[发明专利]一种多孔介质复合结构光热腔取水装置及方法

说明书

本发明一种多孔介质复合结构光热腔取水装置及取水方法，其中装置包括：光热腔、吸收涂层(4)、透明聚光盖(1)、高反‑散光器(6)、蒸汽孔(5)；光热腔由上下两部分连接而成，上部为光滑空腔，下部为多孔介质(2)与翅片(3)的复合结构，其内表面涂有吸收涂层(4)，光热腔的顶部为透明聚光盖(1)与高反‑散光器(6)连接，复合结构内壁设有通孔，本发明的取水装置埋入土壤中，土壤中的的水分抽吸到多孔介质(2)中，太阳光通过透明聚光盖(1)聚焦后导入高反‑散光器(6)后散射到复合结构上，加热多孔介质(2)中的水分，蒸发成水蒸气，从蒸汽孔(5)导出后，利用冷凝器进行收集，实现取水。

技术领域

本发明涉及一种多孔介质复合结构光热腔取水装置及方法，属于水资源提取与利用技术领域。

背景技术

可饮用淡水资源日益紧张是全球共同面对的严峻挑战，传统的获取淡水的方式往往需要投入大量的人力物力，例如自来水厂，海水淡化等。新型的取水方式如空气取水，膜蒸馏取水尚处于起步阶段。光热取水是一种重要的水收集利用手段，该方法通过太阳能加热海水、污水等使水变成水蒸气，然后再把水蒸气冷凝成可饮用的淡水。光热取水可以实现海水的高度淡化，也可以把污水处理成饮用水等。然而，该方法需要大量的海水或污水资源。因此在远离海岸的干旱陆地上，该方法不具有可行性。实际上，在干旱陆地区域，干燥的地表下就是大量的浅表层湿润土壤，这些湿润的土壤也蕴含了大量的水资源。如果能将这些水分从土壤中提取出来，将会成为一种解决水资源匮乏的潜在手段。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种多孔介质复合结构光热腔取水装置及方法，实现土壤水分提取收集，能够简单便捷获取淡水。

本发明解决的技术方案为：一种多孔介质复合结构光热腔取水装置，包括：光热腔、吸收涂层（4）、透明聚光盖（1）、高反-散光器（6）、蒸汽孔（5）、冷凝器（8）；

光热腔，由上、下两部分连接而成，上部为光滑空腔，光滑空腔的腔体上设有蒸汽孔（5）；下部为多孔介质（2）与翅片（3）的复合结构；复合结构内表面涂有吸收涂层（4），且设有连通多孔介质（2）与光热腔的通孔作为透水孔；光热腔的顶部设有透明聚光盖（1），与高反-散光器（6）连接;

多孔介质（2）能够从土壤中吸收水分；

高反-散光器（6）位于光热腔内；高反-散光器（6），能够将透明聚光盖（1）聚焦后的太阳光散射到光热腔下部的多孔介质（2）与翅片（3）的复合结构上，加热多孔介质（2）中的水分，蒸发成水蒸气，通过透水孔进入光热腔内，从蒸汽孔（5）导出后，利用冷凝器进行收集。

优选的，光热腔，中上部的光滑空腔为中空圆柱形；光滑空腔的腔体上设有通孔作为蒸汽孔（5）；光滑空腔的腔体两端开口，光滑空腔的腔体一端与透明聚光盖（1）连接；光滑空腔的腔体另一端和多孔介质（2）与翅片（3）的复合结构连接。

优选的，多孔介质（2）与翅片（3）的复合结构内壁为中空圆柱形。

优选的，翅片（3）与光滑空腔的腔体一体成型；相邻翅片（3）之间设有连接筋。

优选的，多孔介质（2）与翅片（3）通过烧结进行固定。

优选的，高反-散光器（6），包括：中空锥台和中空柱形；其中，中空锥台的小端面与透明聚光盖（1）连接，中空锥台的大端面与中空柱形连接。

优选的，中空锥台的高度与光滑空腔的高度相同。

优选的，高反-散光器（6）的中空柱形底部封闭，上部开口，上部与中空锥台大端面连接；中空锥台的小端面封闭。

优选的，上部的光滑空腔为热绝缘材料制成，优选为陶瓷材料。

优选的，一种多孔介质复合结构光热腔取水装置的取水方法，其特征在于步骤如下：