CN107345333B - 一种空气集水帆及其集水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气集水帆及其集水装置，空气集水帆包括织物基和集水突起，织物基为疏水性纤维纺织织物，集水突起为亲水性材料、散点式或者点阵式附于织物基的表面。集水装置还包括支架和集水槽，空气集水帆倾斜、张开地设置于支架上，集水槽设置于空气集水帆的下沿。本发明通过集水突起从空气中吸水，局部饱和后通过疏水的织物基汇流进入集水槽中得到收集，不仅能够用于少雨多雾地区的淡水收集，缓解水资源短缺的困难，还可以用于海岛上或航海过程中收集空气中的淡水，结构简单轻便，用途广泛，市场前景较大。

Description

一种空气集水帆及其集水装置

技术领域

本发明属于空气集水的技术领域，特别是涉及一种空气集水帆及其集水装置。

背景技术

水是生命的源泉,但全球范围内越来越严峻的淡水匮乏严重制约了社会和经济的发展，也对人类的生存提出了前所未有的挑战。

一些地方尽管干旱少雨，但空气中含有一定的水分，特别在深夜到凌晨时，由于温度下降，空气起雾变得更加湿润，若采用一定的方法将空(雾)气中的水分收集起来，将为淡水的获取提供一种新的途径，可以解决某些环境下获取淡水的困难。

沙漠甲虫Stenocara利用其背部表面的特殊结构从空气中获取水，解决饮水问题。沙漠甲虫Stenocara的背部表面有许多无规则排列的突起，突起之间的距离为0.5-1.5μm，突起表面光滑，具有亲水性；而在突起之间的侧斜面和凹处，则覆盖有微纳米结构的疏水性蜡状物质，由呈规则排列的直径约10μm的六边形半球形结构构成。经甲虫亲水部分的突起捕捉水，由非亲水部分的基底运输水分至甲虫口中，满足其对水的需求。受沙漠甲虫取水方式和蜘蛛丝的吸水机理的启发，得到一种新的淡水获取技术与方式，以此可解决某些环境下淡水获取困难的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空气集水帆及其集水装置，能够对空(雾)气中存在的水气进行吸收和汇集，以解决某些环境下淡水获取难度大的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种空气集水帆，包括织物基和集水突起，所述织物基为疏水性纤维纺织织物，所述集水突起为亲水性材料、散点式或者点阵式附于织物基的表面。

所述集水突起为亲水性纤维纱线与织物基的疏水性纤维纱线通过机织在织物基表面形成的突起。

所述亲水性纤维为亲水性天然纤维或者亲水性再生纤维素纤维。

所述亲水性天然纤维包括棉纤维、毛纤维、丝纤维和麻纤维，所述亲水性再生纤维素纤维包括粘胶纤维和天丝纤维。

所述集水突起为采用丝网印花工艺将亲水性材料粘结在织物基表面形成的突起。

所述集水突起为采用3D打印技术将亲水性材料打印在织物基表面形成的突起。

所述亲水性材料为海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或者多种。

所述集水突起在织物基上的面积比为5％、10％、15％、20％、25％或30％。

所述疏水性纤维为涤纶纤维或者锦纶纤维，但不仅限于此二种。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是提供使用上述的空气集水帆的集水装置，还包括支架和集水槽，所述空气集水帆倾斜、张开地设置于支架上，所述集水槽设置于空气集水帆的下沿。

有益效果

本发明的空气集水帆通过集水突起从空气中吸水，局部饱和后通过疏水的织物基汇流进入集水槽中得到收集，不仅能够用于少雨多雾地区的淡水收集，缓解水资源短缺的困难，还可以用于海岛上或航海过程中收集空气中的淡水，结构简单轻便，用途广泛，市场前景较大。

附图说明

图1为本发明散点式空气集水帆的平面结构示意图。

图2为本发明点阵式空气集水帆的平面结构示意图。

图3为本发明机织空气集水帆的圆形集水突起形状。

图4为本发明机织空气集水帆的菱形集水突起形状。

图5为本发明集水装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示的一种空气集水帆，包括织物基1和集水突起2。

织物基1为疏水性纤维纺织织物，集水突起2为亲水性材料，集水突起2散点式(图1)或者点阵式(图2)附于织物基1的表面。

第一种实施方式：选用亲水性纤维纱线和疏水性纤维纱线，选取合适的织物组织结构使织物表面形成特定的凸起，制得集水帆。亲水性纤维纱线可以是棉、毛、丝、麻等天然纤维纱线，或粘胶、天丝等再生纤维素短纤维或长丝；疏水性纤维纱线，可以是涤纶、锦纶等短纤纱或长丝。通过织物组织结构设计，使集水突起2的亲水区域形状为圆形(图3)或菱形(图4)，机织技术制备的集水帆可以是单层的，也可以是双层或立体三维的。

第二种实施方式：选取疏水纤维的纺织织物作为织物基1，采用丝网印花工艺将亲水性材料粘结在织物基1表面制得集水帆。亲水性材料可以是海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺等，通过添加粘合剂使亲水材料牢固粘结在织物基1表面并形成突起。集水突起2亲水区域的形状可以是圆形、五角星形或多角形，亲水面积比例可以是5％，10％，15％，20％，25％或30％。

第三种实施方式：选取疏水纤维的纺织织物作为织物基1，采用3D打印技术将亲水性材料打印在织物基1表面，形成突起部分，制得集水帆。亲水材料形成的区域的形状可以是半圆球形、立体五角星形或立体多角形，亲水面积比例可以是5％，10％，15％，20％，25％或30％。

一种利用上述的集水帆的集水装置，选择30cmx30cm的锦纶长丝机织物作为织物基1，选择海藻酸钠和聚丙烯酸作为亲水材料，通过丝网印花技术将亲水材料粘结在锦纶长丝织物上，得到五角星形的一定亲水面积比例的印花集水帆。该集水装置还包括支架3、集水槽4、导水管5和储水罐6，空气集水帆倾斜、张开地设置于支架3上，集水帆倾斜角度θ设置为30°～90°，可获得较多的集水量，集水槽4设置于空气集水帆的下沿，储水罐6通过导水管5与集水槽4连通。该集水装置置于雾气环境中，通过集水帆的集水突起2从空气中吸水，集水突起2上的水局部饱和后，通过疏水的织物基1汇流进入集水槽4中得到收集，并最终进入储水罐6储存。经过实验测试，在一定的温度、湿度条件下，6小时实验时间，得到70～100mL的集水量。

Claims (5)

1.一种空气集水帆，其特征在于：包括织物基(1)和集水突起(2)，所述织物基(1)为疏水性纤维纺织织物，所述集水突起(2)为亲水性材料、散点式或者点阵式附于织物基(1)的表面，所述集水突起(2)为采用丝网印花工艺将亲水性材料粘结在织物基(1)表面形成的突起或者为采用3D打印技术将亲水性材料打印在织物基(1)表面形成的突起。

2.根据权利要求1所述的一种空气集水帆，其特征在于：所述亲水性材料为海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的一种空气集水帆，其特征在于：所述集水突起(2)在织物基(1)上的面积比为5％、10％、15％、20％、25％或30％。

4.根据权利要求1所述的一种空气集水帆，其特征在于：所述疏水性纤维为涤纶纤维或者锦纶纤维。

5.一种使用权利要求1所述的空气集水帆的集水装置，还包括支架(3)和集水槽(4)，其特征在于：所述空气集水帆倾斜、张开地设置于支架(3)上，所述集水槽(4)设置于空气集水帆的下沿。