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DE102013008403A1 - Apparatus for the electromagnetic desalination of seawater - Google Patents

Apparatus for the electromagnetic desalination of seawater Download PDF

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DE102013008403A1
DE102013008403A1 DE102013008403.2A DE102013008403A DE102013008403A1 DE 102013008403 A1 DE102013008403 A1 DE 102013008403A1 DE 102013008403 A DE102013008403 A DE 102013008403A DE 102013008403 A1 DE102013008403 A1 DE 102013008403A1
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Abstract

Für die Entsalzung von Meerwasser auf Trinkwasserqualität wird ein Elektromagnet eingesetzt, der aus einem weichen Eisenkern besteht, auf dem Spulen mit kapazitiver Doppelwicklung gewickelt sind und zwischen beiden Spulen ist ein Wasserbehälter aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff angeordnet. Beide Spulen werden mit Hochfrequenzstrom bestromt und zwar so, dass beide an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind. Durch jede Spule fließt kapazitver Blindstrom, der gemäß dem Biot-Savartschen Gesetz magnetische Feldstärke erzeugt. Die Trennungskinetik des Trinkwassers von der salzigen Komponente findet in dem Wasserbehälter statt und zwar so, dass die elektrisch leitende salzige Komponente in dem oszillierenden Magnetfeld zur Seite gedrückt wird.For the desalination of sea water to drinking water quality, an electromagnet is used which consists of a soft iron core on which coils with capacitive double windings are wound and a water tank made of electrically non-conductive material is arranged between the two coils. Both coils are energized with high-frequency current in such a way that both are connected to a high-frequency generator. Capacitive reactive current flows through each coil, which generates a magnetic field strength according to Biot-Savart's law. The separation kinetics of the drinking water from the salty component takes place in the water container in such a way that the electrically conductive salty component is pushed aside in the oscillating magnetic field.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnet mit kapazitiver Wicklung-Spulen und einem Wasserbehälter, der als sekundäre Wicklung betrachtet wird, zum Entsalzen von Meerwasser und zum Entsalzen von Salzlösungen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an electromagnet with capacitive winding coils and a water tank, which is considered as a secondary winding for desalting seawater and for desalting saline solutions according to the preamble of claim 1.

Für die Entsalzung von Meerwasser auf Trinkwasserqualität wird ein Elektromagnet eingesetzt, der aus einem weichen Eisenkern besteht, auf dem Spulen mit kapazitiver Doppelwicklung gewickelt sind und zwischen beiden Spulen ist ein Wasserbehälter aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff angeordnet. Beide Spulen werden mit Hochfrequenzstrom bestromt und zwar so, dass beide an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind. Durch jede Spule fließt kapazitver Blindstrom, der gemäß dem Biot-Savartschen Gesetz magnetische Feldstärke erzeugt. Die Trennungskinetik des Trinkwassers von der salzigen Komponente findet in dem Wasserbehälter statt und zwar so, dass die elektrisch leitende salzige Komponente in dem oszillierenden Magnetfeld zur Seite gedrückt wird.For the desalination of sea water to drinking water quality, an electromagnet is used, which consists of a soft iron core, are wound on the coils with capacitive double winding and between two coils, a water tank of electrically non-conductive material is arranged. Both coils are energized with high frequency current in such a way that both are connected to a high frequency generator. Capacitive reactive current flows through each coil, generating magnetic field strength according to Biot-Savart's law. The separation kinetics of the drinking water from the salty component takes place in the water tank in such a way that the electrically conductive salty component is pushed aside in the oscillating magnetic field.

In den Ozeanen steht eine große Menge von Salzwasser mit ca. 35 g/l Salz zur Verfügung, die bis auf 0,5 g/l für die wirtschaftliche Nutzung entsalzt werden muß. Das Meerwasser ist ein Elektrolyt und dessen Hauptkomponenten sind Natrium mit 10.500 mg/l, Kalium mit 380 mg/l, Magnesium mit 1.350 mg/l, Schwefel mit 8 mg/l, Kalzium mit 400 mg/l, Bor mit 4,6 mg/l, Stickstoff mit 15 mg/l, Brom mit 65 mg/l, Chlor mit 19 mg/l, Fluor mit 1,2 mg/l sowie eine ganze Reihe anderer Elemente.In the oceans, a large amount of salt water with about 35 g / l salt is available, which must be desalted to 0.5 g / l for economic use. The seawater is an electrolyte and its main components are sodium at 10,500 mg / l, potassium at 380 mg / l, magnesium at 1,350 mg / l, sulfur at 8 mg / l, calcium at 400 mg / l, boron at 4.6 mg / l, nitrogen at 15 mg / l, bromine at 65 mg / l, chlorine at 19 mg / l, fluorine at 1.2 mg / l and a whole range of other elements.

Gemäß dem Stand der Technik sind seit mehr als hundert Jahren unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen zum Entsalzen von Salzlösungen bekannt, die an verschiedenen Orten als Anlage zum Meerwasserentsalzen betrieben werden. Die Entsalzungstechnologie konzentriert sich weltweit hauptsächlich auf die Umkehrosmose, auf das Membranverfahren, auf das thermische Verfahren, auf die Multieffekt-Destillation u. a.. Die genannten Entsalzungsvorrichtungen sind robust, technisch aufwendig, teuer und bei allen ist der Energieverbrauch enorm. Zum Beispiel, bei der Umkehrosmose liegt der Energieverbrauch zwischen 4 bis 5 kWh pro 1.000 l Trinkwasser.According to the state of the art, different methods and devices for desalting saline solutions have been known for more than one hundred years, which are operated at different locations as a plant for seawater desalination. Desalination technology worldwide focuses mainly on reverse osmosis, membrane processes, thermal processes, multi-effect distillation and the like. a .. The desalination devices mentioned are robust, technically complex, expensive and energy consumption is enormous in all. For example, in reverse osmosis, the energy consumption is between 4 to 5 kWh per 1,000 liters of drinking water.

Vorrichtungen, die die Salzkomponente von der Trinkwasserkomponente mittels gleichzeitiger Einwirkung eines magnetischen und eines elektrischen Wechselfeldes trennen, sind bekannt. Die erste technisch nutzbare Vorrichtung, die in einem wechselnden Magnetfeld und simultan in einem wechselnden elektrischen Feld betrieben wird, ist in der WO 2006/039873 A1 und in dem DE-GM 20 2004 015 611 U1 veröffentlicht. Ferner ist eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Entsalzen von Meerwasser in dem DE-GM 20 2006 011 195 U1 und in dem EP 20 14 620 A2 beschrieben. Die genannten elektromagnetischen Verfahren haben viele wirtschaftliche Vorteile experimentell nachgewiesen und die Trennung von Salzen zwischen 35% bis 50% wurde erreicht. Das Defizit dieser genannten Vorrichtungen liegt im Bereich des technischen Aufwands und sie sind noch robust.Devices which separate the salt component from the drinking water component by the simultaneous action of a magnetic and an alternating electric field are known. The first technically usable device, which is operated in a changing magnetic field and simultaneously in a changing electric field, is in the WO 2006/039873 A1 and in that DE-GM 20 2004 015 611 U1 released. Furthermore, a device for the electromagnetic desalination of seawater in the DE-GM 20 2006 011 195 U1 and in that EP 20 14 620 A2 described. The mentioned electromagnetic methods have demonstrated many economic advantages experimentally and the separation of salts between 35% to 50% has been achieved. The deficit of these devices is in the range of the technical effort and they are still robust.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur, Durchführung eines Verfahrens zum Entsalzen von Meerwasser zu schaffen, die mit einem wesentlich höheren Wirkungsgrad als bei den bisherigen Obengenannten betreibbar ist und damit eine Trinkwasserbereitstellung zu wesentlich günstigeren Kosten ermöglicht wird und dass die Vorrichtung keinen großen Aufwand verlangt sowie günstig zu warten ist.The invention is therefore an object of the invention to provide an apparatus for performing a method for desalination of seawater, which is operable with a much higher efficiency than in the previous above and thus a drinking water supply is made possible at much lower cost and that the device no requires great effort and is cheap to maintain.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Aufgabe besteht aus einem Elektromagnet, auf dessen Kern mindestens zwei Feldspulen mit kapazitiver Doppelwicklung gewickelt sind und zwischen beiden Feldspulen ein Wasserbehälter angeordnet ist, in dem Meerwasser fließt, das in einem oszillierenden Magnetfeld in Trinkwasserkomponente und salziges Konzentrat getrennt wird. Die zwei kapazitiven Feldspulen werden mit Hochfrequenzstrom betrieben, die an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind. Nach der vorliegenden Erfindung ist für eine solche Vorrichtung wesentlich, dass der Hochfrequenzstrom im Verhältnis zur oszillierenden Spannung mit großer Phasenverschiebung, d. h., mit sehr niedrigem cosφ, durch beide Feldspulen fließt.The device for carrying out this task consists of an electromagnet, on whose core at least two field coils are wound with capacitive double winding and between two field coils, a water tank is arranged, flows in the sea water, which is separated in an oscillating magnetic field in drinking water component and salty concentrate. The two capacitive field coils are operated with high frequency current, which are connected to a high frequency generator. According to the present invention, it is essential for such a device that the high-frequency current in relation to the oscillating voltage with a large phase shift, i. h., with very low cosφ, flowing through both field coils.

Diese Verschiebung ist technisch mit der kapazitiven Wicklung in der WO 2010/00 33 94 A2 und in der DE-OS 10 2008 032 666 A1 beschrieben und leicht durchführbar.This shift is technical with the capacitive winding in the WO 2010/00 33 94 A2 and in the DE-OS 10 2008 032 666 A1 described and easy to carry out.

In dem Wasserbehälter fließt das salzige Meerwasser, welches ein Elektrolyt ist, im Kreis um die Mitte des Behälters. Durch den Wasserbehälter oszilliert ein magnetisches Streufeld. Die Kationen und die Anionen sind elektrisch so zusammengebunden, dass sie in ihrer Struktur geschlossene Domänen bilden. In diesen Domänen induziert das magnetische Streufeld Wirbelströme. Gemäß dem Induktionsgesetz wird in jeder Domäne ein magnetisches Gegenfeld induziert. Gemäß Lorentz Kraft werden die salzigen Domänen von der Mitte des Wasserbehälters an den Rand des Behälters gedrückt. Bei steigender Flußdichte des magnetischen Streufeldes und bei steigender Frequenz des elektrischen Blindstromes steigt in beiden Spulen der Wirkungsgrad der Vorrichtung exponential.In the water tank, the salty seawater, which is an electrolyte, flows in a circle around the center of the tank. Through the water tank oscillates a magnetic stray field. The cations and anions are electrically bound together to form closed domains in their structure. In these domains, the stray magnetic field induces eddy currents. According to the law of induction, in each Domain induced a magnetic opposing field. According to Lorentz force, the salty domains are pushed from the center of the water tank to the edge of the tank. With increasing flux density of the magnetic stray field and with increasing frequency of the electrical reactive current increases in both coils, the efficiency of the device exponentially.

Die neue Vorrichtung wird zu ihrer Durchführung nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The new device will be explained in more detail for their implementation with reference to the drawings of exemplary embodiments.

Es zeigt schematischIt shows schematically

1 im Querschnitt einen Elektromagnet mit zwei Feldspulen angeschlossen an einem kapazitiven elektrischen Schaltkreis und einen Wasserbehälter, der zwischen den beiden Feldspulen am Magnetkern angeordnet ist. 1 in cross-section an electromagnet with two field coils connected to a capacitive electrical circuit and a water tank, which is arranged between the two field coils on the magnetic core.

2 im Schnitt die Draufsicht eines Wasserbehälters mit Zufluß für Meerwasser sowie Abfluß für das Salzkonzentrat und Abfluß für das Trinkwasser. 2 in section, the top view of a water tank with inflow for seawater and drain for the salt concentrate and drain for the drinking water.

Das Grundprinzip der vorliegenden Vorrichtung ist in 1 veranschaulicht. Die Meerwasserentsalzung findet in einem Wasserbehälter 4 statt, der am Magnetkern 1 zwischen zwei Feldspulen 2, 3 angeordnet ist. Beide Feldspulen 2, 3 sind durch elektrische Anschlüsse 5, 6 an Hochfrequenzgenerator 7 angeschlossen. Die elektrischen Kondensatoren 8, 9 sind gemäß dem Stand der Technik an Feldspule 2 angeschlossen und die Kondensatoren 10, 11 an Feldspule 3.The basic principle of the present device is in 1 illustrated. The seawater desalination takes place in a water tank 4 instead, the magnetic core 1 between two field coils 2 . 3 is arranged. Both field coils 2 . 3 are through electrical connections 5 . 6 at high frequency generator 7 connected. The electrical capacitors 8th . 9 are in the prior art to field coil 2 connected and the capacitors 10 . 11 to field coil 3 ,

Das magnetische Streufeld 12 fließt von beiden Feldspulen 2, 3 durch das Meerwasser in Behälter 4. Das magnetische Streufeld 12 resultiert davon, dass die Feldspulen 2, 3 mit der gleichartigen magnetischen Polarität gegeneinander orientiert sind. Mit jeder halben Periode des oszillierenden elektrischen Stromes in Feldspule 2, 3 wird die Richtung des Magnetfeldes geändert. In einem so oszillierenden Magnetfeld sind beide Felder immer mit ihrer Polarität gegeneinander gerichtet.The magnetic stray field 12 flows from both field coils 2 . 3 through the seawater into tanks 4 , The magnetic stray field 12 results from the fact that the field coils 2 . 3 are oriented with the same magnetic polarity against each other. With every half period of the oscillating electric current in field coil 2 . 3 the direction of the magnetic field is changed. In such an oscillating magnetic field both fields are always directed with their polarity against each other.

Durch Zufluß 13 in 2 fließt das Meerwasser in den Behälter 4. Die Flußrichtung des Meerwassers in Behälter 4 ist mit Pfeil 14 gekennzeichnet. Das Meerwasser fließt im Kreis um die Mitte des Behälters 4, was die Zwischenwand 15 technisch ermöglicht. Es ist wichtig, dass die Zwischenwand 15 keine Metallplatte sein darf und trotzdem elektrisch leitend sein muß. Zwischenwand 15 könnte z. B. eine Textilplane sein.By inflow 13 in 2 the seawater flows into the container 4 , The direction of flow of seawater into tanks 4 is with arrow 14 characterized. The seawater flows in a circle around the middle of the tank 4 what the curtain wall 15 technically possible. It is important that the partition wall 15 must not be a metal plate and still be electrically conductive. partition 15 could z. B. be a textile cover.

Von Wichtigkeit ist die Kinetik, welche die Trennung der Salzkomponente vom Trinkwasser regelt. Die Kinetik, die diese Trennung regelt, ist der magnetischen Feldstärke des magnetischen Streufeldes 12, ferner der Frequenz des elektrischen Stromes in den Feldspulen 2, 3 direkt proportional. Die elektrisch leitenden Teilchen in dem Meerwasser bilden eine Mehrzahl von elektrisch geschlossenen Domänen, in denen Wirbelströme induziert werden. Jede Domäne ist mit einem induzierten magnetischen Feld verbunden, das in Gegenrichtung des magnetischen Streufeldes 12 orientiert ist. Pfeil 16 in 2 veranschaulicht diese Gegenrichtung. Nach bekannten physikalischen Gesetzen, hauptsächlich gemäß der Lorentz-Kraft, wird das Salzkonzentrat an den Rand des Wasserbehälters 4 gedrückt. Die Trinkwasserkomponente in dieser Kinetik fließt in der Mitte des Wasserbehälters 4. Abflüsse 17 sind an den Außenwänden des Wasserbehälters 4 angeordnet und durch diese fließt das Salzkonzentrat nach außen. Abfluß 18 führt das Trinkwasser von der Mitte des Wasserbehälters 4 nach außen.Of importance is the kinetics, which regulates the separation of the salt component from the drinking water. The kinetics governing this separation is the magnetic field strength of the stray magnetic field 12 , Further, the frequency of the electric current in the field coils 2 . 3 directly proportional. The electrically conductive particles in the seawater form a plurality of electrically closed domains in which eddy currents are induced. Each domain is connected to an induced magnetic field in the opposite direction of the stray magnetic field 12 is oriented. arrow 16 in 2 illustrates this opposite direction. According to known physical laws, mainly according to the Lorentz force, the salt concentrate is at the edge of the water tank 4 pressed. The drinking water component at this rate flows in the middle of the water tank 4 , outflows 17 are on the outside walls of the water tank 4 arranged and through this the salt concentrate flows to the outside. outflow 18 guides the drinking water from the middle of the water tank 4 outward.

Die neue Vorrichtung wird zu ihrer Durchführung nachfolgend anhand der experimentellen Einheit noch näher erläutert. Der Magnetkern 1 ist aus Kernblechen zusammengeschraubt. Die Feldspulen 2, 3 sind aus Kupfer-Doppeldraht gewickelt. Der Durchmesser des Kupferdrahtes beträgt 1,3 mm und auf jeder Feldspule 2, 3 sind 460 Doppelwicklungen gewickelt. Die Kapazität eines jeden Kondensators 8, 9, 10, 11 beträgt 20 μF. Die Wicklungen von beiden Feldspulen 2, 3 sind an Hochfrequenzgenerator 7 angeschlossen. Eine so konstruierte experimentelle Einheit ist für 500 VA Blindleistung konzipiert.The new device will be explained in more detail below for their implementation on the basis of the experimental unit. The magnetic core 1 is screwed together from core sheets. The field coils 2 . 3 are made of copper double wire wound. The diameter of the copper wire is 1.3 mm and on each field coil 2 . 3 460 double windings are wound. The capacity of each capacitor 8th . 9 . 10 . 11 is 20 μF. The windings of both field coils 2 . 3 are at high frequency generator 7 connected. An experimental unit constructed in this way is designed for 500 VA reactive power.

In Tabelle 1 sind experimentelle Daten in sieben Säulen und in vier Reihen aufgeführt.Table 1 shows experimental data in seven columns and four rows.

In Säule a = Spannung an den Feldspulen 2, 3
b = Frequenz der Spannung des Stromes
c = Strom, der in Feldspulen 2, 3 fließt
d = Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung
e = Blindleistung und Wirkleistung zusammen
f = Wirkleistung allein
g = Verhältnis zwischen Blindleistung und Wirkleistung
In column a = voltage at the field coils 2 . 3
b = frequency of the voltage of the current
c = current in field coils 2 . 3 flows
d = phase angle between current and voltage
e = reactive power and active power together
f = active power alone
g = ratio between reactive power and active power

Zum Beispiel bei 30 V Spannung und 2,56 Ampere Strom und bei 100 Hz Frequenz ist die Blindleistung VA 30,4× größer als die Wirkleistung W und das bei einem Phasenwinkel 0,033. Alle anderen Reihen in Tabelle 1 präsentieren experimentelle Daten, die für sich selbst sprechen. Die Daten in Tabelle 1 zeigen, dass die Laboreinheit der Vorrichtung bei niedriger Frequenz betrieben wurde. Bei höheren Frequenzen ist die Vorrichtung mehr effektiv. Die Laboreinheit wurde bei experimentellen Daten, die in Reihe vier aufgeführt sind, getestet. Zu Beginn des Tests hat das Meerwasser eine Salzkonzentration von 35 g/l. Innerhalb von 30 Sekunden hat sich das Salzkonzentrat am Rand des Wasserbehälters 4 angesammelt und die Trinkwasserkomponente hat 2,7 g/l Salz enthalten. Als die Trennungszeit bis 180 Sekunden verlängert wurde, betrug die Salzkonzentration 0,9 g/l.For example, at 30 V voltage and 2.56 amp current and at 100 Hz frequency, the reactive power VA is 30.4 times greater than the active power W and that at a phase angle is 0.033. All other rows in Table 1 present experimental data that speak for itself. The data in Table 1 shows that the laboratory unit of the device was operated at low frequency. At higher frequencies, the device is more effective. The laboratory unit was tested on experimental data listed in row four. At the beginning of the test, the seawater has a salt concentration of 35 g / l. Within 30 seconds, the salt concentrate is at the edge of the water tank 4 accumulated and the drinking water component has 2.7 g / l salt. When the separation time was extended to 180 seconds, the salt concentration was 0.9 g / L.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch ohne Streufeld 12 betrieben werden. In einer solchen Konstruktionsalternative sind die Feldspulen 2, 3 elektrisch in einer Serie angeschlossen und deren magnetischer Fluß in Magnetkern 1 oszilliert in einem geschlossenen Kreis. In dem Wasserbehälter 4 wird das Meerwasser als eine Sekundärwindung betrachtet, die elektrisch kurzgeschlossen ist. In dieser einen Windung fließt elektrischer Strom wie in einem kurzgeschlossenen Transformator. Die Salzkonzentration in Behälter 4 und die Frequenz des Stromes beeinflussen den Trennfaktor in direkter Proportionalität. Die Kinetik einer solchen Trennung ist vom Skineffekt, ferner von der Lorentz Kraft und von weiteren Induktionsvorgängen abhängig. Solche Kinetik ist wirtschaftlich sehr effektiv, wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung bei hohen Stromfrequenzen betrieben wird. Der Magnetkern 1 muß für Hochfrequenzen aus speziellen Legierungen, wie bspw. aus 78% Nickel und 22% Eisen, gefertigt sein. Für den Bereich von mehreren Kilohertz des magnetischen Stromes ist hochpermeables Ferrit, wie Manifer, erforderlich. Die Intensität des durch Wicklungen 2, 3 fließenden Magnetisierungsstromes ist regulierbar und nach Bedarf einstellbar. Diese Regel zählt für die beiden hier beschriebenen Baustrukturen.The device according to the invention can also without stray field 12 operate. In such a design alternative are the field coils 2 . 3 electrically connected in a series and their magnetic flux in magnetic core 1 oscillates in a closed circle. In the water tank 4 The seawater is considered as a secondary turn that is electrically shorted. In this one turn, electric current flows as in a short-circuited transformer. The salt concentration in containers 4 and the frequency of the current affect the separation factor in direct proportionality. The kinetics of such a separation depends on the skin effect, on the Lorentz force and on further induction processes. Such kinetics are economically very effective when the device according to the invention is operated at high current frequencies. The magnetic core 1 must be made for high frequencies of special alloys, such as. 78% nickel and 22% iron. For the range of several kilohertz of the magnetic current, highly permeable ferrite, such as manifer, is required. The intensity of through windings 2 . 3 flowing magnetizing current is adjustable and adjustable as needed. This rule counts for the two building structures described here.

Die vorliegende Vorrichtung ist technisch unkompliziert, leicht herstellbar und besteht in der gesamten Konstruktion aus kommerziellen Werkstoffen. Betrieben wird die Vorrichtung mittels verschiedener physikalischer Parameter, die für konkrete Salzlösungen konkret einstellbar sind.The present device is technically uncomplicated, easy to manufacture and consists throughout the construction of commercial materials. The device is operated by means of various physical parameters that are specifically adjustable for specific saline solutions.

In 1 und 2 ist eine fundamentale Einheit veranschaulicht. Die Frequenz für den in den Wicklungen fließende Magnetisierungsstrom ist zwischen 100 HZ und 70 kHz einstellbar. Eine solche Einheit ist technisch imstande, das Meerwasser bis auf 0,5 g/l zu entsalzen. Wirtschaftlich ist von Wichtigkeit, der elektrische Energieverbrauch einer solchen Einheit liegt bei 0,8 kWh/1.000 l Trinkwasser. Eine derartige wirtschaftliche Leistung ist nur deshalb möglich, weil die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit kapazitivem Blindstrom betrieben wird. Die hier beschriebene Vorrichtung besteht aus einer Einheit mit einer Trinkwasserkapazität von ca. 3.000 l/Std.. Große Trinkwasseranlagen werden aus einer Mehrzahl solcher Einheiten zusammengebaut und an geeigneten Orten betrieben. Die Betriebskosten liegen im Vergleich zum Stand der Technik nur bei 20%. Die wirtschaftlichen Vorteile der hier beschriebenen Erfindung sind für jeden Fachmann in der Kategorie leicht nachweisbar.

Figure DE102013008403A1_0002
In 1 and 2 is a fundamental unit illustrated. The frequency for the magnetizing current flowing in the windings can be set between 100 Hz and 70 kHz. Such a unit is technically capable of desalting the seawater to 0.5 g / l. Economical is important, the electrical energy consumption of such a unit is 0.8 kWh / 1,000 l of drinking water. Such economic performance is possible only because the device according to the invention is operated with capacitive reactive current. The device described here consists of a unit with a drinking water capacity of about 3,000 l / h. Large drinking water systems are assembled from a plurality of such units and operated at suitable locations. The operating costs are only 20% compared to the state of the art. The economic benefits of the invention described herein are readily apparent to any person skilled in the art.
Figure DE102013008403A1_0002

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102008032666 A1 [0008] DE 102008032666 A1 [0008]

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Vorrichtung zur elektromagnetischen Entsalzung von Meerwasser dadurch gekennzeichnet, dass an einem Magnetkern (1) aus weichem magnetischen Material mindestens zwei Feldspulen (2, 3) angeordnet sind, die mit kapazitiver Wicklung umwickelt und mit oszillierendem elektrischen Blindstrom bestromt sind und dass zwischen diesen beiden Feldspulen (2, 3) mindestens ein Wasserbehälter (4) aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff angeordnet ist, in dem salziges Wasser im Kreis (14) um die Mitte fließt und dass am Rand des Wasserbehälters (4) Abflüsse (17) für den Abfluß des salzigen Konzentrats angeordnet sind und dass das Meerwasser durch Zufluß (13) in den Wasserbehälter fließt und dass die Trinkwasserkomponente durch Abfluß (18) von der Mitte des Wasserbehälters (4) nach außen abgeführt wird.Device for the electromagnetic desalination of seawater, characterized in that on a magnetic core ( 1 ) of soft magnetic material at least two field coils ( 2 . 3 ), which are wound with capacitive winding and are supplied with oscillating electrical reactive current and that between these two field coils ( 2 . 3 ) at least one water tank ( 4 ) is arranged from electrically non-conductive material, in the salty water in the circle ( 14 ) flows around the middle and that at the edge of the water tank ( 4 ) Outflows ( 17 ) are arranged for the outflow of the salty concentrate and that the seawater by inflow ( 13 ) flows into the water tank and that the drinking water component by drain ( 18 ) from the middle of the water tank ( 4 ) is discharged to the outside. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Feldspulen (2, 3) elektrisch so geschaltet sind, dass die erzeugte magnetische Feldstärke mit deren magnetischer Polarität gegeneinander orientiert ist und dass damit das erzeugte magnetische Streufeld (12) durch Wasserbehälter (4) verstreut wird.Device according to claim 1, characterized in that the two field coils ( 2 . 3 ) are electrically connected so that the generated magnetic field strength is oriented with their magnetic polarity against each other and that thus the generated magnetic stray field ( 12 ) through water tank ( 4 ) is scattered. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wasserbehälter (4) eine Zwischenwand (15) aus elektrisch leitendem Werkstoff, aber nicht aus Metall, angebracht ist und die Meerwasserflußrichtung im Wasserbehälter (4) im Kreis (14) um die Mitte führt.Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that in the water tank ( 4 ) an intermediate wall ( 15 ) of electrically conductive material, but not of metal, is attached and the Meerwasserflußrichtung in the water tank ( 4 ) in a circle ( 14 ) leads around the middle. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Feldspulen (2, 3) elektrisch so angeschlossen sind, dass die magnetische Feldstärke in Magnetkern (1) in geschlossenem Kreis mit beiden Polaritäten in Serie oszilliert.Device according to claim 1 and 3, characterized in that the two field coils ( 2 . 3 ) are electrically connected so that the magnetic field strength in magnetic core ( 1 ) in a closed circuit with both polarities in series. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, das die Trinkwasserkomponente und die Salzkomponente in oszillierender magnetischer Feldstärke, die im Magnetkern (1) oszilliert, voneinander getrennt sind.Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the drinking water component and the salt component in oscillating magnetic field strength, in the magnetic core ( 1 ) are oscillated, separated from each other. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Feldspulen (2, 3) an Hochfrequenzgenerator (7) mittels elektrischen Anschlüssen (5, 6) angeschlossen sind und dass der oszillierende elektrische Strom hauptsächlich kapazitiver Blindstrom ist.Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the two field coils ( 2 . 3 ) to high-frequency generator ( 7 ) by means of electrical connections ( 5 . 6 ) and that the oscillating electrical current is mainly capacitive reactive current.
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