Dispositivo termosolar para producir agua dulce.

Dispositivo termosolar portátil (1) para producir agua dulce a partir de aguas residuales o agua salada, que comprende un circuito de fluido

(2) cerrado compuesto por unos elementos de tubo o manguera unidos entre sí y provisto de una entrada de agua residual (3) y una salida de agua dulce (4),

- en el que el circuito de fluido (2) presenta una sección de calentamiento (5) inclinada, sustancialmente orientada en dirección normal a la radiación solar (S) para calentar y evaporar el agua residual, a continuación de ésta

- una sección de condensación (6) orientada en dirección sustancialmente vertical para la condensación del agua dulce y el calentamiento del agua residual, y

- una sección de almacenamiento (7) configurada a modo de parte de pie para el agua dulce condensada, caracterizado porque

- el circuito de fluido (2) presenta una estructura plana que ahorra espacio,

- los elementos de tubo están configurados, de manera que se pueden enchufar uno en otro y los elementos de manguera están configurados de manera hinchable, y

- la sección de calentamiento (5) del circuito de fluido (2) presenta un colector solar (10, 20) para la concentración de la energía térmica de la radiación solar (S) sobre una superficie de evaporación (9) en el interior de la sección de calentamiento (5),

- estando dicho colector solar (10, 20) fijado de manera móvil en la sección de calentamiento (5).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/050718.

Solicitante: 4ELEMENTS INVENT LTD.

Nacionalidad solicitante: Malta.

Dirección: Level 1 Tower Business Centre Tower Street Swatar, Birkirkara BKR 4013 MALTA.

Inventor/es: KERSCHGENS,DANIEL, SUSTR,NORBERT, WALDSTEIN-WARTENBERG,KARL ALBRECHT, GABLER-FRITZ,FRANZ.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/14 (utilizando energía solar)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D1/00 (Evaporación (secado de materiales sólidos y objetos por evaporación de líquidos retenidos F26B))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > F24J2/00 (Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/18 (Dispositivos portátiles para obtener agua potable)

PDF original: ES-2471462_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo termosolar para producir agua dulce.

La invenciïn se refiere a un dispositivo termosolar portïtil para producir agua dulce a partir de aguas residuales o agua salada.

Se necesitan dispositivos de este tipo para depurar agua ensuciada, por ejemplo para producir agua potable a partir de agua residual, pero tambiïn para producir agua dulce a partir de agua salada. Es conocido, por ejemplo, por el documento DE 198 15 541 C1 un dispositivo de destilaciïn transportable en el que entre una lïmina superior en forma de cïpula y una zona de alojamiento para el agua de mar estï formada una cïmara de presiïn en forma de tubo que estï configurada de una pieza con la lïmina superior, que separa espacialmente la zona de depïsito para el agua de mar respecto de la zona de evaporaciïn y que se estabiliza mecïnicamente a todo el dispositivo. La cïmara de evaporaciïn y condensaciïn, a travïs de cuya lïmina superior transparente penetra la luz del sol, es solicitada con una sobrepresiïn. En el funcionamiento del dispositivo de destilaciïn, el agua que se encuentra en la zona de depïsito se evapora por la acciïn del calor del exterior. El vapor de agua que se origina por ello asciende y se condensa en la lïmina superior, corriendo por abajo el condensado hacia la izquierda y la derecha y acumulïndose en una zona de condensaciïn que estï configurada entre la lïmina superior y las cïmaras en forma de tubo. Desde estas zonas, el agua dulce puede extraerse a travïs de una salida.

En este contexto, por el documento GB 832 123 es conocido un aparato de destilaciïn flotante que presenta una envoltura exterior transparente que se despliega con una red de tubos de apoyo hinchables. El destilado que se forma se recoge en una cïmara anular en la zona de base del aparato y puede extraerse en una manguera.

Ademïs, por el documento EP 1 448 481 B1 es conocido un dispositivo para obtener agua potable que pueda utilizarse tanto en tierra como tambiïn en el mar. El dispositivo consta de una pieza moldeada en forma de caperuza autoportante, realizada en un plïstico transparente, que posee en su zona inferior una superficie de fondo abierta con un canalïn de recogida en el lado del borde para el condensado. Para la extracciïn del condensado se encuentra una abertura en el lado superior, teniendo que colocarse el dispositivo de cabeza para vaciarlo.

Dispositivos termosolares adicionales para producir agua dulce son conocidos por los documentos US nï 4 504 362, US nï 3 875 926 y US nï 4 210 494.

El problema de la invenciïn es mejorar un dispositivo termosolar portïtil para producir agua dulce a partir de aguas residuales o agua salada del tipo citado al principio de modo que ïste pueda fabricarse fïcilmente y estï listo para usarlo rïpidamente en caso necesario. Ademïs, el dispositivo debe poder almacenarse de manera que ahorre el mayor espacio posible.

Este problema se resuelve por un dispositivo que presenta las siguientes caracterïsticas:

-un circuito de fluido cerrado de elementos de tubo o manguera unidos uno con otro con una entrada de agua residual y una salida de agua dulce,

-en donde el circuito de fluido presenta una secciïn de calentamiento inclinada orientada sustancialmente de manera normal a la radiaciïn solar para calentar y evaporar el agua residual, a continuaciïn de ïsta

-una secciïn de condensaciïn orientada en direcciïn sustancialmente vertical para la condensaciïn del agua dulce y el calentamiento del agua residual, y

-una secciïn de almacenamiento formada como parte de pie para el agua dulce condensada.

El circuito de fluido cerrado de los elementos de tubo o manguera unidos uno con otro presenta, a diferencia de los dispositivos segïn el estado de la tïcnica, una estructura plana (triïngulo o trapecio) que ahorra espacio, en cuya secciïn de calentamiento inclinada estï previsto preferentemente un colector solar para la concentraciïn de la energïa tïrmica de la radiaciïn solar sobre una superficie de evaporaciïn en el interior de la secciïn de calentamiento, estando fijado el colector a la secciïn de calentamiento de una manera mïvil.

Segïn una primera variante de forma de realizaciïn preferida, el colector solar consta de una estructura de lïminas hinchable que presenta una lïmina especular parabïlica o cilïndrica circular y una lïmina de entrada transparente para la radiaciïn solar que, junto con dos partes laterales, abarcan una cavidad que es atravesada por la secciïn de calentamiento del circuito de fluido en la zona focal de la lïmina especular.

Ciertamente, por el documento US nï 4.051.834 se han dado a conocer sistemas colectores solares en los que el colector consta de una zona superior transparente para la radiaciïn solar y una zona de base reflectante, pero ïstas sirven sïlo para calentar un medio portador de calor. La zona de base reflectante consta de una lïmina de MYLAR que estï revestida con aluminio y que concentra la radiaciïn solar sobre un tubo de calentamiento atravesado por un medio portador de calor. Se describen tanto variantes de formas de realizaciïn en las que el tubo de calentamiento discurre en el interior del colector, como tambiïn variantes de formas de realizaciïn en las que el tubo de calentamiento se utiliza como estructura de apoyo exterior sobre la que estï suspendido de manera mïvil el colector con elementos distanciadores. Debido a la disposiciïn horizontal del tubo de calentamiento no se realiza un seguimiento diario del sol, sino sïlo una adaptaciïn estacional, que se puede realizar manualmente, a posiciones solares diferentes, la cual se efectïa con una cadena de anclaje. No obstante, el dispositivo descrito no es adecuado para destilar agua dulce a partir de aguas residuales o agua salada.

Ademïs, por el documento EP 0 030 193 B1 es conocido un colector de tubos que estï dispuesto en el interior de una estructura hinchable. La estructura hinchable consta de una lïmina transparente superior y una lïmina de base que estï recubierta en el lado interior de manera reflectante. La radiaciïn solar se desvïa a un tubo de calentamiento que es atravesado por un medio portador de calor. Con un equipo de seguimiento mecïnico, se desplaza lateralmente el tubo de calentamiento y se reajusta la zona focal variable con la distancia del sol. Asimismo, se trata aquï de un dispositivo para calentar del medio portador de calor y no de un dispositivo para producir agua dulce.

De acuerdo con una segunda variante de formas de realizaciïn ventajosa de la invenciïn, el colector solar presenta al menos un ala absorbedora que estï en contacto tïrmico con la superficie de evaporaciïn de la secciïn de calentamiento del circuito de fluido cerrado. Estïn previstas preferentemente dos alas absorbedoras que son giratorias o plegables en paralelo al eje de la secciïn de calentamiento y que pueden replegarse desde una posiciïn de uso hasta una posiciïn de almacenamiento que ahorra sitio dentro del espacio abarcado por el circuito de fluido.

Las secciones individuales del circuito de fluido segïn la invenciïn presentan estructuras internas innovadoras. Asï, en el interior de la secciïn de calentamiento inclinada que asciende hacia arriba estï dispuesta una esterilla de evaporaciïn que consta de un material laminar flexible, estando previsto un medio de transporte, por ejemplo una bomba accionada con corriente solar, que transporta el agua residual a la esterilla de evaporaciïn.

Segïn la invenciïn, en el interior de la secciïn de condensaciïn que se une a la secciïn de calentamiento estï dispuesta una esterilla de intercambio tïrmico que forma preferentemente una envolvente cilïndrica de un material laminar flexible, cuyo borde superior estï unido con la entrada... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo termosolar portïtil (1) para producir agua dulce a partir de aguas residuales o agua salada, que comprende un circuito de fluido (2) cerrado compuesto por unos elementos de tubo o manguera unidos entre sï y provisto de una entrada de agua residual (3) y una salida de agua dulce (4) ,

-en el que el circuito de fluido (2) presenta una secciïn de calentamiento (5) inclinada, sustancialmente orientada en direcciïn normal a la radiaciïn solar (S) para calentar y evaporar el agua residual, a continuaciïn de ïsta

-una secciïn de condensaciïn (6) orientada en direcciïn sustancialmente vertical para la condensaciïn del agua dulce y el calentamiento del agua residual, y

-una secciïn de almacenamiento (7) configurada a modo de parte de pie para el agua dulce condensada,

caracterizado porque

-el circuito de fluido (2) presenta una estructura plana que ahorra espacio,

-los elementos de tubo estïn configurados, de manera que se pueden enchufar uno en otro y los elementos de manguera estïn configurados de manera hinchable, y

-la secciïn de calentamiento (5) del circuito de fluido (2) presenta un colector solar (10, 20) para la concentraciïn de la energïa tïrmica de la radiaciïn solar (S) sobre una superficie de evaporaciïn (9) en el interior de la secciïn de calentamiento (5) ,

-estando dicho colector solar (10, 20) fijado de manera mïvil en la secciïn de calentamiento (5) .

2. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el colector solar (10) consiste en una estructura laminar hinchable, que presenta una lïmina especular parabïlica o cilïndrica circular (11) y una lïmina de entrada transparente (12) para la radiaciïn solar (S) , las cuales, conjuntamente con dos partes laterales (13) , abarcan una cavidad, que es atravesada por la secciïn de calentamiento (5) del circuito de fluido (2) en la zona focal de la lïmina especular (11) .

3. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el colector solar (20) presenta al menos un ala absorbedora (21) que estï en contacto tïrmico con la superficie de evaporaciïn (9) de la secciïn de calentamiento (5) .

4. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el interior de la secciïn de condensaciïn (6) estï dispuesta una esterilla de intercambio tïrmico (30) que forma preferentemente una envolvente cilïndrica y que estï realizada en un material laminar flexible, cuyo borde superior (31) estï unido con la entrada de agua residual (3) y cuyo borde inferior (32) estï unido con un conducto de manguera (33) guiado a travïs de la secciïn de almacenamiento (7) del circuito de fluido (2) y que guïa el agua residual a travïs de un medio de transporte (15) , preferentemente una bomba solar, hasta la secciïn de calentamiento (5) .

5. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una lïmina conductora tïrmica (23) , preferentemente una lïmina de cobre, estï dispuesta en el lado exterior de la secciïn de calentamiento (5) para mejorar la transferencia del calor.

6. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 3, caracterizado porque el colector solar (10) presenta en las partes laterales

(13) unas partes de bastidor hinchables (26) de material laminar reforzado con textil que, en el estado hinchado, abarcan la forma parabïlica o circular de la superficie especular (11) .

7. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 6, caracterizado porque las partes de bastidor hinchables (26) de las partes laterales (13) estïn unidas por medio de unos elementos de uniïn hinchables (27) de material laminar reforzado con textil.

8. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 6 o 7, caracterizado porque la lïmina especular (11) estï aplicada sobre una lïmina de apoyo (28) hinchable, preferentemente de varias capas.

9. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque las partes laterales (13) del colector solar (10) presentan unos discos de apoyo (29) , con los cuales el colector solar (10) estï montado de manera giratoria en la secciïn de calentamiento (5) del circuito de fluido tubular (2) .

10. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque las partes laterales (13) del colector solar (10) estïn fijadas firmemente por encolado o soldadura a la secciïn de calentamiento (5) del circuito de fluido

tubular (2) .

11. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 10, caracterizado porque el colector solar (10) presenta un dispositivo de seguimiento (35) para compensar la posiciïn del sol, que incide en el circuito de fluido (2) , preferentemente a la

secciïn de condensaciïn (6) , y provoca un movimiento de basculaciïn de todo el dispositivo (1) , presentando el dispositivo de seguimiento (35) unos cuerpos conformados (36a, 36b) desplegables, unidos por medio de una bomba (39) , por ejemplo unas cuïas subdivididas varias veces, cuyo respectivo grado de llenado determina el ïngulo de inclinaciïn del dispositivo (1) .

12. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el colector solar (10) presenta un dispositivo de seguimiento (41) para compensar la posiciïn del sol, que provoca un movimiento de giro del colector

(10) alrededor del eje de la secciïn de calentamiento (5) , presentando el dispositivo de seguimiento (41) una primera y segunda secciones de manguera (42, 43) , cuyos extremos estïn enrollados alrededor de una secciïn tubular (44) del circuito de fluido (2) en unos respectivos sentidos opuestos y cuyos extremos libres (45) estïn fijados al colector

solar (10) .

13. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque estï previsto un recipiente de suministro (59) unido con la entrada de agua residual (3) y el transporte del agua residual se realiza sustancialmente sïlo mediante la presiïn hidrostïtica debida a la diferencia de altura entre el recipiente de suministro (59) y el punto de salida del agua residual en el extremo superior de la secciïn de calentamiento (5) .

14. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado porque la superficie de evaporaciïn (9) en la secciïn de calentamiento (5) ha sido agrandada por dos semitubos (60) con diferente curvatura radial, por ejemplo de metal, que estïn colocados muy juntos uno sobre otro por encima de una bolsa de calentamiento (16) de la superficie de evaporaciïn (9) .

15. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 14, caracterizado porque los semitubos (60) estïn unidos directamente con una lïmina conductora tïrmica (23) de la secciïn de calentamiento (5) .