DE4321050A1

DE4321050A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Meereswasserentsalzung unter Einsatz natürlicher Energieträger, insbesondere Sonne und Wind

Info

Publication number: DE4321050A1
Application number: DE4321050A
Authority: DE
Inventors: Gregor Sfintitchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-01-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Meereswasserentsalzung unter Einsatz natürlicher Energieträ ger, insbesondere Sonne und Wind.

Im Zuge des weltweit ansteigenden Bedarfs an Trink- und Brauch wasser nimmt die technische Gewinnung von Süßwasser ständig zu. Das älteste Verfahren der Meerwasserentsalzung ist die Durchführung der direkten Verdampfung von Meerwasser, bei der das Wasser durch Abdestillieren und anschließender Kondensa tion von den Salzen befreit wird. Dabei wird die zum Ver dampfen von Wasser aufzuwendende Energie aus konventionellen Brennstoffen, aus der Sonnenstrahlung oder durch Abwärme nutzung gewonnen.

Insbesondere in Ländern mit starker Sonneneinstrahlung, be sonders in den Tropen und Subtropen, werden Versuche unter nommen, eine direkte Verdampfung mit Hilfe von Sonnenenergie (Solardestillation) vorzunehmen.

Auf dieser Basis arbeitende Anlagen bestehen häufig aus ge wächshausähnlichen Behältern, die mit Glasplatten oder Folien bedeckt sind. Der Wasserdampf kondensiert an der Innenseite der Abdeckung, und das herabrieselnde Kondensat wird in Rinnen gesammelt. Das Wasser wird demnach direkt am Verdampfungsort kondensiert und anschließend gesammelt und verteilt. Diese herkömmlichen Vorrichtungen zur Meereswasserentsalzung müssen also zusätzliche Verteileinrichtungen aufweisen, die das ent salzte Wasser zum Ort seiner Verwendung transportieren. Dies kann mittels Leitungsrohren oder Transportfahrzeugen erfolgen.

Gerade in dem eingangs genannten Klimabereich, insbesondere in Afrika, beispielsweise in Somalia, ist nicht nur die Be reitstellung von Trinkwasser erforderlich, sondern auch die Ernährung im allgemeinen gestaltet sich angesichts weiter kaum fruchtbarer Landstriche wie Halbwüsten, Trockensavannen oder dergleichen problematisch.

Zur Kultivierung des Bodens im Landes inneren müßte das nach dem bekannten Verfahren, mit einer herkömmlichen Vorrichtung entsalzte Wasser dorthin transportiert werden. Durch eine un mittelbare, gezielte Bewässerung am Anbauort kann aber eine allgemeine Verbesserung des Bodens als Bestandteil eines ge samten Biotops durch die Ausbildung eines Kleinklimas, wozu z. B. eine Veränderung der Luftfeuchtigkeit notwendig ist, nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zur Meerwasserentsalzung unter Einsatz von natürlichen Energieträgern, insbesondere Sonne und Wind so auszugestalten und weiterzubilden, daß im Landesinneren ein Kleinklima erzeugt werden kann, welches den Bewuchs mit Vegetation, die z. B. zur Nahrungsmittelerzeugung geeignet ist, ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach erfolgt die Kondensation und das Auffangen des entsalzten Wassers in Ent fernung von dem Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter, im Landes inneren.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß das an den unmittelbaren Küstenbereich angrenzende Land fruchtbar gemacht werden kann. Ferner wurde erkannt, daß eine gezielte Wasserzu fuhr in der urbar zu machende Region nicht zur Ausbildung ei nes Biotops führt, innerhalb dessen die Bodenbeschaffenheit verbessert wird, zudem sind aufwendige Transportmittel bzw. Wasserleitungen vom Wassergewinnungsort aus zur Bereitstellung des Wasser erforderlich. Schließlich wurde erkannt, daß die Ausbildung eines Kleinklimas unter Anreicherung der Luftfeuch tigkeit zu einer effektiven Wassergewinnung und - Verwertung am Ort der Bepflanzung führt und letztlich über einen längeren Zeitraum und unter Einfügen weiterer Komponenten zur Bildung eines Biotops führt.

Gerade durch eine flächendeckende Befeuchtung des an den Kü stenbereich anschließenden Landstrichs kann eine Veränderung des Kleinklimas herbeigeführt werden. Die Verdampfung und die Verdunstung des Meerwassers sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so optimiert worden, daß durch die Verdampfungs- und Verdunstungsprodukte ein Überangebot an Feuchtigkeit zur Ver fügung steht, die von der vom Meer kommenden, bei Tage gegen über der Luft im Landes inneren kühleren Luftströmung in das Landesinnere transportiert wird. Durch das Temperaturgefälle ist die Strömung der mit den Verdampfungs- und Verdunstungs produkten angereicherten Luft in das Landes innere gewährlei stet. Die Kondensation kann dann bei kühleren Temperaturen, bzw. bei Nacht über dem gesamten, etwa 10 bis 20 km landein wärts liegenden Küstenbereich, erfolgen, wobei die Vegetation als Kondensator, der Boden letztlich als Auffangeinrichtung dient. Zusätzlich werden aber auch Folien und Sammelbehälter aufgestellt. Der Transport der Verdampfungs- und Verdunstungs produkte ist dann besonders effektiv und weitreichend, wenn in der Region ein Regenfall von wenigen 100 ml pro Jahr üblich ist.

Im Hinblick auf die unterhalb der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter bzw. der Nebenbehälter entstehenden Salz lager ist es von besonderem Vorteil, wenn der Vorratsbehälter unterirdisch installiert wird. Je nach Größe der Vorrichtung können auch mehrere Vorratsbehälter vorgesehen werden, die, wenn sich der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter bei spielsweise in seiner Südorientierung parallel zum Ufer er streckt, in Abständen entlang dieses Behälters angeordnet sein können. Das Fassungsvermögen des bzw. der Vorratsbehälter muß die Aufnahme von mindestens 10 000 l Meerwasser gewährleisten, um die erforderliche Menge an Verdampfungs- und Verdunstungs produkten zur Feuchteanreicherung der Luft zu erreichen. Das über eine bis in das Meer reichende Rohrleitung gepumpte Meer wasser wird vorteilhafterweise durch ein Sieb oder ein Filter gepumpt, um Verstopfungen zu vermeiden.

Die Süd- Orientierung des Wasserleitungs- und Verdampfungsbe hälters ist deshalb vorteilhaft, weil so eine maximale Ein strahlungsdauer erreicht werden kann.

Zugunsten der Umweltfreundlichkeit bietet es sich an, die für die Pumpe, den Luftventilator und die elektronische Steuerung benötigte elektrische Energie von einer Windkraftanlage zu be ziehen. Je nach Ausmaß der Vorrichtung können auch mehrere Windkraftanlagen betrieben werden, wobei es völlig ausreichend ist, wenn kleinste Windkraftanlagen mit Leistungen weit unter 100 kW verwendet werden.

Da ein gezieltes Austreten von Meerwasser mit sehr hoher Salz konzentration in geringer Menge erreicht werden soll, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Füllhöhe des Meerwassers im Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter elektronisch über wacht wird. Das über eine Rohrleitung aus dem Meer in den Vor ratsbehälter gepumpte Wasser steigt innerhalb einer nächsten Rohrleitung in den Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter und soll genau so hoch ansteigen, daß es in geringsten Mengen aus den vorzugsweise als Schlitze in den Seitenwänden ausge bildete Öffnungen austritt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn an den Öffnungen des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters Nebenbehälter angeschlossen sind, in denen die Salzkonzentra tion des Meerwassers durch Verdunstung noch weiter erhöht wird. Dies kann aber auch dadurch forciert werden, daß bei dem Nebenbehälter ähnliche Heißlufteinspeisungen wie bei dem Was serleitungs- und Verdampfungsbehälter vorgenommen werden und damit erneut eine Verdampfung durchgeführt wird. Das im aus tretenden Meerwasserkonzentrat verbliebene Restwasser verdun stet beim Herabfallen, so daß unterhalb der Haupt- oder Neben behälter ein Salzlager entsteht.

Die Anordnung der Haupt- und Nebenbehälter auf Pfeilern, meh rere Meter über dem Boden ist im Hinblick auf den Abbau des Salzlagers mit eine bestimmte Höhenfreiheit fordernden Maschi nen, Räumfahrzeugen und dgl. besonders vorteilhaft. Zudem wird eine Zerstörung der Anlage durch Tiere weitgehend verhindert.

Die Pfeiler müssen in Abhängigkeit von dem Gewicht der Haupt- bzw. Nebenbehälter eine hohe Stabilität aufweisen. Es ist wei ter denkbar, unter den Pfeilern Behälter für das Salz aufzu stellen oder Folien zum Schutze des Bodens zu verlegen.

Um der Funktion des Wasserleitens gerecht zu werden, weisen die Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter und die Nebenbe hälter jeweils vom Ort der Wasserzufuhr aus eine geringe Ab wärtsneigung auf. Diese Abwärtsneigung kann erreicht werden, indem die Höhe der Pfeiler beispielsweise durch jeweils tie fere Einbetonierung abgestuft wird oder indem innerhalb der Behälter eine Einlage fixiert wird, die das gewünschte schwa che Gefälle herbeiführt. Die geringe Neigung soll einerseits das Fließen des Wassers, andererseits aber auch eine längst mögliche Aufnahme der Heißluft aus dem Innenrohr ermöglichen. Der Hauptbehälter kann beispielsweise so angeordnet sein, daß er vom Wassereinspeisungsort in um 180° entgegengesetzten Richtungen verläuft, die Nebenbehälter können im rechten, spitzen oder stumpfen Winkel ein oder beidseitig an den Öf fnungen in den seitenwänden des Hauptbehälters angeordnet sein und/oder sich im weiteren Verlauf parallel zum Hauptbehälter erstrecken.

Die Haupt- und Nebenbehälter sollen zur Vergrößerung der son nenbestrahlten Fläche in Abhängigkeit vom Stand der Erde zur Sonne eine große Oberfläche aufweisen. Dies wird durch eine Zick-Zack-Form erreicht. Alternativ wäre auch eine Wellenform oder eine Mäanderform denkbar, wobei letztere im Interesse ei ner maximalen Sonneneinstrahlung Höhenabstufungen vom Inneren des Mäanders nach außen aufweisen müßte.

Um die Wärmeleitung zu optimieren, bestehen der Wasserlei tungs- und Verdampfungsbehälter und die Nebenbehälter vorzugs weise aus feuchteresistentem, korrosionsbeständigem und wärme leitendem Edelstahl oder einem speziellen Kunststoff. Aus Ko stengründen kann aber auch hydraulischer bzw. wasserbeständi ger Beton verwendet werden.

Im Hinblick auf eine effektive Verdampfung ist es von Vorteil und für die Erfindung von besonderer Bedeutung, daß das Meer wasser sowohl im Vorratsbehälter vorgeheizt wird, als auch in dem Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter aufgeheizt wird.

Es lassen sich erfindungsgemäß mehrere Aufheizstufen und eine oder gegebenenfalls- bei Anordnung mehrerer Aufheizeinrichtun gen - auch mehrere Vorheizstufen unter Einsatz einfachster Mittel realisieren. Bei einem besonders vorteilhaften Ausfüh rungsbeispiel erfolgt zur Aufheizung des Meerwassers im Wasser leitungs- und Verdampfungsbehälter eine Aufheizung der Luft in einer ersten Stufe über die von dem Luftventilator mit dem vorgeschalteten Filter beaufschlagte Aufheizeinrichtung, die aus einem nach Süden orientierten Gestell mit einer schlangen förmig darauffixierten, mit Sonnenkollektoren bestückten Luftleitung besteht.

Es wäre denkbar, diese Aufheizeinrichtung drehbar zu lagern und mit einer Solarzelle, einem Motor und einem Microprozessor auszustatten, so daß sie entsprechend der intensivsten Sonnen strahlung verdreht werden kann.

Die Luft wird mit erhöhter Temperatur über die Luftleitung in ein am Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter befestigtes luftdichtes Randrohr eingeleitet, das von der Sonne aufgeheizt ist und dessen größte Begrenzungsfläche, bzw. bei quaderförmi ger Ausbildung eine seiner größten Begrenzungsflächen zur Ver größerung der Oberfläche und damit verbundener Intensivierung der Wärmeaufnahme und Weiterleitung vorteilhafterweise aus Wellblech gefertigt ist. Innerhalb dieses Randrohrs wird die Lufttemperatur in einer zweiten Stufe auf etwa 100°C erhöht und über eine Verbindungsleitung in das Innenrohr geleitet. Der Querschnitt des Randrohres kann beliebig gewählt werden, z. B. dreieck,- viereck oder - trapezförmig sein, vor allem kommt es aber darauf an, daß die größte Begrenzungsfläche mit vorzugsweise durch den Einsatz von Wellblech vergrößerten Oberfläche intensiv von der Sonne bestrahlt wird und auch im übrigen ein gut wärmeleitendes Material verwendet wird.

Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter zur Aufnahme des Randrohres an einer Seitenwand einen Randbereich aufweist, der nach oben auswärts abgewinkelt ist und über die Höhe der gegenüberliegenden, der Sonneneinstrahlung näheren Seitenwand hinausgeht. Dadurch wird eine durch die letztgenannte Seitenwand nicht behinderte Son neneinstrahlung ermöglicht.

Das Innenrohr steht im Hinblick auf eine bequeme Säuberung des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters auf Stützen inner halb des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters. Es ist der Ausgestaltung des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters angepaßt, kann aber auch in einzelne stirnseitig voneinander getrennte Kammern unterteilt sein, die sich jeweils entlang eines geraden Abschnittes eines beispielsweise zick-zack-för migen Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters erstrecken. Dies bringt einerseits den Vorteil einer einfacheren Pflege und Wartung mit sich, andererseits wird durch die Raumbegren zung der Druckaufbau verbessert.

Im Querschnitt weist das Innenrohr vorteilhafterweise eine dreieckförmige Gestalt auf, so daß der aus dem Wasser heraus ragende Abschnitt der größte Begrenzungsfläche noch der Auf nahme von wärmestrahlen dienen kann. Der Übergang der heißen Luft findet vom Innenrohr in das Wasser über sich in den In nenraum des Innenrohres erstreckende röhrchenförmige Öffnungen statt, in denen sich Wasser, dem Prinzip der kommunizierenden Röhren folgend, entsprechend dem Wasserstand im Behälter be findet.

Bevor jedoch die aus der Verbindungsleitung ständig nachströ mende Luft in das Wasser einströmt, findet im Innenrohr eine Komprimierung der Heißluft unter weiterer Temperaturerhöhung auf etwa 150°C statt. Diese dritte Aufheizungsstufe ermög licht also eine Temperatur, die weit über der Siedetemperatur des Wassers liegt und somit eine wirksame Verdampfung des Meerwassers.

Besonders vorteilhaft ist es, das Innenrohr aus aus einem die Wärme absorbierenden, jedoch keine Wärme nach außen abgebenden Material zu fertigen, das nicht rostet. Denkbar wäre ein Edel stahl mit einer thermisch isolierenden Außenschicht.

Unterstützend wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Meerwas ser bereits im Vorratsbehälter durch direkte Zufuhr von er wärmter Luft vorgewärmt. Die Warmluft wird wie bei der oben beschriebenen ersten Stufe gewonnen und über eine Leitung di rekt in den Vorratsbehälter eingeleitet. Diese Luftleitung kann am selben Ventilator angeschlossen sein, letzterer müßte allerdings an seiner Druckseite zwei Anschlüsse ermöglichen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die die hier zugrundeliegende vorrichtungsbezogene Aufgabe durch das Merkmal des Pa tentanspruchs 19 löst. Danach ist eine Vorrichtung zur Meeres wasserentsalzung unter Einsatz natürlicher Energieträger, ins besondere Sonne und Wind gekennzeichnet durch die Anordnung der Kondensations- und Auffangeinrichtungen in Entfernung vom Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter, im Landesinneren. Sowohl im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Vorteile als auch im Hinblick auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der er findungsgemäßen Vorrichtung wird auf die allgemeine Beschrei bung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen, zumal dort das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert sind.

Die Vorrichtung wird tagsüber betrieben. Zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung ist Personal erforder lich. Es wäre auch denkbar, mittels dieser Vorrichtung, unter Ausnehmung der im Landesinneren positionierten Kondensierungs- und Auffangeinrichtungen, die Leistung einer herkömmlichen So lardestillationsanlage zu verbessern.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise weiter auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Pa tentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Er findung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht ein Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung zur Meerwasserentsalzung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem anderen Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Vorrichtung in schema tischer Darstellung

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Details des Aus führungsbeispiels nach Fig. 1

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, wobei es sich bei dem Detail um den Wasserleitungs- und Ver dampfungsbehälter handelt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Details eines nächsten Ausführungsbeispiels der er findungsgemäßen Vorrichtung, wobei es sich bei dem Detail um eine Aufheizungseinrich tung handelt.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt. Über der Einfachheit halber nicht dargestellte Kabel wird von der Windkraftanlage 5 elektrische Energie zum Betrieb der Pumpe 3, des Ventilators 10 und einer ebenfalls der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten elektronischen Füllhöhensteuerung zur Verfügung gestellt. Die Pumpe 3 pumpt über die mit einem Sieb 31 versehene Rohrleitung 4 Meerwasser in den Vorratsbehälter 1. Von dort aus gelangt das Meerwasser in den Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter 2 mit U-Pro filform, wo eine Füllhöhenüberwachung vorgenommen wird. Das Meerwasser wird sowohl im Vorratsbehälter 1 als auch im Was serleitungs- und Verdampfungsbehälter 2 vorgeheizt bzw. aufge heizt. Dies geschieht durch das Zuführen aufgeheizter Luft in den jeweiligen Behälter 1, 2. Die Luft wird von einem Luftven tilator 10 über einen Filter 11 angesaugt und in die Leitungen 13, 14 gedrückt. Die beiden Leitungen durchlaufen je eine Auf heizeinrichtung 12. Über die Leitung 13 wird die aufgeheizte Luft in den Vorratsbehälter 1, über die Leitung 14 wird die aufgeheizte Luft in ein Innenrohr 14 des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters 2 eingeleitet. Wie auch in Fig. 3 er kennbar weist das Innenrohr 15 einen dreieckförmigen Quer schnitt auf und ist auf Stützen 20 abgestützt. Die größte Be grenzungsfläche 21 ragt zumindest größtenteils aus dem Wasser heraus und wird infolge der Süd- Ausrichtung von den Sonnen strahlen intensiv aufgeheizt. Diese Wärme wird an den Innen raum des Innenrohres 15 abgegeben. An der unteren Begrenzungs fläche des Innenrohres sind sich in den Innenraum erstreckende röhrchenförmige Öffnungen 22 vorgesehen, durch die die noch mals im Innenrohr 15 aufgeheizte Luft unter Druck in das Meer wasser dringt. Die Verdampfungs- und Verdunstungsprodukte rei chern sich über dem Behälter 2 und über den in Fig. 2 darge stellten Nebenbehältern 8 an und werden durch die mit Pfeil A dargestellte, vom Meer kommende Luftströmung unter durch Pfeil B verdeutlichter Anreicherung der Luftfeuchtigkeit in das an den Küstenbereich unmittelbar angrenzende Landesinnere trans portiert. Der an den Uferbereich anschließende Küstenbereich wurde in der Fig. 1 aus Platzgründen vernachlässigt. Im Lan des inneren kondensieren die Verdampfungs- und Verdunstungspro dukte bei zunehmender Abkühlung aus der durch Pfeil C verdeut lichten Luft auf der Vegetation 27 oder auf Folien 28. Das Wasser wird in Behältern 29 aufgefangen und kann über nicht dargestellte Filter bis zur Trinkwasserqualität geführt wer den.

Fig. 2 läßt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung erkennen, der insbesondere die Anordnung von Nebenbehältern 8 betrifft und zeigt, daß die durch die sehr feinen Öffnungen 7 aus den Wasserleitungs- und Verdampfungsbehältern (2) austretenden ge ringsten Mengen an Meerwasser mit sehr hohem Salzgehalt nicht nur unter Verdunstung des Restwassers das Salz auf den Boden ausscheiden, sondern in Nebenbehälter 8 eingeleitet werden, wo weiter verdunstet wird und anschließend über sehr feine Öf fnungen 9 unter Verdunstung der noch geringeren Restwasser menge das Salz auf den Boden ausgeschieden werden. In Fig. 2 ist auch dargestellt, daß das Innenrohr 15 durchgehend ausge bildet ist oder in Form von Kammern 23 vorliegt. Es ist weiter erkennbar, daß aus einem Vorratsbehälter 1 zwei Wasserlei tungs- und Verdampfungsbehälter 2 gespeist werden, was eine Pumpe 3 mit höherer Leistung und/oder größere Abmessungen des Vorratsbehälters 1 erfordert.

Mit der Darstellung in Fig. 3 soll verdeutlicht werden, daß der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter 2 vom Ort der Einleitung des über die Rohrleitung 6 aus dem Vorratsbehälter 1 gepumpten Meerwassers eine geringe Abwärtsneigung um den mit D bzw. D′ bezeichneten Winkel aufweist. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel wird die Neigung, die auch noch geringer als in der Fig. 3 dargestellt sein kann, durch unterschiedlich tief in das Erdreich eingebrachte, mehrere Meter hohe Pfeiler 19 herbeigeführt. Die in den Seitenwänden des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter 2 eingelassenen Öffnungen 7, die bei die sem Ausführungsbeispiel schlitzförmig ausgebildet sind, dienen zum Auslaß von Meerwasser mit sehr hoher Konzentration, das während des Herabfallens verdunstet, so daß auf dem Boden un terhalb des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters 2 oder auch unterhalb des in Fig. 2 dargestellten Nebenbehälters 8 ein Salzlager 30 entsteht. Bei den schlitzförmigen Öffnungen 7 handelt es sich um sehr feine Öffnungen, durch die nur geringe Mengen an hochkonzentriertem Meerwasser austreten können.

Fig. 4 veranschaulicht die Ausbildung des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters 2 eines nächsten Ausführungsbeispiels. In Leitung 14 wird in einer wie in Fig. 5 dargestellten Auf heizungseinrichtung aufgeheizte Luft in ein luftdichtes Rand rohr 17 eingeleitet, dessen größte Begrenzungsfläche 24 mit Sonne bestrahlt wird. Das Randrohr 17 ist auf einem Randbe reich 16 einer Seitenwand des Wasserleitungs- und Ver dampfungsbehälters 2 befestigt. In dem Randrohr 17 erfolgt eine zweite Aufheizung der Luft, die über die Verbindungsleitung 18 in das über Stützen 20 auf dem Boden des Behälters 2 abge stützte, luftdichte Innenrohr 15 zum Zwecke einer dritten Auf heizung weitergeleitet wird. Das Ansteigen der Temperatur in dieser dritten Aufheizungsstufe wird zum einen realisiert, in dem der aus dem Wasser herausragende Abschnitt der größten Be grenzungsfläche 21 des Innenrohres 15 durch Sonnenbestrahlung aufgeheizt und die Wärme an die eingeführte Luft abgibt und andererseits, indem im Innenrohr 15 eine Komprimierung der Heißluft unter weiterer Temperaturerhöhung stattfindet. Der Übergang der heißen Luft mit einer weit über dem Siedepunkt des Wassers liegenden Temperatur findet über sich in den In nenraum des Innenrohres 15 erstreckende röhrchenförmige Öf fnungen 22 statt, in denen sich Wasser entsprechend dem Was serstand des Behälters 2 befindet. Die Pfeile E zeigen den Weg des verdampften Wassers.

Die in Fig. 5 gezeigte Aufheizungseinrichtung 12 ist aus sehr einfachen konstruktiven Mitteln aufgebaut und kann gleicherma ßen und bei beidseitiger Benutzung unter Leistungsminderung für die im Schatten befindliche Leitung auch gleichzeitig zur die Vorheizung des Meerwassers im Vorratsbehälter 1 wie zur Aufheizung des Meerwassers im Behälter 2 genutzt werden. Im Interesse einer intensiveren Aufheizung werden mindestens zwei Aufheizungseinrichtungen verwendet. Auf dem hier gezeigten Grundgestell 25 wird die Leitung 13 schlingen- oder mäander förmig aufgebracht und mit Sonnenkollektoren 26 bestückt, die für eine intensive Aufheizung der Luft sorgen. Die Aufhei zungseinrichtung ist nach Süden zu orientieren.

Bezugszeichenliste

1 Vorratsbehälter
2 Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter
3 Pumpe
4 Rohrleitung (in 1)
5 Windkraftanlage
6 Rohrleitung (von 1 in 2)
7 Öffnung (in 2)
8 Nebenbehälter
9 Öffnung (in 8)
10 Ventilator
11 Filter
12 Aufheizeinrichtung
13 Leitung (von 12 zu 1)
14 Leitung (von 12 bzw. 10 zu 2)
15 Innenrohr (in 2)
16 Randbereich (von 2)
17 Randrohr (auf 16)
18 Verbindungsleitung (zwischen 15 und 17)
19 Pfeiler
20 Stützen
21 größte Begrenzungsfläche (von 15)
22 röhrchenförmige Öffnungen
23 Kammer
24 größte Begrenzungsfläche (von 17)
25 Gestell
26 Sonnenkollektoren
27 Vegetation
28 Folie
29 Behälter
30 Salzlager
31 Sieb

Claims

1. Verfahren zur Meerwasserentsalzung unter Einsatz natürli cher Energieträger, insbesondere Sonne und Wind, mit den Ver fahrensschritten
Einleiten von Meereswasser in mindestens einen Vorratsbe hälter (1),
Einleiten des Meereswassers aus dem Behälter (1) in minde stens einen Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2),
Verdampfen des Meerwassers und
Kondensieren und Auffangen des entsalzten Wassers, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kondensieren und Auffangen des Wassers in Entfernung von dem Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2), im Lan desinneren erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) im Uferbereich über- und/oder unterirdisch installiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meereswasser mittels einer Pumpe (3), über eine Rohrleitung (4) in den Vorratsbehälter (1) gepumpt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) durch elektrische Energie betrieben wird, die vor zugsweise von einem Windkraftanlage (5) erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Rohrleitung (6) das Meereswasser aus dem Vorratsbehälter (1) in den Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) einge bracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhe des Meerwassers im Wasserleitungs- und Verdampfungs behälter (2) elektronisch überwacht wird und die elektrische Energie für die elektronische Steuerung vorzugsweise von der Windkraftanlage (5) erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) derart mit Meer wasser befüllt wird, daß geringste Mengen an Meerwasser mit einer sehr hohen Konzentration an Salz aus Öffnungen (7) in mindestens einer der Seitenwände des Behälters (2) austreten können.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das austretende Meerwasser mit der sehr hohen Konzentration an Salz herabfällt, während des Herabfallens verdunstet und un terhalb des mehrere Meter über dem Boden befindlichen Wasser leitungs- und Verdampfungsbehälters (2) ein Salzlager ent steht.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Öffnungen (7) des Wasserleitungs- und Verdampfungsbe hälter (2) austretende Meerwasser mit der sehr hohen Salzkon zentration in mindestens einen Nebenbehälter (8) geführt wird, wo eine weitere Erhöhung der Salzkonzentration stattfindet, um anschließend aus mindesten einer Öffnung (9) in mindestens ei ner Seitenwand des Nebenbehälters (8) auszutreten, herabzufal len und während des Herabfallens zu verdunsten, so daß unter halb des mehrere Meter über dem Boden befindlichen Nebenbehäl ters (8) ein Salzlager entsteht.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meerwasser im Wasserleitungs- und Ver dampfungsbehälter (2) und/oder im Vorratsbehälter (1) auf ge heizt bzw. vorgeheizt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung bzw. Vorheizung des Meerwassers durch das Ein führen von heißer Luft erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr durch einen mit vorzugsweise von der Windkraftanlage (5) erzeugter elektrischer Energie betriebenen Ventila tor (10) mit vorgeschaltetem Filter (11) realisiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft über eine Leitung (14) in ein Innenrohr (15) inner halb des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) einge leitet und dort in einer Stufe aufgeheizt wird.

14. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Luft zur zweistufigen Aufheizung über eine Verbindungsleitung (18) in das Innenrohr (15) eintritt nachdem sie über die Leitung (14) zur Aufheizung in ein vor zugsweise in einem Randbereich (16) des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) angeordnetes Randrohr (17) geführt wurde.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich net, daß die Luft vor der Einleitung in den Vorratsbehälter (1) und/oder in das Innenrohr (15) bzw. in das Randrohr (17) des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) einer Auf heizung in einer vorzugsweise sonnenbetriebenen Aufheizungs einrichtung (12) unterzogen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeheizte Luft über eine Leitung (13) in den Vorratsbe hälter (1) eingeleitet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Luft vom Rohr (15) aus in das im Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) befindliche Meerwasser eingeleitet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Wasser von einer vom Meer kommenden Luftströmung in das Landesinnere transportiert wird.

19. Vorrichtung zur Meerwasserentsalzung unter Einsatz natür licher Energieträger, insbesondere Sonne und Wind, mit minde stens einem Vorratsbehälter (1) für Meerwasser, mindestens ei nem Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) und minde stens einer Kondensationseinrichtung und mindestens einer Auf fangeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationseinrichtung und die Auffangeinrichtung in Entfernung von dem Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2), im Landesinneren angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) im Uferbereich, vorzugsweise unterir disch, angeordnet ist und zur Befüllung des Vorratsbehälters (1) eine Pumpe (3) und eine in das Meer reichende Rohrleitung (4) vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich net, daß zur Aufheizung und/ oder Vorheizung des Meerwassers durch das Einführen von heißer Luft ein Ventilator (10) mit einem vorgeschalteten Filter (11) vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Vorratsbehälters (1) eine Windkraftanlage (5) angeordnet ist, die elektrische Energie für den Betrieb der Pumpe (3), des Ventilators (10) und einer elektronischen Steuerung für die Füllhöheüberwachung im Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) bereitstellt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) nach Süden orientiert ist, mit einer großen Oberfläche ausgestattet ist, zur Zuführung von Meerwas ser über eine Rohrleitung (6) mit dem Vorratsbehälter (1) ver bunden ist und von der Anschlußstelle der Rohrleitung (6) aus leicht abwärts geneigt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) zur Vergröße rung der Oberfläche zick-zack-förmig ausgestaltet ist und aus einem feuchteresistenten, korrosionsbeständigen, wärmeleiten den Material, beispielsweise Edelstahl oder einem speziellen Kunststoff besteht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) mehrere Meter über den Boden angeord net, auf Pfeilern (19) abgestützt ist und eine elektronische Steuerung zur Überwachung der Füllhöhe aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der Seitenwände des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) Öffnungen (7) angeordnet sind, durch die geringste Mengen an Meerwasser mit sehr hoher Salzkonzen tration austreten.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mehrere Meter über dem Boden angeordneter, über Pfeiler (19) abgestützter Nebenbehälter (8) vorgesehen ist, der das aus dem Behälter (2) austretende hochkonzentrierte Meerwasser aufnimmt, von der Aufnahmestelle aus eine leichte Abwärtsneigung aufweist und seinerseits in den Seitenwänden Öffnungen (9) aufweist, durch die geringste Mengen an Meerwas ser mit noch höherer Konzentration an Salz austreten.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß im Wasserleitungs- und Verdampfungs behälter (2) ein auf Stützen (20) abgestütztes luftdichtes In nenrohr (15) angeordnet ist, das zum Teil aus dem Wasser herausragt und an das zur Einleitung von Luft oder aufgeheiz ter Luft eine Verbindungsleitung (18) oder eine Rohrleitung (14) luftdicht angeschlossen sind.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) aus einem Material besteht, das Wärme ab sorbiert, aber nicht nach außen abgibt und einen dreieckförmi gen Querschnitt aufweist, auf dessen aus dem Meerwasser her ausragenden Abschnitt der größten Begrenzungsfläche (21) Son nenstrahlung auftrifft.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) an seiner unteren, vollständig unterhalb des Wasserspiegels liegenden Begrenzungsfläche sich in den Innenraum des Innenrohres (15) erstreckende röhrchenförmige Öffnungen (22) aufweist, in denen sich Wasser entsprechend der Füllhöhe im Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) be findet, so daß die über die Verbindungsleitung (18) oder die Leitung (14) ständig nachgeführte Luft unter Preßdruck in das Wasser strömt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) angepaßt an die zick-zack-förmige Ausge staltung des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) verläuft.

32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) in einzelne stirnseitig voneinander getrennte Kammern (23) unterteilt ist, die sich jeweils entlang eines geraden Abschnittes des zick zack-förmig ausgestalteten Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters erstrecken.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt in Form eines U-Profils ausgestaltete Was serleitungs- und Verdampfungsbehälter (2) eine Seitenwand mit einem Randbereich (16) aufweist, der nach oben, auswärts abge winkelt ist und über die Höhe der gegenüberliegenden, der Son neneinstrahlung näheren Seitenwand hinausgeht.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Randbereich (16) des Wasserleitungs- und Verdampfungs behälters (2) ein luftdichtes Randrohr (17) unter Anpassung an die Form des Wasserleitungs- und Verdampfungsbehälters (2) derart befestigt ist, daß auf seine größte Begrenzungsfläche (24) bzw. eine seiner größten Begrenzungsflächen Sonnenstrah lung auftrifft und das zur Luftzufuhr mit einer Leitung (14) verbunden ist und an das zur Luftabfuhr eine Verbindungslei tung (18) angeschlossen ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Begrenzungsfläche (24) oder eine der größten Be grenzungsflächen des im Querschnitt quader,- trapez- oder dreieckförmigen Rohres (17), auf die die Sonnenstrahlung auf trifft vorzugsweise aus Wellblech besteht.

36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise sonnenbetriebene Aufheizeinrichtung (12) vorgesehen ist, die aus einer schlan genförmig auf ein nach Süden ausgerichtetes Gestell (25) auf gebrachten Leitung (13 oder 14) besteht, wobei auf dem schlangenförmig gelegten Abschnitt Sonnenkollektoren (26), Sammellinsen oder dergleichen aufgebracht sind.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) direkt in den Vorratsbehälter (1) mündet und daß die Leitung (14) an das Randrohr (17) oder das Innenrohr (15) angeschlossen ist.

38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die vom Meer kommende Luftströmung Transportmittel für die Verdampfungs- und Verdunstungsprodukte zu den Kondensations- und Auffangeinrichtungen im Landesinne ren ist.