DE1642435C3 - Vorrichtung zur Gewinnung reinen Wassers aus Salzwasser, Sole oder Brackwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung reinen Wassers aus Salzwasser, Sole oder Brackwasser, mit einer Verdampfungskammer, in der Wärmeaustauschrohre und darüber ein Rohr zum Versprühen der zu verdampfenden Speiseflüssigkeit angeordnet sind und die eine Abgabeleitung zur Entfernung konzentrierter, unverdampfter Flüssigkeit sowie einen Verteiler aufweist, welcher die Eintrittsund Austrittsenden der Wärmeaustauschrohre umgibt, mit einem heiße Abgase entwickelnden Antriebsmotor für einen Kompressor, welcher die Dämpfe aus der Verdampfungskammer komprimiert und durch Wärmeaustauschrohre und durch einen Entlüftungskondensator zum Kondensieren von Destillat daraus und zur Entlüftung der nichtkondensierbaren Gase in die Atmosphäre leitet, mit einem Wärmeaustauscher, der Wärme des Destillats auf die zu verdampfende Speiseflüssigkeit überträgt, sowie mit einem Abgasboiler, der einen Tank aufweist, durch den die Abgase des Antriebsmotors strömen und durch den in Rohren Kühlwasser des Antriebsmotors strömt, so daß Wärme aus den Abgasen und dem Kühlwasser an die Verdampfungskammer abgegeben wird. Bei bekannten ähnlichen Vorrichtungen (US-PS 24 41361. 25 37 259.

25 89 406 und 26 37 684) wird eine Verdampfungskammer zum Erzeugen von Dampf verwendet, der zwecks Benutzung als primäre Wärmequelle in der Verdampfungskammer komprimiert und dann kondensiert wird, S wobei die Wärme des Dampfes durch indirekten Wärmeaustausch mittels einer Anordnung von Wärmeaustauschrohren auf die siedende Speiseflüssigkeit übertragen wird.
Bekannt ist weiterhin bei Vorrichtungen ähnlicher Art einen Entlüftungskondensator in Form eines gesonderten Wärmeaustauschers vorzusehen, in dem die Speiseflüssigkeit zur Rückgewinnung der Wärme aus dem Dampf benutzt wird der zu den nicht kondensierbaren Gasen gehört, die aus der Vorrichtung

is zu entfernen sind, damit in dem Wärmeaustauscher, in dem der größte Teil der komprimierten Dämpfe kondensiert wird, eine wirksame Wärmeübertragung aufrechterhalten werden kann.

Bekannt ist ferner, gesondert von der als primäre Wärmequelle dienenden Verdampfungskammer einen Abgasboiler als Wärmeaustauscher vorzusehen, in dem die Abgase eines Antriebsmotors als Wärmequelle für die Vorrichtung benutzt werden.

Als nachteilig bei diesem Stand der Technik hat sich

u. a. zum einen herausgestellt, daß sich an den Wärmeübertragungsflächen nicht kondensierbare Gase ansammeln und die wirksame Wärmeübertragung durch die Wärmeaustauschrohre hindurch auf die ungereinigte Speiseflüssigkeit in der Verdampfungskammer beeinträchtigen, und daß zum anderen durch die durch die getrennte Anordnung von Verdampfungskammer sowie Entlüftungskondensator und/oder Abgasboiler bedingten Rohrleitungen die Wärmeverluste in unerwünschter Weise hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung zur Gewinnung reinen Wassers aus Salzwasser, Sole oder Brackwasser der eingangs erwähnten Art zur Herabsetzung der Wärmeverluste kompakter als die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Entlüftungskondensator in dem Verteiler am Austrittsende der Wärmeaustauschrohre angebracht ist und daß der Tank des Abgasboilers sich in die Verdampfungskammer hinein öffnet

Vorteilhafterweise zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin dadurch aus, daß der Abgasboiler ein Rohrbündel, durch das Abgase aus dem Antriebsmotor und über das das Kühlwasser aus dem Antriebsmotor zwecks Erzeugung von Dämpfen strömt, sowie ein Schwimmsteuerventil zur Steuerung des Zusatzes von Destillat an den Abgasboiler zwecks Ersetzung des verdampften Wassers enthält.

Die direkte Kopplung des Entlüftungskondensators und des Abgasboilers mit der Verdampfungskammer reduziert in beträchtlicher Weise die bisherigen Wärmeverluste und schaltet die in normalerweise vorgesehenen Rohrleitungen auftretenden Druck- und Reibungsverluste aus. Weiterhin ist eine gesonderte Außenisolierung der Wände des Abgasboilers nicht erforderlich, da die von den Außenwänden des Abgasboilers abgestrahlte Wärme wirksam auf die Flüssigkeit und Dämpfe in der Verdampfungskammer übertragbar ist, wodurch der Wirkungsgrad der

⁶S Vorrichtung erhöht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine Übersicht der Anordnung der sich aus den

Pi g. 2 bis 6 ergebenen Elemente der Vorrichtung nach ier Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Verdampfergehäuses

Fig.3 eine Draufsicht auf das Verdampfergehäuse nach F ig. 2,

F i g. 4 eine Ansicht eines Querschnitts nach der Linie *-4derFig.3,

F i g. 5 eine Ansicht eines Querschnitts nach der Linie 5—6 der F ig. 3,

Fig.6 eine Darstellung eines Entlüftungskon Jensators und eines Rohrverteilers der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 7 eine Ansicht eines Querschnitts nach der Linie 8—8 in F ig. 6.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung reinen Wassers aus Salzwasser, Sole oder Brackwasser weist, wie aus F i g. 2 hervorgeht, eine eigene Wärmequelle und Kraftquelle auf. Unreines Wasser z. B. Salzsole wird, wie in F i g. 1 dargestellt ist, von einer Pumpe 11 als Speiseflüssigkeit durch ein Doppelfilter 12 hindurch in die Vorrichtung gepumpt und durch einen Wärmeaustauscher 13 geleitet, in dem der Speiseflüssigkeit Wärme zugeführt wird, die dem Kühl- und Schmieröl eines Antriebsmotors 14, z. B. einem dampfphasengekühlten Dieselmotor, entzogen wird. Das Schmieröl des Antriebsmotors 14 wird durch eine Rohrleitung 16 zum Wärmeaustauscher 13 in Umlauf gesetzt und kehrt durch eine Rohrleitung 15 zum Antriebsmotor 14 zurück. Die verhältnismäßig kühle Speiseflüssigkeit entzieht unter Eigenerwärmung dem Schmieröl Wärme, das auf diese Weise gekühlt wird, wird dann durch ein Ventil 17 sowie durch einen Rotometer 18 hindurch gepumpt Hinter dem Rotometer 18 kann das Speisewasser durch eine Rohrleitung 19 oder eine Rohrleitung 20 fließen, wobei letztere zur Verdampfungskammer 31 und erstere zu einem Wärmeaustauscher 21 führt, der aus einer Ausführung mit Platten bestehen kann, aus dem die Speiseflüssigkeit über die Rohrleitung 21a zum Einlaß eines Entlüftungskondensators 22 geleitet wird. Das Speisewasser strömt durch die Rohre des Entlüftungskondensators 22, verläßt diesen durch eine Rohrleitung 25 und nimmt im Wärmeaustauscher 21 und im Entlüftungskondensator 22 weitere Wärme in erheblichem Ausmaß auf, wie später noch beschrieben wird. Das erhitzte Speisewasser wird dann durch die Rohrleitung 25 zu einem Speiserohr 27 geleitet, das mit einem Sprührohr 29 in Verbindung steht, das in der Verdampfungskammer 31 im Verdampfungsgehäuse 30 angeordnet ist. Am Sprührohr 29 sind mehrere Düsen 29a angebracht, aus denen so das Salz- oder Speisewasser in der Verdampfungskammer 31 versprüht wird.

Am unteren Teil des Verdampfergehäuses 30 ist ein Sumpf 32 vorgesehen, der mit der Verdampfungskammer in Verbindung steht und in dem ein Ventil 34 SS angeordnet ist Das in der Verdampfungskammer 31 nicht verdampfte Speisewasser sammelt sich im Sumpf 32 und wird aus diesem durch ein Rohr 36 abgelassen, das mit einer Pumpe 37 in Verbindung steht, an die das Speiserohr 27 und das Sprührohr 29 angeschlossen sind, ^to so daß das nicht verdampfte Speisewasser durch das Speiserohr 27 gepumpt wird und sich mit dem aus der Rohrleitung 25 ausströmenden beim Pumpen zum Sprührohr 29 und zu den Düsen 29a im Verdampfungsgehäuse 30 vermischt Die vom Entlüftungskondensator 22 abgehende Rohrleitung 25 sieht mit dem Speiserohr 27 in Verbindung und vermischt das Speisewasser aus dein Entlüftungskondensator 22 mit dem nicht verdampften Speisewasser aus dem Sumpf 32. Ober eine Abzweigung am Speiserohr 27 kann ein Teil des Speisewassers aus dem Sumpf 32 durch ein Rohr 38 zum schwimmerbetätigten Ventil 34 im Sumpf 32 geleitet werden. Die Zuführströmungsii'.enge des Speisewassers k».nn durch Einstellen des Ventils 17 reguliert werden, so daß in die Vorrichtung mehr Speisewasser eingelassen, als aus ihr als Destillat abgelassen wird. Dies hat zur Folge, daß sich im Sumpf 32 überschüssiges Speisewasser ansammelt, bis das schwimmerbetätigte Ventil 34 geöffnet wird, so daß das Speisewasser aus dem Rohr 38 durch das Ventil 34, ein Rohr 39, durch den Wärmeaustauscher 21, ein Rohr 40, durch einen Rotometer 41 und durch ein Ventil 42 strömt und als Abwasser abgelassen wird. Die Menge des einströmenden Speisewassers wird durch Einstellen des Ventils 17 derart reguliert, daß eine Abwasserströmung erzeugt wird, die zum Regulieren der Konzentration der Salze im Salzwasser ausreicht Wenn das Abwasser aus dem Sumpf 32 durch den Wärmeaustauscher 21 strömt, wird dem Abwasser überschüssige Wärme entzogen und dem Speisewasser zugeführt, das durch den Wärmeaustauscher 21 auf dem Wege zum Entlüftungskondensator 22 strömt

Ein Teil des die Pumpe 11 und den Rotometer 18 verlassenden Speisewassers kann durch die Rohrleitung 20 zu einem Druckregelventil 44 geleitet werden. Die Oberseite einer im Druckregelventil 44 angeordneten Membran steht mit der Verdampfungskammer 31 des Verdampfungsgehäuses 30 über eine Rohrleitung 45 in Verbindung. Die Membran wird an der Unterseite von einem geeigneten geeichten Mittel abgestützt, so daß das Druckregelventil 44 bei Erreichen eines vorherbestimmten Druckes in der Verdampfungskammer 31 geöffnet wird und durch die Rohrleitung 20 Speisewasser direkt in die Verdampfungskammer 31 einläßt. Da das aus der Rohrleitung 20 einströmende Speisewasser verhältnismäßig kühl ist, wird die Innenseite der Verdampfungskammer 31 abgekühlt, so daß der Druck in letzterer fällt Fällt der Druck unter einen vorherbestimmten Wert, so wird das Druckregelventil 44 geschlossen. Das Druckregelventil 44 reguliert die Menge des in die Verdampfungskammer 31 und in den Sumpf 32 direkt einströmenden Speisewassers in Abhängigkeit von dem in der Verdampfungskammer 31 gemessenen Druck, so daß in der Verdampfungskammer 31 ein nahezu konstanter Druck aufrechterhalten wird. Das Druckregelventil 44 öffnet sich in dem entsprechenden Ausmaß und beeinflußt oder sperrt die Strömung des Speisewassers in die Verdampfungskammer 31.

Ein Säurefüllzylinder 46 steht über ein Ventil 47 mit der Verdampfungskammer 31 und über ein Ventil 47' mit dem Sumpf 32 in Verbindung und wird periodisch mit einer geeigneten Säure gefüllt, die zum Reinigen der Anlage benutzt wird. Werden die Ventile 47 und 47' geöffnet, so fließt die Säure in den Sumpf 32 ab und wird durch die Vorrichtung in Umlauf gesetzt, entschlackt die Rohrleitungen und vermindert die Gerinnungsfähigkeit gewisser Schlammarten. Da der Säurefüllzylinder 46 normalerweise verschlossen ist, müssen beide Ventile 47 und 47' geöffnet werden, um den nötigen Druck zu erzeugen, der die Säure in den Sumpf 32 treibt.

Die Dämpfe aus der Verdampfungskammer 31 werden durch mehrere Staubleche und Entnebelungsglieder 48 in eine Kammer 48' zur Abscheidung mitgeführter Flüssigkeitströpfchen geleitet. Die Dämpfe werden dann durch ein Rohr 49 zur Einlaßseite eines

Dampfkompressors 50 geleitet, in letzteren komprimiert und durch ein Rohr 51 in ein Dampfrohrverteiler 52 am Ende des Verdampfungsgehäuses 30 gepumpt. An das Rohr 51 ist eine aus einem Ventil 53 und aus den Rohrleitungen 129 und 129' bestehende Überströmleitung angeschlossen, mit deren Hilfe die komprimierten Dämpfe aus dem Dampfrohrverteiler 52 direkt in die Verdampfungskammer 31 umgeleitet werden können. Das direkte Einlassen der Dämpfe in die Verdampfungskammer 31 erfolgt während des Anfahrens der Vorrichtung, um der Verdampfungskammer 31 ohne Ablassen eines Destillates Wärme zuzuführen. Da der dargestellte Antriebsmotor 14 zwangsläufig ein Förderrnengenkompressor ist, wird durch das direkte Einlassen der Dämpfe in die Verdampfungskammer 31 die Belastung des Kompressors und des Motors vor Erreichen der Betriebstemperatur herabgesetzt. Werden andere Verdichter, z. B. ein Fliehkraftverdichter, verwendet, so ist die Überströmleitung nicht erforderlich. Die in den Dampfrohrverteiler 52 einströmenden komprimierten Dämpfe werden durch Wärmeaustauschrohre 54 einer Rohranordnung 55 in der Verdampfungskammer 31 geleitet und geben Wärme an die ausgesprühte Flüssigkeit ab, die mit der Außenseite der Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 in Berührung gelangt, wobei der größte Teil der Dämpfe zu einem Destillat kondensiert wird. Nach dem Durchströmen der Wärmeaustauschrohre 54 strömen die restlichen Dämpfe in die untere Hälfte des Dampfrohrverteilers 52 ein und um die Rohre des Entlüftungskondensators 22 herum, wobei weitere Dämpfe zu dem Destillat kondensiert werden, das aus dem Entlüftungskondensator durch ein Rohr 56 abgelassen wird. Der Entlüftungskondensator 22 weist ein Entlüftungsventil 57 auf, mit dessen Hilfe die nicht kondensierbaren Gase zusammen mit den nicht verdampften Bestandteilen in die Umgebungsluft abgelassen werden können. Bekanntlich vermischen sich in einer zum Reinigen von Wasser dienenden Verdampfungsvorrichtung die nicht kondensierbaren Gase mit dem Dampf. Wird das Gemisch aus der Vorrichtung nicht entfernt, so sammelt es sich in den Rohren an und vermindert die Wärmeübertragungsfähigkeit der Rohre. Die Verwendung des Auslasses direkt am Entlüftungskondensator, der sich im Dampfrohrverteiler 54 des Verdampfungsgehäuses 30 befindet, ermöglicht eine beständige Strömung des Dampfes durch die Rohre und den Entlüftungskondensator, wobei die nicht kondensierbaren Gase aus der Vorrichtung beständig entfernt werden.

An das Rohr 56 ist eine Pumpe 58 angeschlossen, die das aus der Rohranordnung 55 und dem Entlüftungskondensator 22 ausströmende Destillat in ein Rohr 60 und in ein mit diesem in Verbindung stehendes Rohr 61 pumpt, das zum Wärmeaustauscher 21 führt Aus dem Dampfrohrverteiler 52 wird das Destillat durch den Wärmeaustauscher 21 gepumpt und fließt aus letzterem zu einem Speicher zwecks Aufbewahrung oder zum Gebrauch. Im Auslaßrohr für das Destillat sind kurz vor dem Speicher ein Rotometer 63 und ein Ventil 64 angeordnet Mit dem Rohr 60 für das Destillat steht ferner ein Abzweigrohr 65 in Verbindung, das mit einem Ventil 66 versehen ist und mit dem Rohr 49 an der Einlaßseite des Dampfkompressors 50 verbunden ist so daß den Dämpfen aus der Verdampfungskammer 31 auf dem Wege zum Dampfkompressor 50 heißes Destillat zugesetzt werden kann. Der Dampf aus der Verdampfungskammer 31 kann nach dem Komprimieren durch den Dampfkompressor 50 überhitzt werden und befindet sich daher nicht in dem zum Übertragen von Hitze auf die in der Verdampfungskammer 31 versprühte Speiseflüssigkeit geeigneten Zustand. Durch das Zusetzen von flüssigem Destillat zu dem in den Dampfkompressor 50 einströmenden Dampf kann der Dampfkompressor 50 gesättigten Dampf erzeugen, der seine Hitze in der Rohranordnung 55 leicht abgibt. Das Rohr 60 führt ferner durch ein Einwegventil 67 in ein schwimmerbetätigtes Ventil 68, das mit dem Einlaß 69 eines Abgasboilers 70 verbunden ist.

An ein Auspuffrohr 72 des Antriebsmotors 14 ist ein Rohr 74 angeschlossen, das zu einem Abgasverteiler des Abgasboilers 70 führt. Die Abgase des Antriebsmotors 14 werden durch die Rohre des Abgasboilers 70 und durch einen Auslaß 75 in die Umgebungsluft geleitet. Der Antriebsmotor 14, der nach der Darstellung ein dampfphasengekühlter Motor ist, weist zwei Anschlüsse für Mantelkühlwasser auf. Wie bereits beschrieben, wird das einströmende Speisewasser durch den Wärmeaustauscher 13 in Umlauf gesetzt und kühlt das öl in der Kühlanlage des Antriebsmotors 14, der mit einer zweiten Kühlanlage ausgestattet ist, durch die über ein Einlaßrohr 76 und ein Auslaßrohr 78 Wasser hindurchgeleitet wird. Durch das Einlaßrohr 76 wird dem Antriebsmotor frisches oder reines Mantelkühlwasser zugeführt, das durch das Auslaßrohr 78 zum Tank des Abgasboilers 70 geleitet wird. Das von dem Antriebsmotor 14 abgehende Auslaßrohr 78 steht mit dem Einlaß 69 des Abgasboilers 70 in Verbindung und setzt das Mantelkühlwasser des Antriebsmotors 14 zum Tank des Abgasboilers 70 in Umlauf. Im Abgasboiler 70 strömt das Mantelkühlwasser um die Rohre herum, durch die die Abgase geleitet werden, wobei das Kühlwasser von den heißen Abgasen Wärme aufnimmt Das Auslaßrohr 78 ist am Ende mit einer Verschlußkappe 77 versehen, durch die vor dem Inbetriebsetzen der Kühlanlage des Antriebsmotors 14 der Tank des Abgasboilers 70 mit frischem Wasser gefüllt werden kann. Das heiße Mantelkühlwasser aus dem Antriebsmotor 14 bildet eine Wärmequelle für den Abgasboiler 70. Durch die Hitze der Abgase in den Rohren wird in der Verdampfungskammer 31 Dampf erzeugt Das Schwimmersteuerventil 68 ermöglicht daß Füllwasser aus der Destillatseite der Vorrichtung zum Tank des Abgasboilers 70 geleitet wird, wenn durch die Menge der Verdampfung der Spiegel des Mantelkühlwassers unter eine vorherbestimmte Höhe absinkt auf die das Schwimmsteuerventil 68 eingestellt ist

Dem Antriebsmotor 14 kann die Leistung an zwei Stellen abgenommen werden und zwar an der einen Seite mittels einer Welle 79, die über eine Kupplung 81 mit dem Dampfkompressor 50 in Verbindung steht und an der anderen Seite mittels einer Welle 80, die eine Vorgelegewelle 82 antreibt, die ihrerseits drei Riemenscheiben 37', 11' und 58' und die Riemen 37", 11" und 58" der Pumpen 11,37 und 58 antreibt

Befindet sich der Antriebsmotor 14 in Betrieb, so fördert die Pumpe 11 die Speiseflüssigkeit, z.B. Brackwasser, Schmutzwasser oder Seewasser, in die Vorrichtung und setzt die Speiseflüssigkeit durch den Wärmeaustauscher 13 in Umlauf, wobei das den Antriebsmotor 14 kühlende öl gekühlt und die Speiseflüssigkeit aus letzterem Wärme aufnimmt Hierauf wird die Speiseflüssigkeit durch den aus Platten bestehenden Wärmeaustauscher 21 geleitet, in dem, wenn die Vorrichtung sich im Betriebszustand befindet, der Speiseflüssigkeit durch Wärmeaustausch mit dem

heißen Destillat oder mit dem Abwasser weitere Wärme zugeführt wird. Aus dem Wärmeaustauscher 21 wird die Speiseflüssigkeit durch den Entlüftungskondensator 22 und dann von der Pumpe 37 zum Sprührohr 29 gepumpt und aus den Düsen 29a auf die Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 aufgesprüht.

Die Verdampfungskammer 31 wird anfangs von dem Dampf etwas erwärmt, der vom Mantelkühlwasser freigesetzt wird, wenn dieses von den Abgasen des Antriebsmotors 14 erhitzt wird, die durch den Abgasboiler 70 strömen. Die aus den Düsen 29a auf die Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 aufgesprühte Speiseflüssigkeit erzeugt anfangs etwas Dampf, der sich mit dem Dampf vereinigt, der von dem Mantelkühlwasser im Abgasboiler 70 erzeugt wird. Wird der Dampfkompressor 50 über die Kupplung 81 mit dem Antriebsmotor 14 verbunden, so saugt der Dampfkompressor den anfangs erzeugten Dampf an und komprimiert ihn. Die komprimierten Dämpfe werden dann in den Dampfrohrverteiler 52 der Verdampfungskammer 31 gepumpt. Der erhitzte und komprimierte Dampf wird durch die Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 geleitet und gibt Wärme an die Speiseflüssigkeit ab, die aus den Düsen 29a auf die Außenseite der Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 aufgesprüht wird.

Wenn der komprimierte Dampf durch die Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 strömt, wird die in letzterer befindliche Flüssigkeit kondensiert und als Destillat abgeleitet. Die nicht kondensierten Dämpfe strömen durch den Entlüftungskondensator 22, in dem aus den Dämpfen weitere Flüssigkeit durch den Wärmeaustausch mit der Speiseflüssigkeit kondensiert wird, das durch die Rohre des Entlüftungskondensators fließt Diese Dämpfe enthalten nicht kondensierbare Gase, die die Wärmeübertragungsfähigkeit der Vorrichtung herabsetzen, wenn zugelassen wird, daß diese Gase sich in der Vorrichtung und im besonderen in den Wärmeaustauschrohren 54 ansammeln.

Das mit dem Entlüftungskondensator 22 in Verbindung stehende Entlüftungsventil 57 ermöglicht das Ablassen eines Teiles des nicht kondensierten Dampfes in die Umgebungsluft, der die nicht kondensierbaren Gase mitführt Das in den Wärmeaustauschrohren 54 und im Entlüftungskondensator 22 kondensierte Destil-Iat läuft zum unteren Teil des Dampfrohrverteilers 52 ab und wird von der Pumpe 58 durch den Wärmeaustauscher 21 in den Speicherbehälter gepumpt Ein Teil des Destillates wird abgelassen und als Nachfüllwasser im Abgasboiler 70 verwendet, wenn das Schwimmsteuerventil 68 betätigt wird.

Die unverdampfte Speiseflüssigkeit und in einigen Fällen die direkt aus der Quelle durch die Pumpe 11 und das Druckregelventil 44 strömende Speiseflüssigkeit sammelt sich im Sumpf 32 in der Verdampfungskammer 31 und wird zum Teil durch das Speiserohr 27 zu den Düsen 29a im Umlauf gesetzt, wobei der Überschuß vor dem Ablassen als Abwasser durch den Wärmeaustauscher 21 geleitet wird. Die heiße, unverdampfte Speiseflüssigkeit gibt im Wärmeaustauscher 21 Wärme an die in die Vorrichtung eingepumpte Rohrspeiseflüssigkeit ab. Bei dem Erhitzen der in die Vorrichtung einströmenden Rohrspeiseflüssigkeit wird eine wesentliche Menge Wärme aus dem heißen Destillat und aus der heißen unverdampften Speiseflüssigkeit zurückgewonnen, die als Abwasser aus der Vorrichtung abgelassen wird.

Der durch die Wärmeaustauschrohre 54 der Rohran

ordnung 55 strömende komprimierte Dampf gibt Wärme ab an das unreine, Speisewasser, das auf die Außenseite der Wärmeaustauschrohre 54 in der Verdampfungskammer 31 aufgesprüht wird. Hierbei wird ein Teil des aufgesprühten unreinen Speisewassers verdampft. Das nicht verdampfte unreine Wasser sammelt sich im Sumpf 32 der Verdampfungskammer 31 und wird wieder in Umlauf gesetzt oder als Abwasser abgelassen. Die Dämpfe, die sich bei der Verdampfung des unreinen Speisewassers in der Verdampfungskammer und des Mantelkühlwassers im Abgasboiler 70 bilden, werden durch die Entnebelungsglieder 48, die Kammer 48' und durch das Rohr 49 zum Dampfkompressor 50 geleitet, komprimiert und zum Dampfrohrverteiler 52 wieder in Umlauf gesetzt, wodurch in an sich bekannter Weise eine Wärmequelle zum Erzeugen weiterer Dämpfe geschaffen wird.

In den Fig.2 und 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dargestellt, die auf einem Untergestell oder Sockel 10a aufgestellt ist, auf dem das Verdampfungsgehäuse 30 mit Hilfe von Abstützungen lagert.

An der linken Seite des Verdampfungsgehäuses 30 ist der Abgasboiler 70 angeordnet. Im rechten unteren Teil der Fig.3 sind mit unterbrochenen Linien die Entnebelungsglieder 48 und die zugeordnete Kammer 48' dargestellt, die in der Fig.2 im oberen Teil der Verdampfungskammer 31 des Verdampfungsgehäuses 30 dargestellt ist. Der Entlüftungskondensator 22 ist in diesen Figuren auf der rechten Seite dargestellt

Die F i g. 3,4 und 5 zeigen den Abgasboiler 70, der im Verdampfergehäuse 30 angeordnet ist und aus einem kastenförmigen Tank 101 besteht, der zwischen den Seitenwandungen des Verdampfergehäuses 30 befestigt ist. Der Tank 101 ist oben offen und steht mit der Verdampfungskammer 31 im Innern des Verdampfungsgehäuses 30 in Verbindung. Im Tank 101 befindet sich eine Anordnung aus Rohren 102, die sich waagerecht zwischen Rohrblechen 103 und 104 erstrecken. An der Außenseite der Verdampfergehäuses 30 ist ein Abgasverteiler 105 auf das Rohrblech 103 ausgerichtet angebracht Der Abgasverteiler 105 ist mit einer waagerechten Trennwandung 106 versehen, die sich längs seiner Mitte erstreckt und ihn in einen oberen Teil 107 und in einen unteren Teil 107a unterteilt Durch die Wandung des Abgasverteilers 105 hindurch erstreckt sich ein Kragen 108, der mit dem unteren Teil 107a in Verbindung steht. Eine Rohrleitung 74 verbindet das Auspuffrohr 72 des Antriebsmotors 14 mit dem Kragen 108, so daß die Abgase des Antriebsmotors 14 durch den unteren Teil 107a des Abgasverteilers 105 in die untere Gruppe von Rohren 102 eingeblasen werden. An der entgegengesetzten Seite des Verdampfergehäuses 30 ist ein zweiter Abgasverteiler 109 auf das Rohrblech 104 ausgerichtet befestigt, der die Enden der Rohre 102 umschließt, so daß alle durch die Rohre 102 aus der unteren Hälfte 107a des Abgasver· niers 105 strömenden Gase im Abgasverteiler 109 nach oben geleitet und in die Enden der Rohre 102 in der oberen Hälfte der Rohranordnung einströmen. Die obere Hälfte 107 des Abgasverteilers 105 ist, wie F i g. 2 zeigt, mit einem Auslaßkragen 110 versehen, der mit dem Auslaß 75 in Verbindung steht, so daß die aus den Rohren 102 in der oberen Hälfte der Rohranordnung austretenden Gase in die obere Hälfte 107 des Abgasverteilers 105 einströmen und aus dem Auslaß 75 in die Umgebungsluft abgeleitet werden.

Die Abgase des Antriebsmotors werden somit zur unteren Hälfte 107a des Abgasverteilers 105, durch die

untere Gruppe von Rohren 102 im Abgasverteiler 109 und zurück durch die oberen Rohre 102 geleitet und durch den Auslaß 75 abgeführt. Während die heißen Abgase durch die Rohre 102 strömen, geben sie Wärme an die umgebenden Rohre in der Anordnung ab. Das Mantelkühlwasser des Antriebsmotors 14 wird durch das Auslaßrohr 78 zum Einlaß 69 gepumpt, das sich durch die Wandung des Verdampfergehäuses 30 hindurch in die Verdampfungskammer 31 bis zu einer Stelle oberhalb der Anordnung von Rohren 102 im Tank ">

101 des Abgasboilers 70 erstreckt. Das Mantelkühlwasser aus dem Antriebsmotor 14, das durch den Einlaß 69 einströmt, wird nach unten in den Tank 101 hinein und auf die heißen Rohre 102 des Abgasboilers 70 verteilt. An der einen Wandung des Tanks !0! des Abgasboilers >5 70 ist ein Mantelkühlwasserauslaß 112 (Fig.2 und 3) angebracht, an den das Einlaßrohr 76 angeschlossen ist, das das Mantelkühlwasser zum Antriebsmotor 14 zurückleitet. Auf diese Weise strömt das Mantelkühlwasser des Antriebsmotors 14 in den Tank 101 ein und wird im Abgasboiler 70 über die Außenseite der Rohre

102 verteilt. Hierbei wird ein Teil des Mar.telkühlwassers verdampft, während der andere Teil durch das Einlaßrohr 76 zum Antriebsmotor 14 zurückgeleitet wird. Da in der Verdampfungskammer 30 aus dem Mantelkühlwasser Hitze, hauptsächlich in Form von Dampf, abgegeben wird, muß dem Mantelkühlwasser Nachfüllwasser zugesetzt werden, damit der Mantel des Antriebsmotors 14 mit Wasser gefüllt gehalten wird. Das Füllwasser wird dem Tank durch einen Sumpf 118 hindurch (F i g. 3) zugesetzt, der an der einen Wandung des Tanks 101 des Abgasboilers 70 angebracht ist und mit dem Tank 101 in Verbindung steht. Im Sumpf 118 ist das Schwimmsteuerventil 68 angeordnet, das mit dem von der Pumpe 58 abgehenden Rohr 60 für das Destillat in Verbindung steht. Sinkt der Spiegel des Mantelkühlwassers im Tank 101 unter eine bestimmte Höhe ab, so öffnet sich das Schwimmsteuerventil 68 im Sumpf 118 und füllt das Mantelkühlwasser mit heißem Destillat als Füllwasser nach.

Vom oberen Teil des Verdampfergehäuses 30 aus erstreckt sich eine Leitplatte 119 nach unten in die Verdampfungskammer 31 hinein und überlappt das obere Ende der Innenwandung des Tanks 101. Diese Leitplatte 119 bewirkt, daß die aus dem Tank 101 aufsteigenden Dämpfe über das Ende der Innenwandung und nach unten um die Leitplatte 119 herum strömen. Die Leitplatte 119 ist mit einer Halterung 120 für das innen gelegene Ende des Sprührohres 29 versehen. Die untere Kante der Leitplatte 119 befindet sich unterhalb des Sprührohres 29 und verhindert, daß versprühte SpeL-eflüssigkeit in das Mantelkühlwasser im Tank 101 des Abgasboilers 70 hineingelangt und dieses verunreinigt

In den F i g. 3 und 6 ist der Entlüftungskondensator 22 SS der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt Die Wärmequelle für die Verdampfungskammer 31 wird von der Rohranordnung 55 aus den waagerechten U-förmigen Wärmeaustauschrohren 54 dargestellt deren Enden in ein Rohrblech 128 eingesetzt sind. Die U-förmigen Wärmeaustauschrohre 54 sind so angeordnet daß sich jeweils einer ihrer Schenkel in der unteren Hälfte und der andere Schenkel in der oberen Hälfte der Rohranordnung 55 befindet An der Außenseite des Verdampfergehäuses 30 ist ein Flanschglied 127 z. B. durch Anschweißen um eine öffnung herum befestigt durch die hindurch die Rohranordnung 55 in die Verdampfungskammer 31 so eingesetzt ist daß das Rohrblech 128 am Flansch 127 anliegt. Am Flansch 127 ist ein Verteilerglied 125 befestigt, wobei die Kante des Rohrbleches 128 zwischen dem Flansch und dem Verteiler 125 eingeklemmt wird. Der Verteiler 125 überlappt die offenen Enden der Wärmeaustauschrohre 54 und weist an einigen Teilen einen Abstand vom Rohrblech 128 auf.

' Der Verteiler 125 wird von einer Trennwandung 126 in eine obere Hälfte 125a und in eine untere Hälfte i25b unterteilt.

Die obere Hälfte 125a steht über eine erweiterte Anschlußöffnung 130 mit der Auslaßseite des Dampfkompressors 50 über das Rohr 51 in Verbindung (F i g. 2). Auf diese Weise strömen die komprimierten Dämpfe aus dem Dampfkompressor 50 in die obere Hälfte 125a des Verteilers 125 ein und werden in die offenen Enden der Wärmeaustauschrohre 54 geleitet. Die komprimierten Dämpfe durchströmen die U-förmigen Wärmeaustauschrohre 54 und geben an letztere und an die diese umgebende Flüssigkeit Hitze ab, wobei ein Teil der Dämpfe zu einem Destillat kondensiert wird. Die nicht kondensierten Dämpfe und die nicht kondensierbaren Gase strömen an den unteren Enden der Wärmeaustauschrohre 54 aus und in die untere Hälfte 125i> des Verteilers 125 ein und wirken mit dem Entlüftungskondensator 22 zusammen.

Die Überströmleitung 129 steht mit der oberen Hälfte 125a des Verteilers 125 in Verbindung und führt über das Ventil 53 direkt in die Verdampferkammer 31 hinein. Während der Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird das Ventil 53 geöffnet wobei komprimierte Dämpfe direkt in die Verdampfungskammer 31 geleitet werden.

Der Entlüftungskondensator 22 besteht, wie F i g. 6 und 7 zeigen, aus einer Anzahl von parallel angeordneten Rohren 131, die an jedem Ende mit einem Rohrblech 132 verbunden sind. Zwischen jeder zweiten Reihe von Rohren 131 sind waagerechte Trennwandungen oder Zwischenleitplatten 134 bzw. 135 vorgesehen, die sich nur zum Teil über die Länge der Rohre hinweg erstrecken. Die offenen Enden einer jeden Trennwand 134 werden durch eine Zwischenleitplatte 135 gesperrt, die sich ihrerseits nur zum Teil zur gegenüberstehenden Wandung hin erstreckt Die Leitplatten erstrecken sich über die Kammer hinweg von der Außenwandung aus zur Wandung 133 zwischen dem Entlüftungskondensator und der unteren Hälfte 1256 des Verteilers. Die sich überlappenden Trennwandungen bilden einen gewundenen Pfad, den die Dämpfe durchströmen müssen, wenn sie an den Außenseiten der Rohre 131 des Entlüftungskondensators 22 entlangströmen. Die aus den Wärmeaustauschrohren 54 in die untere Hälfte 125i> des Verteilers einströmenden Dämpfe treten in den Entlüftungskondensator 22 durch eine öffnung 136 im unteren Teil der Wandung 133 nahe an den Austrittsenden der Rohre 131 ein. Im Entlüftungskondensator 22 strömen die Dämpfe nach oben fiber die Außenseite der Rohre 131 hinweg und um die Leitplatten 134, 135 herum, wobei weitere Dämpfe kondensiert werden. An den entgegengesetzten Enden der Rohre 131 des Entlüftungskondensators sind Verteiler 137,138 vorgesehen, wobei die verhältnismäßig kühle Speiseflüssigkeit in den Verteiler 137 einströmt und von einer Wandung 139 gezwungen wird, durch die oberen Reihen der Rohre 131 zum entgegengesetzten Verteiler 138 zu strömen, der mit einer Leitplatte 140 versehen ist die die Speiseflüssigkeit zur nächsten Reihe von Rohren 131 umleitet usw, bis die letzte Reihe von Rohren 131 überquert worden

ist, wonach die Speiseflüss-igkeit aus dem Entlüftungskondensator 22 durch die Rohrleitung 25 zum Speiserohr 27 und zu den Düsen 29a gepumpt wird.

Die Dämpfe in der Rohranordnung 55 werden weitgehend zu einem Destillat kondensiert und geben '* Wärme an die in der Verdampfungskammer 3i versprühte Speiseflüssigkeit ab. Das sich in den Wärmeaustawschrohren 54 kondensierende Destillat läuft in den unteren Teil 125t des Verteilers 125 ab und wird durch einen Auslaß 142 (F i g. 6) abgelassen, an den das Rohr 56 (F ig. 1) angeschlossen ist. Der in die oberen Enden der Wärmeaustauschrohre 54 eintretende komprimierte Dampf durchströmt letztere in der Verdampfungskammer 51 und gibt Wärme an die Umgebung ab. Die nicht kondensierten Dämpfe strömen an den unteren Enden der Wärmeaustauschrohre 54 aus und führen die aufgenommenen, nicht kondensierbaren Gase mit sich, die zusammen mit den Dämpfen durch die öffnung 136 gegen die verhältnismäßig kühlen Außenseiten der Rohre 131 im Entlüftungskondensator 22 strömen. Im Entlüftiings'ivoridensator 22 werden auf der Oberfläche der Wärmeaustauschrohre 54 weitere Dämpfe kondensiert, wobei das Destillat aus dem Entlül'tungskondensator 22 in den Auslaß 142 des Verteilers 125 abläuft. Die nicht kondensierten Dämpfe und die nicht kondensierbaren Gase werden über das Entlüftungsventil 57 in die Umgebungsluft abgelassen, das mit dem EntlüftungskonJensator 22 nahe am Eintrittsende der Speiseflüssigkeit in die oberen Rohre 131 der Rohranordnung in Verbindung steht. Bei dem Ablassen eines Teiles des nicht kondensierten Dampfes wird in den Wärmeaustauschrohren 54 eine Dampiströmung aufrechterhalten, wobei die nicht kondensierbaren Gase aus der Vorrichtung entfernt werden, was zur Erhaltung des betriebsfähigen Zustandes der Vorrichtung wichtig ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Gewinnung reinen Wassers aus Salzwasser, Sole oder Brackwasser, mit einer Verdampfungskammer, in der Wärmeaustauschrohre und darüber ein Rohr zum Versprühen der zu verdampfenden Speiseflüssigkeit angeordnet sind und die eine Abgabeleitung zur Entfernung konzentrierter, unverdampfter Flüssigkeit sowie einen Verteiler aufweist, welcher die Eintritts- und Austrittsenden der Wärmeaustauschrohre umgibt, mit einem heiße Abgase entwickelnden Antriebsmotor für einen Kompressor, welcher die Dämpfe aus der Verdampfungskammer komprimiert und durch Wärmeaustauschrohre und durch einen EntlüftungskondensEior zum Kondensieren von Destillat daraus und zur Entlüftung der nichtkondensierbaren Gase in die Atmosphäre leitet, mit einem Wärmeaustauscher, der Wärme des Destillats auf die zu verdampfende Speiseflüssigkeit überträgt, sowie mit einem Abgasboiler, der einen Tank aufweist, durch den die Abgase des Antriebsmotors strömen und durch den in Rohren Kühlwasser des Antriebsmotors strömt, so daß Wärme aus den Abgasen und dem Kühlwasser an die Verdampfungskammer abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskondensator (22) in dem Verteiler (52) am Austrittsende der Wärmeaustauschrohre (54) angebracht ist und daß der Tank (101) des Abgasboilers (70) sich in die Verdampfungskammer (31) hinein öffnet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasboiler (70) ein Rohrbündel, durch das Abgase aus dem Antriebsmotor (14) und über das das Kühlwasser aus dem Antriebsmotor (14) zwecks Erzeugung von Dämpfen strömen, sowie ein Schwimmsteuerventil (63) zur Steuerung des Zusatzes von Destillat an den Abgasboiler (70) zwecks Ersetzung des verdampften Wassers enthält.