CN108265785A - 一种水分子吸附滚筒空气制水机 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种从空气中获得淡水的吸附滚筒制水机，主要由驱动电机、淡水收集器、超声波振动板、吸附滚筒、气流导向筒、离心风机、吸附材料和罩壳组成；其特征是：在离心风机的作用下，包含水分子的空气流轴向吸入吸附滚筒一端的环形微孔带，并轴向穿过吸附滚筒，而空气水分子被吸附滚筒中的吸附材料捕捉，干燥后空气从另一端通过气流导向筒，再经过离心风机排到大气；与此同时，套在罩壳和超声波振动板当中的吸附滚筒在驱动电机驱动下缓慢转动，超声波振动板发出的空气超声波穿过吸附滚筒外表面微孔群，激振内部含水饱和吸附材料，被捕捉水分子在激振中脱离吸附材料，形成高密度水分子的水雾，然后在淡水收集器中形成凝聚态淡水。
Description
技术领域
本发明属于节能、环境保护领域。通过水分子吸附滚筒和超声波再生技术获得空气中的淡水，大幅度降低了能源消耗；同时，从空气中获得淡水可以减少对地下水和其他水源的依赖，起到保护环境的作用。
背景技术
当今现有的空气制水从制水原理区分主要有两种形式：一种是通过制冷方式将局部含水空气冷却至露点，空气当中的水分子凝聚，形成凝聚态的淡水；而另一种是通过水分子吸附材料捕捉局部含水空气中的水分子，当吸附材料达到饱和后，通过高温(200℃以上)干燥空气将吸附材料再生，以获得高湿度水蒸气，冷却后获得凝聚态的淡水。
上述两种方式的空气制水是高能耗，无法实现商业用途和满足民间用水需求。而且制冷方式制水对环境湿度依赖，在低于12℃和低湿度环境下无水可得。
发明内容
本发明通过水分子吸附滚筒和超声波再生技术解决了上述制水方法的缺陷，同时不依赖环境温度和相对湿度，其发明内容包括：
在离心风机作用下，强制将含有水分子的空气通过吸附滚筒一端的环形微孔带，轴向吸入吸附滚筒的吸附区域内，其中绝大部分水分子被吸附滚筒中的水分子吸附材料捕捉。
吸附滚筒在电机驱动下缓慢转动，当吸附滚筒中的吸附材料吸足水分、达到饱和后，随着驱动电机的驱动旋转到超声波振动板包裹的再生区域内；而超声波振动板发出的高强度空气超声波，其方向为径向(与吸附滚筒中的空气流垂直)，并从吸附滚筒外表面微孔群进入吸附滚筒中。
超声波振动板发出的高强度空气超声波，其频率与吸附滚筒中的含水吸附材料固有频率相同，并使其达到共振；被吸附材料捕捉的水分子，在空气超声波激振下，脱离吸附材料，并随气流流出吸附滚筒外表面微孔群，高密度水分子形成水雾，进入淡水收集器。
水雾是低于100℃的水蒸气，在淡水收集器中形成凝聚态的淡水。
附图说明
本发明设计了详细的图形，其主要总体特征、关键部件特征和工作原理被列入说明书附图当中，以此对本发明做进一步详述。其中：
图1为水分子吸附滚筒空气制水机三维总体特征和工作原理图；
图2为水分子吸附滚筒空气制水机三维局部剖视图；
图3为吸附滚筒部件外部罩壳三维局部剖视图；
图4为吸附滚筒部件径向截面剖视图
图5为吸附滚筒部件内部三维局部剖视图；
图6为超声波振动板核心部件区域爆炸图。
在上述5个图中，序号对应的零部件名称和内容依次为：1.驱动电机、2.淡水收集器、3.超声波振动板、4.含水空气流入箭头、5.微孔、6.吸附滚筒、7.气流导向筒、8.离心风机、9.干燥空气流出箭头、10.水分子吸附区、11.干燥空气流出风道、12.超声波再生区、13.超声波再生区侧板、14.水分子吸附区空气流向箭头、15.干燥空气流出方向箭头、16.水分子吸附材料、17.吸附滚筒外表面、18.罩壳、19.吸附滚筒内表面、20.超声波再生区内隔板、21.压电陶瓷超声波振动片、22.超声波振动片固定支架。
具体实施方式
本项发明是从空气当中获得凝聚态淡水，即首先将自然环境空气中的水分子通过吸附滚筒中的吸附材料捕捉后聚集起来，然后通过超声波再生技术将吸附材料中的水分子激振出来，以此获得凝聚态淡水。
如图1所示，离心风机8通过气流导向筒7将环境含水空气形成气流(如含水空气流入箭头4所示)，通过环形带微孔5群沿轴向进吸入吸附滚筒6，吸附滚筒6中的吸附材料16将绝大部分水分子捕捉，被捕捉的水分子聚集在吸附材料16的表面，而干燥空气被离心风机8通过干燥空气流出风道11排出，如干燥空气流出箭头9。
如图2、3和3所示，吸附滚筒6被套在吸附滚筒的罩壳18和超声波振动板3之间，在驱动电机1驱动下，相对与吸附滚筒罩壳18和超声波振动板3转动；吸附滚筒6的内表面19、外表面17以及两个端面构成一个环形区域空间(此环形区域空间包含水分子吸附区10和超声波再生区12)，而在此环形空间内填充吸附材料颗粒16并占有不超过95％环形区域空间(如图4所示)；吸附材料颗粒16随着吸附滚筒6转动，在环形区域空间内翻滚，从而充分与空气中的水分子接触，并捕捉水分子。
在吸附滚筒6的内表面19、外表面17以及端面环形区域上均布满通风微孔5(如图2、3、4、5所示)，便于空气气流轴向穿过环形空间，同时也便于超声波振动板发出的超声波从外表面通风微孔5群径向进入环形空间，激振含水饱和吸附材料颗粒16，使其释放吸附的水分子。
在吸附滚筒6的内部，超声波再生区内隔板20与超声波再生区侧板13与吸附滚筒6外表面对应的超声波振动板3构成超声波再生区12；超声波再生区内隔板20反射超声波振动板3发出的超声波，减少超声波的外泄；超声波再生区侧板13隔断离心风机1对超声波再生区12内气流的作用。
吸附滚筒6内的环形区域空间(如图4、5所示)分成超声波再生区12和水分子吸附区10，随着吸附滚筒6在驱动电机1驱动下，相对于吸附滚筒罩壳18和超声波振动板3以及超声波再生区内隔板20转动，完成吸附材料颗粒16从再生到饱和，然后从饱和到再生的周期循环。
如图6所示，超声波振动板3是由多个压电陶瓷超声波振动片21镶嵌在超声波振动片固定支架22上，并且被包裹在淡水收集器内，构成密闭的超声波空间，使空气超声波动能得以充分利用。
释放出的水分子不断聚集，形成高密度水雾，并逐渐在淡水收集器中形成凝聚态淡水。
Claims (7)
1.一种水分子吸附滚筒空气制水机，其结构包括：驱动电机(1)、淡水收集器(2)、超声波振动板(3)、吸附滚筒(6)、气流导向筒(7)、离心风机(8)、吸附材料(16)和罩壳(18)；其特征在于：离心风机(8)将含水空气通过气流导管道(7)轴向吸入吸附滚筒(6)，吸附滚筒(6)内的吸附材料(16)将空气中的水分子捕捉；与此同时，驱动电机(1)驱动吸附滚筒(6)在罩壳(18)和超声波振动板(3)包裹的空间内转动，超声波振动板(3)发出超声波穿越吸附滚筒(6)外表面上微孔(5)对其环形空间内的含水饱和吸附材料(16)激振，使水分子脱离吸附材料(16)，并进入淡水收集器(2)中。
2.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：超声波振动板(3)包括：压电陶瓷超声波振动片(21)，超声波振动片固定支架(22)，而压电陶瓷超声波振动片(21)镶嵌在超声波振动片固定支架(22)的孔内，并被包裹在淡水收集器(2)内。
3.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：超声波振动板(3)位于水分子吸附滚筒(6)的下端，而且超声波振动板(3)上的压电陶瓷超声波振动片(21)对应吸附滚筒(6)外表面微孔(5)，超声波振动板(3)发出的超声波径向穿过外表面微孔(5)，且方向垂直与吸附滚筒(6)内的轴向流动空气。
4.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：吸附滚筒(6)为本空气制水机的独立旋转体，其的内表面(19)、外表面(17)以及两个端面构成内部环形区域，此区域被分为：超声波再生区(12)和水分子吸附区(10)。
5.根据权利要求1和权利要求4所述的空气制水机，其特征在于：在吸附滚筒(6)内部环形区域内填充吸附材料(16)，其填充量不超过95％，吸附材料(16)随吸附滚筒(6)转动而翻滚。
6.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：在吸附滚筒(6)的内表面(19)、外表面(17)以及两个端面构成内部环形区域上均布满微孔(5)，构成密布微孔(5)群。
7.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于，超声波振动板(3)发出的超声波频率与吸附滚筒(6)中的含水分子饱和吸附材料(16)的固有频率相同。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022156571A1 (zh) * | 2020-11-04 | 2022-07-28 | 张学文 | 离心力场下约束式溶液分离方法、装置及其在单一热源热机和无补偿制冷上的应用 |
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2018
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