DE3242807C2

DE3242807C2 -

Info

Publication number: DE3242807C2
Application number: DE3242807A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Kusakawa; Junjiro Amagasaki Hyogo Jp Kai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1988-07-07
Also published as: DE3242807A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entsalzungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a desalination device according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Entsalzungsvorrichtung ist aus der DE-OS 24 59 935 bekannt. Gemäß diesem Stand der Technik bewegt sich das Salzwasser durch eine den Kondensationsraum durchlaufende Rohrschlange, so daß die Kondensationswärme an das die Rohrschlange durchlaufende Salzwasser abgegeben wird. Ein derartiges Kühlschlangenprinzip ist auch aus der US-PS 33 17 406 bekannt.Such a desalination device is from DE-OS 24 59 935 known. Moved according to this state of the art the salt water through a condensation space continuous coil, so that the heat of condensation to the salt water passing through the pipe coil becomes. Such a cooling coil principle is also from the US-PS 33 17 406 known.

Es wurden bereits sehr viele Entsalzungsvorrichtungen hergestellt und eine Vielzahl dieser bekannten Apparate wurden bereits kommerziell eingesetzt. Der Zweck dieser Vorrichtungen besteht darin, eine maximale Menge an Trinkwasser mit einem minimalen Aufwand an Energie zu erzeugen. Die Entsalzung wird herkömmlicherweise entweder dadurch bewirkt, daß ein temperaturabhängiger Phasenwechsel ausgenutzt wird, wie das Verdampfen oder Gefrieren oder die Anwendung von Druck, wie bei der Umkehrosmose. Die früheren Verfahren involvierten das Freiwerden der latenten Wärme und insbesondere einer latenten Verdampfungswärme im Bereich von 2260 J/g Wasser, welche wiedergewonnen werden mußte, um den Wärmeausnutzungswirkungsgrad des Entsalzungsvorganges zu erhöhen. Der Phasenwechsel tritt bei einer festen Temperatur für einen konstanten Druck auf, so daß die Wiedergewinnung der latenten Wärme stets von einem Druckwechsel begleitet sein mußte.Many desalination devices have already been manufactured and a large number of these known devices have already become commercial used. The purpose of these devices is in having a maximum amount of drinking water with a minimum Generate effort in energy. Desalination is becoming conventional either by causing a temperature dependent Phase change is exploited, such as evaporation or freezing or the application of pressure, like reverse osmosis. The earlier procedures involved the release of the latent Heat and in particular latent heat of vaporization in the Range of 2260 J / g water, which are recovered had to increase the heat recovery efficiency of the desalination process to increase. The phase change occurs at one fixed temperature for a constant pressure, so that the recovery of the latent heat must always be accompanied by a change in pressure.

Salzwasser kann ebenso durch ein mehrstufiges Spülen entsalzt werden, wobei die Temperatur und der Druck des zu verdampfenden Salzwassers durch Erwärmen erhöht werden. Der Druck wird dann auf atmosphärischen Druck reduziert, so daß das Salzwasser verdampft und dann der Wasserdampf kondensiert. Da dieses Verfahren einen Teil der latenten Wärme der Verdampfung im Wasserdampf wiedergewinnt, war dieses Verfahren höchst wirksam hinsichtlich der Wärmeausnutzung und wurde in sehr weitem Umfang benutzt. Dieses Verfahren hat jedoch einen ernsthaften Nachteil: Zum Erzielen einer wirksamen Wärmeausnutzung sollte kein Gas (wie Luft) im verdampften Salzwasser enthalten sein, da ansonsten vor dem Anheben der Temperatur und des Druckes eine Entgasung notwendig wäre. Das mehrstufige Überfließen bzw. Überströmen des Salzwassers hat diesen Nachteil, da es in einem luftdichten System unter Druck bewirkt wird.Salt water can also be desalinated by a multi-stage rinse be, the temperature and pressure of the vaporized Salt water can be increased by heating. The Pressure is then reduced to atmospheric pressure so that the salt water evaporates and then the water vapor condenses. Because this process is part of the latent heat of evaporation Recovered in water vapor, this process was extremely effective in terms of heat utilization and has been in a lot widely used. However, this procedure has a serious one Disadvantage: To achieve effective heat utilization should not contain gas (like air) in the evaporated salt water be otherwise because before raising the temperature and the Pressure a degassing would be necessary. The multi-stage overflow or overflowing the salt water has this disadvantage, because it is done under pressure in an airtight system.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Entsalzungsvorrichtung zu schaffen, die mit einem besonders guten Wärmeausnutzungswirkungsgrad arbeitet.It is an object of the invention to provide an improved desalination device to create that with a particularly good one Heat efficiency works.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst. This task is due to the characteristics of claim 1 or 2 solved.

Bei der Entsalzungsvorrichtung der Erfindung sind der Kondensations- und der Verdampfungstank durch ein Rohr an der Oberseite derselben miteinander verbunden. Die Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Erwärmen des Salzwassers, welches vom Kondensationstank zum Verdampfungstank überführt wird. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Befördern des im Verdampfungstank enthaltenen Trägergases zum Kondensationstank vorgesehen, welches Trägergas unter dem Wasserdampfsättigungsdruck steht. Außerdem ist eine Einrichtung im Kondensationstank vorgesehen, mit der das Trägergas (bei Sättigungsdruck) gekühlt wird. Durch Verwendung dieser Konfiguration werden die zuvor beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Vorrichtungen, d. h. das Erfordernis der Entgasung des Salzwassers und die sehr niedrige Wärmeausnutzung bei atmosphärischem Druck infolge des Fehlens der Wiedergewinnung der latenten Wärme der Verdampfung, eliminiert.In the desalination device of the invention the condensation and evaporation tank through a pipe joined together at the top of the same. The device comprises a device for heating the salt water, which from the condensation tank to the evaporation tank is transferred. There is also a transport facility of the carrier gas contained in the evaporation tank to the condensation tank provided which carrier gas under the water vapor saturation pressure stands. There is also a facility provided in the condensation tank with which the carrier gas (at Saturation pressure) is cooled. By using this configuration the disadvantages of the conventional described above Devices, i. H. the need for degassing of salt water and the very low heat utilization atmospheric pressure due to the lack of recovery the latent heat of evaporation.

Der Verdampfungstank der Vorrichtung der Erfindung hat eine Temperaturverteilung so, daß das Salzwasser heißer wird, wenn es sich nach oben bewegt (ein Phänomen ganz im Gegensatz zu dem, welches üblicherweise in einer Destillationssäule stattfindet), so daß der Sättigungsdruck des Wasserdampfes mit der Temperatur zunimmt. Außerdem sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Trägergas mit einer sehr hohen absoluten Feuchtigkeit vor. Das resultierende Trägergas wird sodann in den Kondensationstank überführt, wo es einem Wärmeaustausch mit dem Salzwasser unterworfen ist, wobei die latente Kondensationswärme durch ein Kondensationsrohr im Tank freigegeben wird, bis das Wasser aus dem Trägergas kondensiert ist. Daher ist die Vorrichtung der Erfindung dahingehend vorteilhaft, daß sie die latente Wärme des Wasserdampfes mit hohem Wirkungsgrad wiedergewinnen und ausnutzen kann, um ein begleitendes, bemerkenswertes Anwachsen des Gesamtwärmeausnutzungswirkungsgrades zu erzielen. The evaporation tank of the device of the invention has a temperature distribution so that the salt water gets hotter when it moves up (a phenomenon in contrast to what is usually in a Distillation column takes place) so that the saturation pressure of water vapor increases with temperature. Also sees the device according to the invention a carrier gas with a very high absolute moisture. The resulting carrier gas becomes then transferred to the condensation tank where there is a heat exchange is subjected to the salt water, the latent heat of condensation through a condensation tube in the The tank is released until the water from the carrier gas condenses is. Therefore, the device of the invention is in this regard advantageous that it has the latent heat of water vapor can recover and exploit with high efficiency, an accompanying, remarkable increase in overall heat efficiency to achieve.

Bei der Entsalzungsvorrichtung der Erfindung können der Kondensationstank und der Verdampfungstank durch ein einzelnes Rohr an ihrer Oberseite so miteinander verbunden sein, daß das Salzwasser vom Kondensationstank in den Verdampfungstank überströmt. Das Trägergas mit dem Sättigungsdruck des Wasserdampfes wird durch das Kondensationsrohr in den Kondensationstank überführt. Um jedoch das Einfangen des Salzwassers im Trägergas zu verhindern, sind vorzugsweise zwei Tanks an ihrer Oberseite durch zwei Rohre miteinander verbunden, wobei ein Rohr eine Passage für das Überströmen des Salzwassers vom Kondensationstank zum Verdampfungstank bildet und das andere Rohr zum Vorsehen einer Passage für das Überführen des Trägergases durch das Kondensationsrohr in den Kondensationstank bestimmt ist. (Dabei ist das Trägergas gemeint, welches im Verdampfungstank erzeugt worden ist und Wasserdampf enthält.)In the desalination device of the invention the condensation tank and the evaporation tank through a single tube connected to each other at the top be that the salt water from the condensation tank in the Evaporation tank overflows. The carrier gas with the saturation pressure of water vapor is through the condensation tube transferred to the condensation tank. But to catch the salt water To prevent in the carrier gas, two tanks are preferably on their top connected by two pipes, whereby a pipe a passage for overflowing the salt water from the condensation tank to the evaporation tank and that other tube to provide a passage for the transfer of the carrier gas through the condensation pipe into the condensation tank is determined. (The carrier gas is meant which has been generated in the evaporation tank and water vapor contains.)

Bei der Vorrichtung der Erfindung kann das vom Kondensationstank zum Verdampfungstank überführte Salzwasser durch eine Wärmequelle erwärmt werden, wie beispielsweise ein Sonnenkollektor, eine elektrische Heizung oder ein Boiler, welcher den Wärmeverlust infolge der Wärmeabstrahlung vom Apparat wieder ausgleicht. Die Wärmequelle kann beispielsweise an der Oberseite des Kondensations- oder Verdampfungstanks angebracht sein. Für ein leichtes Erwärmen des Salzwassers befindet sich jedoch die Wärmequelle vorzugsweise innerhalb des Rohres, welches die beiden Tanks miteinander verbindet (oder im ersten Rohr zum Einführen des Salzwassers, wenn die Tanks durch zwei Rohre miteinander verbunden sind). Das im Verdampfungstank erhaltene Trägergas, welches den Sättigungsdruck des Wasserdampfes hat, kann durch ein Gebläse zum Kondensationstank überführt werden, welches das Überführen des Trägergases von der Oberseite des Verdampfungstankes in das Kondensationsrohr (welches später noch zu beschreiben ist) unterstützt. Nach dem Freimachen des Wasserdampfes im Kondensationsrohr wird das Trägergas vom Boden des Kondensationstankes zu dem des Verdampfungstankes über ein Trägergasrückgewinnungsrohr wiedergewonnen. Das genannte Gebläse zum Überführen des Trägergases ist mit dem Rohr zwischen dem Kondensations- und dem Verdampfungstank verbunden (oder mit dem zweiten Rohr zum Transportieren des Trägergases, wenn die Tanks durch zwei Rohre miteinander verbunden sind) und dem Kondensationsrohr im Kondensationstank, so daß das Trägergas von der Oberseite des Verdampfungstanks zum Boden des Verdampfungstankes über das Kondensationsrohr und das Trägergasrückgewinnungsrohr wiedergewonnen wird. Alternativ kann das Gebläse innerhalb des Trägergas-Rückgewinnungsrohres eingebaut sein, um dieselbe Aufgabe zu lösen. Das Trägergas mit dem genannten Sättigungsdruck, welches vom Verdampfungstank überführt wird, wird abgekühlt, wenn es innerhalb des Kondensationsrohres im Kondensationstank fließt. Als Resultat des Temperaturabfalls kondensiert der Wasserdampf des Trägergases, um an den Innenwänden des Kondensationsrohres einen Taupunkt des Frischwassers zu bilden. Zur gleichen Zeit wird die sensible Wärme und latente Wärme des Wasserdampfes an das Salzwasser im Kondensationstank abgegeben, um dessen Temperatur bei seiner Bewegung entlang des Verdampfungstankes zu erwärmen. In diesem Fall können Sätze von Kondensations- und Verdampfungstanks angeordnet werden, um den Wärmeverlust infolge der Wärmeabstrahlung des Apparates zu reduzieren, was für den Zweck der vorliegenden Erfindung von besonderem Vorteil ist.In the device of the invention this can be done from the condensation tank salt water transferred to the evaporation tank a heat source is heated, such as a solar panel, an electric heater or a boiler, which heat loss due to heat radiation from the apparatus compensates again. The heat source can for example at the top of the condensation or evaporation tank to be appropriate. Located for easy warming up of the salt water however, the heat source is preferably within of the pipe connecting the two tanks (or in the first pipe to introduce the salt water when the tanks are connected by two pipes). That in the evaporation tank obtained carrier gas, which is the saturation pressure of the water vapor can be passed to the condensation tank by a blower be transferred, which is the transfer of the carrier gas from the top of the evaporation tank into that Condensation pipe (which will be described later) supported. After releasing the water vapor in the condensation tube becomes the carrier gas from the bottom of the condensation tank to that of the evaporation tank via a carrier gas recovery pipe recovered. The named blower to transfer the carrier gas is with the pipe between connected to the condensation and evaporation tanks (or with the second pipe for transporting the carrier gas, if the tanks are connected by two pipes) and the condensation pipe in the condensation tank, so that Carrier gas from the top of the evaporation tank to the bottom the evaporation tank over the condensation pipe and that Carrier gas recovery pipe is recovered. Alternatively the blower inside the carrier gas recovery pipe be built in to accomplish the same task. The carrier gas with the mentioned saturation pressure, which from the evaporation tank transferred is cooled if it is within the Condensation pipe flows in the condensation tank. As result of the drop in temperature the water vapor of the Carrier gas to on the inner walls of the condensation tube to form a dew point of the fresh water. At the same Time becomes the sensitive heat and latent heat of water vapor to the salt water in the condensation tank in order to its temperature as it moves along the evaporation tank to warm up. In this case, sets of condensation and evaporation tanks are arranged to reduce heat loss due to the heat radiation from the apparatus, which is particularly useful for the purpose of the present invention Advantage is.

Bei der Vorrichtung der Erfindung wird ein Tank als Kondensationstank verwendet, in dem sich ein Kondensationsrohr befindet, welches mit Wärmeabstrahlplatten versehen ist, um einen gleichmäßigen Wärmeübergang zu erzielen. Als Verdampfungstank wird ein Tank mit einer solchen Gestalt verwendet, wie sie einer herkömmlichen Füllkörperkolonne (Säule) oder Destillationskolonne (Säule) entspricht. In the device of the invention, a tank is used as Condensation tank used in which there is a condensation tube which is provided with heat radiation plates, to achieve an even heat transfer. As an evaporation tank a tank with such a shape is used, like a conventional packed column or distillation column (column).

Der Boden des Kondensationsrohres innerhalb des Kondensationsrohres im Kondensationstank ist mit dem Boden des Verdampfungstanks durch ein Rohr verbunden, durch welches das Trägergas in den Verdampfungstank wiedergewonnen wird.The bottom of the condensation tube inside the condensation tube is in the condensation tank with the bottom of the evaporation tank connected by a pipe through which the Carrier gas is recovered in the evaporation tank.

Bei der Entsalzungsvorrichtung der Erfindung mit der zuvor beschriebenen Gestalt wird das im Verdampfungstank erhaltene Trägergas, welches den Sättigungsdruck des Wasserdampfes hat, durch das Gebläse so beeinflußt, daß es von der Oberseite des Verdampfungstankes zu der Oberseite des Kondensationsrohres des Kondensationstanks durch das diese verbindende Rohr überführt wird (oder das Rohr zum Überführen des Trägergases, wenn die beiden Tanks durch zwei Rohre miteinander verbunden sind). Wenn das Trägergas so das Kondensationsrohr hinuntergedrückt wird, wird es unter Abgabe des Wasserdampfes abgekühlt. Nach dem Freiwerden des Wasserdampfes wird das Trägergas vom Boden des Kondensationstankes zum Boden des Verdampfungstankes überführt, was über das Trägergas- Rückgewinnungsrohr erfolgt. Im Verdampfungstank wird das Trägergas mit Wasserdampf resaturiert und als ein Gas mit dem Sättigungsdruck des Wasserdampfes zum Kondensationsrohr rückgeführt.In the desalination device of the invention with the The shape described above will be in the evaporation tank obtained carrier gas, which is the saturation pressure of the water vapor has been influenced by the blower so that it from the Top of the evaporation tank to the top of the condensation tube of the condensation tank through the connecting one Pipe is transferred (or the pipe for transfer of the carrier gas when the two tanks are connected to each other by two pipes are connected). If the carrier gas so the condensation tube is pushed down, it releases water vapor cooled down. After the release of water vapor the carrier gas becomes from the bottom of the condensation tank to the bottom of the evaporation tank, which is transferred via the carrier gas Recovery pipe is done. In the evaporation tank it will Carrier gas resatured with water vapor and as a gas with the saturation pressure of the water vapor to the condensation pipe returned.

Die Vorrichtung der Erfindung kann Luft als Trägergas verwenden, so daß eine Entgasung wie beim mehrstufigen Überrieselverfahren nicht notwendig ist. Gefiltertes Meerwasser kann unmittelbar als Fördervorrat verwendet werden. Weiterhin hat die Vorrichtung der Erfindung einen sehr hohen Wärmeausnutzungswirkungsgrad, so daß ein Sonnenkollektor mit einem kleinen Aufnahmebereich als Wärmequelle verwendet werden kann, und für die industrielle Anwendung von besonderem Vorteil ist.The device of the invention can be air Use carrier gas so that degassing as with multi-stage Sprinkling is not necessary. Filtered sea water can be used immediately as a funding pool. Furthermore, the device of the invention has a very high heat efficiency, so that a solar panel with a small recording area used as a heat source can be, and for the industrial application of particular Advantage is.

Die Erfindung sieht weiterhin eine Entsalzungsvorrichtung vor, in der die im Kondensationsabschnitt erzeugte Wärme über einen Wärmeaustauscher auf den Verdampfungsabschnitt übertragen wird, um so die Wiedergewinnungsrate von Wärme und den Gesamtwirkungsgrad der Wärmeausnutzung zu erhöhen, was zu einer Reduzierung der Größe der Vorrichtung und einer Erhöhung des Entsalzungswirkungsgrades führt. Dies ist durch eine Entsalzungsvorrichtung erzielbar, die einen Kondensationsabschnitt und einen Verdampfungsabschnitt aufweist, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Der Verdampfungsabschnitt, zu dem das Salzwasser gefördert wird, ist mit einem Salzwassererwärmungsabschnitt und einem Salzwasserabgaberohr versehen. Der Kondensationsabschnitt ist mit einem Frischwasserausgang ausgerüstet. Der Verdampfungsabschnitt und der Kondensationsabschnitt sind mittels eines Rohres, durch welches ein Trägergas wiedergewonnen wird, miteinander verbunden. Die Trennwand dient als ein Medium für die Wärmeübertragung vom Kondensationsabschnitt zum Verdampfungsabschnitt.The invention further provides a desalination device in which the heat generated in the condensation section via a Transfer heat exchanger to the evaporation section so the heat recovery rate and overall efficiency to increase heat utilization, resulting in a Reduction in the size of the device and an increase in Desalination efficiency leads. This is through a desalination device achievable that a condensation section and has an evaporation section formed by a partition are separated. The evaporation section, to which the salt water is pumped is with a salt water heating section and a salt water discharge pipe Mistake. The condensation section is with a Fresh water outlet equipped. The evaporation section and the condensation section are by means of a pipe, through which a carrier gas is recovered connected. The partition serves as a medium for heat transfer from the condensation section to the evaporation section.

Die Entsalzungsvorrichtung der Erfindung ist auf der Basis einer neuen Erkenntnis entstanden, indem, wenn die im Kondensationsabschnitt erzeugte Wärme auf den Verdampfungsabschnitt übertragen wird, ein gewünscht höherer Wirkungsgrad erzielt und eine Gesamtwärmeausnutzung verbessert werden kann, indem einfach das Volumen des Trägergases, welches im System fließt, geändert wird. Die Vorrichtung kann einen höheren Entsalzungswirkungsgrad erzielen, als dies bei den herkömmlichen Vorrichtungen der Fall war. Gleichzeitig kann die Größe der Vorrichtung reduziert werden.The desalination device of the invention is based on the Basis of a new knowledge emerged by when the heat generated in the condensing section to the evaporating section is transmitted, a desired higher efficiency achieved and an overall heat utilization can be improved can by simply changing the volume of the carrier gas which is in the System flows, is changed. The device can be a higher one Desalination efficiency than the conventional Devices was the case. At the same time, the size the device can be reduced.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt The invention is described in the following description of the Drawings shown purely schematically embodiments explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein Blockdiagramm mit der Darstellung einer Ausführungsform einer Entsalzungsvorrichtung, Fig. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a desalination apparatus,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 dargestellten Entsalzungsvorrichtung, Fig. 2 is a schematic representation of the desalination apparatus shown in Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Entsalzungsvorrichtung und Fig. 3 is a schematic longitudinal section of another embodiment of the desalination device and

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt einer noch weiteren Ausführungsform der Entsalzungsvorrichtung. Fig. 4 is a schematic longitudinal section of yet another embodiment of the desalination device.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Entsalzungsvorrichtung, bei der Paare von Kondensations- und Verdampfungstanks Seite an Seite angeordnet sind. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 Kondensationstanks, das Bezugszeichen 2 Verdampfungstanks und das Bezugszeichen 3 Rohre, die die Kondensationstanks 1 und die Verdampfungstanks 2 miteinander verbinden, wobei durch die Rohre das salzhaltige Wasser geliefert wird. Ein anderer Satz von Rohren 4 verbindet die beiden Tanks und führt das Trägergas. In diesen Rohren 4 sind Gebläsepumpen 5 angeordnet. Ein Hauptrohr 6 liefert das salzhaltige Wasser, welches durch Rohre 7 zu den Kondensationstanks 1 geliefert wird. Frischwasser wird über ein Hauptrohr 8 gewonnen. Durch Rohre 9 wird das Frischwasser aus jedem Kondensationstank 1 gewonnen. Ein Trägergas-Rückführrohr 10, ein Haupt-Salzwasser-Austauschrohr 11, Rohre 12, durch die das Salzwasser von jedem Verdampfungstank 12 ausgetauscht wird und ein Heizrohr 13 (d. h. eine Heizquelle) vervollständigen das Rohrnetzwerk. Weiterhin bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen A einen Sonnenkollektor und B ein Frischwasserreservoir. Ein Salzwasserfilter C und eine Salzwasserförderpumpe P vervollständigen die Anordnung. Figure 1 is a block diagram of the desalination device in which pairs of condensation and evaporation tanks are arranged side by side. In Fig. 1, reference numeral 1 designates condensation tanks, reference numeral 2 evaporation tanks and reference numeral 3 pipes which connect the condensation tanks 1 and the evaporation tanks 2 to one another, the saline water being supplied through the pipes. Another set of pipes 4 connects the two tanks and carries the carrier gas. Blower pumps 5 are arranged in these tubes 4 . A main pipe 6 supplies the saline water, which is supplied through pipes 7 to the condensation tanks 1 . Fresh water is obtained via a main pipe 8 . The fresh water is obtained from each condensation tank 1 through pipes 9 . A carrier gas return pipe 10 , a main salt water exchange pipe 11 , pipes 12 through which the salt water from each evaporation tank 12 is exchanged and a heating pipe 13 (ie a heating source) complete the pipe network. Furthermore, in FIG. 1, reference symbol A denotes a solar collector and B a fresh water reservoir. A salt water filter C and a salt water feed pump P complete the arrangement.

Von der Pumpe P gefördertes Salzwasser strömt durch das Hauptrohr 6, wird im Filter C gefiltert und gelangt über die Rohre 7 in die Kondensationstanks 1. Das Salzwasser wird in einem nicht dargestellten Kondensationsrohr, welches sich innerhalb des Kondensationstanks 1 befindet, hochgedrückt und wird dabei an der Innenwand des Kondensationsrohres einem Wärmeaustausch mit einem Trägergas unterworfen, welches den Kondensationstanks (oder den Kondensationsrohren) von der Oberseite der Verdampfungstanks 2 mittels der Gebläsepumpen 5 zugeführt wird. Das erwärmte Salzwasser tritt nach dem Erwärmen in den Rohren 3 über das an den Sonnenkollektor A angeschlossene Heizrohr in den Verdampfungstank 2 ein. Das erwärmte Salzwasser bewegt sich in den Verdampfungstanks 2 nach unten und versetzt Wasserdampf mit dem vom Boden der Kondensationsrohre zu den Verdampfungstanks 2 über Rückführrohre 10 überführten Trägergas, wonach das Salzwasser von jedem Verdampfungstank 12 über Rohre 12 und das Hauptrohr 11 abgegeben wird.Salt water conveyed by the pump P flows through the main pipe 6 , is filtered in the filter C and reaches the condensation tanks 1 via the pipes 7 . The salt water is pushed up in a condensation tube (not shown), which is located inside the condensation tank 1 , and is subjected to a heat exchange on the inner wall of the condensation tube with a carrier gas, which the condensation tanks (or condensation tubes) from the top of the evaporation tanks 2 by means of the fan pumps 5 is supplied. After being heated in the tubes 3 , the heated salt water enters the evaporation tank 2 via the heating tube connected to the solar collector A. The heated salt water moves downward in the evaporation tanks 2 and adds water vapor with the carrier gas transferred from the bottom of the condensation tubes to the evaporation tanks 2 via return tubes 10 , after which the salt water is released from each evaporation tank 12 via tubes 12 and the main tube 11 .

Das in die Kondensationstanks 1 durch die Gebläsepumpen 5 eingeführte Trägergas wird das Kondensationsrohr hinuntergedrückt und gelangt über das Rückführrohr 10 zum Boden eines Verdampfungstanks 2 und wird dort erwärmt, um dort in ein Trägergas umgewandelt zu werden, welches aufgrund der Gas- Wasser-Gleichheit den gesättigten Wasserdampfdruck hat. Es wird über das Rohr 4 in die benachbarten Kondensationstanks 1 überführt. Das Trägergas wird dann das Kondensationsrohr hintergedrückt, wobei es seine sensible und latente Wärme auf der Rohrwand an das Salzwasser abgibt und eine Wasserdampfmenge entsprechend dem Unterschied der Temperatur des Salzwassers freigibt. Nach dem Freigeben des Wasserdampfes wird das Trägergas über die Rückführrohre 10 zum Boden des Verdampfungstanks 2 überführt. Das in den Kondensationsrohren der Kondensationstanks 1 gesammelte Frischwasser wird durch die Rohre 9 und das Hauptrohr 8 gewonnen und im Reservoir B gespeichert. The carrier gas introduced into the condensation tanks 1 by the blower pumps 5 is pressed down the condensation tube and reaches the bottom of an evaporation tank 2 via the return tube 10 and is heated there to be converted into a carrier gas which, due to the gas-water equality, is saturated Has water vapor pressure. It is transferred to the adjacent condensation tanks 1 via the pipe 4 . The carrier gas is then pushed back into the condensation tube, releasing its sensitive and latent heat on the tube wall to the salt water and releasing an amount of water vapor corresponding to the difference in the temperature of the salt water. After the water vapor has been released, the carrier gas is transferred via the return pipes 10 to the bottom of the evaporation tank 2 . The fresh water collected in the condensation pipes of the condensation tanks 1 is obtained through the pipes 9 and the main pipe 8 and stored in the reservoir B.

Es wurde ein Experiment zum Entsalzen von Meerwasser mit dem Apparat gemäß der Erfindung unter den Bedingungen durchgeführt, die in der Tabelle 1 aufgelistet sind.
Umgebungstemperatur 30°Caufgenommene Sonnenwärme 1507 kJ/h · m² Druck 1 barspezifische Wärme der Luft bei konst. Druck 293 J/mol Temperatur des Meerwassers 25°Cspezifische Wärme des Meerwassers 4,2 J/g Sonnenkollektor aufgeheizt auf 90°Clatente Wärme der Verdampfung des Wassers 1220 J/g Menge des Frischwassers 100 t/h max.Dichte des Meerwassers und des Wassers 1 g/ccAn experiment for desalination of sea water was carried out with the apparatus according to the invention under the conditions listed in Table 1.
Ambient temperature 30 ° C absorbed solar heat 1507 kJ / h · m² pressure 1 bar specific heat of the air at constant pressure 293 J / mol temperature of the sea water 25 ° C specific heat of the sea water 4.2 J / g solar collector heated up to 90 ° Clatente heat of the evaporation of the Water 1220 J / g amount of fresh water 100 t / h max. Density of sea water and water 1 g / cc

Results (1) Start up

Das Meerwasser wurde in einem Kondensationstank auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und zu einem gepaarten Verdampfungstank gebracht. Als das Meerwasser zum Boden des Verdampfungstanks zu fließen begann, wurde eine vorbestimmte Menge von Trägergas (Luft) in den Verdampfungstank gepumpt, sowie zum gepaarten Kondensationstank, und die Temperatur des Meerwassers wurde angehoben, indem das Trägergas (mit einem gesättigten Wasserdampfdruck für die Temperatur an der Oberseite des Verdampfungstanks) abgekühlt wurde. Der Betrieb wurde stetig, wenn das gesamte System (einschließlich aller Kondensations- und Verdampfungstanks) die vorbestimmte Temperatur erreichte.The sea water was placed in a condensation tank predetermined temperature and heated to a paired evaporation tank brought. When the sea water to the bottom of the Evaporation tanks began to flow became a predetermined one Amount of carrier gas (air) in the evaporation tank pumped, and to the paired condensation tank, and the temperature of the sea water was raised by the Carrier gas (with a saturated water vapor pressure for the temperature at the top of the evaporation tank) was cooled. Operation became steady when the whole System (including all condensation and evaporation tanks) reached the predetermined temperature.

(2) Continuous operating status and calculation of heat consumption

Ein System mit einem Satz von Kondensations- und Verdampfungstanks wird unter der Annahme betrachtet, daß in den Kondensationstank Meerwasser mit 25°C in einer Menge von 54 g/h eingegeben wird, und daß die Temperatur des Meerwassers an der Oberseite des Kondensationstankes nach dem Wärmeaustausch 85°C beträgt. Die Wärmemenge (Q₁), welche notwendig ist, um die Temperatur von 25°C auf 85°C anzuheben, beträgt:A system with a set of condensation and evaporation tanks is considered on the assumption that the condensation tank is charged with sea water at 25 ° C in an amount of 54 g / h and that the temperature of the sea water at the top of the condensation tank after the heat exchange Is 85 ° C. The amount of heat (Q ₁) required to raise the temperature from 25 ° C to 85 ° C is:

Q₁ = 226 (J/°C · h) × 60 (°C) = 13 565 J/h. Q ₁ = 226 (J / ° C · h) × 60 (° C) = 13 565 J / h.

Es wird angenommen, daß die Wärmemenge in Form von latenter Kondensationswärme zugeführt wird, und zwar ist dabei 5 g/h des Wassers notwendig. Wenn 6 g Wasser im Trägergas (90°C) bei gesättigtem Wasserdampfdruck enthalten sind, beträgt die Luftmenge (V _90°C) unter der Annahme, daß der Dampfdruck des Wassers bei dieser Temperatur (90°C) 526 mm Hg beträgt:It is assumed that the amount of heat is supplied in the form of latent heat of condensation, namely 5 g / h of water is necessary. If 6 g of water are contained in the carrier gas (90 ° C) at saturated water vapor pressure, the amount of air (V _{90 ° C} ) assuming that the vapor pressure of the water at this temperature (90 ° C) is 526 mm Hg:

V _90°C = 29 (scheinbares Molekulargewicht von Luft) ×(6/18)×(234/526) = 4,3 g/h. V _{90 ° C} = 29 (apparent molecular weight of air) × (6/18) × (234/526) = 4.3 g / h.

Das Volumen von 4,3 g Luft beträgt, wenn es bei 30°C (V _30°C) in den Verdampfungstank gebracht wird:The volume of 4.3 g of air when it is brought into the evaporation tank at 30 ° C (V _{30 ° C} ) is:

V _30°C = (4 · 3/29)×R (Gaskonstante)×303 = 4,3×0,082×303/29 = 3,7 l/h. V _{30 ° C} = (4 x 3/29) x R (gas constant) x 303 = 4.3 x 0.082 x 303/29 = 3.7 l / h.

Das Volumen des Trägergases beträgt, wenn es in den Kondensationstank gelangt (V _90°C):The volume of the carrier gas when it reaches the condensation tank (V _{90 ° C} ) is:

V _90°C = (10,3/21,4)×0,082×363 = 14,3 l/h, V _{90 ° C} = (10.3 / 21.4) × 0.082 × 363 = 14.3 l / h,

worin 10,3 die Summe des Wasserdampfes (6 g) und der Luft (4,3 g) und 21,4 das mittlere Molekulargewicht der Luft mit einem gesättigten Wasserdampfdruck für 90°C ist [29×(234/760)+18×(526/760)]. Die Wärmemenge (Q₂), die notwendig ist, um die Temperatur des Meerwassers von 85°C auf 90°C anzuheben, beträgt:wherein 10.3 is the sum of water vapor (6 g) and air (4.3 g) and 21.4 is the average molecular weight of air with a saturated water vapor pressure for 90 ° C [29 × (234/760) + 18 × (526/760)]. The amount of heat (Q ₂) required to raise the temperature of the sea water from 85 ° C to 90 ° C is:

Q₂ = 54×5 = 1130 J/h. Q ₂ = 54 × 5 = 1130 J / h.

Das Systemwirksamkeitsverhältnis (γ) (die Menge des Frischwassers (1 b), erzielt aus 1000 BTU des Wärmeeinganges) beträgt:The system effectiveness ratio ( γ ) (the amount of fresh water ( 1 b) , obtained from 1000 BTU of heat input) is:

γ = [(6/453)/(270/252)] × 1000 ≅ 12,2. γ = [(6/453) / (270/252)] × 1000 ≅ 12.2.

Daher müssen für das Gewinnen von 100 t von Frischwasser pro Stunde die vorgenannten Werte mit dem FaktorTherefore, to obtain 100 tons of fresh water per hour the above values with the factor

16,7×10⁶ [(100×10⁶)/6 = 16,7×10⁶]16.7 × 10⁶ [(100 × 10⁶) / 6 = 16.7 × 10⁶]

multipliziert werden, wodurch folgende Daten erzielt werden:be multiplied resulting in the following data:

gepumptes Meerwasser:5,4×16,7×10⁶ = 902 t/h Trägerluft:4,3×16,7×10⁶ = 72 t/h Volumen der Trägerluft (30°C):3,7×16,7×10⁶ = 62 000 m³/h Volumen der zum Kondensationstank (90°C) gebrachten Trägerluft:14,3×16,7×10⁶ = 239 000 m³/h Wärmeerfordernisse:270×16,7×10⁶ = 18 882 468 J/h Aufnahmebereich für den Sonnenkollektor:4 510 000/860 = 5250 m².pumped sea water: 5.4 × 16.7 × 10⁶ = 902 t / h Carrier air: 4.3 × 16.7 × 10⁶ = 72 t / h Volume of the carrier air (30 ° C): 3.7 × 16.7 × 10⁶ = 62,000 m³ / h Volume of the carrier air brought to the condensation tank (90 ° C): 14.3 × 16.7 × 10⁶ = 239,000 m³ / h Heat requirements: 270 × 16.7 × 10⁶ = 18 882 468 J / h Recording area for the solar collector: 4 510 000/860 = 5250 m².

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 1. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kondensationstank, das Bezugszeichen 2 einen Verdampfungstank und das Bezugszeichen 3 ein Rohr zum Verbinden des Kondensationstanks 1 mit dem Verdampfungstank 2, durch welches Rohr Salzwasser zugeführt wird. Mit dem Bezugszeichen 4 wird ein anderes Rohr dargestellt, welches die beiden Tanks miteinander verbindet, durch welches aber das Trägergas strömt. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Gebläsepumpe, das Bezugszeichen 7 ein Rohr zum Liefern des Salzwassers zum Kondensationstank 1, das Bezugszeichen 9 ein Rohr, durch welches Frischwasser vom Kondensationstank 1 gewonnen wird, das Bezugszeichen 10 ein Rückführrohr für das Trägergas, das Bezugszeichen 12 ein Rohr, durch welches das Salzwasser vom Verdampfungstank 2 abgegeben wird, das Bezugszeichen 13 ein Heizrohr und das Bezugszeichen 20 ein im Kondensationstank 1 angeordnetes Kondensationsrohr. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Wärmeabgabeplatte, das Bezugszeichen 22 eine im Verdampfungstank 2 befindliche Befeuchtungsplatte und das Bezugszeichen 30 eine um den Kondensationstank 1 und den Verdampfungstank 2 angebrachte Wärmeisolierung. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Gebläsepumpe 5 mit dem Rohr 4 und dem Kondensationsrohr 20 auf solche Weise verbunden, daß das Trägergas von der Oberseite des Verdampfungstankes 1 in das Kondensationsrohr 20 überführt wird (das Trägergas wird nämlich vom Boden des Kondensationsrohres 20 zum Boden des Verdampfungstankes 2 überführt, was über das Rückführrohr 10 erfolgt). Fig. 2 is a schematic representation of the embodiment according to Fig. 1. In Fig. 2, reference numeral 1 denotes a condensation tank, reference numeral 2 an evaporation tank and reference numeral 3 a pipe for connecting the condensation tank 1 to the evaporation tank 2 , through which pipe salt water is fed. The reference number 4 represents another pipe which connects the two tanks to one another, but through which the carrier gas flows. Numeral 5 denotes a blower pump, numeral 7 a pipe for supplying the salt water to the condensation tank 1 , numeral 9 a pipe through which fresh water is obtained from the condensation tank 1 , numeral 10 a return pipe for the carrier gas, numeral 12 a pipe, through which the salt water is discharged from the evaporation tank 2 , the reference numeral 13 a heating pipe and the reference numeral 20 a condensation pipe arranged in the condensation tank 1 . Reference numeral 21 denotes a heat releasing plate, the reference numeral 22 is a Befeuchtungsplatte contained in the evaporation tank 2, and reference numeral 30 a mounted to the condensation tank 1 and the evaporation tank 2 insulation. In the embodiment according to FIG. 2, the blower pump 5 is connected to the tube 4 and the condensation tube 20 in such a way that the carrier gas is transferred from the top of the evaporation tank 1 into the condensation tube 20 (the carrier gas is namely from the bottom of the condensation tube 20 to the Bottom of the evaporation tank 2 transferred, which is done via the return pipe 10 ).

Zunächst gelangt Meerwasser mit einer Temperatur von 25°C in den Kondensationstank 1, was über das Versorgungsrohr 7 erfolgt. Das Meerwasser wird durch den Kondensationstank 1 gedrückt, wo es einem Wärmeaustausch mit dem Trägergas ausgesetzt wird, welches einen gesättigten Wasserdampfdruck hat. First, sea water with a temperature of 25 ° C enters the condensation tank 1 , which is done via the supply pipe 7 . The sea water is pressed through the condensation tank 1 , where it is subjected to heat exchange with the carrier gas, which has a saturated water vapor pressure.

Dieses Trägergas strömt das Kondensationsrohr 20 hinunter (angenommen, daß das Meerwasser am obersten Teil des Kondensationsrohres 20 eine Temperatur von 85°C hat). Das den obersten Teil des Kondensationsrohres 20 erreichende Meerwasser wird durch das Heizrohr 31 in dem Meerwasserversorgungsrohr 3 auf 90°C erwärmt (angenommen, daß der Sonnenkollektor A (Hochwärmequelle) der Fig. 1 das Meerwasser auf 95°C erwärmt). Das erwärmte Meerwasser wird dann durch das Rohr 3 zum Verdampfungstank 2 geleitet, welcher denselben konstruktiven Aufbau hat wie eine gepackte Säule oder eine Destillationssäule. Das Meerwasser im Verdampfungstank 2 versetzt das Trägergas mit Wasserdampf und erhöht dessen Temperatur durch das Naßwandprinzip (welche Trägerluft durch den Verdampfungstank 2 mittels der Gebläsepumpe 2 nach oben gedrückt wird), während gleichzeitig die Temperatur des Meerwassers graduell abnimmt, wenn es sich zum Boden des Verdampfungstanks 2 bewegt. Wenn die Temperatur des Meerwassers 30°C beträgt, enthält die Trägerluft die Wasserdampfmenge, die dem gesättigten Dampf für 30°C entspricht, so daß die Temperatur des Meerwassers nicht niedriger wird als 30°C. Alles Meerwasser, welches kälter wird als 30°C, wird vom System über das Abgaberohr 12 abgegeben. Wenn in diesem Fall eine Menge an Trägerluft zum Verdampfungstank 2 gebracht wird, welche größer ist als die benötigte Menge, so tritt ein Wärmeverlust auf, da die Wärmeenergie hinsichtlich der Anhebung der Temperatur der Luft verbraucht wird. Wenn eine Menge der Trägerluft zugeführt wird, die niedriger ist als die notwendige Menge, so ist eine Wärmewiedergewinnung aus dem Kondensationstank 1 nicht ausreichend und die Gewinnungsmenge an Frischwasser nimmt ab.This carrier gas flows down the condensation tube 20 (assuming that the sea water at the uppermost part of the condensation tube 20 has a temperature of 85 ° C.). The sea water reaching the uppermost part of the condensation pipe 20 is heated by the heating pipe 31 in the sea water supply pipe 3 to 90 ° C (assuming that the solar collector A (high heat source) of Fig. 1 heats the sea water to 95 ° C). The heated sea water is then passed through the pipe 3 to the evaporation tank 2 , which has the same construction as a packed column or a distillation column. The sea water in the evaporation tank 2 are added to the carrier gas with steam and increases its temperature by the Naßwandprinzip (which carrier air by the evaporation tank 2 by means of the fan pump 2 is pressed upward) while simultaneously decreasing the temperature of the sea water gradually as it is to the bottom of the evaporation tank 2 moves. When the temperature of the sea water is 30 ° C, the carrier air contains the amount of water vapor corresponding to the saturated steam for 30 ° C so that the temperature of the sea water does not become lower than 30 ° C. All sea water, which is colder than 30 ° C, is released by the system through the delivery tube 12 . In this case, if an amount of carrier air which is larger than the required amount is brought to the evaporation tank 2 , heat loss occurs because the thermal energy is consumed in raising the temperature of the air. If an amount of the carrier air which is lower than the necessary amount is supplied, heat recovery from the condensation tank 1 is not sufficient and the recovery amount of fresh water decreases.

Die Trägerluft wird auf folgende Weise zurückgeführt. Mit dem gesättigten Wasserdampfdruck für 30°C gelangt die Trägerluft zunächst vom Boden her durch das Rückführrohr 10 in den Verdampfungstank 2. Während die Gas-Flüssigkeits-Gleichheit aufrechterhalten wird, wobei das erwärmte Meerwasser im Verdampfungstank 2 nach unten gelangt, wird die Trägerluft erwärmt und bewegt sich zur Oberseite des Verdampfungstanks. An der Oberseite des Verdampfungstanks 2 erreicht die Temperatur der Trägerluft ungefähr 90°C und hat den gesättigten Wasserdampfdruck (Sättigungsdruck) für diese Temperatur. Wenn die Trägerluft mit einem derartigen Sättigungsdruck durch die Gebläsepumpe 5 auf das Kondensationsrohr 20 hin gerichtet wird, wird an der Oberseite des Verdampfungstankes 2 ein Unterdruck erzeugt und die Verdampfung des Wasserdampfes weiterhin beschleunigt. Wenn die Trägerluft das Kondensationsrohr 20 passiert, gibt die Trägerluft mit dem beschriebenen Sättigungsdruck seine sensible Wärme an das Meerwasser ab. Als Resultat wird dessen Taupunkt herabgesetzt und der Wasserdampf kondensiert auf den Wänden des Kondensationsrohres 20 unter Abgabe von latenter Wärme. Kondensierte kleine Wassertropfen bewegen sich durch ihre Schwerkraft nach unten und sammeln sich im Frischwasserreservoir (Reservoir B in Fig. 1) durch das Gewinnungsrohr 9. Nach dem Wärmeaustausch mit dem Meerwasser hat die Trägerluft eine Temperatur von 30°C und wird wieder dem Verdampfungstank 2 durch das Rückführrohr 10 zugeführt, um den Meerwasser/Frischwasser-Umwandlungs- Trägerluft-Wiedergewinnungszyklus zu vervollständigen.The carrier air is returned in the following way. With the saturated water vapor pressure for 30 ° C., the carrier air first reaches the evaporation tank 2 from the bottom through the return pipe 10 . While maintaining gas-liquid equality with the heated sea water in the evaporation tank 2 coming down, the carrier air is heated and moves to the top of the evaporation tank. At the top of the evaporation tank 2 , the temperature of the carrier air reaches approximately 90 ° C. and has the saturated water vapor pressure (saturation pressure) for this temperature. If the carrier air is directed at such a saturation pressure by the blower pump 5 towards the condensation tube 20 , a negative pressure is generated at the top of the evaporation tank 2 and the evaporation of the water vapor is further accelerated. When the carrier air passes through the condensation tube 20 , the carrier air with the described saturation pressure releases its sensitive heat to the sea water. As a result, its dew point is lowered and the water vapor condenses on the walls of the condensation tube 20 , giving off latent heat. Condensed small water drops move downward due to their gravity and collect in the fresh water reservoir (reservoir B in FIG. 1) through the extraction pipe 9 . After the heat exchange with the sea water, the carrier air has a temperature of 30 ° C and is returned to the evaporation tank 2 through the return pipe 10 to complete the sea water / fresh water conversion carrier air recovery cycle.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist eine solche mit relativ geringen Abmessungen oder Laborabmessungen, und kann ungefähr 1 l Frischwasser pro Stunde erzeugen. Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 hat relativ große Abmessungen und eignet sich zum Herstellen von mehreren Tonnen Frischwasser pro Tag. The device according to FIG. 3 is one with relatively small dimensions or laboratory dimensions, and can produce approximately 1 liter of fresh water per hour. The device according to FIG. 4 has relatively large dimensions and is suitable for producing several tons of fresh water per day.

In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 201 einen Verdampfungsabschnitt, das Bezugszeichen 101 einen Kondensationsabschnitt und das Bezugszeichen 31 einen zusätzlichen Abschnitt zum Erwärmen des Salzwassers. Der den Verdampfungsabschnitt 201, den Kondensationsabschnitt 101 und den Meerwasser-Aufwärmabschnitt 31 aufweisende Apparat hat eine zylindrische Form, wobei die genannten Abschnitte durch Trennwände 32 und 33 abgetrennt sind, welche aus einem Material hergestellt sind, die gegenüber Salzwasser resistent sind und welches hochwärmeleitfähig ist (beispielsweise eine korrosionsbeständige Aluminiumplatte). Diese Trennwände sind mit Wärmeaustauschrippen 41 bzw. 51 versehen. Die Außenwand 34 des Apparates ist von einem wärmeisolierenden Material umgeben, welches eine Wärmeisolierung gegenüber der Außenatmosphäre vorsieht.In Fig. 3, reference numeral 201 denotes an evaporation section, reference numeral 101 denotes a condensation section, and reference numeral 31 denotes an additional section for heating the salt water. The apparatus comprising the evaporation section 201 , the condensation section 101 and the sea water heating section 31 has a cylindrical shape, said sections being separated by partitions 32 and 33 which are made of a material which is resistant to salt water and which is highly thermally conductive ( for example a corrosion-resistant aluminum plate). These partitions are provided with heat exchange fins 41 and 51 , respectively. The outer wall 34 of the apparatus is surrounded by a heat-insulating material which provides heat insulation from the outside atmosphere.

Das zugeführte Salzwasser gelangt zunächst durch einen nicht dargestellten Filter, um suspendierte Feststoffpartikel zu entfernen und wird dann mittels einer Pumpe 35 in den Aufwärmabschnitt 31 gebracht. Die in dem Kondensationsabschnitt 101 freigewordene Wärme wird durch die Trennwand 33 in den Aufwärmeabschnitt 31 und zu den Rippen 51 überführt, die an der Trennwand angebracht sind, und wird dazu verwendet, das Salzwasser zu erwärmen. Das erwärmte Salzwasser tritt aus dem oberen Bereich des Aufwärmabschnittes 31 heraus und gelangt in den Salzwasser-Erwärmungsabschnitt 36, wo eine Erwärmung auf die vorbestimmte Temperatur erfolgt, bevor ein Überführen zum Verdampfungsabschnitt 201 erfolgt.The salt water supplied first passes through a filter (not shown) in order to remove suspended solid particles and is then brought into the heating section 31 by means of a pump 35 . The heat released in the condensing section 101 is transferred through the partition wall 33 into the heating section 31 and to the fins 51 attached to the partition wall, and is used to heat the salt water. The heated salt water comes out of the upper portion of the heating section 31 and enters the salt water heating section 36 , where it is heated to the predetermined temperature before being transferred to the evaporation section 201 .

Im Verdampfungsabschnitt 201 gelangt das Salzwasser mit dem aufsteigenden Trägergas in Berührung, welches den Wasserdampf und die Wärmeenergie wegträgt. Die Salzwasserbefeuchtungstrennwand 32 und die daran befestigten Rippen 41 bilden einen Film aus Salzwasser auf deren Oberflächen, von denen es abtropft. Das Salzwasser, welches den Boden des Verdampfungsabschnittes 201 erreicht hat, wird unmittelbar durch das Abgaberohr 12 abgegeben. In Abhängigkeit von der Temperatur des Salzwassers kann es jedoch nach dem Wärmeaustausch mit dem Salzwasser ausrangiert werden, welches durch den nicht dargestellten Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher zugeführt wird.In the evaporation section 201 , the salt water comes into contact with the rising carrier gas, which carries away the water vapor and the thermal energy. The salt water humidification partition 32 and the ribs 41 attached thereto form a film of salt water on the surfaces from which it drips. The salt water which has reached the bottom of the evaporation section 201 is directly discharged through the discharge pipe 12 . Depending on the temperature of the salt water, however, it can be scrapped after the heat exchange with the salt water, which is supplied by the liquid-liquid heat exchanger, not shown.

Wie zuvor erwähnt, wird das Trägergas (üblicherweise Luft oder andere Gase, wie Stickstoff) vom Boden her in den Verdampfungsabschnitt 201 eingeführt und gelangt in diesem Abschnitt mit dem Salzwasser in Berührung und entfernt daraus das Salzwasser und die Wärmeenergie. So wurde an der Oberseite des Verdampfungsabschnittes 201 das Trägergas auf eine Temperatur in der Nähe der des umgebenden Salzwassers angehoben und hat einen Wasserdampfdruck in der Nähe des Sättigungsniveaus. Das Trägergas mit solch einem Wasserdampfdruck wird durch das Gebläse 5 über die Rückgewinnungsleitung 4 in den Kondensationsabschnitt 101 gedrückt. Beim Absteigen innerhalb des Kondensationsabschnittes 101 reduziert sich die Temperatur des Trägergases zum Kondensieren des übersättigten Wasserdampfes und zum Freimachen der Wärme. Das den Boden des Kondensationsabschnittes 101 erreichende Trägergas wird erneut zum Verdampfungsabschnitt 201 gebracht, was durch das Rückgewinnungsrohr 10 erfolgt, welches vom Frischwasserausgang 9 abzweigt. Durch Wiederholen des vorgenannten Vorganges wird das Trägergas zwischen dem Verdampfungsabschnitt 201 und dem Kondensationsabschnitt 101 zirkuliert.As previously mentioned, the carrier gas (usually air or other gases such as nitrogen) is introduced from the bottom into the evaporation section 201 and comes into contact with the salt water in this section and removes the salt water and the thermal energy therefrom. Thus, at the top of the evaporating section 201, the carrier gas has been raised to a temperature close to that of the surrounding salt water and has a water vapor pressure close to the saturation level. The carrier gas with such a water vapor pressure is pressed into the condensation section 101 by the blower 5 via the recovery line 4 . When descending within the condensation section 101 , the temperature of the carrier gas is reduced to condense the supersaturated water vapor and to release the heat. The carrier gas reaching the bottom of the condensation section 101 is again brought to the evaporation section 201 , which takes place through the recovery pipe 10 , which branches off from the fresh water outlet 9 . By repeating the above process, the carrier gas is circulated between the evaporating section 201 and the condensing section 101 .

Die als Resultat der Kondensation des Wasserdampfes im Kondensationsabschnitt 101 freigemachte Wärme wird durch die Trennwände 32, 33 und die Rippen 41, 51 wiedergewonnen und die durch die Trennwand 32 und die Rippen 41 wiedergewonnene Wärme dem Salzwasser-Aufwärmabschnitt 31 zugeführt und dort in eine sensible Wärme umgewandelt, wogegen die durch die Trennwand 33 und die Rippen 51 wiedergewonnene Wärme zum Verdampfungsabschnitt 201 überführt und dort in latente Verdampfungswärme umgewandelt wird. The heat released as a result of the condensation of the water vapor in the condensation section 101 is recovered by the partition walls 32, 33 and the ribs 41, 51 and the heat recovered by the partition wall 32 and the ribs 41 is supplied to the salt water heating section 31 and there into a sensitive heat converted, whereas the heat recovered by the partition 33 and the fins 51 is transferred to the evaporation section 201 and is converted there into latent heat of evaporation.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung umfaßt der Entsalzungsapparat dieser Ausführungsform einen Verdampfungsabschnitt und einen Kondensationsabschnitt, und wenn nötig, einen Salzwasseraufwärmabschnitt 31. Da die Trennwände 32 und 33 ebenso wie die an den Trennwänden 32 und 33 angebrachten Rippen 41 und 51 jeweils eine im wesentlichen freie Überführung der Wärme zwischen den Abschnitten erlauben, kann sowohl die Wärmewiedergewinnungsmenge als auch der Wirkungsgrad hinsichtlich des Wärmeverbrauchs bemerkenswert verbessert werden. Als ein Resultat kann durch Änderung der Menge des durch das System zirkulierenden Trägergases eine gewünschte Entsalzungsmenge (die Menge an Frischwasser hinsichtlich des zugeführten Salzwassers) erzielt werden, und zwar ist dabei ein Maximum von 40% erzielbar. Daher kann der Apparat gemäß der Erfindung kleiner gemacht werden als dies beim herkömmlichen Produkt der Fall ist.As described above, the desalination apparatus of this embodiment includes an evaporating section and a condensing section, and if necessary, a salt water heating section 31 . Since the partitions 32 and 33 as well as the fins 41 and 51 attached to the partitions 32 and 33 each allow substantially free transfer of the heat between the sections, both the heat recovery amount and the efficiency in terms of heat consumption can be remarkably improved. As a result, by changing the amount of the carrier gas circulating through the system, a desired amount of desalination (the amount of fresh water in terms of the salt water supplied) can be achieved, and a maximum of 40% can be achieved. Therefore, the apparatus according to the invention can be made smaller than that of the conventional product.

Ein Sonnenkollektor, ein elektrischer Heizer, ein Boiler oder dgl. kann als Salzwassererwärmungsabschnitt 36 verwendet werden, wobei jedoch ein Sonnenkollektor bevorzugt ist. Der Erwärmungsabschnitt 36 erhöht die Temperatur des Salzwassers (welches bereits in einem gewissen Umfang durch den Aufwärmabschnitt 31 erwärmt worden ist) in die Nähe eines Niveaus, welches zum Verdampfen notwendig ist und macht jeglichen Wärmeverlust wieder gut, welcher auf Rechnung der Wärmeabgabe vom Apparat auftritt.A solar panel, an electric heater, a boiler, or the like can be used as the salt water heating section 36 , but a solar panel is preferred. The heating section 36 raises the temperature of the salt water (which has already been heated to a certain extent by the heating section 31 ) to near a level necessary for evaporation and makes up for any heat loss which occurs due to the heat given off by the apparatus.

Die Rippen 41 haben die Funktion, zusammen mit der Trennwand 32 die im Kondensationsabschnitt 101 erzeugte Wärme zum Verdampfungsabschnitt 201 zu überführen, um so die latente Verdampfungswärme an das Salzwasser abzugeben. Daher ist der Gesamtoberflächenbereich der Rippen 41 vorzugsweise dazu bestimmt, groß genug zu sein, um die Wärmewiedergewinnungsrate zu verbessern. Der gesamte Oberflächenbereich der Rippen 41 kann dadurch vergrößert werden, daß der Oberflächenbereich jeder Rippe 41 vergrößert wird und dadurch, daß eine maximale Anzahl von Rippen auf der Trennwand 32 angebracht wird. Dann wird das Salzwasser von der Oberseite des Verdampfungsabschnittes 201 abgeschüttet bzw. abgebraust, es bildet sich ein Salzwasserfilm an der Trennwand 32 und den Rippen 41, und je größer der Gesamtflächenbereich der Rippen ist, um so größer ist die auf den Salzwasserfilm aufgebrachte latente Verdampfungswärme und um so mehr Wasserdampf wird erzeugt. Dasselbe kann für die Rippen 51 ausgesagt werden. Es ist von Vorteil, das Salzwasser zu erwärmen, wenn sie einen ausreichend großen Gesamtoberflächenbereich haben.The ribs 41 have the function, together with the partition wall 32, of transferring the heat generated in the condensation section 101 to the evaporation section 201 , so as to release the latent heat of evaporation to the salt water. Therefore, the total surface area of the fins 41 is preferably designed to be large enough to improve the heat recovery rate. The entire surface area of the ribs 41 can be increased by increasing the surface area of each rib 41 and by providing a maximum number of ribs on the partition wall 32 . Then, the salt water is poured off from the top of the evaporation section 201 , a salt water film is formed on the partition wall 32 and the fins 41 , and the larger the total area of the fins, the larger the latent heat of evaporation applied to the salt water film and the more water vapor is generated. The same can be said for the ribs 51 . It is advantageous to heat the salt water if you have a sufficiently large total surface area.

Nicht nur die Rippen 41 und 51, sondern auch verschiedene Füller oder andere Typen von Wärmeaustauschern können vorteilhaft im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden, wenn sie in der Lage sind, vom Kondensationsabschnitt 101 zum Verdampfungsabschnitt 201 Wärme zu übertragen, und wenn nötig, auf den Aufwärmabschnitt 31, und wenn sie einen angemessen großen Berührungsbereich mit dem Salzwasser vorsehen. Es ist festzustellen, daß die Rippen 41 und 51 ebenso wie die Filter oder Wärmeaustauscher weggelassen werden können, wenn die Trennwände 32 und 33 aus einem Material bestehen, welches einen ausreichenden Wärmeaustausch gewährleistet.Not only the fins 41 and 51 , but also various fillers or other types of heat exchangers can be used advantageously in the context of the invention if they are able to transfer heat from the condensing section 101 to the evaporating section 201 and, if necessary, to the Warm-up section 31 , and if they provide a reasonably large area of contact with the salt water. It should be noted that the fins 41 and 51 as well as the filters or heat exchangers can be omitted if the partitions 32 and 33 are made of a material which ensures sufficient heat exchange.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Apparates der vorliegenden Erfindung, mit dem mehrere Tonnen von Frischwasser pro Tag erzeugt werden können. Bei dieser Ausführungsform werden der Salzwasseraufwärmabschnitt 31 und die Rippen 41 und 51 durch Wärmeaustauscher 37 ersetzt, von denen jeder über eine Trennwand 32 mit dem Verdampfungsabschnitt 201 und dem Kondensationsabschnitt 101 in Verbindung steht. Fig. 4 shows an embodiment of the apparatus of the present invention with which several tons of fresh water can be produced per day. In this embodiment, the salt water heating section 31 and the fins 41 and 51 are replaced by heat exchangers 37 , each of which communicates with the evaporation section 201 and the condensation section 101 through a partition wall 32 .

Die Wärmeaustauscher 37 sind in einem Etagengestell gestapelt und verwenden Salzwasser als Wärmeübertragungsmedium. The heat exchangers 37 are stacked in a rack and use salt water as the heat transfer medium.

Der Boden-Wärmeaustauscher 37 wird mit einem Salzwasser versorgt, welches über die Pumpe 35 zugeführt wird. Das Salzwasser bewegt sich durch die höheren Wärmeaustauscher 37 und erreicht einen Salzwassererwärmungsabschnitt 36 über den oberen Wärmeaustauscher 37. Das Salzwasser nimmt als ein Wärmeübertragungsmedium die im Kondensationsabschnitt 101 erzeugte Wärme auf und gibt einen Teil dieser Wärme im Verdampfungsabschnitt 201 frei. Beim Wiederholen dieser Wärmeaustausch-Aktion durch jeden Wärmeaustauscher wird das Salzwasser selbst erwärmt. Im Erwärmungsabschnitt 36 wird es auf die Temperatur erwärmt, die für das Verdampfen notwendig ist und wird danach von der Oberseite her zum Verdampfungsabschnitt 201 geliefert.The bottom heat exchanger 37 is supplied with a salt water, which is supplied via the pump 35 . The salt water moves through the higher heat exchangers 37 and reaches a salt water heating section 36 via the upper heat exchanger 37 . The salt water, as a heat transfer medium, absorbs the heat generated in the condensation section 101 and releases part of this heat in the evaporation section 201 . When this heat exchange action is repeated by each heat exchanger, the salt water itself is heated. In the heating section 36 , it is heated to the temperature necessary for the evaporation and is then supplied to the evaporation section 201 from the top.

Das im Verdampfungsabschnitt 201 durch Sprinkler 38 gesprinkelte Salzwasser bildet einen Salzwasserfilm auf der Oberfläche jedes Wärmeaustauschers 37 und der Trennwand 32 und absorbiert die im Kondensationsabschnitt erzeugte Wärme und verwendet diese als latente Verdampfungswärme. Der im Verdampfungsabschnitt 201 erzeugte Wasserdampf wird durch das Gebläse 5 weiterbefördert und durch das Trägergas zusammen mit seiner Wärmeenergie zum Kondensationsabschnitt 101 gefördert. Im Kondensationsabschnitt 101 bewegt sich das den Sättigungsdruck des Wasserdampfes aufweisende Trägergas nach unten, wobei es durch Übergabe an Wärme an die Trennwand 32 und die Wärmeaustauscher 37 abkühlt. Als Resultat wird die Temperatur des Trägergases auf dessen Taupunkt reduziert und Wasserdampf kondensiert auf den Wärmeaustauschern 37 und der Trennwand 32, um an diese Teile Wärme abzugeben. Der kondensierte Wasserdampf tropft in Tropfen herunter und wird durch den Ausgang 9 vom System abgegeben. The salt water sprinkled in the evaporation section 201 by sprinklers 38 forms a salt water film on the surface of each heat exchanger 37 and the partition wall 32 and absorbs the heat generated in the condensation section and uses it as latent heat of evaporation. The water vapor generated in the evaporation section 201 is conveyed further by the blower 5 and conveyed to the condensation section 101 by the carrier gas together with its thermal energy. In the condensation section 101 , the carrier gas having the saturation pressure of the water vapor moves downward, cooling it down by transferring heat to the partition wall 32 and the heat exchanger 37 . As a result, the temperature of the carrier gas is reduced to its dew point and water vapor condenses on the heat exchangers 37 and the partition wall 32 to give off heat to these parts. The condensed water vapor drips down and is discharged from the system through outlet 9 .

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das in dem Erwärmungsabschnitt 36 vorgewärmte Salzwasser als ein Wärmeübertragungsmedium verwendet werden, welches durch den oberen Wärmeaustauscher 37 a des Verdampfungsabschnittes 201 passiert und durch einen Zirkulationskreis zum Erwärmungsabschnitt 36 zurückkehren kann. Da das durch den oberen Wärmeaustauscher 37 a strömende Salzwasser auf eine extrem hohe Temperatur erwärmt worden ist, ist diese Modifikation dahingehend wirksam, die Verdampfung des Salzwassers zu stützen und die Gewinnungsrate von Frischwasser zu erhöhen.According to the present invention, the preheated salt water in the heating section 36 can be used as a heat transfer medium which passes through the upper heat exchanger 37 a of the evaporation section 201 and can return to the heating section 36 through a circulation circuit. Since the salt water flowing through the upper heat exchanger 37 a has been heated to an extremely high temperature, this modification is effective in supporting the evaporation of the salt water and increasing the recovery rate of fresh water.

Alternativ kann ein Teil der Salzwasserzufuhr als Wärmeübertragungsmedium verwendet werden, welches durch den bodenseitigen Wärmeaustauscher 37 b fließt, und an einer geeigneten Stelle kann der Teil des Salzwassers, welcher in dem Wärmeaustauscher 37 b erwärmt worden ist, kombiniert mit dem anderen Salzwasser in den Verdampfungsabschnitt 201 eingebracht werden. Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Erhöhung der Gewinnungsrate wirksam.Alternatively, part of the salt water supply can be used as the heat transfer medium flowing through the bottom heat exchanger 37 b , and at a suitable place, the part of the salt water which has been heated in the heat exchanger 37 b can be combined with the other salt water in the evaporation section 201 be introduced. This method is effective in increasing the recovery rate.

Claims

Desalination device with a section ( 31 ) for raising the temperature of the salt water, a section ( 36 ) for heating the salt water which has passed through the above section for raising the temperature of the salt water, a section ( 201 ) for evaporating the salt water, which has flowed through the aforementioned heating section ( 36 ), a section ( 101 ) for condensing the water vapor, a first device ( 4 ) for transferring the water vapor of the evaporation section into the condensation section together with a carrier gas, a second device ( 10 ) for transferring the carrier gas for Evaporation section after the condensation of the water vapor in the condensation section, and a device for transferring the heat generated during the condensation of water from the said condensation section to at least the evaporation section, characterized in that the condensation section ( 101 ), the section ( 31 ) for lifting n the temperature and the section ( 201 ) for evaporating the salt water are arranged in a cylindrical housing and separated by partitions ( 32 ) and ( 33 ) which have heat exchange fins.

2. Desalination device with a section ( 31 ) for raising the temperature of the salt water, a section ( 36 ) for heating the salt water which has flowed through the aforementioned section for raising the temperature of the salt water, a section ( 201 ) for evaporating the salt water, which has flowed through the aforementioned heating section ( 36 ), a section ( 101 ) for condensing the water vapor, a first device ( 4 ) for transferring the water vapor of the evaporation section into the condensation section together with a carrier gas, a second device ( 10 ) for transferring the carrier gas for Evaporation section after the condensation of water vapor in the condensation section, and a device for transferring the heat generated during the condensation of water from said condensation section to at least the evaporation section, the condensation section ( 101 ) being separated from the evaporation section ( 201 ) Wall ( 32 ) is separated, characterized in that the temperature section ( 31 ) runs alternately through the condensation section ( 101 ) and the evaporation section ( 201 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that more than one set of interconnected condensation ( 101 ) and evaporation sections ( 201 ) are provided.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 36 ) for heating the salt water in the heating section comprises a solar collector (A) .

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 10 ) comprises lines which connect the evaporation section ( 201 ) and the condensation section ( 101 ) to one another and comprise a blower.