WO2000001471A1 - Dispositivo de bajo consumo para desalinizar agua marina por osmosis inversa - Google Patents

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WO2000001471A1
WO2000001471A1 PCT/ES1999/000212 ES9900212W WO0001471A1 WO 2000001471 A1 WO2000001471 A1 WO 2000001471A1 ES 9900212 W ES9900212 W ES 9900212W WO 0001471 A1 WO0001471 A1 WO 0001471A1
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pump
motor
water
outlet
membrane
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PCT/ES1999/000212
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French (fr)
Inventor
Antonio Pares Criville
Original Assignee
Bolsaplast, S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/06—Energy recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates, as its title indicates, to a device of the type used to desalinate seawater by means of reverse osmosis membranes; said device presenting constructive features that allow it to operate with reduced consumption.
  • the devices used to desalinate seawater by reverse osmosis generally comprise a pump that is responsible for propelling seawater to one or more membranes of reverse osmosis, these being provided with an inlet for salt water driven by the pump, of a osmotic water outlet and an outlet for rejection water.
  • the salt water enters the membranes with an important pressure, being necessary to have a high power motor for the pump to operate.
  • the working pressure of the membranes which is always lower than that provided by the pump, is regulated by a tap mounted on the rejected water outlet.
  • the device object of the invention has been devised, which presents a series of constructive features aimed at allowing its operation with a low power motor, which can be powered by wind or solar energy, and can be used in those areas that do not have electricity or in small boats.
  • the incorporation of a motor into the device is foreseen hydraulic that is driven by the water rejected by the membrane, allowing this hydraulic motor to obtain a mechanical energy from the pressure of the rejected water.
  • the mechanical energy provided by the hydraulic motor is used to drive the pump, which allows the use of a low power motor.
  • the motor, the pump and the hydraulic motor can be mounted on a common axis, rotating all of them simultaneously, or having the respective axes, in which case these will be related by means of elements of transmission that forces them to turn simultaneously.
  • FIG. 1 shows a plan view of the device object of the invention, in which the motor, the pump and the hydraulic motor are provided with the corresponding related axes by means of transmission elements.
  • Figure 2 shows a variant embodiment of the device in which the motor, the pump and the hydraulic motor are mounted on the same axis.
  • the device in question is provided with a pump (1), a motor element (2) responsible for its operation, a reverse osmosis membrane (3) provided with an inlet (31) by the that salt water enters inside driven by the pump (1), an outlet (32) through which the osmotic water flows out and an outlet (33) through which, at an important pressure, the water rejected by the membrane (3).
  • the device includes a hydraulic motor (4) to which the outlet (33) of the membrane (3) is connected, obtaining a mechanical energy from the water pressure rejected by the membrane (3) which is used to drive the pump (1) in collaboration with the motor (2).
  • the axes (11, 21 and 41) of the pump (1), the motor (2) and the hydraulic motor (4) will be related by means of transmission elements represented by belts
  • the energy recovered by the hydraulic motor makes it possible to use a low power motor (2), of the order of about 100 watts, to obtain a continuous flow of osmotized water of about 16 liters / hour.
  • the pump (1), the motor (2) and the hydraulic motor (4) can be mounted on a common shaft (7) that transmits the torque to the pump (1) provided by the motor (2) and by the hydraulic motor (4).

Abstract

Esta invención se refiere a un dispositivo de bajo consumo para desalinizar agua marina por osmosis inversa, que comprende una bomba (1), un elemento motor (2) encargado de su accionamiento, una membrana de osmosis (3) provista de una entrada (31) para el agua salada impulsada por la bomba (1), una salida (32) para el agua osmotizada, una salida (33) para el agua de rechazo y un motor hidráulico (4) al que se encuentra conectada la salida (33) de la membrana (3) con el fin de obtener, a partir de la presión del agua rechazada por la membrana, una energía mecánica que es empleada en el accionamiento de la bomba (1), lo que permite la utilización de un motor (2) de baja potencia.

Description

DISPOSITIVO DE BAJO CONSUMO PARA DESALINIZAR AGUA MARINA POR OSMOSIS INVERSA
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere, como su titulo indica, a un dispositivo del tipo de los empleados para desalinizar agua marina mediante membranas de osmosis inversa; presentando dicho dispositivo unas particularidades constructivas que le permiten funcionar con un consumo reducido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los dispositivos empleados para desalinizar agua marina por osmosis inversa comprenden de forma generalizada una bomba que es la encargada de impulsar el agua marina hacia una o más membranas de osmosis inversa, estando éstas provistas de una entrada para agua salada impulsada por la bomba, de una salida para el agua osmotizada y de una salida para el agua de rechazo.
Para asegurar el correcto funcionamiento del dispositivo es necesario que el agua salada entre a las membranas con una presión importante, siendo necesario para ello disponer de un motor de potencia elevada para el accionamiento de la bomba. La presión de trabajo de las membranas, que siempre es menor que la proporcionada por la bomba, se regula mediante un grifo montado en la salida de agua rechazada.
La necesidad de utilizar un motor de potencia importante para el accionamiento de la bomba limita el uso de este tipo de dispositivos a instalaciones fijas y a embarcaciones de una cierta envergadura; sin embargo no son utilizables en pequeñas embarcaciones dado que no disponen del espacio ni de los medios necesarios para alimentar el motor.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Para solventar los problemas mencionados se ha ideado el dispositivo objeto de la invención, que presenta una serie de particularidades constructivas orientadas a permitir su funcionamiento con un motor de baja potencia, que puede ser alimentado mediante energia eólica o energia solar, pudiendo utilizarse en aquellas zonas que no disponen de energia eléctrica o en pequeñas embarcaciones.
De acuerdo con la invención, para permitir el correcto funcionamiento del dispositivo con un motor de baja potencia, y teniendo en cuenta que el agua rechazada por las membranas de osmosis sale a una presión importante, se ha previsto la incorporación en el dispositivo de un motor hidráulico que es accionado por el agua rechazada por la membrana, permitiendo este motor hidráulico la obtención de una energia mecánica a partir de la presión del agua rechazada.
La energia mecánica proporcionada por el motor hidráulico es empleada en el accionamiento de la bomba lo que permite la utilización de un motor de baja potencia.
De acuerdo con la invención, el motor, la bomba y el motor hidráulico pueden encontrarse montados sobre un eje común, girando todos ellos simultáneamente, o bien disponer de los respectivos ejes, en cuyo caso estos se encontrarán relacionados mediante unos elementos de transmisión que los obliguen a girar simultáneamente.
Una de las particularidades de este dispositivo es que no precisa regulación manual de la presión ya que las presiones se autoregulan al ser constante el caudal admitido por el motor hidráulico.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
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, un juego de dibujos, en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en planta del dispositivo objeto de la invención, en el que el motor, la bomba y el motor hidráulico están provistos de los correspondientes ejes relacionados mediante unos elementos de transmisión.
La figura 2 muestra una variante de realización del dispositivo en el que el motor, la bomba y el motor hidráulico se encuentran montados sobre un mismo eje.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede observar en las figuras, el dispositivo que nos ocupa está provisto de una bomba (1), un elemento motor (2) encargado de su accionamiento, una membrana de osmosis inversa (3) provista de una entrada (31) por la que accede a su interior el agua salada impulsada por la bomba (1), una salida (32) por la que sale el agua osmotizada y una salida (33) por la que sale, a una presión importante, el agua rechazada por la membrana (3) .
De acuerdo con la invención, el dispositivo incluye un motor hidráulico (4) al que se encuentra conectada la salida (33) de la membrana (3), obteniéndose a partir de la presión del agua rechazada por la membrana (3) una energia mecánica que es utilizada para accionar la bomba (1) en colaboración con el motor (2) .
Para realizar el aprovechamiento de la energia mecánica proporcionada por el motor hidráulico (4), los ejes (11, 21 y 41) de la bomba (1), del motor (2) y del motor hidráulico (4) se encontrarán relacionados mediante unos elementos de transmisión representados por las correas
(5) y (6), y que los obligan a girar simultáneamente.
La energia recuperada por el motor hidráulico permite utilizar un motor (2) de baja potencia, del orden de unos 100 vatios, para obtener un caudal continuo de agua osmotizada de unos 16 litros/hora.
Opcionalmente, como se muestra en la figura 2, la bomba (1), el motor (2) y el motor hidráulico (4) pueden encontrarse montados sobre un eje común (7) que transmite a la bomba (1) el par de giro proporcionado por el motor (2) y por el motor hidráulico (4) .
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán suceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención, que se reivindican a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo de bajo consumo para desalinizar agua marina por osmosis inversa; que, siendo del tipo de los que incluyen una bomba (1), un elemento motor (2) encargado de su accionamiento, al menos una membrana de osmosis (3) provista de una entrada (31) para el agua salada impulsada por la bomba (1), una salida (32) para el agua osmotizada y una salida (33) para el agua de rechazo, se caracteriza por incluir un motor hidráulico (4) al que se encuentra conectada la salida (33) de la membrana (3) con el fin de obtener, a partir de la presión del agua rechazada por la membrana, una energia mecánica que es empleada en el accionamiento de la bomba (1), lo que permite la utilización de un motor (2) de baja potencia.
2.- Dispositivo, según la reivindicación anterior, caracterizado porque la bomba (1), el motor (2) y el motor hidráulico (4) están provistos de los respectivos ejes (11) (21) y (41), encontrándose estos ejes relacionados mediente unos elementos de transmisión (5) y (6) que los obligan a girar simultáneamente.
3.- Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la bomba (1), el motor (2) y el motor hidráulico (4) se encuentran montados sobre un eje común (7).
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