CN108691332A - 用于海面上的半浸入式空气制水设备 - Google Patents

Abstract

用于海面上的半浸入式空气制水设备，涉及制水装置技术领域，其包括机壳，所述机壳的前、后两端分别设有进风口和出风口，所述机壳内设有连通进风口与出风口的风道，所述风道包括一段制水通道，所述制水通道设于海水中，所述进风口与出风口均位于海面的上方，所述进风口可拆卸安装有用于分离空气中的杂质和雾滴的丝网除雾器。本发明可直接利用海水当作制冷媒体，使空气冷凝从而进行制水。

Description

用于海面上的半浸入式空气制水设备

技术领域

本发明涉及制水技术领域，尤其指一种用于海面上的半浸入式空气制水设备。

背景技术

空气制水设备的基本工作原理与空调相类似，在户外环境中，可利用风能、太阳能等能源代替电能来使空气制水机实现制水的功能，但制水所必要的条件是设备中具有相对较低温的介质与空气进行热交换，这样才能使得空气凝结而生成水，为了满足这个条件，通常要在设备中安装压缩机，使用制冷剂与空气进行热交换。

海水是取之不尽用之不竭的资源，海水温度与海面上的空气温度始终保持着一定的温差，这个温差可作为制水所需的一个必要条件，再者由于洋流以及海风的风力资源以也非常充足，因此在海上实现风力制水具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种用于海面上的半浸入式空气制水设备，可直接利用海水当作制冷媒体，使空气冷凝从而进行制水。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于海面上的半浸入式空气制水设备，包括机壳，所述机壳的前、后两端分别设有进风口和出风口，所述机壳内设有连通进风口与出风口的风道，所述风道包括一段制水通道，所述制水通道设于海水中，所述进风口与出风口均位于海面的上方，所述进风口可拆卸安装有用于分离空气中的杂质和雾滴的丝网除雾器。

优选地，所述风道呈“凹”字型。

或者作为优选地，所述机壳包括连通进风口的直筒型的热风管以及连接出风口的直筒型的冷风管，所述冷风管的底端设有管口且该管口竖直向下插入热风管中，所述冷风管的底端管口靠近热风管的底部，所述热风管与冷风管之间设有间隙，所述间隙连通冷风管并与冷风管形成风道，所述热风管的下部插入海水中形成制水通道。

进一步地，所述热风管的顶部可转动连接有一个过渡管，所述过渡管与进风口连接，所述冷风管从过渡管上插入到热风管中，所述冷风管可拆卸安装于过渡管并可与过渡管同步转动，所述过渡管的顶部固定安装有风向标，所述风向标的前端位于与进风口的正上方，所述风向标的尾翼位于出风口的正上方，在风力的作用下，所述过渡管和冷风管会随着风向标同步转动从而使进风口对准风向。

优选地，所述出风口呈喇叭状，所述进风口和丝网除雾器的上、下两端均呈由外往内倾斜状设置。

更进一步地，所述制水通道的后部设有于分离水蒸汽中的水滴的除雾器。

更进一步地，所述制水通道的底部设有出水口，所述出水口通过水管与外部抽水设备连接。

更进一步地，所述机壳的底部安装有压缩机，所述压缩机通过第一管道连接有冷凝排，所述冷凝排通过中间管道连接有制冷排，所述制冷排通过第二管道与压缩机连接，所述制冷排设于制水通道中，所述冷凝排设于海水中。

更进一步地，所述机壳的底部还设有水力涡轮，所述水力涡轮位于海水中并可通过水流的带动而转动，所述水力涡轮与压缩机通过变速器连接，所述水力涡轮还连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池且所述发电机可将水力涡轮的动能转化为电能并储存到蓄电池中，所述风道中安装有用于将气流往出风口抽送的抽风扇，所述抽风扇与蓄电池连接。

或者，所述机壳的顶部设有风力涡轮，所述风力涡轮可受风力作用而转动，所述风力涡轮连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池且所述发电机可将风力涡轮的动能转化为电能并储存到蓄电池中，所述蓄电池与压缩机连接。

优选地，所述风道中安装有用于将气流往出风口抽送的抽风扇，所述抽风扇与蓄电池连接。

本发明的有益效果在于：空气通过进风口进入到风道中，空气中的杂质和雾滴首先被丝网除雾器分离，由于海水的温度低于海面上的空气温度，使得制水通道中的环境温度相对较低，因此当空气进入到制水通道中时便遇冷凝结产生水滴，这些水滴最终被收集在制水通道中，该设备结构简单，充分利用了温度相对较低的海水来当作制冷媒介，而无需直接使用压缩机和制冷剂也能进行制水，可极大程度地节约制造成本和使用成本，将其利用在海上航行过程中进行制水更是具有较大的意义。

附图说明

图1为本发明实施例1中的整体结构剖视示意图；

图2为实施例1中机壳上安装风力涡轮的结构示意图；

图3为本发明实施例2中的整体结构剖视示意图；

图4为实施例2中机壳上安装风力涡轮的结构示意图。

附图标记为：

1——机壳 1a——进风口 1b——出风口

1c——风道 2——丝网除雾器 3a——热风管

3b——冷风管 3c——过渡管 4——风向标

5——除雾器 6——出水口 7——压缩机

8——冷凝排 9——制冷排 10——水力涡轮

11——抽风扇 12——风力涡轮。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-2所示，用于海面上的半浸入式空气制水设备，包括机壳1，机壳1的前、后两端分别设有进风口1a和出风口1b，机壳1内设有连通进风口1a与出风口1b的风道1c，风道1c包括一段制水通道，制水通道设于海水中，进风口1a与出风口1b均位于海面的上方，进风口1a可拆卸安装有用于分离空气中的杂质和雾滴的丝网除雾器2。

上述实施方式提供的用于海面上的半浸入式空气制水设备在使用时，空气通过进风口1a进入到风道1c中，空气中的杂质和雾滴首先被丝网除雾器2分离，由于海水的温度低于海面上的空气温度，使得制水通道中的环境温度相对较低，因此当空气进入到制水通道中时便遇冷凝结产生水滴，这些水滴最终被收集在制水通道中，该设备结构简单，充分利用了温度相对较低的海水来当作制冷媒介，而无需直接使用压缩机和制冷剂也能进行制水，可极大程度地节约制造成本和使用成本，将其利用在海上航行过程中进行制水更是具有较大的意义。

进一步，风道1c呈“凹”字型，其下半部可设于海水中，该结构简单，可直接将其长期放置在靠近海岸边的位置，由于海风通常由海面吹向陆地，因此使进风口1a的朝向对着海面、出风口1b的朝向对着陆地便能最大效率地采集海风，提高空气流动量，制水完成一段时间后，设置在靠近海岸边的设备也能方便工作人员取水或者进行后期维护。

作为优选地，出风口1b呈喇叭状，该结构可使出风口1b处形成气流负压，从而可提高进风口1a的进风速度，进而增大进入制水通道内的空气量。另外，进风口1a和丝网除雾器2的上、下两端均呈由外往内倾斜状设置，这样容易使得附着在丝网除雾器2上的杂质和雾滴受自身重力作用而向下掉落，而避免进入到风道1c中去。

进一步，制水通道的后部设有于分离水蒸汽中的水滴的除雾器5，经过制水通道的空气在凝结生产水珠后，其中一部分还处于低温的湿蒸汽状态，再经过除雾器5便能进一步将其中的水滴分离出来，更加充分地达到制水效果。

再进一步，制水通道的底部设有出水口6，出水口6通过水管与外部抽水设备连接，这样可以方便制水后直接取用。

再进一步，可在机壳1的底部安装压缩机7，压缩机7通过第一管道连接有冷凝排8，冷凝排8通过中间管道连接有制冷排9，制冷排9通过第二管道与压缩机7连接，其中，制冷排9设于制水通道中，冷凝排8则设于海水中，通过设置压缩机7，可提高设备的制水效率，具体地，空气进入到制水通道后经过制冷排9会发生凝结从而产生水珠，水珠落到制水通道底部收集起来；另外，空气在制水通道中流动的同时，压缩机7首先将制冷剂压缩成高温气体并使其进入第一管道中，制冷剂通过第一管道经过冷凝排8时，受到冷凝排8外部海水的冷却降温作用，接着制冷剂通过中间管道从冷凝排8进入到制冷排9，使通过制冷排9的空气发生凝结，最后制冷剂再通过第二管道回到压缩机7中，在这个过程中，冷凝排8直接利用了海水的低温散热效果，使得制冷剂能快速得到降温，其对海水资源的充分利用，提高了空气受冷凝结的效率。

在上述实施例的基础上，还可在机壳1的底部设置水力涡轮10，水力涡轮10位于海水中并可通过水流的带动而转动，水力涡轮10与压缩机7通过变速器连接，从而可使水力涡轮10直接为压缩机7提供动力，该水力涡轮10还连接有发电机（附图中未示出），发电机连接有蓄电池（附图中未示出）且发电机可将水力涡轮10的动能转化为电能并储存到蓄电池中，从而更充分地利用自然资源，节约设备的使用成本。

或者，可在机壳1的顶部设置风力涡轮12，风力涡轮12可受风力作用而转动，该风力涡轮12连接发电机，发电机连接蓄电池且发电机可将风力涡轮12的动能转化为电能并储存到蓄电池中。

另外，可在风道1c中安装用于将气流往出风口1b抽送的抽风扇11，该抽风扇11与蓄电池连接，通过设置抽风扇11，可增大进入设备的气流量。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别主要在于机壳1的结构，具体地，机壳1包括连通进风口1a的直筒型的热风管3a以及连接出风口1b的直筒型的冷风管3b，冷风管3b的底端设有管口且该管口竖直向下插入热风管3a中，冷风管3b的底端管口靠近热风管3a的底部，热风管3a与冷风管3b之间设有间隙，间隙连通冷风管3b并与冷风管3b形成风道1c，热风管3a的下部插入海水中形成制水通道。

在上述实施例中，空气通过进风口1a首先进入到热风管3a中，然后进入制水通道遇冷凝结生成水珠，水珠可收集在热风管3a的底部，此时的气体转变为相对较低温的气体，低温气体进入到冷风管3b后从出风口1b排出，由于冷风管3b是竖直向下插入到热风管3a中的，使得冷风管3b被热风管3a以一定的间隙包围住，这样当低温气体通过冷风管3b时，还可与间隙中流动的高温气体进行热交换，从而二次利用了制水后的低温气体，提高了设备的制水效率。

进一步，热风管3a的顶部可转动连接有一个过渡管3c，过渡管3c与进风口1a连接，冷风管3b从过渡管3c上插入到热风管3a中，冷风管3b可拆卸安装于过渡管3c并可与过渡管3c同步转动，过渡管3c的顶部固定安装有风向标4，风向标4的前端位于与进风口1a的正上方，风向标4的尾翼位于出风口1b的正上方，在风力的作用下，过渡管3c和冷风管3b会随着风向标4同步转动从而使进风口1a对准风向，该结构灵活可靠，使得进风口1a能随时保持对准风向，进而保证设备中能进入充足的气流量。

另外，在本实施例中，将压缩机7、水力涡轮10等装置设置在机壳1的底部后，可使整个机壳1的主体部分呈直筒型，其占用空间小，更能方便将其直接插入海水中进行制水，同时还可在热风管3a的上部开设一个排水口，当设备从海水中向上取出后，可打开排水口，通过倾倒的方式直接将设备中储存的水倒出。如图4所示，也可在风向标4的前端设置风力涡轮12，利用风力发电来储存电量。

进一步，与压缩机7连接的制冷排9可设置在制水通道的间隙中，而除雾器5则可设置在冷风管3b中，冷凝排8则设置在海水中，当空气经过制冷排9进行制水并转化为低温空气后，低温空气进入到冷风管3b中，经过除雾器5可进一步将其中的水滴分离出来，更充分地达到制水效果，而海水可使冷凝排8中的制冷剂获得较好地散热降温效果，可提高设备的制水效率，最后低温气体通过出风口1b排出。

值得一提的是，该设备可配备在船只上，在海上航行的过程中进行制水，方便、有效。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.用于海面上的半浸入式空气制水设备，包括机壳（1），所述机壳（1）的前、后两端分别设有进风口（1a）和出风口（1b），所述机壳（1）内设有连通进风口（1a）与出风口（1b）的风道（1c），其特征在于：所述风道（1c）包括一段制水通道，所述制水通道设于海水中，所述进风口（1a）与出风口（1b）均位于海面的上方，所述进风口（1a）可拆卸安装有用于分离空气中的杂质和雾滴的丝网除雾器（2）。

2.根据权利要求1所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述风道（1c）呈“凹”字型。

3.根据权利要求1所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述机壳（1）包括连通进风口（1a）的直筒型的热风管（3a）以及连接出风口（1b）的直筒型的冷风管（3b），所述冷风管（3b）的底端设有管口且该管口竖直向下插入热风管（3a）中，所述冷风管（3b）的底端管口靠近热风管（3a）的底部，所述热风管（3a）与冷风管（3b）之间设有间隙，所述间隙连通冷风管（3b）并与冷风管（3b）形成风道（1c），所述热风管（3a）的下部插入海水中形成制水通道。

4.根据权利要求3所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述热风管（3a）的顶部可转动连接有一个过渡管（3c），所述过渡管（3c）与进风口（1a）连接，所述冷风管（3b）从过渡管（3c）上插入到热风管（3a）中，所述冷风管（3b）可拆卸安装于过渡管（3c）并可与过渡管（3c）同步转动，所述过渡管（3c）的顶部固定安装有风向标（4），所述风向标（4）的前端位于与进风口（1a）的正上方，所述风向标（4）的尾翼位于出风口（1b）的正上方，在风力的作用下，所述过渡管（3c）和冷风管（3b）会随着风向标（4）同步转动从而使进风口（1a）对准风向。

5.根据权利要求2或4所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述出风口（1b）呈喇叭状，所述进风口（1a）和丝网除雾器（2）的上、下两端均呈由外往内倾斜状设置。

6.根据权利要求5所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述制水通道的后部设有于分离水蒸汽中的水滴的除雾器（5）。

7.根据权利要求6所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述制水通道的底部设有出水口（6），所述出水口（6）通过水管与外部抽水设备连接。

8.根据权利要求7所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述机壳（1）的底部安装有压缩机（7），所述压缩机（7）通过第一管道连接有冷凝排（8），所述冷凝排（8）通过中间管道连接有制冷排（9），所述制冷排（9）通过第二管道与压缩机（7）连接，所述制冷排（9）设于制水通道中，所述冷凝排（8）设于海水中。

9.根据权利要求8所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述机壳（1）的底部还设有水力涡轮（10），所述水力涡轮（10）位于海水中并可通过水流的带动而转动，所述水力涡轮（10）与压缩机（7）通过变速器连接，所述水力涡轮（10）还连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池且所述发电机可将水力涡轮（10）的动能转化为电能并储存到蓄电池中，所述风道（1c）中安装有用于将气流往出风口（1b）抽送的抽风扇（11），所述抽风扇（11）与蓄电池连接。

10.根据权利要求8所述的用于海面上的半浸入式空气制水设备，其特征在于：所述机壳（1）的顶部还设有风力涡轮（12），所述风力涡轮（12）可受风力作用而转动，所述风力涡轮（12）连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池且所述发电机可将风力涡轮（12）的动能转化为电能并储存到蓄电池中，所述蓄电池与压缩机（7）连接，所述风道（1c）中安装有用于将气流往出风口（1b）抽送的抽风扇（11），所述抽风扇（11）与蓄电池连接。