[发明专利]蒸水器及其操作方法

说明书

发明背景

总的来说，本发明涉及蒸水器，并且本发明尤其但不仅涉及从污染水源，如海水或咸水中提供饮用水的蒸水器。

现有技术概述

在干旱或严酷的环境下，经常难以低成本地探测或提供饮用水，以用于直接饮用、烹调或将例如人或动物食用的食物或药物的再水化。例如，海湾周围的国家具有大量的海水储量，但是内陆的饮用水几乎没有。因此，居住点集聚在提供主要淡水源的天然河流周围，或集聚在通过昂贵的淡化工厂或者连接偏远水库的管道网提供淡水的港口周围。此外，富含盐的水或污染水也不能用于灌溉，因为它通常对植物在生理上有害，并且如果要将这样的水用于食品制造，则要进行某种形式的提纯。所以，任何向农作物供应水的限制都可能限制农作物产量，这些限制是由获得适合清洁水的有限性，或者由实际生产适合清洁水的成本所产生的。换句话说，虽然可能容易获得通常“受污染”形态的水，但是要将污染水纯化到意欲使用所必需的程度还不是经济上可行的。

就为了人的生存而需确保饮用水这方面而言，可能遭遇的恶劣环境是在大海上(当游船遇险之后而处于在救生筏上时)、在沙漠中并且甚至是在星际间探索时。此外，包括干旱、水灾和地震的自然灾害也会显著并且不利地中断向原本可充分供应的区域的饮用水供应。实际上，在后者的这些情况下也许事实上必需用船向受影响的区域运输饮用水，这是非常昂贵的，并且在后勤上难以短时间完成。

注意到以下这点也是有趣的：由海洋法要求和由军队使用的救生包实际上包含很大量的包装饮用水，因此救生包总重的很大一部分可直接归因于所携带的大量水。所以，救生包通常是笨重的，并且如果携带的话会给负荷者带来额外的重压。

太空局如NASA也十分关心在太空中的水的再循环。此外，水的密度在太空飞行中会增加一个小的却是限制性的因素，在发射时必需限制太空飞行器所携带的水量，以限制重量并限制对额外的推力以及由此所需的更多燃料的需要。因此再循环是必需的。此外，对于新千年到来后所计划的未来可能的星际间探索，如何进行水的鉴别以及将其有效地转化为饮用水或适用于水栽法的水，这都是些重大的课题。

在工业规模上使用的淡化机理包括蒸发工艺、电解和反渗透；所有这些都是相对昂贵的，并且经常要求巨大的系统和/或动力的供应。显而易见，在紧急情况下(例如)这样的系统不可能实现，即使是存在也由于需要提供稳定并相当可观的动力供应而不会起作用。

因此需要提供相对简单并且便宜的水净化系统。

发明概述

根据本发明的第一个方面，提供了一种蒸水器，其包括：一个小室，该小室具有一个基本上不透水的上部和一个与基本上不透水的上部连在一起的底部，所述底部由一层膜形成，该膜支持透过其的水全蒸发过程；和一个集水井，该集水井具有一个开口，在小室内从水全蒸发过程冷凝的水滴收集进入该开口，该集水井位于所述底部之内，通常从那里向外延伸。

优选该膜是无孔的。

优选在所述小室之内形成许多冷凝塔板，小室中的这许多冷凝塔板将水滴送到所述集水井中。

在本发明的另一个方面，提供了一种蘑菇形蒸水器，其包括：一个湿润小室，该湿润小室由一个基本上不透水的圆顶上部形成，该圆顶上部与一个膜底部连在一起，所述底部支持透过其的水全蒸发过程；一个热传导性集水井，该集水井具有一个开口，在湿润小室内从水全蒸发过程冷凝的水滴收集进入该开口，该集水井位于底部之内，通常从那里向下延伸；和一个龙头，其与热传导的集水井连在一起，用于将饮用水从该蘑菇形蒸水器中放出。

在一个优选实施方案中，所述膜含有共聚醚酯弹性体，其水蒸气渗透率至少为400g/m²/24hr，优选水蒸气渗透率超过1000g/m²/24hr。

在本发明一个更进一步的方面，提供了一种净化污染水的方法，其包括：形成一个湿润小室，该湿润小室具有一个基本上不透水的上表面，该上表面与一个膜底部连在一起，该膜底部支持透过其的水全蒸发过程；提供一个集水井，该集水井具有一个在所述湿润小室之内的开口；提供一个与所述膜底部并置的污染水给水，由此形成一个穿过膜底部的蒸汽压力梯度；以及将在所述湿润小室内冷凝的水导入所述开口中。

该方法还可以任选地包括以下步骤：通过使用集水井作为“受热器”，利用湿润小室和水源之间的温差来冷凝水蒸气。

优选，该方法也包括将在所述湿润小室内冷凝的水滴引导离开所述膜底部，并进入所述集水井。