Stand der Technik Aus DE-19508242 ist eine gattungsgemässe Anlage bekannt, die ein Membransystem für die Aufnahme des zurückbleibenden Salzes sowie eine druckabhängige regelbare Absperreinrichtung aufweist. Diese Anlage weist auch eine Leiteinrichtung mit engen Kanälen für das Salzwasser auf, die zur Erhitzung des Salzwassers durch Sonnenenergie dient. In einer solchen Anla- ge verursacht das zurückbleibende Salz an den vorstehend ge- nannten Elementen Probleme mit der Verkrustung durch rücklös- bare Rückstände, insbesondere Steinsalz, und mit der Stein- bildung durch unlösliche Rückstände, insbesondere Kessel- stein.

Aus DE-3331775 ist eine gattungsgemässe Anlage bekannt, bei welcher das Konzentrat unterhalb der Lösungssättigung bleibt. Die Variation der Dichte des zur verdunstenden Salz- wassers wird zur Steuerung des Durchflusses herangezogen.

Auch diese Anlage weist zur Erhitzung des Salzwassers durch Sonnenenergie eine Leiteinrichtung mit engen Kanälen für das Salzwasser auf, die zu Problemen mit der Verkrustung und der Steinbildung führt.

Aus DE-4239636 ist eine mit Sonnenenergie betriebene Wasserentsalzungsanlage bekannt, bei welcher die Sonnenener- gie das Salzwasser durch direkte Einstrahlung nach ihrem Durchgang durch eine einseitig licht-und wärmedurchlässige Abdeckung erhitzt. Bei dieser Anlage ist nachteilig, dass die Wasseroberfläche und das Wasser für die Sonnenstrahlung Ab- sorptionseigenschaften aufweist, die von den optimalen Eigen- schaften eines optischen Schwarzen Körpers weit enfernt sind, so dass eine sehr grosse Verdunstungsfläche benötigt wird, um ein annehmbare Süsswasserausbeute zu erzielen.

Dieses Problem der sehr grosse Verdunstungsfläche wird in DE-4403592 angesprochen und durch Oberflächenvergrösserung mit Hilfe von saugfähigen faserigen oder porösen Elementen gelöst, auf denen das zu verdunstende Salzwasser rieselt, was jedoch zu den vorstehend genannten Problemen mit der Verkru- stung und der Steinbildung zurückführt.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage eingangs ge- nannten Art zu schaffen, mit welcher die im vorstehenden ge- nannten Probleme überwunden werden, und welche insbesondere einfach in der Konstruktion ist, nahezu keine Wartung benö- tigt, mit geringem Platzbedarf auskommt und eine hohe Süss- wasserausbeute erzielen lässt.

Diese Aufgabe wird bei einer erfindungsgemässen Wasser- entsalzungsanlage durch die in Anspruch 1 definierte Kombina- tion von Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den ab- hängigen Ansprüchen definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemässe Wasserentsalzungsanlage in schematischer Schnittansicht ; und Fig. 2 eine vergrösserte schematische Schnittansicht eines Schwimmkörpers der Wasserentsalzungsanlage gemäss Fig. 1.

In den beiden Figuren werden einander entsprechende Tei- le mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Weq zur Ausführung der Erfindung Die erfindungsgemässe Wasserentsalzungsanlage wird im nachstehenden anhand eines als besonders günstig angesehenen Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei zu verstehen ist, dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel zu beschränken ist.

Die Erfindung zielt darauf hin, lediglich die Oberfläche des Salzwassers verdunsten oder verdampfen zu lassen, um Ver- krustungen und Steinbildung weitestgehend zu vermeiden und die Wartung auf ein Minimum zu reduzieren. Erreicht wird dies mit sehr hohen Temperaturen an der Oberfläche des Salzwassers und mit einem geeigneten Transportgas zum Transport des er- zeugten Wasserdampfes zu einem Wärmeaustauscher.

Zur Verdunstung oder Verdampfung einer Oberfläche 35 des Salzwassers dienen Schwimmkörper 5, die als schwarze, in etwa pillenförmige, auf der Oberfläche 35 schwimmende Inseln aus- gebildet sind. Diese Schwimmkörper 5 sind beispielsweise aus Kohlenstoff oder aus Metall wie Edelstahl, Kupfer, Sinterme- tall und dergleichen, und sie werden auf bekannte Weise ge- schwärzt, beispielsweise durch Brünieren.

Die Schwimmkörper 5 werden, wie weiter unten erläutert, mit Strahlungskonzentratoren aufgeheizt und sind vom zuvor mit anderen Strahlungskonzentratoren aufgeheizten Transport- gas durchflossen. Das aus den Schwimmkörpern 5 austretende Transportgas wird unter Ausnutzung eines Kamineffekts durch die Anlage transportiert, um anschliessend mit dem mitgeführ- ten Wasserdampf insbesondere über einen Wärmeaustauscher 15 abgekühlt zu werden und kondensiertes Süsswasser abzugeben.

Über eine Pumpe 20 wird Salzwasser, beispielsweise Meer- wasser, in einen Salzwassertank 19 gepumpt, der über ein Ver- bindungsrohr 12 mit einem allgemein mit 1 bezeichneten Ver- dunstungsbehälter verbunden ist, um diesen mit dem Salzwasser zu speisen.

Im Verdunstungsbehälter 1 verursachen die darin herr- schende Konvektion sowie der Kamineffekt und die entsprechen- de Absaugung des Transportgases einen gewissen Unterdruck gegenüber dem Innern der Schwimmkörper 5, was den Austritt des Transportgases aus den Schwimmkörpern 5 herbeiführt.

Der Verdunstungsbehälter 1 hat einen schrägen Boden 29 und eine etwa glockenförmige Wandung 11, die auf einer gewis- sen Höhe (beispielsweise bis zu etwa 200 mm über dem Salzwas- serspiegel) wärmegedämmt ist. Oberhalb ihres wärmegedämmten Teiles geht die dort noch seitlich orientierte Wandung 11 in eine Kammer 4 über, die den Verdunstungsbehälter 1 etwa zy- lindrisch umschliesst und somit einen Teil dessen Wandung bildet. Darüber d. h. oberhalb der Kammer 4 geht die Wandung 11 seitlich und dann oben in einen für Sonnenstrahlung, ins- besondere für Wärmestrahlung der Sonne S durchlässigen Teil- bereich über, der sich bis zu einer axialen Abzugshaube 9a erstreckt und aus einer Haube 10 aus Glas oder Kunstglas be- steht. An den günstigsten oberen Stellen der Haube 10 sind, zur Konzentration der Sonnenstrahlung, Fresnel-Linsen 8 radi- alsymmetrisch um die Abzugshaube 9a verteilt.

Das überschüssige Salzwasser läuft an einem Überlauf 26 über eine Ablaufrinne 25 etwa dorthin zurück, wo es entnommen wurde, beispielsweise ins Meer. Über eine Öffnung 23 etwa an einer untersten Stelle des Verdunstungsbehälters 1 wird die aufkonzentrierte Sole ebenfalls über die Ablaufrinne 25 zu- rückbefördert. Da über den Überlauf 26 ständig Wasser auf die Ablaufrinne 25 nachläuft, wird an der Solekonzentrat-Öffnung 23 Verkrustung und Steinbildung verhindert.

Zur Aufheizung des Salzwassers wird die Sonnenstrahlung über einen oder mehrere Strahlungskonzentratoren mit einem oder mehreren Parabolspiegeln und/oder Umlenkspiegeln 6 und 7 auf die auf dem Salzwasser schwimmenden Schwimmkörper 5 ge- bündelt und reflektiert. Ebenfalls bündeln die auf der Haube 10 angebrachten Fresnel-Linsen 8 das Licht auf die Schwimm- körper 5, die sich zumindest an ihrer Oberseite nahezu als optische Schwarze Körper verhalten. An ihrer Unterseite wei- sen die Schwimmkörper 5 einen Boden 34 mit radialsymmetrisch angeordneten, ballig geformten Ausbuchtungen 37 auf. Diese Ausbuchtungen 37 liegen bei auf dem Salzwasser schwimmendem Schwimmkörper 5 teilweise unter und teilweise über der Ober- fläche 35 des Salzwassers. Die Schwimmkörper 5 leiten somit die aufkonzentrierte Hitze über ihren Boden 34 an die Ober- fläche 35 des Salzwassers weiter und bringen letzteres so zum Verdunsten oder Verdampfen. Die Form der Ausbuchtungen 37 gewährleistet die Schwimmfähigkeit der Schwimmkörper 5.

Zur Weiterleitung des Wasserdampfes wird als geeignetes Transportgas im beschriebenen Ausbildungsbeispiel Luft ver- wendet ; es könnte aber auch ein beliebiges inertes Gas ver- wendet werden.

Das Transportgas tritt zunächst in ein Heizelement 2 bei einem Gaseintritt 33 ein. Im beschriebenen Ausbildungsbei- spiel ist das Heizelement 2 ein schlangenförmiges, aufstei- gendes und innen mit schwarzem porösen Material gefülltes Glasrohr. Auf das Heizelement 2 wird Sonnenstrahlung mit Hil- fe von etwa parabolzylindrischen Strahlungskonzentratoren 27 gerichtet, um das darin geführte Transportgas aufzuheizen.

Das aufgeheizte Transportgas wird über eine Zufuhrlei- tung 3 zur Kammer 4 geführt. Im Innern des Verdunstungsbehäl- ters 1 ist die Kammer 4 über flexible Leitungen 28 mit je einem Gaseintrittstutzen 36 eines Schwimmkörpers 5 verbunden.

Das die Schwimmkörper 5 passierende Transportgas erfährt dar- in eine weitere Aufheizung und tritt dann an Gasaustrittsöff- nungen 31 aus, die am Boden 34 der Schwimmkörper 5 knapp über deren Wasserlinie d. h. über der Oberfläche 35 des Salzwassers in unmittelbarer Nähe davon angebracht sind. Das heisse Transportgas lässt an der Oberfläche 35 des Salzwassers Was- serdampf verdunsten oder verdampfen, der vom Transportgas mitgenommen wird.

Die flexible Leitungen 28 halten auch die Schwimmkörper 5 innerhalb des Verdunstungsbehälters 1 an geeigneter Stelle unter den Fresnel-Linsen 8 auf eine Weise, die den Schwimm- körpern 5 erlaubt, gegebenenfalls den Bewegungen der Oberflä- che 35 des Salzwassers zu folgen.

Das über eine Abzugsleitung 9 aus dem Verdunstungsbehäl- ter 1 abgeführte Gemisch 21 von Transportgas und Wasserdampf erfährt seine erste Abkühlung an Kühlerrohren 13, die durch den Salzwassertank 19 in thermischen Kontakt mit dem darin befindlichen kalten Salzwasser führen. Das Gasgemisch 21 er- fährt eine weitere Abkühlung bei seinem Austritt aus den Küh- lerrohren 13 und seinem anschliessenden Eintritt in Umlen- krohre 14, die sich an der freien Atmosphäre befinden und zum Wärmeaustauscher 15 führen. Seinerseits ist der Wärmeaustau- scher 15 am schrägen Boden 29 des Verdunstungsbehälters 1 angeordnet, um zur Vorwärmung des darin befindlichen Salzwas- sers zu dienen, womit das Gasgemisch 21 eine noch weitere Abkühlungerfährt.

Infolge der Abkühlung des Gasgemisches 21 entstehen dar- in Wassertropfen 24, die in einem unter dem Verdunstungsbe- hälter 1 befindlichen Wassertank 16 gesammelt werden. Das mittlerweile abgekühlte Transportgas wird über eine Luftab- saugleitung 17 zu einem Kamin 18 abgeführt. Die beschriebene Strömung des Transportgases wird durch die Sogwirkung dieses Kamins 18 gewährleistet.

Sollte das abgeführte Transportgas noch merkliche Mengen Wasserdampf enthalten, so wird letzterer mit Hilfe von im unteren Teil des Kamins 18 vorgesehenen Füllkörpern 30 an deren grosser Kontaktfläche kondensiert und als Wasser zu- rückgewonnen, das über die Luftabsaugleitung 17 zum Wasser- tank 16 zurückfliesst.

Daraus ist das kondensierte und im Wassertank 16 gesam- melte Süsswasser 22 über einen Austrittstutzen 32 entnehmbar, um zu einem Verbraucher transportiert zu werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit Die erfindungsgemässe Wasserentsalzungsanlage kann aus- schliesslich mit Sonnenenergie betrieben werden und ist ins- besondere zur Verdunstung von als Meerwasser, Salzseewasser oder Sole vorliegendes Salzwasser verwendbar, um Süsswasser zu produzieren, das beispielsweise als Trinkwasser in der Hotellerie oder als Brauchwasser zur Bewässerung von Wüsten- gebieten in der Nähe eines Meeres oder Sees verbraucht wird (Bei der Verwendung als Trinkwasser empfiehlt sich gegebenen- falls der Zusatz von Mineralien).

Die zur Verdunstung des Salzwassers benötigte thermische Energie wird aus der Sonnenenergie bezogen. Die Förderung des Salzwassers in der Anlage erfolgt durch eine Pumpeneinrich- tung, die elektrisch betrieben wird und die benötigte elek- trische Energie über Solarzellen ebenfalls aus der Sonnenen- ergie beziehen kann. Es kann allerdings zweckmässig sein, die von den Pumpen benötigte elektrische Energie von einem elek- trischen Netz zu beziehen.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN S Sonne 1 Verdunstungsbehalter 2 Heizelement (Glasrohr) 3 Zufuhrleitung (Transportgas) 4 Kammer am Verdunstungsbehälter 5 Schwimmkörper 6 Parabolspiegel 7 Umlenkspiegel 8 Fresnel-linse 9 Abzugsleitung (Transportgas/Wasserdampf) 9a Abzugshaube 10 Glashaube 11 Wandung 12 Verbindungsrohr 13 Kühlerrohr 14 Umlenkrohr 15 Wärmeaustauscher 16 Wassertank 17 Luftabsaugleitung 18 Kamin 19 Salzwassertank 20 Salzwasserpumpe 21 Gasgemisch (Transportgas/Wasserdampf) 22 Gesammeltes Süsswasser 23 Solekonzentrat-Öffnung 24 Wassertropfen 25 Ablaufrinne 26 Salzwasserüberlauf 27 Strahlungskonzentrator 28 Flexible Leitung 29 Boden des Verdunstungsbehälters 30 Füllkörper 31 Gasaustrittsöffnungen 32 Austrittstutzen 33 Gaseintritt 34 Boden des Schwimmkörpers 35 Oberfläche des Salzwassers 36 Gaseintrittstutzen 37 Noppen am Schwimmkörper-Boden