CN102587453A - 一种便携式空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式空气取水装置，其特征在于：它包括一箱体，箱体底端设置有一冷凝水出口，箱体内水平设置有一搁板，将箱体分隔成一端连通的上、下通道；下通道为连通大气的进气通道，上通道为排气通道，排气通道的出口设置有一鼓风机；搁板上设置有两个以上的通孔，每一通孔内分别插设有一热电片，每一热电片的两端分别粘贴有一铜片；每一铜片分别与搁板焊接固定，每一热电片的两端分别设置有电流引线，且分别穿过设置在铜片上的穿线孔，以连接供电电源；每一铜片上分别竖直焊接有一热管，每一热管上分别设置有若干肋片。本发明不但可以广泛用于各种干旱地区的取水过程中，而且可以用于其它有特殊要求而水源缺乏的地区。

Description

一种便携式空气取水装置

技术领域

本发明涉及一种取水装置，特别是关于一种适用于干旱偏远地区的便携式空气取水装置。

背景技术

湿空气是指干空气与水蒸气的混合物，工业生产的许多过程例如空气的温度和湿度调节过程、物体的干燥过程、冷却水塔中水的冷却过程等都与湿空气性质息息相关。不同于其它气体混合物，湿空气的特点在于其中一种组元-水蒸气在一定条件下将会发生聚集形态的变化，即水蒸气凝结变成液体或固体，或者发生与蒸发过程相反的状态。在日常生活中，人们通常利用湿空气中的水蒸气的饱和湿度随着环境温度降低而降低的原理提取空气中的水分，使得干旱缺水地区能够从空气中获得清洁且可以饮用的水。在湿空气被冷却的过程中，如果湿空气被冷却到饱和状态以后仍然继续受冷，水蒸气将会不断凝结析出，此时，湿空气总是处于饱和状态且其的绝对含湿量随着空气温度下降而降低。现有的空气取水装置通常采用压缩式制冷循环的方式获取水，具体过程是通过制冷剂获得足够冷量与湿空气进行热交换，从而使空气温度降低，析出水蒸气。

现有的空气取水装置大都是固定式非便携设计，由于压缩机的体积和重量的因素，限制了其在偏远干旱地区的使用性能。另外，由于传统脱水装置中的热交换采用管壳式叉流换热器，换热效率偏低，在相同换热量的要求下，需要更多的换热面积，所需设备成本比较昂贵。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种换热效率高、成本低、携带方便、且特别适合于干旱地区使用的便携式空气取水装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种便携式空气取水装置，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体底端设置有一冷凝水出口，所述箱体内水平设置有一搁板，将所述箱体分隔成一端连通的上、下通道；所述下通道为连通大气的进气通道，所述上通道为排气通道，所述排气通道的出口设置有一鼓风机；所述搁板上设置有两个以上的通孔，每一所述通孔内分别插设有一热电片，每一所述热电片的两端分别粘贴有一铜片；每一所述铜片分别与所述搁板焊接固定，每一所述热电片的两端分别设置有电流引线，且分别穿过设置在所述铜片上的穿线孔，以连接供电电源；每一所述铜片上分别竖直焊接有一热管，每一所述热管上分别设置有若干肋片。

各所述热电片的电流引线采用串联方式连接所述供电电源。

各所述热电片的电流引线采用并联方式连接所述供电电源。

所述进气通道的进口设置有一过滤网。

所述上、下通道连通一侧的所述箱体上设置有一补偿空气进口，所述补偿空气进口处设置有一过滤网。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在箱体的搁板上设置有两个以上的热电片，因此与传统压缩式制冷除湿相比，采用多级热电片制冷，换热效率高，制冷效果好，结构简单，实用性高，具有很好的军用和民用价值。2、本发明采用在每一热电片两端的铜片上分别竖直设置一热管，且在每一热管上分别设置有若干肋片，由于热管和肋片是传热系数较高的散热结构，因此制冷效果好，使得热电片冷热端表面温度稳定，可以维持性能较高的工况。3、本发明采用热电片实现多级制冷，由于热电片本身工况灵活，在制冷过程中不需制冷剂、且无泄漏、无污染，清洁卫生，与现有技术相比，由于整个制冷过程不采用压缩装置，因此不仅在制冷过程中无噪声、无磨损，且使本发明方便携带，使用寿命长。4、本发明的热电片的供电电源选择灵活，既可以采用各热电片串联使用，各个热电片的电流大小相同，节省电源的设计成本；也可以采用各热电片并联使用，按照实际使用情况选择每个热电片的具体供电电流(约1～4A左右)，使热电片的冷热端温差达50～60℃，从而降低运行成本，提高可靠性。本发明不但可以广泛用于各种干旱地区的取水过程中，而且可以用于其它有特殊要求而水源缺乏的地区。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明的空气取水装置包括一由薄钢板焊接而成的一端开口的箱体1，箱体1的底端设置有一冷凝水出口2，箱体1内水平设置有一搁板3，搁板3将箱体1分隔成一端连通的上、下两个通道，下通道为连通大气的进气通道，上通道为连通大气的排气通道，排气通道的出口设置有一鼓风机4。搁板3上设置有六个通孔，每一通孔内分别插设有一热电片5，每一热电片5的冷、热端穿越每一通孔分别通过环氧树脂胶粘贴一块铜片6，每一铜片6分别与搁板3的顶面或底面焊接固定，每一热电片5的两端分别设置有电流引线，且分别穿过设置在铜片6上的穿线孔，以连接供电电源，每一铜片6的上分别竖直焊接有一热管7，每一热管7外侧分别焊接固定有若干层肋片8。

上述实施例中，上、下通道连通一侧的箱体1上设置有一补偿空气进口9。

上述各实施例中，鼓风机4采用轴流通风机，叶片数目可以采用3个，工作压力可以采用1个大气压，鼓风机4的外轮廓形状和大小与排气通道的出口匹配，为了工作稳定，可以将其与排气通道内壁焊接固定，也可以为了方便，在使用时将鼓风机4放置在排气通道的出口处。

上述各实施例中，为了使制备的冷凝水更加的干净和清洁，需要尽可能减少从进气通道进入箱体1的空气所携带的固体颗粒、杂质等，因此可以在进气通道的进口处设置一过滤网，为了方便取下清洗，过滤网可以固定在一方形框架内，方形框架的形状大小和进气通道的进口相匹配，可以在使用时将方形框架插入到箱体1的进气通道的进口处，同样在补偿空气进口9处也可以设置一过滤网，过滤网可以采用铜质过滤网。

上述各实施例中，箱体1内设置热电片5的数量可以依据箱体1的尺寸来具体确定，为了实现多级制冷，热电片5的数量采用两个或两个以上，如果箱体1尺寸很大，为了实现更好的制冷效果，凝结出更多的水，采用热电片5及其对应的热管的数量可以采用多个。使用时，可以将各个热电片5的电流引线串联，且将第一个热电片5和最后一个热电片5的电流引线引出连接供电电源即可，也可以将每个热电片5的引线均引出给每个热电片单独供电，使所有热电片5并联连接，热电片5的供电电源为独立恒流源，即输出一大小恒定的电流。

上述各实施例中，热管7可以采用重力式热管，热管7中的工质可以采用乙醇或乙醇与水的混合物，热管7的材料可以选择紫铜。

上述各实施例中，肋片8材料与热管7的材料一致，可以采用紫铜。

如图1所示，本发明使用时，将串联连接的热电片5的正、负接通电源，开启鼓风机4，由于鼓风机4产生的吸力作用使外界空气通过进气通道的进口和补偿空气进口9进入到箱体1内，进气通道内部空气流动方向如箭头方向(如图1)。空气进入进气通道内，逐级流经各个热电片5的冷端，由于空气与肋片8和热管7对流换热充分，进气通道内的空气温度逐渐降低，使水蒸气的饱和蒸汽压进一步下降，当空气温度降至露点温度以下时，空气中的一部分水蒸气以冷凝水析出，并经冷凝水出口2排出箱体1外侧，由于鼓风机4吸力作用，空气中另外一部分水蒸气流通到排气通道中，此部分空气处于饱和低温状态，进入排气通道内与补偿空气混合之后流经排气通道中的各热电片5的热端，通过热管7和肋片8的热交换，温度较低的冷空气空气带走各个热电片5热端的热量，通过各热电片5，散热充分，工况均匀。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种便携式空气取水装置，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体底端设置有一冷凝水出口，所述箱体内水平设置有一搁板，将所述箱体分隔成一端连通的上、下通道；所述下通道为连通大气的进气通道，所述上通道为排气通道，所述排气通道的出口设置有一鼓风机；所述搁板上设置有两个以上的通孔，每一所述通孔内分别插设有一热电片，每一所述热电片的两端分别粘贴有一铜片；每一所述铜片分别与所述搁板焊接固定，每一所述热电片的两端分别设置有电流引线，且分别穿过设置在所述铜片上的穿线孔，以连接供电电源；每一所述铜片上分别竖直焊接有一热管，每一所述热管上分别设置有若干肋片。

2.如权利要求1所述的一种便携式空气取水装置，其特征在于：各所述热电片的电流引线采用串联方式连接所述供电电源。

3.如权利要求1所述的一种便携式空气取水装置，其特征在于：各所述热电片的电流引线采用并联方式连接所述供电电源。

4.如权利要求1或2或3所述的一种便携式空气取水装置，其特征在于：所述进气通道的进口设置有一过滤网。

5.如权利要求1或2或3所述的一种便携式空气取水装置，其特征在于：所述上、下通道连通一侧的所述箱体上设置有一补偿空气进口，所述补偿空气进口处设置有一过滤网。

6.如权利要求4所述的一种便携式空气取水装置，其特征在于：所述上、下通道连通一侧的所述箱体上设置有一补偿空气进口，所述补偿空气进口处设置有一过滤网。

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