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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser.
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Eine
Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser
mit einem Gehäuse,
in welchem ein Verdunster und ein Kondensator angeordnet sind, wobei
das Gehäuse
an einem Ende eine Auslass für
das Süßwasser
aufweist, ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 100 47 522 A1 bekannt.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
199 23 682 A1 eine Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser
aus Rohwasser beschrieben, die ein schräg angeordnetes Gehäuse aufweist,
in dem ein flächiger
Verdampfer und ein flächiger
Kondensator parallel angeordnet sind. Das Gehäuse wird durch ein parallel
zum Verdampfer angeordnete transparente Abdeckung abgedichtet. Hierbei
wird der vom Verdampfer verdampfte Teil des Rohwassers am Kondensator
zu Süßwasser
kondensiert und über
eine Rinne aus dem Gehäuse
geführt.
Der Kondensator besteht hierbei aus einem zwischen der Gehäuserückwand und dem
Verdampfer angeordneten Wärmetauscher, dem
unterseitig das Rohwasser zugeführt
wird, welches das nach seiner Erwärmung durch den Wärmetauscher
oberseitig über
einen Bypass einer Tropfeinrichtung zugeführt wird und mittels der Tropfeinrichtung
zu dem Verdampfer gelangt.
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Derjenige
Teil des Rohwassers, welcher an der Oberfläche des Verdunsters verdunstet
und von einer strömenden
Luft aufgenommen wird, steigt innerhalb der schräg aufgestellten Vorrichtung
nach oben auf. Dort wird die feuchtigkeitsbeladene Luft durch die
Gehäusebegrenzung
bzw. durch die Gehäuserückwand umgelenkt,
so dass die feuchtigkeitsbeladene Luft zum einen in einen Spalt
zwischen dem Kondensator und dem Verdunster und zum anderen in einem
Spalt zwischen dem Kondensator und einem Gehäuseboden in einen unteren Bereich
der Vorrichtung strömt.
An dem Kondensator kondensiert hierbei die Feuchtigkeit aus der
wasserbeladenen Luft. Dieses Kondensat fließt nun entlang des Kondensators
in eine Süßwassersammelrinne
und wird aus der Vorrichtung herausgeführt.
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Durch
den Kondensationsvorgang wird die vorher noch stark mit Feuchtigkeit
beladene Luft abgekühlt,
so dass sie bis in den unteren Bereich der Vorrichtung sinkt und
dort von einer solaren Energie wieder stetig erwärmt wird. Hierdurch strömt die erwärmte Luft
zwischen der lichtdurchlässigen
Gehäuseoberseite
und dem Verdunster nach oben und nimmt erneut verdunstetes Rohwasser
von der Verdunsteroberfläche
auf.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
43 21 192 A1 ist ein Apparat zum Destillieren von Wasser
im Niedertemperaturbereich bekannt, bei der Solarkollektoren, die
aus Glasabdeckung, Rahmen und Absorber bestehen, mit Verdunstern
und Wärmetauschern
zu einer Wand zusammengesetzt sind. Hierbei erfolgt zusätzlich eine
Bestrahlung von Spiegelfolien deren Winkel mit von Segelschiffen
bekannten Takelagen eingestellt werden. Hierbei wird über ein Thermosyphonsystem
Wärmeenergie
im Energiespeicher gesammelt. Heißwasser fließt zum Verrieseln über einen
Schwamm, der nur bei geringem Überdruck
wasserdurchlässig
ist, in Z-förmige
Fließmatten.
Die sich bildenden Tropfen erhöhen
die Verdunstungsoberfläche.
Nachteilig bei dieser Apparatur ist der relativ komplizierte Aufbau
des Destillierapparates, was unter anderem relativ hohe Produktionskosten
mit sich führt
und die Apparatur insgesamt anfällig
für technische
Probleme macht.
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Nachteilig
wirkt sich auch das bei bekannten Vorrichtungen bzw. Apparaturen
verwendete Dochtverfahren aus, da beispielsweise Baumwolltücher bzw.
Schwämme – welche
das Rohwasser aufsaugen – durch
das meist unreine Rohwasser schnell verschmutzen und häufig gereinigt
bzw. gewechselt werden müssen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, Vorrichtungen zur Süßwassergewinnung
weiter zu entwickeln und ihre Effektivität zu steigern.
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Diese
Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Im
normalen Alltagsbetrieb ist das Gehäuse der Vorrichtung nicht einfach
horizontal angeordnet, sondern hat vorzugsweise etwa einen Winkel
von 30° gegenüber einer
Wasserfläche
innerhalb oder außerhalb
der Vorrichtung. Beispielweise befindet sich die Wasserfläche in einem
offenen Behälter.
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Allein
durch die Gesamtausrichtung der Vorrichtung haben insbesondere auch
der Kondensator und der Verdunster einen entsprechenden Winkel gegenüber der
Wasserfläche.
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Dadurch,
dass der Kondensator insbesondere gegenüber dem Verdunster in einem
Winkel angeordnet ist, steht der Kondensator vorzugsweise steiler
in der Vorrichtung.
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Dies
hat zum einen den Vorteil, dass hierdurch der Kondensatablauf optimiert
wird, da das Kondensat schneller von der Oberfläche des steiler angeordneten
Kondensators abläuft.
Dadurch, dass das Kondensat schneller bzw. leichter von dem Kondensator
ablaufen kann, wird beispielweise eine neue Kondensatbildung begünstigt.
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Zum
anderen hat die steilere Position des Kondensators den Vorteil,
dass hinsichtlich der Luftströmung
in der Vorrichtung der Kondensator mit dem Verdunster eine Art Diffusor
bilden. Zudem bilden der steiler in der Vorrichtung angeordnete
Kondensator und die Gehäuseunterseite
der Vorrichtung hinsichtlich der Luftströmung innerhalb der Vorrichtung
eine Art Düse.
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Das
Zusammenspiel von Diffusor zum einen und Düse zum anderen, wirkt sich
besonders günstig auf
die Luftströmung
innerhalb der Vorrichtung aus.
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Erläuternd hierzu
ist zu sagen, dass durch die steilere Anstellung des Kondensators
die Spalthöhe
des Spaltes zwischen dem Verdunster und dem Kondensator einen veränderlichen
Verlauf hat. Ist der Winkel zwischen dem Verdunster und dem Kondensator
entsprechend gewählt,
hat der Spalt beispielsweise zwischen diesen beiden Bauteilen im
oberen Bereich eine kleinere Abmessung als im unteren Bereich. Nimmt
man hinsichtlich des Spaltes dieser beiden Bauteile eine Strömung an,
die den Spalt von oben nach unten durchströmt, bildet die gewählte Anordnung
der beiden Bauteile eine Art Diffusor. Es hat sich in einer Vielzahl
von Versuchen gezeigt, dass eine von oben in den Spalt einströmende Luft
während
des Durchströmens
des nach unten breiter werdenden Spaltes sich verzögert. Beispielsweise
steht hierdurch die Oberfläche
des Kondensators wesentlich länger
mit der vorzugsweise stark wasserbelandenen Luft in Kontakt. Die
Oberfläche
des Kondensators kann hierbei mehr Luftfeuchtigkeit bzw. Kondensat
aufnehmen, wodurch sich unter anderem die Effektivität der Süßwassergewinnung
erhöht.
Für eine erhöhte Luftfeuchtigkeitsaufnahme
ist beispielsweise die steilere Anordnung des Kondensators innerhalb der
Vorrichtung ebenfalls vorteilhaft, da hierdurch das Kondensat schneller
von der Kondensatoroberfläche
ablaufen kann.
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Im
Gegensatz hierzu weist der Spalt zwischen dem Kondensator und der
Gehäuseunterseite der
Vorrichtung einen genau gegenläufigen
Querschnittsverlauf auf. Das bedeutet, die Spalthöhe im oberen
Bereich ist größer als
die Spalthöhe
im unteren Bereich der Vorrichtung. Hierdurch ist eher eine Düse gebildet.
Eine von oben in den Spalt einströmende Luft wird durch die Düsenwirkung
beschleunigt, sodass die zwischen dem Kondensator und der Gehäuseunterseite
durchströmende
Luft an dem im unteren Bereich des Kondensators schmaler werdenden
Spalt wesentlich schneller austritt, als sie oben in den breiteren
Spalt eingetreten ist.
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In
dem unteren Bereich der Vorrichtung treffen somit eine verlangsamte
Luftströmung
und die beschleunigte Luftströmung
aufeinander, wodurch sich insbesondere in diesem Bereich eine sehr
turbulente Luftströmung
ergibt. In einer Vielzahl von Versuchen wurde gefunden, dass diese
turbulente Luftströmung
sich positiv auf die gesamten Luftströmungen in der Vorrichtung auswirkt,
da sich eine turbulentere Strömung
insbesondere hinsichtlich des Verdunstungsprozesses und des Kondensationsprozesses
der Vorrichtung günstig
auswirkt.
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Vorzugsweise
ist der Verdunster parallel zu der Gehäuseoberseite angeordnet. Je
nach Anwendungsfall kann es aber auch sinnvoll sein, dass auch der
Verdunster gegenüber
der Gehäuseoberseite
in einem Winkel angeordnet ist. Beispielsweise kann der Verdunster
derart zu der Gehäuseoberseite
angestellt werden, dass der Verdunster insgesamt flacher in dem
Gehäuse
angeordnet ist, wobei oberseitig auf den Verdunster geleite tes Rohwasser über den
Verdunster weniger schnell nach unten hin abläuft. Hierdurch kann erreicht
werden, dass das Rohwasser für
einen längeren
Zeitraum auf der Verdunsterfläche
verbleibt. Dies kann sich wiederum positiv auf die Verdunstungsleistung
hinsichtlich des Rohwassers in dem Gehäuse auswirken.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass der Verdunster wenigstens ein Tiefziehprofil aufweist.
Der erfindungsgemäße Verdunster
hat den großen
Vorteil, dass er für
den Verdunstungsprozess auf ein über
die Oberfläche
eines herkömmlichen
Verdunsters gespanntes Baumwolltuch verzichten kann. Das Rohwasser
wird durch den erfindungsgemäßen Verdunster
derart zwangsgeleitet, dass nahezu die gesamte Oberfläche immer feucht
gehalten ist, so dass hierdurch bedingt der Verdunstungsprozess
sehr effektiv verläuft.
Insbesondere bei bekannten Dochtverfahren wurde die Oberfläche teilweise
nicht befeuchtet.
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Vorteilhaft
ist es, dass dem den Verdunster bildenden Tiefziehprofil mittels
eines Rahmens und mittels einer gezwungenen Wasserführung unterbunden
ist, dass das Rohwasser in den Reinbereich des Wassers läuft.
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Durch
das den Verdunster bildende Tiefziehprofil ist die Oberfläche des
Verdunsters gegenüber einer
Oberfläche
eines nach dem Dochtverfahren arbeitenden Verdunsters wesentlich
erhöht.
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Im
Gegensatz zu einer herkömmlichen
mit einem Baumwolltuch bespannten Verdunsteroberfläche bzw.
zu einer mit einer rauen, abflusshemmen den Beschichtung versehenen
Verdunsteroberfläche hat
der erfindungsgemäße Verdunster
aus einem Tiefziehprofil mit einer geringen Oberflächenrauheit den
Vorteil, dass der Verdunster weniger stark verschmutzt und zudem
besser gereinigt werden kann. Hierdurch muss der Verdunster seltener
gereinigt werden, so dass hierdurch der Aufwand von Wartungsarbeiten
wesentlich verringert ist. Die Oberfläche des Verdunsters ist beispielsweise
mit einem Lack oder einer Vakuumbeschichtung mit Titanoxid selektiv
beschichtet.
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Es
versteht sich ebenfalls, dass der vorhergehend beschriebene Verdunster
auch ohne die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs erfindungswesentlich
ist, da er insbesondere durch seine neue Zwangsführung des Wassers eine Vielzahl von
Vorteilen gegenüber
bekannten Verdunstern aufweist.
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Um
insbesondere die Kosten der Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser
niedrig zu halten bzw. zu reduzieren, ist es besonders vorteilhaft,
wenn die Vorrichtung weitere Bauteile aufweist, die aus einem einzigen
Tiefziehprofil hergestellt werden können. Vorzugsweise wird das
selbe Tiefziehprofil für die
Herstellung verschiedener Bauteile, wie etwa den Kondensator, einen
Wärmtauscher
der Vorrichtung oder einer Tropfeinrichtung der Vorrichtung verwendet.
Die Möglichkeit
derartige Bauteile der Vorrichtung aus Tiefziehprofilen herzustellen,
zu deren Herstellung nur ein Tiefziehwerkzeug benötigt wird,
minimiert nicht nur die Herstellungskosten, sondern vereinfacht
auch die Herstellung der Vorrichtung an sich sowie deren Montage
und deren Aufbau. Können
beispielsweise eine Vielzahl von Bauteilen mit einem Tiefziehverfahren
hergestellt werden, ist die Produktion dieser Vorrichtung besonders
einfach.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Kondensator
der Vorrichtung aus wenigstens einem Tiefziehprofil, vorzugsweise
aus zwei Tiefziehprofilen, gebildet ist. Auch auf den Kondensator
treffen die hinsichtlich des Verdunsters beschriebenen Vorteile
zu. Deshalb ist die Vorrichtung mit einem derart ausgebildeten Kondensator
auch losgelöst
von den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs der Erfindung
erfindungswesentlich.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Vorrichtung einen Wärmetauscher aufweist, der aus
wenigstens zwei Tiefziehprofilen gebildet ist. Hierzu ist nach der
Erfindung vorgeschlagen, dass der Wärmetauscher aus wenigstens
zwei Tiefziehprofilen hergestellt ist, die beispielsweise derart
spiegelbildlich aufeinander angeordnet sind, dass zwischen ihnen
ein Hohlraum entsteht, durch den das Rohwasser geleitet werden kann.
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Durch
die Profilierung des Tiefziehprofils ergibt sich für den Wärmetauscher
ebenfalls eine Zwangsführung
des Rohwassers, wobei dieses in Zick-Zack-Form von unten nach oben
durch den Wärmetauscher
geleitet wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Oberfläche mit
einer geringen Rauheit der Tiefziehprofile, wobei insbesondere eine
Verringerung der Reibungsverluste zwischen der Innenoberfläche des
Wärmetauschers
und dem Rohwasser eine verbesserte Durchleitung des Rohwassers ermöglicht.
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Nach
der Erfindung ist weiter vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine
Tropfeinrichtung aufweist, die aus einem Tiefziehprofil gebildet
ist. Mittels der Tropfeinrichtung wird das Rohwasser auf den Verdunster
gebracht. Hierzu erhält
die Tropfeinrichtung das Rohwasser beispielsweise über einen
Bypass direkt aus dem Wärmetauscher.
Erfindungsgemäß ist die
Tropfeinrichtung ebenfalls aus den gleichen Tiefziehprofilen hergestellt
wie beispielsweise der Verdunster, der Kondensator und der Wärmetauscher, so
dass sich auch hierdurch eine weitere wesentliche Vereinfachung
des Aufbaus der gesamten Vorrichtung ergibt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Tropfeinrichtung einen Auslass mit
einem Durchmesser von mehr als 1 mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser
von mehr als 2 mm hat. Bei bekannten Tropfeinrichtungen waren beispielsweise
fünf ein
Millimeter große
Auslässe
vorgesehen. Dies hatte den großen
Nachteil, dass diese Löcher
bei nicht ausreichender Vorfilterung des Rohwassers leicht verstopften.
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Insbesondere
durch die erfindungsgemäße Rohwasserzwangsführung hinsichtlich
des neuen Verdunsters ist es möglich,
dass die Tropfeinrichtung nur noch einen einzigen Auslass aufweist.
Beispielsweise befindet sich dieser Auslass an der gegenüberliegenden
Seite eines Durchflusses eines ersten Treppensegmentes des Tiefziehprofils.
Somit verteilt sich das Rohwasser überwiegend zuerst auf dem oberen
Schenkel des Treppensegmentes.
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Um
die vorhergehend beschriebenen Vorteile hinsichtlich des Verdunsters,
des Kondensators, des Wärmetauschers
sowie der Tropfeinrichtung zu erzielen, ist es besonders vorteilhaft,
wenn das Tiefziehprofil wenigstens ein Treppensegment aufweist. Die
unterschiedlich ausgebildeten Schenkel beziehen sich hierbei zum
einen auf die Schenkellänge des
Treppensegments und zum anderen auf die Schenkeltiefe des Treppensegments.
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Unter
einem Treppensegment versteht man hierbei einen Bereich des Tiefziehprofils,
der vorzugsweise aus zwei unterschiedlich ausgebildeten Schenkel
gebildet ist. Es versteht sich, dass ein Bauteil wie etwa ein Kondensator
oder ein Verdunster aus einer Vielzahl von aneinander gereihten
Treppensegmenten (Tiefziehprofilen) gebildet ist.
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Um
beispielsweise eine Flüssigkeit,
welche über
ein solches Treppensegment fließt,
für eine
Vorrichtung zur Süßwassergewinnung
günstig
zu lenken, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Schenkel eines Treppensegmentes
unterschiedlich lang ausgebildet sind.
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Um
beispielsweise das Verhältnis
zwischen einer zur Verdunstung günstig
ausgerichteten Oberfläche
und dem hierzu benötigten
Bauraum, insbesondere dem hierzu benötigten Bauraum in senkrechter
Ausrichtung, zu optimieren, ist es besonders vorteilhaft, wenn die
beiden Schenkel des Treppensegmentes unterschiedlich tief ausgebildet
sind. Beispielsweise hat der zur Verdunstung günstig ausgerichtete erste Schenkel
eine größere Tiefe
als der in etwa senkrecht ausgerichtete zweite Schenkel. Somit kann
der erste Schenkel eine größere Oberfläche erhalten
als der zweite Schenkel.
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Eine
weitere Ausführungsvariante
sieht vor, dass wenigstens ein Schenkel eine Wasserablaufbegrenzung
aufweist. Eine solche Wasserablaufbegrenzung sorgt beispielsweise
dafür,
dass das auf dem Tiefziehprofil entlanglaufende Rohwasser nicht einfach
von oben nach unten auf der Oberfläche des Treppensegmentes herunterschießt, sondern
zumindest teilweise im Bereich des die Wasserablaufbegrenzung aufweisenden
Schenkels zurückgehalten wird.
Hierbei kann die Wasserablaufbegrenzung durch eine körperliche
Einheit mit dem Tiefziehprofil gebildet sein. Beispielsweise wird
die Wasserablaufbegrenzung beim Tiefziehvorgang direkt vorgenommen.
Es ist ebenfalls möglich,
dass diese Wasserablaufbegrenzung als eigenständiges Bauteil an den Schenkel
angebracht wird. Hierbei kann die Wasserablaufbegrenzung aufgesteckt,
geklebt, genietet, geschweißt
oder durch eine sonstige Befestigungstechnik an den Schenkel angebracht
sein.
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Vorzugsweise
ist die Wasserablaufbegrenzung in der Nähe des Schenkelrandes angeordnet. Sie
kann aber auch beabstandet von dem Schenkelrand angeordnet sein.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Wasserablaufbegrenzung wenigstens eine
Materialausnehmung aufweist. Diese Materialausnehmung befindet sich
vorzugsweise an einer der beiden Stirnseiten eines Schenkels. Die
Materialausnehmung sorgt dafür,
dass das Wasser im Normalfall nicht über die Wasserablaufbegrenzung
des Treppensegmentes fließt,
sondern an der Wasserablaufbegrenzung lediglich gestaut wird. Bevorzugt
fließt
das Wasser an der Materialausnehmung der Wasserablaufbegrenzung
ab. Vorzugsweise ist die Materialausnehmung als eine Art Überlauf
ausgebildet. Sie kann aber beispielsweise auch als Bohrung in die
Wasserablaufbegrenzung eingebracht oder als Bohrung in dem Schenkel
ausgebildet sein.
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Nach
der Erfindung ist vorgeschlagen, dass wenigstens ein Schenkel einen
Durchfluss aufweist, mit welchem das Rohwasser unter anderem zwangsgeführt wird
Dieser Durchfluss ist bevorzugt im Bereich einer Stirnseite eines
Schenkels angeordnet. Der Durchfluss dient dazu, dass das Wasser
von einem Schenkel eines ersten Treppensegmentes zu einem Schenkel
eines zweiten Treppensegmentes geleitet wird. Ist der Durchfluss
an der jeweiligen gegenüberliegenden
Stirnseite eines Treppensegmentes angeordnet, fließt das Wasser
einen möglichst
langen Weg über
den Schenkel. Somit ist eine möglichst große Oberfläche mit
Wasser benetzt.
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Damit
das Tiefziehprofil als Bauteil für
einen Verdunster, Kondensator usw. besonders gut genutzt werden
kann, ist es vorteilhaft, wenn das Tiefziehprofil einen Rahmen aufweist.
Der Rahmen des Tiefziehprofils bildet insbesondere an den Stirnseiten
der Schenkel einen Abschluss, damit beispielsweise nicht das Rohwasser
von der Tiefziehoberfläche
unkontrolliert entweichen kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Tiefziehprofil einen Zulauf und einen
Ablauf aufweist, die im wesentlichen identisch sind. Hierdurch ist
gewährleistet,
dass beispielsweise immer nur soviel Rohwasser in das Tiefziehprofil
fließen
kann, wie auch abgeführt
werden kann. Sinnvoll ist hierbei auch, dass der Zulauf kleiner
ist als der Ablauf.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante ist
die Oberflächenbeschaffenheit
des Tiefziehprofils glatt. Hierbei kann die glatte Oberfläche beispielsweise
mittels eines 400-Schleifmittels geschliffen sein. Ebenfalls ist
es möglich,
die Oberfläche
des Tiefziehprofils als ”No-Drop-Fläche” auszuführen. Es
versteht sich, dass die Oberfläche
des Tiefziehprofils mit einer besonders glatten Beschichtung versehen
werden kann, beispielsweise mit einer Lackschicht. Auch kann die
Oberfläche
derart behandelt sein, dass sie den sogenannten Lotus-Effekt aufweist.
Hierbei ist ein Verschmutzen der Oberfläche nahezu ausgeschlossen.
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Das
Tiefziehprofil mit der glatten Oberflächenbeschaffenheit hat den
Vorteil, dass sich Schmutzpartikel nicht so schnell an der Oberfläche des
Tiefziehprofils anlagern können.
Außerdem
hat diese Oberfläche
den Vorteil, dass die Reibungsverluste hinsichtlich eines mit ihr
in Kontakt stehenden Mediums verringert sind.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Tiefziehprofil aus Polypropylen (PP),
vorzugsweise aus einem Polypropylen-Derivat, hergestellt ist. Ein
Tiefziehprofil aus Polypropylen ist in der Herstellung besonders
einfach zu realisieren. Um beispielsweise die Absorption der Sonnenenergie
zu erhöhen,
kann in das Polypropylen ein Solarlack eingebracht werden und/oder
die Oberfläche
kann mit Solarlack überzogen
werden.
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Insbesondere
hinsichtlich des Verdunsters ist eine erhöhte Sonnenenergieabsorption
vorteilhaft. Es versteht sich, dass nicht nur der Verdunster die vorstehend
beschriebenen Materialien aufweisen kann, sondern auch weitere Bauteile
der Vorrichtung. Dies betrifft insbesondere alle Bauteile der Vorrichtung,
die mittels des erfindungsgemäßen Tiefziehprofils
hergestellt sind.
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Nach
ergänzender
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung
einen Rohwassersammelbehälter
aufweist. Um beispielsweise mehrere hintereinander geschaltete Vorrichtungen
gleichmäßig mit
Rohwasser zu versorgen, ist es vorteilhaft, wenn vorzugsweise jede
Vorrichtung einen Rohwassersammelbehälter aufweist. In einem solchen
Rohwassersammelbehälter
kann dann ein gewisses Rohwasserreservoir angestaut werden, so dass
jede Vorrichtung durch Rohwasser mit dem selben Druck versorgt wird.
Gerade bei in Reihe geschalteten Vorrichtungen hat diejenige Vorrichtung am
wenigsten Wasserdruck, die am weitesten beabstandet vom Rohwasseranschluss
anordnet ist. Beispielsweise wird der Vordruck an der Vorrichtung
zur Gewinnung von Süßwasser
mittels eines integrierten Behälters
mit Schwimmerventil konstant gehalten. Vorzugsweise ist der Rohwassersammelbehälter an einer
Stelle angeordnet, an der das Rohwasser noch nicht durch den Wärmetauscher
der Vorrichtung geflossen ist, so dass schon die Wärmetauscher
der etwa hintereinander geschalteten Vorrichtungen ein und dieselbe
Rohwassermenge unter gleichen Druckverhältnissen zugeführt bekommen.
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Es
ist auch möglich,
den Rohwasserbehälter mit
einen Bypass zu verbinden, der beispielsweise zwischen dem Wärmetauscher
und der Tropfeinrichtung angeordnet ist.
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Je
nach Ausführungsform
kann der Rohwassersammelbehälter
auch extern angeordnet, also nicht unmittelbar an der Vorrichtung
befestigt sein.
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Anstelle
eines Rohwassersammelbehälters kann
die Vorrichtung außerhalb
des Gehäuses
wenigstens eine Rinne umfassen. Mittels der Rinne ist ebenfalls
gewährleistet,
dass an jeder Vorrichtung, insbesondere an jeder in Reihe geschalteten
Vorrichtung, das Rohwasser nahezu denselben Druck aufweist bzw.
ein konstantes Volumen an Rohwasser zur Verfügung steht.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn der Rohwassersammelbehälter wenigstens
ein Druckventil umfasst. Unter einem Druckventil wird im Sinne der Erfindung
jede Einrichtung verstanden, die in der Lage ist, den Rohwasserdruck
zumindest unmittelbar vor der Vorrichtung konstant zu halten und/oder
in der Nähe
eines voreingestellten Wertes zu halten. Dies ist insbesondere bei
einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Vorrichtungen vorteilhaft.
Das Druckventil kann beispielsweise, wie vorhergehend schon erwähnt, als
Schwimmerventil in oder an dem Rohwassersammelbehälter angeordnet
sein. Das Druckventil sorgt dafür,
dass alle Vorrichtungen mit der gleichen Rohwassermenge, insbesondere
mit dem gleichen Rohwasserdruck, versorgt werden.
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Es
versteht sich hierbei, dass die Merkmale hinsichtlich des Rohwassersammelbehälters auch ohne
die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches erfindungswesentlich
sind.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung wenigstens einen Durchflussregler
aufweist. Beispielsweise sind zwei Durchflussregler im Bypass zwischen
dem Wärmetauscher
und der Tropfeinrichtung angeordnet. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die
Rohwassermenge zwischen der Tropfeinrichtung und dem Bypass zu verteilen.
Beispielsweise wird die Verteilung des Rohwassers mit einem Verschluss- und
einem Rückflussverhinderer
derart eingestellt, dass vorzugsweise 20% des Rohwassers in die Tropfeinrichtung
fließen
und 80% in einen Auffangbereich für Rohwasser der Vorrichtung
fließen.
Je nach Aufstellort bzw. nach Sonneneinstrahlung kann dieses Verhältnis variieren.
Der besondere Vorteil der Durchflussregler besteht darin, dass hierdurch
nahezu immer gewährleistet
ist, dass die Vorrichtung nicht durch einen zu großen Rohwasserdurchsatz
auskühlt
oder nicht durch einen zu geringen Durchsatz von Rohwasser überhitzt.
Es versteht sich, dass das Merkmal hinsichtlich des Durchflussreglers
auch unabhängig
von den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches erfindungswesentlich
ist, da mit einem Durchflussregler die Betriebssicherheit einer Vorrichtung
zur Süßwassergewinnung
wesentlich erhöht
wird.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Vorrichtung eine Umstelleinrichtung aufweist,
mit welcher die Vorrichtung entweder mit einem Heizkreislauf oder
mit einem Kühlkreislauf
verbunden wird.
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Unter
einem Kühlkreislauf
wird hierbei die Rohwasserzufuhr verstanden. Da das Rohwasser mittels
des Wärmetauschers
in der Vorrichtung aufgeheizt wird, wird der Vorrichtung kontinuierlich
Wärme entzogen.
Deshalb wird dieser Wasserkreislauf auch Kühlkreislauf genannt.
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Unter
einem Heizkreislauf versteht man, dass der Vorrichtung zur Süßwassergewinnung
beispielsweise warmes bzw. heißes
Rohwasser von einer externen Heizeinrichtung zugeführt wird.
Dieses Heißwasser
wird nicht erst durch den Wärmetauscher
der Vorrichtung, sondern vorzugsweise direkt mittels eines Bypasses
in die Tropfeinrichtung geleitet. Eine derartige Vorgehensweise
ist besonders vorteilhaft, wenn nicht genügend Sonnenenergie zur Verfügung steht,
um die Vorrichtung zur Süßwasser gewinnung
aufzuheizen, so dass kein Süßwasser mittels
Solarenergie gewonnen werden kann. Beispielsweise ist dies während der
Nacht, wenn keine Sonnenenergie zur Verfügung steht oder auch bei einem
stark bewölkten
Himmel der Fall, wenn die wärmenden
Sonnenstrahlen daran gehindert werden, bis an die Vorrichtung zu
gelangen.
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Das
vorhergehend beschriebene Merkmal hinsichtlich der Umstelleinrichtung
ist auch unabhängig
von den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches vorteilhaft.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Vorrichtung an der Innenseite der Gehäuseoberseite
eine Kondensatsammeleinrichtung aufweist. Insbesondere bei einem
Fremdbeheizen der Vorrichtung ist die Kondensation von Wasser in
der Vorrichtung derart hoch, dass sich auch Kondensat insbesondere
an der lichtdurchlässigen,
kühlen
Gehäuseoberseite
bildet. Beispielsweise kann dieses Scheibenkondensat mit einer Gummilippe
aufgefangen werden und in einen Reinwassersammler abgeführt werden.
Hierzu ist die Gummilippe vorzugsweise in einem unteren Bereich der
Gehäuseoberseite
angeordnet, wobei das abzuführende
Kondensat seitlich in einen Kanal der Vorrichtung abgeleitet werden
kann.
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Bei
einem Betreiben der Vorrichtung mit Fremdenergie wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur gewöhnlichen
Wasserdestille, wobei sie bei einer ausreichenden Sonneneinstrahlung
eine Solardestille ist.
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Insbesondere
bei einem nicht Solarbetrieb stellt die Gehäuseoberseite eine nicht zu
vernachlässigende
Kondensationsfläche
dar, wodurch der Ertrag der Süßwasserproduktion
bzw. Reinwasserproduktion merklich gesteigert werden.
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Um
beispielsweise bei Regenwetter in der Lage zu sein, Regenwasser
gezielt aufzufangen, ist nach der Erfindung vorgeschlagen, dass
die Vorrichtung an der Außenseite
an einem unteren Bereich der Gehäuseoberseite
eine Regenwassersammeleinrichtung aufweist. Beispielsweise ist auf
der Außenseite
der lichtdurchlässigen
Gehäuseoberseite eine
Gummilippe angebracht, welche das Regenwasser, welches im Bereich
der Gehäuseoberfläche von
oben nach unten herunterläuft,
vorzugsweise zur Seite hin abführt.
Beispielsweise ist die Regenwassersammeleinrichtung derart ausgestaltet,
dass das Regenwasser bei einem nur geringen Niederschlag derart
geleitet ist, dass es an dem Gehäuse
der Vorrichtung selbst herunter läuft. Nimmt die Niederschlagsmenge
jedoch zu, sammelt sich auf der außenliegenden Oberfläche der
Gehäuseoberseite
derart viel Niederschlag, dass sich hierbei die kinetische Energie
des Regenwassers während
des Ablaufens stark erhöht.
Hat das Regenwasser eine bestimmte kinetische Energie erreicht oder
hat das Regenwasser einen bestimmten kinetischen Energiewert überschritten,
fließt
es derart schnell ab, dass es nicht mehr seitlich an dem Gehäuse abfließt, sondern
von der Regenwassersammeleinrichtung derart geleitet wird, dass
es in einen Regenwasserkanal der Vorrichtung geleitet wird. Hierbei
wird zumindest die obere Kanalöffnung
beabstandet von dem Gehäuse
der Vorrichtung angeordnet, so dass langsam ablaufendes Regenwasser,
welches zumeist noch den Oberflächenschmutz
der Vorrichtung mit sich führt,
erst gar nicht in den Regenwasserkanal gelangt. Erst wenn der Niederschlag
stark genug ist, hat das Regenwasser eine derartig hohe kinetische
Energie, dass es bis in den Regenwasserkanal ”schießt”. Vorteilhafter Weise können insbesondere
größere Anlagen,
die eine erhebliche Fläche
zum Regenwasserauffangen aufweisen, somit auch Regenwasser als Süßwasser
gewinnen.
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An
dieser Stelle ist anzumerken, dass die Merkmale bezüglich der
Kondensatsammeleinrichtung und bezüglich der Regenwassersammeleinrichtung
jeweils für
sich ebenfalls unabhängig
von den Merkmalen des Hauptanspruches erfindungswesentlich sind.
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Letztlich
ist nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Vorrichtung gasdicht
verschlossen ist. Um beispielsweise den Innenraum der Vorrichtung nahezu
immer feucht zu halten, ist es vorteilhaft, die Vorrichtung gasdicht
abzuriegeln. Hierdurch werden unter anderem ein Entstehen von Salzkristallen,
welche sich nur schwer wieder auflösen, verhindert. Bei Unterschreiten
eines gewissen Feuchtegehalts innerhalb der Vorrichtung kann das
Salz kristallieren und somit die Vorrichtung im Inneren verstopfen.
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Ein
weiterer Vorteil, welcher sich aus einer gasdicht verschlossenen
Vorrichtung ergibt, ist, dass die Gefahr verringert ist, dass Ungeziefer
oder Staub bzw. Sand in den Innenraum der Vorrichtung eindringt.
Bei einer gasdicht abgeschlossenen Vorrichtung ist es unnahe zu
unmöglich,
dass beispielsweise Käfer
in die Vorrichtung eindringen und dort verenden und dabei eventuell
die Funktionstüchtigkeit
der Vorrichtung nachhaltig beeinträchtigen können.
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Außerdem besteht
bei einer derartig verschlossenen Vorrichtung die Möglichkeit,
in der Vorrichtung einen gewissen Unterdruck zu erzeugen, um die
Verdunstung und damit den Ertrag der Vorrichtung zu erhöhen. Der
Unterdruck kann hierbei beispielsweise durch eine Wassersäule in einem
Ablauf der Vorrichtung erzeugt werden.
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Zusammenfassend
ist zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Süßwassergewinnung
zu sagen, dass hier eine multifunktionale Süßwassergewinnungsvorrichtung
geschaffen wurde. Zum einen wird Süßwasser mit Hilfe von Solarenergie
aus Rohwasser gewonnen und zum anderen kann Süßwasser nach dem Prinzip einer
Destilliereinlage durch Fremdbeheizung der Vorrichtung hervorragend
gewonnen werden. Des weiteren wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Regenwasser gesammelt, welches ebenfalls zur Süßwassergewinnung genutzt werden
kann. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung für einen Einsatz in Äquatornähe, da sich in
diesen Breitengraden Perioden von Trockenheit mit Perioden von extremen
Regenschauern abwechseln.
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Bislang
wurde für
jede der drei vorstehend beschriebenen Funktionen ein separates
Gerät eingesetzt.
Erfindungsgemäß vereint
die oben beschriebe ne Vorrichtung die drei wichtigsten Sauberwasserfunktionen
in einem Gerät,
und das zu entsprechend geringen Kosten.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden
anhand nachfolgender Erläuterung
anliegender Zeichnung beschrieben, in welcher beispielhaft eine
Vorrichtung zur Süßwassergewinnung
beschrieben ist.
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Es
zeigt,
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1 eine
Destille in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
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2 die
Destille in einer Draufsicht,
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3 die
Destille teilweise geschnitten in einer Seitenansicht,
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4 die
Destille schematisch in einer Frontansicht,
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5 einen
erfindungsgemäßen Verdunster,
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6 einen
erfindungsgemäßen Kondensator
mit integriertem Wärmetauscher,
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7 eine
vergrößerte schematische
Darstellung des Wärmetauschers
aus zwei Kondensatoren aus 6,
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8 ein
isoliertes Treppensegment in einer perspektivischen Draufsicht,
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9 ein
weiteres isoliertes Treppensegment in einer perspektivischen Draufsicht,
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10 eine
teilweise Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tiefziehprofil,
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11 eine
weitere Ausführungsform
eines Verdunsters,
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12 einen
teilweise geschnittenen Längsschnitt
durch den Verdunster aus 11,
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13 eine
schematische Seitendarstellung einer Destille,
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14 eine
schematische Draufsicht auf eine weitere Destille,
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15 eine
schematische Vorderansicht der Destille aus 14 und
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16 einen
erfindungsgemäßen Stellmechanismus
einer Destille.
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Die
in den 1 bis 8 gezeigte Destille 1 hat
in ihrem Gehäuse 1a einen
Verdunster 30 und einen Kondensator 110 angeordnet.
Die Destille 1 steht in einem 30°-Winkel 21 mit einem
Fuß 19 auf
einem Untergrund 20. Die Destille 1 hat eine lichtdurchlässige Gehäuseoberseite 23,
durch welche Sonnenstrahlen 111 bis ins Innere der Destille 1 gelangen.
Im unteren Bereich an einer Vorderwand 4 hat die Destille 1 einen
Rohwasserauslass 27 sowie eine Süßwasserauslassbohrung 9 und
eine Rohwasserzufuhrbohrung 26 (siehe 4).
In einem oberen Bereich 112 weist die Destille 1 eine
Tropfeinrichtung 22 auf, die unmittelbar unterhalb der
lichtdurchlässigen Gehäuseoberseite 23 angeordnet
ist.
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Über die
Rohwasserzufuhrbohrung 26 (siehe 4) und über einen
ersten Bypass 113 gelangt Rohwasser in einen Wärmetauscher 50,
wobei der Wärmetauscher 50 auch
gleichzeitig den Kondensator 110 bildet. Das Rohwasser
steigt nun von dem unteren ersten Bypass 113 durch den
Wärmetauscher 50 bzw.
durch den Kondensator 110 nach oben zu einem zweiten Bypass 114.
Mittels des Bypasses 114 gelangt das Rohwasser zu der Tropfeinrichtung 22, die
das Rohwasser weiter auf die den Sonnenstrahlen 111 zugewandte
Oberfläche
des Verdunsters 30 leitet. Durch die Wärmeenergie der Sonnenstrahlen 111 erhitzt
sich unter anderem der Verdunster 30 sowie das über dessen
Oberfläche
herunterlaufende Rohwasser, wodurch ein Teil des Rohwassers verdunstet
und mit einem Luftstrom 115 in den oberen Bereich 112 der
Destille 1 strömt.
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Der
nicht verdunstete Teil des Rohwassers fließt über die Rohwasserauslassbohrung 27 aus
der Destille 1 heraus und wird an anderer Stelle gesammelt
und der Destille gegebenenfalls erneut zugeführt.
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Der
feuchtigkeitbeladene Luftstrom 115 gelangt aus dem Bereich 112 der
Destille 1 zum einen teilweise durch einen ersten Spalt 116 in
den unteren Bereich der Destille 1. Da der Spalt 116 von
dem oberen Bereich 112 zu der Vorderwand 4 der
Destille 1 eine Querschnittsvergrößerung erfährt, verlangsamt sich der Luftstrom 117 im
Spalt 116. Hierdurch überstreicht der
Luftstrom 117 insbesondere eine Oberseite 118 des
Kondensators 110 wesentlich langsamer, wobei mehr Feuchtigkeit
des Luftstroms 117 an der Oberseite 118 des Kondensators 110 kondensiert als
dies bei herkömmlichen
Destillen der Fall ist.
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Zum
anderen strömt
ein Teil des feuchtigkeitsbeladenen Luftstroms 115 aus
dem Bereich 112 in einen Spalt 119. Der Spalt 119 verjüngt sich über seinen
Verlauf vom oberen Bereich 112 zu der Vorderseite 4 der
Destille derart, dass ein Luftstrom 121 in diesem Spalt 119 beschleunigt
wird. Auch hierbei kondensiert Feuchtigkeit des Luftstroms 121 an
einer Unterseite 120 des Kondensators 110.
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Der
verlangsamte Luftstrom 117 und der beschleunigte Luftstrom 121 treffen
nun im Bereich der Vorderseite 4 aufeinander, wodurch es
insbesondere in diesem Bereich zu Verwirbelungen 122 der
beiden Luftströme 117 und 121 kommt.
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Diese
Verwirbelung 122 wirkt sich derart auf die bewegten Luftmassen 115, 117 und 121 aus, dass
in den meisten Bereichen innerhalb der Destille eine turbulente
Luftströmung
vorliegt. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die Verdunstungsvorgänge sowie
die Kondensationsvorgänge
in der Destille aus.
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Das
Gehäuse 1a der
Destille 1 umfasst neben der Vorderwand 4 eine
Sohle 2, eine Rückwand 3 sowie
zwei Seitenwände 5 und 6.
In einem vorderen Sohlenbereich 7 hat die Destille 1 eine
Süßwasserauffangrinne 8,
die derart gestaltet ist, dass das gesammelte Süßwasser zu der Süßwasserauslassbohrung
geleitet wird. Die beiden Seitenwände 5 und 6 haben
als Stufen angeordnet jeweils eine Kondensatorauflagefläche 10 und 11,
eine Verdunsterauflagefläche 12 und 13,
eine Tropfeinrichtungsauflagefläche 14 und 15 sowie
jeweils eine Auflagefläche 16 und 17 für die lichtdurchlässige Gehäuseoberseite 23 (siehe 1 und 3).
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Im
Rückwandbereich 3 der
Destille 1 ist eine Fußaufnahme 18 angeordnet.
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Im
Normalbetrieb weist die Destille 1 zu dem Untergrund 20 einen
Winkel 21 auf, der in etwa eine Gradzahl von 30° hat. Als
jeweils dünne
Linie dargestellt, erkennt man die Kondensatorauflagefläche 10 und
die Verdunsteraufladefläche 12.
Insbesondere die lichtdurchlässige
Gehäuseoberseite 23 schließt das Gehäuse 1a der
Destille 1 gasdicht ab. Die Verdunsterauflageflächen 12 und 13 sind
bei diesem Ausführungsbeispiel
parallel zu der lichtdurchlässigen
Gehäuseoberseite 23 angeordnet.
Die Kondensatorauflageflächen 10 und 11 haben
einen Winkel 25 zu den Verdunsterauflageflächen 12 und 13.
Folglich hat auch ein in die Destille 1 eingesetzter Kondensator
(siehe 1) einen entsprechenden Winkel zu einem in die
Destille 1 eingelegten Verdunster 30 (siehe 1).
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An
der Vorderseite 4 der Destille 1 sind neben der
Süßwasserauslassbohrung 9 und
dem Fuß 19,
die Rohwasserzufuhrbohrung 26, die Rohwasserauslassbohrung 27 sowie
ein weiterer Fuß 28 angeordnet.
Die Vor derwand 4 hat zudem in ihrem mittleren Bereich eine
Nase 29, auf der die lichtdurchlässige Gehäuseoberseite 23 zumindest
teilweise abgestützt
ist. Hierbei kommt der Nase 29 insbesondere im Normalbetrieb
bei der Schrägstellung
der Destille 1 eine stützende
Funktion zu.
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Der
Verdunster 30 besteht aus einem Tiefziehprofil 31.
Das Tiefziehprofil 31 hat einen Rahmen 32 und
weist eine Vielzahl von Treppensegmenten 33 bis 41 auf,
wobei jedes Treppensegment 33 bis 41 zwei Schenkel 42, 43 (hier
nur exemplarisch beziffert) umfasst. Der jeweils obere Schenkel 43 eines Treppensegmentes 33 bis 41 hat
eine Wasserablaufbegrenzung 44, der vorzugsweise auf der
gemeinsamen Kante der beiden Schenkel 42 und 43 angeordnet
ist. Die Wasserablaufbegrenzung 44 hat an wenigstens einer
Stelle des Treppensegmentes 33 einen Überlauf 45 in Form
einer Materialausnehmung.
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Der
Schenkel 43 hat hinsichtlich seiner planen Oberfläche eine
geringere Länge
als der Schenkel 42, sodass die Treppensegmente 33 bis 41 an wenigstens
einer Schenkelseite genügend
Raum aufweisen, um dort einen Durchfluss 46 anzuordnen.
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Bei
dem Tiefziehprofil 31 sind die Treppensegmente 33 bis 41 derart
angeordnet, dass zwei aneinander angrenzende Treppensegmente 33 bis 41 einen
Durchfluss 46 (hier nur exemplarisch beziffert) an einer
jeweils gegenüberliegenden
Stirnfläche
angeordnet haben. Somit haben die Treppensegmente 43, 35, 37, 39 und 41 des
Tiefziehprofils 31 ihre Durchflüs se 46 jeweils an
der rechten Seite des Tiefziehprofils 31 angeordnet und
die Treppensegmente 34, 36, 38 und 40 haben
ihre Durchflüsse
an der linken Seite des Tiefziehprofils 31 angeordnet.
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Das
Tiefziehprofil 31, insbesondere die Umrandung 32 des
Tiefziehprofils 31, hat jeweils im oberen Bereich einen
Einlass 47 und im unteren Bereich einen Auslass 48.
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Ist
das Tiefziehprofil 31 als Verdunster 30 in einer
betriebsbereiten Destille 1 eingesetzt, hat das Tiefziehprofil 31 zu
der Auflagefläche 20 der
Destille 1 einen Winkel 49 von etwa 30° (siehe aus 1).
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Wird
Rohwasser durch den Einlass 47 auf die Oberfläche des
Tiefziehprofils 31 geleitet, benetzt das Rohwasser zuerst
den Schenkel 43. Hierbei hindert die Wasserablaufbegrenzung 44 das
Rohwasser daran, direkt über
den Schenkel 42 des Treppensegmentes 33 auf das
nächste
Treppensegment 43 zu fließen. Vielmehr staut sich das
Rohwasser an der Wasserablaufbegrenzung 44 auf dem Schenkel 43 und
fließt überwiegend über den Überlauf 45 und dem
Durchfluss 46 auf das nächste
Treppensegment 34.
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Das
Rohwasser wird durch das erfindungsgemäße Tiefziehprofil 31 zickzackförmig über die
einzelnen Treppensegmente 33 bis 41 zwangsgeführt, sodass
sich hierdurch eine besonders vorteilhafte Verdunstung des Rohwassers
ergibt.
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Der
Vollständigkeit
halber ist nochmals anzumerken, dass das Tiefziehprofil 31 vorzugsweise
in einem Tiefziehvorgang beispielsweise mit einem Tiefziehwerkzeug
hergestellt wird. Mit dem Tiefziehprofil 31 lassen sich
erfindungsgemäß mehrere
Bauteile der Destille 1 verwirklichen, wie beispielsweise der
Verdunster 30, der Kondensator 110, der Wärmetauscher 50 sowie
die Tropfeinrichtung 22.
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Der
Wärmetauscher 50 setzt
sich aus zwei Tiefziehprofilen 31 und 31a zusammen,
die hierzu spiegelbildlich aufeinander aufgelegt sind.
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Einen
Ausschnitt des Wärmetauschers 50 ist in 6 vergrößert dargestellt.
Die beiden Tiefziehprofile 31 und 31a liegen entlang
einer Linie 53 spiegelbildlich aufeinander. Hierdurch ergibt
sich in dem einen Bereich 54 ein Durchlauf für das Rohwasser. Deutlich
erkennt man eine seitlich angeordnete Wasserablaufbegrenzung 55 (hier
nur exemplarisch beziffert) der einzelnen Treppensegmente einschließlich eines Überlaufes 56 (hier
nur exemplarisch beziffert). Durch die vorhergehend beschriebene
Anordnung ergibt sich ein Innenraum durch den das Rohwasser geführt wird.
Die Gestalt der Tiefziehprofile 31 und 31a erlauben
es, dass das Rohwasser zwangsgeführt
durch den Wärmetauscher 50 geleitet wird.
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Durch
die gefundene Zwangsführung
erwärmt
sich das Rohwasser im Wärmetauscher 50 besonders
günstig
und gleichzeitig kühlt
den Kondensator 110, da der Kondensator 110 den
Wärmetauscher 50 impliziert. Hierdurch
wird die Kondensation am Kondensator 110 vorteilhaft beeinflusst.
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In
der 8 ist der Wärmetauscher 50 in
einer vereinfachten Draufsicht dargestellt.
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Das
in 9 gezeigte Treppenelement 60 hat zwei
Schenkel 61 und 62, die einen Winkel 60a zueinander
aufweisen. Der Schenkel 61 ist in einem Bereich 63 kürzer als
der Schenkel 62. Entlang einer gemeinsamen Kante 64 haben
die beiden Schenkel 61 und 62 eine Wasserablaufbegrenzung 65,
die insbesondere die Oberfläche
des Schenkels 61 zumindest teilweise begrenzt. In dem Bereich 63 hat
der kürzere
Schenkel 61 zwei Winkelabbiegungen 66 und 67,
die derart gewinkelt sind, dass sie eine Art Stufe bilden. Die Stufe
wurde in vorstehender Beschreibung auch als Durchfluss 46 (siehe 5)
bezeichnet. Im Bereich eines Endes 65a der Wasserablaufbegrenzung 65 gelangt
das Wasser von der Oberfläche
des Treppenelementes 60 auf ein weiteres Treppensegment 86 (siehe 10).
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Das
Treppensegment 68 der 10 hat
nahezu den gleichen Aufbau wie das Treppensegment 60 der 8,
jedoch hat das Treppensegment 68 einen Durchfluss 69 nicht
in dem Bereich 63, sondern in einem den Bereich 63 entgegengesetzt
liegenden Bereich 70.
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Ein
in den 11 und 12 gezeigter
alternativ gestalteter Verdunster 80 hat eine Vielzahl von
Treppensegmenten 81, 82 (hier nur exemplarisch
beziffert), wobei das Treppensegment 81 einen Durchfluss 83 und
das Treppensegment 82 einen Durchfluss 85 aufweist.
Hierbei fließt
beispielsweise durch einen Einlass 84 zugeführtes Rohwasser über die
Fläche
des Treppensegmentes 81 in den Durchfluss 83 und
von dort aus weiter über
die Fläche
des Treppensegmentes 82 in den Durchfluss 85.
Das Rohwasser durchläuft
diesen zwangsweise geführten
Zickzackkurs entlang des gesamten Verdunsters 80 bis der
nicht verdampfte Teil des Rohwassers über den Auslass 86 abfließt. Damit
das Rohwasser nicht an den Stirnseiten der Treppensegmente 81, 82 austreten
kann, hat der Verdunster 80 ringsherum einen Rahmen 87.
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Der
Verdunster 80 hat an dem Treppensegment 82 einen
oberen Flächenbereich 88.
Darunter an der rechten Seite des Flächensegmentes 82 ist der
Durchlauf 83 angeordnet.
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Eine
in den 13 bis 15 gezeigte
Destille 89 hat in ihrem oberen Bereich einen Wassersammelbehälter 90 angeordnet.
Der Wassersammelbehälter 90 umfasst
unter anderem ein Schwimmerventil 91. Mittels des Schwimmerventils 91 wird
der Zulauf von Rohwasser aus einer Zuleitung 92 derart geregelt,
dass der Destille 89 Rohwasser mit einem voreingestellten
Druck zur Verfügung
steht.
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Im
unteren Bereich der Destille 89 ist eine Regenwassersammeleinrichtung 93 an
einer Gehäuseoberseite 94 der
Destille 89 angeordnet. Mit der Regenwassersammeleinrichtung 93 wird
bei Regen, das in Pfeilrichtung 95 auf der Gehäuseoberseite 94 entlanglaufende
Regenwasser aufgefangen und mittels einer Süßwasserabflussleitung 96 in
einen entfernten Sammelbehälter
geleitet. Ebenfalls im unteren Bereich der Gehäuseoberseite 94 ist
eine Kondensatsammeleinrichtung 98 angeordnet. Diese befindet
sich allerdings an der Innenseite 97 der Gehäuseoberseite 94,
also innerhalb der Destille 89.
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Die
außen
an der Gehäuseoberseite 94 befindliche
Regenwassersammeleinrichtung 93 ist schräg angeordnet,
sodass das bei diesem Ausführungsbeispiel
das Regenwasser nach rechts abläuft. Bei
geringem Niederschlag hat das Regenwasser nur eine geringe kinetische
Energie, sodass es direkt seitlich an der Destille 89 in
einem Spalt 99 zwischen der Destille 89 und einem
Regenwassersammelkanal 100 abläuft. Hat das Regenwasser im
Bereich der Regenwassersammeleinrichtung 93 beispielsweise durch
stärker
werdenden Niederschlag eine entsprechend hohe kinetische Energie,
läuft es
aufgrund der hohen kinetischen Energie nicht mehr direkt am Körper der
Destille ab, sondern spritzt bis in den Regenwassersammelkanal 100 und
wird hierbei in einem entfernten Süßwassersammelbehälter geleitet.
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Die
Destille 89 hat eine zu einer Seite geneigte Gehäuseoberseite 94,
die das Ablaufen in Richtung des Regenwassersammelkanals 100 begünstigt.
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Die
in 16 gezeigte Umstelleinrichtung 101 hat
eine Rückschlagklappe 102 und
eine Rückschlagklappe 103.
Die beiden Rückschlagklappen 102, 103 werden
durch einen Stellmechanismus 104 angesteuert. Ist der Stellmechanismus 104 auf
Solarbetrieb eingestellt, strömt
das Wasser in Pfeilrichtung 105 aus Richtung des Wärmetauschers
durch die Rückschlagklappe 103 hindurch,
weiter in Pfeilrichtung 106 zu einer Tropfeinrichtung 22 (siehe 1).
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Ist
der Stellmechanismus 104 auf Fremdbeheizung eingestellt,
fließt
das Wasser in Pfeilrichtung 105 nicht mehr durch die Rückschlagklappe 103,
da diese nun verschlossen ist. Vielmehr fließt das Wasser aus der Pfeilrichtung 105 in
Pfeilrichtung 107. Durch die Betriebsstellung Fremdbeheizung
des Stellmechanismus 104 ist die Rückschlagklappe 102 für ein Heißwasser
aus Pfeilrichtung 108 kommend geöffnet. Das Heißwasser
aus der Pfeilrichtung 108 durchfließt die Rückschlagklappe 102 und
fließt
weiter in Pfeilrichtung 106 in eine Destille. Eine Fremdbeheizung
ist beispielsweise bei einer nicht ausreichenden Sonneneinstrahlung
oder während
der Nacht nützlich,
da auch ohne Sonnenenergie Süßwasser
aus Rohwasser gewonnen werden kann.