DE202015008376U1

DE202015008376U1 - Aquarium desalinator and heater

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Publication number: DE202015008376U1
Application number: DE202015008376.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2025-12-02

Abstract

Kostengünstiges Salzentfernungs-System für Aquarien, welches das Salz durch Verdampfen dem Wasser entzieht und dabei mit dem entstehenden Dampf ganz oder teilweise das Aquarienbecken heizt mit einem Ausgang für Wasserdampf und einem Eingang für neues zu verdampfendes Aquariumwasser, wobei das Salz dauerhaft im Verdampfungsraum gebunden wird und von dort manuell gelegentlich entfernt werden kann.
Der Verdampfungsraum und der Wasserdampfaustritt werden dabei entweder vollständig innerhalb des Aquarienbeckens positioniert, können aber durch mit Schläuchen verbundene getrennt gebaute Teilbereiche – z. B. wenn eine schnellere Entsalzung gewünscht wird – ganz oder teilweise außerhalb des Aquariums, damit die zusätzliche Verdampfungsenergie nicht zu einer Überhitzung des Aquariumwassers führt, sondern außerhalb abgeführt wird.
Die Regulierung des Eintrittswasser erfolgt entweder durch Schwimmer, die abhängig vom Wasserspiegel die Zufuhr stoppen oder durch Einweg-Ventile, die abhängig vom Druckunterschied vor und hinter dem Ventil und abhängig vom Öffnungs- und Schließdruck des Eingangsventils den Durchfluss nur in Richtung des Verdampfungsraumes erlauben und dadurch den Rückluss der Salzlake ins Aquariumwasser verhindern.
Der Wasserdruck auf der Seite des Aquariumwassers wird hierbei durch die Einbautiefe (also die Höhendifferenz zwischen Wasserspiegel und Position des Einlassventils) geregelt und durch den Durchgangswiderstand der Zuflussleitungen.
Der Wasserdruck auf der Seite des Verdampfungsraumes wird geregelt durch
• die Einbautiefe des Auslassventils (also die Höhendifferenz zwischen Wasserspiegel und Position des Auslassventils),
• den Öffnungsdruck des Auslassventils (der Druckunterschied, bei dem das Auslassventil öffnet),
• den Schließdruck des Auslassventils (der Druckunterschied, bei dem das geöffnete Auslassventil wieder schließt),
• die Höhe der Wassersäule zwischen der Position des Eingangsventils und dem Wasserspiegel im Verdampfungsraum,
• den Überdruck im Verdampfungsraum als Funktion der Heizerleistung und
• den Durchgangswiderstand der Ausgangsleitungen,
• die Füllung der Ausgangsleitungen entweder mit Gas (Wasserdampf, Luft) oder Wasser
• den Unterdruck am Ausgang, wenn dieser z. B. an der Luftdüse des Ausgangs der Aquariumfilterpumpe angeschlossen wird
Durch geeignete Wahl obiger Prozessparameter und der zugeführten Heizleistung kann ein kontinuierlicher Prozess aus Zufluss und Verdampfung erreicht werden.
Es kann aber auch ein diskontinuierlicher Prozess betrieben werden, der durch regelmäßige Abschaltung der Heizleistung in Intervallen ein Auskühlen der Verdampfungsgase und damit eine Rekondensierung des Wasserdampfes im Verdampfungsraum bewirkt. Der durch 1700 fache Volumenreduzierung entstehende Unterdruck bewirkt dabei eine Rücksaugung von Wasser über die Ausgangsleitung und damit eine Neubefüllung des Verdampfungsraumes mit neuem Aquariumwasser.
Damit in der folgenden Verdampfungsphase keine Salzlake über die Ausgangsleitungen entweichen kann, wird die Wasserstandshöhe im Verdampfungsraum begrenzt, indem bei der Rücksaugung die zuvor im System befindliche Luft aus einer Auffangvorrichtung der Ausgangsleitung (Luftfalle) als erstes zurückgesaugt wird. Hierzu befindet sich an der Ausgangsleitung angeschlossen ...Cost-effective salt removal system for aquariums, which extracts the salt by evaporation from the water and thereby with the resulting steam wholly or partially heats the aquarium tank with an outlet for steam and an entrance for new to be evaporated aquarium water, the salt is permanently bound in the evaporation space and can be removed manually from there occasionally.
The evaporation chamber and the water vapor outlet are either completely positioned within the aquarium tank, but can be connected by hoses connected separately built sections -. B. if a faster desalting is desired - completely or partially outside the aquarium, so that the additional evaporation energy does not lead to overheating of the aquarium water, but is discharged outside.
The inlet water is regulated either by floats which stop the supply depending on the water level or by one-way valves which allow flow only in the direction of the evaporation space depending on the pressure difference before and after the valve and depending on the opening and closing pressure of the inlet valve Prevent the reflux of brine into the aquarium water.
The water pressure on the side of the aquarium water is controlled by the installation depth (ie the height difference between the water level and the position of the inlet valve) and by the volume resistance of the inflow pipes.
The water pressure on the side of the evaporation chamber is regulated by
The installation depth of the outlet valve (ie the height difference between the water level and the position of the outlet valve),
The opening pressure of the exhaust valve (the pressure difference at which the exhaust valve opens),
The closing pressure of the outlet valve (the pressure difference at which the opened outlet valve closes again),
The height of the water column between the position of the inlet valve and the water level in the evaporation space,
• the overpressure in the evaporation chamber as a function of the heater power and
The volume resistance of the output lines,
• the filling of the output lines with either gas (water vapor, air) or water
• the negative pressure at the output, if this z. B. is connected to the air nozzle of the output of the aquarium filter pump
By suitable choice of the above process parameters and the supplied heating power, a continuous process of inflow and evaporation can be achieved.
However, it is also possible to operate a discontinuous process which, by periodically switching off the heating power at intervals, causes the evaporation gases to cool down and thus a recondensation of the water vapor in the evaporation space. The resulting 1700-fold volume reduction causes a back suction of water through the outlet line and thus a refill of the evaporation chamber with new aquarium water.
So that no brine can escape through the outlet lines in the following evaporation phase, the water level in the evaporation chamber is limited by the sucked back in the system before the air from a collecting device of the output line (air trap) is sucked back first. For this purpose is connected to the output line ...

Description

Stand der Technik:State of the art:

Bekannt sind Heizstäbe zur Beheizung von Aquarien mit Heizwiderständen hinter Glas. Zur Entsalzung, also zum Abtransport der Abscheidungen der Fische (Nitrate, Nitrite) und deren Zersetzungsprodukte ist in der Süßwasser-Praxis der Wasserwechsel das Mittel der Wahl. Bei offenen Aquarien verdunstet ein Großteil des Wassers und muß auch ohne Wasserwechsel ersetzt werden durch – kalkhaltiges – Frischwasser. Hierbei härtet das Aquarienwasser weiter auf. Aus Kostengründen eher seltene Methoden der Entsalzung sind Ionenaustauscher, die regelmäßig aufwändig (z. B. mit Salzsäure) regeneriert werden müssen oder empfindliche Osmoseanlagen.Heating rods are known for heating aquariums with heating resistors behind glass. For desalination, ie for the removal of the deposits of fish (nitrates, nitrites) and their decomposition products in fresh water practice, the water change is the drug of choice. In open aquaria evaporates much of the water and must be replaced without water change by - calcareous - fresh water. Here, the aquarium water hardens on. For cost reasons, rather rare methods of desalination are ion exchangers that need to be regenerated regularly (eg with hydrochloric acid) or sensitive osmosis plants.

Nachteil Stand der Technik:Disadvantage of the prior art:

Der Nachteil beim Wasserwechsel ist der hohe Aufwand. Das alte Wasser (meist 1/3 des Beckeninhaltes) muß mit Schläuchen oder Eimern abgeleitet werden, frisches Wasser muß mit Schläuchen oder Eimern zugeführt werden. Dieser Vorgang dauert mehrere Stunden bei einem 600 Liter Aquarium, bei dem einmal im Monat ein Drittel des Wassers ausgetauscht werden sollte. Zudem gelangt neues chlorhaltiges Leitungs-Wasser ins Aquarium. Das Aufhärten des Aquarienwassers wird in der Praxis durch teure Osmose-Anlagen zu verhindern versucht oder durch Zugabe von ebenfalls teurem destilliertem Wasser. Gesucht wird ein einfaches, preisgünstiges Gerät, welches den Salzgehalt permanent senkt, aber auch nicht auf 0, was wiederum schädlich wäre.The disadvantage of changing the water is the high effort. The old water (usually 1/3 of the tank contents) must be discharged with hoses or buckets, fresh water must be supplied with hoses or buckets. This process takes several hours in a 600 liter aquarium, where once a month, one third of the water should be replaced. In addition, new chlorine-containing tap water enters the aquarium. The hardening of the aquarium water is tried in practice by expensive osmosis plants to prevent or by adding also expensive distilled water. We are looking for a simple, inexpensive device that permanently reduces the salt content, but also not to 0, which would be damaging.

Lösungsvorteile:Solution Benefits:

Das vorgestellte Verfahren beseitigt die genannten Probleme. Durch den Entsalzer werden sämtliche organischen (Ausscheidungsprodukte, Pflanzenreste, Bakterien) als auch anorganischen (giftige Nitrite & Nitrate, störender Kalk, Sulfite & Sulfate, Harnsäure, überdüngend wirkende sonstige z. B. eisenhaltige Salze) Wasserbestandteile konzentriert und aus dem Wasser entfernt. Das destillierte reine Wasser wird dem Aquarium sofort wieder zugeführt. Je stärker das Wasser mit Salzen belastet ist, desto effektiver arbeitet das Gerät und pegelt sich daher auf einen für Fische sehr gesunden Mittelwert ein, wie durch Messungen und Simulationsrechnungen gezeigt wird. Dadurch dass die Effizienz des Gerätes mit sinkendem Salzgehalt abnimmt, kann eine schädliche vollständige Entsalzung nicht stattfinden, sofern sie im Rückführungsmodus betrieben wird, also das Destillat sofort zurückgeführt wird. Das Gerät löst für den durchschnittlichen Aquarianer endlich ein seit jeher in der Literatur und Praxis stark diskutiertes Problem auf überaus elegante Weise. Weil der Verdampfer vollständig unter Wasser arbeiten kann, wird die zum Verdampfen notwendige Energie völlig in das System zurückgeführt. Die vorliegende Erfindung besitzt im Gegensatz zum Stand der Technik den Vorteil, daß die eingesetzte Energie zur Entsalzung exakt auf den ohnehin vorhandenen Heizbedarf angepasst werden kann. Sie kann im Gegensatz zum Stand der Technik beliebig an- und ausgeschaltet werden.The presented method eliminates the mentioned problems. The desalcifier concentrates all organic (excreta, plant residues, bacteria) as well as inorganic (toxic nitrites & nitrates, interfering lime, sulfites & sulfates, uric acid, other acting salts such as ferric salts) water components and removes them from the water. The distilled pure water is returned to the aquarium immediately. The more the water is loaded with salts, the more effective the device will be and will therefore adjust to a very healthy mean for fish, as shown by measurements and simulation calculations. The fact that the efficiency of the device decreases with decreasing salinity, a harmful complete desalination can not take place, if it is operated in the recycle mode, so the distillate is returned immediately. The device finally solves for the average aquarist a problem that has always been heavily debated in literature and practice in a very elegant way. Because the evaporator can work completely under water, the energy needed to evaporate is completely returned to the system. The present invention has in contrast to the prior art has the advantage that the energy used for desalination can be adapted exactly to the already existing heating demand. It can be arbitrarily turned on and off in contrast to the prior art.

Bei einem 600 Liter Aquarium wird typischerweise mit 300 Watt geheizt (offene Aquarien bis zu 600 Watt). Ein 300 Watt Verdampfer nach der hier vorgestellten Bauart kann pro Stunde circa 420 Gramm Wasser verdampfen und bei einer Salzkonzentration von 50 mg/Liter anfänglich ca. 21 mg Salz pro Stunde aus dem Wasser entfernen. Die Reinigungsleistung ist am Anfang am Höchsten. Mit sinkender Salzkonzentration nähert sie sich gegen 0, ohne 0 wirklich je zu erreichen. Ca. alle 41 Tage halbiert sich die Salzkonzentration, sofern kein neues salzhaltiges Wasser hinzugeführt wird.In a 600 liter aquarium is typically heated with 300 watts (open aquariums up to 600 watts). A 300 watt evaporator of the type presented here can evaporate about 420 grams of water per hour and initially remove about 21 mg of salt per hour from the water at a salt concentration of 50 mg / liter. The cleaning performance is the highest at the beginning. With sinking salt concentration, it approaches 0, without ever really reaching 0. Approximately every 41 days halves the salt concentration, unless a new salty water is added.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen:Description of exemplary embodiments:

Beispiel 1/Zeichnung 1:Example 1 / Drawing 1:

Im Ausgestaltungsbeispiel A in Zeichnung 1 besteht das unter der Wasseroberfläche betreibbare Gerät aus einem Verdampfungsraum (6) mit 2 getrennten Wegen für die Frischwasserzufuhr und dem Abgang des erzeugten Dampfes.In embodiment A in drawing 1, the device which can be operated under the water surface consists of an evaporation space ( 6 ) with 2 separate ways for the fresh water supply and the departure of the generated steam.

Der Verdampfungsraum ist mit einem Einlassventil (2) für Frischwasser versehen, welches Wasser hineinlaufen lässt (oder einsaugen lässt), aber Dampf und Schmutz/Salzlackenwasser nicht rauslässt. Vorzugsweise saugt das Gerät mit Hilfe des Einlass-Ventils nur bei Unterdruck Wasser an und hält diesen Unterdruck auch aufrecht, da das Wasser bei Unterdruck schon bei geringeren Temperaturen siedet.The evaporation chamber is equipped with an inlet valve ( 2 ) for fresh water, which allows water to run in (or let it soak in), but does not let out steam and dirt / salt lake water. Preferably, the device sucks in by means of the inlet valve only at low pressure water and keeps this negative pressure upright, since the water boils at lower temperatures even at lower temperatures.

Hinzu kommt ein Auslassventil (3) auf dem oben angeschlossenen Abgasweg, welches Wasser oder Wasser-Dampf hinauslässt in den Kühlschlauch, jedoch nicht zurücklässt in den Verdampfungsraum (6). Die Arbeitsschritte des Gerätes sehen dann so aus: Zunächst läuft das Gerät voll Wasser. Im Gerät enthaltene Luft wird zum Auslassventil (3) hinausgedrückt und im Falle eines Intervallbetriebes (zeitlich oder durch Füllstandssensoren gesteuertes An/Abschalten des Heizelementes (1)) oberhalb des Einsaugschlauches rücksangbar aufgefangen oder im Falle des kontinuierlichen Betrriebs in den Unterdruckerzeuger eingespeist. Danach wird sämtliches Wasser verdampft. Der Druck schließt das Einlassventil und der Dampf entweicht zum Auslassventil. Übrig bleibt eine salzhaltige Kruste oder eine kleinere Salzlackenmenge und eine kleine Restmenge gasförmigen Wassers. Hier gibt es nun 2 Varianten, um das Einströmen neuen Schmutzwassers in den Verdampfungsraum zu bewirken.There is also an exhaust valve ( 3 ) on the above-connected exhaust path, which water or water vapor leaves out in the cooling hose, but does not leave in the evaporation chamber ( 6 ). The steps of the device then look like this: At first the device is full of water. Air contained in the unit becomes an outlet valve ( 3 ) and in the case of an interval operation (timed or by level sensors controlled on / off of the heating element ( 1 )) collected above the suction hose zurücksangbar or fed in the event of continuous Betrriebs in the vacuum generator. Thereafter, all water is evaporated. The pressure closes the inlet valve and the steam escapes to the outlet valve. What remains is a salty crust or a small amount of salt varnish and a small residual amount of gaseous water. There are now 2 variants to to cause the inflow of new dirty water into the evaporation space.

A) Kontinuerlicher Betrieb:A) Continuous operation:

Entweder arbeitet man mit Unterdruck, indem man das Auslassventil an einen Unterdruckerzeuger anschließt oder mit erhöhtem Druck. Unterdruck kann bewirkt werden durch eine elektrische Pumpe oder ein T-Stück an der Ausströmdüse des Aquariumfilters, der bei den meisten Aquarien ohnehin zur Suaerstoffanreicherung verwendet wird. Durch den Unterdruck und geignete Wahl der Öffnungswiderstände der Ein- und Auslassventile und notfalls durch verstellbare Ein- und Auslassdurchmesser (Zwingen, Drehventile) kann im Verdampfungsraum ein kontinuierlicher Wasserstand erreicht werden. Der Öffnungsdruck des Einlassventils (2) zuzüglich des Wassersäulendrucks vor dem Einlassventil sollte vorzugsweise größer sein als der Druck, der nach der vollständigen Verdampfung herrscht und damit irgendwann eine kleine Menge Wasser wieder hineindrücken in den Verdampfungsraum. Diese trifft auf die erhitzte Kruste, verdampft und durch den entstehenden Verdampfungs-Druck schließt das Einlassventil erneut und es öffnet sich das Auslassventil. Durch geschickte Wahl der Ventil-Öffnungsdruckwerte und durch eine Regulierung der maximalen Zuflussmenge pro Zeitienheit kann ein kontinuierlicher Zufluss bei gleichzeitiger Verdampfung erreicht werden. Ein kontinuierliches System unterliegt aber generell dem Mangel, daß es schwerer anpassbar ist an den Heizbedarf des Aquariums zum Erhalt einer konstanten Wassertemperatur.Either you work with negative pressure by connecting the exhaust valve to a vacuum generator or with increased pressure. Negative pressure can be caused by an electric pump or a T-piece at the outlet nozzle of the aquarium filter, which is used in most aquariums anyway for Suaerstoffanreicherung. Due to the negative pressure and geignete choice of the opening resistance of the inlet and outlet valves and, if necessary, by adjustable inlet and outlet diameter (clamps, rotary valves), a continuous water level can be achieved in the evaporation chamber. The opening pressure of the inlet valve ( 2 ) plus the water column pressure upstream of the inlet valve should preferably be greater than the pressure prevailing after complete evaporation and thus at some point a small amount of water back into the evaporation chamber. This hits the heated crust, evaporates and the resulting evaporation pressure closes the inlet valve again and the outlet valve opens. By judicious choice of valve opening pressure values and by regulating the maximum inflow rate per unit time, a continuous inflow with simultaneous evaporation can be achieved. However, a continuous system is generally deficient in that it is more difficult to adapt to the heating needs of the aquarium to maintain a constant water temperature.

B) IntervallbetriebB) Interval operation

Hierbei wird der Verdampfungsprozess durch Abstellen des Heizers beendet. Nach einigen Sekunden kühlt der mit heissem Wasserdampf gefüllte Raum aus und durch die Volumenreduzierung des kondensierten Dampfes in Wasser ergibt sich ein schlagartiger Unterdruck. Das Auslassventil (3) springt an und verschließt sich, der Druckausgleich erfolgt durch Einströmen neuen kalten Auqarienwassers in den Verdampfungsraum. Die über der Auslassöffnung der Einströmungsleitung angebrachte Luftauffangvorrichtung (7) bewirkt, daß zunächst Luft angesaugt wird und dann Wasser. Dies stellt einen Wasserpegel im Verdampfungsraum sicher, der verhindert, daß durch Schaumbildung oder Verdampfungsdruck unverdampftes Flüssigwasser (mit Schmutz/Salz versetzt) den Verdampfungsraum verlassen kann. Dies würde einen Teil der Reinigungsleistung zu Nichte machen.Here, the evaporation process is stopped by turning off the heater. After a few seconds, the space filled with hot steam cools and the volume reduction of the condensed steam in water results in a sudden negative pressure. The outlet valve ( 3 ) starts and closes, the pressure equalization takes place by inflowing new cold Auqarienwassers in the evaporation chamber. The air collecting device (FIG. 3) mounted above the outlet opening of the inflow line (FIG. 7 ) causes first air is sucked in and then water. This ensures a level of water in the evaporation space, which prevents unvaporized liquid water (mixed with dirt / salt) from leaving the evaporation space due to foaming or evaporation pressure. This would negate part of the cleaning performance.

Der Druck baut sich über das Auslassventil ab, indem das Gas in die Kühlschläuche eintritt, wo es zu Wasser kondensiert. Die dabei freiwerdende Wärmemenge heizt das Aquarium. Die giftigen Salze bleiben im Reaktorgefäß gefangen. Dieses kann nach einigen Monaten aufgeschraubt und entnommen werden. In einem 600 Liter Aquarium befinden sich max. ca. 90 Gramm Salz bzw. Feststoff.The pressure builds up via the outlet valve as the gas enters the cooling hoses where it condenses to water. The released amount of heat heats the aquarium. The toxic salts remain trapped in the reactor vessel. This can be screwed on and removed after a few months. In a 600 liter aquarium are max. about 90 grams of salt or solid.

Beispiel 2/Zeichnung 2, Kontinuierlicher Betrieb ohne Ventile:Example 2 / Drawing 2, Continuous operation without valves:

Zeichnung 2 zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel ohne Ventile, bei dem die Einlassteuerung durch einen Schwimmer (4) im Verdampfungsraum erfolgt. Der Schwimnmer ist durch eine Öffnung durchlässig für Wasserdampf, verschließt durch seine Seite aber den Einlass, wenn der Wasserstand zu hoch wird. Durch Verdampfung sinkt der Wasserdampf irgendwann und ermöglicht den Zufluss neuen Wassers. In Zeichnung 4 ist eine vergleichbare Anordnung zu sehen, bei der das Zuflussrohr (1) am unteren Ende durch den Schwimmer (2) senkrecht und damit fester verschlossen wird. Hierbei wird das unten entstehende Wassergas zusätzlich durch ein Ableitungsrohr – welches am Schwimmer angebracht ist – nach oben geleitet. Beim Verlassen dieses Rohres wird mitgerissenes Wasser und Schaum vom Wassergas getrennt, bevor diese Mischung zum Auslassrohr entweicht, um zu verhindern, dass Salzlacke ins Aquarium zurückgeführt wird.Drawing 2 shows an embodiment example without valves, in which the intake control by a float ( 4 ) takes place in the evaporation chamber. The swimmer is permeable to water vapor through an opening, but closes the inlet through its side when the water level becomes too high. By evaporation, the water vapor eventually sinks and allows the inflow of new water. In drawing 4 a comparable arrangement can be seen, in which the inflow pipe ( 1 ) at the bottom by the float ( 2 ) is closed vertically and thus firmer. In this case, the water gas formed below is additionally directed upwards through a discharge pipe - which is attached to the float. When leaving this tube, entrained water and foam are separated from the water gas before this mixture escapes to the outlet tube to prevent salt coatings from being returned to the aquarium.

Beispiel 3/Zeichnung 3 Intervallbetrieb über einen ventillosen Ein-/AusgangExample 3 / Drawing 3 Interval operation via a valveless input / output

Anstelle zweier getrennter Zugänge für den Wasserdampf-Ausgang und dem Frischwasser-Zugang, können beide Transportwege in einem Zugang vereint werden. Hierbei entsteht im Intervallbetrieb das Problem, daß beim Abkühlen die Kontraktion durch Kondensation dazu führt, daß der Verdampfungsraum vollständig mit Frischwasser geflutet wird. Hierbei kommt die zuvor abgetrennte Salzlacke in Kontakt mit dem Frischwasserzugang und es kann Salzlacke aus dem Verdampfungsraum in das Aquarium zurückfließen. Dieses Problem wird durch das Auffangen von Luft gelöst. Während der Aufheizungs- und Verdampfungsphase treten Luft- und Wasserdampf gemeinsam aus. Während der Wasserdampf beim Kontakt mit flüssigem Wasser sofort kondensiert, lässt sich die Luft abtrennen und auffangen. Bei der Kontraktionsphase wird dann diese Luft als Erstes, also vor frischem Wasser, zurück in den Verdampfungsraum gezogen. Die Luftschicht verhindert wirkungsvoll den Austritt der Salzlacke.Instead of two separate entrances for the steam outlet and the fresh water access, both transport routes can be combined in one access. This results in the interval operation, the problem that during cooling, the contraction by condensation leads to the evaporation chamber is completely flooded with fresh water. In this case, the previously separated salt coatings comes in contact with the fresh water and salt deposits can flow back from the evaporation chamber in the aquarium. This problem is solved by catching air. During the heating and evaporation phase, air and water vapor come out together. While the water vapor immediately condenses on contact with liquid water, the air can be separated and collected. During the contraction phase, this air is first drawn back into the evaporation space, ie before fresh water. The air layer effectively prevents the escape of the salt varnish.

Beispiel 5/Zeichnung 5:Example 5 / Drawing 5:

Druckberechnungen ergeben den hohen Einfluß der Austrittshöhe auf die Drucksituation und damit auf die Bandbreite von Prozessvariablen des Verdampfungsprozesses. Bild 5 zeigt 3 Ausgestaltungsvarianten des selben Bauprinzips. Das Bild ganz rechts zeigt eine Kompakte Bauform, mit fester Austrittshöhe. Das Bild in der Mitte entkoppelt beide mit einem Verbindungsschlauch, der sehr lang sein kann und damit kann der linke Austrittsbereich je nach Bedarf sehr weit oberhalb oder unterhalb vom Verdampfungsraum rechts positioniert werden. Der aufgeschraubte Verschluss (6) kann in beiden Varianten ersetzt werden durch einen Schlauchaufsatz mit Ausgangsventil, der sogar einen Gasaustritt außerhalb des Beckens erlaubt. Damit ist nicht nur eine Variation der Höhe des Gasuastrittes möglich, sondern auch die Ableitung von Energie außerhalb des Aquariumbeckens, zum Zwecke der schnelleren (Schock-)Entsalzung.Pressure calculations yield the high influence of the discharge height on the pressure situation and thus on the range of process variables of the evaporation process. Figure 5 shows 3 design variants of the same construction principle. The picture on the far right shows a compact design, with a fixed exit height. The image in the middle uncouples both with a connecting hose, which can be very long, and thus the left exit area can be positioned very far above or below the evaporation space to the right as needed. The screwed-on closure ( 6 ) can be replaced in both variants by a hose attachment with outlet valve, which even allows a gas outlet outside the basin. Thus, not only a variation of the height of Gasuastrittes is possible, but also the dissipation of energy outside the aquarium tank, for the purpose of faster (shock) desalination.

Je nach Bauform bestehen folgende Optimierungsmöglichkeiten durch die Variation der Bauhöhen oder Höhenunterschiede von Eintritts- und Austrittsbereich: Beim ventilgesteuerten Verfahren im Intervallbetrieb: Eine ventilgesteuerte Verdampfungskammer im Intervallbetrieb benötigt möglichst hohen Gegendruck am Ausgangsventil. Also muss der Austrittsschlauch mit Luft gefüllt möglichst tief unterhalb des Verdampfungsraumes angebracht werden. Das ventilgesteuerte Verfahren im kontinuierlichem Betrieb benötigt entweder einen Unterdruck oder einer Anbringung des Gasaustritts in einer Luftsäule möglichst weit oberhalb des Austrittsbereiches, also möglichst nahe der Wasseroberfläche. Das Gerät selbst muß möglichst tief, also in der Nähe des Aquarienbodens angebracht werden. Kontinuierlicher Prozess ohne Ventile und ohne Schwimmer: Der größte nutzbare Druckbereich ergibt sich bei möglichst großer Nähe des Gasaustritts von der Wasseroberfläche und möglichst kleinem Wasserstand innerhalb des Verdampfungsraumes, sowie möglichst tiefe Anbringung der Verdampfungskammer, also am Boden des Aqariums. Eine geringe Bauhöhe kann dies sicherstellen.Depending on the type of construction, the following optimization options exist due to the variation in construction heights or height differences between the inlet and outlet areas: For valve-controlled operation in interval mode: A valve-controlled evaporation chamber in interval mode requires the highest possible back pressure at the outlet valve. So the outlet hose filled with air must be installed as deep as possible below the evaporation chamber. The valve-controlled process in continuous operation requires either a negative pressure or an attachment of the gas outlet in an air column as far as possible above the outlet area, that is as close as possible to the water surface. The device itself must be installed as deep as possible, ie near the aquarium floor. Continuous process without valves and without floats: The largest usable pressure range results at the greatest possible proximity of the gas outlet from the water surface and the smallest possible water level within the evaporation space, and as deep as possible attachment of the evaporation chamber, ie at the bottom of Aqariums. A low height can ensure this.

Der größte Nachteil einer Lösung ohne Schwimmer liegt darin, daß der Heizer fortan an bleiben muß und soviel Wasser verdampfen muß, wie nachfließt. Die Konstruktion benötigt also am Eingang einen Durchflußregulierer (Menge/Zeit), der zur Verdampfungsleistung passt oder dynamisch angepasst werden muß. Dies widerspricht der Anpassung an die vom Aquarium tatsächlich benötigte Wärmemenge und eigent sich allenfalls für eine Schock-Entsalzung außerhalb des Aquariums.The main disadvantage of a solution without float is that the heater must henceforth stay on and evaporate as much water as nachfließt. Thus, the design needs at the input a flow regulator (amount / time), which fits the evaporation performance or must be dynamically adjusted. This contradicts the adaptation to the amount of heat actually required by the aquarium and at most suitable for a shock desalination outside of the aquarium.

Kontinuierlicher + Intervall Prozess ohne Ventile mit Schwimmer: Sobald der Wasserstand eine Sollhöhe erreicht, wird der Zufluss durch einen Schwimmer geschlossen. Dadurch wird bei Unterdruck nach Abkühlung nur aus dem Gasausgang angesaugt. Wenn an derem Ausgang die zuvor herausgepresste Luftmenge aufgefangen wurde kann diese zurück in den Verdampfer gelangen und den Unterdruck ausgleichen, ohne daß zuviel Wasser hereinkommt und dadurch beim erneuten Dampfprozess Salzlacke herausgedrückt werden kann.Continuous + Interval Process without valves with float: As soon as the water level reaches a desired level, the inflow is closed by a float. This is sucked at negative pressure after cooling only from the gas outlet. If at the former exit the previously expressed amount of air has been collected, this can get back into the evaporator and compensate for the negative pressure, without too much water coming in and can be pressed out in the renewed steam process salt coatings.

Einventil-statt Schwimmer Lösung: Statt eines Schwimmers kann auch ein Einwegventil im Eingang liegen. Der Unterschied zur Zwei-Ventil-Lösung besteht dann darin, daß der Ausgangswiderstand 0 ist und daher der Eingangswiderstand kleiner sein muß, als der Druck der Wassersäule zwischen Wasseroberfläche und dem Wasserstand innerhalb des Verdampfungsraumes.One-valve instead of float Solution: Instead of a float, a one-way valve can also be located in the entrance. The difference to the two-valve solution is then that the output resistance is 0 and therefore the input resistance must be smaller than the pressure of the water column between the water surface and the water level within the evaporation chamber.

Claims

Cost-effective salt removal system for aquariums, which extracts the salt by evaporation from the water and thereby with the resulting steam wholly or partially heats the aquarium tank with an outlet for steam and an entrance for new to be evaporated aquarium water, the salt is permanently bound in the evaporation space and can be removed manually from there occasionally. The evaporation chamber and the water vapor outlet are either completely positioned within the aquarium tank, but can be connected by hoses connected separately built sections -. B. if a faster desalting is desired - completely or partially outside the aquarium, so that the additional evaporation energy does not lead to overheating of the aquarium water, but is discharged outside. The inlet water is regulated either by floats which stop the supply depending on the water level or by one-way valves which allow flow only in the direction of the evaporation space depending on the pressure difference before and after the valve and depending on the opening and closing pressure of the inlet valve Prevent the reflux of brine into the aquarium water. The water pressure on the side of the aquarium water is controlled by the installation depth (ie the height difference between the water level and the position of the inlet valve) and by the volume resistance of the inflow pipes. The water pressure on the side of the evaporation chamber is controlled by • the installation depth of the outlet valve (ie the height difference between the water level and the position of the outlet valve), • the opening pressure of the outlet valve (the pressure difference at which the outlet valve opens), • the closing pressure of the outlet valve (the Pressure difference at which the opened outlet valve closes again), • the height of the water column between the position of the inlet valve and the water level in the evaporation space, • the overpressure in the evaporation chamber as a function of the heater output and • the volume resistance of the output lines, • the filling of the output lines with either gas (water vapor, air) or water • the negative pressure at the outlet, if this z. By appropriate choice of the above process parameters and the supplied heating power, a continuous process of inflow and evaporation can be achieved. However, it is also possible to operate a discontinuous process which, by periodically switching off the heating power at intervals, causes the evaporation gases to cool down and thus a recondensation of the water vapor in the evaporation space. The resulting 1700-fold volume reduction causes a back suction of water through the outlet line and thus a refill of the evaporation chamber with new aquarium water. So that no brine can escape through the outlet lines in the following evaporation phase, the water level in the evaporation chamber is limited by the sucked back in the system before the air from a collecting device of the output line (air trap) is sucked back first. For this purpose, there is a collecting volume (air trap) connected to the outlet line, which only stores air in the required amount, but allows excess air to escape laterally. The subsequent water vapor condenses at the air / water boundary, which is as large as possible in order to suppress noise. The air trap is in the simplest case of a downwardly open underwater funnel, which is connected at the upper end to the output line.

A device as in protection claim 1, are combined in the output and input line in a line without valves or floats and can be adjusted by intermittent operation by switching on and off the heating power with correspondingly long breaks to the heating requirements of the aquarium. In the evaporation phase, water gas is discharged through the line. In the condensation phase, which begins after switching off the heating power, first air is sucked out of the air trap and then water from the aquarium, before the heating process and thus a new evaporation phase begins.

A device as in claim 1, wherein both the inlet and the outlet are each permeable with a check valve in one direction and which is operated in the interval mode and in which the backpressure upstream of the outlet valve is as high as possible, which is achieved by an air-filled outlet line which is placed as low as possible below the evaporation space.

A device as in protection claim 1, wherein both the inlet and the outlet are each permeable only with a check valve in one direction and which is operated continuously and in which the back pressure before the outlet valve is as low as possible, either by connection to a negative pressure generating apparatus (eg air nozzle filter pump) or an attachment of the gas outlet in an air column as far above the outlet area, ie as close to the water surface. The device itself and its inlet valve is as deep as possible, so positioned near the aquarium floor.

A device as in protection claim 1, in which both the inlet and the outlet without valves and without float closure is operated continuously and its operation is optimized pressure that the outlet as high as possible, so just below the water surface is mounted and within the evaporation chamber lowest possible water level z. B. is achieved by a flat design, and the device and its inlet are mounted as deep as possible in the water. To control the flow rate at the inlet, a flow rate regulator is adjusted to match the evaporation rate.

A device as in protection claim 1, wherein both the inlet and the outlet without valves, the inlet but is closed by a float from a certain level in the evaporation chamber. This is sucked in the case of the interval operation (switching off the heating power) at negative pressure after cooling mainly from the gas outlet. With an air trap attached there, the previously expressed amount of air is collected and fed back into the evaporator and the negative pressure balanced without too much water enters the evaporation space and thereby salt coatings can be pushed out during the renewed steam process. In continuous operation - but depending on their duration during the evaporation phase in the interval operation - the float opens when it falls below a certain level and lets in some new water, which on the one hand again increases the level and thus stops by the float the further inflow and the other Depending on the overpressure situation can also cause a condensation effect.

A device as in claim 1, wherein the outlet is provided without valve, the inlet with one-way valve. The closing pressure of the one-way valve must be lower than the water pressure from the difference between the water level in the aquarium and the water level in the evaporator.