DE519618C

DE519618C - Device for the extraction of drinking and service water from the air

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Publication number: DE519618C
Application number: DEK116807D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-09-29
Filing date: 1929-09-28
Publication date: 1931-03-02

Description

Vorrichtung zur Gewinnung von Trink- und Gebrauchswasser aus der Luft Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Trink- und Gebrauchswasser aus der Luft, wobei der Luft ihre Feuchtigkeit durch Kondensation an kalten Wänden entzogen wird.Device for the extraction of drinking and service water from the air The invention relates to a device for obtaining drinking and service water from the air, the air getting its moisture through condensation on cold walls is withdrawn.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, atmosphärische Luft in Bauwerken umlaufen zu lassen, welche Luftbrunnen bilden und deren Innenwandungen aufgerauht, d. h. mit scharfkantigen Unterbrechungen ausgebildet sind, wodurch unter Ausnutzung der Temperaturunterschiede der Luft die Sammlung von Kondensationswassertröpfchen begünstigt wird.It has already been proposed to use atmospheric air in structures to circulate, which form air wells and their inner walls are roughened, d. H. are formed with sharp-edged interruptions, whereby under utilization the temperature differences in the air cause the collection of condensation water droplets is favored.

Demgegenüber bezweckt die Erfindung durch Mittel, die geeignet sind, im Innern derartiger Bauwerke die Temperaturen wirksam herabzusetzen, so daß die scharfkantigen und rauhen Innenwandungen des Bauwerkes während des Kondensationsvorganges so kalt gehalten werden, daß die Kondensation an diesen rauhen Flächen begünstigt wird.In contrast, the invention aims by means that are suitable to effectively lower the temperatures inside such structures, so that the sharp-edged and rough inner walls of the structure during the condensation process be kept so cold that condensation favors these rough surfaces will.

Erfindungsgemäß soll bei derartigen Vorrichtungen zur Gewinnung der Luftfeuchtigkeit die Senkung der Temperatur unter Zuhilfenahme einer Kondensatormasse, d. h. eines Kältemittels oder einer Kältemaschine, bewerkstelligt werden. Gegenüber den bisherigen Bauarten, die im wesentlichen als Brunnen ausgebildet waren, wird dabei erfindungsgemäß der technische Fortschritt erzielt, daß die Wassergewinnung aus der Luft nunmehr auch mit ortsbeweglichen Vorrichtungen möglich ist.According to the invention in such devices for obtaining the Humidity the lowering of the temperature with the help of a capacitor mass, d. H. a refrigerant or a chiller. Opposite to the previous designs, which were essentially designed as fountains according to the invention the technical progress achieved that the water production from the air is now also possible with portable devices.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus einer Kondensatormasse in Pyramiden-, Zylinderfünfeck- oder ähnlichen Formen sowie aus einem Stoff, wie Beton, Ton, Terrakotta, Mauerwerk o. dgl-., mit metallischer Einhüllung. Diese Kontaktmasse ist mit zahlreichen Vorsprüngen versehen, die beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß die Außenfläche der Masse durch eingebaute Schiefer-, Glas-, Steinstücke u. dgl. in derselben Weise wie die Kammerwandung aufgerauht wird. Im mittleren Teil des Bauwerkes, und zwar vorzugsweise innerhalb der Kondensatormasse, ist ein Kamin oder ein Hohlraum vorgesehen, der entweder dazu dient, die bei Temperaturunterschieden, insbesondere nächtlichen Temperatursenkungen, abgekühlte Luft umlaufen zu lassen und zu verteilen, oder der zur Aufnahme einer Vorrichtung zur künstlichen Kälteerzeugung geeignet ist.In practicing the invention, the apparatus consists essentially from a capacitor mass in pyramid, cylinder pentagon or similar shapes as well as from a material such as concrete, clay, terracotta, masonry, etc. Like., With a metallic envelope. This contact mass has numerous protrusions provided, which are produced, for example, in that the outer surface of the Mass through built-in pieces of slate, glass, stone and the like in the same way how the chamber wall is roughened. In the middle part of the building, namely preferably within the capacitor mass, a chimney or cavity is provided, which either serves to deal with temperature differences, especially at night Temperature drops, circulate cooled air to let and to distribute, or which is suitable for receiving a device for artificial cold generation is.

Bei einer Vorrichtung, die unter der Einwirkung der nächtlichen Temperatursenkungen arbeiten soll, ist der mittlere Kamin oder Hohlraum, der an dem unteren Teil der Kondensatorinasse in einer gewissen Höhe geschlossen ist, mit schrägen Kanälen von geringem Durchmesser ausgestattet, die beispielsweise aus gebrannten Tonrohren bestehen können oder irgendeinem anderen Werkstoff und sich ungefähr über die Hälfte der Stärke der Kon.densatormasse erstrecken. Dieser mittlere Kamin wirkt mit einem mittleren Zuführungsrohr für die Kaltluft zusammen, beispielsweise aus galvanisiertem Metall, derart, daß die durch dieses Rohr einströmende kalte Luft sich dann in dem mittleren Kamin oder Hohlraum ausbreitet und in den geneigten Kanälen ansammelt, die mit diesem Kamin in Verbindung stehen, wobei dann gleichzeitig auch der Abfluß der vorher in diesen Kanälen angesammelten «-armen Luft unterstützt wird.In the case of a device that is exposed to nighttime temperature drops to work is the middle chimney or cavity that is on the lower part of the Condenser in a certain height is closed, with sloping channels of small diameter, which for example consist of fired clay pipes can or any other material and are about half of the Extend the strength of the capacitor mass. This medium fireplace works with a medium one Supply pipe for the cold air together, for example made of galvanized metal, so that the cold air flowing in through this tube is then in the middle Chimney or cavity spreads and accumulates in the inclined channels that go with this Chimney are in connection, then at the same time also the outflow of the previously in poor air accumulated in these channels is supported.

Soll die Vorrichtung mit einer künstlichen Kältequelle arbeiten, so wird der mittlere Hohlraum oder Kamin dazu benutzt, eine Kältemaschine oder Kälteerzeugungsvorrichtung aufzunehmen, die nach irgendeinem der bekannten mechanischen, chemischen oder elektrischen Verfahren arbeitet und durch die also die fehlenden natürlichen Hilfsmittel ersetzt werden.If the device is to work with an artificial cold source, so the middle cavity or chimney is used for a refrigeration machine or refrigeration device incorporate following any of the known mechanical, chemical, or electrical The process works and thus replaces the missing natural aids will.

Wenn die Vorrichtung geringe Abmessungen. erhalten soll, beispielsweise für häusliche Zwecke, so wird die zum Umlauf der atmosphärischen Luft dienende Kammer zweckmäßig durch Doppelwände gebildet, deren Zwischenraum mit einem Wärmeschutzmittel angefüllt ist, und die Kondensatormasse besteht in diesem Fale aus übereinanderliegenden Metallringen mit zahlreichen Vorsprüngen.If the device is small in size. should receive, for example for domestic use, it is the chamber used to circulate atmospheric air expediently formed by double walls, the space between them with a heat protection agent is filled, and the capacitor mass in this case consists of superimposed Metal rings with numerous protrusions.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in den verschiedenen Ausführungsformen.The drawing illustrates the invention in the various embodiments.

Die Abb. i zeigt im senkrechten Schnitt eine gemäß der Erfindung in einem Luftbrunnen angeordnete Kondensatormasse.Fig. I shows a vertical section according to the invention in an air well arranged capacitor mass.

Abb. 2 zeigt die Anwendung einer solchen Kondensatorinasse mit einer Vorrichtung zur künstlichen Kälteerzeugung.Fig. 2 shows the application of such a capacitor with a Device for artificial cold generation.

Abb.3 gibt im senkrechten Schnitt eine Vorrichtung von geringeren Abmessungen, die beispielsweise an einer Mauer befestigt oder auf irgendeinem Träger gelagert werden kann.Fig. 3 shows a device of minor size in a vertical section Dimensions, for example attached to a wall or on any support can be stored.

Bei der ersten Ausführungsform nach Abb. i ist ein Bauwerk i veranschaulicht, das einen Luftbrunnen bildet, dessen Innenwand mit zahlreichen Vorsprüngen, beispielsweise zerbrochenen Steinen, Schieferstücken oder einem scharfkantigen Werkstoff, ausgekleidet ist, um so die Kondensation der Feuchtigkeit zu unterstützen. In diesem Bauwerk ist die Kondensatormasse 2 angeordnet, deren Dichtigkeit iri ihrer äußeren Schicht 3 sehr viel größer ist als in dem mittleren Teil. Dieser mittlere Teil bildet einen Kamin oder einen Hohlraum., in welchen .die Kanäle 5 münden, die nach innen und nach unten schräg geneigt sind, einen geringen Durchmesser haben und beispielsweise aus gebrannten Tonrohren bestehen können.In the first embodiment according to Fig. I, a structure i is illustrated, which forms an air well, the inner wall of which with numerous protrusions, for example broken stones, pieces of slate or a sharp-edged material is to support the condensation of moisture. In this structure the capacitor mass 2 is arranged, the tightness of which iri its outer layer 3 is much larger than in the middle part. This middle part forms one Chimney or a cavity. In which. The channels 5 open, the inside and are inclined downward, have a small diameter and, for example can consist of fired clay pipes.

Der mittlere Kamin oder Hohlraum d. ist unten geschlossen und an seinem oberen Ende offen; er nimmt ein Rohr 6 aus beispielsweise galvanisiertem Metall auf, das durch das äußere umhüllende Bauwerk i, also den eigentlichen Luftbrunnen, hindurchgeht. Dieses Rohr öffnet sich in dem Hohlraum .I in einer gewissen Entfernung von dessen unterem Ende und hat zweckmäßigerweise einen Durchmesser von ungefähr "/; des Durchmessers des mittleren Kamins oder Hohlraumes d. Die Außenfläche der Kondensatormasse 2 weist ebenso wie .die Innenwand des sie einschließenden Bauwerkes i eine große Zahl von Vorsprüngen 7 auf, die beispielsweise aus Schiefer, Glas, Steinstücken u. dgl. bestehen, die bei der Zusammensetzung .der Masse 2 - in den Mörtel eingelassen sind.The middle chimney or cavity d. is closed at the bottom and open at its upper end; it receives a tube 6 made of, for example, galvanized metal, which passes through the outer enveloping structure i, that is to say the actual air well. This tube opens in the cavity .I at a certain distance from its lower end and expediently has a diameter of approximately "/; the diameter of the central chimney or cavity d Building i has a large number of projections 7, which for example consist of slate, glass, pieces of stone and the like. The composition .der mass 2 - are embedded in the mortar.

Wenn nun eine merkbare Wärmedifferenz zwischen den Tages- und Nachttemperaturen auftritt, so wird die kalte Nachtluft, die durch das Rohr 6 eindringt, nach dem unteren Ende des Hohlraumes oder Kamins .I hinabgeführt, sie steigt dann in diesem auf und ersetzt die in den geneigten Kanälen 5 vorhandene wärmere, Luft, so daß die gesamte Masse :2 gekühlt wird, bevor die Kühlluft aus ihr in der Richtung der Pfeile wieder Heraustritt. Die so gekühlte Masse bildet dann einen richtigen Kaltluftspeicher und wirkt als Kondensator, in dem sie auf die Feuchtigkeit der Luft, die in zier Außenhülle i um die Masse 2 umläuft, eine kondensierende Wirkung ausübt. Diese Außenluft tritt durch die Luftöffnungen 8 in den Zwischenraum zwischen den Teilen i und 2 und verläßt .diese wieder durch die Öffnung 9. Dabei wird die Luftfeuchtigkeit in Form von Tröpfchen kondensiert, die sich in der unteren Auskehlung io ansammeln und dann in einem nicht dargestellten Behälter aufgefangen und gesammelt werden.If now there is a noticeable heat difference between the day and night temperatures occurs, so the cold night air that penetrates through the pipe 6, after lower end of the cavity or chimney .I led down, it then rises in this and replaces the warmer air present in the inclined channels 5, so that the total mass: 2 is cooled before the cooling air leaves it in the direction of the Arrows stepping out again. The mass cooled in this way then forms a real cold air reservoir and acts as a condenser in which it absorbs the moisture in the air that is in ornamental Outer shell i revolves around mass 2, exerts a condensing effect. This outside air passes through the air openings 8 into the space between parts i and 2 and leaves .this again through the opening 9. The humidity is in Condensed in the form of droplets that collect in the lower groove io and then collected and collected in a container (not shown).

Das gesamte Bauwerk bildet also einen Luftbrunnen, der die Ansammlung eines Wasservorrats ermöglicht.The entire structure thus forms an air fountain, which the accumulation a water supply allows.

In Ländern oder an Orten, wo die Unterschiede zwischen den Nacht- und Tagestemperaturen nicht genügend groß sind und die Zeit nicht ausreicht, daß sie auf den Taupunkt gelangen, wird die Kondensatormasse 2 gemäß Abb. 2 mit Hilfsmitteln vereinigt, die zur künstlichen Kälteerzeugung dienen. Hierbei kann, wenn es sich auch um die Anwendung eines Luftbrunnens handelt, das umhüllende Bauwerk r in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie dies bereits beschrieben ist.In countries or places where the differences between the night and daytime temperatures are not big enough and that Time not sufficient that they reach the dew point, the capacitor mass 2 is according to Fig. 2 combined with aids that are used for artificial cooling. Here can, if it is also the application of an air well, the enveloping Structure r can be carried out in the same way as already described is.

Die Masse 2, deren Dichtigkeit in dem Teil 3 größer ist als in dem mittleren Teil, bildet hier einen Hohlraum oder einen mittleren Kanal .4, in welchem die Kühlvorrichtung i i angeordnet ist. Diese Kühlvorrichtung r i dient dann dazu, die Temperatursenkung zu erzeugen, die nötig ist, um die Masse auf den Taupunkt in bezug auf die Temperatur und den Sättigungsgrad der Außenluft zu bringen. Diese Ausführungsform ermöglicht ihre Anwendung in jedem Klima und läßt auch die Herstellung von Vorrichtungen von geringen Abmessungen für häusliche Zwecke zur Erzeugung von Trinkwasser zu.The mass 2, the tightness of which is greater in the part 3 than in that middle part, here forms a cavity or a central channel .4 in which the cooling device i i is arranged. This cooling device r i then serves to to produce the drop in temperature necessary to bring the mass to the dew point in relation to the temperature and the degree of saturation of the outside air. These Embodiment allows their use in any climate and also allows manufacturing of devices of small dimensions for domestic purposes for the production of Drinking water too.

Abb. 3 zeigt eine Vorrichtung .dieser Art. In diesem Ausführungsbeispiel ist das umhüllende Bauwerk r durch einen Hohlkörper 12 ersetzt, der die Kondensatormasse einschließt. Dieser Hohlkörper besteht aus zwei Teilen 13 und 1d., die zum Auseinandernehinen eingerichtet sind, beispielsweise aus Holz, Aluminium. Eisen, Zinkblech, u. dgl. hergestellt werden "können und zwei durch die Zwischenräume 15 getrennte Wände bilden. Dabei hat dieser Hohlkörper genügend große Abmessungen. um als Behälter auch zur Aufnahme von Luft zu dienen, zu welchem Zweck die Lufteintrittsöffnungen 8 und die Austrittsöffnungen 9 vorgesehen sind.Fig. 3 shows a device of this kind. In this embodiment the enveloping structure r is replaced by a hollow body 12, which is the capacitor mass includes. This hollow body consists of two parts 13 and 1d. Which are to be dismantled are furnished, for example made of wood, aluminum. Iron, zinc sheet, etc. can be produced "and form two walls separated by the spaces 15. This hollow body has sufficiently large dimensions. to as a container also for To serve intake of air, for what purpose the air inlets 8 and the Outlet openings 9 are provided.

Die Hohlräume 15 zwischen den beiden Wänden «-erden zweckmäßig mit einem Wärmeschutzmittel ausgefüllt, und zwar pulverförmigem, wie z. B. Kieselgur oder Sand oder sogar, wenn man keine festen Mittel hat, mit Seewasser,. Bei dieser Ausführungsform kann die Kondensatorrnasse, wie dies hier dargestellt ist, aus Metallringen 16 bestehen, die auf einen mittleren Körper 17 aufgestreift und auf ihn befestigt sind, welch letzterer eine chemisch, mechanisch oder elektrisch wirkende Kältemaschine oder Kältevorrichtung enthält und in dem äußeren Hohlkörper 12 durch irgendwelche Träger, z. B. durch die Arme 18, befestigt ist. Die Gesamtheit .dieser Vorrichtung kann dann an irgendeiner beliebigen Stelle mit irgendwelchen Mitteln i9 befestigt oder auf Trägern gelagert werden.The cavities 15 between the two walls «-erden appropriately with filled with a heat protectant, namely powdered, such. B. Kieselguhr or sand or even, if one has no solid means, with sea water. At this Embodiment, the capacitor mass, as shown here, made of metal rings 16 exist, which are slipped onto a central body 17 and attached to it are, which latter a chemically, mechanically or electrically operating refrigeration machine or contains refrigeration device and in the outer hollow body 12 by any Carrier, e.g. B. by the arms 18 is attached. The entirety of this device can then be attached at any point by any means i9 or stored on carriers.

Bei dieser Vorrichtung werden die Ringe, die gezahnt oder mit zahlreichen Vorsprüngen versehen sind, durch die Einwirkung des in dem mittleren Teil 17 befindlichen Kühlers auf die gewünschte Temperatur gebracht und die in dem äußeren Hohlkörper umlaufende, mit Feuchtigkeit beladene Luft verliert an diesen Ringen die Feuchtigkeit, die sich auf diesen Ringen kondensiert; das Wasser wird hier ebenfalls in Form von Tröpfchen auf dem Boden 2o der Vorrichtung aufgefangen, von wo es durch das Entleerungsrohr :2i abfließt.In this device, the rings, which are toothed or with numerous Projections are provided by the action of that located in the central part 17 The cooler is brought to the desired temperature and that in the outer hollow body Circulating air laden with moisture loses its moisture on these rings, which condenses on these rings; the water is here also in the form of Droplets are caught on the bottom 2o of the device, from where it passes through the emptying tube : 2i drains.

Wie auch immer die gewählte Ausführungsform der Vorrichtung ist, wird die selbsttätige Regelung der Kälteerzeugung, sowohl was die Höhe derselben wie auch die Dauer anlangt, zweckmäßigerweise mit Hilfe eines elektrischen Thermometers erzielt, das mit einem Hygrometer vereinigt ist und nach der jeweiligen Temperatur durch den Sättigungsgrad der reinen Atmosphäre beeinflußt wird.Whatever the chosen embodiment of the device, will the automatic regulation of the refrigeration, both what the level of the same as also the duration, expediently with the help of an electric thermometer achieved, which is associated with a hygrometer and according to the respective temperature is influenced by the degree of saturation of the pure atmosphere.

Wenn die Vorrichtungen gemäß der Erfindung in großer Nähe von Wassermassen oder auf dem Meere arbeiten sollen, so ist es zweckmäßig, sie mit Mousseline oder feinen Geweben zu umgeben, um so die gesättigte Luft zu filtern, um Salztröpfchen, die von der Oberfläche des Wassers mitgerissen sind, aufzufangen, um so zu verhindern, daß diese sich mit dem Kondensationswasser mischen. Die ortsbeweglichen Vorrichtungen zur Gewinnung der Luftfeuchtigkeit können an hohen Stellen auf Dächern, Terrassen o. d.gl. angebracht werden, und man kann sie an Hochbehälter anschließen, aus denen das gewonnene Trinkwasser durch Rohre nach allen möglichen Richtungen verteilt werden kann.When the devices according to the invention are in close proximity to bodies of water or to work on the sea, it is appropriate to use them with Mousseline or surrounding fine tissues to filter the saturated air to remove salt droplets, that have been carried away by the surface of the water, in order to prevent that these mix with the condensation water. The portable devices to obtain the air humidity can be in high places on roofs, terraces or the like attached, and you can connect them to elevated tanks from which the obtained drinking water can be distributed through pipes in all possible directions can.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for obtaining drinking and service water out of the air by introducing the air into condensation chambers in which the moisture is deposited on rough wall surfaces, characterized in that in the Condensation chamber a special condenser mass (2) is arranged, the outer surface of which by built-in pieces of slate, glass, stone and the like in the same way as the Chamber wall is roughened.

2. Device according to claim i, characterized by a supply pipe (6) for the cold air, which is in a central cavity of the condenser mass (2) protrudes, whereby from the cavity walls inclined obliquely outward, about to to the middle of the wall thickness in the condenser mass (2) reaching channels (5) branch off.

3. Device according to your claim i, characterized by in the central cavity the condenser mass (2) arranged devices for refrigeration and d ..

contraption according to claim 2, characterized in that in the capacitor ground (A) inclined ducts (5) that penetrate the surface are lined with fired clay pipes.

5. Device according to Claims i to 4, characterized in that the capacitor mass consists of superimposed metal rings with numerous protrusions (i6), the chamber being formed by double walls, the space between them with a heat protection agent is filled out.