-
Verfahren und Vorrichtung zur Wassergewinnung aus der atmosphärischen
Luft Es ist bekannt, Wasser aus der atmosphärischen Luft mit Hilfe hygroskopischer
Stoffe zu gewinnen.. Dabei wird atmosphärische Luft über erwärmte hygroskopische
Stoffe zu einem Verflüssiger geleitet und über abgekühlte hygroskopische Stoffe
in die Atmosphäre zurückgeführt. Die behandelte Luft muß hierfür stark getrocknet
werden, und es sind große Kühlflächen erforderlich.
-
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die-hygroskopischenStoffe
unterAusschluß der Sonneneinstrahlung, vorzugsweise in den Nachtstunden, der atmosphärischen
Luft ausgesetzt und dadurch mit Wasser angereichert. Dann wird dieses Wasser durch
andere Luft unter Einwirkung der Sonneneinstrahlung aus den hygroskopischen Stoffen
wieder ausgetrieben, worauf dieser feuchte Luftstrom gekühlt wird, um. die in dem
Luftstrom enthaltene Feuchtigkeit niederzuschlagen.
-
Nach diesem Verfahren können sowohl kleine, ortsbewegliche als auch
große, ortsfeste Geräte entsprechend den gegebenen Verhältnissen und den gestellten
Anforderungen unter Anwendung einfacher Mittel benutzt werden. -Die zeitliche Trennung
der Vorgänge der Wasseranreicherung in den hygroskopischen Stoffen und deren Wiederaustreibung
gewährt den Vorteil, daß die Wiederbefeuchtun der hygroskopischen Stoffe in der
freien Atmosphäre erfolgen kann, ohne daß es besonderer Wärmedurchgangsflächen und
abgegrenzter Luftwege hierzu bedarf. Von Vorteil ist ferner, daß der große Temperaturgegensatz
zwischen der Sonneneinstrahlung in den Tagesstunden und der Ausstrahlung in den
Nachtstunden herangezogen werden kann, wobei es wichtig ist, daß das Feuchtigkeitsverhältnis
der Außenluft in den Nachtstunden größer ist als am Tage.
-
Die Kühlung des feuchten Luftstromes kann durch gespeicherte Nachtkälte
erfolgen. Einfacher ist es, die Kühlung durch die Temperatur der Luft im Schatten
zu bewirken. Hierzu ist es besonders vorteilhaft. wenn die den hygroskopischen Stoffen
die Feuchtigkeit entziehende Luft einen geschlossenen Kreislauf von der Stelle der
Erwärmung und Wasseraufnahme zu der Stelle der Abkühlung und des Niederschlagens
des aufgenommenen Wassers und zurück durchströmt. Es folgt daraus eine selbsttätige
Anpassung an die gegebenen Bedingungen, durch die eine gute Ausbeute gesichert wird.
-
Die Stärke der Luftströmung läßt sich durch die Bemessung der Widerstände
in den gewünschten Grenzen halten. Die Einschaltung eines Temperaturwechslers zwischen
der dem Niederschlagsraum zuströmenden warmen und der ihn verlassenden abgekühlten
Luft kann vorteilhaft sein. Ebenso ist es von Vorteil, den zum Ausdampfen der hygroskopischen
Stoffe während der Tagesstunden bestimmten Raum durch Wärmedämmung, z. B. durch
Doppelfenster, vor Wärmeausstrahlung zu schützen.
Als hygroskopische
Stoffe sind feste Absorptionsstoffe zweckmäßig; insbesondere ist die Anwendung von
Holz hierzu von Vorteil, namentlich wenn es in dünnen Brettern, senkrecht oder schräg
zur Faser geschnitten, zur Verwendung gelangt. r Das erfindungsgemäße Verfahren
und Vorrichtungen hierfür sind an Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert,
und zwar zeigen: Abb. i den Aufriß einer größeren ortsfesten Anlage, Abb. 2 einen
Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i, Abb. 3 einen Längsschnitt nach der Linie
C-D der Abb. i, Abb. 4 und 5 Einzelheiten der Anordnung der hygroskopischen Stoffe
und Abb.6 bis 8 eine kleinere ortsbewegliche Anlage.
-
i bedeutet eine Mauer, eine Hecke o. dgl., in deren Schatten der Niederschlagsraum
2 liegt. An der Sonnenseite dieser Mauer liegt ein Raum 3, der die hygroskopischen
Stoffe 4 in den Tagesstunden aufnimmt und der beispielsweise zugleich ein Gewächshaus
sein kann. An den Seitenwänden sind Fenster 5 angebracht, von denen einige geöffnet
sind. 6 ist die Türöffnung. DerRaum3 ist mit dem Niederschlagsraum :2 oben durch
den Kanal? und unten durch den Kanal 8 verbunden. Vom Niederschlagsraum :2 führt
eine einen Flüssigkeitsverschluß bildende Leitung 9 zu dem Vorratsbehälter io, aus
dem das gewonnene Wasser durch die Pumpe i i entnommen werden kann. 12, sind Pfähle
mit Leisten 13, auf denen die dünnen Holzbrettchen 4 ausgebreitet werden können,
wenn sie aus dem Raum 3 ausgebracht sind. Der Raum 3 ist durch Drahtglas 14 abgedeckt,
so daß die Sonne hineinscheinen kann- An den Auflagestellen der Brettchen sind Rollen
15 angebracht, die von den Leisten 13 geführt werden und ein bequemes Herausziehen
und Hineinschieben der Brettchen gestatten. Diese Art der Lagerung der Brettchen
gewährt eine große Berührungsfläche mit der Luft, ohne den Barunterliegenden Erdboden
der sonstigen Benutzung zu entziehen.
-
Die Anlage wird folgendermaßen betrieben. Abends werden die Fenster
5 geöffnet und die Holzbrettchen 4 herausgezogen, so daß sie eine große Fläche unter
freiem Himmel bilden. Die Holzbrettchen sättigen sich während der Nacht entsprechend
dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft mit Feuchtigkeit. Bei Nebel kann z. B. eine Aufnahme
von Wasser bis zu 30 °/o des Gewichts des trockenen Holzes stattfinden.
-
Morgens bei Sonnenaufgang werden die feuchten Holzbrettchen wieder
in den Raum 3 hineingeschoben und die Fenster 5 geschlossen. Die durch die Fenster
5 und das Dach 14 des Raumes 3 scheinende Sonne erwärmt die Luft in diesem Raum
sowie die Holzbrettchen 4. Hierbei sättigt sich die erwärmte Lüft durch Verdunstung
des Wassers aus den Holzbrettchen mit Feuchtigkeit und strömt durch den Kanal 7
dem im Schatten liegenden Niederschlagsraume zu. Durch die Kühlung der Luft im Schatten
wird die in dem Raum 3 aufgenommene Feuchtigkeit niedergeschlagen und gelangt durch
die Rohrleitung 9 in den Sammelbehälter io. Die Luft kehrt durch den Kanal 8 zu
dem Raum 3 zurück, wo sie von neuem Wasser aufnimmt.
-
In Gegenden, in denen selbst nachts noch eine verhältnismäßig starke
Lufttrockenheit herrscht, wirb die tägliche Ausbeute an Wasser gering sein. Sie
läßt sich dadurch verbessern, daß man in dem oberen Teil des Niederschlagraumes
2 an einer Stelle, die in den ersten Tagesstunden in der Sonne, in den letzten Tagesstunden
aber im Schatten liegt, Holz in feiner Verteilung unterbringt. Dieses Holz wird
dann vormittags durch die Wirkung der Sonneneinstrahlung getrocknet und die an die
Luft abgegebene Feuchtigkeit im Niederschlagsraum niedergeschlagen. Bei der am Nachmittag
einsetzenden Kühlung im Schatten wird dieses Holz den Feuchtigkeitsgehalt der umlaufenden
Luft so weit er. niedrigen, daß kein Niederschlag mehr erfolgt. Diese Luft wird
dadurch so stark getrocknet, daß sie dem im Raum 3 der Sonne ausgesetzten Holz 4
erheblich größere Feuchtigkeitsmengen entzieht, die in der zusätzlichen Holzmenge
gespeichert und erst am folgenden Vormittag ausgedampft und niedergeschlagen wird.
Die Holzstapel 4 können durch den so erzielten höheren Trockenheitsgrad in den Nachtstunden
größere Wassermengen auch aus der verhältnismäßig trokkenen Luft aufnehmen.
-
Die hygroskopischen Stoffe können auch auf kleinen Feldbahnwagen durch
die Tür 6 ins Freie geschoben werden, wenn die Nacht beginnt. Damit fällt das Öffnen
und Schließen der Fenster fort, was die Abdichtung gegen die Außenluft am Tage erleichtert.
Auch können dann die Außenwände mit Wärmedämmung bzw. mit Doppelfenstern versehen
werden, um die Temperaturerhöhung in dem der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Raum
noch zu steigern. Die Ausbreitung der hygroskopischen Stoffe, für die sich außer
Holz auch andere organische Substanzen, z. B. die Blätter mancher Pflanzen u. dgl.,
eignen, kann in Anpassung an die räumliche Lage und an das gewählte hygroskopische
Mittel in vielfältiger Weise erfolgen.
-
Das in den Abb. 6 bis 8 dargestellte ortsbewegliche
Gerät
zur Wassergewinnung in kleineren Mengen liegt am Südabhang (für nördliche Breiten)
eines Hügels oder einer Böschung 2i auf Klötzen 22 und ist in Abb.6 in der Seitenansicht,
in Abb.7 in der Vorderansicht und in Abb. 8 in einem Schnitt nach der Linie E-F
der Abb. 6 von G aus gesehen dargestellt.
-
Der Ausdampfungsraum 23 ist der Sonne zugewendet; der Niederschlagsraum
24 liegt im Schatten. Beide Räume sind oben durch den Kanal 25 und unten
durch den Kanal 26 miteinander verbunden. Der Kanal 26 dient gleichzeitig
zur Sammlung des niedergeschlagenen Wassers, das durch den Überlauf 27 gegebenenfalls
ablaufen kann. Der Ausdampfungsraum 23 ist durch eine wärmedämmende Schicht 28 an
der der Sonneneinstrahlung entgegengesetzten Seite vor Wärmeverlust geschützt. Der
Luftspalt 29 gewährt der Außenluft Zutritt zum Niederschlagsraum, um dessen Kühlung
zu verstärken. Der Ausdampfungsraum 23 ist nach außen durch einen aus Holzbrettern
3o bestehenden und mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Schicht 31 versehenen
Deckel, der um den Falz 37 aufgeklappt werden kann, a@m Tage abgedeckt. (Die Schicht
31 kann aus Asphaltpapier, Gummi, Aluminium o. dgl. bestehen.) Die Unterseite des
Ausdampfungsraumes 23 besteht ebenfalls aus Brettern 32, die durch die Schicht 33
vor Feuchtigkeitsverlusten gesichert ist. Die die Kanäle 25 und 26 bildenden Bretter
34 sind durch die feuchtigkeitsundurchlässigeSchicht 35, die aiis Aluminiumblech
bestehen kann, an der Seite der Kanalwände abgedeckt. Die Wände des Niederschlagsraumes
24 bestehen ebenfalls aus Aluminiumblech 36 oder einem ähnlichen Baustoff.
-
Nachts wird der Deckel 30, 31, wie in Abb. 7 angedeutet, vollkommen
aufgeklappt, so daß die Bretter 30 und 32 der Nachtluft ausgesetzt sind und
sich mit Feuchtigkeit anreichern können. Bei Sonnenaufgang wird der Deckel 30,
31 geschlossen. Die Sonne erwärmt den Ausdampfungsraum 23, und die Luft,
die sich an dem Holz mit Feuchtigkeit sättigt, strömt durch Kanal 25 in den Niederschlagsraum
2q., wo die aufgenommene Feuchtigkeit niedergeschlagen wird. Die Luft gelangt dann
durch den Kanal 26 wieder in den Ausdampfungsraum 23 zurück, wo sie von neuem Wasser
aufnimmt. Die äußeren Seitenwände werden zweckmäßigerweise durch schattengebende
Mittel, wie z. B. lose angelegte Bretter, die in der Abbildung nicht dargestellt
sind, vor der Sonneneinstrahlung geschützt. Die Schrägstellung des Gerätes kann
der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit der Luft angepaßt werden.