DE4406365A1 - Purifcn. of salt water by distn. in container-transportable solar still - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen und/oder Destillieren von Flüssigkeiten, insbesondere Salzwasser sowie auf ein Verfahren zum Reinigen und/ oder Destillieren von Flüssigkeiten, wobei eine Flüssigkeit in einem Verdampfer unter Zuführung von durch Strahlung erzeugter Wärme zum Verdampfen gebracht und in einem Kondensator kondensiert wird.The invention relates to a device for cleaning and / or distilling of liquids, especially salt water, and a method for cleaning and / or distilling liquids, taking a liquid in an evaporator Adding heat generated by radiation to vaporize and in a condenser is condensed.
Aus dem Stand der Technik sind Anlagen zur Nutzung der Sonnenstrahlung bekannt, wobei ein Spiegelsystem einfallende Sonnenstrahlen auf einem Dampfkessel an der Spitze eines Turmes bündelt. Der dort gewonnene Dampf kann z. B. Turbinen antreiben, die Generatoren zur Stromerzeugung in Bewegung setzen. Derartige Anlagen sind jedoch nicht transportierbar. Weiterhin werden solche Anlagen nicht zur Reinigung und/oder Destillation von Flüssigkeiten, sondern lediglich zur Erzeugung von Dampf für eine Dampfturbine verwendet. Systems for using solar radiation are known from the prior art, where a mirror system incident sun rays on a steam boiler at the Top of a tower bundles. The steam obtained there can e.g. B. drive turbines, start the generators to generate electricity. Such facilities are however not transportable. Furthermore, such systems are not for cleaning and / or distillation of liquids, but only to generate steam for used a steam turbine.
Bei einer weiteren Vorrichtung zum Erwärmen von Flüssigkeiten mittels Sonnenenergie wird vorgesehen, ein Behältnis im Brennpunktbereich eines Parabolspiegels anzuordnen. Durch die im Brennpunkt entstehenden hohen Temperaturen wird die Flüssigkeit in dem Behältnis auf Temperaturen über 100°C gebracht. Derartige Vorrichtungen sind jedoch ungeeignet, den entstehenden Dampf durch entsprechende Kondensatoren zu kondensie ren. Weiterhin ermöglicht die Vorrichtung keinen kontinuierlichen Zufluß der zu erwärmenden Flüssigkeit. Durch die räumliche Ausdehnung des Behältnisses wird zudem die Sonneneinstrahlung auf den Parabolspiegel beeinträchtigt, wodurch der Wirkungsgrad der Anlage verschlechtert wird.In another device for heating liquids using solar energy It is provided to arrange a container in the focal point area of a parabolic mirror. Due to the high temperatures at the focus, the liquid in the Container brought to temperatures above 100 ° C. However, such devices are unsuitable to condense the resulting steam through appropriate condensers ren. Furthermore, the device does not allow a continuous inflow of warming liquid. Due to the spatial expansion of the container also affects the solar radiation on the parabolic mirror, causing the Efficiency of the plant is deteriorated.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, Anlagen und Vorrichtungen der zuvor beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß durch konstruktiv ein fachen Aufbau eine transportierbare Vorrichtung geschaffen wird, die bei verbessertem Wirkungsgrad durch Einsatz von Sonnenenergie die Reinigung und/oder Destillation von Flüssigkeiten wie Salzwasser ermöglicht.The present invention addresses the problem of systems and devices of the type described above in that constructively fold structure a transportable device is created, which with improved Efficiency through the use of solar energy, the cleaning and / or distillation of Allows liquids such as salt water.
Das Problem der vorliegenden Erfindung wird durch eine Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen Parabolspiegel mit einem in dessen Brenn punktbereich angebrachten Reflektionsspiegel aufweist, der auf ein an einem Verdamp fer angebrachtes Wärmeübertragungselement ausgerichtet ist und daß der Verdampfer über eine Rohrleitung mit einem Kondensator verbunden ist. Durch den Parabolspiegel werden einfallende Wärmestrahlen derart gebündelt, daß in dem Brennpunktbereich Temperaturen von 400°C-500°C auftreten können. Durch den Reflektor können die Wärmestrahlen auf den an dem Verdampfer angebrachten Wärmeübertragungselementen gerichtet werden. Dadurch wird einerseits erreicht, daß sich der Verdampfer nicht notwendigerweise im Brennpunktbereich des Parabolspiegels befinden muß, wodurch die einfallende Wärmestrahlung auf die Parabolspiegelinnenfläche maximiert werden kann. Durch die Strahlumlenkung mittels Reflektor wird andererseits die Anordnung des Verdampfers in unmittelbarer Nähe der Parabolspiegelanordnung ermöglicht, wodurch eine kompakte und damit transportierbare Vorrichtung bereitgestellt wird.The problem of the present invention is solved by a device according to the invention solved in that the device has a parabolic mirror with a in its focal Reflection mirror attached to the point area, which on a evaporator fer attached heat transfer element is aligned and that the evaporator is connected to a condenser via a pipeline. Through the parabolic mirror are incident heat rays bundled such that in the focal area Temperatures of 400 ° C-500 ° C can occur. The reflector can Heat rays on the heat transfer elements attached to the evaporator be judged. On the one hand, this ensures that the evaporator is not must necessarily be located in the focal area of the parabolic mirror, whereby the incident heat radiation on the parabolic mirror inner surface can be maximized. The beam deflection by means of the reflector on the other hand, the arrangement of the Allows evaporator in the immediate vicinity of the parabolic mirror arrangement, thereby a compact and thus portable device is provided.
Vorteilhaft kann der Parabolspiegel auf einer parallaktischen Montierung angeordnet werden, wodurch sichergestellt ist, daß der Parabolspiegel zur Erzielung eines maxima len Wirkungsgrades sonnensynchron nachgeführt wird.The parabolic mirror can advantageously be arranged on a parallactic mount are, which ensures that the parabolic mirror to achieve a maxima len efficiency is synchronized with the sun.
In einer besonderen Ausführungsform weist das Wärmeübertragungselement eine wärmeabsorbierende Platte auf, die auf wenigstens einer Seite wenigstens einen, vor zugsweise senkrecht von der Platte ausgehenden wärmeleitenden Stab aufweist. Durch die beschriebene Ausführungsform des Wärmeübertragungselementes wird ein kon struktiv einfacher Wärmeübertrager mit hohem Wirkungsgrad zur Verfügung gestellt.In a special embodiment, the heat transfer element has a heat-absorbing plate, at least one on at least one side preferably has a heat-conducting rod extending perpendicularly from the plate. By the described embodiment of the heat transfer element is a con structurally simple heat exchanger with high efficiency provided.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Wärmeübertragungselement derart in einer Wandung des Verdampfers eingebracht, daß die Heizstäbe mit der in dem Verdampfer befindlichen Flüssigkeit in wärmeleitender Verbindung stehen. Durch die in der wärmeabsorbierenden Platte angebrachten Heizstäbe kann die auf dem Wärme übertragungselement auftreffende Wärmestrahlung optimal auf die Flüssigkeit übertragen werden. Durch die Heizstäbe wird die punktförmig auftretende Wärmestrahlung größt möglich auf die Flüssigkeit übertragen.In a particularly preferred embodiment, the heat transfer element introduced in a wall of the evaporator that the heating rods with the in the Liquid in the evaporator is in a heat-conducting connection. Through the in the heat absorbing plate attached heating rods can on the heat Transfer element optimally transfer heat radiation to the liquid become. The point-like heat radiation is increased by the heating rods possible transfer to the liquid.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung in einem Container untergebracht und transportierbar. Dadurch wird ein mobiler Einsatz der Anlage ermöglicht.The device is preferably accommodated in a container and can be transported. This enables mobile use of the system.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch gelöst, daß die Wärmestrahlung im Brennpunktbereich eines Parabolspiegels gebündelt und über einen Reflexionsspiegel auf ein am Verdampfer angeordnetes Wärmeübertragungselement geleitet wird, über das die Wärme auf die in dem Verdampfer befindliche Flüssigkeit übertragen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf besonders energiesparende und einfache Weise z. B. Salzwasser in Trinkwasser bzw. in Bewässerungswasser für Pflanzen umgewandelt werden. Aufgrund der wenigen Komponenten kann die Anlage z. B. in einem Container untergebracht und somit einem Transport zugänglich gemacht werden. The inventive method is achieved in that the heat radiation in the Focus area of a parabolic mirror bundled and on a reflection mirror a arranged on the evaporator heat transfer element is passed through which Heat is transferred to the liquid in the evaporator. By the The inventive method can be particularly energy-saving and simple e.g. B. salt water into drinking water or irrigation water for plants become. Due to the few components, the system can e.g. B. in a container housed and thus made accessible for transport.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kom bination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention do not only result from the claims, the features to be extracted from them - for themselves and / or in com bination - but also from the following description of the drawings derived preferred embodiment.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1. eine Prinzipdarstellung eines Parabolspiegels mit Reflexionsspie gel und parallaktischer Montierung, Fig. 1. is a schematic representation of a parabolic mirror with reflection Spie gel and equatorial mount,
Fig. 2. eine Prinzipdarstellung eines Verdampfers mit angeschlossenem Kondensator. Fig. 2. shows a schematic diagram of an evaporator with a connected condenser.
Fig. 1 zeigt einen Parabolspiegel (10), der an einer parallaktischen Montierung (12) angebracht ist. Die parallaktische Montierung (12) wird über ein Steuergerät (14) derart gesteuert, daß der Parabolspiegel (10) stets in Richtung maximal einfallender Wärme strahlung z. B. sonnensynchron, ausgerichtet werden kann. Der Parabolspiegel (10) besteht vorzugsweise aus Aluminium und/oder Messing und weist auf seiner Spiegel fläche (16) eine geschlossene Spiegelschicht, wie Chromschicht, auf. Im Brennpunkt bereich des Parabolspiegels (10) ist ein Reflektor (18) angeordnet. Der Reflektor (18) ist über eine Halterung (20) mit dem Parabolspiegel (10) verbunden. Fig. 1 shows a parabolic mirror ( 10 ) which is attached to a parallactic mount ( 12 ). The equatorial mount ( 12 ) is controlled via a control unit ( 14 ) in such a way that the parabolic mirror ( 10 ) always radiates in the direction of maximum incident heat z. B. sun synchronous, can be aligned. The parabolic mirror ( 10 ) is preferably made of aluminum and / or brass and has on its mirror surface ( 16 ) a closed mirror layer, such as chrome layer. A reflector ( 18 ) is arranged in the focal point area of the parabolic mirror ( 10 ). The reflector ( 18 ) is connected to the parabolic mirror ( 10 ) via a holder ( 20 ).
Fig. 2 zeigt einen Verdampfer (22), der über eine Rohrleitung (24) mit einem Kon densator (26) verbunden ist. Der Verdampfer (22) besteht im wesentlichen aus einem Behältnis (28) mit Außenwandungen (30) und einem Deckel (32). In dem Deckel (32) sind ein Wärmeübertragungselement (34), ein Temperaturfühler (36) und eine Druck meßeinrichtung (38) angeordnet. Das Wärmeübertragungselement (34) weist eine wärmeabsorbierende Platte (40) auf, die in einer Durchbrechung des Deckels (32) eingelassen sein kann. An der dem Innenraum des Behältnisses (28) zugewandten Oberfläche der wärmeabsorbierenden Platte (40) weist diese eine Mehrzahl vorzugs weise senkrecht von der Plattenoberfläche abgehende Heizstäbe (42) auf. Die Heizstäbe (42) können auch nach Art eines Tauchsieders wendelförmig ausgebildet sein. Fig. 2 shows an evaporator ( 22 ) which is connected via a pipe ( 24 ) to a condenser ( 26 ). The evaporator ( 22 ) consists essentially of a container ( 28 ) with outer walls ( 30 ) and a lid ( 32 ). In the lid ( 32 ), a heat transfer element ( 34 ), a temperature sensor ( 36 ) and a pressure measuring device ( 38 ) are arranged. The heat transfer element ( 34 ) has a heat absorbing plate ( 40 ) which can be embedded in an opening in the cover ( 32 ). On the interior of the container ( 28 ) facing surface of the heat-absorbing plate ( 40 ), this has a plurality, preferably vertically from the plate surface heating rods ( 42 ). The heating elements ( 42 ) can also be helical in the manner of an immersion heater.
Die Außenwandungen (30) des Behältnisses (28) weisen einen Zufluß (44) und einen Abfluß (46) auf, über die eine Flüssigkeit (48) wie Salzwasser dem Behältnis (28) zu bzw. abgeführt werden kann. In den Zu- bzw. Abfluß (44, 46) sind Ventile (50, 52) eingebracht. Im oberen Bereich des Verdampfers (22) befindet sich ein Dampfauslaß (54), der über die Rohrleitung (24) mit dem Kondensator (26) verbunden ist. Im Verlauf der Rohrleitung (24) kann eine Turbine (56) angeordnet werden, die mit dem Generator (58) mechanisch gekoppelt ist. Der Generator (58) kann über eine elektrische Leitung (60) mit dem Steuergerät (14) verbunden werden und dieses mit elektrischer Energie versorgen. Aus Sicherheitsgründen weist der Dampfausgang (54) ein Sicherheitsventil (55) auf. Zur Wärmeisolierung kann das Behältnis (28) mit einer Isolierung (62) versehen sein.The outer walls ( 30 ) of the container ( 28 ) have an inflow ( 44 ) and an outflow ( 46 ) via which a liquid ( 48 ) such as salt water can be supplied to or removed from the container ( 28 ). Valves ( 50 , 52 ) are introduced into the inflow and outflow ( 44 , 46 ). In the upper area of the evaporator ( 22 ) there is a steam outlet ( 54 ) which is connected to the condenser ( 26 ) via the pipeline ( 24 ). A turbine ( 56 ) can be arranged in the course of the pipeline ( 24 ) and is mechanically coupled to the generator ( 58 ). The generator ( 58 ) can be connected to the control unit ( 14 ) via an electrical line ( 60 ) and supply it with electrical energy. For safety reasons, the steam outlet ( 54 ) has a safety valve ( 55 ). The container ( 28 ) can be provided with insulation ( 62 ) for thermal insulation.
Beim Betrieb der Vorrichtung treffen Wärmestrahlen wie Sonnenstrahlen auf die mit Chrom beschichtete Spiegelfläche (16) des Parabolspiegels (10) auf. Die Wärmestrahlen werden von der Spiegelfläche (16) reflektiert und treffen sich in einem Brennpunkt bereich des Parabolspiegels, in dem sich der Reflektor (18) befindet. Der Reflektor (18) ist auf die in dem Deckel (32) des Verdampfers (22) eingelassene wärmeabsorbierende Platte (40) derart ausgerichtet, daß von dem Reflektionsspiegel (18) ausgehende Wärme strahlen (64) von der wärmeabsorbierenden Platte (40) aufnehmbar sind. Dabei ent stehen auf der Platte (40) Oberflächentemperaturen im Bereich von 400°C-500°C.When operating the device, heat rays such as sun rays strike the chrome-coated mirror surface ( 16 ) of the parabolic mirror ( 10 ). The heat rays are reflected by the mirror surface ( 16 ) and meet in a focal point area of the parabolic mirror in which the reflector ( 18 ) is located. The reflector ( 18 ) is aligned with the heat-absorbing plate ( 40 ) let into the lid ( 32 ) of the evaporator ( 22 ) such that heat emanating from the reflection mirror ( 18 ) radiates ( 64 ) from the heat-absorbing plate ( 40 ) . This results on the plate ( 40 ) surface temperatures in the range of 400 ° C-500 ° C.
Die parallaktische Montierung (12) wird durch das Steuergerät (14) derart gesteuert, daß der Parabolspiegel (10) stets optimal zur Aufnahme einer maximalen Wärmestrahlung ausgerichtet ist. Der Reflektor (18) und die wärmeabsorbierende Platte (40) sind zuein ander derart angeordnet, daß die Wärmestrahlen (64) auch bei Bewegung des Parabol spiegels bzw. des Reflektors (10) durch die parallaktische Montierung (12) stets auf die wärmeabsorbierende Platte (40) treffen. Zu diesem Zweck kann der Reflektor (18) bezüglich der Halterung (20) und/oder der Verdampfer (22) mit integrierter wärme absorbierender Platte (40) bewegbar angeordnet sein. Weiterhin kann der Verdampfer (22) derart angeordnet sein, daß die wärmeabsorbierende Platte (40) stets eine definierte Lage zu dem Reflektor (18) einnimmt, in dem der Verdampfer (22) mit der parallakti schen Montierung (12) gekoppelt wird. The equatorial mount ( 12 ) is controlled by the control unit ( 14 ) in such a way that the parabolic mirror ( 10 ) is always optimally aligned to absorb maximum heat radiation. The reflector ( 18 ) and the heat-absorbing plate ( 40 ) are arranged one to the other in such a way that the heat rays ( 64 ), even when the parabolic mirror or the reflector ( 10 ) is moved by the parallactic mount ( 12 ), always on the heat-absorbing plate ( 40 ) meet. For this purpose, the reflector ( 18 ) can be arranged such that it can move with respect to the holder ( 20 ) and / or the evaporator ( 22 ) with an integrated heat-absorbing plate ( 40 ). Furthermore, the evaporator ( 22 ) can be arranged such that the heat absorbing plate ( 40 ) always assumes a defined position with respect to the reflector ( 18 ) in which the evaporator ( 22 ) is coupled to the parallactic mount ( 12 ).
Die auf die wärmeabsorbierende Platte (40) auftreffenden Wärmestrahlen (64) können auf der wärmeabsorbierenden Platte (40) eine Temperatur von ca. 400°C-500°C erzeugen. Durch die in den Innenraum des Behältnisses (28) ragenden und an der wärmeabsorbierenden Platte (40) angeordneten Heizstäbe (42) kann die Wärme an die in dem Behältnis (28) befindliche Flüssigkeit (48) übertragen werden. Durch die hohen Temperaturen der Heizstäbe (42) kann die Flüssigkeit (48) verdampft werden, wobei sich der Dampf in einem Dampfraum (66) sammeln und über eine Rohrleitung (24) in den Kondensator (26) geleitet werden kann. Dort kann der Dampf zu einer Flüssigkeit (68) destillieren, die von Verunreinigungen bzw. Mineralien wie Salz befreit ist. Im Verlauf der Rohrleitung (24) kann eine Turbine (56) angeordnet sein, mit der die Strömungsenergie des Dampfes in mechanische Energie umgewandelt und diese durch den Generator (58) in elektrische Energie überführt werden kann. Über den Zufluß (44) kann dem Behältnis (28) ständig Flüssigkeit (48) zugeführt werden. Über den Abfluß (46) und das Ventil (52) können die Rückstände wie Verschmutzungen aus dem Behält nis (28) abgelassen werden. Zur Temperatur- und Druckmessung in dem Dampfraum (66) sind in dem Deckel (32) des Behältnisses (28) ein Temperaturfühler (36) und ein Druckmeßinstrument (38) eingelassen.The impinging on the heat absorbing plate (40) heat rays (64) can generate a temperature of about 400 ° C-500 ° C on the heat-absorbing plate (40). The heat can be transferred to the liquid ( 48 ) in the container ( 28 ) by means of the heating rods ( 42 ) protruding into the interior of the container ( 28 ) and arranged on the heat-absorbing plate ( 40 ). Due to the high temperatures of the heating rods ( 42 ), the liquid ( 48 ) can be evaporated, the steam collecting in a steam space ( 66 ) and being able to be conducted into the condenser ( 26 ) via a pipe ( 24 ). There, the steam can distill to a liquid ( 68 ) which is free of impurities or minerals such as salt. A turbine ( 56 ) can be arranged in the course of the pipeline ( 24 ), with which the flow energy of the steam can be converted into mechanical energy and this can be converted into electrical energy by the generator ( 58 ). Liquid ( 48 ) can be fed continuously to the container ( 28 ) via the inflow ( 44 ). Via the drain ( 46 ) and the valve ( 52 ), the residues such as dirt can be drained from the container ( 28 ). For temperature and pressure measurement in the steam chamber ( 66 ), a temperature sensor ( 36 ) and a pressure measuring instrument ( 38 ) are embedded in the lid ( 32 ) of the container ( 28 ).
Vorzugsweise wird die paralaktische Montierung (12) mit dem Parabolspiegel (10) und der Verdampfer (32) mit Rohrleitung (24) und Kondensator (26) auf einer gemeinsamen Montageplatte montiert, 50 daß sie als Einheit z. B. in einem Container transportierbar sind. Dadurch kann der Einsatz der Destillationsvorrichtung an verschiedenen Orten ermöglicht werden.Preferably, the paralactic mount ( 12 ) with the parabolic mirror ( 10 ) and the evaporator ( 32 ) with pipeline ( 24 ) and condenser ( 26 ) is mounted on a common mounting plate, 50 so that it as a unit, for. B. are transportable in a container. This allows the distillation device to be used at different locations.
Claims (10)
Flüssigkeit in wärmeleitender Verbindung stehen.4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heat transfer element is introduced into a wall of the evaporator in such a way that the heating rods are located in the evaporator
Liquid have a heat-conducting connection.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE4406365A DE4406365A1 (en) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Purifcn. of salt water by distn. in container-transportable solar still |
Publications (1)
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DE4406365A1 true DE4406365A1 (en) | 1995-08-31 |
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Family Applications (1)
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DE4406365A Withdrawn DE4406365A1 (en) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Purifcn. of salt water by distn. in container-transportable solar still |
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