DE102011114174A1

DE102011114174A1 - Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser

Info

Publication number: DE102011114174A1
Application number: DE102011114174A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft, indem Teile der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit an einem Kondensator durch Abkühlung ausgeschieden werden, wobei der Kondensator über einen Zu- und einem Abluftkanal verfügt und das kondensierte Wasser einem Sammelbehälter zuleitbar ist, wobei der Kondensator (1) und der Sammelbehälter (20) in der Tiefe eines Gewässers angeordnet sind, wobei der Sammelbehälter (20) sich in größerer Tiefe befindet, die Einlassöffnung (15) des Zuluftkanals (12) und die Auslassöffnung (16) des Abluftkanals (13) oberhalb des Wasserspiegels angeordnet in entgegengesetzte Richtung weisen und der Abstand der Eintrittsöffnung (15) vom Wasserspiegel größer ist als der der Auslassöffnung (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft, indem die in der Luft vorhandene Feuchtigkeit auskondensiert wird.
Derartige Lösungen zur Trinkwassergewinnung sind bekannt.
In der DE 33 13 711 A1 wird eine Vorrichtung zur Trinkwassergewinnung beschrieben, bei der die Luft auf unterhalb des Taupunktes abgekühlt wird, so dass in der Luft enthaltene Feuchtigkeit wenigstens teilweise kondensiert. Dazu wird ein Kühlelement verwendet. Das so gewonnene Wasser wird gesammelt und dann auf Trinkwasserqualität aufbereitet.
Aus der DE 34 31 186 A1 ist es gekannt, als Kondensationsfläche ein Wabengitter zu verwenden und den Prozess der Kondensation durch die Verarbeitung von Messergebnissen von Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensoren zu steuern.
Die DE 198 11 274 A1 schlägt vor, die Kondensation unter Verwendung regenerativer Energien durchzuführen. Umgebungsluft wird durch Konvektion angesogen, mit Mineralienpartikeln durchmischt und in einen Kühlkanal geleitet. Dort kondensiert die Luftfeuchtigkeit an den Mineralienpartikeln zu Wassertröpfchen und schlägt sich an Kühlflächen in Form von Reif nieder. Dabei wird mit Kühltemperaturen von –20° gearbeitet. Durch einen Wechsel von Kühl- und Taumodus entsteht dann Wasser, das zu Trinkwasser aufbereitet wird.
Bei der DE 198 50 557 A1 wird die Luft an einem Material kondensiert, das eine bestimmte Porenstruktur aufweist, um eine Kapillarkondensation zu ermöglichen. In einer zweiten Phase wird dieses Material erwärmt, so dass der im Material gebundene Wasserdampf austritt und dann bei einer nachfolgenden Kondensation in Wasser überführt wird.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass die Prozessdurchführung einer Energiezufuhr bedarf, sei es für die Kondensatorkühlung, sei es für notwendige Erwärmungsprozesse oder auch für die Luftzufuhr. Sicher wäre es möglich, diesen Energiebedarf durch Wind- oder Solarstrom zu decken, was aber den apparativen Aufwand erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Trinkwassergewinnung vorzulegen, die im wesentlichen autark und ohne Zufuhr von elektrischer Energie arbeitet.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird bei einer Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft, bei der Teile der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit an einem Kondensator durch Abkühlung ausgeschieden werden, wobei der Kondensator über einen Zu- und einem Abluftkanal verfügt und das kondensierte Wasser einem Sammelbehälter zuleitbar ist, vorgeschlagen, dass der Kondensator und der Sammelbehälter in der Tiefe eines Gewässers angeordnet sind, wobei der Sammelbehälter sich in größerer Tiefe befindet, die Einlassöffnung des Zuluftkanals und die Auslassöffnung des Abluftkanals oberhalb des Wasserspiegels angeordnet in entgegengesetzte Richtung weisen und der Abstand der Eintrittsöffnung vom Wasserspiegel größer ist als der der Auslassöffnung.
Mit dieser Vorrichtung wird somit die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Gewässer für die Kondensation genutzt.
In einer vorteilhaften Ausführung ist weiter vorgesehen, dass der Kondensator, der im Wesentlichen quer zum Luftstrom angeordnete Kondensationsbleche, -stäbe und/oder -kanäle aufweist, durch aus größerer Tiefe herangeführtes Wasser kühlbar ist.
Zur Kühlung des Kondensators und/oder von dessen Teilen wird bevorzugt ein beidseitig zum Gewässer offener Wasserkreislauf genutzt wird, wobei der Einlass in größerer Tiefe angeordnet ist als der Auslass. Bevorzugt im Einlasskanal des Kühlwasserkreislaufes durch den Kondensator kann zusätzlich eine Saugpumpe installiert sein. Diese lässt sich in einer bevorzugten Ausführung durch ein den Wasserspiegel überragendes Windrad antreiben.
Um einen optimalen Luftstrom durch den Kondensator zu erzielen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass
die Ebenen der Einlassöffnung und/oder die der Auslassöffnung senkrecht zum Wasserspiegel oder mit eine Abweichung bis 15° zur Senkrechten angeordnet sind
und/oder
der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal ein schwenkbares Kopfteil aufweisen, so dass die Lage der Einlassöffnung bzw. der Auslassöffnung in einer parallel zum Wasserspiegel liegenden Ebene veränderbar ist.
Die notwendigen Schwenkkräfte zum Verschwenken der Kopfteile sind durch an den Kopfteilen angeordnete Windfahnen erzielbar. Durch eine entsprechende Anordnung dieser Windfahnen kann auch erreicht werden, dass die Einlassöffnung des Einlasskanals stets gegen die Windrichtung ausgerichtet wird, so dass die Luft direkt in die Einlassöffnung geblasen wird. Beim Auslasskanal bewirkt eine entsprechende Windfahne die entgegengesetzt Stellung, so dass die Luft durch den Wind aus dem Auslasskanal herausgesogen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sammelbehälter, der vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht, über eine Grundauflage verfügt und zusätzlich, vorzugsweise mit Ballastkörpern, beschwert ist, damit eine stabile Lage auf dem Gewässergrund gewährleistet ist. Diese Ballastkörper sind bevorzugt lösbar am Sammelbehälter angeordnet. Das Eigengewicht des Sammelkörpers kann bei Verwendung im Salzwasser weiter so ausgelegt sein, dass er bei entfernten oder teilweise entfernten Ballastkörpern und einem vorgegebenen Füllungsgrad mit kondensiertem Wasser aufschwimmt.
Ein Ausführungsbeispiel und technische Einzelheiten der Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 den Kondensator mit Sammelbehälter und
2 einen kühlbaren Kondensator.
1 zeigt die Hauptbaugruppen der Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft: den Kondensator 1 mit Zuluftkanal 12 und Abluftkanal 13 und den Sammelbehälter 20 für kondensiertes Wasser, der über die Leitung 19 mit dem Kondensator 1 verbunden ist.
Der Kondensator 1 und der Sammelbehälter 20 sind in der Tiefe eines Gewässers angeordnet, wobei der Sammelbehälter 20 sich in größerer Tiefe befindet. Die Einlassöffnung 15 des Zuluftkanals 12 und die Auslassöffnung 16 des Abluftkanals 13 sind oberhalb des Wasserspiegels angeordnet und weisen in entgegengesetzte Richtung, wobei der Abstand der Eintrittsöffnung 15 vom Wasserspiegel größer ist als der der Auslassöffnung 16.
Der Einlasskanal 12 und der Auslasskanal 13 weisen jeweils ein schwenkbares Kopfteil 12a, 13a auf, so dass die Lage der Einlassöffnung 15 und die der Auslassöffnung 16 in einer parallel zum Wasserspiegel liegenden Ebene veränderbar ist.
Die Ebenen der Einlassöffnung 15 und der Auslassöffnung 16 sind senkrecht zum Wasserspiegel angeordnet.
Zum Verschwenken der Kopfteile 12a, 13a dienen an den Kopfteilen angeordnete Windfahnen 17. Die Anordnung der Windfahnen 17 ist dabei so erfolgt, dass die Einlassöffnung 15 des Einlasskanals 12 stets gegen die Windrichtung ausgerichtet ist, so dass die Luft direkt in die Einlassöffnung 15 geblasen wird. Beim Auslasskanal 13 bewirkt eine entsprechende Windfahne 17 die entgegengesetzt Stellung, so dass die Luft durch den Wind aus dem Auslasskanal 13 herausgesogen wird.
Der Sammelbehälter 20 aus einem elastischen Material weist eine Grundauflage 23 aufweist, die zusammen mit den Ballastkörpern 22 eine stabile Lage auf dem Gewässergrund gewährleistet.
Über den Schlauch 21 kann Luft aus dem Sammelbehälter 20 entweichen, wenn er sich mit Wasser füllt. Das Wasser selbst lässt sich über den Schlauch 24 aus dem Sammelbehälter 20 abpumpen.
2 zeigt in einer Detailansicht einen kühlbaren Kondensator 1. Der Kondensator 1, der im Wesentlichen quer zum Luftstrom angeordnete Kondensationsbleche, -stäbe und/oder -kanäle aufweist, wird durch aus größerer Tiefe herangeführtes Wasser gekühlt. Dazu wird hier ein beidseitig zum Gewässer offener Wasserkreislauf genutzt, wobei der Einlass in größerer Tiefe angeordnet ist als der Auslass und im Einlasskanal 2 eine Saugpumpe 3 installiert ist. Die Tiefe des Auslasses aus dem Auslasskanal 10 ist durch Thermostaten regelbar. Der Auslasskanal 10 kann dazu in der Tiefe gestaffelte Auslassöffnungen aufweisen, die über Thermostaten gesteuert werden zwischen einem geöffneten oder einem geschlossenen Zustand. Der Ein- und der Auslasskanal 2, 10 sind jeweils mit einer Isolationsschicht 11 überzogen oder bestehen aus einem derartigen Material, um eine optimale Kühlung des Kondensators zu erreichen. Die Saugpumpe 3 wird über ein den Wasserspiegel überragendes Windrad 6 angetrieben.
Bezugszeichenliste

1: Kondensator
2: Einlasskanal für Kühlwasser
3: Saugpumpe
4: Gehäuse
5: Antriebsstange
6: Windrad
7: Luftkanal im Kondensator
8: kaltes Kühlwasser
9: warmes Kühlwasser
10: Auslasskanal für Kühlwasser
11: Kanalisolierung
12: Zuluftkanal
13: Abluftkanal
14: Drehgelenke
15: Einlassöffnung
16: Auslassöffnung
17: Windfahnen
18: Sammelblech
19: Leitung zum Sammelbehälter
20: Sammelbehälter
21: Luftschlauch
22: Ballastkörper
23: Grundauflage
24: Schlauch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3313711 A1 [0003]
DE 3431186 A1 [0004]
DE 19811274 A1 [0005]
DE 19850557 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft, indem Teile der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit an einem Kondensator durch Abkühlung ausgeschieden werden, wobei der Kondensator über einen Zu- und einem Abluftkanal verfügt und das kondensierte Wasser einem Sammelbehälter zuleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (1) und der Sammelbehälter (20) in der Tiefe eines Gewässers angeordnet sind, wobei der Sammelbehälter (20) sich in größerer Tiefe befindet, die Einlassöffnung (15) des Zuluftkanals (12) und die Auslassöffnung (16) des Abluftkanals (13) oberhalb des Wasserspiegels angeordnet in entgegengesetzte Richtung weisen und der Abstand der Eintrittsöffnung (15) vom Wasserspiegel größer ist als der der Auslassöffnung (16).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (12) und/oder der Auslasskanal (13) ein schwenkbares Kopfteil (12a, 13a) aufweisen, so dass die Lage der Einlassöffnung (15) bzw. der Auslassöffnung (16) in einer parallel zum Wasserspiegel liegenden Ebene veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkkräfte zum Verschwenken der Kopfteile (12a, 13a) durch an den Kopfteilen angeordnete Windfahnen (17) erzielbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebenen der Einlassöffnung (15) und/oder die Auslassöffnung (16) senkrecht zum Wasserspiegel oder mit eine Abweichung bis 15° zur Senkrechten angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (1) im Wesentlichen quer zum Luftstrom angeordnete Kondensationsbleche, -stäbe und/oder -kanäle aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (1) und/oder dessen Kondensationsbleche, -stäbe und/oder -kanäle kühlbar sind durch aus größerer Tiefe herangeführtes Wasser.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Kondensators und/oder von dessen Teilen ein beidseitig zum Gewässer offener Wasserkreislauf genutzt wird, wobei der Einlass in größerer Tiefe angeordnet ist als der Auslass und/oder im Einlasskanal (2) eine Saugpumpe (3) installiert ist und/oder die Tiefe des Auslasses durch einen Thermostaten regelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugpumpe (3) über ein den Wasserspiegel überragendes Windrad (6) antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (20), vorzugsweise aus einem elastischen Material bestehend, eine Grundauflage (23) aufweist, die eine stabile Lage auf dem Gewässergrund gewährleistet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (20) über lösbar angeordnete Ballastkörper (22) verfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eigengewicht des Sammelkörpers (20) bei Verwendung im Salzwasser so ausgelegt ist, dass er bei entfernten oder teilweise entfernten Ballastkörpern und einem vorgegebenen Füllungsgrad mit kondensiertem Wasser aufschwimmt.