CN112255067B - 一种环境空气取水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环境空气取水装置，包括空气进气通道、热管、空气出气烟囱、多根多孔翅管；所述多孔翅管采用导热材料，且其表面设有若干翅管开孔，所述翅管开孔孔径为2mm以下；所述热管位于所述空气出气烟囱内，所述热管的冷凝端穿过所述空气出气烟囱侧壁插入土壤中，多根所述多孔翅管固定安装在所述热管的蒸发端外壁上，所述多孔翅管下方设有积水槽，所述空气进气通道一端与所述空气出气烟囱侧壁连通，且连通处对着所述热管的蒸发端；所述空气出气烟囱部分位于地面土壤内，且所述空气进气通道连接环境空气的一端高度低于所述空气出气烟囱位于地面上端的高度。本发明依靠温度降和微界面介观效应协同效应进行取水，增加淡水获得量。

Description

一种环境空气取水装置
技术领域
本发明属于淡水获取技术，特别是涉及一种环境空气取水装置。
背景技术
水是人类生命的源泉，也是地球生物生存的根基。然而，在野外无水源或降雨少的情况下，获得淡水尤为重要。空气中的水分是来自地表水或海洋海水等水源的自然蒸发，空气湿度大小表示空气中含水率高低，空气温度越高，其容纳水分就越多。利用温度差或压力变化可以使水分蒸发或冷凝:提高压力要用机械方法加压，意味在消耗电力；把温度降到露点以下也可以将空气中的气态水分子冷凝成液态水。然而，以上方法大多数使用电力来辅助，限制了其使用范围。比如：利用半导体制冷片实现温度降低需要电源；热管技术是成熟的单向传热技术，现有热管一般都是依靠重力实现热管的循环，依靠重力流实现热管内介质的蒸发和冷凝回流，一般只适合下部吸热上部放热的情况。
因此，基于这些问题，提供一种依靠温度降和微界面介观效应协同效应的环境空气取水方法，增加淡水获得量，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种依靠温度降和微界面介观效应协同效应的环境空气取水方法，增加淡水获得量。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种环境空气取水装置，包括空气进气通道、热管、空气出气烟囱、多根多孔翅管；所述多孔翅管采用导热材料，且其表面设有若干翅管开孔，所述翅管开孔孔径为2mm以下；所述热管位于所述空气出气烟囱内，所述热管的冷凝端穿过所述空气出气烟囱侧壁插入土壤中，多根所述多孔翅管固定安装在所述热管的蒸发端外壁上，所述多孔翅管下方设有积水槽，所述空气进气通道一端与所述空气出气烟囱侧壁连通，且连通处对着所述热管的蒸发端；
所述空气出气烟囱部分位于地面土壤内，且所述空气进气通道连接环境空气的一端高度低于所述空气出气烟囱位于地面上端的高度。
进一步的，所述热管是弯曲的，其上端为冷凝端，且冷凝端插入环境土壤中。
进一步的，所述多孔翅管与所述热管安装夹角小于85°。
进一步的，所述空气出气烟囱为上窄下宽的贯通管状结构。
利用上述环境空气取水装置的原理是：空气进气通道和空气出气烟囱形成对流，引导更多空气通过含有多孔翅管的热管；由于热管蒸发端温度低，达到环境空气露点温度，并且，协同多孔翅管的翅管开孔的介观效应，即使空气中的水分子未达到露点温度，由于凹液面处液体的饱和蒸气压比平面液体饱和蒸气压小，即该温度下，水蒸气对平面液面来说还未达到饱和，但对在毛细管内的凹液面来讲，已经到饱和甚至过饱和状态，此时，环境空气中的水分子凝结在多孔翅管表面，流入积水槽。另外，由于土壤的吸水性，空气进气通道铺设过程中，土壤中的水分会扩散到周围环境空气中，有助于多孔翅管捕获更多的水分。
本发明的优点和积极效果是：
本发明在取水时，湿空气通过空气进气通道和空气出气烟囱导流，使大量空气流过安装有多孔翅管的热管，受温度降低影响和毛细管凝结现象双重作用，环境空气中的水蒸气在多孔翅管的翅管开孔内将凝结成液体，本发明的取水装置通过多部件的联合协同作用，最大限度获取环境空气中的水分。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例提供的环境空气取水装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的环境空气取水装置的多孔翅管的结构示意图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-2来具体说明本发明。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供的一种环境空气取水装置，包括空气进气通道1、热管2、空气出气烟囱3、多根多孔翅管4；所述多孔翅管4采用导热材料，且其表面设有若干翅管开孔6，所述翅管开孔孔径为2mm以下；所述热管2位于所述空气出气烟囱3内，所述热管2的冷凝端穿过所述空气出气烟囱3侧壁插入土壤中，多根所述多孔翅管4固定安装在所述热管2的蒸发端外壁上，所述多孔翅管4下方设有积水槽5，所述空气进气通道1一端与所述空气出气烟囱3侧壁连通，且连通处对着所述热管2的蒸发端；
所述空气出气烟囱3部分位于地面土壤内，且所述空气进气通道1连接环境空气的一端高度低于所述空气出气烟囱3位于地面上端的高度。
在本实施例中，所述热管2为L型，其上端为冷凝端，且冷凝端插入环境土壤中。
并且，为了便于冷凝后的液体流到积水槽5中，可以考虑，所述多孔翅管4与所述热管2安装夹角小于85°。
所述空气出气烟囱3为上窄下宽的贯通管状结构。
在本实施例中，在进行环境取水时：将空气出气烟囱3下部放置在地面土壤内，在空气出气烟囱3中放置热管2、积水槽5，其中热管2蒸发端安装了多根多孔翅管4，将空气进气通道1一端与空气出气烟囱3贯通连接，另一端与环境空气连通，需要说明的是，在安装时，所述空气进气通道1连接环境空气的一端高度低于所述空气出气烟囱3位于地面上端的高度；环境空气通过空气进气通道1到达空气出气烟囱3内，湿空气中的水分子在热管2的蒸发端相连的多孔翅管4表面凝集成水，流入积水槽5，其余空气通过空气出气烟囱3排出。
实施例2
利用实施例1中的环境空气取水装置进行取水：环境空气温度29℃，相对湿度90％，土壤温度21℃，多孔翅管开孔率50％，孔径1.5mm,5小时得到淡水800mL。
实施例3
利用实施例1中的环境空气取水装置进行取水：环境空气温度32℃，相对湿度50％，土壤温度26℃，集束多孔翅管开孔率50％，孔径1mm,5小时得到淡水260mL。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种环境空气取水装置，其特征在于：包括空气进气通道、热管、空气出气烟囱、多根多孔翅管；所述多孔翅管采用导热材料，且其表面设有若干翅管开孔，所述翅管开孔孔径为2mm以下；所述热管位于所述空气出气烟囱内，所述热管的冷凝端穿过所述空气出气烟囱侧壁插入土壤中，多根所述多孔翅管固定安装在所述热管的蒸发端外壁上，所述多孔翅管下方设有积水槽，所述空气进气通道一端与所述空气出气烟囱侧壁连通，且连通处对着所述热管的蒸发端；
所述空气出气烟囱部分位于地面土壤内，且所述空气进气通道连接环境空气的一端高度低于所述空气出气烟囱位于地面上端的高度。
2.根据权利要求1所述的一种环境空气取水装置，其特征在于：所述热管是弯曲的，其上端为冷凝端，且冷凝端插入环境土壤中。
3.根据权利要求1所述的一种环境空气取水装置，其特征在于：所述多孔翅管与所述热管安装夹角小于85°。
4.根据权利要求1所述的一种环境空气取水装置，其特征在于：所述空气出气烟囱为上窄下宽的贯通管状结构。
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