ES2346605B1 - Desalinizadora de agua. - Google Patents
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Abstract
Desalinizadora de agua basada en el aumento del
calor del agua y de la humedad relativa y que consiste en un canal
de conducción (4), de entrada de aire caliente comprimido en el
interior de una semiesfera rígida o campana (16), insertado a unos
centímetros bajo el agua a desalinizar, una canalización (10) de
salida de aire saturado de humedad que es enviado a un condensador
(9) y aire frío enviado al condensador, obtenido por estrechamientos
(5) en un canal de conducción (3) de aire comprimido y la actuación
de enfriadores (6) de aire.
Description
Desalinizadora de agua.
La presente invención se refiere a una
desalinizadora de agua por saturación de humedad del aire que se
inyecta.
La invención se encuentra en el sector técnico
de tratamiento de agua por calentamiento, mas concretamente en lo
relativo a calentamiento por evaporación.
\vskip1.000000\baselineskip
Son conocidos los distintos métodos de
desalinización para separar el agua de las sales. La destilación
súbita por efecto flash es uno de los procesos mas conocidos, basado
en evaporar agua para conseguir vapor que no contiene sales
utilizando una cámara flash que es la que permite una evaporación
súbita previa a su posterior condensación. La patente GB1166149
divulga un método de destilación flash basado en la evaporación en
serie de evaporadores flash, el vapor es aspirado y condensado con
un líquido enfriador. Este método tiene el inconveniente del alto
consumo de energía necesario. Otro método es la Destilación por
Múltiple Efecto basada en la evaporación en varias etapas conectadas
en serie a diferentes presiones para conseguir un punto de
ebullición cada vez mas bajo, utilizando el calor latente
desprendido por la condensación. La destilación utilizando energía
solar es otro método bien conocido por el estado de la técnica y
entre otros se pueden encontrar los documentos US 6656326 o US
4187151 que describen depuradoras por evaporación que utilizan
energía solar. Dado que no en todas las épocas del año el sol puede
ser aprovechado de la misma manera, ni en todos los lugares del
mundo ni siquiera de noche, la presente invención pretende obtener
un sistema alternativo de desalinización en el que no sea necesario
utilizar ningún tipo de líquido refrigerante para la condensación,
en el que el en consumo de energía sea relativamente bajo y que sea
aplicable a cualquier zona climática.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se refiere a un nuevo
sistema de desalinización, basado en el aumento del calor del agua
para aumentar el porcentaje de humedad relativa, a partir de una
campana traslúcida y negra, y utilizando un equipo de inyección de
aire comprimido a unos cinco centímetros por debajo del agua a
depurar. Este aire no es necesario que sea precalentado en zonas
cálidas pero en zonas frías llevará insertado un equipo de
precalentamiento del aire. El aire entra en el agua marina por una
canalización al interior de una campana rígida traslúcida y negra
que se encuentra dispuesta sobre el mar con unos flotadores en su
periferia para evitar su hundimiento y asegurar su rigidez. El aire
insertado del exterior y del enfriador aumenta el calor del agua y
favorece el aumento de humedad relativa en el interior de la
semiesfera. Al introducir aire, aumenta la presión en el interior de
la campana y el vapor saturado tiende a salir por una canalización
que se encuentra a presión atmosférica a un depósito donde tiene
lugar la condensación. El aumento de la humedad relativa se ve
potenciado por la oscuridad de la campana o semiesfera rígida y la
colocación de dos espejos cóncavos colocados en la periferia de la
campana y orientados al Este y al Oeste y con un ángulo inferior a
la latitud del lugar que aseguran el aumento de temperatura en el
interior de la campana.
Por otro lado, para enfriar el vapor obtenido,
se inyecta el aire comprimido a una segunda canalización que tiene
una serie de estrangulamientos que permiten, conforme al efecto
Joule-Thomson, que el aire baje su temperatura. El
proceso Joule-Thomson consiste en el paso, desde un
contenedor a presión constante a otro también constante, de un gas a
través de un estrangulamiento. El gas se expande adiabáticamente, lo
que hace que la temperatura disminuya. Para conseguir obtener aire
suficientemente frío, se añaden a dicha canalización tubos
enfriadores, del tipo de tubo 3M™ Vortex, en número variable según
dimensiones, que son unos dispositivos sin componentes en
movimiento, que producen dos corrientes, una de aire frío y otra de
aire caliente, a partir de aire comprimido a temperatura ambiente.
El aire frío obtenido es enviado al depósito donde se encuentra el
aire saturado de humedad y el aire caliente sale al exterior o es
introducido en el interior de la campana para aumentar la
temperatura en su interior y favorecer mas el calentamiento del agua
a desalar.
El aire saturado de humedad es enfriado dando
lugar a la condensación del vapor de agua y obteniéndose agua exenta
de sales.
\vskip1.000000\baselineskip
Para complementar la descripción que antecede y
con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características
de la invención, se va a realizar una descripción detallada de una
realización preferida, en base a un juego de dibujos que se
acompañan a esta memoria descriptiva y en donde con carácter
meramente orientativo y no limitativo se ha representado lo
siguiente.
La figura 1 muestra un esquema en planta del
proceso.
En la anterior figura las referencias numéricas
corresponden a las siguientes partes y elementos:
- 1.
- Compresor
- 2.
- Válvula de distribución de aire comprimido
- 3.
- Canal de conducción de aire comprimido para condensación
- 4.
- Canal de conducción aire comprimido para saturación de humedad
- 5.
- Estrechamiento
- 6.
- Enfriador.
- 7.
- Canalización de salida de aire frío.
- 8.
- Canalización de salida de aire caliente.
- 9.
- Condensador. 3
- 10.
- Canalización aire húmedo saturado.
- 11.
- Pesas.
- 12.
- Faldón.
- 13.
- Flotador interior.
- 14.
- Flotador exterior.
- 15.
- Espejos cóncavos.
- 16.
- Campana.
- 17.
- Garras de sujeción.
- 18.
- Canal de salida de aire seco.
- 19.
- Canal de salida de agua desalinizada.
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede apreciarse en la figura 1, el
procedimiento de desalinización comprende un compresor de aire (1)
del que salen, a través de una válvula de distribución (2), dos
tomas de aire para la conducción del aire comprimido: una para la
saturación de humedad y otra para la condensación. La tubería o
canal de conducción (4) de aire comprimido se introduce en el
interior de una campana rígida traslúcida y oscura (16) hasta
hundirse unos 5 centímetros por debajo del nivel del agua. La
campana lleva adheridos dos espejos cóncavos (15) en su periferia,
orientados en la dirección Este y Oeste con un ángulo de inclinación
inferior a la latitud del lugar respecto de la campana, para así
aprovechar al máximo el calentamiento producido por la luz solar. La
campana, o semiesfera rígida (16) se mantiene en posición gracias a
un flotador interior (13) y un flotador exterior (14) sujetos por
unas garras de sujeción (17). Para evitar que salga al exterior de
la campana el aire que se inyecta, se une a la campana un faldón
(12) de plástico flexible, con unas pesas (11) que cuelgan hacia el
fondo del mar.
El aire saturado de humedad que se obtiene en el
interior de la campana pasa a través de una canalización (10) hasta
acceder a un condensador (9) en el que es inyectado aire frío
obtenido a través del enfriamiento producido por los estrechamientos
(5) del canal de conducción (3) de aire comprimido y la actuación de
los enfriadores (6) del tipo de tubo 3M™ Vortex. Estos tubos 3M™
Vortex permiten obtener aire suficientemente frío para la
condensación, dando lugar a dos corrientes, una de aire caliente que
puede ser expulsado al exterior o ser introducido en el interior de
la campana para aumentar la temperatura interior y potenciar mas el
calentamiento del agua marina a través de la canalización (8) y otra
de aire frío que se envía al condensador a través de la canalización
(7).
El aire saturado de humedad condensa en el
condensador (9) y se obtiene agua de bajo contenido en sales que
sale al exterior por la canalización (19) y el aire seco obtenido
sale por el canal de salida (18).
Serán evidentes para el experto en la materia
determinadas variantes necesarias para adaptar el dispositivo de la
invención a diversas aplicaciones como pueda ser la depuración de
aguas residuales.
Claims (3)
1. Desalinizadora de agua de las que contienen
espejos para aprovechar la luz solar caracterizada por
aumentar el grado de saturación de humedad del aire contenido en una
semiesfera rígida o campana traslúcida y oscura insertada sobre el
agua a desalinizar, que lleva adheridos un flotador exterior y otro
interior sujetos por unas garras de sujeción y con un faldón de
plástico flexible sumergido con unas pesas y unos espejos cóncavos
orientados con un ángulo inferior a la latitud del lugar y
orientados al Este y al Oeste, gracias a:
- -
- una canal de conducción de entrada de aire comprimido en el interior de la semiesfera rígida o campana, insertada a unos centímetros bajo el agua a desalinizar,
- -
- una canal de conducción de salida de aire saturado de humedad que es enviado a un condensador
- -
- Aire frío enviado al condensador, obtenido por estrechamientos en un canal de conducción de aire comprimido y la actuación de enfriadores de aire.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Desalinizadora de agua según reivindicación
1 caracterizada por utilizar enfriadores de tubo 3M™
Vortex.
3. Desalinizadora de agua agua según
reivindicación 1 y 2 caracterizada por aprovechar el aire
caliente expulsado por el enfriador, para aumentar la temperatura en
el interior de la campana.
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