CN102625897A - 大气水生成器 - Google Patents

Abstract

一种包括制冷系统的大气水生成器。蒸发器可以是压焊式蒸发器。风扇与散热器和蒸发器一起使来自周围空气的流入空气流首先进入并且通过冷凝器，再进入并且通过散热器。随着流入空气流流过蒸发器，流入空气流被蒸发器冷却。被冷却的空气流然后通过散热器的被加热分散部分。阵列中蒸发器之间的空气通道足够长以使得空气流变成混合的湍流。蒸发器可以是平面式。相邻蒸发器的相对表面可以包括湍流扰流器以将阵列中的层流变成湍流。湍流扰流器可以包括形成在所述相对表面上或插入蒸发器之间的空气通道中的金属网上的突起。

Description

大气水生成器

技术领域

本发明涉及大气水生成器领域，并且特别涉及在其制冷中在散热器和冷凝器之间使用协同关系的水生成器系统，其中平行压焊式蒸发器板的冷却增加了散热器的效率，降低了能量消耗，同时压焊式蒸发器板增加了来自单组风扇的空气流的回收水，所述风扇配置成顺序推动孔气流通过压焊式蒸发器板之间的缝隙以及通过散热器的散热芯。

背景技术

通常，由于降水少以及地表水和地下水的盐度高，包括沙漠和贫瘠地这些区域在内的世界的许多区域缺乏天然的淡水资源或者天然的淡水资源有限。随着沙漠扩张并且侵袭肥沃的土地，并且许多地下自然水资源也消耗殆尽，大幅度增加了饮用水和淡水的供应不足。此外，随着时间的推移，全球气候模式的改变，导致许多区域中的降雨率下降。例如，由于缺乏淡水用于饲养家畜和种植粮食作物，使得饥饿和饥荒在诸如非洲等区域中蔓延。

由于从中心系统到宽广延伸的地区分配水的低需求和高成本，使得在许多人口稀少的地区和人口分散的区域中应用水淡化技术以及其他水处理技术不具备经济性。例如，由于自然资源、财富、基础设施和技术经验的匮乏，这种供应饮用水的方法可能在世界上偏远地区和/或贫困地区无法实现。可替换地，淡水的装载运输是昂贵的并且在处理和储存水的过程中使水遭受污染。例如，世界的偏远地区可能缺乏必要的运输基础设施以使饮用水运输到那些偏远地区。

因此，需要在本地生产淡水以将水供给人们饮用，并且提供用于饲养动物和灌溉的淡水，以及其他人类利用，本地生产是可靠的，用得起的并且产生少量或者没有工业污染。另外，在大量人类居住的具有少量或者没有淡水资源的偏远地区，这样的系统应该是可以运输和组装的。对于具有有限技术经验的个人来说这些设备应该是容易使用的并且在尺寸范围内都是可用的以使得其可以用在缺少富余空间的区域。

对于现有技术，申请人知道下述美国专利：

1972年7月11日授权给Swanson的美国专利No.3675442公开了一种机械制冷装置，其间歇地冷却淡水池。来自淡水池的水通过管道设备被引导到竖直对齐的冷凝器丝中。冷凝器丝提供低于空气的露点温度的冷凝表面。分配设备依据其自身温度将冷凝水引导进入淡水池或来自该设备作为输出水。

1980年1月8日授权给Nasser等人的美国专利No.4812132公开了一种具有一对竖直间隔对齐的空气导管的塔，其中较低的空气导管包括可以同时冷凝来自空气的湿气的冷却器，较高的空气导管包括制冷循环的散热器。空气导管与各自的吹风机一起将周围空气引入位于吹风机之间的空气导管。空气通过空气导管转移进入换热关系。塔可以用于收集由大气冷凝产生的饮用水。

1981年3月17日授权给Ehrlich的美国专利No.4255937公开了一种位于壳体上部隔室的除湿器和位于壳体下部隔室的集水箱。壳体内的相反穿孔的壁提供携带空气的湿气通路进入除湿器。供水管从除湿器引导到集水箱。集水箱由制冷机冷却。

1984年2月28日授权给Smith的美国专利No.4433552公开了一种包括设置在大气管道中的蒸发器的制冷系统，在大气管道上水蒸汽被冷凝收集。

1990年1月9日授权给Littrell的美国专利No.4892570公开了一种水沉淀器，其通过在由管道中循环的制冷剂冷却的管道上冷凝的水为高温区域里延伸的陆地表面区域提供水供给。

分别在1990年1月9日和1991年7月23日授权给Yoshikawa等人的美国专利No.4891952和5033272公开了一种具有制冷循环的制冷器，制冷循环可替换地应用在第一和第二冷却器上以通过制冷剂压力提供第二冷却器的快速冷冻，制冷压力通过相对应与第一和第二冷却器相应的第一和第二毛细管分两步降低。为了快速冷冻，制冷剂仅仅在第二冷却器中蒸发，并且在通常的运行中没有制冷剂流入第二冷却器，由此第二冷却器基本上保持无霜。

1990年6月12日授权给May的美国专利No.4933046公开了一种具有冷凝器的水净化系统，冷凝器由两片不易被水沾湿的重叠塑料膜焊接在一起制成以形成通过冷凝器的蒸汽通道，使得随着进入冷凝器的蒸汽被周围空气冷却，其冷凝成水然后从冷凝器离开。

分别在1992年4月21日、1992年9月22日和1993年4月20日授权给Reidy的美国专利No.5106512，5149446和5203989公开了一种用于从周围空气获取饮用水的水发生装置，其中提供冷凝器用于提取水蒸汽。

分别在1993年11月9日和2004年6月29日授权给Engel等人的美国专利No.5259203和6755037公开了使用一种制冷系统，其包括用于从空气中提取饮用水的压缩机，蒸发器，风扇，冷凝器和蓄水槽。

1995年11月28日授权给Cesaroni的美国专利No.5469915公开了一种板式换热器，其具有许多位于两块塑料板之间的平行管，塑料板包围并且与管的形状相适应，其中板在管之间焊接在一起。

1996年9月17日授权给Whiticar的美国专利No.5555732公开了一种便携式除湿器，其中风机风扇使湿润的空气与冷冻板接触使来自空气中的水蒸汽冷凝。冷凝水从冷冻板滴落到收集器中。

分别在1997年9月23日和1998年12月8日授权给LeBleu的美国专利No.5669221和5845504公开了一种便携式饮用水发生器，其通过将来自周围空气的露水冷凝从而产生水，其中密封的吸热器冷却空气到露点并且收集冷凝水的水滴进入封闭系统。

分别在2001年9月18日和2004年8月24日授权给Zakryk等人的美国专利No.6289689和6779358公开了一种具有构造成用于循环冷的制冷剂液体的蒸发器盘管的水收集机器，其中盘管与空气入口设置在一条线上使得湿气在盘管上冷凝并且可以以水滴的形式被收集。

2002年6月4日授权给Cheng等人的美国专利No.6397619公开了一种脱水装置，其包括设置在组件下端下方的电极元件。正电压源和负电压源连接到电极元件和组件的下端以在其之间形成电场。在组件上冷凝的水通过电场的周期性改变被拉动并且离开组件表面。

2006年11月28日授权给Romero-Beltran的美国专利No.7140425公开了一种板管式换热器，其具有平行设置的多通道板并且容纳和固定于通道的多个管，由此形成用于加热流体、冷却流体或加热方法循环的回路。

2007年9月18日授权给Cole的美国专利No.7269967公开了一种通过振动盘管去除空调系统中来自蒸发器盘管的多余湿气的方法，其中盘管可以通过机械或声波装置振动，例如电磁线圈活塞或声波转换器。

2007年9月25日授权给Anderson等人的美国专利No.7272947公开了一种水产生系统，其用于从空气中冷凝水并且在储水箱中收集冷凝水。在管道流体回路中，运行的流体将热量释放给第二回路例如制冷循环并且冷却的运行流体降低水冷凝元件的温度。

2004年9月27日和2004年12月22日分别申请并于2006年3月30日分别公开的我的共同未决的美国专利公开No.20060065001和20060065002中，我描述了一种用于从大气中产生饮用水的系统，其中系统包括多个设置在外壳中的平板，其沿中心通道基本平行于彼此，并且其中每个平板由某种材料制成，来自大气的冷凝水响应于材料和通过平板的大气之间的不同的温度形成在上面。冷却流体冷却平板以在平板表面形成冷凝水。平板在外壳中绕中心轴旋转以去除来自平板表面的冷凝水。

发明内容

概括地说，根据本发明的大气水生成器的特征在于包括制冷系统，制冷系统包括马达，压缩机，散热器，蒸发器和至少一个风扇，其中蒸发器包括间隔分布的压焊式蒸发器阵列。散热器和蒸发器的阵列彼此相邻并且布置成在它们之间彼此流体相通。风扇或风扇组与散热器和蒸发器配合使来自周围空气的流入气流首先进入并且通过冷凝器，再进入并且通过散热器。从而，随着流入空气流作为贯穿空气流流过蒸发器，流入空气流被蒸发器冷却。被冷却的贯穿空气流接着流过散热器的散热部分以优化制冷系统中散热器的机能。

有利地，每个压焊式蒸发器由具有在其中形成制冷管道的整体式平面铝板制成。它们可以具有基本上1.5mm的厚度。在一个优选实施例中，蒸发器阵列中的所有蒸发器都是压焊式蒸发器。

优选地，蒸发器阵列通过基本上在半英寸和一英寸之间的贯穿流间距间隔设置。在一个实施例中贯穿流的间距基本上是不变的。贯穿流间距形成对应于空气的贯穿流的方向沿蒸发器阵列的第一尺寸长度延伸的空气通道。第一尺寸可以是水平的。蒸发器阵列的第二尺寸相应于贯穿流间距的间距宽度，并且与第一尺寸正交。贯穿流间距也在第三尺寸上延伸，第三尺寸正交于第一和第二尺寸。就是说，当第一尺寸是水平的并且第二尺寸也是水平的时，第三尺寸是竖直的。在一个优选实施例中，空气通道沿第一尺寸足够长以使得空气的贯穿流变成湍流。

在一个实施例中，空气通道也足够长以使得空气贯穿流的空气流边界层形成沿间隔设置的蒸发器阵列中相邻蒸发器的相对表面上的空气通道延伸的湍流边界层。第二尺寸可以足够短以使得相对面的湍流边界层基本上完全横跨第二尺寸延伸。

在进一步的实施例中，相邻蒸发器的相对表面进一步包括湍流扰流器以将空气贯穿流的层流部分和层流边界层部分扰流成下游湍流和湍流边界层部分。例如，湍流扰流器可以包括形成在相对面上的突起。

有利地，第三尺寸基本上沿蒸发器的整个高度延伸，并且冷凝在蒸发器表面上的水滴通过重力沿第三尺寸向下降落。流体源可以被提供以将流体膜发射到蒸发器的表面上以促使水滴进入湍降并且沿着它们的湍降(cascading descent)。例如，流体源包括至少一个安装在蒸发器阵列上端的孔状喷射器。流体可以是水，并且设备可以进一步包括设置在蒸发器阵列下面的水收集器。在收集器中收集的水可以通过水再循环器例如泵再循环给水源。流体也可以是空气，并且设备可以进一步包括促动机构用以促使空气沿第一尺寸向下流动。

在一个实施例中，细长绳的填充物可以设置在蒸发器阵列的相邻蒸发器之间。填充物可以是具有足够体积的网以部分地接触或者悬挂在相邻蒸发器的相对表面之间，以被插入相邻蒸发器的相对表面中。填充物可以是金属的，例如铝网。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的大气水生成器单元的右侧透视图。

图2是图1的水生成器的左侧部分分解透视图。

图2a是图2的压焊式蒸发器的其中之一的侧视图。

图2b是图2a中沿线A-A的截面图。

图2c是图2a中沿线B-B的截面图。

图2d是图2a中沿线C-C的截面图。

图3是图2中沿线3-3的水平横截面右侧透视图，示出移除外壳的水生成器。

图4是根据本发明的水生成器的第二实施例的蒸发器，散热器和风扇部分的平面图。

图5是图4的部分剖面图，其中蒸发器板振动器和部分机架被移除

图6是根据本发明的水生成器的机架的右侧透视图。

图7是根据本发明的水生成器的第二实施例的右侧透视图，其中外壳被移除。

图8是图7的水生成器的左侧透视图。

图9是图7的水生成器的右侧透视图，示出蒸发器单元，散热器，风扇，机架，振动器和水收集盘。

图10是图7的水生成器的放大图。

图11是图10的进一步放大图，其中越过振动器的横梁棒被移除。

图12是图11的水生成器，其中图11的机架，横梁元件和振动器被移除。

图13是在一对压焊式蒸发器之间夹有铝网的透视图。

图13a是图13的铝网在去除压焊式蒸发器后的放大图。

图14是根据本发明的一方面的压焊式蒸发器的可选实施例的正视图，其中蒸发器表面具有在其中冲孔的锐边鳞片。

图14a是图14的部分放大透视图。

图14b是图14a的部分放大图。

图15是根据本发明的水提取器的水冷凝部分的透视图，其具有设置在压焊式蒸发器上端之间的流体喷射器。

图15a是图15的部分放大图。

图16是根据本发明的具有设置在机架上的水离子发生器的水提取器的透视图。

图16a是图16的一个水分离棒的正视图。

具体实施方式

在附图中，其中在每个视图中相同的附图标记表示相应部分，大气水生成器10包括与制冷组件14配合的蒸发器单元12，制冷组件14邻近地设置在刚性机架16中并且位于外壳18中。

本发明的一方面是通过仅仅使用单组风扇20来获得的协同效应和效率的增加，风扇20既用作制冷循环的冷却风扇也用于通过平行、间隔的压焊式蒸发器22阵列沿流入方向A中吸入带潮气的空气。图2a中示出单个压焊式蒸发器在液体冷却剂管道22a的一个优选实施例中的布置。管道22a在一个实施例中可以布置成使其基本上沿压焊式蒸发器20的整个高度尺寸竖直延伸。在一个实施例中，但不意味着受此限制，如图2a中的向下的箭头所示，液体制冷剂从压焊式蒸发器20的顶部进入管道22a并且如向上的箭头所示，液体制冷剂还从压焊式蒸发器20的顶部离开。流入管(未示出)和流出管(未示出)将液体冷却剂输送至每个压焊式蒸发器20中的每个管道22a。流入和流出管例如可以被设置在相对容易接近且直接位于机架16上方的空间以使其被容纳在压焊式蒸发器22阵列的顶部和外壳18顶部的内部之间。正如本领域的技术人员应该知道，管道的阵列与相应的流入和流出岐管(未示出)流体连通，岐管自身通过另外的管道连接至压缩机14a。

有利地，在一个实施例中风扇20的竖直阵列可以包括但不局限于三个五叶片式风扇。在方向A上的引入气流沿着方向B上的第一尺寸穿过基本上沿阵列的整个竖直高度布置的压焊式蒸发器22的阵列水平地被引入。压缩机和其他相应的传统制冷组件冷却液体制冷剂，然后液体制冷剂被同时泵送穿过所有压焊式蒸发器22中的管道22a以使得在位于蒸发器之间具有第二尺寸或宽度的间隔中的引入空气被冷却以将水滴冷凝到蒸发器的外表面22b上而不会冻结。然后产生的被冷却的贯穿流动空气通过风扇20从方向C离开。被冷却的贯穿流动空气也被迫通过制冷组件14的散热器14b的中心以使得来自压焊式蒸发器的已经冷却的贯穿流动空气为散热器14b的提供增加的冷却以及由此带来的制冷循环更高效率的运行。已经通过采用多于一个的散热器14b来获得增加的效率，例如竖直叠放以位于相同平面并且面对并平行于竖直叠放的风扇组的两个散热器14b。因此在示出的实施例中，具有三个风扇的风扇组例如可以具有两个独立的散热器14b，一个位于另一个上方。以申请人的经验，堆叠式散热器的使用可以降低压缩机的功耗。

以申请人的经验，散热器冷却能力的增加已经导致压缩机14a所需的功耗的降低由此降低整个设备的功耗。因此本发明与现有技术一方面的不同在于，在现有技术中设置单独的风扇用于引导空气穿过散热器式水冷凝器单元并且设置单独的风扇用于制冷系统的冷凝器/散热器，在本发明中申请人通过将制冷组件和水冷凝组件收容成彼此相邻以共用单个风扇或单个风扇组来实现空间和能量的节约，由此使系统的协同效率增加。

沿方向A进入交叉设置在压焊式蒸发器22之间的平面间隔22c的带湿气的空气沿方向B通过间隔，并且作为冷却空气从间隔22c离开，被冷却的空气进入位于散热器14a芯内部的被加热空气空间，其中随着芯被冷却空气被变热。来自散热器14c的空气作为热空气沿方向C离开风扇20。再次，值得注意的是风扇20引导贯穿流中的空气在水平方向B上基本上越过蒸发器22的整个高度，也就是沿设备的第三尺寸，例如在一个商业实施例中大约5英尺高。

因此对于示出的实施例，其并不意味着局限于该实施例，机架16的尺寸大约2米(91英寸)高，1.7米(77英寸)宽，0.9米(41英寸)深，由此制成相对紧凑的水生成器。可以看出，机架16提供支撑制冷部件的刚性框架，制冷部件包括基本竖直悬挂设置的压焊式蒸发器22的平行阵列，以及邻近蒸发器安装基本竖直设置的风扇阵列。

板式压焊式蒸发器22彼此平行悬挂设置在机架16中。不局限于附图2-4中的实施例，在附图2-4的实施例中，水平旋转轴24旋转地设置于机架16相对应的竖直柱16a上。压焊式蒸发器22阵列的每个角设置有一个旋转轴24。可以设置棘轮绞盘机构26用于轴24的可释放的单向旋转以使得它们可以同时或单独旋转。在一个方向使轴24旋转将一段柔性绳28缠绕到轴24上。柔性绳28穿过相应的孔眼22a紧固至每个压焊式蒸发器22的每个角。

每个棘轮和棘爪机构26包括带齿的棘轮。绳28的张紧通过棘轮的旋转以及与棘轮啮合的棘爪的操作来控制。机构26同时包括间断旋转控制器，其中把手的运动或者例如机动式装置的运动被转换成具有恒定旋转方向的间断式循环运动。机构26可以被释放以展开轴24由此通过棘爪从棘轮齿的释放从而释放绳28上的张力。

在图5，7和9-12的实施例中，代替采用柔性绳28缠绕到轴24上以悬挂并且拉紧压焊式蒸发器22，弹簧36通过孔眼38设置在蒸发器22的角中以张紧位于机架16的横梁16c之间的蒸发器。

机架16可以设置在脚轮30上或者其他具有轮子或具有轨道或具有滑道以允许易于定位的部件上。

现有技术中已知压焊式蒸发器例如用在家用冰箱中。在这种冰箱中，压焊式蒸发器的板典型地被弯成U型以形成冷却盒。因此在传统的压焊式蒸发器中形成的管道以这种方式被引导，其允许板沿着要形成冷却盒的角的位置弯曲。压焊式蒸发器通过将两块薄铝板焊接在一起形成，使得两块板变成单个整体式铝板。在两块薄板形成在一起之前管道通过遮盖所期望的管道路径形成，使得一旦两块板形成单个整体式板，遮盖的路径得以保留，由此沿遮盖的长度分开两块板。然后沿遮盖路径保留的分开的板进一步被分离以限定出制冷剂，例如Freon^TM可以穿过的连续管道的细长腔。因此由于压焊式蒸发器在管道中的制冷剂与流过压焊式蒸发器的外表面的空气之间仅具有薄铝层，使得压焊式蒸发器的效率非常高。

在本发明中，至少在不局限于此的示出实施例中，压焊式蒸发器采用平面形式。由此管道可以有利地穿过板的整个长度而无需担心板会在哪里弯曲。

在本发明中还涉及在最大化从大气中提取水的产量的其他两个因素；也就是，最大化水滴的数量以及因此在压焊式蒸发器表面上冷凝的水的体积，以及第二，一旦水滴冷凝在压焊式蒸发器的表面上，最大化水滴的去除率以及去除完全性。

关于前一个因素，申请人确定得出如果压焊式蒸发器之间的间隔太大，那么方向B上通过的大百分比的空气贯穿流可能从不会接触到压焊式蒸发器的表面，并且取而代之的是将继续直接穿过并且进入散热器的芯，从那里沿方向C通过风扇。因此，申请人调节蒸发器之间的间隔以使其在大约半英寸到一英寸之间的范围内。依照这种设置方式申请人尝试更好地混合空气流以增加潮湿空气和已经被冷却到露点温度以下的蒸发器表面之间的接触。尽管不希望受任何特定的混合的物理操作理论的约束，当层流空气B1沿压焊式蒸发器之间的间隔通过时，申请人想要寻求触发层流空气B1的湍流混合。申请人认为在压焊式蒸发器之间的相对狭长的平面通道中的湍流边界层而不是层流边界层，在平面通道中气流以相对较低的速度移动，大约为每个风扇接近3000-3500立方英尺每分钟的速度，允许建立边界层，特别是湍流边界层，直到基本上压焊式蒸发器之间的间隔中的所有流动都成为湍流B2。该湍流混合的流入潮湿空气流将尽可能多的空气流体积暴露给压焊式蒸发器被冷却的表面。因此在本发明中并且特别是在示出的实施例(这仅仅是说明但并不局限于此)中，每个压焊式蒸发器具有大约2.5英尺宽乘大约5-6英尺高的尺寸。压焊式蒸发器阵列如示出的可以包含至少19个压焊式蒸发器，尽管可以采用更少的蒸发器工作但是效率也会降低，每个蒸发器之间具有位于0.5英寸到1英寸之间的间距，同样也不意味着局限于此。在一个实施例中，当观察平面图时，也就是从上方看水平部分时，压焊式蒸发器阵列形成近似正方形尺寸的阵列，例如接近2.5英尺的正方形。

根据本发明的大气水生成器运行中的另一个因素是控制压焊式蒸发器结霜以最小化并且有利地避免压焊式蒸发器表面上的结霜或结冰。有一种实现方法是使制冷组件以较低的负载运行，例如通过降低来自电机的有效功率。因此虽然可能不足以冷却例如用在用于将食品储存在稍微高于冷冻温度的安全温度下的冰箱中的压焊式蒸发器，申请人发现将马达设置成仅为每个压焊式蒸发器提供大约1/16马力可以最小化霜或冰的形成以使得压焊式蒸发器表面上水滴的形成最大化。根据申请人的经验，提供1/16的马力给每个压焊式蒸发器降低了能量需求，与传统压焊式蒸发器的制冷使用情况相比减少了大约一半。在对样品进行实验的过程中申请人发现在秘鲁利马进行的实验中，在气温为30摄氏度，大气湿度大约68％的一天中，大气水生成器使用6马力电机消耗大约6.5千瓦(28安培20伏)的能量，每小时产生大约20升的水。

在为了增加落到位于水冷凝部分12中的冷却表面上的水滴的冷凝效率进行的进一步的实验中，申请人插入铝网板40以基本上充满压焊式蒸发器之间间隔中的体积。这个实验使得每天增加大约24升的回收水。虽然不希望局限于任何特定的操作理论，申请人相信铝网能够帮助增加位于压焊式蒸发器之间的间隔中在方向B上流过的空气贯穿流的湍流，并且由于压焊式蒸发器与铝网相接触并且其至少在接近压焊式蒸发器的位置处还冷却了铝网，因此还提供了实质上被冷却了的网的表面。这样导致铝网中在进一步远离与压焊式蒸发器表面相接触的位置时存在温度轻微上升的温度梯度。虽然可能认为将这种障碍放入空气流通道可能由于堵塞空气流而降低效率，因此通过降低流过压焊式蒸发器阵列的空气流的体积量并且同样可能负面地会影响制冷系统中散热器的运行以降低制冷机的效率从而增加功率消耗，申请人没有发现任何为了使制冷系统中的空气流率基本上保持不变所带来的风扇需要的电流实质上的增加，取而代之的是，如上所述，实现了流入压焊式蒸发器阵列下面的盘32中的回收水体积的增加。

在申请人根据经验通过使用在方向A上到达的潮湿空气在方向B上的贯穿流的湍流来持续优化回收水的体积中，在进一步可选的实施例中，压焊式增发器22的表面22b可以形成有突出物，或者“鳞片”42(scale)或者其他扰流的装置，例如流体力学领域中的技术人员已知的装置，其可以迅速将层流扰成湍流。申请人也注意到以水滴形式冷凝的水更容易在形成尖锐表面或表面的尖锐交叉处的地方形成。因此，有利地，扰流装置可能有利地在压焊式蒸发器22的其他光滑表面22b上形成具有尖锐边缘的鳞片或者破裂的形状。铝网的边缘同样也具有沿形成铝网的铝线或者铝带的相对尖锐的边缘。

现在描述优化从根据本发明的大气水生成器中容积回收水的第二个因素；也就是，从压焊式蒸发器表面去除水滴的方法的优化，除了仅仅依靠重力破坏将水滴保持依附于压焊式蒸发器一侧的表面张力之外，申请人设计出几种用于实现水滴从压焊式蒸发器的表面分离的改善的方法。首先，压焊式蒸发器自身没有涂上任何涂料或者类似的涂层，但是被涂上聚四氟乙烯或者类似的低表面摩擦力的涂层或聚合物。其次，或者可选地，水滴可以被电离，将在下面更好的进行描述。最后，可以提供机械装置来协助，例如通过使用在接触压焊式蒸发器的表面的同时相对于其平移的机械弹性刮片(未示出)，或者例如使用机械振动器以振动压焊式蒸发器阵列中的每个压焊式蒸发器，这将在下面更好地进行描述，或者使用回收来自盘32的水的喷射器并且通过喷射棒46将水从孔46a喷射到压焊式蒸发器22的表面22b上以提供潮湿的表面使得水滴将仅仅以降低的粘性附着，或者可选地使用来自孔46a的空气喷射流，例如从直线穿孔向下引导到压焊式蒸发器的表面，可以用于将水喷射到压焊式蒸发器上以使其表面潮湿。在喷射空气的情况下，喷射的空气提供向下流动的边界层空气流，其与压焊式蒸发器之间的间隔中方向B上的贯穿空气流混合。有利地，喷射棒46设置在平行间隔阵列中插入蒸发器22上端之间以使得孔46a的相反阵列形成在喷射棒46的相反侧喷射每个蒸发器22的两侧。喷射棒46可以由岐管46b供应，岐管46b自身通过供应管线50由泵48加压。

在另一个进一步的实施例(未示出)中，压焊式蒸发器可以由嵌入在大体积铝网中的冷却管替代，例如铝网具有足够的体积以填充包围水冷凝器12的机架16的内部，其中冷却管可以形成穿过铝网的体积呈迂回形的形状以试图平均地冷却铝网。因此风扇20在方向A上将空气引入网上的孔并且贯穿空气流穿过多孔网从流入侧向流出侧沿其路径扩散，其中空气流，如上所述，通过散热器14b的芯流动并且随后通过风扇20以沿方向C被排出。

在另一个实施例(未示出)中，替代铝网的是毛刺元件，或者具有毛刺的大量毛刺元件设置在压焊式蒸发器之间的间隔中，毛刺例如为铝丝或铝钉或铝针。毛刺元件有利地被冷却，例如由于与压焊式蒸发器22热接触或者例如由于冷却管设置在压焊式蒸发器之间的间隔中，毛刺被安装在冷却管上。

在另一个实施例中，可以增加额外的风扇20用以提取大量空气使其通过位于压焊式蒸发器板最冷端的水冷凝器部分12的蒸发器，典型地，在邻近制冷剂入口处的板的末端。

在一个实施例中，多孔板44横跨于压焊式蒸发器22阵列的入口侧，例如设置在由外壳18形成的壳体的入口处，使得从方向A进入的空气不得不通过板上的穿孔。依照申请人的经验，使用这种多孔板44可以降低方向A上的流入空气流的空气温度同时空气中的湿度保持不变。因此，使用这种多孔板机械地降低了空气温度从而更好地使流入空气流的温度与压焊式蒸发器22的冷却表面22b的温度相匹配。依照申请人的经验，以这种方式更匹配的温度提高了用于产生水的每单位功率下的回收水的体积。

如上所述，破坏压焊式蒸发器22的表面22b上的水滴粘性的一种机械方法是机械地振动压焊式蒸发器的阵列。在示出但不局限于此的实施例中，振动器34设置在板34a上，板34a自身设置于横梁元件16d上，使其设置于横梁棒16b上位于压焊式蒸发器阵列上方的中心。因此通过运行振动器34引起的横梁棒16b的振动使机架16振动从而通过轴24或弹簧36(或者其他悬挂装置)传递振动到压焊式蒸发器22的各个角。在一个实施例中振动器34可以是电驱动装置，例如导电线圈，当脉冲电流穿过导电线圈时，感应电场应用在偏移的金属物体(未示出)上以振动振动器壳体中的金属物体。在机架16中产生振动的其他装置对于本领域技术人员来说是很容易想到的。

关于上述电离方法，为了降低压焊式蒸发器表面上的水滴的粘性，申请人确定在低安培下在大约为15千伏特范围内产生脉冲电流，例如通过使12伏特流过汽车里的逆变器获得，并且使脉冲电流通过内线圈导线管54上的点电极52，或者通过例如上述安装在上游并且邻近压焊式蒸发器的阵列的入口侧的多孔板44，以降低水滴对表面22b的依附。可选地，使用脉冲发生器产生脉冲电流穿过设置在空气过滤器和机架16之间的屏，或者穿过多孔板44，可增加水滴在表面22b上下落的流率，脉冲发生器将提供例如15000千伏特范围的电压给屏的金属，或者网，或者板，该电压可以从汽车线圈中获得。依照申请人的经验，随着水滴在潮湿空气流中生成，电离使得水滴氧化。申请人认为，但申请人并不希望局限于此，水滴变得带有负电荷从而将水滴吸引到压焊式蒸发器的接地表面。依照申请人的经验，结果是从流入空气流提取含氧的供应水并且其提供具有淡蓝色外观的水。淡蓝色水为水提供美丽的吸引人的外表，然后其可以简单地装进瓶子并卖给消费者，消费者意识到普通自来水和含氧的水的不同，至少二者之间的颜色不同。

根据前述公开的发明对于那些本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践中可以有许多改变和改进而不背离其精神和范围。因此，本发明的范围根据下述权利要求限定的内容进行确定。

Claims (26)

1.一种大气水生成器，包括：

制冷系统，其包括电机、压缩机、散热器、蒸发器和至少一个风扇，

其中所述散热器和所述蒸发器彼此相邻并且布置成在其间流体连通，并且其中所述至少一个风扇与所述散热器和蒸发器配合，使来自周围空气的流入空气流首先进入并且穿过所述冷凝器接着是所述散热器，其中当所述流入空气流穿过所述蒸发器时，所述流入空气流被所述蒸发器冷却成为冷却的贯穿空气流，并且其中所述被冷却的贯穿空气流然后穿过所述散热器的散热部分以优化所述散热器在所述制冷系统中的功能，

并且其中所述蒸发器是间隔开的蒸发器阵列。

2.如权利要求1的水生成器，其中所述蒸发器阵列中的蒸发器包含压焊式蒸发器。

3.如权利要求2的水生成器，其中所述压焊式蒸发器是整体式铝板，铝板中形成有制冷管道。

4.如权利要求3的水生成器，其中所述压焊式蒸发器具有实质上1.5mm的厚度。

5.如权利要求2的水生成器，其中在所述蒸发器阵列中的所有蒸发器都是压焊式蒸发器。

6.如权利要求2的水生成器，其中在所述蒸发器阵列中的蒸发器是实质上平面式蒸发器。

7.如权利要求6的水生成器，其中所述蒸发器阵列通过实质上在半英寸和一英寸之间的贯穿流间隔被分隔开。

8.如权利要求6的水生成器，其中所述蒸发器阵列通过实质上恒定的贯穿流间隔被分隔开。

9.如权利要求1的水生成器，其中所述蒸发器阵列通过贯穿流间隔被分隔开，并且其中所述贯穿流间隔形成以所述蒸发器阵列对应于所述贯穿空气流方向的第一尺寸的长度延伸的空气通道，其中所述蒸发器阵列的第二尺寸对应于所述贯穿流间隔的间隔宽度，第二尺寸与所述第一尺寸正交，并且其中所述贯穿流间隔也在正交于所述第一和第二尺寸的第三尺寸上延伸，并且其中所述空气通道沿所述第一尺寸足够长以使得所述贯穿空气流变成湍流。

10.如权利要求9的水生成器，其中所述空气通道还足够长以使得所述贯穿空气流的空气流边界层沿所述空气通道在所述间隔开的蒸发器阵列的相邻蒸发器的相面对表面上形成湍流边界层。

11.如权利要求10的水生成器，其中所述第二尺寸足够小以使得在所述相面对表面上的所述湍流边界层实质上完全跨过所述第二尺寸延伸。

12.如权利要求11的水生成器，其中所述蒸发器是平面式蒸发器。

13.如权利要求9的水生成器，其中所述相邻蒸发器的相面对表面进一步包括湍流扰流器，以将所述贯穿空气流的层流部分和层流边界层部分扰动成下游的湍流部分和湍流边界层部分。

14.如权利要求13的水生成器，其中所述湍流扰流器包括形成在所述相面对表面上的突起。

15.如权利要求14的水生成器，其中所述蒸发器是平面式蒸发器。

16.如权利要求15的水生成器，其中所述蒸发器被实质上竖直安装，其中所述第二尺寸是实质上水平的。

17.如权利要求16的水生成器，其中所述第一尺寸是实质上水平的。

18.如权利要求17的水生成器，其中所述第三尺寸是实质上竖直的并且实质上沿所述蒸发器的整个高度延伸，并且其中在所述蒸发器的所述表面上冷凝的水滴通过重力沿所述第三尺寸向下降落。

19.如权利要求11的水生成器，进一步包括流体源，其至少将流体膜提供到所述蒸发器的所述表面上，以促使所述水滴降落并且沿所述降落进行。

20.如权利要求19的水生成器，其中所述流体源包括至少一个安装在所述蒸发器阵列上端的带孔喷射器。

21.如权利要求20所述的水生成器，其中所述流体是水，并且进一步包括位于所述冷凝器阵列下面的水收集器，并且其中在所述水收集器中收集的水通过水回收器回收到所述水源。

22.如权利要求21的水生成器，其中所述水回收器是泵。

23.如权利要求20的水生成器，其中所述流体是空气，并且进一步包括促使空气沿所述第一尺寸向下流动的促动器。

24.如权利要求1-23的水生成器，进一步包括设置在所述蒸发器阵列中的相邻蒸发器之间的细长绳填充物。

25.如权利要求24的水生成器，其中所述填充物是具有足够体积的网，以接触所述相邻蒸发器的相面对表面并插入相面对表面之间。

26.如权利要求25的水生成器，其中所述填充物是铝网。

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