дополнительную тепловую энергию. С нижней части камеры таяния через полости 30, отверстие 31 и телескопическую выпускную трубу 16 (фиг. 1) остывшие газы удаляются в атмосферу.
Интенсивность и полнота удаления остывших газов в атмосферу обеспечивается установленным в нижней части телескопической трубы 16 вытяжным вентилятором 15.
По центру камеры таяния расположена вертикально вращающаяся жаровая труба 20 (фиг. 2), выполненная как одно целое со шнеком 23, имеющим полые двухзаходные спирали. Внутри жаровой трубы 20 размещены вертикальные 21 и горизонтальные перфорированные перегородки 22, обеспечивающие полную передачу тепла нагретыми газами жаровой трубе 20 и шнеку 23 тепловой энергии. Жаровая труба 20 со шнеком 23 приводится во вращение электродвигателем 17 (фиг. 1). В нижней части камеры таяния жаровая труба 20 (фиг. 2) соединена с выпускной трубой 16 (фиг. 1). В нижней части полых стенок камеры таяния и в верхней части жаровой трубы 20 (фиг. 2) установлены топливные форсунки 24 и запальные свечи 25. В нижней части камеры таяния размещена емкость 26, в которую через сетку 27 стекает талая вода. Далее через вентиль и отводную трубу 8 (фиг. 1) вода выдается потребителю или на очистку.
Камера таяния устанавливается на плиту 9 (фиг. 1), которая в свою очередь через опоры 10 и посредством винтов 11 крепится к раме саней 7, на которой размещены откидные колеса 5.
На плите 9 размещены топливный насос 4, компрессор 6 и насос раздачи талой воды 12. В средней части камеры таяния установлены ручки 14, которые позволяют переносить установку на небольшие расстояния или использовать ручки 14 в качестве кронштейнов при применении средств механизации погрузочно-разгрузочных работ.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Снег и (или) лед загружается в бункер 1 (фиг. 1). Попадая между вращающимися вальцами 18 (фиг. 2), снег и (или) лед измельчается и при открытой заслонке 2 попадает в камеру таяния 3.
В камере таяния происходит интенсивное плавление массы снега и (или) льда за счет тепла вращающейся жаровой трубы 20, изготовленной как одно целое со шнеком 23, имеющим полые двухзаходные спирали, по которым проходят нагретые газы. Таяние снега и (или) льда происходит также за счет тепла, отдаваемого днищем и стенками камеры таяния.
Нагретые газы в жаровой трубе 20 и шнеке 23 движутся сверху вниз, а в полости стенок камеры таяния - снизу вверх.
Топливо сгорает полностью за счет качественного его распыления форсунками 24 и создаваемого давления топливным насосом 4 (фиг. 1), а также избыточной подачи сжатого воздуха в полости горения компрессором 6.
Преимуществом предлагаемой установки является относительно большая площадь теплообменников по сравнению с объемом самой камеры таяния.
Использование полых двухзаходных спиралей позволяет в значительной степени увеличить площадь теплообменников при неизменном объеме камеры таяния. Теплообменники нагреваются газами, образованными при сгорании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в полости горения нагревательных элементов под определенным давлением в потоке нагнетаемого воздуха. Увеличение площади теплообменников в сочетании с рациональной организацией движения нагретых газов в полостях камеры таяния, принудительным их удалением, тщательным измельчением и перемешиванием снега и (или) льда, и применение теплоизлучающего слоя позволяет повысить производительность установки, получаемую с единицы объема камеры таяния, в два раза и сократить расход топлива на единицу объема получаемой воды в три раза.