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Dokumentenidentifikation DE102004008163A1 29.12.2005
Titel Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, angetrieben von einer kondensierten Flüssigkeit als entgegengesetzte Gewichtsmasse
Anmelder Rampelt, Siegfried, 72144 Dußlingen, DE
Erfinder Rampelt, Siegfried, 72144 Dußlingen, DE
DE-Anmeldedatum 11.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004008163
Offenlegungstag 29.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.12.2005
IPC-Hauptklasse E03B 3/28
Zusammenfassung Mit einer Vorrichtung einer nach innen gewölbten Decke eines Innenraumes (21) wird von beförderter kalter Luft und Flüssigkeiten (Meereswasser) diese Decke abgekühlt.
Ein erzeugter Dampf im Innenraum (21) schlägt sich an der kühlen Decke dieses Raumes nieder und wird zu flüssigem Kondens umgewandelt.
Mit der zu einem Tiefpunkt nach innen gewölbten kühlen Decke fließt das gebildete Kondens in einen Speicherbehälter (1) eines schwimmenden Komponents, das absinkend belastet wird. Durch das Absinken des Schwimmers (2) werden Faltschläuche (3) ausgedehnt, die gleichzeitig Luft und kalte Flüssigkeit (Meereswasser) über Leitungen (15) und Einlassventile (5, 6, 7) ansaugen.
Nach der automatischen Entleerung des Speicherbehälters (1) wird das schwimmende Komponent entlastet, wobei der Schwimmer (2) gegen die mit kühler Flüssigkeit (Meereswasser) befüllten Faltschläuche drückt. Diese kühle Flüssigkeit (Meereswasser) wird über verengte Leitungen (15) in einen Abkühlraum (18) über die Decke des Innenraums (21) befördert.
Dadurch entflieht die zeitlich vorgewärmte Flüssigkeit (Meereswasser) im Abkühlraum (18) über Ausgänge (16) in den beheizten Innenraum (21) zur weiteren Verdampfung und Kondensbildung, was einen wiederholten Arbeitstakt ohne Energieverbrauch ermöglicht.

Beschreibung[de]

Mit einer zunehmenden Entstehung von Wüsten und Dürregebieten in vielen Teilen der Erde, wird die Süsswasserversorgung eine große Herausforderung für Wissenschaft und Technik.

Eine ganze Reihe von Entsalzungsanlagen und Flüssigkeit-Förderpumpen ist bekannt, dessen Verfahren Energie meistens aus Rohstoffen verschwendet, und z.B. Meereswasser in die Höhe befördert oder Dampf zu flüssigem Kondensat beschleunigt wird. Alle bisher in dieser Hinsicht bekannten Systeme sind entweder energieaufwendig oder funktionieren mit natürlichen Energien, deren Endergebnis gering ausfällt, speziell bei der Entstehung und beschleunigter Abkühlung des Dampfes zu Kondensat der zu destilierenden Flüssigkeit.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Destillation von Flüssigkeiten durch Verdunstung und Kondensierung, hauptsächlich auf natürliche Energien bezogen.

Als Basis dient eine Vorrichtung einer Art Pumpe nach dem Schwerkraftprinzip zur Förderung von Flüssigkeiten durch ein Gegengewicht einer flüssigen Masse in einer testimmten Höhe, und zusammengebaut mit notwendigen dazugehörenden Teilen eine Entsalzungsanlage entsteht, die je nach Naturzonen auch nur von natürlichen Energien angetrieben wird. Im Unterschied zu bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art, fördert diese Vorrichtung kaltes Meereswasser aus der Tiefe entgegengesetzt von kondensiertem und entsalztem Meereswasser aus der Höhe. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz von Faltschläuchen (3) als Speicherzylinder und verengten Leitungen (15) kalte Luft und kaltes Meereswasser aus der Tiefe zur beschleunigten Abkühlung des Dunstes zu Kondensat in den Abkühlraum (18) über die Decke der Vorrichtung befördert wird. Das Meereswasser, welches zur Abkühlung diente, wird gleichzeitig erwärmt und in einer etwas niedrigeren Höhe durch Ansaugen der Speichermatten (13) und darauffolgenden Verdampfung selbst zu Kondensat, welches als entsalztes Süsswasser tropfenweise in den Speicherbehälter (1) gelangt. Das kondensierte und entsalzte Meereswasser wird in den Speicherbehälter (1) zu einer Masse gespeichert und gibt in der absinkenden Tiefe selbst Anlass, kaltes Meereswasser und kalte Luft in die Höhe zu fördern.

Der in die Tiefe absinkende Speicherbehälter (1) belastet über Druckstange (4) den Schwimmer (2). Mit dem in die Tiefe einer Flüssigkeit (Meereswasser) gesunkenen Schwimmer (2) werden die darauf festmontierten Faltschläuche (3) ausgedehnt (ausgefaltet). Befindliche warme Luft aus dem Abkühlraum (18) wird über Leitungen (15) zur Abkühlung in die Faltschläuche (3) während dem Ausfalten hineingezogen. Während und nach dem Ausfalten der Faltschläuche (3), die als verschlossener vorübergehender Speicher gelten, strömt über Einlassventil (5,6,7) durch die Leitung (22) bevorzugt kaltes Meereswasser hinein. Mit den eingeströmten Meereswasser werden die Faltschläuche (3) befällt und verdrängen die warme Luft, die zwischenzeitlich kalt geworden ist, über Leitungen (15) als Vorkühlung in den Abkühlraum (18). Der nachfolgende Arbeitsschritt ermöglicht noch ein kurzes Überschreiten mit destillierter Flüssigkeit über Punkt (10) der Leitung (8,9,10) des Speicherbehälters (1), welcher sich unten von fast der gesamten destillierten Flüssigkeit durch diese Leitung (8,9,10) entleert, und entlastet somit beinahe auch die drückende Gewichtsmasse durch Druckstange (4) auf Schwimmer (2).

Das destillierte (entsalzte) Meereswasser wird über Auffangrinne (11) von Speicherbehälter Leitung (8,9,10) aufgefangen und über Ausgang (20) in Speicherbecken oder zu Verbrauchern im Gefälle geleitet.

Als nächster Arbeitsschritt steigt der Schwimmer (2) in der Flüssigkeit (Meereswasser) zur Oberfläche nach dem entleerten Speicherbehälter (1), und drückt in einem langsam wachsenden Stadium die Faltschläuche (3) in sich zusammen. Mit dem Einfalten der Faltschläuche (3) wird fast die gesamte-Flüssigkeit (kaltes Meereswasser) durch die Leitungen (15) in den Abkühlraum (18) befördert. Die beinahe permanente kühle Decke unter dem Abkühlraum (18) der Anlage lässt den Dampf von unten an dieser niederschlagen und sich schneller zu flüssigem Kondensat bilden, das tropfenweise über Faltschlauch (12) in den Speicherbehälter (1) hineinfließt.

Der Faltschlauch (12) mit einem möglichst geringen Gewicht ist leicht dehnbar (ausfaltbar) und schützt mit der Abdeckung (22) ein Verlust durch Verdampfen der kondensierten Flüssigkeit im Speicherbehälter (1). Der Speicherbehälter (1) wird durch ein langsam wachsendem Stadium wieder mit kondensierter. Flüssigkeit belastet und gibt wieder Anlass kalte Luft und kaltes Meereswasser in den Abkühlraum (18) zu fördern.

Somit wiederholt sich der Arbeitstakt des Verfahrens im geschlossenen Kreis.

Wie auch aus anderen Erfindungen bekannt ist, z.B. aus DE 30 15 25 4 C2 und DE 100 499 16, usw. wird das zur Kondensierung umwandelnde Meereswasser von einer gläsernen Aussenkonstruktion (14) überdeckt oder hermetisch von der Atmosphäre abgedichtet. Durch die Aufwärmung unter der Sonneneinstrahlung erhitzt sich die Luft unter der gläsernen Aussenkonstruktion im Raum (21) und ermöglicht mit der abgekühlten Decke unter Abkühlraum (18), ein Kalt-Warm-Verhältnis zu entstehen, womit das Kondens an der kalten Decke des Innenraums (21) entsteht. Der Dampf, der zu Kondens wird, kann vom unteren Raum (21) hochsteigen, sowie auch aus den mit Meereswasser vollgesaugten Speichermatten (13) an den Wänden des oberen Innenraums (21). Die Speichermatten (13) mit dem darin gespeicherten Meereswasser aus Raum (18) durch Eingangsleitungen (16) werden von Wärme erfasst und bestehen aus Flüssigkeitsspeichernden korrosionsbeständigen und wärmeleitenden Material. Die obere Aussenkonstruktion (21), die die Speichermatten umhüllt, soll möglichst dunkelfarbig sein, und die Leitung (15) soll gut gegen Wärme isoliert sein. Der Vorteil der Speichermatten (13) besteht darin, dass der Weg der Umwandlung von Meereswasser (Salzwasser) zu Süsswasser verkürzt wird.

Mit einem Aufheizen der Speichermatten (13), ähnlich einer elektrischen Fußbodenheizung oder andere Heizsysteme, kann die Anlage bei Nacht oder in kalten Regionen betrieben werden. Soweit sinnvoll ein Energieverbrauch aus Rohstoffen wirtschaftlich in Grenzen liegt. Jedoch muss eine Auffangrinne für Tauwasser an den unteren Wänden des Innenraums (21) auf der Höhe der Ausgangsleitung (20) installiert werden oder sinnvoll in beinahe kalten Regionen entsteht die gläserne Aussenkonstruktion aus Wärmeschutzglas. Ein Nachteil der Speichermatten (13) entsteht, wenn das Meereswasser durch Salzverkrustung nicht vollständig von diesen angesaugt wird. Bei zu starker Salzverkrustung können die Speichermatten (13) von gereinigten und ansaugfähigen Speichermatten (13) ausgetauscht werden. Das Salz aus den Speichermatten kann durch spezielle Verfahren extrahiert werden, damit diese wieder saugfähig sind. Weitere Nachteile entstehen durch Korrosion, wobei das Salzwasser bestimmten Anbauteilen der Vorrichtung schaden kann, speziell auf Verschleiss in den Leitungen und das Durchfressen der Faltschläuche (3), die dann undicht werden, welches darauffolgend den Arbeitstakt der Vorrichtung stoppen kann.

Die Faltschläuche (3) mit Druckstange (4) und Schwimmer (2) ersetzen Schwimmerkolben und Speicherzylinder, bekannt aus der Hauptanmeldung Nr. 10.2004.004 347.7 und können aufgrund verengten Leitungen (15) Flüssigkeiten höher befördern, was vorteilhafter ist, jedoch ist auf Korrosion zu achten, die den Kreislauf des Arbeitstaktes beenden kann. Die Förderhöhe im Rohr (15) ist abhängig von dem Innendurchmesser dieses Rohrs, sowie der belasteten Gewichtsmasse im Speicherbehälter (1), die bevorzugt so schwer wie möglich ist bzw. der Speicherbehälter sollte so viel wie möglich an Volumen der belasteten Flüssigkeitsmasse aufnehmen. Das Innenvolumen des Speicherbehälters (1) ist abhängig von dem Innenvolumen des Schwimmers (2) bzw. die Schwimmereigenschaft.

Das schwimmende Komponent bestehend aus Druckstange (4), Faltschläuche (3), Faltschlauch (12), Schwimmer (2) und Speicherbehälter (1) im entlasteten Zustand, sollen aus leichten und Korrosionsbeständigen Materialien hergestellt werden z.B. PVC-Kunststoffe. Das Innenvolumen des Schwimmers (2) kann mit athmosphärischer Luft sowie auch mit anderen leichten Gasen oder leichten Materialien befällt sein.

Zur Behebung der Korrosion sollen die Faltschläuche (3) mit verstärkten Innen- und Aussenwänden von leichten korrosionsbeständigen Materialien überzogen werden soweit es Faltschläuche z. B. von S.Marley aus dem Bauhaus sind. Bevorzugt sollten die Faltschläuche für die Aufgabe dieser Vorrichtung speziell angefertigt sein.

Für die Erhöhung der Förderung von Meereswasser können Niederschläge in flüssiger Form über eingegrabene Teichfolie (22) für mehr Niederschlagauffangfläche von einem höheren Punkt (Hügel, Berg) auf Dachkonstruktion (17) und Eingang (19) sowie Trinkwasser vom Leitungswassernetz über Eingang (19) in den Speicherbehälter hineinfließen. Jedoch soll diese Vorrichtung in trockenen Gebieten in Küstennähe eine Verwendung finden und bevorzugt nur von verdampften und kondensierten Meereswasser je nach Naturzonen angetrieben werden.

1Speicherbehälter 2Schwimmer (mit Luft befüllter Schwimmerbalken) 3Speicherfaltschläuche 4Druckstange 5Einlassbohrung Einlassventil 6Schwimmerkegel Einlassventil 7Leitung Einlassventil 8Leitungseingang Entlastungsleitung 9Leitungsausgang Entlastungsleitung 10Oberer Punkt der Leitung Entlastungsleitung 11Auffangrinne 12Faltschlauch 13Speichermatten 14Gläserne Aussenkonstruktion 15Luft-Flüssigkeitsleitung 16Ausgangsleitung für vorgewärmte Flüssigkeit 17Niederschlagauffangdach 18Abkühlraum 19Niederschlageingangsleitung 20Süsswasserleitung zu Verbrauchern 21Innenraum der Vorrichtung 22Abdeckung des Speicherbehälters

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Destillation von Flüssigkeiten (Meereswasser) entstehend eine Entsalzungsanlage angetrieben vom flüssigen Kondens als entgegengesetzte Gewichtsmasse.

    Das Grundsystem der Arbeitsschritte dieser Vorrichtung funktioniert ähnlich wie das der Vorrichtung aus der Hauptanmeldung Nr. 10 2004 004 347.7. Je nach Naturzonen können gewisse Teile aus der Hauptanmeldung zu dieser Vorrichtung verwendet werden. Mit dadurch gekennzeichnete geänderten Hauptteilen von Speicherzylinder (3) zu Speicherfaltschläuchen (3) und Schwimmerkolben (2) zu Schwimmer (2), kann mit gleicher Länge dieser Hauptteile die Vorrichtung durch verengte Leitungen (15) Flüssigkeiten aus der Tiefe höher befördern.

    Der Vorteil liegt darin, dass die Faltschläuche (3) zusammenfaltbar sind und die verschlossene Flüssigkeit in diesen nur durch die Leitungen (15) weiter befördert wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass mit einem höheren befördern von kalten Flüssigkeiten aus der Tiefe, diese Flüssigkeiten im Raum (18) die Decke des Innenraums (21) abkühlen.

    Befindliche Luft, die durch Raum (18) und Faltschläuche (3) über Leitungen (15) kaltwarm variiert, kühlt zusätzlich in Raum (18) ab.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass mit der Abkühlung im Raum (18) die Decke des Innenraum (21) ab kühlt, worauf sich Dampf niederschlägt und sich flüssiges Kondensat bildet, das über Faltschlauch (12) in den Speicherbehälter (1) hineinfließt.

    Mit Erwärmung des Innenraums (21) wird die Dampf- und Kondensbildung beschleunigt.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das zeitlich vorgewärmte Wasser aus Raum (18) über Ausgang (16) auf ansaugende Speichermatten (13) gespeichert wird, durchgesetzt von nachfolgendem kalten Meereswasser aus der Tiefe über Leitungen (15).
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (21) durch die gläserne Aussenkonstruktion (14) von Sonnenstrahlen erwärmt wird, darauffolgend das die warme Luft im Innenraum (21) das Wasser aus den Speichermatten durch Verdampfung frei löst.

    Der Dampf bildet sich nur an der Decke des Innenraums (21) als flüssiges destilliertes Kondenswasser. Die Decke des Innenraums (21) ist zu einem oder mehreren unteren Punkten nach innen gewölbt, wobei diese Punkte über z.B. Leitungen oder Rinnen das kondensierte Wasser zu einem untersten Punkt führen und damit in den Faltschlauch (12) und Speicherbehälter (1). Der Speicherbehälter (1) ist mit einer Abdeckung (22) und Faltschlauch (12) fest abgedeckt, wobei die Flüssiakeit in dem Speicherbehälter (1) verdampfen aber nicht entfliehen kann.

    Die kondensierte Flüssigkeit wird zu einer Gewichtmasse im Speicherbehälter (1) angesammelt und belastet diesen mit dem schwimmenden Komponent zur absinkender Tiefe. Die Faltschläuche (3) werden ausgedehnt und saugen Luft aus dem Abkühlraum (18) über Leistung (15) an, wodurch diese Luft von Meereswasser über Einlassventil (5,6,7) wieder in den Abkühlraum (18) verdrängt wird. Als nächster Arbeitsschritt wird der Speicherbehälter automatisch entleert, welches das schwimmende Komponent entlastet. Dieses ermöglicht mit einem hochschwimmen des schwimmenden Komponents ein zusammenpressen der Faltschläuche (3) von Schwimmer (2).

    Die Arbeitsschritte zwischen Hauptanmeldung und dieser Vorrichtung unterscheiden sich indem Flüssigkeiten in verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich befördert werden.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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