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Dokumentenidentifikation DE102006021453A1 15.11.2007
Titel Energiegewinnung mittels Wasserentsalzungsanlage mit Schwerkraftunterstütztem Vakuum und einer Wasserturbine
Anmelder Buchmann, Andreas, 73460 Hüttlingen, DE
Erfinder Buchmann, Andreas, 73460 Hüttlingen, DE
DE-Anmeldedatum 09.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006021453
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse C02F 1/04(2006.01)A, F, I, 20060509, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E02B 9/00(2006.01)A, L, I, 20060509, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei der Gewinnung von Süßwasser aus Salzwasser wird sehr viel Energie benötigt. Diese Wasserentsalzungsanlage erzielt in Verbindung mit einer Wasserturbine einen Energieüberschuss.
Mittels einer Wassersäule mit mehr als 10 m Höhe wird ein Vakuum erzeugt. In diesem Vakuum sinkt die Siedetemperatur. Jetzt kann Salzwasser bei niedrigeren Temperaturen und somit mit weniger Energie entsalzt werden. Das entsalzte Wasser wird in einem Druckrohr zu der tiefer gelegenen Wasserturbine geleitet. Diese Turbine wird zur Energieerzeugung genützt.
Diese Erfindung kann verwendet werden, um bei der Entsalzung von Wasser und bestimmten geologischen Vorraussetzungen Energie zu gewinnen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Meerwasserentsalzungsanlage mit einem Kondensator und Verdampfer, mit einer Salzwasserzuleitung, mit einer Ableitung für entsalztes Wasser und einer Saugleitung. Diese Saugleitung entfernt im Wasser gebundene Gase, welche im Vakuum aus dem zu entsalzenden Wasser austreten und den Druck im Kondensator ansteigen lassen würden. Das entsalzte Wasser wird in ein tiefer gelegenes Areal geleitet. Der geodätische Höhenunterschied wird mittels einer z. B. Kaplanturbine zur Energiegewinnung genützt. Da die Wasserentsalzungsanlage sehr wenig Energie verbraucht, kann die überschüssige Energie ins öffentliche Netz eingespeist werden oder für andere Zwecke verwendet werden.

Im Zusammenhang mit der Erfindung wird nachfolgend stets der Begriff „Meerwasser" gebraucht, obwohl auch Brackwasser oder vorgereinigte Abwässer, die noch Salze oder andere Stoffe enthalten, die durch Verdampfung von dem Wasser getrennt werden können, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gereinigt werden können. Auch diese Arten von Wasser sind Teil des Erfindungsgedanken und sollen unter Schutz gestellt werden. Vor allem, die Energiegewinnung mittels Wasserentsalzung soll unter Schutz gestellt werden.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Meerwasserentsalzungsanlagen bekannt, bei denen zur Erniedrigung der Siedetemperatur des zu entsalzenden Wassers ein Unterdruck oder Vakuum erzeugt wird. Dies kann entweder mit Hilfe von Vakuumpumpen oder durch die Schwerkraft einer Wassersäule erreicht werden.

Beispiele für solche schwerkraftunterstützten Meerwasserentsalzungsanlagen sind aus der US 2 490 659 A, US 4 247 369 A, DE 28 29 903 A1 bekannt. Allen diesen Anlagen ist gemeinsam, dass ihr apparativer Aufbau relativ aufwändig ist und ihre Betriebskosten hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Energie zu erzeugen. Dies geschieht mit einer Meerwasserentslzungsanlge, deren Aufbau besonders einfach ist und die trotzdem einen guten Wirkungsgrad hat. Der Energiebedarf für die Meerwasserentsalzungsanlage kann z. B auch mit einer Solaranlage abgedeckt werden. Somit kann die mit der Wasserturbine gewonnene Energie für andere Zwecke verwendet werden. Das mit der Meerwasserentsalzungsanlage entsalzte Wasser wird in Druckrohren zu der in einem tiefer gelegenen Areal befindlichen z. B. Kaplanturbine geleitet. Diese Wasserturbine nützt den geodätischen Höhenunterschied zwischen Meerwasserentsalzungsanlage und Wasserturbine aus und erzeugt elektrische Energie. Die überschüssige Energie kann auch anders genützt werden.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Meerwasserentsalzungsanlage schematisch.

Schieber 2, 3, 11 und 8 werden geschlossen. Pumpe 36 pumpt Salzwasser aus dem Salzwasserreservoir 31 durch die Salzwasserzuleitung 24 in den Kondensator 20 und Verdampfer 7. Tritt Salzwasser aus dem Entlüftungsventil 4 aus, so ist das Entlüftungsventil zu schließen. Nun ist der Schieber 3 zu öffnen. &Dgr; H1 muß größer als 10m sein. Jetzt reist die Wassersäule im Kondensator 20 ab, ein grobes Vakuum entsteht, Wasserdampf wird gebildet. Der Wärmetauscher 5 erwärmt den Wasserdampf auf z. B. 60C°. Der Wärmetauscher 6 kühlt die Kondensatorseite auf z. B. 20C° herab. Durch den Temperaturunterschied schlägt sich der Wasserdampf auf der Kondensatorseite nieder, die Entsalzung beginnt. Über die Soleableitung 26 wird aufgesalztes Wasser und den Schieber 2 z. B. zurück ins Meer geleitet. Mit dem Schieber 2 oder einer Regeleinrichtung (nicht gezeichnet) muß der Salzwasserstand 30 im Verdampfer 7 auf einem zu bestimmten Niveau gehalten werden. In das Süßwasserbecken 32 kommt zuerst Salzwasser aus der Süßwasserableitung 22. Dieses Salzwasser und das nach folgende Süßwasser wird über eine (nicht gezeichnete) Leitung z. B. zurück ins Meer geleitet. Erst wenn sich im Süßwasserbecken 32 nur noch Süßwasser befindet, wird der Schieber 52 geöffnet. Nun wird das Süßwasser über die Druckleitung 53 zum Anfahrschieber 54 geleitet. Wenn die Druckleitung entlüftet ist, kann der Anfahrschieber 54 geöffnet werden und die Wasserturbine 55 erzeugt mit dem angekoppelten Generator 56 Energie. Die tiefer gelegene Wasserturbine nützt den Höhenunterschied, &Dgr; H2, zum Süßwasserbecken 32. Zum verbessern des Vakuums im Verdampfer 7 und Kondensator 20 kann mit dem Saugrohr 50 Wasserdampf abgesogen werden. Dazu wird der Schieber 1 und 9 geschlossen und der Schieber 8 geöffnet. Die Pumpe 36 befüllt über den Schieber 8 die Sugleitung 50. Tritt am Entlüftungsventil 51 Salzwasser aus, so wird dieses geschlossen. Ebenso der Schieber 8. Der Schieber 9 wird geöffnet, die Wassersäule reist ab, ein grobes Vakuum entsteht. Wird nun der Schieber 11 geöffnet, wird das Vakuum im Verdampfer 7 und Kondensator 20 verbessert. Danach ist wieder Betriebszustand her zustellen. Schieber 11 und 8 schließen und Schieber 1 öffnen. Nach der Wasserturbine 55 wird das Süßwasser in die Süßwasserleitung 57 geleitet und kann verbraucht werden. Für Trinkwasser muß das Wasser noch aufbereitet werden.


Anspruch[de]
Energiegewinnung dadurch gekennzeichnet, dass die Energie mittels einer Meerwasserentsalzungsanlage und einer Wasserturbine 55 gewonnen wird. Energiegewinnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Meerwasserentsalzungsanlage auch mit vorgereinigten Abwasser oder Brackwasser betrieben werden kann. Energiegewinnung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Meerwasserentsalzungsanlage und die Wasserturbine 55 durch ein Druckrohr 53 mit einander verbunden sind. Energiegewinnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Meerwasserentsalzungsanlage ein Saugrohr 50 hat. Energiegewinnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied &Dgr; H2 zwischen der Meerwasserentsalzungsanlage und der Wasserturbine 55 genutzt wird. Energiegewinnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Wasserturbine 55 gewonnene Energie anderweitig genutzt werden kann. Energiegewinnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass &Dgr; H1 bei aufgeheizten Wasser kleiner als 10m sein kann. Energiegewinnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Meerwasserentsalzungsanlage auch eine herkömmliche Wasserentsalzungsanlage sein kann.






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