DE3011574C2 - Water distiller - Google Patents

Water distiller

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DE3011574C2 DE19803011574 DE3011574A DE3011574C2 DE 3011574 C2 DE3011574 C2 DE 3011574C2 DE 19803011574 DE19803011574 DE 19803011574 DE 3011574 A DE3011574 A DE 3011574A DE 3011574 C2 DE3011574 C2 DE 3011574C2
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Rolf Dipl.-Chem. Dr. 6454 Bruchköbel Brüning
Jürgen 6457 Maintal Roth
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Bruening Rolf Dipl-Chem Drrernat 6454 Bruc
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserdestilliergerät zur Gewinnung von Wasser höchster Reinheit, wie es in der Medizin, der Biologie und auch in Chemie und Physik verwendet wird.The invention relates to a water distillation device for obtaining water of the highest purity, such as it is used in medicine, biology and also in chemistry and physics.

Die Aufgabe der Herstellung von reinem Wasser ist schon sehr alt. Sie reicht zurück bis ins 19. Jahrhundert.The task of producing pure water is very old. It goes back to the 19th century.

So ist aus der US-PS 5 24 887 ein Verfahren zur Herstellung von reinem Wasser bekannt, bei dem der erzeugte Wasserdampf mit Luft vermischt zunächst überhitzt und danach zur Gewinnung des gewünschten reinen Wassers kondensiert wird.For example, from US Pat. No. 5,24,887 a process for the production of pure water is known in which the generated water vapor mixed with air first superheated and then to obtain the desired pure water is condensed.

Dieses bekannte Prinzip des Überhitzens des WasserdamDfes vor der Kondensation wurde auch beiThis well-known principle of overheating the water vapor before condensation was also used in der aus der Zeitschrift »Science«, VoI. 180, Nr. 4081, 6. April 1973, Seite 17 bekannten, aus Glas mit hohem SiO2-Gehalt bestehenden Wasserdestilliervorrichtung beibehalten. Das Wasser wird über einen Zufuhrstutzen dem zu erhitzenden Wasserbehälter zugeführt Der im Wasserbehälter erzeugte Wasserdampf, der mit Sauerstoff behandelt ist wird an einem in einer vertikalen Kolonne angeordneten, glühenden Platindraht vorbeigeleitet ehe er in einem Kondensator abgekühlt und alsthe one from the journal "Science", VoI. 180, No. 4081, April 6, 1973, page 17 known, made of glass with high SiO 2 content retained water distillation device. The water is fed to the water tank to be heated via a feed nozzle. The water vapor generated in the water tank, which is treated with oxygen, is passed past a glowing platinum wire arranged in a vertical column before it is cooled in a condenser and used as a

ίο gereinigtes Wasser gesammelt wird.ίο purified water is collected.

In der Veröffentlichung »Analytical Chemistry«, VoL 45, Nr. 8, Juli 1973, Seite 1332 wird schließlich eine Oberhitzung des Wasserdampf-Sauerstoff-Gemisches auf 750 bis 8000C in einer vertikalen Kolonne ausIn the publication "Analytical Chemistry", VoL 45, No. 8, July 1973, page 1332, the steam-oxygen mixture is finally overheated to 750 to 800 ° C. in a vertical column Quarzglas, die von einem auf 900 bis 10000C aufgeheizten Ofen umgeben ist und ein Pt/Rh-Netz enthält durchgeführt, wodurch eine Pyrolyse von organischen Verunreinigungen erzielt wird. Im der Überhitzungsstufe nachgeschalteten Kondensator wirdQuartz glass, which is surrounded by a furnace heated to 900 to 1000 0 C and contains a Pt / Rh network, carried out, as a result of which pyrolysis of organic impurities is achieved. In the condenser connected downstream of the overheating stage der überhitzte Dampf abgekühlt und man gewinnt ultrareines Wasser, das für Oberflächen- und elektrochemische Arbeiten verwendet wird.the superheated steam is cooled and one wins ultra pure water used for surface and electrochemical work.

All den bekannten, vorerwähnten Wasserdestilliergeräten mit Überhitzungsstufe zwischen WasserbehälterAll the known, aforementioned water stills with superheating between the water tank und Kühler ist gemeinsam, daß sie einer, voluminösen Aufbau besitzen und für die Überhitzungsstufe eine separate Heizvorrichtung erfordern.and coolers have in common that they have a bulky structure and one for the overheating stage require separate heater.

Schließlich sind aus der GB-PS 11 58 696 Wasserdestillierapparate aus Quarzglas mit einer Blase für das zuFinally, from GB-PS 11 58 696 water stills made of quartz glass with a bubble for the too destillierende Wasser und einem Kondensator bekannt,distilling water and a condenser known bei denen ein Tauchheizkörper in das zu destillierendewhere an immersion heater is in the one to be distilled

Wasser hineinragt Der Tauchheizkörper enthält inWater protrudes The immersion heater contains in

einer Quarzhülle einen elektrischen Heizleiter.a quartz sheath an electrical heating conductor.

Bekannt ist außerdem aus dem DE-Gm 79 06 417 einIt is also known from DE-Gm 79 06 417 a

Destilliergerät aus Quarzglas mit einer waagerecht angeordneten Blase, die die zu destillierende Flüssigkeit aufnimmt In die Blase hinein ragt ein Infrarotstrahler mit Außenhüllrohr aus Quarzglas. Er rst oberhalb der zu destillierenden Flüssigkeit angeordnet Dieses DestilDistillation device made of quartz glass with a horizontally arranged bubble that holds the liquid to be distilled absorbs An infrared heater with an outer jacket tube made of quartz glass protrudes into the bladder. He rst above the too distilling liquid arranged this distil liergerät weist ferner einen schräg zum Boden der Blase geneigten Kühlfinger auf, von dem das Destillat in einen Abfuhrstutzen abtropft Die zu destillierende Flüssigkeit wird über einen Zuflußstutzen seitlich an der Blase angeordnet zugeführt Die Achse des Zuflußstutzens istliergerät also has an oblique to the bottom of the bladder inclined cold finger, from which the distillate drips into a discharge nozzle. The liquid to be distilled is fed in via an inflow connector on the side of the bladder. The axis of the inflow connector is zum Blasenboden geneigt Der Abflußstutzen für das Destillat weist einen Hüllkörper auf, der auf seiner inneren Seite als Schliff ausgebildet ist.inclined towards the bottom of the bladder inner side is designed as a ground joint.

Einen hierzu ähnlichen Aufbau, jedoch mit außen liegenden Infrarotstrahlern, weist eine DestilliervorrichA distillation device has a structure similar to this, but with infrared radiators on the outside tung auf, die in der FR-PS 11 98 154 beschrieben ist. In den aus den beiden letztgenannten Literaturstellen bekannten Vorrichtungen kann eine zur Zerstörung organischer Verbindungen ausreichende Überhitzung des Wascerdampfes nicht vorausgesetzt werden, so daßdevice, which is described in FR-PS 11 98 154. In the devices known from the two last-mentioned references, one can destroy organic compounds sufficient overheating of the steam are not required, so that mit diese Vorrichtungen destilliertes Wasser noch mit Spuren wasserdampfflüchtiger organischer Verbindungen verunreinigt sein kann.Water distilled with these devices can still be contaminated with traces of organic compounds that are volatile in steam.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein aus Quarzglas bestehendes Wasserdestilliergerät mit Überhitzungsstu=The object of the invention is to provide a water distillation device made of quartz glass with an overheating stage fe zur Herstellung von hochreinem Wasser zu schaffen, das möglichst kompakt und in energiesparender Weise ausgebildet ist.fe to produce high-purity water that is as compact as possible and in an energy-saving manner is trained.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Wasserdestilliergerät aus Quarzglas mit einer länglich ausgebildetenThis problem is solved by a water distillation device made of quartz glass with an elongated shape Blase (1) für das zu destillierende Wasser, einem Wasserzufuhrstutzen (5), einer elektrischen Heizvorrichtung zum Verdampfen des Wassers in Form mindestens eines mit einem Quarzglashüllrohr (7)Bladder (1) for the water to be distilled, a water supply nozzle (5), an electric heating device for evaporating the water in the form at least one with a quartz glass cladding tube (7)

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versehenen Infrarotstrahlers (2), der sich oberhalb einer Wasser-Niveauregelanordnung (6) erstreckt, einem Kondensator zur Gewinnung von gereinigtem Wasser und mit einem die Blasenwand durchsetzendem Kondensatorabfließstutzen (15), dadurch gekennzeichnet, daß eine Überhitzungskolonne vorhanden ist, die einerseits mit dem Dampfraum und andererseits mit dem Kondensator verbunden ist und die als eine zum Blaseninneren offene Quarzglashülle (8) ausgebildet ist und den oder tlie Infrarotstrahler (2) mit Hüllrohr (7) ι ο unter Freilassung eines Ringraumes umschließt, wobei das andere Ende der Quarzglashülle (8) in ein im oberhalb der Wasser-Niveauregelanordnung (6) befindliches, schräg zum Blasenboden geneigtes Quarzglaskondensatorrohr (11) mündet, in dessen Innern mit Spiel ein Kühler (12) aus Quarzglas angeordnet und das mit dem Kondensatabfließstutzen (IS) verbunden ist und an dem dem Abfließstutzen entgegengesetzten Ende eine Entlüftungsöffnung (18) aufweistprovided infrared radiator (2), which extends above a water level control arrangement (6), a Condenser for obtaining purified water and with a condenser that penetrates the bladder wall Condenser discharge nozzle (15), characterized in that there is a superheating column which is connected on the one hand to the vapor space and on the other hand to the condenser and as a for Inner bubble open quartz glass envelope (8) is formed and the or tlie infrared radiator (2) with cladding tube (7) ι ο enclosing an annular space leaving the other end of the quartz glass envelope (8) in an im Quartz glass condenser tube located above the water level control arrangement (6) and inclined at an angle to the base of the bubble (11) opens, in the interior of which a cooler (12) made of quartz glass is arranged with play and that with the condensate drainage port (IS) is connected and at the end opposite the drainage port a Has ventilation opening (18)

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemä-Ben Destilliergerätes ergeben sich aus den Unteransprüchen 2—6.Further advantageous features of the invention-Ben Distillation device emerge from the subclaims 2-6.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Wasserdestilliergerätes ergibt ein in außerordentlich gedrängter Bauweise ausgebildetes Wasserdestilliergerät, das außerordentlich raumsparend ausgebildet ist und daher zu seiner Aufstellung keine besonderen Stützkonstruktionen oder dergleichen erfordert Die Ausbildung der Überhitzungsstufe in Form einer den als Oberflächenheizer wirkenden Infrarotstrahler mit Ringraum umschließender Quarzglashülle hat darüber hinaus den Vorteil, daß nur eine einzige Heizvorrichtung erforderlich ist, die eine Doppelfunktion erfüllt nämlich einerseits die Oberflächenverdampfung des zu destillierenden Wassers und andererseits die Überhitzung des Wasserdampfes. Nur durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, das Wasserdestilliergerät in sehr kompakter Bauweise herzustellen und damit auch energiesparend zu betreiben.The inventive design of the water distillation device results in an extremely compact Design formed water distiller, which is extremely space-saving and therefore too Its installation does not require any special support structures or the like Overheating stage in the form of an infrared radiator with an annular space surrounding the surface heater Quartz glass envelope also has the advantage that only a single heating device is required is, which fulfills a double function namely on the one hand the surface evaporation of the to be distilled Water and on the other hand the overheating of the water vapor. Only by this invention Training, it is possible to produce the water still in a very compact design and thus also to operate in an energy-saving manner.

In den F i g. 1 und 2 ist schematisch ein Wasserdestilliergerät nach der Erfindung dargestellt.In the F i g. 1 and 2 is schematically a water still shown according to the invention.

F i g. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Wasserdestilliergerät,F i g. 1 shows a vertical section through a water still according to the invention,

Fig.2 eine Aufsicht auf das Wasserdestilliergerät nach F i g. 1, teilweise aufgeschnitten.Fig. 2 is a plan view of the water distiller according to FIG. 1, partially cut open.

In die länglich ausgebildete Blase 1 ragen zwd elektrisch betriebene Infrarotstrahler 2 hinein. Sie erstrecken sich mit Abstand über dem Wasserspiegel 3 in die Blase. Das Wasser 4 wird über den Wasserzufuhrstutzen 5 in die Biase eingeführt, die außerdem mit einer Wasser-Niveauregelanordnung 6, die im Ausführungsbeispiel als siphonartiger Überlauf ausgebildet ist, versehen ist Die Infrarotstrahler 2 weisen ein Quarzglashüllrohr 7 auf. Sie sind von einer Quarzglashülle 8 unter Freilassung eines Ringraumes umschlossen. Diese Quarzglashülle 8 ist am Ende 9 zum Blaseninnern offen. Das andere Ende der Quarzglashüllen 8 mündet in ein Gabelstück 10, das mit dem Quarzglaskondensatorrohr 11 verbunden ist In dem Quarzglaskondensatorrohr 11 befindet sich der Kühler 12, der über einen Zufließstutzen 13 mit Kühlflüssigkeit versorgt wird, die über den Stutzen 14 abgeführt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist das Gabelstück mit einem Kondensatabfließstutzen 15 verbunden, der auVrhalb der Blase 1 von einem Rohrstück 16 umgeben ist, -Jessen offenes Ende innen als Schliffkörper 17 ausgebildet ist Das Kondensatorrohr weist an dem dem Kondensatabfließstutzen gegenüberliegenden Ende eine Entlüftungsöffnung 18 auf.Two electrically operated infrared radiators 2 protrude into the elongated bladder 1. she extend at a distance above the water level 3 into the bladder. The water 4 is via the water supply nozzle 5 introduced into the biase, which is also equipped with a water level control arrangement 6, which in the exemplary embodiment is designed as a siphon-like overflow, The infrared radiators 2 have a quartz glass cladding tube 7. They are made of quartz glass 8 enclosed leaving an annulus free. This quartz glass envelope 8 is at the end 9 to the bubble interior open minded. The other end of the quartz glass envelopes 8 opens into a fork piece 10 which is connected to the quartz glass condenser tube 11 is connected In the quartz glass condenser tube 11 is the cooler 12, which has a Inflow connection 13 is supplied with cooling liquid, which is discharged via connection 14. In the embodiment the fork piece is connected to a condensate drainage connection 15 which is outside the bladder 1 is surrounded by a piece of pipe 16, -Jessen open The inner end is designed as a ground joint 17. The condenser tube points to the condensate drain connection opposite end to a vent opening 18.

Durch die Infrarotstrahler 2 wird durch Oberflächenheizung Wasser 4 verdampft Der Wasserdampf tritt in das offene Ende 9 der Quarzglashülle ein und wird auf dem Weg zum Kühler 12 durch den Infrarotstrahler überhitzt Der überhitzte Wasserdampf kondensiert im Kühler 12. Das Kondensat wird über den Kondensatabfiießstutzen 15 in einem Behälter 19 gesammeltThrough the infrared heater 2, water 4 is evaporated by surface heating. The water vapor enters the open end 9 of the quartz glass envelope and is on the way to the cooler 12 by the infrared radiator Overheated The overheated water vapor condenses in the cooler 12. The condensate is drained through the condensate drainage nozzle 15 collected in a container 19

Wenn eine Sauerstoffbehandlung des Wasserdampfes gewünscht wird, so kann über ein Rohrstück 20 Sauerstoff in das Blaseninnere eingeleitet werden.If oxygen treatment of the water vapor is desired, a pipe section 20 Oxygen can be introduced into the interior of the bladder.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Wasserdestilliergerätes, bei dem Destillat und der überhitzte Wasserdampf an der gleichen Seite abgeführt bzw. zugeführt werden, hat noch den Vorteil, daß das hochreine Wasserdestillat in erhitzter Form in das Auflanggefäß 19 gelangt, wodurch die Sterilität des Destillats beibehalten bleibt.The inventive design of the water distiller, in the distillate and the overheated Water vapor are discharged or supplied on the same side, has the advantage that the high-purity water distillate reaches the collecting vessel 19 in heated form, whereby the sterility of the Remains of the distillate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Wasserdestilliergerät aus Quarzglas mit einer länglich ausgebildeten Blase (1) für das zu destillierende Wasser, einem Wasserzufuhrstutzen (5), einer elektrischen Heizvorrichtung zum Verdampfen des Wassers in Form mindestens eines mit einem Quarzglashüllrohr (7) versehenen Infrarotstrahlers (2), der sich oberhalb einer Wasser-Niveauregelanordnung (6) erstreckt, einem Kondensator zur Gewinnung von gereinigtem Wasser und mit einem die Blasenwand durchsetzendem Kondensatorabfließstutzen (15), dadurch gekennzeichnet, da3 eine Oberhitzungskolonne vorhanden ist, die einerseits mit dem Dampfraum und andererseits mit dem Kondensator verbunden ist und die als eine zum Blaseninneren offene Quarzglashülle (8) ausgebildet ist und den oder die Infrarotstrahler (2) mit Hüllrohr (7) unter Freiiissung eines Ringraumes umschließt, wobei das andere Ende der Quarzgiashüiie (8) in ein im oberhalb der Wasser-Niveauregelanordnung (6) befindliches, schräg zum Blasenboden geneigtes Quarzglaskondensatorrohr (11) mündet, in dessen Innern mit Spiel ein Kühler (12) aus Quarzglas angeordnet und das mit dem Keadensatabfließstutzen (15) verbunden ist und an dem dem Abfließstutzen entgegengesetzten Ende eine Entlüftungsöffnung (18) aufweist1. Water distiller made of quartz glass with an elongated bubble (1) for the water to be distilled, a water supply nozzle (5), a electric heating device for evaporating the water in the form of at least one with a Quartz glass cladding tube (7) provided with infrared radiator (2), which extends above a water level control arrangement (6), a condenser for Obtaining purified water and having a condenser discharge nozzle (15) penetrating the bladder wall, characterized in that that there is a superheating column which is connected on the one hand to the vapor space and on the other hand to the condenser and as a for The interior of the bubble is formed with an open quartz glass envelope (8) and the infrared radiator (s) (2) with a cladding tube (7) enclosing an annular space, wherein the other end of the quartz glass casing (8) in an in the above the water level control arrangement (6) located, inclined to the bubble bottom inclined quartz glass condenser tube (11) opens into which Inside, a cooler (12) made of quartz glass is arranged with play and which is connected to the Keadensat discharge nozzle (15) and has a vent opening (18) at the end opposite the discharge nozzle 2. Wasserdestilliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzufuhrstutzen (5) seitlich an der Blase (1) co ange rdnet ist, daß seine Achse zum Blasenboden geneigt ist2. Water still according to claim 1, characterized in that the water supply nozzle (5) on the side of the bladder (1) it is indicated that its Axis is inclined to the bladder floor 3. Wasserdestilliergerät nach rsn Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Wasser-Niveauregelanordnung (6) als siphonartiger Überlauf ausgebildet ist3. Water still according to claims 1 or 2, characterized in that the water level control arrangement (6) as a siphon-like overflow is trained 4. Wasserdestilliergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatabfließstutzen (15) außerhalb der Blase (1) von einem Rohrstück (16) umgeben ist, dessen offenes Ende innen als Schliffkörper (17) ausgebildet ist4. Water distillation device according to claims 1 to 3, characterized in that the condensate discharge nozzle (15) outside of the bladder (1) of a Pipe section (16) is surrounded, the open end of which is formed inside as a ground joint (17) 5. Wasserdestilliergerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß es mehrere Infrarotstrahler (2) mit jeweils einer als Überhitzungskolonne wirkenden Quarzglashülle (8) aufweist, die über ein Gabelstück (10) miteinander und mit dem Quarzglaskondensator (1 If 12) verbunden sind.5. Water still according to one or more of the preceding claims, characterized in that there are several infrared radiators (2) each having a quartz glass envelope (8) acting as a superheating column, which has a Fork piece (10) are connected to one another and to the quartz glass capacitor (1 If 12). 6. Wasserdestilliergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß an das Gabelstück (10) der Kondensatabfließstutzen (15) angesetzt ist.6. Water still according to claim 5, characterized in that the fork piece (10) of the Condensate drainage nozzle (15) is attached.
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