[发明专利]一种便携式可用于全天候获得淡水的装置及工作方法

说明书

本发明公开了一种便携式可用于全天候获得淡水的装置及工作方法，解决了现有技术中无法实现全天候取水的问题，具有实现白天、夜间均能有效获取淡水的有益效果，具体方案如下：一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，包括第一罩和取水层，盛水容器能够放置于取水层的侧部，第一罩能够设置于盛水容器和取水层的上方以罩住盛水容器，取水层包括顺序设置的光谱选择性层和能够使得水通过的多孔隔热层，多孔隔热层的材料为红外透射材料，以在夜间通过多孔隔热层透过红外辐射进行辐射制冷，光谱选择性层能够吸收太阳辐射以在白天加热取水层抽吸的水。

技术领域

本发明涉及取水装置领域，尤其是一种便携式可用于全天候获得淡水的装置及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

水资源是维系地球生态环境和人类可持续发展的首要条件。但是目前随着全球人口的增长和水污染的日益严重，水资源紧缺问题正成为人类社会面临的主要危机之一。在世界总储水量中，海水约占97％，淡水储量为3％，而可供人类直接饮用的淡水仅占0.3％。正因为海水储量巨大，很多人提出了“向海洋要水”，即通过海水淡化的方法获得淡水。而在远离海洋的内陆地区，人们无法做到“向海洋要水”，但是内陆地区分布着众多的江、河、湖等水资源，像海水淡化技术一样，可以对江河湖水蒸发冷凝，以获得淡水。因此，蒸馏冷凝法成为获取淡水的重要途径之一。

而在水资源更为匮乏的半干旱、干旱甚至沙漠地区，获得淡水的一种有效途径是“向空气要水”。据报道，空气中约含有13000万亿升的大气水，因此从大气中获得淡水成为了解决淡水资源危机的另一重要途径，但现有技术中没有全天候向大气中获得淡水的相关装置。

实现水资源淡化和净化的常用方法是在白天利用收集的太阳能产生热能，进而对水进行蒸馏，然后冷凝获得淡水。发明人发现，太阳能蒸馏法获得淡水的局限在于只能在白天且太阳辐照良好的条件下实现，无法在夜间进行取水，而全天候取水对一些区域是重要的，可以在同一天内获取更多的淡水，现有装置不能实现全天候的取水。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，可以用在海上和野外等淡水获取不易的地方，不需要能量输入并且能全天获得淡水。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，包括第一罩和取水层，盛水容器能够放置于取水层的侧部，第一罩能够设置于盛水容器和取水层的上方以罩住盛水容器，取水层包括顺序设置的光谱选择性层和能够使得水通过的多孔隔热层，多孔隔热层的材料为红外透射材料，以在夜间通过多孔隔热层透过红外辐射进行辐射制冷，光谱选择性层能够吸收太阳辐射以在白天加热取水层抽吸的水。

上述的装置中，在白天取水时，第一罩设于取水层和盛水容器的上方，第一罩能够使得被光谱选择性层加热的水预冷冷却变成水，从而被收集；在夜间取水时，第一罩被拿离，且取水层反向设置，多孔隔热层的材料为红外透射材料，以在夜间通过多孔隔热层透过红外辐射进行辐射制冷，实现夜间集水。

如上所述的一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，所述光谱选择性层包括基体，基体内掺入能够吸收太阳辐射的颗粒和能够吸收近红外光的颗粒或中红外光的颗粒，能够吸收太阳辐射的颗粒用于在白天吸收太阳辐射，从而对取水层抽吸的水进行加热；为了进一步提高夜间取水效率，能够吸收近红外光的颗粒或中红外光的颗粒在夜间能够向外太空辐射换热降低材料表面温度，当空气中的水蒸气与低于露点温度的平面接触时便遇冷凝结，从而获得淡水。

基体的材料为热塑性聚酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种或多种。

如上所述的一种便携式可用于全天候获得淡水的装置，所述取水层还包括超亲水层，超亲水层和所述光谱选择性层分别位于多孔隔热层的两侧，超亲水层的设置，保证白天装置从水区域集水的效率。