CN108265786A - 一种水分子吸附转轮空气制水机 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种从空气中获得淡水的吸附转轮制水机，包括驱动空气流动的风机，捕捉流动空气当中水分子的除湿转轮，饱和区再生的超声波发生器，驱动电机和淡水收集器；其特征是：包含水分子的空气在风机推动下轴向穿过除湿转轮中的轴向微孔群；同时，空气中水分子绝大部分被除湿转轮微孔中的吸附材料捕捉，干燥的空气从除湿转轮的另一端流出；除湿转轮在旋转驱动电机驱动下缓慢转动，当饱和的除湿转轮中微孔(逆时针或顺时针旋转)进入超声波再生器覆盖的扇形区内，被超声波发生器产生的高强度空气超声波激振，被捕捉水分子在激振中脱离吸附材料，进入淡水收集器；高浓度的水分子形成水雾，并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。通过水分子吸附转轮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转轮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：
在风机作用下，强制将含有水分子的空气通过管道输送到水分子吸附转轮，并流过水分子吸附转轮轴向微孔，其中绝大部分水分子被轴向微孔中的水分子吸附材料捕捉。
水分子吸附转轮在电机驱动下缓慢转动，当吸附转轮中的一部分吸足水分、达到饱和后，电机将其转到超声波发生器覆盖的区域；而超声波发生器发出的空气超声波，其方向为轴向，并进入吸附转轮轴向微孔。
超声波发生器发出的空气超声波，其频率与水分子吸附转轮轴向微孔中的含水吸附材料相同，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，并随气流流出吸附转轮轴向微孔，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为水分子吸附转轮空气制水机三维总体特征和工作原理图；
图2为水分子吸附转轮和超声波发生器三维局部剖视图；
图3为水分子吸附转轮轴向微孔局部放大图；
图4为超声波发生器三维结构爆炸图；
图5为水分子吸附转轮和超声波发生器核心部件区域分析图。
在上述4个图中，序号对应的零部件名称和内容依次为：1.风机、2.进入空气流、3.超声波发生器、4.吸附转轮、5.传动带或传动链条、6.驱动电机、7.凝聚态淡水流出孔、8.淡水收集器、9.干燥空气流、10.超声波振动板、11.吸附转轮轴承、12.吸附转轮轴向微孔、13.吸附转轮轴承座、14.吸附转轮轴、15.压电陶瓷超声波振动片、16.超声波振动片固定支架、17.超声波发生器罩壳、18.水分子吸附区、19.超声波再生区、20.凝聚态的淡水收集区。
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转轮捕捉后聚集起来，然后通过再生吸附材料获得凝聚态淡水。
风机1将环境空气形成气流2输送到吸附转轮4，并进入吸附转轮4的轴向微孔12群中；在轴向微孔12群中的吸附材料将绝大部分水分子捕捉，于是被捕捉的水分子聚集在轴向微孔12群中。
吸附转轮4和驱动电机6之间通过传动带或传动链条5连接，驱动电机6带动吸附转轮4做缓慢转动，从而使吸附转轮4的轴向微孔12从超声波再生区19出来后不断吸附水分子、逐渐达到饱和，又从新进入超声波再生区19中，完成再生循环，。
超声波发生器3包括：超声波发生器罩壳17、固定支架16和压电陶瓷超声波振动片15.超声波发生器罩壳17将超声波振动板10包裹在内，防止超声波在空气中外泄，将超声波能量聚集起来，并穿过吸附转轮轴向微孔12群；压电陶瓷超声波振动片15镶嵌在固定支架16的网格内，构成超声波振动板。
水分子吸附转轮4分为水分子吸附区18和超声波再生区19，超声波发生器3覆盖的扇形区域为再生区19，而另外一部分区域为水分子吸附区19；当吸附转轮4在电机6驱动下，做顺时针或逆时针转动缓慢时，离开超声波再生区19的轴向微孔12群为再生后的，且为干燥的轴向微孔12群；当经过整个水分子吸附区18后，并逐渐接近再生区19时，此时的轴向微孔12群为饱和状态，再经过超声波的激振作用，饱和的轴向微孔12群中的水分子被释放，高密度的水分子形成水雾，进入淡水收集区20。
超声波发生器3发出的空气超声波频率与吸附转轮4上饱和吸附材料的固有频率相同，从而将被捕捉的水分子激振，脱离吸附材料，形成高密度水雾，然后高密度水雾在淡水收集器8内形成凝聚态的淡水。
Claims (7)
1.一种水分子吸附转轮空气制水机，其结构包括：风机(1)、超声波发生器(3)、吸附转轮(4)、传动带或传动链条(5)、驱动电机(6)和淡水收集器(8)；其特征在于：在风机(1)驱动下，含水空气气流轴向进入吸附转轮(4)中的微孔(12)群，而空气气流中的绝大部分水分子被微孔(12)中的吸附材料捕捉；当吸附转轮(4)在驱动电机(6)驱动下，饱和的微孔(12)群顺时针或逆时针进入超声波发生器(3)覆盖的扇形区域内，其内部的含水吸附材料被超声波激振，水分子脱离吸附材料，高密度水分子形成水雾，不断进入淡水收集器(8)，形成凝聚态淡水。
2.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：超声波发生器(3)包含超声波发生器罩壳(17)，压电陶瓷超声波振动片(15)，超声波振动片固定支架(16)；而压电陶瓷超声波振动片(15)镶嵌在超声波振动片固定支架(16)上并构成超声波振动板(10)。
3.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：超声波发生器(3)位于吸附转轮(4)的一端，而且超声波发生器(3)内的超声波振动板(10)对应吸附转轮(4)上的轴向微孔(12)群；超声波振动板(10)上的压电陶瓷超声波振动片(15)朝向微孔(12)群。
4.根据权利要求1和权利要求2所述的空气制水机，其特征在于：超声波发生器罩壳(17)包裹超声波振动板(10)，避免空气超声波外泄。
5.根据权利要求1和权利要求3所述的空气制水机，超声波振动板(10)发出的超声波穿过轴向微孔(12)群，轴向微孔(12)内含水吸附材料被激振，水分子得以释放。
6.根据权利要求1所述的空气制水机，其特征在于：淡水收集器(8)位于吸附转轮(4)的另一端，且与超声波发生器(3)完全对应。
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(10)发出的超声波频率与吸附转轮轴向微孔(12)群中的含水吸附材料的固有频率相同，使激振消耗能量最少。
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