ES2352401A1

ES2352401A1 - Improvements in the object of the patent n p200802513 by: determining device for selective membranes and magnetic fields that does not use electrodes (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2352401A1
Application number: ES200901589A
Authority: ES
Inventors: Pedro Peñas Ballester; Francisco Javi Abad Garrido
Original assignee: Pedro Peñas Ballester; Francisco Javi Abad Garrido
Current assignee: EMSG GLOBAL WATER SOLUTIONS S.L
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-02-18
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: ES2352401B1

Abstract

The present certificate of addition refers to improvements in the object of patent no. P-200802513, relating to a desalination device by selective membranes and magnetic fields which does not need electrodes to carry out its function. The improvements introduced with respect to said patent consist in the possibility of realizing the device with a prismatic configuration, using for this purpose prisms whose base can be any regular geometric figure; fixing the proper distance between membranes for optimal performance; and, finally, the possibility of generating the necessary magnetic field by turns of superconducting material wound around the elements of the device. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200802513 por: "Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos que no utiliza electrodos".Refinements in the object of the patent nº P 200802513 by: "Membrane desalination device selective and magnetic fields that does not use electrodes. "

Object

El presente certificado de Adición se refiere a unos perfeccionamientos en el objeto de la Patente nº P-200802513, relativa a un dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos el cual no necesita electrodos para llevar a cabo su función.This Certificate of Addition refers to improvements in the object of Patent No. P-200802513, relative to a desalination device by selective membranes and magnetic fields which do not need electrodes to carry out its function.

Como queda expresado en la descripción de la patente principal, se trata de un dispositivo cuya finalidad es conseguir la desalinización de aguas salobres, realizándose dicha función mediante la acción combinada de campos magnéticos generados en el interior del dispositivo y de membranas selectivas a iones, obteniendo así un caudal de agua con baja concentración de iones salinos.As expressed in the description of the main patent, it is a device whose purpose is achieve desalination of brackish waters, performing said function through the combined action of generated magnetic fields inside the device and ion selective membranes, thus obtaining a water flow with low ion concentration saline

En este certificado de adición, las mejoras propuestas para el dispositivo tienen como objeto mejorar los rendimientos de producción de agua así como los rendimientos energéticos y la operatividad del dispositivo, así como para lo cual se centran en los siguientes aspectos concretos:In this certificate of addition, the improvements proposals for the device are aimed at improving water production yields as well as yields energy and device operability, as well as for which They focus on the following specific aspects:

--: Por una parte en la inclusión de la posibilidad de realizar los componentes que forman el dispositivo en geometrías prismáticas, en lugar de cilíndricas como se mencionaba en la patente principal.By a part in the inclusion of the possibility of carrying out components that form the device in prismatic geometries, in cylindrical place as mentioned in the patent principal.

--: Por otra, en la determinación de la separación necesaria entre membranas dentro de la cámara para obtener el máximo rendimiento posible del dispositivo.By another, in determining the necessary separation between membranes inside the chamber to get the maximum possible performance of the device.

--: Finalmente, se incluye la posibilidad de lograr el campo magnético necesario para general el movimiento de iones mediante la disposición de espiras de material superconductor por las que circulará una corriente eléctrica.Finally, the possibility of achieve the magnetic field necessary to general the movement of ions by arranging turns of superconducting material through which an electric current will circulate.

Todas estas opciones quedarán detalladas más adelante.All these options will be detailed more ahead.

Field of the Invention

Este es un dispositivo que resuelve de manera satisfactoria la separación física de los iones disueltos en una disolución acuosa, de las moléculas de agua de dicha disolución. Está pensado, básicamente, para la desalinización de agua de mar.This is a device that solves so satisfactory physical separation of ions dissolved in a aqueous solution of the water molecules of said solution. It is basically designed for the desalination of water from sea.

Background of the invention

Tal como se indica en la patente principal, el dispositivo basa su funcionamiento en la ausencia de cámaras extremas, dado que la configuración inicialmente cilíndrica prevista del dispositivo, permitía que los canales formados en la cámara de membranas formaran un circuito cerrado. De este modo se lograba que todos los canales se mantuvieran eléctricamente neutros, evitando así la generación de potenciales que perjudicaban el proceso de desalinización.As indicated in the main patent, the device bases its operation on the absence of cameras extreme, since the initially cylindrical configuration provided of the device, allowed the channels formed in the camera of membranes will form a closed circuit. In this way it was achieved that all channels were kept electrically neutral, avoiding thus the generation of potentials that impaired the process of desalination.

De esta configuración se infería un modelo de realización cilíndrico, con todos los cuerpos montados en torno a un eje común. El hecho de sustituir la geometría cilíndrica original por otra prismática abre nuevas posibilidades de funcionamiento del dispositivo, facilitando asimismo la fabricación de estos elementos.From this configuration a model of cylindrical embodiment, with all bodies mounted around a common axis The fact of replacing the original cylindrical geometry On the other hand, it opens new possibilities for the operation of device, also facilitating the manufacture of these elements.

Por otra parte, la separación entre membranas resulta un parámetro de gran importancia a la hora de determinar los rendimientos energéticos del sistema, siendo un factor de gran importancia el potencial de Donnan. Dentro de un mismo canal la concentración de iones no será uniforme, dado que debido a la atracción que ejercen los iones libres existentes dentro de las membranas selectivas, en las zonas próximas a éstas se produce una mayor concentración.On the other hand, the separation between membranes It is a parameter of great importance when determining energy efficiency of the system, being a great factor Donnan's potential importance. Within the same channel the ion concentration will not be uniform, because due to the attraction of free ions existing within selective membranes, in the areas near them there is a Greater concentration.

La mayor concentración iónica en las proximidades a estas membranas generará por tanto un pequeño potencial eléctrico, potencial de Donnan, que dificultará el movimiento de los iones provocado por el campo magnético. Ante la imposibilidad de eliminar esta circunstancia, se hace determinante el fijar una distancia adecuada entre membranas de cada tipo con el fin de minimizar los efectos perjudiciales citados.The highest ionic concentration in proximity to these membranes will therefore generate a small electrical potential, potential of Donnan, that will hinder the ion movement caused by the magnetic field. Before the inability to eliminate this circumstance, it becomes decisive setting a proper distance between membranes of each type with the in order to minimize the aforementioned harmful effects.

La obtención de un campo magnético de intensidad suficiente para lograr una correcta desalinización del agua a tratar resulta dificultosa mediante el empleo de imanes permanentes, dada la complejidad existente en la tarea de magnetizar un cilindro hueco disponiendo un polo en la cara externa y otro en la cara interna. Mediante la introducción de espiras arrolladas en la cara exterior tanto del cilindro exterior como del cilindro interior es posible la obtención de un dipolo magnético en cuyo campo magnético el sentido de las líneas de campo será radial entre ambos cilíndricos Además, esta disposición permite regular la intensidad de dicho campo mediante la actuación sobre la corriente de las espiras, generando así evidentes ventajas tanto en coste de fabricación como en operatividad del dispositivo.Obtaining a magnetic field of intensity enough to achieve a correct desalination of the water to be treated It is difficult by using permanent magnets, given the complexity in the task of magnetizing a hollow cylinder having a pole on the outer face and another on the inner face. By introducing windings wound on the outer face both the outer cylinder and the inner cylinder are possible obtaining a magnetic dipole in whose magnetic field the sense of the field lines will be radial between both cylindrical In addition, this arrangement allows to regulate the intensity of said field by acting on the current of the turns, generating thus obvious advantages both in manufacturing cost and in device operability.

Explanation of the invention.

El dispositivo desalinizador mediante campos magnéticos y membranas selectivas a iones que no utiliza electrodos, según el presente certificado, resuelve aún mejor la problemática descrita, gracias a los perfeccionamientos que preconiza, los cuales están basados en la modificación de la configuración geométrica del mismo dispositivo, de modo que se mejoran los rendimientos de producción de agua y energéticos y se simplifica la fabricación de los elementos.The desalination device using fields magnetic and ion selective membranes that does not use electrodes, according to this certificate, it solves the problem even better described, thanks to the improvements that it advocates, which are based on the modification of the geometric configuration of the same device, so that the yields of water and energy production and the manufacture of The elements.

Para ello y de forma concreta, dichas mejoras consisten en:For this and in concrete terms, said improvements its about:

Incluir la posibilidad de realizar los componentes del dispositivo en una geometría prismática, que podrá concretarse en prismas de base triangular, base cuadrada y, en definitiva, cualquier tipo de figura geométrica adecuada en función del proceso de fabricación a utilizar.Include the possibility of performing device components in a prismatic geometry, which may materialize in triangular base prisms, square base and, in definitive, any type of geometric figure suitable in function of the manufacturing process to use.

La segunda mejora que aporta el presente certificado de adición consiste en fijar una distancia adecuada entre membranas de forma que se minimice en lo posible el efecto negativo creado por los potenciales de Donnan. Para esto, se hace necesario contraponer este efecto a otros efectos hidráulicos como son la pérdida de carga generada por un número excesivo de membranas y otros parámetros como el volumen final de cada uno de los canales creados. Así, una separación entre membranas en un rango de entre 0,2 cm y 2 cm posibilita la obtención de la distancia óptima para la obtención de un rendimiento máximo del dispositivo.The second improvement provided by the present certificate of addition is to set a suitable distance between membranes so that the effect is minimized as much as possible negative created by the potentials of Donnan. For this, it is done It is necessary to counter this effect to other hydraulic effects such as they are the loss of load generated by an excessive number of membranes and other parameters such as the final volume of each of the channels created. Thus, a separation between membranes in a range of between 0.2 cm and 2 cm make it possible to obtain the optimum distance for Obtain maximum device performance.

La tercera mejora se consigue mediante el arrollamiento de espiras de material superconductor en la cara externa de los cilindros interior e interior. Estas espiras se disponen a una distancia predeterminada que estará en función de la intensidad de corriente que circula por ellas, teniendo dicha corriente un sentido alterno en cada espira. Así, se dispondrán las espiras por parejas, siendo el sentido de circulación de la corriente alterno en cada una de las espiras. De esta forma se logra generar una serie de polos magnéticos norte y sur en el dispositivo, resultando de la suma de todos los campos magnéticos generados el que las líneas de campo resultantes en la zona intermedia entre ambos dispositivos tenga sentido radial.The third improvement is achieved through winding of turns of superconducting material on the face external of the inner and inner cylinders. These turns are they have a predetermined distance that will depend on the current intensity flowing through them, having said an alternate sense current in each loop. Thus, the you turn in pairs, being the sense of circulation of the alternating current in each of the turns. In this way it is achieved generate a series of north and south magnetic poles in the device, resulting from the sum of all the magnetic fields generated on that the resulting field lines in the intermediate zone between Both devices make radial sense.

Description of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, is attached herein descriptive, as an integral part of it, of a game of planes, in which with an illustrative and non-limiting nature, represented the following:

La figura nº 1 muestra una variante de obtención del dispositivo mediante el empleo de elementos prismáticos, en particular se representa una geometría a base de prismas pentagonales.Figure 1 shows a variant of obtaining of the device by using prismatic elements, in particular a prism-based geometry is represented Pentagonal

La figura nº 2 muestra una disposición de espiras arrolladas en los cilindros exterior e interior mediante la cual se logra la obtención de un campo magnético con líneas de campo en sentido radial entre ambos cilindros.Figure 2 shows an arrangement of windings wound on the outer and inner cylinders by means of the which is achieved by obtaining a magnetic field with field lines radially between both cylinders.

Preferred Embodiment of the Invention

Se describe a continuación una forma preferente de realización del dispositivo objeto de la presente memoria sin limitación en cuanto a su constitución formal ó pequeñas variantes que carezcan de importancia en cuanto a la modificación de su función principal.A preferred form is described below. of realization of the device object of the present memory without limitation as to its formal constitution or small variants unimportant in terms of modifying their principal function.

Se genera el campo magnético necesario mediante la disposición de espiras de material superconductor, en este caso particular es una aleación de NbTi, típicamente comercial. Estos arrollamientos se disponen por parejas, siendo necesario para la correcta generación del campo magnético buscado el que el sentido de la circulación de la corriente sea opuesto entre los miembros de cada pareja. Esto provoca la aparición de campos magnético en el entorno de las espiras los cuales tendrán sus polos iguales enfrentados, de forma que las líneas de campo se repelen, resultando de la suma de los campos una resultante que tendrá sentido radial en la zona interior entre ambos cilindros.The necessary magnetic field is generated by the arrangement of turns of superconducting material, in this case Particularly is an NbTi alloy, typically commercial. These windings are arranged in pairs, being necessary for the correct generation of the sought magnetic field which the sense of the circulation of the current is opposite between the members of each couple This causes the appearance of magnetic fields in the surroundings of the turns which will have their equal poles facing each other, so that the field lines repel, resulting from the sum of the fields a resultant that will make radial sense in the inner zone between both cylinders.

Los cilindros exterior (1) e interior (2) están realizados en hierro dulce, formando el entrehierro de las bobinas superconductoras para la generación del campo magnético.The outer (1) and inner (2) cylinders are made of soft iron, forming the air gap of the coils superconductors for the generation of the magnetic field.

Entre ambos cilindros se dispone la cámara de membranas, en la cual se dispondrán las membranas selectivas a iones positivos y negativos. En esta nueva disposición, la separación entre membranas es de 1 cm.Between both cylinders the chamber of membranes, in which ion selective membranes will be arranged positive and negative In this new provision, the separation between membranes is 1 cm.

En otra realización opcional, tal y como se ha citado anteriormente, es posible una configuración mediante una geometría prismática, de modo que tanto el imán exterior como el interior y la cámara de membranas adoptan una sección no circular, sino conformada a partir de una figura geométrica regular.In another optional embodiment, as has been cited above, a configuration is possible by means of a prismatic geometry, so that both the outer magnet and the inside and the membrane chamber adopt a non-circular section, but formed from a regular geometric figure.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.Describe sufficiently the nature of the The present invention, as well as how to implement it, is it states that within its essentiality, it may be taken to the practice in other embodiments that differ in detail from the one indicated by way of example, and which will also reach the protection that is collected as long as it is not altered, changed or Modify your fundamental principle.

Claims

1. Refinements in the object of the patent No. P200802513 by: desalination device for selective membranes and magnetic fields that does not use electrodes, characterized in that both the outer body (1) and the interior (2) and the membrane chamber (3) are set up from a prismatic geometry.

2. Refinements in the object of patent No. P200802513 by: desalination device for selective membranes and magnetic fields that do not use electrodes, characterized in that the distance between selective membranes at positive ions and selective membranes at negative ions is in a range between 0.2 cm and 2 cm

3. Refinements in the object of the patent No. P200802513 by: desalination device for selective membranes and magnetic fields that does not use electrodes, characterized in that it is arranged wound on the outer surface of the outer body (1) and the inner body (2) of one or more pairs of coils of superconducting material.