CN107700591A - 一种空气取水装置 - Google Patents

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周梦宏
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air

Abstract

本发明公开了一种空气取水装置，由吸风机、仿生水板、集水板、储水箱和箱体组成，所述仿生水板由多排仿生水条组成，与仿生水板表面上相对应的箱体侧面设有吸风机，与仿生水板上端对应的箱体上面设有出气口，集水板设于箱体内的仿生水板正下方，所述储水箱设于箱体下方通过导水软管与集水板相连，所述仿生水板由多个防生水条以一定间隔距离上下错位排列形成，所述仿生水条的截面为直角三角形，一个直角面上设有凸起，另一个直角面上设有半圆形凹槽，仿生水条的倾斜面上也设有向下导水的水槽，防生水条表面均由疏水材料制成，所述凸起采用亲水材料制成。本发明利用仿生学原理对空气进行取水，结构简单，制造容易、取水效率高、节能环保。

Description

一种空气取水装置
技术领域
本发明属于空气取水技术领域，尤其涉及一种空气取水装置。
背景技术
在地球上，淡水含量仅占总水量的2.53％，其中68.7％属于固体冰川，分布在难以利用的高山和两极地区，部分淡水深埋在地下，难以开采。目前，人类可以直接利用的淡水取自地下水、湖泊淡水和河流水，随着环境的日益恶化，这些淡水资源也逐渐匮乏，尤其是在一些干旱地区和海岛地区。干旱地区是由于地表和浅层地下水过少而造成的缺水，而海岛和沿海地区是由于周边海水过多，周围水域含盐量大，导致淡水资源不足。解决上述地区的淡水供应问题的传统方法包括交通运输淡水和海水淡化两种途径。交通运输成本较高、速度慢，海水淡化技术、设备要求高且成本大，对大部分贫穷落后的地区并不适用，以上两种方法均不适合广泛使用。因此，目前需要一种较为合理且有效的方法来解决淡水资源缺乏的问题。
事实上，大气中富含淡水，并且不受地域限制，尤其在高山、海岛和沿海地区，空气湿度较高，同时在一些干旱的高海拔地区，由于大气的流动也带来了丰富的冷湿空气。据估算，大气中含有大约14 000km3的水蒸气，而地表的淡水总量只有1200km3。而到目前为止，对空气中淡水的利用率几乎为零。因此空气取水技术对解决淡水稀缺问题具有巨大潜力。
发明内容
针对背景技术中取水问题，本发明提出了一种空气取水装置，该装置利用仿生学原理对冷湿空气进行取水，在不消耗外界能源的条件下获得空气中的水资源。其具体技术方案如下：
一种空气取水装置，由吸风机、表面上能收集空气中水的仿生水板、集水板、储水箱和箱体组成，所述仿生水板由多排仿生水条组成，仿生水板以一定角度斜置于箱体内，与仿生水板相对应的箱体侧面设有吸风机，与仿生水板上端对应的箱体上面设有出气口，空气通过吸风机吸入迎面吹向仿生水板表面上，然后通过箱体上面的出气口排出，所述集水板设于箱体内的仿生水板正下方，集水板大小与仿生水板竖直方向投影面积相匹配，以便收集所有仿生水板上冷凝的水，所述储水箱设于箱体下方通过导水软管与集水板相连，所述仿生水板由多个防生水条以一定间隔距离上下错位排列形成，所述仿生水条的截面为直角三角形，一个直角边竖直放置，为迎风面，迎风面上设有若干凸起，另一个直角边水平放置，水平放置的底面上设有半圆形凹槽，仿生水条的倾斜面上也设有向下导水的水槽，所述防生水条表面均由疏水材料制成，所述凸起采用亲水材料制成。
作为改进，所述集水板上设有多排防溅水条，所述防溅水条上表面倾斜一定角度便于收集的水流入集水板，防溅水条角度倾斜范围是10度-30度。
作为改进，还包括太阳能电池板和用于给吸风机供电的蓄电池，所述蓄电池通过导线与吸风机和太阳能电池板相连。
作为改进，所述仿生水条由超疏水材料制成，所述凸起为半球形凸起，所述凸起的直径范围为0.4-0.6mm，相邻凸起间距范围为0.5～1.5mm。
作为改进，所述防生水条的斜面上也设有若干采用亲水材料制成的凸起。
作为改进，所述凹槽与仿生水条底面采用流线型过度面。
作为改进，仿生水条迎风面的凸起凸尖向下弯曲。
因此，本发明具有以下优点：
1.本发明提供一种在冷湿空气中收集水的一种装置，利用沙漠甲壳虫仿生学原理，收集效率高，结构简单，制造容易，使用方便，除了可以对冷湿空气进行取水，还可以对空气进行除雾、降湿，功能多样化。
2.结构简单独立，节能环保，装置通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，为吸风机的运行提供电能，不需要外部电源的供电，节约能源，利用仿生学原理对冷湿空气进行取水，不会对环境产生任何不利影响，在不消耗任何能源的条件下获得空气中的水资源。
附图说明
图1是本具体实施的正视结构示意图；
图2是本具体实施的三维外部结构视图；
图3是本具体实施的三维内部结构视图；
图4是仿生水板、防溅水条、集水板和部分导水软管的三维结构视图；
图5是组成仿生水板的仿生水条正剖视图；
图6是组成仿生水板的仿生水条部分截取三维结构示意图；
图7是防溅水条和集水板正剖视图(箭头为水流或水珠流向)；
图8是防溅水条和集水板三维结构透视图。
图中，1-吸风机，2-太阳能电池板，3-仿生水条，4-防溅水条，5-集水板，60-导水软管，61-出气口，7-储水箱，8-蓄电池，9-导线，10-支座，11-箱体，12-水槽，13-半圆形凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1～4所示，一种空气取水装置，由吸风机1、表面上能收集空气中水的仿生水板、集水板5、储水箱7和箱体11组成，所述仿生水板由多排仿生水条3组成，仿生水板以一定角度斜置于箱体11内，与仿生水板相对应的箱体11侧面设有吸风机1，与仿生水板上端对应的箱体11上面设有出气口61，空气通过吸风机1吸入迎面吹向仿生水板表面上，然后通过箱体11上面的出气口61排出，所述集水板5设于箱体11内的仿生水板正下方，集水板5大小与仿生水板竖直方向投影面积相匹配，以便收集所有仿生水板上冷凝的水，所述储水箱7设于箱体11下方通过导水软管60与集水板5相连，所述仿生水板由多个防生水条以一定间隔距离上下错位排列形成，所述仿生水条3的截面为直角三角形，一个直角边竖直放置，为迎风面，迎风面上设有若干凸起，另一个直角边水平放置，水平放置的底面上设有半圆形凹槽13，仿生水条3的倾斜面上也设有向下导水的水槽12，所述防生水条表面均由疏水材料制成，所述凸起采用亲水材料制成。
所述集水板5上设有多排防溅水条4，所述防溅水条4上表面倾斜一定角度便于收集的水流入集水板5，防溅水条4角度倾斜范围是10度-30度，以防止仿生水板滴下来的水四处飞溅，所述出气口61位于箱体11后上方、太阳能电池板2右侧，便于空气的流出；所述储水箱7以上的箱体11部分除与吸风机1、导水软管60及出气口61连接处以外均为密封式，防止水分蒸发散失。。
还包括太阳能电池板2和用于给吸风机1供电的蓄电池8，所述蓄电池8通过导线9与吸风机1和太阳能电池板2相连。
所述仿生水条3由超疏水材料制成，所述凸起为半球形凸起，所述凸起的直径范围为0.4-0.6mm，相邻凸起间距范围为0.5～1.5mm。所述凸起为仿生的甲壳虫背面凸起，凸起在与冷湿空气接触时可有效在其表面形成水珠；所述仿生水条3下表面水平，其中部设有截面为半圆形的凹槽，半圆直径为10～20mm，可使表面上水珠聚集形成水滴或水流沿表面流下，又顺着下表面流动时不聚集在下表面而迅速向下流向集水板5；所述仿生水条3侧面竖直。
所述防生水条的斜面上也设有若干采用亲水材料制成的凸起，所述凹槽与仿生水条3底面采用流线型过度面，防生水条迎风面的凸起凸尖向下弯曲。
如图7所示，所述防溅水条4上表面倾斜一定角度，使得水从仿生水板流下时顺利流入集水板5，避免其直接流到平面的斜板上时四处飞溅，导致水分散失。
如图1所示，所述吸风机1、太阳能电池板2、蓄电池8通过导线9相连。
如图1所示，所述支座10用于支撑箱体11。
本装置的工作原理和使用方法如下：
将本装置安置在户外，通过吸风机1抽风产生空气流动，在白天时，太阳能电池板2将太阳能转换为电能，电能储存在蓄电池8中；在夜晚或者白天空气湿度较大时，空气较为湿冷，启动吸风机1，蓄电池8对吸风机1供电，吸风机1将冷湿空气吸入箱体11中并吹向仿生水板，空气中的水分在仿生水板的仿生水条3表面上冷凝，逐渐形成水珠，水珠变大后由于重力作用顺着表面流下，又顺着下表面流动，经过下表面中部半圆形的凹槽时向下滴下，迅速流向集水板5，最后通过导水软管60流入储水箱7；而空气通过出气口61向外排出。此时水被及时储存在储水箱7中。
本发明的具体控制实现为现有技术，本发明仅提供装置结构设计技术方案。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种空气取水装置，其特征在于：由吸风机、表面上能收集空气中水的仿生水板、集水板、储水箱和箱体组成，所述仿生水板由多排仿生水条组成，仿生水板以一定角度斜置于箱体内，与仿生水板相对应的箱体侧面设有吸风机，与仿生水板上端对应的箱体上面设有出气口，空气通过吸风机吸入迎面吹向仿生水板表面上，然后通过箱体上面的出气口排出，所述集水板设于箱体内的仿生水板正下方，集水板大小与仿生水板竖直方向投影面积相匹配，以便收集所有仿生水板上冷凝的水，所述储水箱设于箱体下方通过导水软管与集水板相连，所述仿生水板由多个防生水条以一定间隔距离上下错位排列形成，所述仿生水条的截面为直角三角形，一个直角边竖直放置，为迎风面，迎风面上设有凸起，另一个直角边水平放置，水平放置的底面上设有半圆形凹槽，仿生水条的倾斜面上也设有向下导水的水槽，所述防生水条表面均由疏水材料制成，所述凸起采用亲水材料制成。
2.如权利要求1所述一种空气取水装置，其特征在于：所述集水板上设有多排防溅水条，所述防溅水条上表面倾斜一定角度便于收集的水流入集水板，防溅水条角度倾斜范围是10度-30度。
3.如权利要求2所述一种空气取水装置，其特征在于：还包括太阳能电池板和用于给吸风机供电的蓄电池，所述蓄电池通过导线与吸风机和太阳能电池板相连。
4.如权利要求3所述一种空气取水装置，其特征在于：所述仿生水条由超疏水材料制成，所述凸起为半球形凸起，所述凸起的直径范围为0.4-0.6mm，相邻凸起间距范围为0.5～1.5mm。
5.如权利要求3所述一种空气取水装置，其特征在于：所述防生水条的斜面上也设有若干采用亲水材料制成的凸起。
6.如权利要求1所述一种空气取水装置，其特征在于：所述凹槽与仿生水条底面采用流线型过度面。
7.如权利要求1所述一种空气取水装置，其特征在于：防生水条迎风面的凸起凸尖向下弯曲。
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