[发明专利]水纯化装置以及用于操作水纯化装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水纯化装置的领域，具体涉及如相应的独立权利要求的前序部分所述的一种低成本、小型的纯化装置和一种用于操作水纯化装置的方法。

背景技术

获得清洁水是一种基本的人类需求。在发展中国家中、在紧急状况下、以及简单地对于户外活动而言，都存在对于简单、轻量、并且便宜的水纯化装置的需求。WO2009/073994A1披露了一种具有可变容积的可膨胀水收集装置，其中该水收集装置的至少部分表面包括一个具有渗透性的过滤区域。这种装置进一步包括一个用于施加力的膨胀器件以用于使得该水收集装置的容积增加并且由此将水抽吸穿过该过滤区域而进入该水收集装置中。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种先前阐述类型的、制造简单并且易于操作的水纯化装置，以及一种用于操作水纯化装置的方法。

这些目标是通过根据相应的独立权利要求所述的一种水纯化装置和一种用于操作水纯化装置的方法来实现的。

这种水纯化装置包括一个水收集装置，该水收集装置具有一个表面，该表面限定了一个可变容积，其中该水收集装置的至少部分表面包括一个过滤膜，该过滤膜是水可透过的并且具体在该过滤膜被淹没在水中时允许水进入该水收集装置中。该装置包括一个用于施加力的膨胀装置，以用于使得该水收集装置的容积增加并且由此将水抽吸穿过该过滤膜而进入该水收集装置中。该膨胀装置包括支撑该过滤膜的一个支撑结构，其中，该支撑结构可以弹性地变形并且被设计成在变形后稳固成至少两种分立的稳定构形中的一种稳定构形，这些稳定构形中的第一稳定构形是该支撑结构的低容积构形，而这些稳定构形中的第二稳定构形是该支撑结构的高容积构形。这就提供了一种简单的机构，在这种机构中该支撑结构满足了为膜提供支撑和使得水收集装置的容积扩大的双重功能，并且还任选地满足了为将水抽吸到水收集装置中而储存和释放能量的进一步功能。

当该装置从第一稳定构形变形成第二稳定构形时，该支撑结构的第一次弹性变形做第一次功，从而使得储存在该支撑结构中的势能增加，并且然后通过该支撑结构的并非与第一次弹性变形反向的、第二次不同的弹性变形，该支撑结构释放出势能。这第二次弹性变形对应于支撑结构松弛、稳固或卡固成该第二稳定构形。简言之，该支撑结构对应于不同稳定构形的多种状态或形状是由该支撑结构所储存的局部势能最大值而分开的。在一个相关实施例中，该过滤膜或一部分过滤膜是弹性的，并且来自由支撑结构的弹性变形所储存和释放的势能的上述作用涉及该支撑结构与该(部分地)弹性的过滤膜的组合、或单独涉及该(部分地)弹性的过滤膜。

在一个实施例中，该水收集装置的容积是由一种柔性片材限定的。这允许提供一个大的过滤区域，覆盖了该水收集装置的大部分表面并且由此增加了穿过该过滤器的流速。它进一步允许针对滤后水的容积而用一种片材、优选由一个或两个部分来制造整个容器，从而简化其构造。限定这种容器的完整片材可以由该过滤膜制造，或是仅仅该容器的一部分表面是由过滤膜制造的，而该容器表面的剩余部分是由另一种柔性片材制造或由一种更刚硬的材料制造和/或由该支撑结构制造。在后一种情况下，该过滤膜可以被安排成仅仅覆盖在该支撑结构的多个支柱或梁条之间的开口。膜可以由具有不同功能、孔隙性和表面处理的若干格层制成。

在一个实施例中，该支撑结构是双稳的，即，它具有准确的两种稳定构形，具体为低容积构形和高容积构形。这允许了该装置的简单操作。

在一个实施例中，这些稳定构形是由该支撑结构的多个不同区段的空间构形限定的。该支撑结构是通过该支撑结构的这些区段的弹性而保持在这些稳定构形中的。因而，该支撑结构的弹性迫使该支撑结构的形状从一种具有最大势能的形状或状态转换成这些不同的稳定构形。这提供了一种尤其简单的支撑结构，因为并不要求额外的元件，例如当该支撑结构的形状对应于容器的、如由过滤膜限定的容积时。

在一个实施例中，该支撑结构的容积是通过一个或多个固持或锁定元件而保持在一种或多种稳定构形中的，例如，由夹子、钩扣、带扣、闩锁、钩子、弹簧锁、绑带或束带或绳线，等等。在使得该支撑结构转换成一种特定构形后，可以手动操作这样的固持或锁定元件来将该支撑结构固持在这种构形中。这样的固持或锁定元件可以是一个分开的部分或者可以被成形为该支撑结构的一部分或者可以被附接、例如焊接或模制到该支撑结构上。

在一个实施例中，该过滤膜安排在该支撑结构内侧，并且优选地该过滤膜是胶粘或焊接到该支撑结构上的或者是卡接到该支撑结构内的或者是被该支撑结构夹紧、包覆模制或包裹的。这允许该支撑结构保护该过滤膜免于机械损伤。