一种环保快速蒸发水及液体的装置及其结构

技术领域

本发明涉及水蒸发的技术领域，尤其是涉及一种低能耗或无能耗快速蒸发水及液体的技术领域。

背景技术

现有水蒸发技术，主要有四种：一是通过自然水面进行蒸发；二是通过加热使水沸腾或接近沸腾，增加水蒸发的速度。存在如下缺陷：1. 蒸发速度慢；2.需要消耗大量能源；3.水在沸腾或接近沸腾时形成大量水蒸汽，容易将水中的有害物质扩散到空气中。

当今世界核废水和污水日益增多，处理形势极为严峻，严重破坏了地球的生态环境。特别是2001年日本福岛第一核电站发生核泄露事故，造成被核污染的冷却水不断增多，日本政府于2021年4月13日宣布两年后排入太平洋，将严重威胁全人类、尤其是太平洋地区的生存环境。如此，亟需新一代环保的快速蒸发水及液体的装置，对污水和核废水等进行有效处理；同时，现有的海水淡化设备浪费大量资源，也亟需解决。

发明内容

本发明解决的技术问题是，如何在环保低能耗或无能耗、低成本维护的条件下全天候运行，快速的蒸发水及液体，加快蒸发处理污水效率，还可以对周围环境进行降温。本发明的大规模使用，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，利用水蒸发降温的技术存在以下普遍存在的、偏离客观事实的认识：认为所述水层太薄（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，并且有时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和吸水物3的毛细现象能到达到的高度内进行补水，和\或所述蒸发层1和吸水物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（small pore diffusion law）。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）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、一种环保快速蒸发水及液体的装置及其结构，包括蒸发层1、浮体2、吸水物3等，其特征是：

1. 所述蒸发层1为任意长度和宽度的、厚度≤50mm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\或内部结构可被水及液体5浸润的物体，表面和\或内部结构表面可附着所述水及液体5的物体等；所述蒸发层1只要能被所述水及溶液5润湿，且表面和\或内部具有毛细结构即可；例如，如图1-2所示，所述蒸发层1为由厚度0.1-1mm的圆形的天然纤维和\或化学纤维及其织物（如脱脂棉纱、快干仿棉布等），制成直径为50mm-100mm、厚度10mm-20mm的、圆形片状外罩；又例如，如图4-6所示，所述蒸发层1为长度100mm-1000mm、宽度50mm-500mm、厚度为0.01mm-1mm的、长方形的吸水纤维织物和\或吸水海绵层；又例如，如图7、8所示，所述蒸发层1为由厚度0.01mm-1mm的、具有一定弹性的吸水纤维织物，制成直径10mm-40mm的圆球状外罩；又例如，如图10、11所示，所述蒸发层1为厚度0.1mm-1mm的、包含有可流通气体的空隙结构的脱脂棉纱；又例如，如图12、14所示，所述蒸发层1为长度100mm-1000mm、宽度50mm-500mm、厚度为0.01mm-1mm的、长方形的脱脂棉纤维层，且只将所述棉纤维的一端和\或中间部分通过缝纫、粘合等技术制成一体结构，使所述棉纤维的其它部分能向外伸展，优先使用≥33mm的长绒棉；又例如，如图14、15、18所示，所述蒸发层1为长度4m-45m、宽度1m-10m、厚度为0.01mm-1mm的、长方形的脱脂棉纤维织物；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及液体5，还能利用毛细现象使所述水及液体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表面上的所述水及液体5快速蒸发；

所述水及液体5，包括并不限于以下至少之一：水及任何具有蒸发性能的液体、和\或可溶解于水及任何具有蒸发性能的液体中任意浓度的物质、和\或可悬浮于水及任何具有蒸发性能的液体中任意含量的物质；例如纯净水、自来水、自然界的淡水、海水、污水、废水等；

2. 所述浮体2为任意长度和宽度的、厚度≤200mm、任意形状的、可飘浮于所述水及液体5表面的物体；例如，如图1-2所示，所述浮体2为厚度10mm-20mm、直径50mm-100mm的、可飘浮于所述水及液体5表面的、圆形片状聚乙烯泡沫板；又例如，如图4-6所示，所述浮体2为长度100mm-1000mm、宽度50mm-500mm、厚度10mm-20mm的、可飘浮于所述水及液体5表面的、长方形片状的聚苯乙烯泡沫板；又例如，如图7-14所示，所述浮体2为外壳由防水材料制成的、直径10mm-40mm的、可飘浮于所述水及液体5表面的空心圆球物；

3. 所述吸水物3为任意长度的、宽度≤50mm的、厚度≤50mm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物体：对所述水及液体5润湿性好的物体，对所述水及液体5吸水率高的物体，对所述水及液体5润湿性好且吸水率高的物体等；所述吸水物3只要能被所述水及溶液5润湿，且表面和\或内部具有毛细结构即可；例如，如图1-6、9-15、18所示，所述吸水物3为横截面为直径5mm的圆形、任意长度的，棉花纤维条、吸水化学纤维条、吸水海绵条等；如此，一是所述水及液体5能快速润湿所述吸水物3，并在所述吸水物3中扩散；二是所述吸水物3的截面面积较小、固定长度的所述吸水物3的体积较小，能用较少的所述水及液体5使更长的所述吸水物3完全润湿；三是所述吸水物3具有吸附所述水及液体5的作用，能在一定程度上防止所述水及液体5从所述吸水物3中溢出；

4. 所述蒸发层1、浮体2通过包括并不限于以下结构组成装置主体：所述蒸发层1固定于所述浮体2的外表面相连接，所述蒸发层1完全包裹所述浮体2的外表面相连接，所述蒸发层1包裹所述浮体2的部分外表面相连接，所述蒸发层1和所述浮体2制成一体结构相连接等；例如，如图1、2、7、8所示，厚度为0.1mm-1mm的吸水织物（即所述蒸发层1），利用缝纫、粘合等技术完全包裹于厚度为10mm-20mm的聚苯乙烯泡沫板（即所述浮体2）的外表面；例如，如图4-6、9-14所示，厚度为0.1mm-1mm的吸水织物（即所述蒸发层1），利用缝纫、粘合等技术固定于厚度为10mm-20mm的聚苯乙烯泡沫板（即所述浮体2）的与空气接触的外表面；如此，一是所述装置主体在所述水及液体5的浮力作用下，始终飘浮于所述水及液体5的表面，所述蒸发层1始终能保持与外界空气的接触；二是由于所述装置主体厚度较薄（如10mm-20mm），则所述蒸发层1始终略高于所述水及液体5的表面，当装置主体的长度和宽度较小时（如所述装置主体的宽度和长度都≤100mm，如装置主体尺寸较大则需如下所述设置所述吸水物3提高毛细现象导水的能力），能够通过毛细现象将位于所述装置主体下方的所述水及液体5，持续的润湿全部所述蒸发层1；三是如前所述，所述蒸发层1能够持续蒸发所述水及液体5，直到所述水及液体5全部蒸发方才停止；

5. 所述吸水物3与装置主体通过包括并不限于以下方式相连接：所述吸水物3固定于所述蒸发层1表面且通过直接接触相连接，所述吸水物3固定于所述蒸发层1表面且通过贴在一起相连接，所述吸水物3与所述蒸发层1制成一体结构相连接等；在实际使用时，只要实现所述储水器4内的所述水及液体5，能润湿所有的所述吸水物3和\或所述蒸发层1即可；例如，如图1-2所示，所述脱脂棉条（即所述吸水物3包裹所述装置主体的边缘，并从所述装置主体的中间呈辐射状延伸到所述装置主体的边缘，所述脱脂棉条利用缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面，且全部所述脱脂棉条通过缝纫、粘合等技术连接为一体；又例如，如图4-6、9-14所示，所述脱脂棉条（即所述吸水物3）包裹所述装置主体的边缘，并按照一定的分布规律（如方形网格状）均匀的分布于所述装置主体的表面，且所述吸水物3穿透所述装置主体的中间部位、连通所述装置主体的2个表面，所述脱脂棉条通过缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面，且全部所述脱脂棉条通过缝纫、粘合等技术连接为一体；如此，一是由于所述装置主体厚度较薄（如10mm-20mm），所述吸水物3能够通过毛细现象将位于所述装置主体下方的所述水及液体5，持续的润湿全部所述蒸发层1；二是当装置主体的长度和宽度较大时（如所述装置主体宽度或长度≥100mm）时，则通过所述吸水物3穿透所述浮体2的中间部位、连通所述装置主体的2个表面，使所述浮体2中间部位下方的所述水及液体5，能够通过所述吸水物3的毛细现象持续润湿此部位及其附近的所述蒸发层1；三是如前所述，所述吸水物3和所述蒸发层1的所有部分，能够被所述水及液体5完全的润湿，并且所述吸水物1能够为与其连接的所述蒸发层1，持续补充所述水及液体5，如不能实现此效果，则通过减少所述浮体2的厚度（如≤10mm，如8mm、5mm、4mm等），也可以增加所述吸水物3的分布密度（如相邻吸水物3的距离由50mm减少到40mm、20mm、10mm等），还可以增加所述吸水物3穿过所述浮体2结构的分布密度（如在4个所述结构的中间位置，再增加1个及以上所述结构），直到达到此效果；四是所述吸水物3全部连接为一体结构，使所述吸水物3每一处被所述水及液体5润湿的程度维持相对的平衡，进而使所述蒸发层1每一处被所述水及液体5润湿程度的维持相对的平衡；

综上所述，将所述装置放入所述水及液体5的表面上；所述水及液体5通过毛细现象润湿与其直接接触的所述吸水物3和\或所述蒸发层1，由于所述浮体2的厚度较薄，所述水及液体5能通过毛细现象润湿全部的所述吸水物3和\或所述蒸发层1；如此，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过所述吸水物3和蒸发层1的毛细现象不断补充所述水及液体5；并且，所述装置能始终位于所述水及液体5的表面上，自动随水位的高度变化而变化，不需要进行额外的控制；另外，位于同一水平面2个及以上的所述装置还可以通过缝纫、捆绑、粘合等技术手段，相互靠近和\或组合成一个较大型的装置，以便适应不同环境的需要。

（二）根据（一）所述的一种环保快速蒸发水及液体的装置及其结构，其特征是：所述装置不设置所述吸水物3，用所述蒸发层1代替所述吸水物3；即利用所述蒸发层1自身的毛细现象，实现将所述装置主体下方的所述水及液体5，润湿所述蒸发层2所有部分的效果；如果达不到此效果，则所述蒸发层1穿透所述装置主体的中间部位、连通所述装置主体的2个表面，使所述装置主体中间部位下方的所述水及液体5，能够通过此处所述蒸发层2的毛细现象持续润湿附近的所述蒸发层1，也可以减少所述浮体2的长度、宽度、厚度等，直到实现此效果；例如，如图7、8所示，所述脱脂棉花纤维层（即所述蒸发层1）通过粘合等技术，完全包裹由防水材料制成的直径为10mm-20mm的空心球体；如此，能简化装置的结构，适宜于制造小型的装置；将所述装置放入所述水及液体5的表面上；所述水及液体5通过毛细现象润湿与其直接接触的所述蒸发层1，由于所述浮体2的直径较小，所述水及液体5能通过毛细现象润湿全部的所述蒸发层1；实现只要将所述小型浮式蒸发器放置于所述水及溶液5的表面上，即能使所述蒸发层1的所有部分都能够被所述水及溶液5润湿；如不能实现此效果，则进一步减少所述浮体2的直径和\或厚度（如8mm、5mm、4mm等），直到达到此效果；当所述浮体2的长度和\或宽度较大时（如宽度和\或长度≥100mm）时，则通过所述蒸发层1穿透所述浮体2的中间部位、连通所述浮体2的2个表面，使所述浮体2中间部位下方的所述水及液体5，能够通过所述蒸发层1的毛细现象持续润湿此部位及其附近的所述蒸发层1；如不能实现此效果，则通过减少所述浮体2的厚度（如≤10mm，如8mm、5mm、4mm等），也可以增加所述蒸发层1穿透所述浮体2结构的分布密度（如相邻距离由50mm减少到40mm、20mm、10mm等）；如此，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过所述蒸发层1的毛细现象不断补充所述水及液体5；并且，所述装置能始终位于所述水及液体的表面上，自动随水位的高度变化而变化，不需要进行额外的控制；另外，位于同一水平面2个及以上的所述装置还可以通过缝纫、捆绑、粘合等技术手段，相互靠近和\或组合成一个较大型的装置，以便适应不同环境的需要。

（三）根据（一）所述的一种环保快速蒸发水及液体的装置及其结构，其特征是：

1.所述装置不设置所述浮体2；例如，如图14-18所示，将所述蒸发层1以某一点或某一边缘位于最高处（此处可安装储水器4），其余部分以一定的坡度逐渐降低高度；如此，所述水及液体5能利用毛细现象和重力自流逐渐润湿所述蒸发层1，具体过程见下；

2.所述装置设置储水器4，位于所述蒸发层1和\或所述吸水物3的上方或其附近；所述储水器4为任意尺寸的、可储存所述水及液体5的、且设置有出水口7和\或注水口6的、空心容器和\或吸水物体，和\或所述储水器4为任何将外界水输送到所述装置的输水系统；例如，如图14-18所示，所述储水器4为内径100mm-1000mm、高度200mm-400mm的圆桶状空心容器（如塑料、金属材料制成的容器），所述注水口6为穿透所述储水器4外壳的、内径为20mm的孔洞，位于所述储水器4的顶盖上，所述出水口7为穿透所述储水器4外壳的、内径为20mm的孔洞，位于所述储水器4高于底部200mm的外壳上，所述储水器4位于所述蒸发层1和\或所述吸水物3的上方或其附近；如此，所述水及液体5能利用重力自流，通过所述注水口6注入所述储水器4，并通过所述出水口7润湿所述蒸发层1和\或吸水物3，具体过程见下；

3.所述装置包括所述蒸发层1、所述吸水物3、所述储水器4，且通过并不限于以下至少其中之一方式相连接：所述吸水物3和\或蒸发层1伸入所述储水器4中进行连接，所述储水器4的所述出水口7通过相互靠近与所述吸水物和\或蒸发层1进行连接，所述储水器4的所述出水口7通过直接接触与所述吸水物和\或蒸发层1进行连接等；例如，如图14、15、18所示，所述吸水物3一一对应的穿过所述出水口7，伸入所述储水器4内部，并在所述储水器4的底部通过缝纫、粘合等技术相互连接为一体结构；如此，将所述水及液体5通过所述注水口6注入所述储水器4中，启动时应使水位高于所述出水口7，以便所述水及液体5能利用重力自流和毛细现象快速润湿所述吸水物3，实现装置的快速启动；所述水及液体5通过所述吸水物3的毛细现象，先润湿位于所述储水器4内部和所述出水口7处的所述吸水物3，然后利用毛细现象和重力自流，自上而下的逐渐润湿全部所述吸水物3；并且逐渐润湿与所述吸水物3连接的所述蒸发层1中，直到所述吸水物3和所述蒸发层1全部润湿；多余的所述水及液体5在所述蒸发层1的最低处溢出；同时，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发；由于所述吸水物3伸入所述储水器4的底部，当所述储水器4内部的所述水及液体5的水位较低时，也能利用毛细现象实现润湿全部所述吸水物3的效果；如果不能实现此效果，则降低所述出水口7的高度（如从距离所述储水器4底部200mm，变更为100mm），也可提高所述水及液体5的水位，直到实现此效果。

（四）根据（三）所述的一种环保快速蒸发水及液体的装置及其结构，其特征是：

1.所述装置不设置吸水物3，用所述蒸发层1代替所述吸水物3；即所述蒸发层1伸入所述储水器4中进行连接，和\或所述储水器4的出水口通过相互靠近和\或直接接触、与所述蒸发层1进行连接；例如，如图16、17所示，所述蒸发层1一一对应的，穿过位于距离所述储水器4底部100mm-200mm的所述出水口7，伸入到所述储水器4的内部，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；如此，将所述水及液体5通过所述注水口6注入所述储水器4中，启动时应使水位高于所述出水口7，以便所述水及液体5能利用重力自流快速润湿所述蒸发层1，实现装置的快速启动；所述水及液体5通过所述蒸发层1的毛细现象，先润湿位于所述储水器4内部和所述出水口7处的所述蒸发层1，然后利用毛细现象和重力自流，自上而下的逐渐润湿所述蒸发层1；多余的所述水及液体5在所述蒸发层1的最低处溢出；同时，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发；由于所述蒸发层1伸入所述储水器4的底部，当所述储水器4内部的所述水及液体5的水位较低时，也能利用毛细现象实现润湿全部所述蒸发层1的效果；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底部200mm，变更为100mm），也可提高所述储水器4中的水位，直到实现此效果；

2.所述装置设置不少于1条宽度≤100mm的所述蒸发层1，和\或所述蒸发层1的全部或部分结构分割成≤100mm的、不少于1条的条状物；例如，如图16、17所示，所述蒸发层1靠近所述储水器4的一端分割若干条为宽度≤100mm的条状物，和\或所述蒸发层1为若干宽度≤100mm的条状物、且在最下端通过缝纫、粘合等结构连接为一体结构；以实现所述蒸发层1水平上的任意一点被所述水及液体5润湿后，所述蒸发层1中与此点在同一水平上的部分也能全部被所述水及液体5润湿；如不能实现此效果，则进一步减少所述蒸发层1的宽度（如80mm、60mm、50mm、40mm、40mm、20mm等），直到达到此效果。

（五）进一步的，所述装置设置不少于1层的所述蒸发层1；当所述蒸发层1不少于2层时，相互之间通过直接接触、和\或粘在一起、和\或制成一体结构、和\或通过所述吸水物3相连接；例如，如图1-10、12-18所示，所述装置只设置1层所述蒸发层1；又例如，如图10、11所示，所述装置设置3层相互间有间隔一定距离的所述蒸发层1，且在所述吸水物3处通过缝纫、粘合等技术相互连接；如此，能够尽可能的增加所述蒸发层1的表面积，实现所述水及液体5更快速蒸发的效果。

（六）进一步的，所述蒸发层1内部结构设置有可通过气体的包括并不限于空隙、间隙、裂缝、管道等其中之一的结构；例如，所述蒸发层1为包含有长度和宽度≥1mm方形孔洞的棉纱；如此，气体能穿透所述蒸发层1自由流动，实现所述水及液体5更快速蒸发的效果。

（七）进一步的，所述蒸发层1为由吸水纤维11构成的蓬松状物体，和\或蓬松状所述吸水纤维11固定于所述蒸发层1的表面；所述吸水纤维11为可被所述水及液体5润湿、和\或表面可附着所述水及液体5的、天然纤维和\或化学纤维；例如，如图12、14所示，所述吸水纤维11为可吸收所述水及溶液5的天然纤维或化学纤维（如棉纤维、吸水化学纤维等），所述吸水纤维11的部分结构通过缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面，所述吸水纤维11的其它部分向外伸展；又例如，所述吸水纤维11为所述蒸发层1的表面结构向外伸展的部分；如此，能够尽可能的增加所述蒸发层1的表面积，实现所述水及液体5更快速蒸发的效果。

（八）进一步的，所述蒸发层1和\或所述吸水物3的边缘由防水层13包裹；所述防水层13为任意尺寸的、厚度为≤10mm的防水材料；例如，如图18所示，所述蒸发层1的下边缘由防水层13包裹，所述防水层13为厚度0.05mm-1mm的防水材料（如TPU塑料薄膜、防水化纤织物等），且在所述蒸发层1的最低处设置有穿透所述防水层13的孔洞，以使所述蒸发层1多余的所述水及液体5从此孔洞溢出；如此，能够将从蒸发层1溢出的所述水及液体5汇聚流出，防止所述水及液体5四处横流污染环境。

（九）进一步的，所述装置设置有回流系统，包括集水器10、回流泵8、回流管道9等；所述集水器10位于所述蒸发层1的下方，为任何可储水的空心容器、和\或吸水物体；所述集水器10通过所述回流泵8及所述回流管道9，与所述储水器4相连接；例如，如图18所示，所述蒸发层1最低处设置集水器10，用于收集所述蒸发层1溢出的的所述水及液体5，并通过回流泵8、回流管道9，输送到所述储水器4中；如此，实现循环利用所述水及液体5的效果。

（十）进一步的，所述装置设置加快气体流动的设备和\或调节气体压强的设备，位于所述蒸发层1的附近；例如，在距离所述蒸发层1的10mm-10m位置设置风扇、风泵等，使所述蒸发层1的表面气体流动加速和\或降低其气压；如此，使所述水及液体5更快速的蒸发。

本发明在阳光照射、气温较高、湿度较小、风力较大等条件下，更利于提升所述水及液体5的蒸发速率；另外，可以通过收集并冷却通过以上实施例蒸发的水气，制备蒸馏水，适用于海水淡化工程等；还可以在所述水及其液体5中添加杀毒、杀菌、除虫等物质，以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。

本发明与现有利用水蒸发技术相比较，具有如下的技术增益效果：

1. 水在所述蒸发层1的表面上蒸发，利用孔洞扩散律（small pore diffusionlaw）至少比自由水面蒸发速率提升100倍以上，蒸发速度较快；同时，可以如下实施例所述进行改进，进一步提高蒸发速率；

2. 所述蒸发层1和所述吸水物3位于所述水及液体5的表面以下，和\或所述蒸发层1和所述吸水物3的最高处仅略高于所述水及液体5的表面（如10mm-50mm)，能利用所述蒸发层1和\或所述吸水物3的毛细现象，同时还利用所述水及液体5的重力自流，对所述蒸发层1进行补水和导水，使所述蒸发层1持续处于被润湿状态，不需要消耗能量、只需要存在所述水及液体5就能持续进行蒸发；

3. 吸收自然环境中的热量进行蒸发，不会形成大量的雾状水蒸汽，使所述水及液体5中溶解或悬浮的其他物质不易扩散到空气中，能够实现对污水和核冷却废水等进行蒸发处理。

附图说明

图1为本发明第一实施例中型浮式蒸发器的俯视外观示意图。

图2为本发明第一实施例中型浮式蒸发器中间线非沿吸水物3的截面示意图。

图3为本发明第二实施例大型浮式蒸发器的俯视外观示意图。

图4为本发明第二实施例大型浮式蒸发器去除上表面吸水物3和蒸发层1后的俯视外观示意图，及下表面外观示意图。

图5为本发明第二实施例大型浮式蒸发器沿中间吸水物3的截面示意图。

图6为本发明第二实施例大型浮式蒸发器非沿中间吸水物3的截面示意图。

图7为本发明第三实施例小型浮式蒸发器的俯视外观示意图。

图8为本发明第三实施例小型浮式蒸发器沿中间线的截面示意图。

图9为本发明第四实施例多层浮式蒸发器的侧面外观示意图。

图10为本发明第四实施例多层浮式蒸发器沿中间吸水物3的截面示意图。

图11为本发明第四实施例多层浮式蒸发器非沿中间吸水物3的截面示意图。

图12为本发明第五实施例蓬松浮式蒸发器沿中间吸水物3的截面示意图。

图13为本发明第五实施例蓬松浮式蒸发器非沿中间吸水物3的截面示意图。

图14为本发明第六实施例大型挂式蒸发器的外观示意图。

图15为本发明第六实施例大型挂式蒸发器的纵截面示意图。

图16为本发明第七实施例小型挂式蒸发器的外观示意图。

图17为本发明第七实施例小型挂式蒸发器的纵截面示意图。

图18为本发明第八实施例综合式蒸发器的纵截面示意图。

具体实施方式

蒸发层1，浮体2，吸水物3，储水器4，水及液体5，注水口6，出水口7，回流泵8，回流管道9，集水器10，吸水纤维11，浮式蒸发器12，防水层13。

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：

本实施例提供中型浮式蒸发器，如图1、2所示，包括蒸发层1、浮体2、吸水物3；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、快干仿棉布等，只要能被所述水及溶液5润湿且表面和\或内部具有毛细结构即可），总体尺寸根据所述浮体2的进行设计；所述浮体2为厚度10mm-20mm的、直径为50mm-100mm的、可浮于水及液体5的圆形片状物（如聚苯乙烯泡沫板、由防水材料橡胶等制成的空心物体等，只要能浮在所述水及液体5上即可）；所述吸水物3为任意长度的、直径为5mm-10mm的、圆柱体状的吸水物体（如脱脂棉条、吸水海绵等，只要能被所述水及溶液5润湿且表面及内部具有毛细结构即可）；所述蒸发层1利用缝纫、粘合等技术完全包裹所述浮体2的全部表面，和\或所述蒸发层1包裹所述浮体2与空气接触的外表面；所述吸水物3利用缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面上，所述蒸发层1上的任意一点到达同一表面上所述吸水物3的最小距离≤50mm；所述吸水物3的部分结构伸入所述水及溶液5中；所述吸水物3利用利用缝纫、粘合等技术连接为一体结构和或制成一体结构。

本实施例的工作原理是：如图1、2所示，将所述中型浮式蒸发器放入所述水及液体5的表面上；所述水及液体5通过毛细现象润湿与其直接接触的所述吸水物3和\或所述蒸发层1，由于所述浮体2的尺寸较小（如直径50mm-100mm）、厚度较薄（如10mm-20mm），所述水及液体5能通过毛细现象润湿全部的所述吸水物3和\或所述蒸发层1；如不能实现此效果，则进一步减少所述浮体2的尺寸（如直径≤50mm）和\或厚度（如≤10mm），也可以增加所述吸水物3的分布密度（如图1所示所述吸水物3从“十”字形交叉结构，变更为“米”字形交叉或“田”字形交叉），直到达到此效果。如此，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发，并通过所述吸水物3和蒸发层1的毛细现象不断补充所述水及液体5；并且，所述中型浮式蒸发器能始终位于所述水及液体5的表面上，自动随水位的高度变化而变化，不需要进行额外的控制，只要有水即能运行。另外，位于同一水平面2个及以上的所述中型浮式蒸发器还可以通过缝纫、捆绑、粘合等技术手段，相互靠近和\或组合成一个较大型的浮式蒸发器，以便适应不同环境的需要。

第二实施例：

本实施例提供大型浮式蒸发器，如图3-6所示，包括蒸发层1、浮体2、吸水物3；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：一是所述浮体2为任意尺寸和任意形状，例如长度为100mm-1000mm、宽度为50mm-500mm、厚度为10mm-20mm的长方形片状物，所述蒸发层1根据所述浮体2的尺寸和形状进行相应调整；二是所述大型浮式蒸发器均衡分布有穿透所述浮体2中间部分、且由所述吸水物3填充的孔洞、间隙、管道等，即用所述吸水物3穿过所述浮体2中间与其下面的所述水及液体5直接接触，用以从此处利用所述吸水物3的毛细现象，将所述水及液体5直接输送到所述浮体2上表面的所述吸水物3和\或所述蒸发层1，以解决由于所述大型浮式蒸发器的尺寸较大，而造成不与所述水及液体5接触面中间部分的吸水物3和\或蒸发层1，无法被所述水及液体5湿润的情况；如果不能实现此效果，则通过减少所述浮体2的厚度（如≤10mm），也可以增加所述吸水物3的分布密度（如相邻吸水物3的距离由50mm减少到30mm、20mm、10mm等），还可以增加所述吸水物3穿过所述浮体2结构的分布密度（如在4个所述结构的中间位置，再增加1个及以上所述结构），直到达到此效果。

第三实施例：

本实施例提供小型浮式蒸发器，如图7、8所示，包括蒸发层1、浮体2；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：一是所述小型浮式蒸发器不设置所述吸水物3，利用所述蒸发层1自身的毛细现象进行补水；二是所述小型浮式蒸发器的尺寸较小（例如直径为10mm-30mm的圆球状物），以便更好的利用毛现象进行补水，实现只要将所述小型浮式蒸发器放置于所述水及溶液5的表面上，即能使所述蒸发层1的所有部分都能够被所述水及溶液5润湿的效果；如不能实现此效果，则进一步减少所述浮体2的直径（如8mm、5mm、3mm等），直至达到此效果。

第四实施例：

本实施例提供多层浮式蒸发器，如图10、11所示，包括蒸发层1、浮体2、吸水物3；本实施例的具体组成、结构、工作原理与第二实施例基本相同，与第二实施例的不同之处在于：一是所述多层浮式蒸发器设置3层相互间有间隔一定距离的所述蒸发层1，且在所述吸水物3处通过缝纫、粘合等技术相互连接；二是所述蒸发层1包含有穿透所述蒸发层1的孔洞、间隙等结构（如所述蒸发层1为包含有长度和宽度≥1mm方形孔洞的棉纱），以便内层的所述蒸发层1蒸发的水气透过外层的所述蒸发层1向外散发；如此，能够尽可能的增加所述蒸发层1的表面积，实现更快速蒸发的效果。如果不能实现所述蒸发层1全部被所述水及溶液5润湿的效果，则通过减少所述蒸发层1的层数（如从3层减少为2层）、和\或降低外层所述蒸发层1的高度（如从30mm减少为20mm、10mm、5mm等），直到实现此效果。

第五实施例：

本实施例提供蓬松浮式蒸发器，如图12、13所示，包括蒸发层1、浮体2、吸水物3、吸水纤维11；本实施例的具体组成、结构、工作原理与第二实施例基本相同，与第二实施例的不同之处在于：所述吸水纤维11为可吸收所述水及溶液5的天然和\或化学纤维（如棉纤维、吸水化学纤维等），所述吸水纤维11的部分结构通过缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1的表面，所述吸水纤维11的其它部分向外伸展；和\或所述吸水纤维11为所述蒸发层1的表面结构向外伸展的部分，如此，能够尽可能的增加所述蒸发层1的表面积，实现更快速蒸发的效果。如果不能实现所述蒸发层1和所述吸水纤维11全部被所述水及溶液5润湿的效果，则通过减少所述吸水纤维11的高度（如最高处从30mm减少为20mm），直到实现此效果。

第六实施例：

本实施例提供大型挂式蒸发器，如图14、15所示，包括蒸发层1，吸水物3，储水器4，注水口6，出水口7。所述蒸发层1为长度3m-35m、宽度1m-10m、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、快干仿棉布等，只要能被所述水及溶液5润湿且表面和\或内部具有毛细结构即可），可固定于任何物体上、和\或与起支撑作用的网状化学纤维织物制成一体结构；所述吸水物3为任意长度的、直径为5mm-10mm的、圆柱体状的吸水物体（如脱脂棉条、吸水海绵等，只要能被所述水及溶液5润湿且表面及内部具有毛细结构即可）；所述储水器4为内径100mm-1000mm、高度200mm-300mm的圆桶状空心容器（如塑料、金属材料制成的容器）；所述注水口6为穿透所述储水器4外壳的、内径为20mm的孔洞，位于所述储水器4的顶盖上；所述出水口7为穿透所述储水器4外壳的、内径为20mm的孔洞，位于所述储水器4高于底部100mm-200mm的外壳上；所述储水器4位于装置的最高处或其附近；所述蒸发层1全部结构、和\或所述蒸发层1的大部分结构，位于所述储水器4的下方，即所述蒸发层1以某一点或某一边缘位于最高处（就于此处设置所述储水器4），其余部分以一定的坡度逐渐降低高度；所述吸水物3通过缝纫、粘合等技术固定于所述蒸发层1表面；设置1条及以上的所述吸水物3，所述吸水物3的长度（如3m-35m）、相邻所述吸水物3的间隔距离（如50mm-100mm），实现所述吸水物3全部被所述水及其溶液5润湿后，所述蒸发层1也能全部被所述水及溶液5润湿的效果，如果不能实现此效果，则通过增加所述吸水物3的长度、减少相邻所述吸水物3的间隔距离，以实现此效果；所述吸水物3一一对应的穿过所述出水口7，伸入所述储水器4内部，并在所述储水器4的底部通过缝纫、粘合等技术相互连接为一体结构。

本实施例的工作原理是：如图14、15所示；将所述水及液体5通过所述注水口6注入所述储水器4中，启动时应使水位高于所述出水口7，以便所述水及液体5能利用重力自流和毛细现象快速润湿所述吸水物3，实现装置的快速启动；所述水及液体5通过所述吸水物3的毛细现象，先润湿位于所述储水器4内部和所述出水口7处的所述吸水物3，然后利用重力自流和毛细现象，自上而下的逐渐润湿全部所述吸水物3；并且逐渐润湿与所述吸水物3连接的所述蒸发层1中，直至所述吸水物3和所述蒸发层1全部润湿；所述蒸发层1中多余的所述水及液体5从所述蒸发层1的最低处溢出；同时，所述水及液体5在所述蒸发层1的表面上蒸发。由于所述吸水物3伸入所述储水器4的底部，当所述储水器4内部的所述水及液体5的水位较低时，也能利用毛细现象实现润湿全部所述吸水物3的效果；如果不能实现此效果，则降低所述出水口7的高度（如从距离所述储水器4底部200mm，变更为100mm、50mm），也可以提高所述水及液体5的水位，直到实现此效果。另外，还可以如图18所示，在所述蒸发层1最低处安装可储水的空心容器（即集水器10）、回流泵8及其回流管道9，将溢出的所述水及液体5输送到所述储水器4中，实现循环利用所述水及液体5的效果。

第七实施例：

本实施例提供小型挂式蒸发器，如图16、17所示，包括蒸发层1，储水器4，注水口6，出水口7；本实施例的具体组成、结构、工作原理与第六实施例基本相同，与第一实施例的不同之处在于：一是所述小型挂式蒸发器不设置所述吸水物3，由所述蒸发层1穿过所述出水口7，伸入所述储水器4内部，并在所述储水器4的底部通过缝纫、粘合等技术相互连接为一体结构；二是所述蒸发层1靠近所述储水器4的一端分割若干条为宽度≤100mm的条状物，和\或所述蒸发层1为若干宽度≤100mm的条状物、且在最下端通过缝纫、粘合等结构连接为一体结构；以实现所述蒸发层1水平上的任意一点被所述水及液体5润湿后，所述蒸发层1中与此点在同一水平上的部分也能全部被所述水及液体5润湿的效果；如果不能实现此效果，则进一步减少所述蒸发层1的宽度（如80mm、60mm、50mm、40mm、30mm、20mm等），直到达到此效果。

第八实施例：

本实施例提供综合式蒸发器，如图18所示，包括蒸发层1，吸水物3，储水器4，出水口7，回流泵8，回流管道9，集水器10，浮式蒸发器12，防水层13；本实施例的主体为第六实施例，并结合第一至第五实施例的综合组成；即本实施例的具体组成、结构、工作原理与第六实施例基本相同，与不同之处在于：一是所述蒸发层1下边缘10mm-100mm的部分，由防水层13包裹，所述防水层13为厚度0.05mm-1mm的防水材料（如TPU塑料薄膜、防水化纤织物等），且在所述蒸发层1的最低处设置有穿透所述防水层13的孔洞，以使所述蒸发层1多余的所述水及液体5从此孔洞溢出；二是所述蒸发层1最低处设置集水器10，用于收集所述蒸发层1溢出的所述水及液体5，并通过回流泵8、回流管道9，输送到所述储水器4中，实现循环利用所述水及液体5的效果；三是所述储水器4不设置顶盖，在储水器4内的所述水及液体5的表面上，设置第一至第五实施例中所述的浮式蒸发器，以进一步提高蒸发速度。本实施例特别适用于大型储水容器中的污水、废水的蒸发，如用于蒸发处理日本福岛第一核电站储存的被核污染过的冷却水。

以上实施例，利用气体控制设备如风扇、风泵等，也可以利用自然空气流动和\或所述装置自身的移动，增加所述蒸发层1表面气体的流动和\或降低其气压，使所述水及液体5更快速的蒸发；同时，在阳光照射、气温较高、湿度较小、风力较大等条件下，更利于提高所述水及液体5的蒸发速率；另外，可以通过收集并冷却通过以上实施例蒸发的水气，制备蒸馏水，适用于海水淡化工程等；还可以在所述水及其液体5中添加杀毒、杀菌、除虫等物质，以防止因长期使用而造成霉变、生菌、生虫等情况。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中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，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供，本领域的普通技术人员应当理解。