DE2032873A1 - Distillation apparatus and process for their manufacture - Google Patents
Distillation apparatus and process for their manufactureInfo
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Description
PATENTANWÄLTE DIPL-ING, CURT WALLACHPATENT LAWYERS DIPL-ING, CURT WALLACH
8 MÜNCHEN 2, 2.Juli 19708 MUNICH 2, July 2, 1970
PAOIIDE CORPORATION Cambridge, Massachusetts, T.St.A.PAOIIDE CORPORATION Cambridge, Massachusetts, T.St.A.
Destillationavorrichtung und Verfahren zu deren HerstellungDistillation apparatus and process for their manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf das Destillieren vonThe invention relates to the distillation of
Flüssigkeiten, und sie betrifft insbesondere neuartige Destilliervorrichtungen sowie Verfahren zum Herstellen solcher* Vorrichtungen, die dazu dienen, den aus einer Lösung gebildeten Dampf durch eine Membran zu leiten, ohne daß eine aus der Lösung stammende Flüssigkeit die gleiche Membran durchdringt.Liquids, and it particularly relates to novel ones Distillation devices and processes for making such * Devices that serve to pass the vapor formed from a solution through a membrane without one from the Liquid originating from the solution penetrates the same membrane.
Das Destillieren bestimmter Lösungen, z.B. von Salzwasser, läßt sich auf sehr zweckmäßige Weise mit Hilfe von dampfdurchlässigen Membranen durchführen, wobei eine zu destillierende Lösung erhitzt wird, und wobei der entstehende Dampf die dampfdurchlässige Membran durchdringt, ohne daß die Flüssigkeit durch die Membran hindurchdringen kann. Eine solche Membran ist in der U.S.A.-Patentschrift 3 497 423 beschrieben. Gemäß dieser II. S. A. -Pat ent schrift können Membranen der genannten Art aus Polyvinylchlorid, Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Nylonoder Polytetrafluoräthylen, hergestellt werden. In weiteren ü.S.A.Patent anmeldungen nird Polyvinylidenfluorid ale ein zum HereteHen dampfdurchlässiger Membranen geeignetes Material erwähnt, In diesen TJ.S.A.-Patentanmeldungen iat ferner dieThe distillation of certain solutions, e.g. from salt water, can be carried out in a very convenient manner with the aid of vapor-permeable membranes, one of which is possible distilling solution is heated, and wherein the resulting vapor penetrates the vapor-permeable membrane without the liquid can penetrate through the membrane. One such membrane is shown in U.S. Patent 3,497,423 described. According to this II. S. A. patent, membranes of the type mentioned made of polyvinyl chloride, cellulose nitrate, Cellulose acetate, cellulose triacetate, nylon or polytetrafluoroethylene. In other ü.S.A. patent registrations now polyvinylidene fluoride ale for HereteHen vapor permeable membranes suitable material mentioned, In these TJ.S.A. patent applications also iat the
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Verwendung langgestreckter Kanäle in Form von Wellungen auf der Oberfläche von dampfdurchlässigen Filmen beschrieben, wobei diese Wellungen Strömungswege zwischen beiden Seiten des Films und einer benachbarten dampfdurchlässigen Membran bilden. Die Wahl dieser gewellten Form wurde in erster Linie getroffen, um das Durchströmen einer mehrstufigen Destilliervorrichtung zu verbessern, d.h. einer Vorrichtung, die einen Satz von dampfdurchlässigen Membranen und für Dampf nicht durchlässigen Filmen umfaßt, welche in Deckung miteinander angeordnet sind. Mit anderen Worten, die genannte Wahl wurde getroffen, weil dann, wenn man zwei sehr dünne Flachmaterialstücke, die zur Verwendung in einer Destillationsvorrichtung geeignet sind,.in Deckung aiteinander anordnet, die Gefahr besteht, daß die Flachmaterialstücke aneinander haften, so daß das Hindurchströmen von Fluden zwischen den beiden benachbarten. Flächen möglicherweise behindert wird. Wenn langgestreckte Vertiefungen oder Wellungen bei der genannten Konstruktion vorgesehen wurden, wurde ein relativ ungehindertes Strömen der Flude längs des betreffenden Flachmaterialstücks von einem Ende bis zum anderen Ende ermöglicht.Use of elongated channels in the form of corrugations described on the surface of vapor-permeable films, these corrugations forming flow paths between both sides of the film and an adjacent vapor permeable membrane. The choice of this corrugated shape was made primarily to improve the flow through a multi-stage still, i.e. a device that has a Set of vapor permeable membranes and vapor impermeable films which are in register with one another are arranged. In other words, the aforementioned choice was made because if you have two very thin pieces of flat material, which are suitable for use in a distillation device is that the pieces of flat material adhere to each other, so that the flow of fluids between the two adjacent. Surfaces may be obstructed. When elongated depressions or corrugations in the mentioned construction were provided, a relatively unimpeded flow of the fluids along the relevant piece of flat material from a End to the other end enabled.
Wenn man in der beschriebenen Weise z.B. Seewasser entsalzen will, ergeben sich Schwierigkeiten daraus, daß sich auf der Seite der Membran, der das Salzwasser zugeführt wird, Verkrustungen bilden. Diese Verkrustungen entstehen aus verschiedenen chemischen Bestandteilen des Salzwassers, die aus der Lösung abgeschieden werden und sich an der Membran festsetzen· Selbst wenn man die beschriebene gewellte Membran benutzt, kann sich jedoch eine Verkrustung in einer bestimmten Vertiefung oder in mehreren Vertiefungen bilden, und solche Verkrustungen können das Hindurchströmen einer Flüssigkeit vollständig blockieren, wenn eine ebene Fläche mit Erhöhugen auf beiden Seiten einer solchen Vertiefung in Beruh-. rung kommt.If you want to desalinate seawater in the manner described, difficulties arise from the fact that encrustations form on the side of the membrane to which the salt water is fed. These incrustations arise from various chemical components of salt water that are separated from the solution and stick to the membrane Even if one uses the corrugated membrane described, however, an incrustation can build up in a certain one Well or form in several wells, and such incrustations can flow through a liquid completely block when resting on a flat surface with ridges on either side of such a depression. tion is coming.
Eine weitere Schwierigkeit, die sich bei Entsalzungsvorrichtungen ergibt, bei denen ein Destillationsverfahren Another difficulty that arises with desalination devices that employ a distillation process
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angewendet wird, um zu erreichen, daß salzfreies Wasser entnommen werden kann, besteht in den hohen Kosten der Destillationsvorrichtungen· Mit anderen Worten, Destillationsvorrichtungen zum Erzeugen von Trinkwasser aus Salzwasser haben sich in der Praxis nicht eingeführt, da nicht nur die Vorrichtungen teuer sind, sondern da auch die Verfahren zum Gewinnen von Trinkwasser hohe Kosten verursachen. Destillationsvorrichtungen, mittels welcher es möglich ist, Trinkwasser aus Salzwasser zu gewinnen, sind nicht nur kostspielig, sondern ihre Herstellung bereitet Schwierigkeiten, und diese Vorrichtungen erweisen sich im allgemeinen als unzweckmäßig, wenn sie in Fällen benutzt werden sollen, in denen nur relativ kleine Mengen an Trinkwasser benötigt werden. Dies kann z.B. für Privatwohnungen oder für Wasserfahrzeuge gelten, wo nur kleine Trinkwassermengen in der Größenordnung von etwa 45 ltr je Tag benötigt werden.is used to achieve that salt-free water can be removed, consists in the high cost of the distillation devices In other words, distillation devices for producing drinking water from salt water have emerged not implemented in practice because not only are the devices expensive, but also the methods for obtaining Drinking water cause high costs. Distillation devices, by means of which it is possible to obtain drinking water from salt water are not only expensive, but theirs Manufacturing is difficult and these devices are generally inconvenient when used in Should be used in cases where only relatively small amounts of drinking water are required. This can e.g. apply to private homes or watercraft, where only small amounts of drinking water in the order of about 45 liters per day are required.
Es sind bereits verschiedene Konstruktionen von kostspieligen und komplizierten Destillationsvorrichtungen bekannt, die sich aus zahlreichen Gründen nur in einem sehr geringen Umfang eingeführt haben. Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem Trinkwasser aus Salzwasser dadurch gewonnen wird, daß in einem Dampf spalt eine umgekehrte Osmose durchgeführt wird. Hierbei handelt es sich jedoch um ein weitgehend theoretisches Verfahren, und bis jetzt sind keine" in der Praxis brauchbaren Vorrichtungen, die nach diesem Verfahren arbeiten, auf den Markt gebracht worden.Various constructions of expensive and complicated distillation devices are already known, which, for numerous reasons, have only been introduced to a very limited extent. For example, a method is known in which drinking water from salt water thereby What is obtained is that a reverse osmosis cracks in a steam is carried out. However, this is a largely theoretical process and so far none " in practice usable devices after this Working procedure has been brought to market.
Ferner ist bereits eine dampfdurchlässige Membran bekannt, die in ihrem Inneren das erforderliche poröse Gefüge aufweist, so daß Dampf aus einer Lösung hindurehgeleitet werden kann, ohne daß auch die Lösung selbst die Membran durchdringt, doch arbeitet eine solche Membran aus mehreren Gründen nicht zufriedenstellen*. Einer der Hauptgründe hierfür besteht darin, daß die durchgehenden Porenkanäle mit Gas, jedoch nicht notwendigerweise mit dem zu überführenden Dampf gefüllt werden. Dies ist auf eine mangelnde EntlüftungFurthermore, a vapor-permeable membrane is already known which has the necessary porous structure in its interior so that vapor can be conducted from a solution without the solution itself penetrating the membrane, but such a membrane does not work satisfactorily for several reasons *. One of the main reasons for this is that the continuous pore channels are filled with gas, but not necessarily with the steam to be transferred. This is due to a lack of ventilation
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des Salzwassers zurückzuführen, und diese Tatsache bewirkt notwendigerweise eine Verringerung der die Membran durchdringenden Dampfmenge οof the salt water, and this fact causes necessarily a reduction in the amount of steam penetrating the membrane ο
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sie so ausgebildet ist, daß sich ungehindert Verkrustungen zwischen der dampfdurchlässigen Membran und dem für Dampf undurchlässigen Film bilden können. Gemäß der genannten U.S.A.-Patentschrift 5 4-97 4-2$ wird hier Abhilfe teilweise dadurch geschaffen, daß Kanäle vorgesehen sind, in denen das Salzwasser von einem Ende zum anderen Ende eines eine Membran enthaltenen geschichteten Verbandes strömen kann«> Diese Vorrichtung bleibt auch dann betriebsfähig, wenn in bestimmten Kanälen Verkrustungen entstehen, da die Flüssig^· keit in diesem Fall durch andere Kanäle strömen kann. Jedoch wird hierbei nicht die Aufgabe vollständig gelöst, sämtliche Kanäle offen zu halten, wenn Verkrustungen zu entstehen beginnen, und außerdem wird der Bildung von Verkrustungen nicht entgegengewirktοThere is another disadvantage of this known device in that it is designed so that unimpeded incrustations between the vapor-permeable membrane and the can form a film impermeable to vapor. According to the said U.S. Patent 5 4-97 4-2 will partially remedy this created by the fact that channels are provided in which the salt water from one end to the other end of a one Membrane contained layered dressing can flow «> This device remains operational even if encrustations form in certain channels, since the liquid ^ · in this case can flow through other channels. However, this does not completely solve the problem, all Keep channels open when incrustations begin to form, and besides, incrustation will not start to form counteracted ο
Eine weitere Schwierigkeit, die sich bei den bis jetzt bekannten Destillationsvorrichtungen ergibt, besteht darin, daß es unmöglich ist, diese Vorrichtungen wirtschaftlich herzustellen. Wenn Salzwasser unter Benutzung von porösen und nicht porösen Flachmaterialien destilliert werden soll, muß man dafür sorgen, daß eine möglichst große Fläche in Berührung mit einer möglichst großen Salzwassermenge kommt, um zu erreichen, daß eine möglichst große Wasserdampfmenge aus dem Salzwasser gewonnen und einer Sammelvorrichtung zugeführt wird. Im Hinblick hierauf hat sich die Verwendung einer aus Schichten aufgebauten Konstruktion, d.h. eines Satzes von in Deckung miteinander angeordneten dampfdurchlässigen Membranen und von für Dampf undurchlässigen Filmen, als ein erheblicher Fortschritt bezüglich der Erzielung der gewünschten Ausgangsleistung erwiesen· Jedoch ist bis jetzt keine geschichtete Konstruktion von »ehr einfachem Aufbau bekannt geworden, die eine hohe Leistung erbringt und sich gleich-Another difficulty which arises with the heretofore known distillation devices is that it is impossible to manufacture these devices economically. If salt water is to be distilled using porous and non-porous flat materials, it must be ensured that as large an area as possible comes into contact with the largest possible amount of salt water in order to achieve that the largest possible amount of water vapor is recovered from the salt water and fed to a collecting device will. In view of this, it has the use of a layer-built K o nstruktion, ie a set of spaced with each other in covering vapor-permeable membranes and impermeable for steam films, as a considerable progress in achieving the desired output power proved · However, until now no stratified Construction of »rather simple structure has become known, which provides a high performance and is the same
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zeitig mit geringen Kosten herstellen läßt. Außerdem sind bei dieser bekannten geschichteten Instruktion keine einfachen Mittel vorgesehen, um in dem geschichteten Verband den gewünschten Temperaturgradienten hervorzurufen und so eine maximale Erzeugung von Dampf zu gewährleisten, der als Kondensat gesammelt wird, bei welchem es sich natürlich um den wieder verflüssigten Dampf handelt.can be produced in good time at low cost. Also are at this well-known layered instruction is not a simple one Means are provided to induce the desired temperature gradient in the layered dressing and so one to ensure maximum generation of steam, which is called condensate is collected, which is of course the re-liquefied vapor.
Gemäß der Erfindung soll nunmehr eine verbesserte Destillationsvorrichtung geschaffen werden, bei der es sich um eine mehrstufige Destillationsvorrichtung handelt, die einen Satz von in Deckung miteinander angeordneten dämpfdurchlässigen Membranen und von für Dampf nicht durchlässigen Filmen umfaßt, und die so ausgebildet ist, daß ein Ausgleich für das Entstehen von Verkrustungen geschaffen wird, um die Ausgangsleistung der Vorrichtung auf einem maximalen Wert zu halten· Ferner sieht die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer mehrstufigen Destillationsvorrichtung gemäß der Erfindung vor. Weiterhin sikht die Erfindung eine verbesserte Destillationsvorrrichtung vor, die nur sehr wenig Raim beansprucht, die sich leicht herstellen läßt, und die mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, da es möglich ist, in der Vorrichtung zum Heizen und Kühlen dienende Flude zirkulieren zu lassen, ohne daß es erforderlich ist, eine komplizierte Konstruktion vorzusehen·According to the invention, an improved Distillation device are created, which is a multi-stage distillation device which a set of vapor-permeable membranes in register and non-vapor-permeable membranes Includes films, and which is designed to compensate for the build-up of incrustations around the To keep the output power of the device at a maximum value. The invention also provides an improved method for producing a multi-stage distillation device according to the invention. Furthermore, the invention sikht one improved distillation apparatus which takes up very little space, which is easy to manufacture, and which works with a high degree of efficiency because it is possible is to circulate in the device for heating and cooling serving Flude without the need for a to provide a complicated construction
Zur Erfüllung ihrer Aufgabe sieht die Erfindung eine Verbesserte Konstruktion einer Destillationsvorrichtung vor, die ein zweiteiliges Gehäuse umfaßt, welches aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Lexan" erhältlichen Material oder einem anderen Polymerisat hergestellt ist. Die-: ees Polymerieat wird z.B. durch Aufbringen von Unterdruck in die Form von zwei gleichartigen, zueinander passend geformten Flachmaterialstücken gebracht, die in Deckung miteinander angeordnet werden können, um ein Gehäuse zu^bilden. Ferner •ind zwei in Deckung miteinander angeordnete ;Äa^t«ile yorgeeehen, und zwar eine dampfdurchlässige Membran und einIn order to achieve its object, the invention provides an improved construction of a distillation apparatus which comprises a two-part housing which is made of the material available under the trademark "Lexan" or another polymer. The polymeric acid is brought into the form of two similar, matching pieces of flat material, for example by applying negative pressure, which can be arranged in congruence with one another in order to form a housing. Furthermore • ind two arranged in congruence with one another ; Äa ^ t «ile yorgeeehen, namely a vapor-permeable membrane and a
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für Dampf undurchlässiger Film, und diese Bauteile sind mit gewellten Flächen versehen, die in Deckung miteinander so angeordnet sind, daß sie einen geschichteten Verband bzw« eine mehrstufige Destillationsvorrichtung bilden» Die Wellungen eines der beiden Bauteile verlaufen im rechten Winkel zu den Wellungen des benachbarten Bauteils <> Infolgedessen besteht eine Berührung in der Strömungszone zwischen den beiden Bauteilen an den Scheiteln auf beiden Seiten jeder Vertiefung oder Wellung. Bei dieser kreuzweisen Anordnung steht in jedem Fall ein Umgehungsströmungsweg zur Verfügung, der um jedes Hindernis herumführt, das durch eine Verkrustung in P den Vertiefungen oder Wellungen des einen oder anderen Bauteils gebildet werden könnte. Mit anderen Worten, wenn sich eine Vertiefung an irgendeinem Punkt zwischen ihren Enden zusetzt, da sich irgendeine Ablagerung bildet, kann das betreffende E1IUd bis zu dem Hindernis in der Vertiefung strömen« Dann strömt das Plud um das Hindernis herum, d.h. es tritt über eine die verstopfte Vertiefung kreuzende Vertiefung in eine benachbarte Vertiefung ein, um dann auf der anderen Seite des Hindernisses wieder in die erste Vertiefung einzuströmen. vapor-impermeable film, and these components are provided with corrugated surfaces which are arranged in congruence with one another so that they form a layered association or "a multi-stage distillation device". The corrugations of one of the two components run at right angles to the corrugations of the adjacent component <> As a result, there is contact in the flow zone between the two components at the apices on either side of each depression or corrugation. With this cross-wise arrangement, a bypass flow path is always available which leads around any obstacle that could be formed by an incrustation in P in the depressions or corrugations of one or the other component. In other words, if a depression becomes clogged at any point between its ends, because some deposit is forming, the E 1 IUd in question can flow up to the obstruction in the depression a recess crossing the clogged recess into an adjacent recess in order to then flow back into the first recess on the other side of the obstacle.
Weiterhin sieht die Erfindung eine verbesserte Destilliervorrichtung mit mehreren Stufen vor, die im Vergleich zu * bekannten Vorrichtungen mit einem höheren Wirkungsgrad arbeitet, da erhitztes Salzwasser und abgekühltes Salzwasser so durch die Vorrichtung geleitet wird, daß in verschiedenen Zonen der Vorrichtung der gewünschte Temperaturgradient hervorgerufen wird. Dies wird auf sehr einfache Weise dadurch erreicht, daß eine verbesserte Gehäusekonstruktion verwendet wird, die zwei mit sehr geringen Kosten herstellbare, zueinander passende Bauteile umfaßt, welche in Deckung miteinander so angeordnet werden können, daß sie eine mehrstufige Destillationsvorrichtung umschließen. Die Gehäuseteile sind gegenüber der mehrstufigen De still at lötvorrichtung ül^bemeasen» doch sind ihre Ecken so abgeschrägt, daß sie in Linienberührung mit den Ecken der Destillationsvcrrichtung angeordnet werden Furthermore, the invention provides an improved distillation device with several stages, which works with a higher degree of efficiency compared to known devices, since heated salt water and cooled salt water are passed through the device in such a way that the desired temperature gradient is produced in different zones of the device. This is achieved in a very simple manner in that an improved housing construction is used which comprises two matching components which can be manufactured at very low cost and which can be arranged in register with one another so that they enclose a multi-stage distillation device. The housing parts are dimensioned in relation to the multistage soldering device, but their corners are bevelled so that they are arranged in line with the corners of the distillation device
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können. Dadurch, daß die pestillationsvorrichtung und die beiden Gehäuseteile an diesen Ecken mit abdichtender Wirkung miteinander verbunden werden, entstehen Kammern, die sich längs des Umfangs des geschichteten Verbandes erstrecken. Wenn bestimmte Teile des geschichteten Verbandes mit dem Gehäuse mit abdichtender Wirkung verbunden werden, entstehen Strömungswege, die es ermöglichen, Heiz- und Kühlflüssigkeiten in der gewünschten Weise durch die Destillationsvorrichtung zu leiten. Infolgedessen werden bestimmte Teile der Destillationsvorrichtung erhitzt, um die Erzeugung von Dampf "in den Dampferzeugungsstufen zu verstärken, während andere Teile gekühlt werden, um die Kondensationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Daher arbeitet die mehrstufige Destillationsvorrichtung mit einem noch höheren Wirkungsgrad, und sie ermöglicht es im Vergleich zu bekannten Destillationsvorrichtungeri, eine größere Trinkwassermenge zu gewinnen.can. Because the pestillation device and the two housing parts have a sealing effect at these corners are connected to one another, chambers are formed which extend along the perimeter of the layered dressing. When certain parts of the layered dressing are bonded to the housing with a sealing effect, result Flow paths that allow heating and cooling liquids to be passed through the distillation device in the desired manner. As a result, certain parts of the Distillation device heated to increase the generation of steam "in the steam generation stages, while others Parts are cooled to increase the rate of condensation. Therefore, the multi-stage distillation apparatus works with an even higher degree of efficiency, and it enables it compared to known distillation devices to win a larger amount of drinking water.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are illustrated below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.
Pig. 1 ist eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Destillationsvorrichtung. Pig. 1 is a partially broken away perspective view of a distillation device according to the invention.
"Fig. 2 ist eine stufenweise weggeschnitten gezeichnete' perspektivische Darstellung des inneren Teils der Destillationsvorrichtung" gemäß der Erfindung."Fig. 2 is a step-by-step cut away ' perspective view of the inner part of the distillation device "according to the invention.
Pig. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Hälfte der Destillationsvorrichtung nach Pig. 1.Pig. 3 is an exploded perspective Representation of half of the Pig distillation apparatus. 1.
Pig. 4 ist ein vergrößerter und verkürzter Schnitt längs der Linie 4-4 in Pig. 1.Pig. 4 is an enlarged and foreshortened section longitudinally the line 4-4 in Pig. 1.
Pig. 5 ist ein verkürzter und vergrößerter Schnitt längs der Linie 5-5 in Pig. 1.Pig. Fig. 5 is a foreshortened and enlarged longitudinal section the line 5-5 in Pig. 1.
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Gemäß Fig« 1 umfaßt die dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Destillationsvorrichtung zwei zueinander passend geformte, aus einem Polymerisat hergestellte Beuteile 12 und 14, die in Deckung miteinander angeordnet sind undein Gehäuse bilden. Diese Gehäuseteile sind zweckmäßig aus einem Flachmfeterial geformt, das z.B. aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Lexan" erhältlichen Material besteht. In dem durch die Bauteile 12 und 14- gebildeten Gehäuse sind mehrere Destillationseinheiten angeordnet, die zusammen eine insgesamt mit 16 bezeichnete Destillationsvorrichtung mit mehreren Stufen bilden. Die Destillationsvorrichtung 16 weistAccording to FIG. 1, the one shown comprises a total of 10 designated distillation device two matching each other molded, made of a polymer bag parts 12 and 14, which are arranged in register with each other and a housing form. These housing parts are expediently made of a flat material formed, for example, from the material available under the legally protected name "Lexan". In the housing formed by the components 12 and 14- are a plurality of distillation units arranged, which together with a total of 16 designated distillation device with form several stages. The distillation device 16 has
" einen Satz von Umfangsabschnitten oder Ecken 18a,18b, 18c und 18d auf, die an Innenflächen 20a, 20b, 20c und 2Od des Gehäuses anliegen. Die Ecken des Gehäuses können so abge- * schrägt oder abgeflacht sein, daß sie die Ecken 18a bis 18d tangential berühren. Die Innenflächen 20a bis 2Od können auch jeweils mit einer Tasche versehen sein, in denen ein Bindemittel vorgesehen ist, und welche benachbarte Ränder der Destillationsvorrichtung aufnehmen. Es sei bemerkt, daß in Fig. 1 nur eine solche Tasche 21 dargestellt ist, daß jedoch jede der Innenflächen 20abis 2Od mit einer solchen Tasche versehen ist. Das Gehäuse könnte auch jede beliebige andere Form haben, die es seinen Ecken ermöglicht, jeweils eine Fläche zu berühren, so daß zwischen den Ecken noch zu beschreibende Kammern vorhanden sind. Die Ecken der De-stillationsvorrichtung sind mit dem Gehäuse auf bekannte Weise verbunden, z.B. mit Hilfe eines in Wasser nicht löslichen Kittes, oder durch Verschweißen, so daß die zusammengesetzte Destillationevorrichtung 10 allseitig abgeschlossen ist."a set of peripheral portions or corners 18a, 18b, 18c and 18d, which are attached to inner surfaces 20a, 20b, 20c and 20d of the The housing. The corners of the housing can be beveled or flattened in such a way that they form the corners 18a to 18d touch tangentially. The inner surfaces 20a to 20d can also each be provided with a pocket in which a binding agent is provided and which accommodate adjacent edges of the distillation apparatus. It should be noted that in Fig. 1 shows only one such pocket 21, but that each of the inner surfaces 20a to 20d with such a pocket is provided. The housing could also have any other shape that allows its corners to be one at a time To touch the surface so that there are chambers to be described between the corners. The corners of the distillation device are connected to the housing in a known way, e.g. with the help of a water-insoluble putty, or by welding, so that the assembled distillation device 10 is closed on all sides.
Gemäß Fig. 1 ist das durch die Bauteile 12 und 14 gebildete Gehäuse gegenüber der eigentlichen Destillationsvorrichtung 16 überbemessen, und wenn die Ecken 18a bis 18d mit den abgeschrägten Teilen 20a bis 2Od zusammenarbeiten, sind Kammern vorhanden, die sich über den Umfang der Destiliation·- vorrichtung 16 erstrecken· Diese Kammern sind als eine erste Kanmer22, eine zweite Kammer 24, eine dritte Kammer 26 undAccording to FIG. 1, the housing formed by the components 12 and 14 is opposite the actual distillation device 16 oversized, and when the corners 18a to 18d cooperate with the beveled portions 20a to 20d Chambers are present, which extend beyond the extent of the distillation - device 16 · These chambers are available as a first Kanmer22, a second chamber 24, a third chamber 26 and
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eine vierte Kammer 28 bezeichnet. Gemäß Pig· 1 steht die erste Kammer 22 mit der zweiten Kammer 24 über eine Zone 30 in Verbindung, die sich zwischen dem gewellten Teil 32 des Gehäuseteils 12 und der eigentlichen Destillationsvorrichtung 16 erstreckt. Mit anderen Worten, die parallelen Wellungen des Teils 32 bilden einen Strömungsweg, der sich über die Destillationsvorrichtung hinweg zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer 24 erstreckt. Ähnliche Wellungen sind in dem hinteren Gehäuseteil 14 ausgebildet, um eine ähnliche Strömungsverbindung auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses zu bilden, die jedoch nicht dargestellt ist· Mit dem Gehäuseteil 12 sind Ansehlußstutzen verbunden, die in der ersten Kammer 22 bzw. der zweiten Kammer 24 münden. Einer dieser Anschluß-Stutzen ist in Fig. 1 mit 34 bezeichnet, und ein ähnlicher Ansehlußstutzen von ähnlicher Form und Größe (nicht dargestellt) ist dem weggebrochen gezeichneten Teil der Vorrichtung zugeordnet. Diese Ansehlußstutzen stehen mit Zu- und Abführungsrohren für ein Kühlmittel in Verbindung, das über die Außenflächen der Destillationsvorrichtung 16 geleitet wird, um auf eine noch zu erläuternde Weise einen Temperaturgradienten hervorzurufen. a fourth chamber 28 is designated. According to Pig · 1 is the first Chamber 22 with the second chamber 24 across a zone 30 in Connection that extends between the corrugated part 32 of the Housing part 12 and the actual distillation device 16 extends. In other words, the parallel corrugations of part 32 form a flow path that extends over the Distillation device extends between the first chamber and the second chamber 24. Similar corrugations are in the rear housing part 14 designed to provide a similar flow connection to form on the opposite side of the housing, which however is not shown · With the housing part 12 are connected connecting pieces which open into the first chamber 22 and the second chamber 24, respectively. One of these connecting pieces is designated 34 in Fig. 1, and a similar connection piece of similar shape and size (not shown) is the broken away part of the device assigned. These Ansehlußstutzen are with inlet and Discharge pipes for a coolant in connection, which via the outer surfaces of the distillation device 16 is directed to cause a temperature gradient in a manner to be explained.
, Ein ähnlicher Ansehlußstutzen 36 steht über eine öffnung in dem Gehäuseteil 12 in Verbindung mit der vierten Kammer 28^1 und ein ähnlicher Anschlußetutzen, der mit der dritten Kammer 26 in Verbindung steht, ist auf nicht dargestellte Weise mit dem Gehäuseteil 12 in dem weggebrochen gezeichneten Teil der Vorrichtung verbunden. Die dritte Kammer 26 und die vierte Kammer 28 stehen miteinander über Zonen 38 und 40 in Verbindung, die sich auf beiden Seiten eines mit größeren Wellungen versehenen Bauteils 42 erstrecken, das die Destiliationsvor- * richtung 16 in zwei Hälften unterteilt/Diese Verbindung ist vorgesehen, damit ein. freier Strömungsweg zwischen der dritten Kammer 26 und der vierten Kammer 28 vorhanden ist. Bei einer typischen Anordnung etrömt die erhitzte, zu destillierend· !Flüssigkeit, d.h. In vorliegenden Fall das Salzwasser, zwischen der dritten Kammer 26 und der vierten Kammer 28.A similar connection stub 36 stands over an opening in the housing part 12 in connection with the fourth chamber 28 ^ 1 and a similar connection piece, the one with the third chamber 26 is in connection is in a manner not shown with connected to the housing part 12 in the broken away part of the device. The third chamber 26 and the fourth Chambers 28 communicate with one another via zones 38 and 40 which are located on either side of one with larger corrugations provided component 42 extend, which the distiliationsvor- * direction 16 divided into two halves / This connection is provided so a. free flow path between the third chamber 26 and the fourth chamber 28 is present. at In a typical arrangement, the heated liquid to be distilled flows out, i.e. in the present case the salt water, between the third chamber 26 and the fourth chamber 28.
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Die zu destillierende Flüssigkeit wird erhitzt, und da sie sich im mittleren Teil der Destillationsvorrichtung .16 befindet, während das Kühlmittel in der Zone 30 enthalten ist, besteht innerhalb der Destillationsvorrichtung 10 ein Te,-peraturgradient, so daß die Vorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Nimmt man ferner an, daß die dritte Kammer 26 dazu dient, die zu destillierende Flüssigkeit zuzuführen, strlmt diese Flüssigkeit auf eine noch zu erläuternde Weise durch die verschiedenen Stufen der Destillationsvorrichtung, um die Vorrichtung schließlich über mehrere Auslässe 44 zu verlassen.The liquid to be distilled is heated, and there they is in the middle part of the distillation device .16, while the coolant is contained in zone 30, there is a temperature gradient within distillation device 10, so that the device operates with a high efficiency. Assume also that the third chamber 26 serves to supply the liquid to be distilled, If this liquid flows through the various stages of the distillation device in a manner to be explained below, in order to finally leave the device via several outlets 44.
Fig. 2 bis 5 zeigen die verschiedenen Stufen der Destillationsvorrichtung 16 und lassen ihren Aufbau und ihre Wirkungsweise erkennen. Die Stufen der Destillationsvorrichtung umfassen miteinander abwechselnd angeordnete Verdampfungskammern 72, in denen die zu destillierende Flüssigkeit teilweise verdampft wird, und Kondensationskammern 74m die jeweils zwischen zwei Verdampfungskammern 72 angeordnet sind, und in denen das Destillat gesammelt wird. Die dampfdurchlässige Membran 46 ist auf ihrer einen Seite mit parallelen Vertiefungen oder Rinnen 48 versehen, während ihre andere Seite 50 im wesentlichen eben ist. Es sei bemerkt, daß die fc Vertiefungen 48 parallel verlaufen, und daß ihre Zahl vom Konstrukteur der Vorrichtung gewählt werden kann. In Deckung mit der dampfdurchlässigen Membran 46 ist ein für Dampf undurchlässiger Film 52 angeordnet, der aus einem beliebigen ; für D mpf und andere Flude nicht durchlässigen Material, z.B. dem erwähnten Lexan, bestehen kann. Die dampfdurchlässige Membran 46 soll nicht benetzbar sein, und sie kann aus einem beliebigen bekannten dampfdurchlässigen Material bestehen, z.B. aus Polyvinylchlorid, Bellulosehitrat, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Nylon, Polytetrafluorethylen oder Polyvinylidenfluorid. Der für Dampf undurchlüMige Film 52 ist mit Wellungen 54 versehen, so daß eine ihrer gewellten Flächen die glatte Fläche 50 der Membran 46 berührt, während ihre andere gewellte Fläche die Scheitel auf beiden Seiten derFIGS. 2 to 5 show the various stages of the distillation device 16 and reveal its structure and mode of operation. The stages of the distillation apparatus comprise vaporization chambers 72 arranged alternately with one another, in which the liquid to be distilled is partially vaporized, and condensation chambers 74m which are each arranged between two vaporization chambers 72, and in which the distillate is collected. The vapor-permeable membrane 46 is provided on one side with parallel depressions or grooves 48, while its other side 50 is essentially flat. It should be noted that the fc depressions 48 are parallel and their number can be selected by the designer of the device. In registration with the vapor-permeable membrane 46, a vapor-impermeable film 52 is arranged, which consists of any ; material that is not permeable to steam and other fluids, e.g. the Lexan mentioned above. The vapor permeable membrane 46 is intended to be non-wettable and can be made of any known vapor permeable material such as polyvinyl chloride, bellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose triacetate, nylon, polytetrafluoroethylene, or polyvinylidene fluoride. The vapor-impermeable film 52 is provided with corrugations 54 so that one of its corrugated surfaces contacts the smooth surface 50 of the membrane 46 while its other corrugated surface contacts the apices on either side of the membrane
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Vertiefungen 48 der nächstfolgenden Schicht der dampfdurchlässigen Membran 46 "berührt» Mit anderen Worten, die mehrstufige DestillationsVorrichtung 16 umfaßt im wesentlichen Flachmaterialstücke in Form dampfdurchlässiger Membranen und von für Dampf undurchlässigen Filmen, die abwechselnd in Deckung miteinander angeordnet sind. Die parallelen Vertiefungen 48 der dampfdurchlässigen Membranen 46 verlaufen im rechten Winkel zu den Wellungen des benachbarten, für Dampf durchlässigen Films 52, um jeweils eine Verdampfungskammer zu bilden. Ein Zweck dieser kreuzweisen Anordnung der Vertiefungen besteht darin, zu gewährleisten, daß die zu destillierende Flüssigkeit, die aus der dritten Kammer 26 in der Richtung des Pfeils 56 austritt, eine turbulente Strömung bildet, da sie über die Vertiefungen 48 der dampfdurchlässigen Membran 46 hinwegströmen muß. Außerdem gewährleistet die Berührung zwischen der gewellten Unterseite des für Dampf undurchlässigen Films 52 mit den Scheiteln auf beiden Seiten der Vertiefungen 48 der Membran 46, daß für die zugeführte zu destillierende Flüssigkeit gewundene Ausweichströmungswege zur Verfügung stehen, wenn sich irgendeine der dieser Fläche zugewandten Wellungen verstopfen sollte. Mit anderen Worten, die in Richtung des Pfeils 56 zugeführte zu destillierende Flüssigkeit strömt zum größten Teil durch die Kanäle des gewellten, für Dampf undurchlässigen Films 52, abgesehen von Fällen, in denen einer dieser Kanäle durch eine darin entstehende Verkrustung verstopft wird. Wenn eine solche Verkrustung entsteht, strömt die zu destillierende Flüssigkeit in der Richtung des Pfeils 56 bis zu dem. durch die Verkrustung gebildeten Hindernis. Hierauf strömt die Flüssigkeit im rechten Winkel zu dem verstopften Kanal zu der nächstbenachbarten Vertiefung. In dieser benachbarten Vertiefung strömt die Flüssigkeit im rechten Winkel zur Richtung des verstopften Kanals, so daß das Hindernis umgangen wird. Infolgedessen kann die Flüssigkeit stets durch einen benachbarten nicht verstopften Kanal des betreffenden Films strömen. Somit ist es nicht möglich, daß verstreute Vertrustungen, die in den Wellungen des für Dampf undurchlässigen Films52 entsteheniDepressions 48 of the next following layer of the vapor-permeable membrane 46 "touched" In other words, the multi-stage Distillation device 16 comprises essentially Pieces of flat material in the form of vapor-permeable membranes and vapor-impermeable films, which alternate are arranged in congruence with each other. The parallel depressions 48 of the vapor-permeable membranes 46 extend at right angles to the corrugations of the neighboring one, for steam permeable film 52 to each have an evaporation chamber to build. One purpose of this criss-cross arrangement of the wells is to ensure that the liquid to be distilled, which comes from the third chamber 26 exiting in the direction of arrow 56, a turbulent flow forms, since it must flow over the depressions 48 of the vapor-permeable membrane 46. Also guaranteed the contact between the corrugated underside of the vapor impermeable film 52 with the vertices on either side of the depressions 48 of the membrane 46, that for the supplied liquid to be distilled, winding alternate flow paths are available should any of the corrugations facing that surface become clogged. In other words, that supplied in the direction of arrow 56 to be distilled Liquid flows for the most part through the channels of the corrugated vapor impermeable film 52, apart from Cases in which one of these channels passes through an emerging in it Encrustation becomes clogged. When such an encrustation occurs, the liquid to be distilled flows in the direction of arrow 56 to the. through the incrustation formed obstacle. The liquid then flows at right angles to the blocked channel to the next adjacent one Deepening. In this adjacent recess, the liquid flows at right angles to the direction of the clogged Channel so that the obstacle is bypassed. As a result, the liquid cannot always pass through an adjacent one clogged channel of the film in question. So it is not possible that scattered trusts that are in the Corrugations of the vapor-impermeable film52 arise
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verhindern, daß die Flüssigkeit weiterhin zu den Öffnungen strömt, die schließlich zu den Auslassen 44- führen.prevent the liquid from continuing to the openings flows, which eventually lead to the outlets 44-.
Ferner sei "bemerkt, daß eine Sperre oder ein Bamm 60, der z.B. aus einem Kitt oder einem Bindemittel oder einem dünnen Kunststoffstreifen besteht, zwischen Jeder dampfdurchlässigen Membran 46 und den benachbarten, für Dampf undurchlässigen Filmen 52 innerhalb bestimmter Randabschnitte angeordnet ist. Ein Teil dieser Sperre 60 ist in der in Figo 2 bei 62 dargestellten Weise so profiliert, daß die Sperre gleichzeitig die gesamte zu destillierende Flüssigkeit zu den Öffnungen 58 leitet. Infolgedessen sind keine Zonen vorhanden, in denen sich zu destillierende Flüssigkeit in den Verdampf ungskammern 72 ansammeln kann.It should also be noted that a barrier or a bam 60, e.g. from a putty or a binding agent or a thin strips of plastic are disposed between each vapor-permeable membrane 46 and the adjacent vapor-impermeable films 52 within certain edge portions is. A part of this lock 60 is profiled in the manner shown in Fig. 2 at 62 so that the lock at the same time directs all of the liquid to be distilled to the openings 58. As a result, there are no zones in which liquid to be distilled in the evaporation chambers 72 can accumulate.
Weitere Sperren oder Abstandhalter 51 sind gemäß Fig. zwischen den Bändern der Membranen 46 und der Fj.lme 52 rechtwinklig zu den Sperren oder Dämmen·60 angeordnet. Daher ist jede Verdampfungskammer 72 nur von der Kammer 26 aus zugänglich, unddie Flüssigkeit kann aus der Verdampfungskammer nur über die Öffnungen 58 entweichen.Further locks or spacers 51 are shown in FIG. disposed between the bands of the membranes 46 and the Fig. 52 at right angles to the barriers or dams 60. thats why each evaporation chamber 72 is only accessible from chamber 26, and the liquid can only escape from the vaporization chamber via the openings 58.
Die Kondensationskammer 74, d.h. die Kammer, welche zwischen der ebenen Fläche 50 einer Membran 46 und den Wellungen auf einer Seite eines für Dampf undurchlässigen Films 52 liegt, dient dazu, ein Kondensat zu sammeln, das durch das Kondensieren des Dampfes entsteht, welcher durch die dampfdurchlässige Membran 46 hindurchgedrungen ist. Bei dem Kondensat handelt es sich um destilliertes Wasser, das daher keine Mineralstoffe enthält, die Vertrustungen erzeugen könnten. Daher besteht nur eine geringe Gefahr, daß sich Verkrustungen auf dieser Seite der dampfdurchlässigen Membran 46 bilden, und aus diesem Grund ist die erwähnte Fläche der Membran 46 glatt· Jedoch werden zum Richten der Strömung dienende Kanäle auch in der Kondensationskammer 74 durch die Wellungen auf der benachbarten Seite des für Dampf undurchlässigen Files 52 . abgegrenzt. Alle Ränder der Kondensationskammer run Sammeln des Destillate sind durch Däaune oder Sperren abgeschlossen,The condensation chamber 74, i.e. the chamber which is between the flat surface 50 of a membrane 46 and the corrugations on one side of a vapor impermeable film 52 is used to collect a condensate that is formed by the condensation of the steam which has penetrated through the vapor-permeable membrane 46. With the condensate it is distilled water, which therefore does not contain any minerals that could cause confusion. Therefore, there is little risk that incrustations will form on this side of the vapor-permeable membrane 46, and for this reason the mentioned surface of the membrane 46 is smooth However, channels used to direct the flow are also used in the condensation chamber 74 through the corrugations on the adjacent side of the steam impermeable file 52. delimited. Collect all edges of the condensation chamber run of the distillates are closed by a fence or lock,
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und das Destillat kann die Kondensationskammer nur über die Auslässe oder Anschlußstutzen 70 verlassen. Genauer gesagt sind die Kondensationskammern 74 auf beiden Seiten durch Abstandhalter 61 und an ihren Enden durch Abstandhalter die ähnlich profiliert1 sind wie die Dämme 60 sowie durch Abstandhalter 63 mit geraden Kanten abgegrenzt. Jede Kondensationskammer 74- ist natürlich über die Poren der Membran 46 zugänglich, die mit den Öffnungen 58 ähnelnden Öffnungen in Verbindung stehen.»and the distillate can only leave the condensation chamber via the outlets or connecting pieces 70. More specifically speaking, the condensation chambers 74 on both sides by spacers 61, and at their ends by spacers, the profiled similar to Figure 1 are like the dams 60 and 63 delimited by spacer with straight edges. Each condensation chamber 74- is of course accessible via the pores of the membrane 46, which are in communication with openings similar to openings 58. »
Während des Betriebs der Vorrichtung tritt ein Kühlmittel, z.B. Salzwasser? in die Kammer 24 über den Ansehlußstutzen 34 ein und strömt innerhalb der Zone 30 um die Destillationsvorrichtüng 16 herum zu der ersten Kammer 22. Wie erwähnt, ist eine der Zone 30 ähnelnde Zone auf der entge— gengesetzten Seite der Destillationsvorrichtung vorgesehen, und diese Zone wird von dem Kühlmittel in der gleichen Weise und der gleichen Richtung durchströmte Natürlich ist es unwichtig, ob die Kühlflüssigkeit zuerst in die erste Kammer 22 oder in die zweite Kammer 24 eintritt, wenn nur dafür gesorgt ist, daß das Kühlmittel von der einen Kammer zur anderen Kammer strömt. Die erhitzte zu destillierende Flüssigkeit, z.B. erhitztes Salzwasser, tritt in die dritte Kammer 26 über einen Anschlußstutzen ein, der dem in Fig. 1 gezeigten Anschlußstutzen 36 ähnelt. Die Heizflüssigkeit muß in diesem Fall in Richtung der dritten Kammer 26 zugeführt und über den Anschlußstutzen 36 abgeführt werden, damit die Destillationsvorrichtung 16 in der gewünschten Weise durchströmt wird. Für die der dritten Kammer 26 zugeführte zu destillierende Flüssigkeit stehen zahlreiche Strömungswege zur Verfügung, Ein Hauptströmungsweg verläuft durch die Zonen 38 und 40 im mittleren Teil der Destillationsvorrichtung 16, so daß in diesem mittleren Teil eine höhere Temperatur aufrechterhalten wird. Hier ist ein Von Hindernissen freier Strömungsweg zwi- '* icken der dritten Kammer 26 üiid der vierten Kammer 28 vor-" c*f?r''%> handen. Für die erhitzte zu destillierende Flüssigkeit steife^'"'1 Jedoch zahlreiche weitere ßtrömungswege zur Verfügung, denn"' " *'A coolant, eg salt water, occurs during operation of the device? enters chamber 24 via connection 34 and flows within zone 30 around distillation device 16 to first chamber 22. As mentioned, a zone similar to zone 30 is provided on the opposite side of the distillation device and this zone becomes of the coolant flowing through it in the same way and in the same direction. Of course, it does not matter whether the coolant enters the first chamber 22 or the second chamber 24 first, provided that the coolant is arranged to move from one chamber to the other flows. The heated liquid to be distilled, for example heated salt water, enters the third chamber 26 via a connection piece which is similar to the connection piece 36 shown in FIG. In this case, the heating liquid must be supplied in the direction of the third chamber 26 and discharged via the connecting piece 36 so that the flow through the distillation device 16 is desired. Numerous flow paths are available for the liquid to be distilled supplied to the third chamber 26. A main flow path runs through the zones 38 and 40 in the central part of the distillation device 16, so that a higher temperature is maintained in this central part. Here is a free flow of obstacles be- '* nod of the third chamber 26 üiid the fourth chamber 28 upstream "c * f? R' '%> handen. For the heated liquid to be distilled stiff ^'"'1 However, numerous other ßtrömungswege available, because "'"*'
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die Flüssigkeit; kann aus der Kammer 26 auch in die mehrstufige Destillationsvorrichtung eintreten, die als geschichtete Konstruktion aus dampfdurchlässigen Membranen und für Dampf . undurchlässigen Filmen ausgebildet ist. Diese Eintrittsstellen sind in Fig. 4 durch die Pfeile 56 bezeichnet, und es liegt auf der Hand, daß das Strömen in dieser Richtung nur an der mit den Vertiefungen 48 versehenen Fläche der dampfdurchlässigen Membran 46 erfolgen kann. Das Eintreten von Flüssigkeit in die Kammer zwischen der ebenen Fläche 50 der dampfdurchlässigen Membran 46 und der ihr benachbarten Fläche der für Dampf undurchlässigen Membran 52 wird durch die Dämme 64 verhindert. Je nach der gewählten Zahl der zu einem Stapel vereinigten Membranen und Filme kann man die durch die Pfeile 56 bezeichneten Eintrittsstellen ih^-3-e.der!gewünschten Anzahl vorsehen. Es liegt jedoch auf der Hand, daß es für einen einwandfreien Betrieb der Destillationsvorrichtung wichtig ist, daß die dem gewellten Bauteil 42 in der Mitte der Destillationsvorrichtung am nächsten benachbarten Teile für Dampf undurchlässige Filme und die den Gehäuseteilen 12 und 14 am nächsten benachbarten Teile ebenfalls für Dampf undurchlässige Filme sind. Hierdurch wird jede Kreuzströmung zwischen, der zu destillierenden Flüssigkeit und dem Destillat vermieden, allerdings abgesehen von der Dampfdurchlässigkeit der Mem_ branen 46. -u.the liquid; can also enter the multi-stage distillation device from the chamber 26, which is a layered construction of vapor-permeable membranes and for vapor. impermeable films is formed. These entry points are indicated in FIG. 4 by the arrows 56, and it is obvious that the flow in this direction can only take place on the surface of the vapor-permeable membrane 46 provided with the depressions 48. The entry of liquid into the chamber between the flat surface 50 of the vapor-permeable membrane 46 and the adjacent surface of the vapor-impermeable membrane 52 is prevented by the dams 64. Depending on the selected number of membranes and films combined to form a stack, the entry points indicated by the arrows 56 can be provided in the desired number. It will be understood, however, that for proper operation of the distillation apparatus it is important that the parts closest to the corrugated member 42 in the center of the distillation apparatus for vapor impermeable films and the parts closest to the housing parts 12 and 14 also for Are vapor impermeable films. Hereby is avoided the liquid to be distilled and the distillate any cross-flow between, but apart from the vapor permeability of the membranes 46. m_ M e -u.
Es sei bemerkt, daß die Wirkungsweise der Destillationsvorrichtung im folgenden nur bezüglich einer, Stufe erläutert wird, daß jedoch gemäß den Zeichnungen eine mehrstufige DestillationsTorrichtung'vorgesehen ist, bei der mehrere Destillationsvorgänge mit Hilfe benachbarter M mbranen und Filme innerhalb der gesamten Vorrichtung durchgeführt werden. Zwar sind nur vier Stufen dargestellt, doch könnte die Destillationsvorrichtung auch jede gewünschte andere Zahl von Stufen umfassen. Nimmt man an, daß die su destillierende Flüssigkeit gemäß Fig. 2 in Richtung des Pfeils 56 in die Destillationsvorrichtung 16 eintritt, strömt die FlüssigkeitIt should be noted that the mode of operation of the distillation device is explained below with reference to only one stage is that, however, according to the drawings, a multi-stage DistillationsTorrichtung 'is provided, in which several Distillation operations can be carried out with the aid of adjacent membranes and films within the entire device. Only four levels are shown, but could Distillation device also any other number desired encompassing stages. Assume that the su distilling Liquid according to FIG. 2 in the direction of arrow 56 in the Distillation device 16 enters, the liquid flows
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in der Verdampfungskammer ,72 durch die Vertiefungen zwischen den Wellungen des Mlms 52 in Richtung auf die öffnungen 58. Der in der Verdampfungskammer entstehende Dampf durchdringt die dampfdurchlässige Membran 46 und gelangt in die Kondensationskammer 74 zwischen der ebenen Fläche 50 der dampfdurchlässigen Membran 46 und den darüber liegenden Wellungen des nächsten für Dampf undurchlässigen Films 52. Jede Öffnung 68 ist von einem Damm 66 umgeben, damit keine zu destillierende Flüssigkeit einströmen kann; diese Öffnungen stehen gemäß Fig. 1 in Verbindung mit den Anschlußstutzen 70, die Auslässe für das Destillat bilden. Zwar zeigen die Zeichnungen, daß die Anschlußstutzen 70, 44 und 36 zweckmäßig an dem Gehäuseteil 12 ausgebildet; sind, doch sei bemerkt, daß es bei einer gegebenen Vorrichtung auch"Zahlreiche andere Möglichkeiten gibt, die Sestillationsvorrichtung mit Auslässen und Einlassen zu*versehen. - in the evaporation chamber, 72 through the recesses between the corrugations of the Mlms 52 in the direction of the openings 58. The vapor generated in the vaporization chamber penetrates the vapor-permeable membrane 46 and reaches the condensation chamber 74 between the flat surface 50 of the vapor-permeable membrane 46 and the overlying corrugations of the next to vapor impermeable film 52. Each opening 68 is surrounded by a dam 66 so as not to be distilled Liquid can flow in; According to FIG. 1, these openings are in communication with the connecting pieces 70, the outlets form for the distillate. Although the drawings show that the connecting pieces 70, 44 and 36 expediently on the housing part 12 formed; are, but it should be noted that there is a given device also "Numerous other possibilities to provide the distillation device with outlets and inlets. -
Wenn die zu destillierende Flüssigkeit durch die Verdampfungskammer 72 strömt, dringt somit Dampf durch die dampfdurchlässige Membran 46, um sich in der Kondensationskammer 74 zu sammeln. Wenn die Destillationsvorrichtung jedoch nicht in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet wäre, würde Wärme aus der zu destillierenden Flüssigkeit verloren gehen, so daß eine geringere Dampfmenge erzeugt würde, während sich die zu destillierende Flüssigkeit der Öffnung 58 nähert. Jedoch . verliert der in die Kondensationskammer 7^- eindringende Dampf Wärme, während er in dieser Kammer kondensiert, und diese Wärme wird durch den nächstbenachbarten für Dampf undurchlässigen Film 52 übertragen, um die Temperatur der zu destillierenden Flüssigkeit in der nächstbenachbarten Verdampfungskammer 72 zu erhöhen. Den für Dampf undurchlässigen Filmen 52, die dem gewellten Bauteil 42 in derMitte der Destillationsvorrichtung am nächstn benachbart sind, wird immer noch Wärme aus der zu destillierenden Flüssigkeit in den Zonen 38 und 40 »ugefuhrt. Dann wird Wärme durch den Dampf durch die am nächsten benachbarte erste dampfdurchlässige Membran 46 übertragen, und die stufenweise Wärmeübertragung wird durch dieWhen the liquid to be distilled through the evaporation chamber 72 flows, steam thus penetrates through the steam-permeable membrane 46 in order to be in the condensation chamber 74 to collect. However, if the still is not in the manner according to the invention were designed, heat would be lost from the liquid to be distilled, so that a smaller amount of steam would be generated while the liquid to be distilled approaches the opening 58. However . loses the steam penetrating into the condensation chamber 7 ^ Heat while it is condensing in this chamber, and this heat becomes impermeable to vapor through the nearest neighbor Transfer film 52 to the temperature of the distillate To increase liquid in the next adjacent evaporation chamber 72. The vapor impermeable films 52, that is closest to the corrugated member 42 in the center of the distillation apparatus still becomes heat from the liquid to be distilled in zones 38 and 40 »Guided. Then heat is generated by the steam through the am next adjacent first vapor-permeable membrane 46 transferred, and the gradual heat transfer is achieved through the
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Destillationsvorrichtung hindurch nach außen in Richtung auf die Gehäuseteile 12 und 14 wiederholt. Die den Gehäuseteilen 12 und 14 benachbarte letzte Stufe, die eine Kondensationskammer 74 ist, überträgt Wärme zu den Zonen 30, aus denen die Wärme durch die Kühlflüssigkeit abgeführt wird. Somit wird ein geeigneter und erwünschter Temperaturgradient zwischen dem mittleren Teil der Destillationsvorrichtung 16 und ihren äußeren Teilen hervorgerufen, so daß die Destillationsvorrichtung mit einem sehr hohen Wirkungsgrad arbeiten kann.Distillation device through it outwards towards the housing parts 12 and 14 are repeated. The housing parts 12 and 14 adjacent last stage, which is a condensation chamber 74, transfers heat to the zones 30, from which the heat is dissipated by the coolant. Consequently a suitable and desired temperature gradient between the central part of the distillation device 16 is established and its outer parts, so that the distillation apparatus operate with a very high efficiency can.
Die Zusammensetzung der dampfdurchlässigen Membranen ist im einzelnen in den U.S.A.-Patentschriften 3 497 425 und $ 477 917 beschrieben. Die für Dampf undurchlässigen . Filme und die Gehäuseteile 12 und 14 können aus dem erwähnten Lexan oder einem beliebigen anderen Werkstoff hergestellt werden, der sich z.B. mit Hilfe des Blasformverfahrens verarbeiten läßt, und der natürlich sowohl für Dampf als auch für Flüssigkeiten undurchlässig sein muß. Die aus einem Polymerisat bestehenden Gehäuseteile 12 und 14 können auf sehr zweckmäßige Weise durch Aufbringen eines Untecdrucks oder unter Anwendung eines Überdrucks geformt werden, was sich jeweils nach den Wünschen des Konstrukteurs derVorrichtung richtet.? Entsprechend können die dampfdurchlässigen Membranen a|g Flachmaterialstücke hergestellt und zugeschnitten werden^ oder man kann sie unter der Wirkung eines Unter- oder Überdrucks so gießen, daß sie eine solche Form und Größe erhalten, daß sie als Bestandteile der Vorrichtung verwendet werden können. Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind zahlreiche Polymerisate geeignet, da solche Polymerisate gewähnlich weder von Salzwasser noch von destilliertem Wasser angegriffen werden. Im Rahmen der Erfindung können ferner bestimmte Teile der beschriebenen Destillationsvorrichtung anstelle von Polymerisaten auch aus anderen Materialien hergestellt werden, die weder durch Salzwasser noch durch destilliertes Wasser geschädigt werden. : The composition of the vapor-permeable membranes is detailed in U.S. Patents 3,497,425 and $ 477,917. The impermeable to steam. Films and housing members 12 and 14 can be made from the noted Lexan or any other material which can be processed e.g. with the help of the blow molding process leaves, and of course both for steam and for Liquids must be impermeable. The one made from a polymer existing housing parts 12 and 14 can in a very useful manner by applying a Unterdrucks or under Applying an overpressure will shape whatever happens according to the wishes of the designer of the device. Correspondingly, the vapor-permeable membranes a | g Pieces of flat material are produced and cut to size ^ or they can be operated under the effect of negative or positive pressure cast so as to be of a shape and size such that they can be used as components of the device. Numerous polymers are suitable for the purposes according to the invention, since such polymers are usually neither of Salt water can still be attacked by distilled water. In the context of the invention, certain parts of the described distillation device instead of polymers can also be made from other materials that are not harmed by salt water or distilled water. :
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Ferner'.sieht die Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Herstellen der beschriebenen Destillationsvorrichtung vor. Die beiden zueinander passenden Gehäuseteile aus einem Polymerisat oder einem anderen Werkstoff können zuerst in der beschriebenen Weise hergestellt werden. Dann kann man eine mehrstufige Destillationsvorrichtung 16 herstellen, indem man abwechselnd Stücke des ^embranmaterials und des Filmmaterials in Deckung miteinander anordnet und sie mit Hilfe eines Bindemittels, eines Kittes oder schmelzbarer Kunststoffe miteinander verbindet* die so angeordnet werden, daß sie z.B. die Dämme oder Sperren 62, 63, 64 und 66 bilden und es ermöglichen, die Membranen an den Gehäuseteilen zu befestigen. Je nach den verwendeten Materialien kann man diesen zusammengesetzten Verband erhitzen und durch Aufbringen von Druck außerhalb des die Teile 12 und 14 umfassenden Gehäuses miteinander versiegeln; alternativ kann man die eigentliche Destillationsvorrichtung 16 im noch nicht versiegelten Zustand zwischen den Gehäuseteilen 12 und 14 anordnen, woraufhin das Versiegeln bzw. Abdichten der gesamten Destinations vorrichtung gleichzeitig durch Aufbringen von Wärme oder Druck oder mit Hilfe von Klebemitteln bewirkt wird. Die Öffnungen 58 und 68 werden jeweils in Deckung miteinanderangeordnet, und das Einströmen der betreffenden Flude in diese Öffnungen wird durch die Dämme oder Abstandhalter 62, 63, 64 und 66 geregelt.The invention also provides a novel method to produce the described distillation device. The two matching housing parts from one Polymer or another material can first in the described manner. Then one can produce a multi-stage distillation device 16 by alternating pieces of embranium material and film material arranges them in congruence with each other and with the help of a binding agent, of a putty or fusible plastics, which are arranged in such a way that they e.g. Form dams or barriers 62, 63, 64 and 66 and allow the membranes to be attached to the housing parts. Ever depending on the materials used, this composite dressing can be heated and sealed to one another by applying pressure outside the housing comprising parts 12 and 14; alternatively, the actual distillation device 16 in the not yet sealed state can be inserted between the housing parts 12 and 14, whereupon the Sealing or sealing the entire destination device at the same time by applying heat or pressure or is effected with the aid of adhesives. The openings 58 and 68 are placed in line with each other, and the flow of the fluids in question into these openings is made by the dams or spacers 62, 63, 64 and 66 regulated.
Bezüglich Fig. 1 sei bemerkt, daß die Gehäuseteile 12 und 14 mit kreisrunden Einprägungen versehen werden, durch die die Lage der Auslässe für die zu destillierende Flüssigkeit und das Destillat bestimmt wird, mit denen die Destillationsvorrichtung in einem späteren Zeitpunkt versehen, wird. Genauer gesagt bestimmen diese kreisrunden Einprägungen die Lage der öffnungen 58 und 69, die dadurch hergestellt werden, dad ein feil der Destillationevorrichtung 16 oder die ganze Vorrichtung durchbohrt wird, nachdem der geschichtete Verband xwiechen den Gehäueeteilen 12 und 14 angeordnet ist} alternativ kann »an die öffnungen herstellen, Referring to Fig. 1, it should be noted that the housing parts 12 and 14 are provided with circular impressions, through which the position of the outlets for the liquid to be distilled and the distillate is determined, with which the distillation device is provided at a later point in time. More precisely, these circular impressions determine the position of the openings 58 and 69, which are produced by piercing a part of the distillation device 16 or the entire device after the layered dressing is arranged like the housing parts 12 and 14 make openings,
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indem man eine oder mehrere Membranen und Filme vor dem Zusammenbau der Destillationsvorrichtung mit Bohrlöchern versieht. Es ist ersichtlich, daß die Dämme oder Sperren 62, 63, 64 und 66 so angeordnet sind, daß sie die verschiedenen Membrane und Filme an ihren Rändern voneinander getrennt halten, und daß sie dazu dienen, ein unbeabsichtigtes Einströmen der zu destillierenden Flüssigkeit oder des Destillats in nicht dafür bestimmte Zonen der Destillationsvorrichtung zu verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der dampfdurchlässigen Membranen und der für Dampf undurchlässigen Filme, die in Deckung miteinander angeordnet sind, sind nur * sämtliche Verdampfungskammern verbunden, und sämtliche Kondensationskammern 74· stehen in Verbindung miteinander.by placing one or more membranes and films prior to assembling the still with boreholes provides. It can be seen that the dams or barriers 62, 63, 64 and 66 are arranged to separate the various membranes and films at their edges hold, and that they serve to prevent unintentional influx of the liquid to be distilled or the distillate to prevent in non-designated zones of the distillation device. In the arrangement according to the invention, the vapor-permeable Membranes and the vapor impermeable films, which are arranged in register with each other, are only * all evaporation chambers connected, and all condensation chambers 74 · are in communication with one another.
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