CN102877506A - 大气形态转化采水器 - Google Patents

Abstract

一种大气形态转化采水器。属大气采水领域。包括有亲水凝结罩，热传导装置，集水容器，能源装置，附加有大气滤清和预热装置。有热传导装置的亲水凝结罩用于凝结大气水。亲水凝结罩与集水容器绝热连结。集水容器用于储藏亲水凝结罩所采集的凝结水。大气滤清和预热装置清洁进入气室内的大气及提高气室内大气温度和绝对含水量和提高露点温度及加速对流。各种自然的或人造的能源装置可根据不同使用时间、地点、条件为大气形态转化采水器凝结采水及提高大气滤清和预热装置内大气温度和绝对含水量和提高露点温度提供必需的能源。

Description

大气形态转化采水器

技术领域

本发明涉及大气采水装置，包括有亲水凝结罩，热传导装置，集水容器，能源装置，附加有大气滤清和预热装置的大气形态转化采水器。

背景技术

目前，公知：稀缺的淡水资源具有唯一性及不可替代性。人类只利用了地表水、地下水，占地球淡水比例很小。南水北调，修建大坝，不断加大钻井深度，海水淡化、污水回收，受限条件多，水质不佳，成本高，破坏生态。已触及供水方面的极限。日趋恶化的水资源短缺和水安全对经济和社会发展构成了越来越大的威胁。居民排队抢购瓶装水屡见报道。而对存在于地球大气圈，岩石圈，生物圈等环境的大气水、地表水、土壤水、地下水“四水”的转化利用尚未见报道。生活小常识告诉我们：洗完热水澡，浴室墙壁、镜子上会聚集一层水雾、水珠。早晨，我们可以经常见到室内窗玻璃上会出现一层水雾、水珠而变得模糊不清。冬天，人说话时会有一团白气从口中呼出。夏天，刚拿出冰箱的饮料瓶外壁上会出汗。剥去冰棍上的包装纸可以看到冰棍在冒白气。烧开水时会看到壶嘴冒出白气并在白气经过的壶盖或墙壁上凝结有水。早期空调机和冰箱在运行中会产生让人觉得麻烦的水。这些都是空气达到露点温度液化成小水珠的结果。桑拿浴房里的高温炉加热房里的空气使喷水蒸发消失在空气中，提高了空气的绝对含水量。

令人欣慰的是根据美国《大众科学》网站报道：英国著名工业设计大奖詹姆斯.迪森奖近日公布了获奖名单：澳洲斯温伯尔尼工业大学的学生设计了一种低成本、易操作的植物灌溉机。该机器通过向地下管网中输入空气，使空气中的水分在低温下凝结。从而确保在干旱气候中为植物提供必需的水分。这款“空气抽水灌溉机”获得了2011年“詹姆斯·戴森奖”(英国著名工业设计奖)。网易探索讯：一种绿色技术类最佳科技成果：一种免灌溉的植物培育箱。将新发芽的树苗放置在免灌溉的植物培育箱内，然后在防蒸发盆内倒入15升水，你只需要做这么一件事，然后就可以放手不管了。在夜晚，免灌溉的植物培育箱的顶部比空气冷却得更快，空气中的水蒸气会在这里凝结并流入盆内，补充损失的水分。据英国媒体《每日邮报》报道：英国学生艾米丽发明了以太阳能为动力的冰箱，她的“耐用”冰箱的工作原理是通过水蒸发作用使易腐烂的食物保鲜数天，如牛奶和肉。冰箱由两个圆柱形容器组成：一个里面套着一个不接任何电源。外层容器可以用任何随手就能拿到的东西制成，包括木头和塑料，外层容器上有洞，是从里面钻的。内层容器由金属制成，上面没有洞，为的是使里面的食物保持干燥。内外容器之间的空隙由沙子、羊毛或泥土之类的毛细材料填充，这些毛细材料可以吸水。在炎热的气候里，太阳的照射使这种潮湿的毛细材料升温水蒸发掉。当这种毛细材料接触到内层容器壁时通过蒸发过程使内层容器温度降低保持在摄氏六度。再次湿透的毛细材料将使得“冰箱”继续工作。这种冰箱既环保有便于携带是一项简单而又超群的发明，它会使得商业巨头们垂涎三尺，太阳能冰箱再次获奖。据网易探索讯：：有这样一款便携式饮用水冷凝设备。这款外形看上去更像一个别致花瓶的冷凝器，专门用于在炎热气候里，凝结空气中的水分冷却成饮用水。它内置的温控器可以监测周围空气温度，并调整内部极性聚合物，集水制冷。但是他们有：要借助其它能量向地下管网中输入空气，空气没有预热，只能在地下凝结用于灌溉和只能用于炎热气候里，无法综合利用各种自然冷源，使用极性聚合物造价高，难以大量采水的不足。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：

克服背景技术的不足。提供一种模仿和强化了自然界“四水”形态转化条件。不依赖水源。在海洋和陆地上随时从大气中采集无污染的优质纯净水、放心水。根据不同使用时间、地点、条件附加选择利用各种自然的或人造的能源装置为凝结采水及提高大气温度和绝对含水量和露点温度提供必需能源的大气形态转化采水器。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

1、用热传导性能良好和最有利于大气水凝结附着的板材制成双层或单层圆锥形或倒圆锥形或其他几何形状，表面浸润性好、亲水、凝结面积最大。利于大气凝结、采水更多更快、制作成本最小的亲水凝结罩。亲水凝结罩有双层或单层。夹层间或外表面埋设有热传导装置的单套U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管或两套U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管。亲水凝结罩的单套U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管和附加选择利用的各种冷却能源装置可活动装卸保温连通或固定保温连通。亲水凝结罩的两套U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管一套和使用电池或其它电力、动力驱动的能源装置的制冷机的冷却管固定保温连通。一套和附加选择利用的各种冷却能源装置可活动装卸保温连通。亲水凝结罩外表面可以附加有表面浸润性好的亲水小突起。亲水凝结罩顶部或亲水凝结罩里还可以附加有滤清、亲水、吸附、毛细采水材料装置的毛细采水材料架层。架层间隔层通风良好。用尼龙网或铜丝网或透气抗腐蚀热传导材料网包围毛细采水材料各架层，使各架层上的滤清、亲水、吸附、毛细采水材料固定成型不漏出并保持毛细采水材料各架层热传导好四周通风透气，外表面浸润性好、亲水、利于大气凝结。毛细采水材料架层骨架材料和连结毛细采水材料架层骨架与凝结罩的骨架材料热传导好。将亲水凝结罩温度热传导给毛细采水材料架层骨架材料使滤清、亲水、吸附、毛细采水材料维持在露点温度。亲水凝结罩附加有使用能通过吸热加热大气滤清和预热气室内大气温度的透光、保温、吸热薄膜材料包围亲水凝结罩及毛细采水材料架层构成的大气滤清和预热气室。大气滤清和预热气室有进气口与大气连通。大气滤清和预热气室进气口附加有滤网或其他滤清装置。大气滤清和预热气室进气口附加有U型多盘散热导管或其他形式的进气预热装置。大气滤清和预热气室进气口的进气预热装置保温连通有能源装置的制冷机散热导管或其他各种人造的或自然的能源装置。透光、保温、吸热薄膜材和进气预热装置通过吸收太阳能及其他各种自然的或人造的能源装置的预热共同提高大气滤清和预热气室内大气温度和绝对含水量与提高露点温度并加速热传导对流。亲水凝结罩绝热连结有用不锈钢或其他高强度、不锈蚀、对人体无害板材制造的集水容器。集水容器位于亲水凝结罩下方与亲水凝结罩绝热连结以防止集水容器吸热后热传导给亲水凝结罩。集水容器上方有进水口。进水口上方附加有一个集水盘位于亲水凝结罩下方，保证亲水凝结罩落下的凝结水能完全、顺利经接水盘及进水口或进水口进入集水容器里。集水容器外表面下方有放水阀。还可以附加有水位指示装置。

2、大气形态转化采水器的亲水凝结罩的热传导装置连通有各种能源装置。大气形态转化采水器的能源装置有用热传导性能良好板材制造的深海冷却容器。深海冷却容器有抗压几何形状，最大冷却面积的容器。容器上有热传导管连通口和吊绳与配重。深入海里不同低温层的深海冷却容器上的热传导管连通口用保温导管和海面的亲水凝结罩的U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管连通。保温热传导管里及海面的亲水凝结罩的U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管里和深海冷却容器里装有热传导性能良好的金属线和充满热传导性能良好的流体冷却介质或其他各种形式热传导性能良好的冷却介质。深海冷却容器上下部的吊绳与配重使深海冷却容器可深入海里不同低温层利用海里不同低温层的低温能源热传导给亲水凝结罩将亲水凝结罩维持在露点温度。大气形态转化采水器的能源装置也可以有用热传导性能良好的板材制造的热传导板或U型多盘热传导管。热传导板有双层或单层，夹层间或外表面有U型多盘热传导管。热传导板的U型多盘热传导管与亲水凝结罩的热传导装置有保温热传导管连通。保温热传导管里及热传导板的U型多盘热传导管里与亲水凝结罩的热传导装置里装有热传导性能良好的金属线和充满热传导性能良好的流体冷却介质或其他各种形式热传导性能良好的冷却介质。根据不同使用地点、时间、条件附加选择利用大气形态转化采水器的能源装置吸收诸如：深海低温、低温地层水或寒冷冬天或寒冷夜间等大气滤清和预热气室外低温及低温气流等其它各种自然的或人造的不同低温能源并热传导给亲水凝结罩将亲水凝结罩维持在露点温度。大气形态转化采水器的能源装置还可以有使用电池或其它电力、动力驱动人造的能源装置的制冷机。制冷机有制冷导管保温固定连通亲水凝结罩埋设的U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管将亲水凝结罩维持在露点温度，制冷机有散热导管保温连通大气滤清和预热气室进气口附加有的进气预热装置使进入大气滤清和预热气室里的大气提高温度和绝对含水量与提高露点温度，加速向低温的亲水凝结罩对流。

本发明的有益效果：

模仿和强化了自然界“四水”形态转化条件。不依赖水源。在海洋和陆地上随时从空气中采集无污染的优质纯净水、放心水。根据不同使用时间、地点、条件附加选择利用各种自然的或人造的能源装置为大气形态转化采水器提高大气温度和绝对含水量及维持露点温度凝结采水提供必需的能源节约能源。结构简单、使用和维护方便、采水过程自动完成、成本低。这些创新都将引领淡水生产发展的新方向。

附图说明

图1为有圆锥形亲水凝结罩的大气形态转化采水器结构示意图

图中：1.亲水凝结罩2.固定连通的热传导管3.可活动装卸连通的热传导管4.毛细采水材料架层5.架层间隔层6.尼龙网或铜丝网或透气抗腐蚀热传导材料网7.大气滤清和预热气室8.滤清装置9.预热装置10.集水容器11.进水口12.放水阀

图2为有倒圆锥形亲水凝结罩的大气形态转化采水器结构示意图

图中：1.亲水凝结罩2.固定连通的热传导管3.可活动装卸连通的热传导管4.毛细采水材料架层5.架层间隔层6.尼龙网或铜丝网或透气抗腐蚀热传导材料网7.大气滤清和预热气室8.滤清装置9.预热装置10.集水容器11.进水口12.放水阀13.集水盘

图3为深海冷却容器的结构示意图

图中：14.深海冷却容器15.热传导管连通口16.吊绳17.配重

具体实施方式

1、下面结合附图1和附图3对实施本发明做进一步的描述：从海洋平台上将选择利用自然的能源装置的有良好热传导性，抗压几何形状，最大冷却面积，上有热传导管连通口15有吊绳16和配重17可深入海里不同低温层的深海冷却容器14吊入海里所需的低温层。再用管里及深海冷却容器14内装有热传导性能良好的金属线并充满热传导性能良好的流体冷却介质的保温导管将深海冷却容热传导管连通口15和位于海洋平台上的大气形态转化采水器的亲水凝结罩1埋设的那套和各种能源装置可活动装卸保温连通的U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管3连通。深海冷却容器14利用海里低温能源将亲水凝结罩1维持在露点温度。透光、保温、吸热薄膜材料制造的大气滤清和预热气室7的滤清装置8过滤大气。透光、保温、吸热薄膜材料通过吸收太阳能或其他热能。大气中的水就像背景技术：桑拿浴房里的高温提高了空气的绝对含水量一样使进入大气滤清和预热气室7里的大气提高绝对含水量和温度与提高露点温度加速向亲水凝结罩1里对流。亲水凝结罩1外表面可以附加有的表面浸润性好的亲水小突起和亲水凝结罩1顶部或亲水凝结罩1里附加有的毛细采水材料架层4增加了冷凝面积。毛细采水材料架层4里的毛细采水材料滤清作用使凝结水质更干净。亲水、吸附、毛细现象加大对大气中水分子的吸引力，采水更多更快。大气中的水就像背景技术：洗完热水澡，浴室墙壁、镜子上会聚集一层水雾、水珠一样不断在毛细采水材料架层4里的毛细采水材料和亲水凝结罩1表面上凝结成水滴附着。因重力源源不断落入位于其下方有进水口11及放水阀12的集水容器10里。

2、下面结合附图2对实施本发明做进一步的描述：用亲水凝结罩1埋设有的那套和制冷机固定保温连通的U型多盘铜质或其他材料及其他形式的热传导管2和附加选择使用电池或其它电力、动力驱动的制冷机的制冷管固定保温连通。制冷机的散热导管和大气滤清和预热气室7的进气预热装置9固定保温连通。运行制冷机制冷将亲水凝结罩1维持在露点温度。透光、保温、吸热薄膜材料制造的大气滤清和预热气室7的滤清装置8过滤大气。透光、保温、吸热薄膜材料和进气预热装置9通过吸收太阳能或其他热能或制冷机散热使进入大气滤清和预热气室7里的大气提高温度和绝对含水量与提高露点温度加速向亲水凝结罩1里对流。亲水凝结罩1外表面附加有的表面浸润性好的亲水小突起和亲水凝结罩1顶部或亲水凝结罩1里附加有的毛细采水材料架层4增加了冷凝面积。毛细采水材料架层4里的毛细采水材料滤清作用使凝结水质更干净。亲水、吸附、毛细现象加大对大气中水分子的吸引力，采水更多更快。大气中的水就像背景技术：洗完热水澡，浴室墙壁、镜子上会聚集一层水雾、水珠一样不断在毛细采水材料架层4里的毛细采水材料和亲水凝结罩1表面上凝结成水滴附着。因重力源源不断落入位于其下方的集水盘13里经进水口11进入集水容器10里。打开集水容器10的放水阀12可以取出纯净水。使用制冷机制冷方式的大气形态转化采水器可制成便携式。运行制冷机就随时可供在家庭里、海面上、海岛上、舰船上、潜水器里、坑道里、沙漠中和航空器上采集纯净水。

3、大气形态转化采水器的能源装置也可以有用热传导性能良好的板材制造的热传导板或U型多盘热传导管。热传导板有双层或单层。夹层间或外表面有U型多盘热传导管。热传导板的U型多盘热传导管或U型多盘热传导管与亲水凝结罩的热传导装置有保温热传导管连通。保温热传导管里及热传导板的U型多盘热传导管里或U型多盘热传导管里与亲水凝结罩的热传导装置里装有热传导性能良好的金属线和充满热传导性能良好的流体冷却介质或其他各种形式热传导性能良好的冷却介质。根据不同使用地点、时间、条件附加选择利用大气形态转化采水器的能源装置吸收诸如：深海低温、低温地层水或寒冷冬天或寒冷夜间等大气滤清和预热气室外低温及低温气流等其它各种自然的或人造的不同低温能源并热传导给亲水凝结罩将亲水凝结罩维持在露点温度。还可以附加选择利用诸如：通过挥发清除污水具有制冷功能的滤清亲水毛细挥发集水容器利用水的强化挥发吸热和毛细致冷效应产生的低温能源热传导给亲水凝结罩将亲水凝结罩维持在露点温度。同时利用地热及工厂废热等各种自然的或人造的能源装置附加保温连通大气滤清和预热气室的预热装置，使进入大气滤清和预热气室里的大气提高温度和绝对含水量与提高露点温度加速向亲水凝结罩里对流为大气形态转化采水器凝结采水提供必需的能源。

Claims (5)

1.大气形态转化采水器，包括有亲水凝结罩，热传导装置，集水容器，能源装置，其特征是：所述亲水凝结罩有热传导装置，有集水容器，附加有大气滤清和预热气室，大气滤清和预热气室有进气口，进气口附加有滤清装置和进气预热装置，亲水凝结罩的热传导装置与大气滤清和预热气室的进气预热装置连通有能源装置。

2.根据权利要求1所述的大气形态转化采水器，其特征是：所述亲水凝结罩有双层或单层，夹层间或外表面有热传导管，附加有亲水小突起，附加有毛细采水材料架层。

3.根据权利要求1所述的大气形态转化采水器，其特征是：所述集水容器有进水口，进水口附加有集水盘，有放水阀，附加有水位指示装置。

4.根据权利要求1所述的大气形态转化采水器，其特征是：所述能源装置有深海冷却容器，深海冷却容器有抗压的容器，容器上有热传导管连通口和吊绳与配重。

5.根据权利要求1所述的大气形态转化采水器，其特征是：所述能源装置有热传导板或热传导管，热传导板有双层或单层，夹层间或外表面有热传导管。

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