DE3409977A1

DE3409977A1 - Solar seawater desalting plant

Info

Publication number: DE3409977A1
Application number: DE3409977A
Authority: DE
Inventors: Walter 2000 Hamburg Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1985-09-26

Abstract

The plant illustrated in Figure 1 is composed of an air-supported chimney which is attached to a framework (11) and is supported by rising air. A canopy (13) is arranged around the framework (11), beneath which canopy is located a seawater tank (37) having an evaporation chamber (36). A throttle apparatus and a sail rotor for the generation of power are installed under the framework (11). A closing winch (28) with closing cables (29) is mounted in the opening of the air-supported chimney. The air-supported casing (1) is furnished on the outside with stabilising rings (2) and on the inside with reeling-in cables (19). The air-supported chimney can be reeled in or erected with the aid of the reeling-in cables (19) and the reeling-in winch (24), where the chimney folds on being reeled in. The external air flows through the evaporation chamber (36), absorbs water vapour up to the saturation point and enters the air-supported chimney tangentially. It ascends in a rotating path and cools adiabatically by natural pressure drop, depositing water as a precipitate which is collected in the water tower (42). Rain clouds, which bring useful precipitation, are formed over the air-supported chimney. <IMAGE>

Description

Solar seawater desalination plant

Die Erfindung .bezieht sich auf eine solare Meerwasser-Entsalzungsanlage j bei der an einem Gerüst ein auf aufsteigender Luft getragener Tragluftkamin, der die Form eines Kegelstumpfes aufweist, befestigt ist. Um das Gerüst ist ein Meerwasserbecken unter einem transparenten Vordach angeordnet. Die Außenluft strömt zwischen Vordach und der von der Sonne aufgewärmten Wasseroberfläche durch den Verdampfungsraum, erwärmt sich, nimmt bis zur Sättigung Wasserdampf auf und strömt weiter durch die Drosselvorrichtung, wonach sie den Segelrotor antreibt und drallartig im Tragluftkamin aufsteigt. Während des Aufsteigens kühlt sich die Luft durch den natürlichen Druckabfall adiabatisch ab und scheidet Wasser in Form von Niederschlag aus. Sie verläßt die regelbare Kaminöffnung mit hoher Geschwindigkeit und steigt weiter auf wobei eine Regenwolke gebildet wird. Die Traglufthül-· Ie ist beliebig einzieh- bzw. ausfahrbar. Die weiteren Unteransprüche zeigen die Besonderheiten näher auf. Es ist aus der (DE 2922 3^8 A 1) eine Meerwasser-Entsalzungsanlage, welche die Sonnenenergie über Solarkollektoren zum Aufwärmen des Wassers nutzt, bekannt. In einem massiven Turmschacht wird das aufgewärmte Wasser versprüht wobei die aufströmende Luft erwärmt und mit Wasserdampf gesättigt wird. Die Luft strömt oben durch einen wassergekühlten Kondensator, in dem der Wasserdampf kondensiert. Sicherlich ist hierdurch eine Möglichkeit zur Süßwassergewinnung gegeben. Jedoch sind massive Turmbauten in der Bauhöhe begrenzt und sehr teuer. Auch ist noch elektrische Energie für Wasser- und Luftumwälzung erforderlich. Die spezifischen Kosten steigen über die Wirtschaftlichkeit hinaus.The invention relates to a solar seawater desalination plant j in the case of a supporting air chimney carried on a scaffolding, which forms the shape has a truncated cone, is attached. Around the scaffolding is a seawater pool under a transparent one Canopy arranged. The outside air flows between the canopy and the water surface warmed by the sun through the evaporation chamber, heats up, absorbs water vapor to saturation and continues to flow through the Throttle device, after which it drives the sail rotor and rises like a swirl in the air chimney. During the ascent, the air cools adiabatically due to the natural pressure drop and separates water in the form of precipitation. It leaves the adjustable chimney opening at high speed and continues to rise on whereby a rain cloud is formed. The air sleeve can be retracted or extended as required. The others Subclaims show the specifics in more detail. It is from the (DE 2922 3 ^ 8 A 1) a seawater desalination plant, which uses solar energy via solar collectors to warm up the water. In one In the massive tower shaft, the warmed-up water is sprayed, with the rising air being warmed up and with water vapor becomes saturated. The air flows through a water-cooled condenser at the top, in which the water vapor condenses. Certainly this provides an opportunity to obtain fresh water. However, there are massive towers limited in height and very expensive. Electrical energy is also required for water and air circulation. The specific costs rise beyond the profitability.

Ein Kühlturm, für die Anwendung im thermischen Kraftwerksbereich, nach der Art einer Traglufthalle bzw. eines Fesselballons ausgeführt, ist aus der Offenlegungsschrift (DE 26^-0 177 A 1) bekannt.A cooling tower, for use in the thermal power plant area, like an air dome or a tethered balloon executed, is from the Offenlegungsschrift (DE 26 ^ -0 177 A1) known.

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Der Kaminmantelkörper selbst ist hohl und wird mit Leichtgas oder Warmluft aufgeblasen. Unten sind die Einbauten und Wärmetauscher angeordnet/ Das ganze System ist schwebend und nach allen Seiten beweglich mit Verankerungsseilen einholbar befestigt. Hiermit wird die /Aufgabe, einen im Aufbau billigen und mit einer hohen Kühlleistung arbeitenden Kühlturm zu schaffen, verfolgt. Der Kaminmantel· selbst wird von der in ihm aufwärtsströmenden Luft nicht getragen. Bei einem aufblasbaren Kamin ist durch Beschädigung aller_i Art der Kaminhaut eine dauerhafte Betriebssicherheit des Kraftwerkes nicht gewährleistet. Außerdem ist eine riesige Auffüllung mit Leichtgas oder Warmluft nicht billig.The chimney casing itself is hollow and is inflated with light gas or warm air. The built-in components and heat exchangers are arranged at the bottom / The whole system is floating and attached with anchoring ropes so that it can be moved in all directions. The / task of creating a cooling tower which is cheap in structure and which operates with a high cooling capacity is hereby pursued. The chimney mantle itself is not supported by the air flowing upwards in it. With an inflatable chimney all _i kind of fireplace skin is not guaranteed a permanent operational safety of the power plant due to damage. In addition, a huge filling with light gas or warm air is not cheap.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine solare Meerwasser-Entsalzungsanlage mit großer Leistung zu schaffen, bei der durch Aufsteigen in große Höhe der warmen und gesättigten Luft in einem Tragluftkamin sich diese durch natürliche Entspannung abküßt und Wasser al·s Niederschlag ausscheidet. Auch wird das Ziel verfolgt, bei der Süßwassergewinnung gleichzeitig elektrische Energie zu erzeugen. Dies wird mit einer Anlage erreicht, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist. Eine vom aufsteigenden Luftstrom getragene Traglufthülle, die oben die Form eines Kegelstumpfes aufweist und unten hyperbolisch zu einem Befestigungsring ausläuft, ist auf einem kreisrund angeordneten Gerüst, vertikal beweglich, angeordnet. Um das Gerüst ist ein Meerwasserbecken angelegt, welches von einem transparenten Vordach überdacht ist. Das Meerwasserbecken kann durch Eindeichen von flachen Küstengewässern, wie sie z.B. am Persischen Golf vorhanden sind, geschaffen werden. Unter dem Vordach befindet sich der Verdampfungsraum.
Es kann auch ein Meerwasserbecken ohne Vordach und Verdampfungsraum errichtet werden. Es wird mit einer transparenten und schwimmenden Abdeckung abgedeckt.The object of the invention is to create a solar seawater desalination plant with high performance, in which the warm and saturated air rises to a great height in a support air chimney, kisses it off by natural relaxation and excretes water as precipitation. The aim is also to generate electrical energy at the same time as freshwater is extracted. This is achieved with a system as characterized in the claims. An air envelope carried by the rising air flow, which has the shape of a truncated cone at the top and tapers out hyperbolically to a fastening ring at the bottom, is arranged on a circular frame, vertically movable. A seawater basin is laid out around the scaffolding, which is covered by a transparent canopy. The sea water basin can be created by dykes from shallow coastal waters, such as those found on the Persian Gulf. The evaporation room is located under the canopy.
A seawater basin without a canopy and evaporation room can also be built. It is covered with a transparent and floating cover.

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Der Tragluftkamin kann demnach abseits vom Meerwasserbecken aufgestellt werden. Um das Gerüst des Tragluftkamins ist eine Verdunstungseinrichtung angeordnet, durch die das warme Wasser mittels Pumpen umgewälzt wird. Unter dem Gerüst ist umlaufend eine Drosselvorrichtung mit verstellbaren Drosselflügeln installiert. Sie soll in erster Linie den Luftstrom bei Druckschwankungen regulieren und die Zerstörung der Traglufthülle durch Überbeanspruchung verhindern.The air chimney can therefore be removed from the seawater basin be set up. An evaporation device is arranged around the frame of the air chimney which the warm water is circulated by means of pumps. There is a throttling device all around under the frame installed with adjustable throttle blades. It is primarily intended to regulate the air flow in the event of pressure fluctuations and prevent the air envelope from being destroyed by excessive stress.

Bei starker Luftströmung bietet sich die Möglichkeit der Stromerzeugung an. Deshalb wurde unter dem Gerüst ein Segelrotor angeordnet. Er schwebt auf einer kreisrunden Tragbahn nach dem elektromagnetischen Schwebeprinzip (EMS). In die Tragbahn ist ein Lineargenerator eingebaut, der nach Umschaltung auch als Motor wirken kann. Dies ist für das Aufrichten oder Einziehen der Traglufthülle erforderlich. Anstelle des Segelrotors können auch mehrere, schon bekannte, Windrotoren installiert werden. Für das Aufrichten und das Einziehen ist die Öffnung der Traglufthülle mit einem Verschluß versehen. Es ist eine an Verschlußseilen freischwebende Verschlußwinde. Durch Auf- oder Abwickeln der Verschlußseile wird die Öffnung, je nach Bedarf, geöffnet oder geschlossen.
• Damit die Traglufthülle, besonders im unteren Bereich, nicht durch plötzliche und ruckartige Belastungen zerstört wird, wurde der Befestigungsring, an dem die Traglufthülle befestigt ist, an vertikal beweglichen Gleitrohren montiert. Die Gleitrohre gleiten in Führungsrohren ,auf und ab. Sie sind entsprechend den Auftriebskräften der Traglufthülle mit Gewichten belastet. Die Gewichte sind untereinander in Abständen durch Seile oder Ketten so verbunden , daß beim Hochgehen des Gleitrohres die Gewichtsbelastung entsprechend ansteigt. Eine ähnliche Wirkung kann auch durch eine elastische Aufhängung an Zugfedern oder Gummibändern erreicht werden.In the case of strong air currents, there is the option of generating electricity. Therefore, a sail rotor was placed under the scaffolding. It floats on a circular track based on the electromagnetic levitation principle (EMS). A linear generator is built into the track, which can also act as a motor after switching. This is necessary for erecting or pulling in the air envelope. Instead of the sail rotor, several known wind rotors can also be installed. The opening of the air envelope is provided with a lock for erecting and pulling in. It is a locking winch floating freely on locking ropes. The opening is opened or closed as required by winding or unwinding the locking ropes.
• So that the air envelope is not destroyed by sudden and jerky loads, especially in the lower area, the fastening ring to which the air envelope is attached was mounted on vertically movable sliding tubes. The sliding tubes slide up and down in guide tubes. They are loaded with weights according to the buoyancy forces of the air envelope. The weights are interconnected at intervals by ropes or chains so that the weight load increases accordingly when the sliding tube goes up. A similar effect can also be achieved by elastic suspension on tension springs or rubber bands.

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Um das Höhenpotential des an der Innenseite der Traglufthülle herabrieselnden Wasr;er£< zu nutzen, ist inner- oder außerhalb des Kamins ein Wasserturm angeordnet, welcher mit einem schwenkbaren Rohrausleger versehen ist. Das Rieselwasser wird von einer Wasserableitung in möglichst großer Höhe von der Traglufthülle abgeleitet und gesammelt. Es fließt danach über den Rohrausleger zum Wasserbehälter des Wasserturmes. Bei einer Höhe von 2Ö0m kann das Wasser in Leitungen durch eigenen Druck weit landeinwärts bis zu einer Höhe von l50m fließen. Es kannAbout the height potential of the water trickling down the inside of the air envelope to use a water tower inside or outside the chimney, which is provided with a swiveling pipe boom. The trickle water is from a water drainage in as possible high altitude derived from the air envelope and collected. It then flows over the pipe arm to the water tank of the water tower. At a height of 2Ö0m the water can flow in pipes under its own pressure far inland up to a height of 150m. It can

auch zum Betreiben einer Turbine für die Stromerzeugung — genutzt werden.can also be used to operate a turbine for generating electricity.

Damit die Traglufthülle am Umfang eine zusätzliche-Stabilität hat, sind außen in Abständen ausgeschäumte und aus Kunststoff bestehende Stabilisierungsringe angebracht. Sie sollen bei mäßigen Winden oder Böen ein Eindrücken der Traglufthülle vermeiden. Bei Sturmgefahr muß die Hülle jedoch eingezogen werden, obwohl sie durch Seile abgespannt ist. Für das Verfahren des Einziehens sind rundum in Abständen Einzugsseile im Bereich der Stabilisierungsringe an der Innenseite der Traglufthülle lösbar befestigt. Sie laufen über verfahrbare Umlenkrollen sternförmig zu einer zentralangeordneten Einzugswinde. Die Tralufthülle legt sich während des Einzuges in Einzugsfalten, die sich konzentrisch ausbilden. Auf etwa halber Höhe wird die Öffnung der Traglufthülle mittels der Verschlußwinde über die Verschlußseile zugezogen und dadurch ein plötzliches Absacken verhindert. In eingezogener Position sind die Stabilisierungsringe mit Verankerungsseilen im Fundament verankert. Die Traglufthülle wird im gefalteten Zustand von einem leichten Überdruck, an den Verankerungsseilen pendelnd, in Schwebe gehalten. Der notwendige Tragdruck kann vom Segelrotor oder von speziell dafür installierten Gebläsen erzeugt werden.So that the air envelope at the circumference an additional stability has stabilizing rings made of plastic and foamed at intervals on the outside. You should avoid pressing the air envelope in the event of moderate winds or gusts. If there is a risk of storms, the cover must be drawn in, although it is guyed by ropes. For the procedure of drawing in are all round Detachable ropes at intervals in the area of the stabilizing rings on the inside of the air envelope attached. They run over movable pulleys in a star shape to a centrally arranged intake winch. During the movement, the Traluf envelope lies in folds that are concentric. On about Halfway up, the opening of the air envelope is closed by means of the locking winch over the locking ropes and this prevents sudden sagging. The stabilization rings with anchoring ropes are in the retracted position anchored in the foundation. When folded, the air envelope is exerted by a slight overpressure, swinging on the anchoring ropes, held in suspension. The necessary bearing pressure can be from the sail rotor or from special the fans installed for this purpose are generated.

Während des Aufrichtens verläuft der Vorgang in umgekehrter Reihenvolge.While standing up, the process is reversed.

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Ein Turm aus Stahl oder Beton in Höhen zu bauen₃ in dem eine ausreichende adiabatische Abkühlung der aufsteigenden Luft zur Niederschlagsbildung erreicht wird, ist aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht möglich. Mit Hilfe eines Tragluftkamins kann dies erreicht "werden. Mit dieser Anlage kann erstmals künstlich ein in der Me^ teorologie bekannter Vorgang nachvollzogen werden. Sie hat keinerlei Wärmetauscher und kann nebenbei noch elektrische Energie erzeugen. Bei günstiger Luftströmung in den oberen Schichten werden Regenwolken mit ergiebigen Niederschlagen gebildet. Inwieweit die-Anlage als Erreger für eine vertikale Strömung der Umgebungsluft wirken kann, ist nicht vorhersehbar. Es ist aber denkbar, daß sich im Bereich der Anlage ein Tiefdruckgebiet mit Wirbelsturm und Gewitter bilden kann. Die Anlage kann in allen Küstengebieten, wo Hitze und Wassermangel herrschen, eingesetzt werden. Wüsten und Dürregebiete lassen sich mit ihr weit bis ins Landesinnere erschließen. Das nachstehende Zahlenbeispiel soll die Kapazität einer solchen Anlage verdeutlichen. Bei einer Kaminhöhe von 1000m und einem Luftdurchsatz von 157 000 kg/s wobei die · Luftfeuchte 95%_} die Temperatur ^tO⁰C und der feucht-adiabatische Gradient 0,6⁰C/100m Höhe sind, können bei entsprechend großem Meerwasserbecken I70 000 nr'/Tag Süßwasser gewonnen werden. Bei günstigen Windverhältnissen kann mit der doppelten Menge als Niederschlag außerhalb der Anlage gerechnet werden. Die elektrische Leistung liegt bei 10 MW.
Der Tragluftkamin kann auch bei einem atmosphärischen Kraftwerksystem eingesetzt werden, in dem nur erwärmte Luft mit hoher Geschwindigkeit aufsteigt. In solch einem Kraftwer sind 100 MW Leistung leicht erreichbar.To build a tower made of steel or concrete at heights ₃ in which sufficient adiabatic cooling of the rising air is achieved for precipitation formation is not possible for technical and economic reasons. This can be achieved with the help of an air chimney. With this system, a process known in meteorology can be artificially reproduced for the first time. It has no heat exchangers and can also generate electrical energy Precipitation formed. The extent to which the system can act as a pathogen for a vertical flow of the ambient air cannot be foreseen. However, it is conceivable that a low-pressure area with cyclones and thunderstorms can form in the area of the system. The system can be used in all coastal areas, where Heat and water shortage prevail. Deserts and drought areas can be developed with it far into the interior of the country. The following numerical example is intended to illustrate the capacity of such a system 95% _} the temperature ^ to ⁰ C and the humid ad iabatic gradients are 0.6 ⁰ C / 100 m altitude, fresh water can be obtained from a correspondingly large seawater basin of 170,000 nr '/ day. In favorable wind conditions, double the amount can be expected as precipitation outside the system. The electrical output is 10 MW.
The air chimney can also be used in an atmospheric power plant system in which only heated air rises at high speed. In such a power plant, 100 MW output can easily be achieved.

Ira folgenden veranschaulichen die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung: Es zeigt The following drawings illustrate exemplary embodiments of the invention: It shows

Figur 1 einen Längsschnitt der Anlage mit Vordach, Figur 2 " " " " mit Verdunstungseinrichtung jFigure 1 shows a longitudinal section of the system with canopy, Figure 2 "" "" with evaporation device j

Figur 3 " " " Anlage, linke Seite im eingezogenen Zustand und rechte Seite während des Einzugs- bzw. Aufrichtverfahrens_s Figur h .eine Teilansicht des Gerüstes im Schnitt, Figur 5 einen Kreisausschnitt vom Grundriß mit Segelrotor, Figur 6 eine Teilansicht von A der Figur 5j Figur 7 einen Kreisausschnitt vom Grundriß mit Windrotoren, Figur 8 eine Teilansicht von B der Figur 7, Figur 9 einen Schnitt des Verschlusses der Kaminöffnung u.Figure 3 """system, left side in the retracted state and the right side during the intake or Aufrichtverfahrens _s figure h .a partial view of the framework in section, Figure 5 shows a circular section of the ground plan with sail rotor, Figure 6 is a partial view of A of FIG FIG. 7 shows a section of a circle from the plan with wind rotors, FIG. 8 shows a partial view of B in FIG. 7, FIG. 9 shows a section of the closure of the chimney opening and the like.

Figur 10 eine Draufsicht des Kaminverschlusses nach Fig. 9·FIG. 10 is a top view of the chimney closure according to FIG. 9

Wie in Figur 1 dargestellt, ist an einem Gerüst 11 ein Tragluftkamin mit einem Befestigungsring 3 vertikal beweglich befestigt. Das mit dem Befestigungsring 3 verbundene Gleitrohr gleitet in einem Führungsrohr 6, welches am Gerüst 11 befestigt ist. Das Gleitrohr h ist am unteren Ende mit einer Gewichtskette 5 je nach Auftrieb im Tragluftkamin belastet. Der Tragluftkamin weist oben die Form eines Kegelstumpfes auf und läuft unten hyperbolisch zum Befestigungsring 3 aus. Er besteht aus der Traglufthülle 1, die einzieh- bzw. aufrichtbar ist, den Stabilisierung sr ing en 2, der Verschlußwinde 28 mit Verschlußseilen 29j der Wasserableitung 8₃ dem Wasserabweiser 7 und den Einzugsseilen 19 mit den Seilbefestigungen 20.As shown in FIG. 1, a supporting air chimney with a fastening ring 3 is fastened to a frame 11 so that it can move vertically. The sliding tube connected to the fastening ring 3 slides in a guide tube 6 which is fastened to the frame 11. The sliding tube h is loaded at the lower end with a weight chain 5 depending on the buoyancy in the air chimney. The air support chimney has the shape of a truncated cone at the top and runs out hyperbolically to the fastening ring 3 at the bottom. It consists of the air envelope 1, which can be retracted or erected, the stabilization rings 2, the locking winch 28 with locking ropes 29j, the water drainage 8 _3, the water deflector 7 and the pull-in ropes 19 with the rope attachments 20.

Gegen starke Schwankungen ist er durch die Abspannung gesichert. Das Gerüst 11 steht auf einem Fundament 12 und ist im Grundriß kreisrund aufgebaut.It is secured against strong fluctuations by the bracing. The framework 11 stands on a foundation 12 and is circular in plan.

Besonders Figur h verdeutlicht den Aufbau des Gerüstes 11. Oben hat es eine Laufbühne, daneben sind Gleitrohr h mit Gewichtskette 5 und dem Führungsrohr 6 befestigt.Figure h in particular illustrates the structure of the scaffolding 11. At the top it has a walking platform, next to it sliding tube h with weight chain 5 and the guide tube 6 are attached.

^xO- 3A09977^ xO- 3A09977

In möglichst günstiger Höhe sind umlaufend Wasserbehälter 10 und innen der Wassersammler 9 angebracht. Direkt über den Segeln 15 ist zur besseren Luftführung ein nach oben gewölbter Leitring 18 angeordnet. In gleicher Höhe schließt außen das Vordach 13 anj unter dem sich der Verdampfungsraum 36 und das Meerwasserbecken 37 befinden, unten im Gerüst 11 ist eine umlaufende Drosselvorrichtung 25 mit Drosselflügeln lh installiert. Weiter nach innen ist der Segelrotor l6 mit den Segeln 15· Er schwebt beim Rotieren auf einer Tragbahn 17 nach dem elektromagnetischen Schwebeprinzip (EMS). Die Tragbahn I7 ist mit einem, in der Zeichnung nicht dargestellten, linearen Generator bzw. Motor ausgestattet.
Wie Figur 5 zeigt, ist bei der Anordnung eines Segelrotors l6j bestehend aus Segelsegmenten 26 mit Segeln l5₃ die Drosselvorrichtung 25 außen angebracht. Wogegen sie, wie Figur 7 zeigt, bei der Anordnung von Windrotoren 27 innen liegt. Im letzten Fall soll sie die Luft tangential in den Kamin einströmen lassen, wodurch ein Rotieren der aufsteigenden Luftsäule bewirkt wird. Die Figuren 5 und 7 zeigen Kreisausschnitte des Grundrisses der Anlage. Auf der Sohle sind Schienen 23 sternförmig zur zentralgelegenen Einzugswinde 2h verlegt. Auf ihnen laufen die Fahrgestelle 22 mit den Umlenkrollen 21, welche die Einzugsseile 19 umlenken. In der Öffnung des Tragluftkamins hängt an Verschlußseilen 29 eine Verschlußwinde 28. Wickelt sie die Verschlußseile 29 auf, so wird die Öffnung zugezogen wobei die Traglufthülle 1 Verschlußfalten 30 bildet, und umgekehrt. Siehe hierzu Figur 9 und 10 rechte Seite.At the most favorable height possible, water tanks 10 and inside the water collector 9 are attached. An upwardly curved guide ring 18 is arranged directly above the sails 15 for better air guidance. At the same height, the canopy 13 closes on the outside, under which the evaporation space 36 and the seawater basin 37 are located; a circumferential throttle device 25 with throttle blades lh is installed below in the framework 11. The sail rotor 16 with the sails 15 is further inward. When rotating, it floats on a support track 17 according to the electromagnetic levitation principle (EMS). The supporting track I7 is equipped with a linear generator or motor, not shown in the drawing.
As FIG. 5 shows, in the arrangement of a sail rotor l6j consisting of sail segments 26 with sails l5 _3, the throttle device 25 is attached on the outside. On the other hand, as FIG. 7 shows, in the arrangement of wind rotors 27 it is on the inside. In the latter case, it should let the air flow tangentially into the chimney, causing the rising column of air to rotate. Figures 5 and 7 show circular sections of the floor plan of the system. On the sole, rails 23 are laid in a star shape to the centrally located intake winch 2h . The chassis 22 with the deflection rollers 21, which deflect the pull-in ropes 19, run on them. In the opening of the air chimney, a locking winch 28 hangs on locking ropes 29. When it unwinds the locking ropes 29, the opening is closed, the air envelope 1 forming locking folds 30, and vice versa. See Figures 9 and 10 on the right.

Neben dem Gerüst 11 ist ein Wasserturm *+2 installiert, der oben einen Drehkranz mit einem Rohrausleger M-O aufweist. Er hat den Zweck, das herunterrieselnde und von der Wasserableitung 8 abgeleitete Wasser in möglichst großer Höhe aufzunehmen. Dadurch wird die Traglufthülle 1 entlastet und Energie gewonnen.A water tower * + 2 is installed next to scaffolding 11, the top has a turntable with a pipe boom M-O. Its purpose is to keep the water trickling down and diverted from the water drainage 8 in as much as possible high altitude. As a result, the air envelope 1 is relieved and energy is gained.

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Wie in Figur 2 dargesteilt, kann die Anlage auch mit einer ringförmig um das Gerüst 11 angeordneten Verdunstungseinrichtung 38 ausgestattet sein". Mit Pumpen wird das warme Wasser, wie von den Kraftwerks-Kühltürmen her bekannt, über Rieselelemente gepumpt. Die Außenluft strömt bei der Lufteintrittsöffnung 35 in die Verdunstungseinrichtung 38, nimmt Feuchtigkeit und Wärme auf, durchströmt die Drosselvorrichtung 25 und die Segel 15 zum Tragluftkamin. Unter der Verdunstungseinrichtung 38 ist ein Ringkanal 39j weleher -das herabrieselnde Salzwasser sammelt und von wo aus es wieder dem Meerwasserbecken zugeleitet wird. Bei dieser Ausführung kann der Tragluftkamin vom Meerwasserbecken 37 weit landeinwärts gebaut werden. Die Abdeckung des Meerwasserbeckens 37 besteht aus transparenten und schwimmenden Platten, z.B. Stegdoppelplatten aus Plexiglas. Diese Abdeckung ist einfach und für Reinigungs- und Wartungsarbeiten begeh- oder mit leichten Fahrzeugen befahrbar .
Nachstehend soll das Aufricht- bzw. Einzugsverfahren erläutert werden. Voraussetzung für das Aufrichten ist ein gutes Wetter und ein aufgewärmtes Meerwasserbecken 37· In Figur 3 ist die Anlage auf der linken Seite in eingezogener Position und auf der rechten Seite während des Einzugs- bzw. Aufrichtvorganges dargestellt. Der Wasserturm ^2 steht mit abgeschwenktem Rohrausleger ¹^O daneben. Die Ausgangsposition für das Aufrichten ist, wenn sich der Tragluftkamin im eingezogenem Ruhe- bzw. Schwebezustand befindet. Die Öffnung der Traglufthülle 1 ist zugezogen, die Verschlußwinde 28 ruht auf dem Windengerüst 3^s die Stabilisierungsringe 2 sind durch Verankerungsseile 33 verankert, die Traglufthülle 1 schwebt in konzentrisch gebildeten Einzugsfalten 31 auf leichten Überdruck und die Einzugsseile 19 sind von der Einzugswinde 2h aufgerollt.As shown in FIG. 2, the system can also be equipped with an evaporation device 38 arranged in a ring around the frame 11 ". The warm water is pumped over trickle elements, as is known from the power plant cooling towers. The outside air flows through the air inlet opening 35 into the evaporation device 38, absorbs moisture and heat, flows through the throttle device 25 and the sails 15 to the air chimney. Below the evaporation device 38 is an annular channel 39j which collects the trickling salt water and from where it is fed back to the seawater basin Execution, the air chimney can be built far inland from the seawater basin 37. The cover of the seawater basin 37 consists of transparent and floating plates, e.g. double-walled sheets made of Plexiglas. This cover is simple and can be walked on for cleaning and maintenance work or driven over by light vehicles.
The erecting and drawing-in process will be explained below. The prerequisite for erecting is good weather and a warmed-up seawater basin. The water tower ^ 2 stands next to it ^{with the pipe boom 1 ^ O swiveled away.} The starting position for straightening is when the air chimney is in the retracted resting or floating state. The opening of the air envelope 1 is closed, the locking winch 28 rests on the winch frame 3 ^ s the stabilizing rings 2 are anchored by anchoring ropes 33, the air envelope 1 floats in concentrically formed intake folds 31 under slight overpressure and the intake ropes 19 are rolled up by the intake winch 2h.

Das Aufrichten: Der Segelrotor l6 wird vom Linearmotor in Rotation versetzt, die Dros !ölvorrichtung öffnet wobei der Luftdruck unter der Trag-lufthülle 1 ansteigt. Die Einzugsseile 19 werden an den Seilbefestigungen 20 des ersten Stabilisierungsringes 2 befestigt. Danach werden die Verankerungsseile 33 gelöst und die Traglufthülle 1 im ersten Faltenbereich zum Aufsteigen freigegeben. Die Einzugswinde 2¹+ gibt durch Abwicklung die Einzugsseile 19 nach, die über die Umlenkrolle 21 von der Traglufthülle 1 nach oben mitgezogen werden. Nach dem Aufrichten der ersten Einzugsfalte 31 wird .das Fahrgestell 22 mit der Umlenkrolle 21 nach außen zum zweiten Stabilisierung sr ing 2 verfahren. Der Vorgang wiederholt sich, bis der Tragluftkamin gänzlich aufgerichtet ist. Mit dem Aufsteigen des Tragluftkamins wird gleichzeitig die aussen angebrachte Abspannung 35 nachgelassen. Hat der Tragluftkamin seine volle Höhe und Form erreicht₃ wird der Rohrausleger ^f-O des Wasserturmes h2 an die Wasserableitung 8 gelegt. Die Anlage ist somit betriebsbereit.The erection: The linear motor sets the sail rotor 16 in rotation, the Dros! Oil device opens, whereby the air pressure under the air envelope 1 rises. The pull-in ropes 19 are attached to the rope fastenings 20 of the first stabilizing ring 2. Then the anchoring ropes 33 are released and the air envelope 1 in the first fold area is released for ascending. The draw-in winch 2 ¹ + gives way to the draw-in ropes 19, which are pulled up by the air envelope 1 via the pulley 21. After the first draw-in fold 31 has been erected, the chassis 22 with the pulley 21 is moved outwards to the second stabilization ring 2. The process is repeated until the air chimney is completely upright. With the rise of the air chimney, the bracing 35 attached to the outside is released at the same time. When the air chimney has reached its full height and shape ₃ , the pipe boom ^ fO of the water tower h2 is placed on the water drainage 8. The system is now ready for operation.

Der Linearmotor des Segelrotors 16 wird umgeschaltet und wirkt als Lineargenerator. Durch Abwickeln der Verschlußseile 29 von der Verschlußwinde 28 wird die Öffnung der Traglufthülle 1 langsam geöffnet. Parallel dazu öffnet entsprechend die Drosselvorrichtung 25 wobei die Luft-The linear motor of the sail rotor 16 is switched over and acts as a linear generator. By unwinding the locking ropes 29 of the locking winch 28, the opening of the air envelope 1 is slowly opened. At the same time it opens corresponding to the throttle device 25 whereby the air

'25 strömung zunimmt. Der Einzugsvorgang vollzieht sich in umgekehrter Reihenfolge wie der Aufrichtvorgang. Alle Daten und Regelvorgänge während des Betriebes und des Einzugs- sowie AusfahrVorganges werden von einer elektronischen Schalt- und Steuereinheit überwacht und ausgeführt. '25 flow increases. The collection process takes place in reverse order of the erection process. All data and control processes during operation and the pull-in and pull-out process are handled electronically Switching and control unit monitored and executed.

Nachstehend wird kurz die Funktionsweise der solaren Meerwasser-Entsalzungsanlage geschildert. Die Sonne erwärmt das Meerwasser im überdachten Meerwasserbecken 37 über die Temperatur der Atmosphäre. Die Luft strömt von außen durch den Lufteintritt 35 in den Verdampfungsraum 36, wo sie Wärme und Wasserdampf bis zur Sättigung aufnimmt.Below is a brief description of how the solar seawater desalination system works described. The sun heats the sea water in the covered sea water basin 37 over the Temperature of the atmosphere. The air flows from the outside through the air inlet 35 into the evaporation chamber 36, where it Absorbs heat and water vapor to saturation.

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Danach passiert sie die Drosselvorrichtung 25 und treibt mit den Segeln 15 den Segelrofcör l6 an. In den Tragluftkamin tangential eintretend, steigt die Luft in Form einer in sich rotierenden Luftsäule erst langsam und dann schnellerwerdend zur Öffnung der Traglufthülle 1 aufj wie in Figur 1 durch gedrillte Pfeillinien angedeutet. Das kennzeichnende dabei ist, daß sich die aufsteigende Luft durch ständig abfallenden Luftdruck entspannt wobei sie sich feucht-adiabatisch um 0,6⁰C/100m Höhe abkühlt und Wasser in Form von Tropfen ausscheidet. Durch die Rotation der Luftsäule werden einerseits die Tropfen durch die Fliehkraft gegen die Traglufthülle 1 geschleudert und andererseits wird das ganze System stabilisiert. Der größte Teil des Wassers rieselt an der Traglufthülle 1 nach, unten und wird von der Wasserableitung 8 zum Wasserturm h-2 abgeleitet. Ein geringerer Wasseranteilj der unterhalb der Wasserableitung 8 entsteht, rieselt im hyperbolischen Bereich nach unten über den Wasserabweiser 7j durch den Wassersammler 9 in die Wasserbehälter 10. Ein dritter Teil fällt frei als Regen auf die Sohle des Fundamentes 12. Dies war der Vorgang innerhalb der Anlage.Then it passes the throttle device 25 and drives the sails 15 to the Segelrofcör 16. Entering the air chimney tangentially, the air rises in the form of a rotating column of air, first slowly and then at a faster rate to open the air envelope 1, as indicated in FIG. 1 by twisted arrow lines. The characteristic here is that the rising air relaxed by constantly falling air pressure being moist adiabatic 0.6 ⁰ C / 100m height cools and excretes water in the form of drops. As a result of the rotation of the air column, on the one hand, the drops are thrown against the air envelope 1 by centrifugal force and, on the other hand, the entire system is stabilized. Most of the water trickles down the air envelope 1 and is diverted from the water drainage 8 to the water tower h-2. A smaller amount of water that arises below the water drainage 8 trickles down in the hyperbolic area over the water deflector 7j through the water collector 9 into the water container 10. A third part falls freely as rain onto the base of the foundation 12. This was the process within the system .

Die Luft strömt mit hoher Geschwindigkeit aus dem Tragluftkamin weiter nach oben ins Freie. Bei schwachen Winden kann sie eine vorhandene Inversionsschicht durchdringen und Gewitterwolken bilden. Sonst wird in der Nähe der Anlage eine Regenwolke entstehen, die in der Umgebung die doppelte Menge Niederschlag als Regen bringen kann, als in der Anlage selbst gewonnen wird.The air flows at high speed from the air chimney further up into the open air. With weak ones Wind can penetrate an existing inversion layer and form thunderclouds. Otherwise the In the vicinity of the system, a rain cloud forms, which brings twice the amount of precipitation as rain in the area can than is obtained in the plant itself.

Für den thermischen Auftrieb wird eine Warmluftsäule wirksam, die die Höhe des Tragluftkamins weit übersteigen kann.For the thermal buoyancy, a column of warm air is effective, which far exceeds the height of the air chimney can.

Claims

1. Solar seawater desalination plant with an evaporator A room in which an air stream absorbs water vapor up to saturation and then passes through a tower shaft Natural draft rises to a condenser and is cooled, characterized in that

that on a circular frame (11) carried by rising warm air carried air chimney, the above has the shape of a truncated cone and runs out below hyperbolic to the fastening ring (3), is attached and from an erectable or retractable air envelope (I), the stabilizing rings (2), the locking winch (28) with locking ropes (29) and the internally attached pull-in ropes (19), in which the in the evaporation chamber (36) or in an evaporation device (38) saturated and heated air with water vapor, the throttle device (25) passing and driving the sail rotor (l6), swirling up to a great height, thereby pushing through natural pressure drop cools adiabatically and within the air envelope (1) separates water as precipitation and then at high speed through the opening in further heights flows, whereby clouds with abundant precipitation are formed.

2. Solar seawater desalination plant according to claim 1, characterized in that a seawater basin ~ (37) is arranged concentrically around the air chimney, which with a transparent canopy (13) is covered and thus the evaporation space (36) is formed under this.

3. Solar seawater desalination plant according to claim 1 or 2, characterized in that a throttle device (25) with adjustable throttle blades (lh) is arranged in the frame (11) in front of the sail rotor (l6).

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k-. Solar seawater desalination plant according to one of claims 1 to 3j, characterized in that under the frame (11) a sail rotor (16) with sails (15) on a circular supporting track (17) j in which a linear generator which can also act as a motor , is built-in, hovers in a rotating manner according to the electromagnetic levitation principle (EMS) and generates electricity.

5. Solar seawater desalination plant according to one of the

Claims 1 to Λ, characterized in that the air chimney in the opening a lock, consisting of locking ropes (29), on which central and freely floating a cable winch (28), with which the size of the opening varies according to the operating conditions can be.

6. Solar seawater desalination plant according to one of the Claims 1 to 5, characterized in that the air envelope (1) by the fastening ring (3) over the by a weight chain (5) loaded sliding tubes (* +) in guide tubes (6) vertically movable with the scaffolding (11) is connected.

7. Solar seawater desalination plant according to one of the

Claims 1 to 6, characterized in that the air envelope (1) is spaced with foamed stabilization sr ing en (2) is made of plastic.

8. Solar seawater desalination plant according to one of the Claims 1 to 7, characterized in that outside or inside the air envelope (l) a water tower (* + 2) is installed with a swiveling pipe arm (^ fO) from the water drainage (8) in the air envelope (1) water trickling down at the highest possible height absorbs and thus causes a saving or generation of energy.

9. A method for erecting or pulling in an air chimney according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inside of (3 air envelope (1) in the area of the stabilizing rings (2) by means of the rope attachment (20) pull-in ropes ζ 19) releasably ' are attached and deflected by pulleys (21) movable on rails (23), in a star shape to a centrally arranged. Lead the pull-in winch (2 ¹ +) that winds up or unwinds the pull-in ropes (19).
10

10. A method for erecting or pulling in a supporting air chimney according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the air envelope (1) after being drawn in by one of the sail rotor (l6) or fans generated overpressure carried in concentrically formed indentation folds (31) and their erection by anchoring the stabilization rings (2) is avoided by means of anchor ropes (33) in the foundation (12).