CN101975138A - 蒸腾作用板及其应用 - Google Patents

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Abstract

蒸腾作用板及其应用，涉及一种蒸腾设备。蒸腾作用板设有作用板，在作用板内设有蓄水夹层，在作用板表面设有气孔阵列。蓄水夹层可为盒体，在盒体空腔内充满液体。气孔的孔径小于0.2mm，气孔的形状为圆形、凸多边形、凹多边形、曲边形等中的至少一种。相邻两气孔边缘的距离为0.0008～6mm。蒸腾作用板作为动力源，用于动力装置。所述动力装置可设有蒸腾作用板、活塞管、活塞杆、水开关和水管，蒸腾作用板的蒸腾液输入端接水管，蒸腾作用板的蒸腾液输出端接活塞管，活塞管的顶部与蒸腾作用板的底部连接，在活塞管的上部设有进水口，进水口与水管出口连通，水开关设在进水口，活塞杆的一端与活塞管连接，活塞杆的另一端接动力装置。

Description

蒸腾作用板及其应用
技术领域
本发明涉及一种蒸腾设备，尤其是涉及一种蒸腾作用板及其应用。
背景技术
植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程称为蒸腾作用(transpiration)。由于高大的乔木植物能够通过树冠叶片上气孔蒸腾作用所产生的拉力把水分从根部运送到植物顶端，因此在现实状况中蒸腾拉力能够抵消同气孔面积下156米的水柱(至今，最高的树有156米高)，而理论上约能抵消5000米。陆生植物的耗水量很大，一株玉米的生长过程中需耗水200kg以上，其中只有极少数(约1.5％～2％)用于体内物质代谢，绝大多数都散失到体外。水分散失的方式，除了少量以液态通过吐水的方式外，大多以气态，即以蒸腾作用的方式散失。
蒸腾作用的生理意义在于：1、蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主要动力；2、促进木质部汁液中物质的运输；3、降低植物体的温度(夏季，绿化地带的气温比非绿化地带的气温要低3～5℃)。
蒸腾作用的方式是：幼小的植物暴露在地上部分的全部表面都能蒸腾；植物长大后，茎枝可进行皮孔蒸腾，占全部蒸腾量的约0.1％，主要靠叶片蒸腾。叶片蒸腾包括角质蒸腾(嫩叶占总蒸腾量的1/3到1/2，成叶占总蒸腾量的3％～5％)和气孔蒸腾(蒸腾作用的主要方式)。
气孔蒸腾(stomatal transpiration)的机理是：
气孔是植物表皮上一对特化的细胞，是保卫细胞和由其围绕形成的开口的总称，是植物进行体内外气体交换的门户。每1mm2叶片上有几十到几百个气孔，气孔所占面积，不到叶面积的1％，但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的10％～50％，甚至100％。这是因为气体通过多孔表面扩散的速率，不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。这就是所谓的小孔扩散律。
蒸腾速率(又称蒸腾强度)，定义为单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量，即：
蒸腾速率＝蒸腾失水量/单位叶面积×时间
对多数植物，白天的蒸腾速率为15～250g/m·h，夜晚的蒸腾速率为1～20g/m·h。
公告号为CN2228677的实用新型专利提供一种由烟罐及模型茎、叶柄、叶片组成的叶的蒸腾作用演示器，烟罐由烟罐底座和烟罐罩组合而成，模型叶片、叶柄、茎为中空结构，叶片的上表面制有小孔。该实用新型具有结构简单，操作方便，演示效果明显的特点，演示器通过发烟物质在烟罐里产生烟气，经模型茎、叶柄后到达模型叶片，再由模型叶片上表面的小孔逸出，形象直观，适合在植物学教学中演示叶的蒸腾作用现象使用。
公告号为CN2338695的实用新型专利提供一种真空蒸腾电暖器，散热片的内部构造是一个封闭的循环系统，底部是加热区，加热区里有加热管和发泡体，以及蒸腾液。加热区通过蒸腾道与汽液分流和散热区相通，散热区和汽液分流道又通过回流道接回加热区。在加热管的作用下，液体汽化并沿蒸腾道上升，经过汽液分流道到达散热区，再经器壁的冷却形成液体经回流道回到加热区。
公告号为CN201183758的实用新型专利提供一种太阳能平板聚焦保温海水闪急蒸腾罐，包括：一个圆平板聚光式太阳灶、一个蒸腾罐、一个连接圆平板聚光式太阳灶和蒸腾罐的架子；所述的蒸腾罐安置在圆平板聚光式太阳灶上方。该实用新型的有益效果是：能利用太阳能对海水进行闪急分解，制取淡水和盐类。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸腾作用板。
本发明的另一目的在于提供一种蒸腾作用板在蒸腾动力源中的应用。
本发明的技术方案是模拟生物原理，采用人造气孔表面产生蒸腾拉力。
所述蒸腾作用板设有作用板，在作用板内设有蓄水夹层，在作用板表面设有气孔阵列。
所述蓄水夹层可为盒体，在盒体空腔内充满液体。
所述气孔的孔径可小于0.2mm，所述气孔的形状可为圆形、凸多边形、凹多边形、曲边形等中的至少一种。所述气孔的孔距，即相邻两气孔边缘的距离可为0.0008～6mm。
所述气孔的尺寸可为参照一个直径0.2mm的圆在平面几何关系上有且仅有与孔面相交、相离、孔面外切圆、圆内含孔面这四种关系。
所述作用板可为板状物，膜状物，网状物，细管阵列或集束管阵列等。
所述作用板的表面可设有加固件，所述加固件可采用加固筋，加固柱，加固条或加固块等。
所述蒸腾作用板可作为动力源，用于动力装置。所述动力装置可设有蒸腾作用板、活塞管、活塞杆、水开关和水管，蒸腾作用板的蒸腾液输入端接水管，蒸腾作用板的蒸腾液输出端接活塞管，活塞管的顶部与蒸腾作用板的底部连接，在活塞管的上部设有进水口，进水口与水管出口连通，水开关设在进水口，活塞杆的一端与活塞管连接，活塞杆的另一端接动力装置。
所述动力装置还可设有液压发电机。
以下给出上述动力装置的运行过程：蒸腾作用板发生蒸腾作用(此时开关闭合)，使活塞管内水分减少，吸引活塞杆上升，产生可利用的动力源。当活塞杆上升到水源接入口的开关处时，开关开启，为活塞管补充水分，使活塞杆下落，直至活塞管底部后，开关再次闭合，重新循环下一运行过程。
由于本发明运用植物叶片的蒸腾作用原理，在蒸腾作用板上设有许多可以发生蒸腾作用的气孔，以机械设备模拟其功能，利用水在特殊界面上的自然蒸腾，因此可提供极大牵引力和适量做功位移。尤其将蒸腾作用板设计为盒状，设在盒体表面的气孔的蒸腾作用使盒体空腔内的液体沿气孔向蒸腾作用板外蒸发，使盒体空腔内液体对盒体表面产生负压，盒体表面受到向盒内的牵拉力。另外，本发明将蒸腾作用板作为动力源用于动力装置，例如将此蒸腾动力转化为电能的发电设备，提出了两种工程学上的应用，其一是以此为牵引力源，其二是作为大空间降温的装置使用，蒸腾作用板会通过液体蒸发来吸收周围空间的热能，起到了降低气温和补充空气湿度的作用。
附图说明
图1为本发明所述蒸腾作用板实施例1(板状物或膜状物)的结构组成示意图。
图2为本发明所述蒸腾作用板实施例1的应用实例结构组成示意图。
图3为本发明所述蒸腾作用板实施例2(网状物)的结构组成示意图。
图4为本发明所述蒸腾作用板实施例3(细管阵列)的结构组成示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
参见图1，所述蒸腾作用板设有作用板1，在作用板1中设有蓄水夹层2，在作用板表面设有气孔阵列3，所述气孔的孔径为0.01mm，所述气孔的孔距，即相邻两气孔边缘的距离为0.0008～6mm。
所述作用板1为板状物或膜状物。
作用板的材料一般没有限制，当确定孔径和孔距后，选用能成形的材料制作即可，为了增加作用板的机械强度，可在作用板的表面或其它位置设有加固筋或加固柱。
参见图2，所述蒸腾作用板可作为动力源，用于动力装置。所述动力装置可设有蒸腾作用板1、活塞管4、活塞杆5、水开关6、和水管7，蒸腾作用板1的蒸腾液输入端接水管7，蒸腾作用板1的蒸腾液输出端接活塞管4，活塞管4的顶部与蒸腾作用板1的底部连接，在活塞管4的上部设有进水口，进水口与水管7出口连通，水开关6设在进水口，活塞杆5的一端与活塞管连4接，活塞杆5的另一端接动力装置。
所述动力装置还可设有液压发电机。
所述气孔的尺寸可为参照一个直径0.2mm的圆在平面几何关系上有且仅有与孔面相交、相离、孔面外切圆、圆内含孔面这四种关系。
实施例2
图3给出本发明所述蒸腾作用板实施例2(网状物)的结构组成示意图，与实施例1类似，其区别在于作用板采用网状物8，所述气孔采用网孔。
实施例3
图4给出本发明所述蒸腾作用板实施例3(细管阵列)的结构组成示意图，与实施例1类似，其区别在于作用板采用细管阵列9，由许多管孔尺寸细小到使得一个直径0.2mm的圆只能与孔面相交、外切或外含的细管排列成的管道阵列，所述管孔可设在细管两端，也可设在细管侧面。

Claims (10)

1.蒸腾作用板，其特征在于设有作用板，在作用板中设有蓄水夹层，在作用板表面设有气孔阵列。
2.如权利要求1所述的蒸腾作用板，其特征在于所述气孔的孔径小于0.2mm。
3.如权利要求1或2所述的蒸腾作用板，其特征在于所述气孔的形状为圆形、凸多边形、凹多边形、曲边形中的至少一种。
4.如权利要求1所述的蒸腾作用板，其特征在于所述气孔的孔距，即相邻两气孔边缘的距离为0.0008～6mm。
5.如权利要求1所述的蒸腾作用板，其特征在于所述气孔的尺寸为参照一个直径0.2mm的圆在平面几何关系上有且仅有与孔面相交、相离、孔面外切圆、圆内含孔面这4种关系。
6.如权利要求1所述的蒸腾作用板，其特征在于所述作用板为板状物，膜状物，网状物或细管阵列。
7.如权利要求1或6所述的蒸腾作用板，其特征在于所述作用板的表面设有加固件；所述加固件最好为加固筋，加固柱，加固条或加固块。
8.如权利要求1所述的蒸腾作用板，其特征在于所述蓄水夹层为盒体，在盒体空腔内充满液体。
9.如权利要求1所述的蒸腾作用板在动力装置中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于所述动力装置设有蒸腾作用板、活塞管、活塞杆、水开关和水管，蒸腾作用板的蒸腾液输入端接水管，蒸腾作用板的蒸腾液输出端接活塞管，活塞管的顶部与蒸腾作用板的底部连接，在活塞管的上部设有进水口，进水口与水管出口连通，水开关设在进水口，活塞杆的一端与活塞管连接，活塞杆的另一端接动力装置，所述动力装置还可设有液压发电机。
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