CN113307320A - 一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构 - Google Patents

Abstract

重水是核电工业和医疗等重要的基础，但现有提取重水技术消耗能源极多、成本极高、技术十分复杂；核电站产生的超重水日益增多，特别是日本福岛第一核电站产生的核废水，含有大量氚、锶90、钴16、碘129、碳14、锝99等放射性物质、处理成本高，日本政府于2021年4月13日决定二年后排入太平洋，将严重影响太平洋及整个海洋的生态环境。本发明提供一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，水5通过重力自流、毛细现象润湿导水条3和蒸发层1，并吸收外界热量在所述蒸发层1的表面上蒸发，利用轻水比重水超重水更易蒸发、饱和蒸汽压较小的差异，蒸发排出水5中的轻水，提取一定浓度的重水超重水混合液，同时对周围环境和物体进行降温。

Description

一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构

技术领域

本发明涉及制取重水的技术领域，尤其是涉及利用蒸发轻水制取重水超重水的技术领域。

背景技术

现有利用蒸发轻水制取重水超重水的技术，利用在一个大气压下轻水（分子式H2O，分子量18.0153）沸点是100℃、重水（分子式D2O，分子量20.0275）沸点是101.42℃、超重水中氚水（分子式T2O）沸点是104℃的微小差异，对天然水进行蒸馏，通过控制蒸发温度将天然水中99.73%的轻水蒸发掉，而残液则含有较多的重水、超重水、半重水（分子式HDO）、重氧水、氧-18水、极重水等以及其他物质（以下称“重水超重水混合液”）。存在如下缺陷：

1.需要消耗大量能源，生产成本高，增加碳排放；

2.在加热蒸发汽化的工序中，产生的大量热量传递到外界环境，加剧全球变暖；

3.设备要求精度高，工艺十分复杂，控制难度大。

当今世界的能源紧缺，重水是核电工业和医疗等重要的基础，但提取重水的消耗能源极大、成本极高、技术十分复杂，严重制约了核电工业和某些医疗技术的发展；同时，核电站产生的超重水（特别是含有放射性元素氚的超重水）日益增多，严重影响地球的生态环境，亟需低成本的超重水分离技术。特别是，日本福岛第一核电站核废水，不仅有氚，还有锶90,、钴16、碘129、碳14、锝99等等大量放射性物质残留，这些元素的半衰期都很长，更容易被海洋生物和海底底泥吸收，所以更可能在鱼类等体内富集，并进入人类的食物中；但由于处理成本过高，致使日本政府于2021年4月13日决定两年后排入太平洋，将严重影响太平洋及整个海洋的生态环境。

本发明能在无能耗、低成本的前提下，将水中的轻水进行蒸发，而包括放射性元素的重水超重水混合液则留在残液中，能有效的处理核废水以及从天然水中制取重水超重水混合液，同时还能对周围环境和物体进行降温，大规模使用能有效改善城市热岛现象，增加大气中水的含量、提高降水量、缓解全球气候变暖的趋势。

发明内容

本发明解决的技术问题是，创造性的发明一种环保、高效、持续蒸发水的方法，在低能耗或无能耗、低成本维护的条件下全天候运行，不需要额外消耗大量能源对水进行加热到沸腾或接近沸腾，仅需要从自然界吸收热量，即能实现水的快速蒸发，过虑溶解或悬浮于水中的化学物质，并利用轻水与重水超重水饱和蒸汽压的微小差异、轻水比重水超重水的更容易蒸发的性质，只蒸发水中的轻水并排出到外界，而使重水超重水混合液留在残液中，实现水与重水超重水等其他物质分离的效果，制取一定浓度的重水超重水混合液，还可以对周围环境和物体进行降温。另外，本发明可以设计成任意形状和任意尺寸，在大多数环境下都能使用，且成本低廉、维护简单，适用于大规模使用，特别适用于气温较高、光照较强的地区，如热带地区、沿海沙漠地区、远洋轮船等；还能有效改善城市热岛现象，增加大气中水的含量、提高降水量、缓解全球气候变暖的趋势，改善人类的生存环境。

在传统的观念中，对于水蒸发的技术存在以下普遍存在的、偏离客观事实的认识：认为水层太薄（如≤5mm）容易因蒸发等原因而干燥，难以持续蒸发。由此在实际使用时往往使所述水层的厚度较厚（如＞5mm），造成水蒸发速率慢、装置笨重造价高，并且经常通过直接喷淋等方式补充水，造成水过多而四处横流，极大的浪费水资源、污染环境。

发明人经实验发现，实际情况并非如此：不需要通过增加所述水层的厚度也能有效维持所述水层的存在，只要在所述蒸发层1和导水条3的毛细现象能到达到的高度（如≤50mm、≤100mm、≤150mm等）内进行补水，和\或所述蒸发层1和导水条3低于水面，就能实现给所述蒸发层1均衡的、持续的补水。由此，本发明克服了现有的以上普遍存在的、偏离客观事实的认识。

科学发现，气孔在叶面上所占面积百分比，一般不到1%，气孔完全张开也只占1%-2%，但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的10%-50%，甚至达到100%。也就是说，经过气孔的蒸腾速率要比同面积的自由水面快几十倍，甚至100倍。这是因为气体通过多孔表面扩散的速率，不与孔洞的面积成正相关，而与孔洞的周长成正相关。这就是所谓的孔洞扩散律（smallporediffusionlaw）。这是因为在任何蒸发面上，气体分子除经过表面向外扩散外，还沿边缘向外扩散。在边缘处，扩散分子相互碰撞的机会少，因此扩散速率就比在中间部分的要快些。扩散表面的面积较大时（例如大孔），边缘周长与面积的比值小，扩散主要在表面上进行，经过大孔的扩散速率与孔的面积成正比。然而当扩散表面减小时，边缘周长与面积的比值即增大，经边缘的扩散量就占较大的比例，且孔越小，所占的比例越大，扩散的速度就越快。大多数植物白天的蒸腾速率是15-250g/m2/h，夜晚是1-20g/m2/h。

发明人经实验发现，在两个相同的圆桶状空心容器（如玻璃水杯）A和B内各装高度为3cm的常温自来水；A容器的水利用本发明，将与所述空心容器内底面积相同的所述蒸发层1（如厚度为1mm的棉纱布或吸水纸巾）一端伸入水中直达杯底，其余部分放置于所述玻璃水杯的内、离水面≤10mm的水平塑料托架上，水可以通过毛细现象持续润湿所述蒸发层1；B容器不进行任何处理，利用水面进行蒸发；将2个容器置于同一空间内且相互靠近（即2个容器所处的环境完全一样）；放置48小时后，所述A容器内的水已全部蒸发，而所述B容器内的水面只降低了≤0.3mm；由此，本发明能使水在同等条件下以较快的速率进行蒸发。

本说明书中公开的技术方案，用以更好说明本发明的技术特征，而非对其限制；在本发明的思路下，本发明的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如下所述的本发明的不同方面的许多其它变化，其依然可以对所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。除非另有定义，本说明书中所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述本发明技术特征的目的，不是旨在于限制本发明。需要说明的是：当A部件被称为“固定于”B部件，A部件可以直接在B部件上或者也可以存在居中的部件；当A部件被认为是“连接”B部件，A部件可以是直接连接到B部件或者可能同时存在居中部件；当A部件被认为是与B部件“相互靠近”，A部件可以直接在B部件上或者也可以与B部件有一定的间距,只要实现A、B部件的功能即可，如能将水从A部件输送到B部件、或将热量从A部件传导到另B部件；当A部件被认为是与B部件“直接接触”，A部件可以直接在B部件上或者也可以两者的间距≤1mm；当A部件被认为是与B部件“贴在一起”，A部件可以直接在B部件上或者也可以与B部件贴合成一体。

（一）一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，包括蒸发层1，防水层2，导水条3，储水器4，注水口6，出水口7、蒸发器10等，其特征是：

1.所述蒸发层1为任意长度和宽度的、厚度≤10mm的、任意形状的吸水物体；所述吸水物体包括并不限于以下至少之一的物体：表面和\或内部结构可被水5浸润的物体，表面和\或内部结构表面可附着所述水5的物体等；所述蒸发层1只要能被所述水5润湿，且表面和\或内部具有毛细结构即可；例如，如图1、3、4、6所示，所述蒸发层1为厚度0.1-1mm的、长度100mm-1000mm的、宽度60mm-1000mm的天然纤维和\或化学纤维及其织物（如脱脂棉纱、吸水纸巾、快干仿棉布等）；又例如，如图7、9所示，所述蒸发层1为厚度0.1-1mm的、长度1m-5m的、宽度1m-3m的吸水纤维织物和\或吸水海绵层；如此，所述蒸发层1包含有毛细结构，不仅能吸收和蒸发所述水5，还能利用毛细现象使所述水5在所述蒸发层1中扩散，同时，所述蒸发层1的厚度较薄（如0.1mm-1mm）、比表面积较大，有利于所述蒸发层1表面上的所述水5快速蒸发；

所述水5，包括并不限于以下至少之一：纯净水、自来水、自然界的淡水、海水、污水、废水等；例如水中含有任意浓度的具有杀菌性能、和\或消毒性能、和\或驱虫性能、和\或任意气味的化学物质；如此，所述蒸发层1和导水条3被所述水5润湿后，还具有杀菌、消毒、驱虫、香味多种功效，防止所述蒸发层1和导水条3的霉变、发臭等；应尽量使用含有杂质较少、和\或具有防变质的水5，以减少所述装置使用时的维护难度；

2.所述防水层2为任意尺寸的、任意形状的防水物体；所述防水物体包括并不限于以下至少之一的物体：表面和\或内部结构不可被所述水5浸润的物体，不可被所述水5浸润的防水涂层，至少有一侧表面附着所述防水涂层的物体等；所述防水层2只要不能被所述水5润湿，且能隔开两侧表面的所述水5和气体即可；例如，如图1-6所示，所述防水层为厚度0.1-10mm的、长度200mm-2000mm的、宽度60mm-1000mm的塑料片；又例如，如图7-9所示，所述防水层2为厚度1-100mm的、长度2m-10m的、宽度1m-3m的金属片；如此，一是所述防水层2有着良好的防水功能，能有效的防止所述水5和气体，从所述防水层2的一侧表面渗透到另一侧表面，使由其制成的所述蒸发器10有良好的密封性，保障装置的有效运行；二是所述防水层2的两侧表面与外界空间、所述蒸发层1分别直接接触、和\或相互靠近、和\或贴在一起，有利于相互间热量的快速传导；三是由于所述防水层2厚度较薄（如0.1mm-10mm），有利于所述防水层2两侧的物体通过所述防水层2进行热量的快速传导；四是当所述防水层2为金属等热的良导体时，更有利于热量的快速传导；

3.所述防水层2制成任意尺寸的、任意形状的、半封闭的空心容器，即蒸发器10；所述蒸发器10包括并不限于以下至少之一的结构：所述蒸发器10的顶部与外界相连通，所述蒸发器10的上部与外界相连通，所述蒸发器10的底部与外界相连通；例如，如图1-3所示，所述蒸发器10为长度200mm-2000mm的、直径20mm-300mm的、由所述防水层2（如塑料片）制成的圆桶状空心容器，其底部为半圆球形结构且设置有一个5mm-10mm的小孔、顶部不封闭、中间部分均匀设置有5mm-10mm的小孔；又例如，如图4-6所示，所述蒸发器10为长度200mm-2000mm的、直径20mm-300mm的、由所述防水层2（如塑料片）制成的空心容器，其下部分为圆桶状结构、上半部分为圆锥状结构、底部为半圆球状结构且设置有一个5mm-10mm的小孔、顶部不封闭、中间部分均匀设置有5mm-10mm的小孔；又例如，如图7-9所示，所述蒸发器10为长度2m-10m的、宽度1m-3m的、由所述防水层2（如金属片）制成的圆桶状空心容器，其底部为半圆球形结构且设置有一个5mm-10mm的小孔、顶部不封闭、中间部分设置有5mm-10mm的小孔；如此，所述蒸发器10的内部空间为一个相对封闭的环境，使其中的所述水5的蒸发不受外界环境，特别是外界气体及其流动的影响；

4.所述蒸发层1位于由所述蒸发器10的全部和\或部分内表面上，构成装置主体，通过包括并不限于以下至少之一的结构相连接：所述蒸发层1和所述防水层2通过相互靠近且能实现直接接触相连接，所述蒸发层1和所述防水层2通过直接接触相连接，所述蒸发层1和所述防水层2通过贴在一起相连接，所述蒸发层1和所述防水层2制成一体结构相连接等；所述蒸发层1与所述防水层2通过包括并不限于缝纫、粘合、热压复合、喷涂等其中至少之一的技术贴在一起等等；例如，如图1、3所示，所述防水层2为厚度0.1-10mm的塑料片，所述蒸发层1为厚度0.1mm-1mm的天然纤维和\或化学纤维及其织物（如40支及以上的棉布、棉纱、棉花层等），通过粘合、热压复合等技术贴在一起相连接；又例如，如图4、6所示，所述蒸发层1为厚度0.1mm-1mm的吸水海绵，所述防水层2为厚度0.1-10mm塑料片和\或金属片，通过粘合技术贴在一起相连接；又例如，如图7、9所示，所述防水层2为厚度1-10mm的金属片，所述蒸发层1为厚度0.1mm-1mm的天然纤维和\或化学纤维及其织物（如脱脂棉纱、吸水纸巾、快干仿棉布等），通过粘合技术贴在一起相连接；如此，即能在所述蒸发层1被所述水5润湿后，所述水5不能浸入所述防水层2的另一侧表面，又能使与所述防水层2两侧表面分别直接接触的所述蒸发层1和外界空间之间进行热量传导，还能有效隔开所述防水层2两侧的空间，阻止所述两侧空间内气体的相互流通；

5.所述装置设置至少1个所述储水器4，具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述储水器4位于所述装置主体的任意位置，所述储水器4位于所述装置主体以外的任意位置，所述储水器4位于所述蒸发层1的上方和\或靠近上方的位置等；所述储水器4应水平放置，即所述储水器4的各个部分位于同一水平面上；例如，如图1-6所示，所述储水器4位于所述蒸发器10的外面、且高于所述蒸发层1的位置，所述储水器4为水平放置，即所述储水器4的各个部分位于同一水平面上；又例如，如图7-9所示，所述储水器4位于所述蒸发器10的外面、且高于所述蒸发层1的位置，所述储水器4为水平放置，即所述储水器4的各个部分位于同一水平面上；所述储水罐15（即大型储水器）位于所述装置以外、低于所述装置主体最高处的位置，利用水泵12、抽水管道13将所述储水罐15中的所述水5，输送到所述储水器4中；如此，所述储水器4（包括所述储水罐15）中的所述水5能够利用重力自流或外力，输送到装置的其它部件中；所述储水器4包括并不限于以下至少之一的结构：所述储水器4为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水5的、和\或任意位置上设置有注水口6和\或出水口7的空心容器，所述储水器4为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水5的吸水物体，所述储水器4为任何将外界所述水5输送到所述装置的输水***等；例如，如图1-9所示，所述储水器4为高度10mm-100mm的、内径与所述蒸发器10相同的、宽度为20mm-200mm的、由防水物（如塑料、金属等）制成的、可存储所述水5的圆环状空心容器；又例如，如图7-9所示，所述储水罐15（即大型储水器）为直径10m的、高度10m的由金属制成的圆桶状空心容器，或由混凝土、塑料等制成的水池等；如此，所述水5可储存在所述储水器4内；所述注水口6和所述出水口7位于所述储水器4的任意位置，为穿过所述储水器4外壳的包括并不限于孔洞、管道、空隙、缝隙等其中至少之一的结构，只要能通过所述水5即可，所述注水口6和\或出水口7设置有阀门，控制所述水5的流量；例如，如图1、4所示，所述注水口6位于所述储水器4的顶盖上，出水口7位于所述储水器4最下方的外壳上；例如，如图7所示，所述注水口6位于所述储水器4的顶盖上，出水口7位于所述储水器4靠近上半部的外壳上；又例如，所述注水口6和所述出水口7为同一结构（如三通管道），通过控制所述水5的流动，实现对所述储水器4的注水和出水等功能；如此，所述水5能通过所述注水口6注入所述储水器4中，并通过所述出水口7输送出来；

6.所述储水器4与所述装置主体通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述储水器4与所述装置主体通过相互靠近相连接，所述储水器4与所述装置主体通过直接接触相连接，所述储水器4与所述装置主体通过所述导水条3相连接，所述储水器4与所述装置主体通过导水管道相连接等；只要能实现将所述储水器4中的所述水5，输送到所述导水条3和\或蒸发层1即可，当所述储水器4低于所述蒸发层1的最高处时，可利用水泵等将所述水5输送至高于所述蒸发层1的最高处或其附近；例如，如图1、2、7、8所示，所述的储水器4位于所述蒸发器10的外表面、且高于所述蒸发层1的位置，所述蒸发器10与所述储水器4的外壳利用粘合等技术进行连接、或制成一体结构，且所述导水条3穿过所述出水口7伸入所述储水器4，并在所述储水器4底部通过粘合、缝纫等技术制成一体结构；又例如，如图4、5所示，所述的储水器4位于所述蒸发器10的外表面、且高于所述蒸发层1的位置，所述蒸发器10与所述储水器4的外壳利用粘合等技术进行连接、或制成一体结构，且所述蒸发层1穿过所述出水口7伸入所述储水器4，并在所述储水器4底部通过粘合、缝纫等技术制成一体结构；如此，所述储水器4能进行最适合的设置，实现将所述储水器4中的所述水5，最有效的输送到所述导水条3和\或蒸发层1的效果；

7.所述装置至少设置1条所述导水条3，具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述导水条3位于所述装置主体的任意部位，所述导水条3位于所述装置主体靠近所述储水器4的部位，所述导水条3位于所述装置主体与所述储水器4之间，所述导水条3位于2个及以上的所述储水器4之间等；例如，如图1、3、7、9所示，若干条所述导水条3的上端穿过所述防水层2连接所述储水器4，所述导水条3的下端位于所述蒸发层1最下端边缘附近，所述导水条3伸出所述储水器4的部分不互相接触，所述导水条3固定于所述蒸发层1上，相邻的所述导水条3之间间隔50mm-100mm；如此，所述装置在使用时，所述储水器4位于所述蒸发层1和所述导水条3的最高处或其附近，所述导水条3除延伸入储水器4的部分外以一定坡度连续分布，原则上距离所述储水器4越近的部分其水平位置越高、距离所述储水器4越远的部分其水平位置越低；所述一定坡度为特定斜率的坡度、和\或不同部位为不同斜率坡度，所述的坡度的斜率越大、所述水5在所述导水条3中利用重力自流的速度越快，当所述坡度的斜率为100%即坡度角为90度时所述速度最快；如此，能实现所述水5从所述储水器4持续润湿全部所述导水条3的效果；并且，对所述导水条3进行适当弯曲也能实现此效果，如果过度弯曲的达不到此效果，则减小弯曲的角度以实现此效果；但在所述导水条3的某些部分，虽然靠近所述储水器4部分的垂直高度略高于距离所述储水器4更远部分（例如垂直高度差≤50mm）、和\或位于同一水平高度，但利用所述导水条3的毛细现象，能实现此效果亦可；如达不到此效果，则降低所述导水条3距离所述储水器4更远部分的垂直高度、和\或提高所述导水条3靠近所述储水器更近部分的垂直高度（例如垂直高度差≤20mm），以实现此效果；又例如，所述导水条3两端分别伸入2个所述储水器4之中，如此，能快速的将2个所述储水器4中的所述水及溶液，从所述导水条3的两端同时输送到所述导水条3中；同时，根据所述导水条3被所述水5润湿后，与其直接接触的所述蒸发层1在水平线上被所述水5润湿的宽度来确定相邻2条所述蒸发层1的间隔（如50mm-100mm），以实现当所述导水条3被所述水5全部润湿后，与所述导水条3同一水平线上的所述蒸发层1也能全部被所述水5润湿的效果；并且，当所述导水条3末端不位于蒸发层1的下边缘时，因所述导水条3过度吸收所述水5导致其溢出，润湿其溢出后流经所述导水条3末端水平线以下的所述蒸发层1，根据此部分所述蒸发层1被所述水5润湿的面积，确定所述导水条3的长度、和\或所述导水条3末端与此部分所述蒸发层1边缘的间隔距离（如100mm-200mm），以实现此部分所述蒸发层1完全被所述水5润湿的效果；如此，实现当所述导水条3全部被所述水5润湿后，与其连接的所述蒸发层1也逐渐被所述水5全部润湿的效果；所述导水条3为任意尺寸的、横截面为任意形状的长条状吸水物体；所述长条状吸水物体具体包括并不限于以下至少之一的物体：对所述水5润湿性好的物体，对所述水5吸水率高的物体，对所述水5润湿性好且吸水率高的物体等；所述导水条3只要能被所述水5润湿，且表面和\或内部具有毛细结构即可；例如，如图1、3、7、9所示，所述导水条3为任意长度的、横截面为直径5mm-50mm圆形条状的、棉花纤维条或吸水化学纤维条或吸水海绵条等；如此，一是所述水5能快速润湿所述导水条3，并在所述导水条3中扩散；二是所述导水条3的截面面积较小、固定长度的所述导水条3的体积较小，能用较少的所述水5使更长的所述导水条3完全润湿；三是所述导水条3具有吸附所述水5的作用，能在一定程度上防止所述水5从所述导水条3中溢出；

8.所述导水条3与所述储水器4通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述导水条3、与所述储水器4和\或所述出水口7通过相互靠近相连接，所述导水条3、与所述储水器4和\或所述出水口7通过直接接触相连接，所述导水条3穿过所述出水口7、且伸入所述储水器4中相连接等；例如，如图1、3所示，若干条所述导水条3一一对应的，穿过位于所述储水器4外壳底部的所述出水口7，且延伸到所述储水器4内部的底部，并在所述储水器4底部，通过缝纫和\或粘合等技术连接为一体结构；又例如，如图7、9所示，若干条所述导水条3一一对应的，穿过位于所述储水器4外壳上、靠近其顶部处的所述出水口7，且延伸到所述储水器4内部的底部，所述导水条3在所述储水器4底部，通过缝纫和\或粘合等技术连接为一体结构；又例如，若干所述导水条3一一对应的，位于所述储水器4外壳底部的所述出水口7的下方，相互间直接接触或相互间的距离≤10mm；如此，一是当所述出水口7位于所述储水器4底部时，由于所述导水条3的垂直高度低于所述储水器4，则所述储水器4中的所述水5能利用重力自流，通过所述出水口7准确的润湿所述导水条3；二是当所述导水条3穿过所述出水口7、且所述出水口7不位于所述储水器4底部时，则所述导水条3的伸入所述储水器4的部分利用毛细现象，将所述储水器4底部和\或所述出水口7水平线以下的所述水5，润湿所述出水口7处的所述导水条3，然后利用重力自流和毛细现象润湿所述储水器4外的所述导水条3；如不能实现此效果，则降低所述出水口7的高度（如从距离所述储水器4的底部≤100mm，变更为≤50mm），也可以提高所述水5的水位，直到实现此效果；在装置启动时，所述储水器4中的所述水5水位应高于所述出水口7，使所述水5更快的润湿所述导水条3；

9.所述导水条3与装置主体通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述导水条3固定于所述蒸发层1表面且通过直接接触相连接，所述导水条3固定于所述蒸发层1表面且通过贴在一起相连接，所述导水条3与所述蒸发层1制成一体结构相连接等；例如，如图1、3、7、9所示，所述导水条3固定于所述蒸发层1不朝向所述防水层2的表面，利用缝纫技术和\或粘合等技术与所述蒸发层1贴在一起相连接；又例如，所述导水条3固定于所述蒸发层1不朝向所述防水层2的表面，所述导水条3与所述蒸发层1通过直接接触相连接；又例如，所述导水条3固定于所述蒸发层1与所述防水层2之间，利用缝纫技术与所述蒸发层1贴在一起相连接；如此，当所述导水条3被所述水5润湿后，与其直接接触、和\或贴在一起的、一定范围内的所述蒸发层1也能逐渐被润湿；还可以通过包括且不限于以下至少之一的方式，尽量减少所述导水条3与所述蒸发层1的直接接触、和\或贴合在一起的面积，增加所述蒸发层1与外界的直接接触面积，即增加所述水5的蒸发面积，有利于更好的散热降温，即：例如，所述导水条3靠近所述蒸发层1的表面上，均匀设置有间隔10mm-100mm、直径1mm-5mm、高度2mm-5mm的突起，与所述蒸发层1直接接触和\或贴合在一起；又例如，所述导水条3靠近所述蒸发层1的表面上，设置有间隔50mm-100mm、宽度1mm-5mm、高度2mm-5mm、的突起条，与所述蒸发层1直接接触和\或贴合在一起；

综上所述，所述装置在启动时，所述水5从所述注水口6注入所述储水器4中，并利用重力自流、所述导水条3的毛细现象，从所述出水口7流出，且自上而下的、逐渐的全部润湿所述导水条3；可通过并不限于以下至少之一的方式，实现装置的快速启动：当水位高于所述出水口7时，则可借助所述水5重力自流更快速的润湿所述导水条3，和\或利用外力通过喷淋、滴注、注射等方式，快速将全部或部分的所述导水条3和\或所述蒸发层1润湿；然后，所述水5润湿位于所述储水器4内的所述导水条3，然后利用重力自流和所述导水条3的毛细现象，通过所述出水口7润湿位于所述蒸发器10内表面、低于所述储水器4的全部所述导水条3；并通过所述导水条3和所述蒸发层1的毛细现象，润湿全部所述蒸发层1，实现所述蒸发层1能持续的、全部被所述水5润湿的效果；如果不能实现此效果，则通过增加所述导水条3的数量（如从8条增加到16条）、分布密度（如相邻导水条3的距离由50mm减少到30mm、20mm、10mm等），或者降低所述出水口7的高度（如从位于储水器4的上部调整到其底部），直到达到此效果；所述蒸发层1中多余的所述水5，暂时存储在所述蒸发器10的底部；如此，所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过重力自流和所述蒸发层1的毛细现象不断补充所述水5，实现装置的持续运行；同时，位于所述蒸发器10内表面的所述蒸发层1，通过所述蒸发器10的外壳从外界吸收热量，实现所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，其形成的水气通过所述通气口8排到外界；由于，一是，轻水比重水超重水等在相同的条件下更容易蒸发，位于所述蒸发器10中所述蒸发层1表面上的所述水5蒸发时，所述水5中的轻水先进行蒸发，所述水5中的重水超重水等其他物质仍留在所述水5的残液中；二是，所述蒸发器1底部的所述水5，能通过所述蒸发层1毛细作用润湿水面上的部分蒸发层1（如高于水面≤50mm），并进行蒸发；三是，通过控制所述出水口7的阀门，实现所述蒸发器10中的所述水5的相对平衡，即所述蒸发器10的底部暂时存储的所述水5基本保持不变，且所述蒸发层1全部的、持续的保持润湿；四是，所述蒸发器10的上半部分不设置有所述蒸发层1，由于此部分的空间较大、且高度落差较大，在所述水5不断蒸发的情况下，使所述通气孔8处的气压小于所述蒸发器10的底部；则所述水5蒸发后形成的水气，在地球重力和水气压力等作用下，使分子量较小、饱和蒸汽压较小、且含量占纯大多数的轻水蒸发后的水气向上扩散，优先分布于所述蒸发器10内的上半部分，并通过所述通气口10排出到外界；而重水超重水蒸发后的水气，因分子量较大、饱和蒸汽压较大，沉降于所述蒸发器10内的下半部分，难以通过所述蒸发器10顶部的所述通气口8而排到外界，并且由于所述蒸发器10内的湿度达到饱和状态，在所述水5的表面张力的作用下重新液化（如在温度较低而湿度较高的夜间）；如此，实现所述水5中的轻水基本蒸发并排出到外界，而蒸发器4底部的所述水5中，重水超重水的浓量不断升高的效果；待所述蒸发器10底部暂时存储的水5中的重水超重水混合液达到一定的浓度后（如≥90%），即能得到较纯净的重水超重水混合液；如此，实现将水5中轻水与重水超重水等物质进行有效的分离，不仅能防止超重水等有害物质排到外界造成污染，而且还能制取一定浓度的重水超重水混合液；另外，还具有对周围的物体和空间进行散热降温的功能。

（二）根据（一）所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：

所述装置不设置所述导水条3，用所述蒸发层1代替所述导水条3与所述储水器4连接，即通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述蒸发层1、与所述储水器4和\或所述出水口7通过相互靠近相连接，所述蒸发层1、与所述储水器4和\或所述出水口7通过直接接触相连接，所述蒸发层1穿过所述出水口7、且伸入所述储水器4中相连接等；例如，如图4、6所示，所述蒸发层1的上端分割成多条，并一一对应的穿过所述出水口7、且伸入所述储水器4中，并在所述储水器4的底部通过缝纫等技术连接为一体结构；如此，实现将所述储水器4中的所述水5，在重力自流和所述蒸发层1的毛细作用下，润湿全部所述蒸发层1的效果，如不能实现此效果则通过增加所述蒸发层1伸入所述储水器4的数量（如从8条增加到16条），直到实现此效果；综上所述，所述装置在启动时，所述水5从所述注水口6注入所述储水器4中，并利用重力自流、和\或所述蒸发层1的毛细现象，从所述出水口7流出，且自上而下的、逐渐的全部润湿所述蒸发层1；可通过并不限于以下至少之一的方式，实现装置的快速启动：当水位高于所述出水口7时，则可借助所述水5重力自流更快速的润湿所述蒸发层1，和\或利用外力通过喷淋、滴注、注射等方式，快速将全部或部分的所述蒸发层1润湿；然后，所述水5润湿位于所述储水器4内的所述蒸发层1，然后利用重力自流和所述蒸发层1的毛细现象，通过所述出水口7润湿位于所述蒸发器10内表面、低于所述储水器4的全部所述蒸发层1，实现所述蒸发层1能持续的、全部被所述水5润湿的效果；如果不能实现此效果，则通过增加所述蒸发层1伸入所述储水器4的数量（如从8个增加到16个），或者降低所述出水口7的高度（如从位于储水器4的上部调整到其底部），直到达到此效果；所述蒸发层1中多余的所述水5，暂时存储在所述蒸发器10的底部；如此，所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过重力自流和所述蒸发层1的毛细现象不断补充所述水5，实现装置的持续运行；同时，位于所述蒸发器10内表面的所述蒸发层1，通过所述蒸发器10的外壳从外界吸收热量，实现所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，其形成的水气通过所述通气口8排到外界；由于，一是，轻水比重水超重水等在相同的条件下更容易蒸发，位于所述蒸发器10中所述蒸发层1表面上的所述水5蒸发时，所述水5中的轻水先进行蒸发，所述水5中的重水超重水等其他物质仍留在所述水5的残液中；二是，所述蒸发器1底部的所述水5，能通过所述蒸发层1毛细作用润湿水面上的部分蒸发层1（如高于水面≤50mm），并进行蒸发；三是，通过控制所述出水口7的阀门，实现所述蒸发器10中的所述水5的相对平衡，即所述蒸发器10的底部暂时存储的所述水5基本保持不变，且所述蒸发层1全部的、持续的保持润湿；四是，所述蒸发器10的上半部分不设置有所述蒸发层1，由于此部分的空间较大、且高度落差较大，在所述水5不断蒸发的情况下，使所述通气孔8处的气压小于所述蒸发器10的底部；则所述水5蒸发后形成的水气，在地球重力和水气压力等作用下，使分子量较小、饱和蒸汽压较小、且含量占纯大多数的轻水蒸发后的水气向上扩散，优先分布于所述蒸发器10内的上半部分，并通过所述通气口10排出到外界；而重水超重水蒸发后的水气，因分子量较大、饱和蒸汽压较大，沉降于所述蒸发器10内的下半部分，难以通过所述蒸发器10顶部的所述通气口8而排到外界，并且由于所述蒸发器10内的湿度达到饱和状态，在所述水5的表面张力的作用下重新液化（如在温度较低而湿度较高的夜间）；如此，实现所述水5中的轻水基本蒸发并排出到外界，而蒸发器4底部的所述水5中，重水超重水的浓量不断升高的效果；待所述蒸发器10底部暂时存储的水5中的重水超重水混合液达到一定的浓度后（如≥90%），即能得到较纯净的重水超重水混合液；如此，实现将水5中轻水与重水超重水等物质进行有效的分离，不仅能防止超重水等有害物质排到外界造成污染，而且还能制取一定浓度的重水超重水混合液；另外，还具有对周围的物体和空间进行散热降温的功能。

（三）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置至少1个出水管9，所述出水管9为任意尺寸的、可以通过所述水5、由防水物制成的，包括并不限于孔洞、管道、空隙、缝隙等其中至少之一的结构；所述出水管9位于所述蒸发器10的底部、并穿透所述蒸发器10的外壳、连通所述蒸发器10的内部空间与外界；例如，如图1、2、4、5所示，所述装置设置1个所述出水管9，为内径10mm-30mm、由防水物体（如金属、塑料等）制成的空心管道，位于所述蒸发器10的底部，其两端分别连通所述蒸发器10的内部空间和外界；又例如，如图7、8所示，所述出水管9，为内径10mm-30mm、由防水物体（如金属、塑料等）制成的空心管道，分别位于若干个所述蒸发器10的底部，其一端分别连通每个所述蒸发器10的内部空间，另一端通过三通接头连接为一体结构，然后再与外界进行连通；如此，所述出水管9能将蒸发器10中所述水5的残液输送到外界。

（四）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述通气口8的内径小于所述蒸发器10的内径，和\或所述蒸发器10的部分结构或全部结构的内径、自下而上逐渐的缩小；例如，如图4所示，所述蒸发器10的上半部分制成上窄下宽的圆锥状结构，即所述通气孔8的内径小于所述蒸发器10其它部分的内径；如此，更有利于使所述蒸发器10的水气中分子量小、饱和蒸汽压较小的气态轻水向上扩散，而分子量大的气态重水超重水的饱和蒸汽压较大而向下沉降。

（五）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置2个及以上的所述蒸发器10组成较大型的装置，2个及以上的所述蒸发器10之间包括并不限于以下至少之一结构相连接：所述出水管9通过三通接头等进行连通相连接，所述注水口6设置外接水管且通过三通接头进行连通相连接，所述储水器4制成一体结构相连接，所述导水条3和\或所述蒸发层1与同一个所述储水器4相连接；例如，如图7-9所示，若干个所述蒸发器10通过相互靠近组成较大型的装置，同时所述装置只设置1个所述储水器4，分别通过若干条所述导水条3，为每个所述蒸发器10内的所述蒸发层1输送所述水5，同时每个所述蒸发器10底部的所述出水管9通过三通接头等连接为一体；如此，可以组装成较大型的装置，以适应大规模使用的需要，并且简化了注入所述水5和排出所述蒸发器10内所述水5残液的工序，降低使用成本。

（六）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述导水条3不位于所述储水器4和所述蒸发器10内部空间里面的部分，由防水物体包裹；例如，如图7-9所示，所述导水条3不位于所述储水器4和所述蒸发器10内部的部分，即所述导水条3与外界接触的部分，由防水物体（如塑料、金属等）包裹；如此，防止所述水5在外界蒸发，特别是防止所述水5中的重水、超重水及其他可蒸发的物质扩散到外界。

（七）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置回流泵和回流管道等；所述回流管道一端与所述蒸发器10内部空间相连通，另一端与所述储水器4内部空间和\或外界相连通；例如，所述回流泵的进水管道***所述蒸发器10内部空间的中间靠下的部分，所述回流泵的出水管道穿过所述注水口6伸入所述储水器4内；如此，所述蒸发器10多余的所述水5，通过所述回流泵及回流管道输送到所述储水器4中，进行循环再利用，防止因补水过多造成所述蒸发器10内部的所述水5过多，而影响所述装置的运行。

（八）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置1层及以上的分离网11，所述分离网11为任意尺寸、可透过气体的片状或膜状物体，位于所述蒸发器10内部空间的任意位置；例如，如图7所示，在所述通气孔8处，设置有分隔其所述蒸发器10内部空间的所述分离网11，所述分离网11为与所述蒸发器10内径尺寸和形状相同的、可透过气体的片状或膜状物体（如网状织物、分布有孔洞的塑料薄膜等）；如此，可以在一定程度上分隔所述蒸发器10的内部空间与外界，使所述蒸发器10中的水气不受外界的影响（如外界气体流动），有利于进一步防止所述水5中重水超重水蒸发后的水气排出到外界，实现所述蒸发器10中的气态轻水与重水超重水更好的分离。

（九）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置遮挡板14，为任意尺寸的片状防水物体，所述遮挡板14位于所述通气口8处或其附近；例如，如图7、8所示，所述通气口8外设置所述遮挡板14，所述遮挡板14为比所述蒸发器10内径尺寸稍大或相同的、形状相同的、可阻隔水及气体的物体（如塑料板、金属板等）；如此，有利于在雨天或气温过低的时候，防止外界的水和水气进入所述蒸发器10，所述遮挡板14还可以设置为可关闭的结构，以便于在必要时（如阴雨天气）隔绝外界与所述蒸发器10的内部空间。

（十）进一步的，所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置重水超重水容器，所述重水超重水容器的内部空间与所述出水管9相连通；具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述重水超重水容器位于所述装置主体的任意位置，所述重水超重水容器位于所述装置主体以外的任意位置等等；所述重水超重水容器包括并不限于以下至少之一的结构：所述重水超重水容器为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水5的空心容器，重水超重水容器为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水5的吸水物体；例如，所述重水超重水容器为直径100mm-1000m的、高度100mm-1000mm的、由塑料或金属制成的圆桶状空心容器，位于所述蒸发器10的下方，且所述出水管9的一端伸入所述重水超重水容器；又例如，所述重水超重水容器为直径100mm-1000m的、高度100mm-1000mm的、由塑料或金属制成的、的圆桶状空心容器，位于所述装置以外、且低于所述蒸发器10的任意位置，所述出水管9的一端伸入所述重水超重水容器；例如，所述重水超重水容器为直径100mm-1000m的、高度100mm-1000mm的、由塑料或金属制成的圆桶状空心容器，位于所述装置以外、且高于所述蒸发器10的任意位置，所述出水管9连接到水泵的进水管，所述水泵的出水管伸入所述重水超重水容器；如此，所述蒸发器10中的所述水5残液能输送到所述重水超重水容器内。

本发明以上实施例，在阳光照射、气温较高、湿度较小等条件下，更利于提高所述装置蒸发所述水5中的轻水与制取重水超重水混合液的效率，适用于利用现有的建筑外墙、车辆船舶外壳、沿海沙漠地区等大规模实施；还可以在所述水5中添加杀毒、杀菌、除虫等物质（如提高所述水5中的含盐量），以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。，以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。

本发明与现有利用蒸发轻水制取重水超重水的技术相比较，具有如下的技术增益效果：

1.水在所述蒸发器10内表面的所述蒸发层1的表面上蒸发，同时从外界自然环境中吸收热量（如阳光照射、空气温度较高等），不需要额外消耗能量即能运行，生产成本极低，节能环保；

2.水在所述蒸发器10内表面的所述蒸发层1的表面上蒸发，同时从外界自然环境中吸收热量（如阳光照射、空气温度较高等），不仅不会将热量传递到外界环境，反而能从外界吸收热量，缓解全球变暖；

3.设备结构简单、使用方便、维护成本低，适用于大规模使用。

附图说明

图1为本发明第一实施例敞口式蒸发分离器的侧视纵截面示意图。

图2为本发明第一实施例敞口式蒸发分离器的侧视外观示意图。

图3为本发明第一实施例敞口式蒸发分离器的储水器4处俯视横截面示意图。

图4为本发明第二实施例窄口式蒸发分离器的侧视纵截面示意图。

图5为本发明第二实施例窄口式蒸发分离器的侧面外观示意图。

图6为本发明第二实施例窄口式蒸发分离器的储水器4处俯视横截面示意图。

图7为本发明第三实施例组合式蒸发分离器的侧视纵截面示意图。

图8为本发明第三实施例组合式蒸发分离器只留储水器4及左右各1个所述蒸发器10后的侧视截面示意图。

图9为本发明第三实施例组合式蒸发分离器的储水器4处俯视横截面示意图。

具体实施方式

蒸发层1，防水层2，导水条3，储水器4，水5，注水口6，出水口7，通气口8，出水管9，蒸发器10，分离网11，水泵12，抽水管道13，遮挡板14，储水罐15。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。

第一实施例：

本实施例提供敞口式蒸发分离器，如图1-3所示，包括蒸发层1，防水层2，导水条3，储水器4，水5，注水口6，出水口7，通气口8，出水管9，蒸发器10；所述防水层2为厚度0.1mm-100mm的片状防水物（如塑料、金属等，只要能不被所述水5浸润即可）；所述防水层制成高度为200mm-10000mm、横截面为直径为20mm-1000mm、底部为半圆球状结构、顶部开口（即通气口8）的圆桶状空心容器，即所述蒸发器10；所述蒸发层1为厚度0.1mm-1mm的天然纤维和\或化学纤维及其织物（如脱脂棉纱、吸水纸巾、快干仿棉布等，只要能被所述水5润湿且表面和\或内部具有毛细结构即可）；所述蒸发层1利用粘合等技术固定于所述蒸发器10的下半部分内表面上，并且与所述防水层2贴在一起、和\或直接接触、和\或相互靠近；所述储水器4固定于所述蒸发器10的外表面、高于所述蒸发层1的位置，所述储水器4应水平放置，即所述储水器4的各个部分位于同一水平面上，所述储水器4为高度10mm-500mm的、内径与所述蒸发器10相同的、宽度为20mm-500mm的、由防水物（如塑料、金属等）制成的、可存储所述水5的圆环状空心容器；所述注水口6和出水口7为内径10mm-100mm的、穿透所述储水器4外壳的孔洞，所述注水6位于所述储水器4的顶盖上；所述出水口7位于所述储水器4的底部或靠近底部的外壳上，所述出水口7设置有阀门，控制所述水5的流量；所述导水条3为任意长度的、直径为5mm-50mm的、圆柱体状的吸水物体（如脱脂棉条、吸水海绵等，只要能被所述水5润湿且表面及内部具有毛细结构即可）；所述导水条3利用缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面上，并连接为一体结构和\或制成一体结构，所述导水条3的相互之间间隔≤100mm；所述导水条3上端的部分结构，穿过所述防水层2，一一对应的通过所述出水口7伸入所述储水器4中，并在所述储水器4的底部通过缝纫、粘合等技术连接为一体结构；所述出水管9为内径为5mm-100mm的、由防水物（如塑料、金属等）制成、设置有阀门、可以通过所述水5的管道，位于所述蒸发器10的底部、并穿透所述蒸发器10的外壳、连通所述蒸发器10的内部空间与外界。

本实施例的工作原理是：如图1-3所示，在启动时，所述水5从所述注水口6注入所述储水器4中，并利用重力自流、所述导水条3的毛细现象，从所述出水口7流出，且自上而下的、逐渐的全部润湿所述导水条3；可通过并不限于以下至少之一的方式，实现装置的快速启动：当水位高于所述出水口7时，则可借助所述水5重力自流更快速的润湿所述导水条3，和\或利用外力通过喷淋、滴注、注射等方式，快速将全部或部分的所述导水条3和\或所述蒸发层1润湿；然后，所述水5润湿位于所述储水器4内的所述导水条3，然后利用重力自流和所述导水条3的毛细现象，通过所述出水口7润湿位于所述蒸发器10内表面、低于所述储水器4的全部所述导水条3；并通过所述导水条3和所述蒸发层1的毛细现象，润湿全部所述蒸发层1，实现所述蒸发层1能持续的、全部被所述水5润湿的效果；如果不能实现此效果，则通过增加所述导水条3的数量（如从8条增加到16条）、分布密度（如相邻导水条3的距离由100mm减少到80mm、50mm、30mm、20mm、10mm等），或者降低所述出水口7的高度（如从位于储水器4的下部调整到其底部），直到达到此效果；所述蒸发层1中多余的所述水5，暂时存储在所述蒸发器10的底部。如此，所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过重力自流、所述导水条3和所述蒸发层1的毛细现象不断补充所述水5，实现装置的持续运行；同时，位于所述蒸发器10内表面的所述蒸发层1，通过所述蒸发器10的外壳从外界吸收热量，实现所述水5在所述蒸发层1的表面上蒸发，其形成的水气通过所述通气口8排到外界。由于，一是，轻水比重水超重水等在相同的条件下更容易蒸发，位于所述蒸发器10中所述蒸发层1表面上的所述水5蒸发时，所述水5中的轻水先进行蒸发，所述水5中的重水超重水仍留在所述水5的余液中；二是，所述蒸发器1底部的所述水5，能通过所述蒸发层1毛细作用润湿水面上的部分蒸发层1（如高于水面≤50mm），并进行蒸发；三是，通过控制所述出水口7的阀门，实现所述蒸发器10中的所述水5的相对平衡，即所述蒸发器10的底部暂时存储的所述水5基本保持不变，且所述蒸发层1全部的、持续的保持润湿；四是，所述蒸发器10的上半部分不设置有所述蒸发层1，由于此部分的空间较大、且高度落差较大，在所述水5不断蒸发的情况下，使所述通气孔8处的气压小于所述蒸发器10的底部；则所述水5蒸发后形成的水气，在地球重力和水气压力等作用下，使分子量较小、饱和蒸汽压较小、且含量占纯大多数的轻水蒸发后的水气向上扩散，优先分布于所述蒸发器10内的上半部分，并通过所述通气口10排出到外界；而重水超重水蒸发后的水气，因分子量较大、饱和蒸汽压较大，沉降于所述蒸发器10内的下半部分，难以通过所述蒸发器10顶部的所述通气口8而排到外界，并且由于所述蒸发器10内的湿度达到饱和状态，在所述水5的表面张力的作用下重新液化（如在温度较低而湿度较高的夜间）；如此，实现所述水5中的轻水基本蒸发并排出到外界，而蒸发器4底部的所述水5中，重水超重水的浓量不断升高的效果；待所述蒸发器10底部暂时存储的水5中的重水超重水混合液达到一定的浓度后（如≥90%），可打开所述出水管9的阀体将其导出，即能得到较纯净的重水超重水混合液；如此，实现将水5中轻水与重水超重水等物质进行有效的分离，不仅能防止超重水等有害物质排到外界造成污染，而且还能制取一定浓度的重水超重水混合液。本实施例还具有对周围的物体和\或空间进行散热降温效果。另外，可以将2个及以上的所述装置组装在一起，所述出水管9通过三通接头等进行连通，所述注水口6可以外接水管且通过三通接头进行连接，或者所述储水器4制成一体结构，即实现同时供水和出水；注意，如上连接起来的2个及以上的本实施例的所述装置之间，应留有使所有所述蒸发器10的外表面与外界进行气体流通的通道，以便更好的吸收外界的热量。

第二实施例：

本实施例提供窄口式蒸发分离器，如图4-6所示，包括蒸发层1，防水层2，储水器4，水5，注水口6，出水口7，通气口8，出水管9，蒸发器10；本实施例的具体组成、结构、工作原理与第一实施例基本相同，与第一实施例的不同之处在于：一是不设置所述导水条3，用所述蒸发层1代替所述导水条3与所述储水器4连接，即所述蒸发层1的上端分割成多条，穿过所述防水层2，并一一对应的穿过所述出水口7、且伸入所述储水器4中，在所述储水器4的底部通过缝纫等技术连接为一体结构；实现将所述储水器4中的所述水5，在重力自流和所述蒸发层1的毛细作用下，润湿全部所述蒸发层1的效果，如不能实现此效果则通过增加所述蒸发层1伸入所述储水器4的数量（如从8条增加到16条），直到实现此效果；二是所述蒸发器10的上半部分制成上窄下宽的圆锥状结构，即所述通气孔8的内径小于所述蒸发器10其它部分的内径，使所述蒸发器10的水气中分子量较小、饱和蒸汽压较小、且含量占纯大多数的轻水蒸发后的水气向上扩散，优先分布于所述蒸发器10内的上半部分，并通过所述通气口10排出到外界；而重水超重水蒸发后的水气，因分子量较大、饱和蒸汽压较大，沉降于所述蒸发器10内的下半部分，难以通过所述蒸发器10顶部的所述通气口8而排到外界。本实施例的结构更简单，适宜制作尺寸较小的装置，同时，所述蒸发器10的内部空间越往上由同一水平面的面积越小、所述通气孔8的内径较小，更有利于防止所述水5中重水超重水蒸发后的水气排到外界。

第三实施例：

本实施例提供组合蒸发分离器，如图7-9所示，包括蒸发层1，防水层2，导水条3，储水器4，水5，注水口6，出水口7，通气口8，出水管9，蒸发器10，分离网11，水泵12，抽水管道13，遮挡板14，储水罐15；本实施例的具体组成、结构、工作原理与第一实施例基本相同，与第一实施例的不同之处在于：一是本实施例为2个及以上的第一实施例的组合，同时所述装置只设置1个所述储水器4，分别通过若干条所述导水条3，为每个所述蒸发器10内的所述蒸发层1输送所述水5，同时每个所述蒸发器10底部的所述出水管9通过三通接头等连接为一体；二是所述装置外部设置有大型的所述储水罐15，并通过所述水泵12和抽水管道13为与所述导水条3连接的所述储水器4供水；所述储水罐15为任意尺寸的可储存所述水5的空心容器（如直径10m的、高度10m的由金属制成的圆桶状空心容器，由混凝土、塑料等制成的水池等，如日本福岛第一核电站储存废水的储水罐）；三是所述通风口8处设置有1层及以上的分离网11，所述分离网11为与所述蒸发器10内径尺寸和形状相同的、可透过气体的片状或膜状物体（如网状织物、分布有孔洞的塑料薄膜等），可以在一定程度上分隔所述蒸发器10的内部空间与外界，使所述蒸发器10中的水气不受外界的影响（如外界气体流动），有利于进一步防止所述水5中重水超重水蒸发后的水气排出到外界，实现所述蒸发器10中的气态轻水与重水超重水更好的分离；四是所述通气口8外设置有遮挡板14，有利于在雨天或气温过低的时候，防止外界的水和水气进入所述蒸发器10，所述遮挡板14为比所述蒸发器10内径尺寸稍大、形状相同的、可阻隔水及气体的物体（如塑料板、金属板等），所述遮挡板14还可以设置为可关闭的结构，以便于在必要时（如阴雨天气）隔绝外界与所述蒸发器10的内部；五是所述导水条3不位于所述储水器4和所述蒸发器10内部的部分，即所述导水条3与外界接触的部分，由防水物体（如塑料、金属等）包裹，以防止所述水5在外界蒸发。本实施例蒸发轻水及制取重水超重水混合液的效果更好，还能通过增加所述蒸发器10的数量，组装成更大尺寸的装置，有利于大规模的使用，实用价值更高。

以上实施例，在阳光照射、气温较高、湿度较小等条件下，更利于提高所述装置蒸发所述水5中的轻水与制取重水超重水混合液的效率，适用于利用现有的建筑外墙、车辆船舶外壳、沿海沙漠地区等大规模实施；还可以在所述水5中添加杀毒、杀菌、除虫等物质（如提高所述水5中的含盐量），以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。，以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。

Claims (10)

1.一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，包括蒸发层（1），防水层（2），导水条（3），储水器（4），注水口（6），出水口（7）、蒸发器（10）等，其特征是：

（1）所述蒸发层（1）为任意长度和宽度的、厚度≤10mm的、任意形状的吸水物体；所述吸水物体包括并不限于以下至少之一的物体：表面和\或内部结构可被水（5）浸润的物体，表面和\或内部结构表面可附着所述水（5）的物体等；

（2）所述防水层（2）为任意尺寸的、任意形状的防水物体；所述防水物体包括并不限于以下至少之一的物体：表面和\或内部结构不可被所述水（5）浸润的物体，不可被所述水（5）浸润的防水涂层，至少有一侧表面附着所述防水涂层的物体等；

（3）所述防水层（2）制成任意尺寸的、任意形状的、半封闭的空心容器，即蒸发器（10）；所述蒸发器（10）包括并不限于以下至少之一的结构：所述蒸发器（10）的顶部与外界相连通，所述蒸发器（10）的上部与外界相连通，所述蒸发器（10）的底部与外界相连通；

（4）所述蒸发层（1）位于由所述蒸发器（10）的全部和\或部分内表面上，构成装置主体，通过包括并不限于以下至少之一的结构相连接：所述蒸发层（1）和所述防水层（2）通过相互靠近且能实现直接接触相连接，所述蒸发层（1）和所述防水层（2）通过直接接触相连接，所述蒸发层（1）和所述防水层（2）通过贴在一起相连接，所述蒸发层（1）和所述防水层（2）制成一体结构相连接等；

（5）所述装置设置至少1个所述储水器（4），具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述储水器（4）位于所述装置主体的任意位置，所述储水器（4）位于所述装置主体以外的任意位置，所述储水器（4）位于所述蒸发层（1）的上方和\或靠近上方的位置等；所述储水器（4）包括并不限于以下至少之一的结构：所述储水器（4）为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水（5）的、和\或任意位置上设置有注水口（6）和\或出水口（7）的空心容器，所述储水器（4）为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水（5）的吸水物体，所述储水器（4）为任何将外界所述水（5）输送到所述装置的输水***等；所述注水口（6）和所述出水口（7）位于所述储水器（4）的任意位置，为穿过所述储水器（4）外壳的包括并不限于孔洞、管道、空隙、缝隙等其中至少之一的结构；

（6）所述储水器（4）与所述装置主体通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述储水器（4）与所述装置主体通过相互靠近相连接，所述储水器（4）与所述装置主体通过直接接触相连接，所述储水器（4）与所述装置主体通过所述导水条（3）相连接，所述储水器（4）与所述装置主体通过导水管道相连接等；

（7）所述装置至少设置1条所述导水条（3），具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述导水条（3）位于所述装置主体的任意部位，所述导水条（3）位于所述装置主体靠近所述储水器（4）的部位，所述导水条（3）位于所述装置主体与所述储水器（4）之间，所述导水条（3）位于2个及以上的所述储水器（4）之间等；所述导水条（3）为任意尺寸的、横截面为任意形状的长条状吸水物体；所述长条状吸水物体具体包括并不限于以下至少之一的物体：对所述水（5）润湿性好的物体，对所述水（5）吸水率高的物体，对所述水（5）润湿性好且吸水率高的物体等；

（8）所述导水条（3）与所述储水器（4）通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述导水条（3）、与所述储水器（4）和\或所述出水口（7）通过相互靠近相连接，所述导水条（3）、与所述储水器（4）和\或所述出水口（7）通过直接接触相连接，所述导水条（3）穿过所述出水口（7）、且伸入所述储水器（4）中相连接等；

（9）所述导水条（3）与装置主体通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述导水条（3）固定于所述蒸发层（1）表面且通过直接接触相连接，所述导水条（3）固定于所述蒸发层（1）表面且通过贴在一起相连接，所述导水条（3）与所述蒸发层（1）制成一体结构相连接等。

2.根据权利要求1所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置不设置所述导水条（3），用所述蒸发层（1）代替所述导水条（3）与所述储水器（4）连接，即通过包括并不限于以下至少之一的方式相连接：所述蒸发层（1）、与所述储水器（4）和\或所述出水口（7）通过相互靠近相连接，所述蒸发层（1）、与所述储水器（4）和\或所述出水口（7）通过直接接触相连接，所述蒸发层（1）穿过所述出水口（7）、且伸入所述储水器（4）中相连接等。

3.根据权利要求1-2权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置至少1个出水管（9），所述出水管（9）为任意尺寸的、可以通过所述水（5）、由防水物制成的，包括并不限于孔洞、管道、空隙、缝隙等其中至少之一的结构；所述出水管（9）位于所述蒸发器（10）的底部、并穿透所述蒸发器（10）的外壳、连通所述蒸发器（10）的内部空间与外界。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述通气口（8）的内径小于所述蒸发器（10）的内径，和\或所述蒸发器（10）的部分结构或全部结构的内径、自下而上逐渐的缩小。

5.根据权力要求1-4中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置2个及以上的所述蒸发器（10）组成较大型的装置，2个及以上的所述蒸发器（10）之间包括并不限于以下至少之一结构相连接：所述出水管（9）通过三通接头等进行连通相连接，所述注水口（6）设置外接水管且通过三通接头进行连通相连接，所述储水器（4）制成一体结构相连接，所述导水条（3）和\或所述蒸发层（1）与同一个所述储水器（4）相连接。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述导水条（3）不位于所述储水器（4）和所述蒸发器（10）内部空间里面的部分，由防水物体包裹。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置回流泵和回流管道等；所述回流管道一端与所述蒸发器（10）内部空间相连通，另一端与所述储水器（4）内部空间和\或外界相连通。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置1层及以上的分离网（11），所述分离网（11）为任意尺寸、可透过气体的片状或膜状物体，位于所述蒸发器（10）内部空间的任意位置。

9.根据权力要求1-8中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置遮挡板（14），为任意尺寸的片状防水物体，所述遮挡板（14）位于所述通气口（8）处或其附近。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的一种环保蒸发轻水制取重水超重水混合液的装置及其结构，其特征是：所述装置设置重水超重水容器，所述重水超重水容器的内部空间与所述出水管（9）相连通；具体包括并不限于以下至少之一的设置方式：所述重水超重水容器位于所述装置主体的任意位置，所述重水超重水容器位于所述装置主体以外的任意位置等等；所述重水超重水容器包括并不限于以下至少之一的结构：所述重水超重水容器为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水（5）的空心容器，重水超重水容器为任意尺寸和任意形状的、可以储存所述水（5）的吸水物体。

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