DE20202792U1 - Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser - Google Patents
Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes ReinwasserInfo
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Description
Reinhardt Söllner Ganahl
PATENTANWÄLTE
Patentanwälte Reinhardt Söllner Ganahl ■ P.O. Box 12261 D-85542 Kirchheim b. München
21/02/2002 Deutsches Gebrauchsmuster
Chao, Shen Wen
DE-4325
Chao, Shen Wen
DE-4325
AUSGABEGERÄT FÜR UNTERDRUCKNIEDERTEMPERATURDESTILLIERTES
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser, und insbesondere betrifft die Erfindung ein Reinwasserausgabegerät, das Wärme nutzt, die durch ein Kühlsystem bzw. Kältesystem erzeugt wird, um Wasser in einer Reaktionskammer zur Gewinnung von reinem Trinkwasser durch Unterdruck bei niedriger Temperatur zu destillieren.
Die meisten kommerziell erhältlichen Wasserfilter filtern Wasser einfach dadurch, dass Wasser veranlasst wird, durch Filtermaterialien zu strömen, was keinen guten Wasserreinigungseffekt zur Folge hat. Lediglich große bzw. grobe Verunreinigungen werden ausgefiltert, nicht jedoch kleine bzw. feine Verunreinigungen. Außerdem enthalten die Filtermaterialien, die über eine lange Zeitdauer eingesetzt werden, zahlreiehe Verunreinigungen, die an ihnen haften, wodurch Bakterien erzeugt werden, weshalb sie ihre Filterfunktion verlieren und darüber hinaus durch sie strömendes Wasser verschmutzen.
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Ein RO-Wasserreiniger (RO steht für Reverse Osmosis bzw. Umkehrosmose) ist mit der Absicht entwickelt worden, die Nachteile herkömmlicher Wasserfilter zu überwinden, indem drei Filterelemente bereit gestellt werden, um den Wasserfiltervorgang stufenweise durchzuführen. Das erste Filterelement filtert grobe Verunreinigungen ab, das mittlere Filterelement filtert feine Verunreinigungen ab und das letzte Filterelement ist ein Keramikfilterelement und filtert die übrigen Verunreinigungen ab, die im Wasser zurückbleiben. Obwohl der RO-Wasserreiniger die Reinigung von Wasser deutlich verbessert, bleibt das Problem verschmutzter Filtermaterialien. Organische und anorganische Materialien, die im Wasser gelöst sind, können durch einen üblichen Filterungsprozess nicht entfernt werden.
Filterelemente, die für eine lange Zeitdauer verwendet wurden und eine große Menge von daran haftenden Verunreinigungen aufweisen, müssen ausrangiert und durch neue ersetzt werden. Der Kauf neuer Filterelemente stellt für einen Nutzer eine zusätzliche Belastung dar. Das Keramikfilterelement ist besonders teuer und stellt einen dauernden Kostenfaktor dar, wenn ein RO-Wasserreiniger verwendet wird. Die ausrangierten Filterelemente müssen außerdem gesammelt und sorgfältig entsorgt werden, um eine sekundäre Umweltverschmutzung zu vermeiden, die die Kosten für die Allgemeinheit erhöht.
Abgesehen von den Kosten der Filterelemente stellt der Wirkungsgrad bzw. die Qualität der Wasserreinigung, die durch Wasserfilter und Wasserreiniger bereit gestellt werden kann, für Verbraucher einen wesentlichen Aspekt dar. Ein Destillationswasserbereiter ist entwickelt worden und ist kommerziell erhältlich. Der Destillationswasserbereiter verwendet das Prinzip des Kochens bei normalem Druck mit hoher Temperatur, um Wasser durch Kochen zu verdampfen, woraufhin der dadurch erzeugte Dampf kondensiert wird, und um Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen. Ein erhöhter Stromverbrauch tritt bei dieser Art von Wasserreinigung auf, und ein
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dabei zum Einsatz kommender Edelstahlwasserbehälter muss regelmäßig gereinigt werden, um abgeschiedenes Material (z. B. Kalk) und Ausschuppungen zu entfernen. Bei einem im Haushalt zum Einsatz kommenden Destillationswasserbereiter kann Destillationswasser mit einer Rate von etwa 12 Litern pro Tag (oder etwa 4 Liter pro 8 Stunden) erzeugt werden, was im Vergleich zu den meisten herkömmlichen Wasserreinigern nicht wirtschaftlich ist. Es ist bekannt, dass Kochen von Wasser nicht sämtliche Arten von Bakterien abtötet und einige Schmutzstoffe, wie etwa Schwermetalle, Agrikulturchemikalien, positive und negative Ionen (wie etwa Metall-Ionen, die aus hartem Wasser resultieren) und wasserlösliche Feststoffe, mit Siedepunkten höher als diejenigen von Wasser, bleiben in dem Destillationswasserbereiter zurück, während andere, flüchtige organische Substanzen, wie etwa Methylentrihalogen, die Siedpunkte niedriger als Wasser aufweisen, gegebenenfalls in einen Vorratstank des Destillationswasserbereiters zusammen mit dem destillierten Wasser gelangen. D. h., das derart erzeugte, destillierte Wasser ist verschmutzt.
Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Reinwasserausgabegerät, das die vorstehend angesprochenen Probleme überwindet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Reinwasserausgabegerät zu schaffen, das kostengünstig und zuverlässig nicht verschmutztes Reinwasser bereit stellt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs.
Mit anderen Worten nutzt die Erfindung das Prinzip des Wärmetauschs, und sie verwendet die Wärme, die durch einen Kompressor erzeugt wird, um Wasser in einer Unterdruck-Niedertemperaturumgebung zu destillieren, wodurch die vorstehend angesprochenen Probleme herkömmlicher Wasserfilter und -reiniger überwunden werden.
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im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung ein Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser bereit, in dem von einer Wasserquelle zugeführtes Wasser bei niedriger Temperatur in einer Unterdruckumgebung gekocht und verdampft wird. Da die verdampften Wassermoleküle etwa ein Tausendstel so groß wie übliche Bakterien sind, werden sämtliche organischen und anorganischen Substanzen, einschließlich Verunreinigungen, Bakterien und Viren von dem Wasser durch die Unterdruck-Niedertemperaturdestillation abgetrennt. Da lediglich eine niedrige Temperatur erforderlich ist, um das Wasser in der Unterdruckumgebung zu destillieren, reicht durch einen Verdichter des Reinwasserausgabegeräts natürlich erzeugte Wärme zur Nutzung bei der Destillation aus. Das destillierte Wasser ist absolut sauber und rein und erfüllt die festgelegten Standards für Trinkwasser.
Gemäß einem Aspekt umfasst das erfindungsgemäße Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich einen Wasserversorgungstank, der mit einer Reaktionskammer über eine Wasserzufuhrleitung in Verbindung steht, einen Reinwasserbevorratungstank, der über der Reaktionskammer mit dieser in Verbindung bringbar angeordnet ist, eine Betätigungspumpe, die unter der Reaktionskammer mit dieser in Verbindung bringbar angeordnet ist, und ein Kühlsystem mit Rohrleitungen, die sich zwischen der Reaktionskammer und dem Reinwasserbevorratungstank erstrecken. Durch Schließen eines Solenoidentlastungsventils auf einer Seite der Reaktionskammer und Starten der Betätigungspumpe wird in der Reaktionskammer ein Unterdruck erzeugt, um ein automatisches Einwegablaufventil am Boden der Reaktionskammer zu schließen und Wasser in dem Wasserversorgungstank in die Reaktionskammer zu saugen. Ein Kugelschwimmerventilaufbau ist vorgesehen, um das Wasservolumen automatisch zu steuern, das in die Reaktionskammer gesaugt werden kann. Durch einen Verdichter des Kühlsystems erzeugte Wärme wird zu der Reaktionskammer übertragen, um Wasser in der unter Unterdruck stehenden Reaktionskammer bei niedriger Tempe-
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ratur zu destillieren. Dämpfe des destillierten Wassers kondensieren in reines Wasser, das in einem Innenbehälter der Reaktionskammer gesammelt wird. Wenn die Betätigungspumpe fortgesetzt pumpt, wird das destillierte Wasser, das in dem Innenbehälter angesammelt ist, aus der Reaktionskammer in den Reinwasserbevorratungstank gesaugt. Das auf diese Weise gewonnene Reinwasser bildet deshalb hochgradig gereinigtes Trinkwasser.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; in dieser zeigen:
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Fig. 1 eine Draufsicht auf die Anordnung von Bestandteilen, die in einem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten sind,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht einer Reaktionskammer und einer Betätigungspumpe, die in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten sind,
Fig. 3 eine Schnittansicht der zusammengebauten Reaktionskammer, die in einem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten ist,
Fig. 4 eine fragmentarische und vergrößerte Schnittansicht der strukturellen Beziehung einer Verdichterdüse mit einer verengten oberen Öffnung eines Führungskonus zu einem unteren Ende eines stromaufwärtigen Durchlasses in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät,
Fig. 5 eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 4,
Fig. 6 eine fragmentarische Schnittansicht eines Wasserauslassrückschlagventils, das in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten ist,
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Fig. 6A eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 6, unter Darstellung des Wasserauslassrückschlagventils in offenem Zustand,
Fig. 6B eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 6, unter Darstellung des Wasserauslassrückschlagventils in geschlossenem Zustand,
Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Wasserauslassrückschlagventil und ein automatisches Einwegablaufventil, die in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten sind, und
Fig. 8 eine fragmentarische und vergrößerte Schnittansicht des automatischen Einwegablauf ventils, das in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät enthalten und durch Atmosphärendruck geschlossen ist.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser. Der Einfachheit halber wird vorliegend dieses Gerät als Reinwasserausgabegerät bezeichnet. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfasst das erfindungsgemäße Reinwasserausgabegerät hauptsächlich einen Wasserversorgungstank 1, eine Reaktionskammer 2, einen Reinwasserbevorratungstank 3, eine Betätigungspumpe 4 und ein Kühlsystem 5.
Bei dem Wasserversorgungstank 1 handelt es sich um einen Behälter zum Aufnehmen von Wasser, das der Reaktionskammer 2 zur Destillation zugeführt werden soll. Eine Wasserversorgungsleitung 11 erstreckt sich, ausgehend vom Boden des Wasserversorgungstanks 1, zu der Reaktionskammer 2.
Die Reaktionskammer 2 umfasst, wie aus Fig. 2 und 3 im Einzelnen hervorgeht, ein oberes Gehäuse 21 und eine untere Basis 22, die gemeinsam einen abgedichteten
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Hohlraum untereinander festlegen. Die untere Basis 22 weist einen Innenzylinder und einen daran gebildeten Wellendämpfer 222 auf. Ein Wassereinlassrohr 23 ist auf der unteren Basis 22 in einer Position, entsprechend der Wasserzufuhrleitung 11, vorgesehen, und weist einen Kugelschwimmerventilaufbau 24 auf, der an einem oberen Ende (des Zylinders) zur automatischen Steuerung eines Grenzpegels von Wasser vorgesehen ist, das in die Reaktionskammer 2 zugeführt wird. Ein automatisches Einwegablaufventil 226 ist außerdem an der unteren Basis 22 vorgesehen, um Abwasser in der Reaktionskammer 2 zu einem Abwassertank 228 auszuleiten.
Der Innenzylinder 221 ist um einen oberen Außenrand bzw. -umfang mit beabstandeten oberen und unteren Dämmen 223, 224 versehen, und im Innern mit einem klein bemessenen, zusätzlichen Verflüssigerrohr 25. Ein stromabwärtiger Durchlass 211 und ein stromaufwärtiger Durchlass 212 sind vorgesehen, und erstrecken sich, ausgehend von einer Oberseite des oberen Gehäuses 21, hinunter in den Innenzylinder 221. Die am weitesten oben gelegenen Enden der stromabwärtigen und stromaufwärtigen Durchlässe 211, 212 sind mit einem Boden des Reinwasserbevorratungstanks 2 in Verbindung bringbar verbunden, der über der Reaktionskammer 2 angeordnet ist. Ein unteres Ende des stromabwärtigen Durchlasses 211 ist in dem Innenzylinder 221 angeordnet, um mit der Betätigungspumpe 4 in Verbindung zu stehen, die unter der Reaktionskammer 2 angeordnet ist, und ein unteres Ende des stromaufwärtigen Durchlasses 212 ist mit einer verengten oberen Öffnung eines Führungskonus 225 verbunden, der auf der unteren Basis 22 gebildet ist. Ein Solenoidentlastungsventil 213 ist auf einer Seite des oberen Gehäuses 21 vorgesehen. Ein Verdampfer 53 des Kühlsystems 5 ist entlang einem inneren unteren Rand bzw. unteren Umfang der Reaktionskammer 2 angebracht.
Der Reinwasserbevorratungstank 3 ist über der Reaktionskammer 2 angeordnet, und sein Boden steht mit den oberen Enden der stromabwärtigen und stromaufwärtigen
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Durchlässe 211, 212 in Verbindung. Ein Kondensator bzw. Verflüssiger 55 des Kühlsystems 5 ist innerhalb des Reinwasserbevorratungstanks 3 angebracht.
Bei der Betätigungspumpe 4 handelt es sich um eine Wasserpumpe unter Verwendung von Wasser als Antriebsquelle. Sie ist unmittelbar unter der Reaktionskammer 2 angeordnet und weist einen Wassereinlass 41 auf, der mit dem unteren Ende des stromabwärtigen Durchlasses 211 in Verbindung steht. Die Betätigungspumpe 4 weist außerdem einen Wasserauslass 42 auf, von dem ein oberes Ende mit einer Verdichtungsdüse 43 versehen ist, die sich aufwärts in den Führungskonus 225 hinein erstreckt, der auf der unteren Basis 22 der Reaktionskammer 2 gebildet ist, um mit der verengten oberen Öffnung des Führungskonus 225 zu fluchten, wobei sie unterhalb von dieser mit einer vorbestimmten Distanz zu liegen kommt. Ein Wasserauslassrückschlagventil 46 ist benachbart zu dem Wasserauslass 42 vorgesehen und kommt unter dem Führungskonus 225 zu liegen und weist ein Strömungsführungsrohr 44 auf, das mit ihm verbunden ist, um das Wasserauslassrückschlagventil 46 mit dem Innenzylinder 221 der Reaktionskammer 2 zu verbinden. Ein Teil 45 aus Aktivkohle ist an einem Punkt an bzw. auf dem Strömungsführungsrohr 44 vorgesehen,
Unter erneutem Bezug auf Fig. 1 besitzt das Kühlsystem 5 die Form eines geschlossenen Kreislaufs, und es enthält der Reihe nach einen Verdichter 51, einen Zusatzradiator 52, einen Verdampfer 53, ein Expansionsventil 54, einen Verflüssiger 55 und ein klein bemessenes, zusätzliches Verflüssigerrohr 25. Der Verdampfer 53 ist in der Reaktionskammer 2 entlang einem unteren Innenumfang bzw. -rand an dieser angebracht. Der Verflüssiger 55 ist innerhalb des Reinwasserbevorratungstanks 3 angebracht und das klein bemessene, zusätzliche Verflüssigerrohr 25 erstreckt sich durch den Innenraum des Innenzylinders 221.
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FIg. 4 zeigt eine fragmentarische und vergrößerte Schnittansicht der strukturellen Beziehung der Verdichtungsdüse 43 mit der verengten oberen Öffnung des Führungskonus 225 zu dem unteren Ende des stromaufwärtigen Durchlasses 212 in dem erfindungsgemäßen Reinwasserausgabegerät. Fig. 5 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 4. Es wird nunmehr auf Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Wenn das erfindungsgemäße Reinwasserausgabegerät zum erstenmal verwendet wird, wird der Reinwasserbevorratungstank 3 mit etwa 1.000 cm3 bzw. 1.500 cm3 destilliertem oder gekochtem und gekühltem Wasser gefüllt, so dass die stromabwärtigen und stromaufwärtigen Durchlässe 211, 212, die Betätigungspumpe 4 und der Wassereinlass 41 sowie der Wasserauslass 42 der Pumpe 4 sämtliche mit Wasser angefüllt sind. Auf Grund des Gewichts des Wassers, das an ihm ansteht, ist das Wasserauslassrückschlagventil 46 geschlossen, wie in Fig. 6B gezeigt. D. h., das in den Reinwasserbevorratungstank 3 gefüllte Wasser strömt nicht in die Reaktionskammer 2 über das Strömungsführungsrohr 44.
Wenn die Betätigungspumpe 4 gestartet wird, wird das Wasser in dem Reinwasserbevorratungstank 3 angesaugt, um durch den stromabwärtigen Durchlass 211 und den Wassereinlass 41 der Pumpe 4 zu strömen und es wird unter Druck gesetzt. Das unter Druck gesetzte Wasser strömt durch den Wasserauslass 42 der Pumpe 4 und durchsetzt die Verdichtungsdüse 43. Da die Verdichtungsdüse 43 die Form eines nach oben verjüngten, konischen Rohrs mit einem bohrungserweiterten Einlass und einem bohrungsverringerten Auslass aufweist, erzeugt Wasser, das aus dem bohrungserweiterten Einlass durch den bohrungsverringerten Auslass der Verdichtungsdüse 43 strömen gelassen wird, einen Hochgeschwindigkeitswasserstrahl. Da der' bohrungsverringerte Auslass der Verdichtungsdüse 32 mit einer vorbestimmten Distanz unter der verengten oberen Öffnung des Führungskonus 225 zu liegen kommt, um einen Spalt dazwischen zu bilden, erzeugt der Hochgeschwindigkeitswasserstrahl, der am bohrungsverringerten Auslass der Verdichtungsdüse 43 erzeugt wird, und der den Spalt durchsetzt, außerdem eine Niederdruckzone zum Saugen von
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Umgebungsluft und reinem Wasser in den Hochgeschwindigkeitswasserstrahl. Der Wasserstrahl mit der eingesaugten Luft und dem angesaugten Reinwasser tritt daraufhin in den stromaufwärtigen Durchlass 212 ein. Der stromaufwärtige Durchlass 212 hat die Form eines länglichen und abwärts sich verjüngenden Rohrs mit einem bohrungsverringerten unteren Ende und einem bohrungserweiterten oberen Ende. Diese Konfiguration veranlasst den Hochgeschwindigkeitswasserstrahl dazu, verzögert zu werden, wenn er von dem bohrungsverringerten unteren Ende in Richtung auf das bohrungserweiterte obere Ende des stromaufwärtigen Durchlasses 212 schießt und er strömt zurück in den Reinwasserbevorratungstank 3 über das obere Ende des stromaufwärtigen Durchlasses 212.
Wenn das Wasser zurück in den Reinwasserbevorratungstank 3 strömt, um dort aufgenommen zu werden, diffundiert die durch das Wasser in den Tank 3 eingetragene Luft über einen Freiraum um eine Kappe des Tanks 3 herum in die Umgebungsluft.
Das in dem Reinwasserbevorratungstank 3 bevorratete Wasser dient als Umwälzwasser, das durch die Betätigungspumpe 4 benötigt wird. Wenn die Betätigungspumpe 4 ihren Betrieb aufrecht erhält, wird Wasser in den Bevorratungstank 3 gesaugt und durch die Betätigungspumpe 4 unter Druck gesetzt, um in der vorstehend erläuterten Weise zu zirkulieren und die Verdichtungsdüse 43 erzeugt weiterhin einen Sog an den Spalt zwischen ihr und dem stromaufwärtigen Durchlass 212. Mit anderen Worten legt der Führungskonus 225 mit der Verdichtungsdüse 43, die sich in ihn hinein erstreckt, darin einen geschlossenen Bereich fest. Wenn Niederdruck in diesem geschlossenen Bereich erzeugt wird, wird ein Ventildeckel 261 des Wasserauslassrückschlagventils 46 in seine Öffnungsstellung hochgesaugt, wie in Fig. 6A gezeigt. Luft und reines Wasser in der Reaktionskammer 2 werden dabei in dem geschlossenen Bereich in den Führungskonus 225 über das Strömungsführungsrohr und das Wasserauslassrückschlagventil 46 gesaugt. Luft in der Reaktionskammer wird deshalb über den stromaufwärtigen Durchlass 212 ausgetragen, wenn die Betätigungspumpe 4 betrieben ist, und die Verdichtungsdüse 43 erzeugt den starken
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Wasserstrahl und eine Saugkraft in der Niederdruckzone in dem Führungskonus 225 unter Erzeugung eines Unterdrucks in der Reaktionskammer 2.
Wenn die Reaktionskammer 2 Unterdruck im Innern aufweist, wird ein Ventildeckel 261 des automatischen Einwegablaufventils 226, das auf bzw. an der unteren Basis 22 der Reaktionskammer 2 vorgesehen ist, Atmosphärendruck ausgesetzt, und schließt eine Ablauföffnung des Ventils 226, wie in Fig. 8 gezeigt. Nunmehr wird auf Fig. 7 Bezug genommen. Sowohl das automatische Einwegablaufventil 226 als auch das Wasserauslassrückschlagventil 46 bestehen aus weichem und elastischem Material und umfassen einen Ventildeckel 261 zum Verschließen einer Ablauföffnung sowie mehrere elastische Verlängerungsarme 262, die zwischen dem Ventildeckel 261 und einem Ventilkörper des Rückschlagventils geschlungen bzw. gewunden oder gewickelt verlaufen. Ein vorbestimmter Freiraum 263 ist zwischen den Verlängerungsarmen 262, dem Ventilkörper und dem Ventildeckel 261 stets aufrecht erhalten, so dass der Ventildeckel 261 fest bzw. dicht gegen die Ablauföffnung drücken kann und diese abdichtet, um Außenluft oder Wasser daran zu hindern, in die Reaktionskammer 2 über das automatische Einwegablaufventil 226 einzudringen.
Nunmehr wird erneut auf Fig. 1 Bezug genommen. Wenn die Reaktionskammer 2 einen Unterdruck enthält, unterliegt der Kugelschwimmerventilaufbau 24 keinerlei Wasserauftrieb und verschließt deshalb das Wassereinlassrohr 23 nicht. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst die Druckdifferenz zwischen dem Wasserversorgungstank 1 und der unter Unterdruck stehenden Reaktionskammer 2 Wasser in dem Wasserversorgungstank 1 dazu, in die Reaktionskammer 2 über die Wasserversorgungsleitung 11 gesaugt zu werden. Wenn ein vorbestimmter Wasserpegel in der Reaktionskammer 2 erreicht ist, verschließt der Kugelschwimmerventilaufbau 24 automatisch das Wassereinlassrohr 23 auf Grund des Wasserauftriebs und sorgt dafür, dass die Reaktionskammer 2 zu einem geschlossenen Raum wird. Wenn die Betätigungspumpe 4 das Pumpen beibehält, wird in der Reaktionskammer 2 ein Unterdruck erzeugt. Was-
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ser in der unter Unterdruck gesetzten Reaktionskammer 2 befindet sich dabei im Kontakt mit dem Verdampfer 53 des Kühlsystems 5 und verdampft auf Grund von Wärme, die durch den Verdampfer 53 abgestrahlt wird. Ein Vakuumniedertemperaturdestillationsprozess tritt dadurch in der Reaktionskammer 2 auf.
In der Reaktionskammer 2 während des Destillationsprozesses erzeugter Dampf bewegt sich nach oben bzw. in Aufwärtsrichtung, um eine Nebelschicht an einer Unterseite von jedem der oberen und unteren Dämme 223, 224 zu erzeugen. Wenn das von dem Tank 1 in die Reaktionskammer 2 zugeführte Wasser am Erwärmen und Sieden gehalten wird, wird ein Teil der Verunreinigungen in dem Wasser durch das Sieden und das turbulente Wasser in die sich in Aufwärtsrichtung bewegenden Dämpfe eingetragen und von diesen mitgerissen. Die oberen und unteren Dämme 223, 224 sind um den oberen Außenrand bzw. -umfang des Innenzylinders 221 vorgesehen, um zu verhindern, dass diese mitgerissenen Verunreinigungen direkt in den Innenzylinder 221 gelangen, und um die Dämpfe in die Lage zu versetzen, sich entlang einem S-förmigen Pfad zu bewegen. Die sich in Aufwärtsrichtung bewegenden Verunreinigungen kontaktieren zunächst den unteren Damm 224 und verbinden sich mit der Nebelschicht auf der Unterseite des unteren Damms 224 in Wassertropfen, die entweder am unteren Damm 224 haften, oder heruntertropfen. Lediglich ein sehr kleiner Teil der Verunreinigungen erreicht dadurch den oberen Damm 223, und der größte Teil dieses kleinen Teils von Verunreinigungen wird durch den oberen Damm 223 zusätzlich abgehalten, in den Innenzylinder 221 einzudringen. Die Dämpfe kondensieren zwischenzeitlich auf dem stromabwärtigen Niedertemperaturdurchlass in dem Innenzylinder 221 und sie werden letztendlich am Boden des Innenzylinders 221 gesammelt. Wenn die Betätigungspumpe 4 das zirkulierende Wasser in den Bevorratungstank 3 weiterhin pumpt, wird destilliertes Reinwasser ebenfalls in den Führungskonus 225 über das Strömungsführungsrohr 44 gesaugt und weiter in den Reinwasserbevorratungstank 3 über den stromaufwärtigen Durchlass 212 unter der
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starken Saugkraft überführt, die durch die Verdichtungsdüse 43 an der oberen Öffnung des Führungskonus 225 erzeugt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird durch den Verdichter 51 des Kühlsystems 5 erzeugte Wärme als Wärmequelle für Reaktionen in der Reaktionskammer 2 genutzt. Die durch den Verdichter 51 erzeugte Wärme wird über den geschlossenen Kreislauf des Kühlsystems 5 zu dem Zusatzradiator 52 überführt, um auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt zu werden. Die Niedertemperaturwärme wird daraufhin über den geschlossenen Kreislauf zu dem Verdampfer 53 übertragen, der in den Innenzylinder in der Reaktionskammer 2 eingebracht ist, so dass der Verdampfer 53 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, um Wasser zu erwärmen bzw. zu erhitzen und zu verdampfen, das in der Reaktionskammer 2 vorausgehend bevorratet wurde, um Dämpfe zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung nutzt in wirksamer Weise die Wärme, die durch den Verdichter 51 erzeugt wird, ohne dass es notwendig wäre, eine andere Heizeinrichtung zum Destillieren des Wassers vorzusehen, wodurch E-nergie eingespart wird.
Mit dem Verflüssiger 55 des Kühlsystems 5, der in dem Reinwasserbevorratungstank 3 angebracht ist, wird in den Tank 3 über den stromaufwärtigen Durchlass 212 geführtes Niedertemperaturwasser zusätzlich auf eine noch niedrigere Temperatur abgekühlt. Das zusätzlich abgekühlte Reinwasser in dem Tank 3 strömt, wenn es durch die Betätigungspumpe 4 abgesaugt wird, durch den stromabwärtigen Durchlass 211 zur Verringerung seiner Temperatur, und erlaubt es, dass Dämpfe in der Reaktionskammer 2 in Kontakt mit dem kalten, stromabwärtigen Durchlass 211 gelangen und verflüssigen und schließlich zum Boden des Innenzylinders 221 herunterströmen.
Die Aktivkohle 45, die an dem Strömungsführungsrohr 44 vorgesehen ist, wird genutzt, um das Reinwasser zu filtern, das während der Niedertemperaturdestillation erzeugt wird, um jeglichen Geruch sowie organische und anorganische Substanzen
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zu entfernen, wie etwa Methylentrihalogen, Chlor usw., um das letztendlich erzeugte Wasser extrem zu reinigen.
Um in der Reaktionskammer 2 abgeschiedene Verunreinigungen zu entfernen, kann das auf dem oberen Gehäuse 21 vorgesehene Solenoidentlastungsventil 213 geöffnet werden, um die Reaktionskammer 2 vom Unterdruckzustand zu befreien. D. h., der Luftdruck innerhalb und außerhalb der Reaktionskammer 2 erreicht Gleichgewicht. Zu diesem Zeitpunkt wird das automatische Einwegablaufventil 226 am Boden der unteren Basis 22 auf Grund des Gewichts des Wassers in der Reaktionskammer 2 geöffnet, das am Ventildeckel 261 von diesem anliegt. Jegliches verbliebene Abwasser, das Verunreinigungen in der Reaktionskammer 2 enthält, kann über eine Rohrleitung 227 zu einem Abwassertank 228 abgeleitet werden. Wenn das Abwasser vollständig abgeleitet ist, wird das Solenoidentlastungsventil 213 geschlossen und die Betätigungspumpe 4 kann erneut betätigt werden, um in der Reaktionskammer 2 einen Unterdruck zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt schließt das automatische Einwegablaufventil 226 automatisch auf Grund des Atmosphärendrucks, und Wasser in dem Versorgungstank 1 strömt über die Wasserzufuhrleitung 11 in die Reaktionskammer 2 über das Wassereinlassrohr 23 ohne die Gefahr von Leckage.
Bei der vorliegenden Erfindung dient der Wellendämpfer 222 hauptsächlich zur Abschirmung eines Kugelschwimmers 241 des Kugelschwimmerventilaufbaus 24 über dem Wassereinlassrohr 23, so dass der Kugelschwimmer 241 nicht ernsthaft beeinträchtigt wird durch Wasserwellen, die während des Erhitzens von Wasser durch den Verdampfer 53 auftreten, Hierdurch ist der Kugelschwimmerventilaufbau 24 in der Lage, das Wasservolumen präzise zu steuern, das in die Reaktionskammer 2 eingelassen wird.
Erläutert wurde ein Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser. Dieses Gerät umfasst erfindungsgemäß einen Wasserversorgungstank, der
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mit einer Reaktionskammer über eine Wasserversorgungsleitung in Verbindung steht, einen Reinwasserbevorratungstank, der über der Reaktionskammer, mit dieser in Verbindung bringbar, angeordnet ist, eine Betätigungspumpe, die unter der Reaktionskammer, mit dieser in Verbindung bringbar, angeordnet ist, und ein Kühlsystem mit Rohrleitungen, die sich zwischen der Reaktionskammer und dem Reinwasserbevorratungstank erstrecken. Wenn die Betätigungspumpe betätigt wird, wird in der Reaktionskammer ein Vakuum erzeugt, um Wasser in dem Wasserversorgungstank
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in die Reaktionskammer zu saugen, wo das angesaugte Wasser erhitzt und verdampft wird durch Wärme, die durch einen Verdichter des Kühlsystems bereit gestellt wird, so dass Verunreinigungen, organische und anorganische Substanzen, Bakterien und Viren in dem Wasser von diesen durch Unterdruckniederdruckdestillation entfernt werden. Wenn die Betätigungspumpe ihr Pumpen fortsetzt, wird das destillierte Wasser aus der Reaktionskammer in den Reinwasserbevorratungstank überführt.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert worden, ohne auf diese beschränkt zu sein. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen zugänglich, die sämtliche im Umfang der anliegenden Ansprüche liegen.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnungen verwiesen.
Claims (1)
- Ausgabegerät für unterdruckniedertemperaturdestilliertes Reinwasser, aufweisend einen Wasserversorgungstank (1), eine Reaktionskammer (2), einen Reinwasserbevorratungstank (3), eine Betätigungspumpe (4) und ein Kühlsystem (5),- wobei der Wasserversorgungstank ein Behälter zum Aufnehmen von Wasser ist, das der Reaktionskammer (2) zum Destillieren zugeführt werden soll, und wobei dieser Tank eine Wasserversorgungsleitung aufweist, die sich, ausgehend von seinem Boden, zur Reaktionskammer (2) erstreckt,- wobei die Reaktionskammer (2) ein oberes Gehäuse (21) und eine untere Basis (22) aufweist, die gemeinsam einen abgedichteten Hohlraum untereinander festlegen, wobei die untere Basis (22) einen Innenzylinder (221), einen Wellendämpfer (222) und ein Wassereinlassrohr (23) aufweist, das an ihr gebildet ist, wobei das Wassereinlassrohr (23) einen Kugelschwimmerventilaufbau (24) aufweist, der an einem oberen Ende mit einer automatischen Steuerung für das Wasservolumen versehen ist, das in die Reaktionskammer (2) zugeführt wird, wobei der Innenzylinder (221) um einen Außenumfang mit beabstandeten oberen und unteren Dämmen (223, 224) und an einem Boden mit einem sich in Aufwärtsrichtung erstreckenden Führungskonus (225) versehen ist, wobei ein stromabwärtiger Durchlass (211) und ein stromaufwärtiger Durchlass (212) vorgesehen sind, um sich, ausgehend von der Oberseite des oberen Gehäuses (21), nach unten in den Innenzylinder (221) zu erstrecken, wobei die am weitesten oben liegenden Enden der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Durchlässe (211, 212) mit einem Boden eines Reinwasserbevorratungstanks (3) in Verbindung stehen, der über der Reaktionskammer (2) zu liegen kommt, wobei ein unteres Ende des stromabwärtigen Durchlasses (211) in dem Innenzylinder (221) angeordnet ist, und wobei ein unteres Ende des stromaufwärtigen Durchlasses (212) mit einer verengten oberen Öffnung des Führungskonus (225) versehen ist, wobei ein Solenoidentlastungsventil (213) an einer Seite des oberen Gehäuses (21) vorgesehen ist, wobei ein automatisches Einwegablaufventil (226) an der unteren Basis (22) zum Ableiten von Abwasser in der Reaktionskammer (2) zu einem Abwassertank (228) vorgesehen ist, und wobei ein Verdampfer (53) des Kühlsystems (5) entlang einem unteren Innenumfang der Reaktionskammer (2) angebracht ist,- wobei der Reinwasserbevorratungstank (3) über der Reaktionskammer (2) zu liegen kommt und an einem Boden mit den stromaufwärtigen und den stromabwärtigen Durchlässen (211, 212) der Reaktionskammer (2) verbunden ist, wobei ein Verflüssiger (55) des Kühlsystems (5) in dem Reinwasserbevorratungstank (3) eingebracht ist,- wobei die Betätigungspumpe (4) eine Wasserpumpe unter Verwendung von Wasser als Antriebsquelle ist, die unmittelbar unter der Reaktionskammer (2) angeordnet ist, wobei die Betätigungspumpe (4) einen Wassereinlass (41) aufweist; der mit dem unteren Ende des stromabwärtigen Durchlasses (211) in dem Innenzylinder (221) der Reaktionskammer (2) in Verbindung steht, wobei ein Wasserauslass (42) eine nach oben gerichtete, verjüngte Verdichtungsdüse (43) aufweist, die mit einem oberen Ende von ihm verbunden ist, so dass die Verdichtungsdüse (43) sich in einen Raum nach oben erstreckt, der unter dem Führungskonus (225) festgelegt ist, die am Boden des Innenzylinders (221) vorgesehen ist, und wobei ein Wasserauslassrückschlagventil (46) benachbart zu dem Wasserauslass (42) vorgesehen ist, um unter dem Führungskonus (225) zu liegen zu kommen, und um mit einem Innenraum des Innenzylinders (221) über ein Strömungsführungsrohr (44) in Verbindung bringbar zu sein, und- wobei das Kühlsystem (5) die Form eines geschlossenen Kreislaufs aufweist und aufeinander folgend einen Verdichter (51), einen Zusatzradiator (52), einen Verdampfer (53), ein Expansionsventil (54), den Verflüssiger (55) und ein klein bemessenes, zusätzliches Verdichterrohr (25) umfasst, wobei der Verdampfer (53) in der Reaktionskammer (2) entlang einem unteren Innenumfang von dieser angebracht ist, wobei der Verflüssiger (55) im Innern des Reinwasserbevorratungstanks (3) angebracht ist, und wobei das klein bemessene, zusätzliche Verdichterrohr (25) in dem Innenzylinder (221) angeordnet ist, wobei dann, wenn die Betätigungspumpe (4) betätigt ist, in der Reaktionskammer (2) ein Unterdruck erzeugt wird, um Wasser in dem Wasserversorgungstank (1) in die Reaktionskammer (2) zu saugen, und wobei das in die Unterdruck aufweisende Reaktionskammer (2) gesaugte Wasser erhitzt und verdampft, d. h. destilliert wird durch Niedertemperaturwärme, die durch den Verdichter (51) des Kühlsystems (3) erzeugt wird, und wobei es zu dem Verdampfer (53) übertragen wird, der in der Reaktionskammer (2) angebracht ist, und wobei Dämpfe des Wassers, die durch die Unterdruckniedertemperaturdestillation in der Reaktionskammer (2) erzeugt werden, in Reinwassertropfen kondensiert bzw. verflüssigt werden, die am Boden des Innenzylinders (221) gesammelt werden, und wobei das kondensierte bzw. verflüssigte Reinwasser in dem Innenzylinder (221) in den Führungskonus (223) zurück über das Strömungsführungsrohr (44) und das Wasserauslassventil der Betätigungspumpe (4) gesaugt wird, die ihren Pumpvorgang aufrecht erhält, um schließlich entlang dem stromaufwärtigen Durchlass (212) in den Reinwasserbevorratungstank (3) zu strömen.
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