DE1935714A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von unreinem Wasser in trinkbares Wasser - Google Patents

Description

Kurzbeschreibung
. zur Patentanmeldung

des Herrn Alvin Melville Marke, Whitestone, New York / Vereinigte Staaten von Amerika

"Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von unreinem basser in trinkbares Wasser."

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation des von einer Menge salzigen oder unreinen Wassers ausgehenden Dampfes. Friechwasserstrahlen fUhren einen Strom von Wassertropfen in einen Raum neben einem oder mehreren positiv geladenen kleinen Leitern. Die Tropfen werden aufgeladen, und es wird Wasserdampf an den Tropfen kondensiert, wobei diese größer werden. Die geladenen Tropfen werden alsdann nach unten durch das elektrische Feld zu einem Behälter für reines Wasser geführt. Eine konstante Zufuhr von Wasserdampf aus Meereswasser oder eine andere Wasserzufuhr ist erforderlich.

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Ausführliche Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Wasser aus Wasserdampf, der stets in dem Raum über einer groüen Wassermenge vorliegt. Da hierbei kontinuierlich reines oder trinkbares Wasser gewonnen viird, stellt die Vorrichtung einen Bestandteil eines Verfahrens zur Umwandlung von salzigem, brackigem oder unreinem Wasser in reines oder trinkbares Wasser dar.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Umwandlung von Seewasser oder anderem zur Verfugung stehenden Wasser in frisches trinkbares V/asser bekannt, das für den menschlichen Bedarf sowie für die Landwirtschaft verwendbar ist. Ein derartiges Verfahren umfaßt das Aufsieden des Wassers und Kondensation des Dampfes durch Führung über eine kühle Fläche. Dieses Verfahren ist zu aufwendig und erfordert eine häufige Reinigung der Kühlflächen, Ein anderes Verfahren umfaßt die Führung des Wasserdampfes, wie er normalerweise über einer Wassermenge erzeugt wird, zu sehr kalten Kühlschlangen zur Kondensation des reLnen Wassers. Dieses Verfahren ist ebenfalls zu-aufwendig und erfordert eine häufige Reinigung zur Aufrechterhaltung des Wirkungsgrades. Es wurden auch einige chemische Verfahren versucht, welche d:le Ausfällung des SaI zes.oder der Verunreinigungen durch Zugabe anderer chemischer Substanzen umfassen. Diese Verfahren liefern indessen kein zum Trinkon ge-Tignetea V'asser gßrugsnder Reinheit.

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Die Erfindung geht aus von der Verwendung des naturgemäß Über allen WasBeimengen vorliegenden Wasserdampfes. Erfindungsgemäß wird der Wasserdampf durch Anwendung geladener Aerosole kondensiert. Die geladenen Wassertropfen haben die Wirkung, Wasser aus dem Dampf in ungesättigter Luft zu kondensieren. Die geladenen Tropfen wachsen hinsichtlich ihrer Abmessungen und werden alsdann zum Verbrauch gesammelt. Das Verfahren ist kontinuierlich und verwendet keine Energie mit Ausnahme der Pumpenergie, welche zur Herstellung des Aerosol-Sprilhstrahles dient» und der elektrischen Energie zur Aufladung der Tropfen. Die für dieses Verfahren erforderliche Oesamtenergie ist sehr gering und stellt lediglich einen Bruchteil der notwendigen Pumpenergie dar, um das Frischwasser an die Verbraucher abzugeben.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Verwendung der Heizener · gie der Sonne, welch· den Wasserdampf nahe der Oberfläche einer Viassermenge bildet.

Ein anderes .Merkmal der Erfindung ist die Verwendung der normalen Windbewegung, welche den Wasserdacnpf in Bewegung hält und die Dampfzufuhr aufrecht erhält, naandem ein ge* wisser Anteil des Dampfes kondensiert wurde.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigent

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Fig. 1 ein AusfUhrungsbeispiel einer erfindungegemäflen Vorrichtung in Seitenansicht sowie teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt lang· der Linie 2-2 von Flg. 1,

Fig. 3 «in andere« AucfUhrungsbeispiel einer erfIndungsgemäßen Vorrichtung, bei der Mengen von unreinem, brackige« oder salzige» Nasser zwischen Sammelbehältern fUr reines Wasser angeordnet sind, im Querschnitt,

Flg. 4 ein Beispiel für «inen Strahl, welcher in einer er -flndungsgeaäßen Vorrichtung zur Bildung eines Aero- »ol-SprUhstrahles verwendet wird, im Querschnitt,

FIg* 5 «in weiteres AuefUhrungsbeiBpiel einer erflndungsgeaü3«n Vorrichtung alt geneigten Abdeckteilen sur SauMilung reinen Wassers, welches an den Innenflächen der Abdeckteile kondensieren kann, im Querschnitt.

Di· Vorrichtung gemäiä Fig. 1, 2 um fait einen Behälter 10, wo reines Wasser 11 gesammelt wird. Der Behälter 10 ist im Anschluß an eine Wasaermenge angeordnet, beispielsweise unreines Wasser oder Seewasser 12, so daß Viasserdampf von der wasseroenge her stets zur Verfügung steht. Die obere Fläche des Wassers 11 1st mit einer dünnen Schicht einer Öligen Flüssigkeit 15 bedeckt, beispielsweise einem einen niedri-

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gen Dampfdruck aufweisenden Kohlenwasserstofföl, und zwar zur Verhinderung der Verdampfung des reinen Wassers naoh dessen Sammlung· Das Ul 15 ist vorzugsweise ein nicht entflammbares Ul, beispielsweise ein ohlorlniertes öl, um die Feuergefahr zu vermeiden, Eine Auslaßleitung 14 ist mit dem Tank 10 so verbunden, daß das reine V/asser abgeführt werden kann, wenn es sich sammelt.

Geladene Aerosolstrahlen werden durch eine Vielzahl von Düsen 15, erzeugt, die an ein gemeinsames Zulaufrohr 16 angeschlossen sind. Bine Pumpe 17 drückt einen Anteil des reinen Wassers 11 aus der Auslaileitung durch ein Rohr 18 sowie durch das Zulaufrohr 16 nebst den Düsen 15* Die Düsen, das Zulaufrohr 16 sowie das Wasser 11 in dem Behälter 10 werden gegenüber den Sonnenstrahlen durch eine Abdeckung SO geschützt, welche als kontinuierliche Platte dargestellt ist, jedoch auch als Jalousie ausgebildet sein kann* um die Zirkulation des Wasserdampfes von dem unreinen oder salzisr-..¹ gen Vorrat des Wassers 12 zu steigern. In jedem Fall weist die Abdeckung 20 an ihrer Oberseite eine reflektierende Be -schichtung auf oder ist aus einem Material hergestellt, welches die Wärmewelien von der Sonne her nicht durchlädt.

Bin Hochspannungs-Gleichstromgenerator 21 dient zur Bildung und Aufladung der Aerosoltropfen« Der Generator erzeugt eine Gleichspannung von etwa 4 - 14 KV. Jede Düse verbraucht einen Strom von etwa 10 5 A oder etwa 0,4 mW. Der nega-

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tlve ^nsobluji des Generators ist durch Verbindung nit dem Behälter IO gemaßt, der vorzugsweise aus einem leitenden Material besteht. Der positive-AnsohluS des Generators liegt an eine« Verteilersystem, das mit einem offenen Gitter aus Drahtlelten 22 abschließt, die in dichter Nähe zu den Düsen 15 angeordnet sind. Die Leiter 22 erzeugen bei Aufladung auf etwa 4 KV ein starkes elektrisches Feld zwischen sich und den Düsen. Die geladenen Aerosoltropfen brechen unter de» Einfluß der Ladungen an ihrer Oberflache auf und bilden stark dlspergierte geladene Aerosolteile. Dieses Feld lädt nicht nur Teilchen der Wassertropfen auf, sondern schafft auch eine elektrische Pumpwivkung, welche die Tropfen nach unten zu der Oberfläche der schwimmenden ölschleht 13 drückt.

Wenn die geladenen Tropfen sich nach unten durch den Wasserdampf bewegen« sammeln sie darauf Wasser durch Kondensation von dem Dampf und werden gröSer. Diese Fällwirkung tritt lediglieh dann auf, wenn die Feuchtigkeit der Luft sich ober-' halb eines kritischen Wertes befindet, der von der Tempera tur abhingt. Es ergab sich, daß ein geladener Tropfen Wasser aus In gewissem Mad ungesättigter Luft kondensiert, in welcher ein neutraler Tropfen verdampft· Aus diesen Grund 1st ein geladenes Aerosol besonders wirkungsfähig zur Entfernung von Wasser aus der Atmosphäre. Nichtsdestoweniger sollte die relative Feuchtigkeit jedoch so hoch wie möglich sein. Zur Steigerung de« Wassergehaltes der Luft ohne großen Arbeitsaufwand werden die Sonnenstrahlen verwendet, um das unreine

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Wasser oder Seewatter 12 tu erwlraen. Palls stfglleh, werden Wilreeabeorptioiieeohiohtea 23 (Fig· 3 * 5) unter der Oberfläche des Wassers 18 angeordnet, m die feaper*tur tu steigern. Kenn sieh die Tropfen nach unten bewegen und eine ge* wisse Menge des Vasserdtapfa» aus den Rau» unterhalb der Abdeckung 20 « entfernen, strut* anderer Dampf von des un reinen oder salslgen Vaster ltt den Bau*« und der Vorgang wird kontinuierlich.

Die Vorrichtung naeh Fig. 3 entspricht grundsMtsllob derjenigen nach Flg. 1» 2. Da* reine Wasser wird in Behältern 24 gesaanelt» welche *it abgeschrägten Selten aus eines Material versehen sind» das öle Wärnewellen der Sonne Ubertrigt. Dai unreine Hatter oder Seewmseer 12 wird in Zwisohenrsut» swisohen den Relnwasierbehtltern 84 gepuept, und dlete SwI- schenrliuM sind alt einer IfllrAeabeorptionssehieht 23 versehen, üb die Sonnenstrahlen tu absorbieren und das Vasser tu erwäraen. Die Abdeckung 20a 1st bei diese» AusfUhnngsbel« epiel für die Sotmenttrehlen transparent, so daß das Wasser 12 erwärmt werden kann, jedoch ist eine Lichtsohranke 25 über dem reinen Wasser 11 in den Behälter 24 vorgesehen, un das reine Wasser gegenüber einer ErwSraung zu schützen. Die Zulaufrohre 16 sowie Düsen 15 sind gleich denjenigen, welche in Verbindung mit Fig. 1, 2 beschrieben'wurden. Die Wirkung ist gleich, mit der Ausnahme, daß sich ein wirksamerer Betrieb ergibt, weil das erwärmte Wasser 12 näher an den DUaen 15 1st und zu jeder Zelt eine feuchte Atmosphäre aufrecht erhält.

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• Gemäß Flg. 4 sind die Eileen 15' alt den Zulauf rohr 16 in

sweokeädiger Weise, beispielsweise mittel» Schraubengewinde, verbunden. Ua einen feinen Nebel aus kleinen geladenen tropfen su bilden, let es lediglieh notwendig, ein elektrische! feld !Wischen die Auflade-Elektroden 22 und die DU-senaUndung 26 iu legen, welche in der ,gezeigten Welse ko-' nlsch verläuft, ua das elektrische Feld dort su konzentrieren.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 1st Ähnlich den anderen AuefUhrungsbeispielen alt der Ausnahme, daß das unreine Wasser oder Seewassir 12 in Behältern 24 oberhalb des Reinwaseerbehllters 10 angeordnet 1st und eine Abdeckung 2OA aus satteWaohartigen Abschnitten besteht. Die D'Jsen 15 richten •inen Sprühstrahl von tropfen entlang Leitern 22. Die Tropfen saaaeln !lasser aus der Atmosphäre, und die gesammelte flüssigkeit wird In eines Behälter 10 niedergeschlagen. Behalter 24 sind besUglioh ihrer unteren Flüchen mit einer waraeabsorbierenden Schicht 2J bedeckt, und jedes Rohr 16 ist dureh einen Heizstrahlreflektor 28 geschützt. Diese Reflektoren sohiraen auch den Reinwasserbehäiter gegenüber

den Sonnenstrahlen ab.

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Claims (1)

■ ι ι ι ί I I * i · t * » I ' Patentanspruch«

1. ' Verfahren »» gis?zewgung v©n Frischwasser aus Seewasser» gekeimz®i<Ql3iä®t durch Sanslusig des normalerweise ver- dampften Wasserdampfes von der OberflBehe «Iner Seewasser «eng®« Biasprtllien eines geiadssien ä®ro»ol& in den Wasserdaapf 3UT K@iüS@si@i9in^ig wßa Ansf älMssig vosi Wasser aus dem

dee geladenen ausgefällten Wasser

sere :m xmtv WrlmiiWmamWWmge um-ch ein elektrisches Feld.

2. ¥©s^sf⁹i@li$ttEg sup Bui?ehf®ii?^iS ä®s ^®s?fabf^ns nach An-. apruch I mit tlra iböu offnaegi Bstilltei? für unreines Wasser« gäka$Bß$ieSäi®& durch einen fealtoa«gr«iiateii Baum (Behäl ter 10) in ■>■ :^οΐπ.Ίΐ',3 an den Behäl.t®r für das unreine Wasser (12), wel@h<§F guy Aufnahne von Wasserdampf aus dem unreinen Wasser ©ffen ist, ein Dach (20) über den Baum zur Schaffung eine« Sehutses gegenüber Sonnenstrahlen« einen ^leohwasserbehälter in den Raua unter de« Dach, eine Mehr zahl von Düse» (15) unter dem Daeh, welche an eine Frischwassorquell® angeschlossen sind» vm eine Mehrzahl von geladenen Aeroaolsprtihetrahlen Über dem Frischwasserbehälter (10) xu schaffen, eine Mehrzahl von Leitern (22) neben den Düsen sur Schaffung eines elektrischen Feldes zwischen den Leitern sowie den Düsen zwecks Bildung und Aufladung des geladenen Aerosol-SprUhstrahles sowie zur Schaffung einer elektrisch«!? Pumpwirkung und einen Hochspannungs-Qleich-•tromgeneratäp (21), dessen einer Anschluß an dem Prisch-

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wasserbehälter (10) und dessen anderer Ansehens on den LtI-tern (22) liegt, «otNii Deapf von des unreinen Wasser en den geladenen Tropfen kondensiert und in den rrleehwae*erbehftl~ ter getrieben wird»

3· Vorrichtung naoa Anspruch 2» dadurch gekenastlotanet» das da· Wasser in des Frieoliw**serbehllter (IQ) «it einen unoisohbaren aohwl—sndan Ol (13) sur Vernlodentng einer Verdampfung Überdenkt ist·

4. Vorrichtung naoh eine« der Ansprttone S₀ 5, daduroh gekennteloliiet» dme eine Nehrsahl von Priiohw»**erbehlltem (24) Ui Abstand *u*in*nder angeordnet und die daswieoheftllegenden RMuae alt unreines tfaseer (Iß) gefUUt eiod (Fig.

% Vorrichtung naon einen der AncprUobe ι - % dadurefa gekennselpbnet« dai eine Mehraa&l vm Behlltern (84) fttr unreines Wasser Ui Abetand sueincnder angeordnet und die dazwischen liegenden Raub« alt Prieenwasser gefüllt sind (Pig. 5).

6. Vorrichtung asaete ®inea der Ansprüche 1 - 5_e dadurob

das si@Sa ums Ba©Si (SQ) Über dßs unreine

(Sea äße

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daß Teile des Daches (20A) Über den Frischwasserbereichen lichtreflektierende Bereiche (25) zur Ausschließung der Sonnenstrahlen gegenüber dem Frischwasser vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet* daß das Dach eine Reihe von flachen geneigten Ebenen zur Entwässerung der unteren Flächen von kondensiertem Wasser aufweist, wobei die unteren Kanten der Ebenen Über Kanälen (30) zur Sammlung von Frischwasser angeordnet sind (Fig.5)·

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach aus einer Reihe im Abstand befindlicher Latten besteht« welche die Sonnenstrahlen unterbrechen, j«doch eine Luftzirkulation dazwischen ermöglichen.

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