CN113235695A - 一种空气取水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气制水领域，特别指一种空气取水装置，包括壳体，所述壳体内设有从上至下顺次连通的引风模块、冷凝模块和集水腔，以及与冷凝模块连接设置的制冷模块，所述引风模块和冷凝模块之间设置有增吸组件，所述增吸组件的上部与引风模块底部相连通，所述增吸组件的下部与冷凝模块相连通，所述制冷模块为半导体制冷模块。本发明的空气取水装置采用半导体冷凝技术，通过结构的优化，有效提高进风量，减缓内部空气流速，增大空气与冷端接触面积，使得空气与冷端充分接触，优化冷端材料，促进空气冷凝，有效增大了取水量。
Description
技术领域
本发明涉及空气取水技术领域，特别指一种空气取水装置。
背景技术
现今，水资源缺乏问题日益严重，空气取水技术日益发展，为人们解决淡水缺乏的问题提供一种新的解决方式。多种空气取水方式中，半导体制冷技术是近些年来发展比较迅速的一项高新技术，但现有半导体制冷空气取水存在多种结构弊端，使得产水量较低，制约其进一步发展，普遍存在进风量不足，制冷端与空气接触表面积有限，接触不充分，传热系数低，凝结液滴不易脱落等产水量低的制约问题。
中国专利(公开号为CN 209798886 U)公开了一种半导体制冷空气取水器，包括冷凝通道和散热通道，所述冷凝通道设置在散热通道内部，所述冷凝通道和散热通道之间设有若干PN结，所述PN结的吸热端和发热端分别与冷凝通道和散热通道连接，所述冷凝通道内部设有若干冷凝金属片，所述散热通道外部设有若干散热金属片，可见，所述取水器采用自然进风，以及较短的冷凝通道制备，存在着进风量不足，制冷端与空气接触表面积有限，接触不充分，传热系数低等产水量低的问题。对此，上述问题急需改进，以更好加速半导体制冷空气取水的发展。
发明内容
本发明的目的是提出一种空气取水装置，通过结构的优化，有效提高进风量，减缓内部空气流速，通过螺旋翅片结构增大空气与冷端接触面积，使得空气与冷端充分接触，优化冷端材料，促进空气冷凝，有效增大了取水量。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于空气取水装置，包括壳体，所述壳体内设有从上至下顺次连通的引风模块、冷凝模块和集水腔，以及与冷凝模块连接设置的制冷模块，其特征在于，所述引风模块和冷凝模块之间设置有增吸组件，所述增吸组件的上部与引风模块底部相连通，所述增吸组件的下部与冷凝模块相连通，所述制冷模块为半导体制冷模块。
根据以上方案，所述引风模块为螺旋型垂直轴风机。
根据以上方案，所述增吸组件为文丘里管，所述文丘里管包括顺次相连的收缩段、喉道和扩散段。
根据以上方案，冷凝模块包括冷凝管，所述冷凝管竖直设置于壳体的中下部，所述冷凝管的上部与壳体内壁固定连接，所述冷凝管的下部设有出气口。
根据以上方案，所述冷凝管内设有中空圆柱，所述中空圆柱外壁环绕设有螺旋翅片，所述中空圆柱和螺旋翅片的接触处设有收集口，所述螺旋翅片上设有导流片。
根据以上方案，所述文丘里管的收缩段与引风模块的底部相连通，所述文丘里管的扩散段设置于冷凝管内腔的上部，与冷凝管相连通。
根据以上方案，所述中空圆柱设于文丘里管的下部，所述中空圆柱靠近文丘里管的一端呈封闭设计，所述中空圆柱远离文丘里管的一端与集水腔相连通。
根据以上方案，所述冷凝管的外壁连接有半导体制冷模块，所述半导体制冷模块由多组半导体制冷片组成，所述半导体制冷片的前端为冷端，所述半导体制冷片的后端为热端，所述半导体制冷片的前端面紧贴着冷凝管的外壁，并使用导热硅脂填充间隙，所述半导体片的后端连接有散热翅片。
根据以上方案，所述多组半导体制冷片对应冷凝管内的螺旋翅片的螺旋路径在冷凝管的外壁上均匀设置，所述冷凝管的外壁使用隔热棉包裹，并露出半导体制冷片的后端。
根据以上方案，所述壳体上部开有环形进风口，与引风模块相连通，所述壳体在靠近冷凝模块上方的位置呈倾斜设计，并在所述倾斜壳体上设有多个回风散热口。
本发明的一种空气取水装置，采用半导体制冷技术，通过装置结构的优化，采用文丘里管的增吸作用有效提高进风量，并减缓空气的流速，通过螺旋翅片作为冷端，可进一步减缓空气流速，并增大空气与冷端的接触面积，促进空气的滴状冷凝，大大提高了空气取水量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图
图2是引风模块整体示意图
图3是螺旋型垂直轴风机示意图
图4是螺旋冷凝模块整体示意图
图5是螺旋冷凝模块螺旋型翅片示意图
图6是制冷模块整体示意图
图中1、壳体；2、螺旋型垂直轴风机；3、文丘里管；3-1、收缩段；3-2、喉道；3-3、扩散段；4、螺旋翅片；5、冷凝管；6、中空圆柱；7、收集口；8、导流片；9、半导体制冷片；10、回风散热口；11、集水腔。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和图2所示，本发明所述的一种空气取水装置，包括壳体1，所述壳体1内设有从上至下顺次连通的引风模块、冷凝模块和集水腔11，以及与冷凝模块连接设置的制冷模块，所述引风模块和冷凝模块之间设置有增吸组件，所述增吸组件为文丘里管3，所述文丘里管3包括顺次相连的收缩段3-1、喉道3-2和扩散段3-3，所述冷凝模块包括冷凝管5，所述冷凝管5内设有中空圆柱6，所述中空圆柱6外壁环绕设有螺旋翅片4，所述文丘里管3的收缩段3-1与引风模块的底部相连通，所述文丘里管3的扩散段3-3设置于冷凝管5内腔的上部，与冷凝管5相连通，所述制冷模块为半导体制冷模块。本申请采用半导体冷凝技术，通过风机螺旋叶片高速转动使得周围空气流动，并采用文丘里管3作为增吸组件形成较大压强差，带动大量气体进入内部，从而大大增加了实际进气量，冷凝管5内采用螺旋翅片4结构，可减缓空气流速，并增大冷端接触面积，有效促进了液滴冷凝，从而大大提高了空气取水量。
如图1、图2和图3所示，所述壳体1内的上部设有引风模块，所述壳体1内的中下部设有增吸组件、冷凝模块、制冷模块以及集水腔11，壳体1的上部开设有环形进风口，与引风模块相连通，壳体1在靠近冷凝模块上方的位置呈倾斜设计，并在所述倾斜壳体1上设有多个回风散热口10，所述引风模块为螺旋型垂直轴风机2。通过螺旋型垂直风机2的高速转动，可将外界空气引入，文丘里管3的收缩段3-1与螺旋型垂直风机2的底部相连通，风机引入的空气的大气压高于文丘里管3里的空气压强，形成压强差，从而产生较大的空气吸附作用，再结合文丘里管3是先收缩后扩大的管道设计，空气流经文丘里管3收缩段3-1到达喉道3-2时，喉道3-2缩小的过流截面，使得空气流速大大增大，从而有效增大空气的吸入量，继而空气流经文丘里管3的扩散段3-3再进入冷凝管5内，扩散段3-3可缓慢地降低空气的流速，使得冷凝管5内的空气与冷端充分接触，从而提高冷凝效果。
如图4、图5、图6所示，所述冷凝管5竖直设置于壳体1的中下部，所述冷凝管5的上部与壳体1内壁固定连接，所述冷凝管5的下部设有出气口，所述的冷凝管5外壁连接有半导体制冷模块。所述冷凝管5内设有中空圆柱6，所述中空圆柱6设于文丘里管3的下方，所述中空圆柱6靠近文丘里管3的一端呈封闭设计，所述中空圆柱6远离文丘里管3的一端与集水腔11相连通，所述中空圆柱6外壁环绕设有螺旋翅片4，螺旋翅片4设计使得冷凝管5内形成螺旋腔体，进而减缓空气在冷凝管5内的流速，空气缓慢流动，与螺旋翅片4充分接触，释放出热量，达到露点凝结为液滴，所述螺旋翅片4为外高内低的曲面，且表面喷涂疏水性材料，表面自由能低，利于液滴的流动，所述中空圆柱6和螺旋翅片4的接触处处设有收集口7，所述螺旋翅片4上设有导流片8，使得凝结的液滴依势流入收集口7内，顺着中空圆柱6的内腔流入下部集水腔11中。
如图6所示，所述冷凝管5的外壁上设有半导体制冷模块，所述半导体制冷模块由多组半导体制冷片9组成，所述半导体制冷片9的前端为冷端，所述半导体制冷片9的后端为热端，所述半导体制冷片9的前端面紧贴着冷凝管5的外壁，并使用导热硅脂填充间隙，有效保证热量的传导。所述多组半导体制冷片9对应冷凝管5内的螺旋翅片4的螺旋路径在冷凝管5的外壁均匀设置，冷凝管5外壁将半导体制冷片9制冷产生的低温传导进入冷凝管5内部，可为冷凝管5内腔提供充足冷源，所述冷凝管5的外壁使用隔热棉包裹，为冷凝管5内有效保温，半导体制冷片9的后端裸露在外并连接有散热翅片，用于半导体制冷片9的热端散热。所述的冷凝管5的下方开有出气口，部分未达到露点的低温空气从冷凝管5的出气口流出进入壳体1与冷凝管5之间的内腔，并逐渐上升流经半导体制冷片9的热端，可帮助热端散热，降低温度，能源循环利用，节能高效，最终空气可从壳体1中上部的回风散热口10流入外界空气。
本空气取水装置在使用时，所述螺旋型垂直轴风机2和半导体制冷片9分别通过电气接线与电源连接，同时启动螺旋型垂直轴风机2引风和多组半导体制冷片9制冷，空气经风机转动卷入，经过文丘里管3的增吸，大量空气经由文丘里管3进入冷凝管5内，空气经过文丘里管3扩散段3-3的减速缓慢流动，随螺旋形翅片螺旋下降，遇到低温的螺旋翅片4，部分空气达到露点，在螺旋翅片4上凝结为液滴，并随导流片8导向流入中空圆柱6上的收集口7，从而进入下部的集水腔11，部分未达到露点的低温空气从冷凝管5的出气口流出，并上升至半导体制冷片9的热端帮助散热，最终从壳体1的回风散热口10流入外界空气。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种空气取水装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有从上至下顺次连通的引风模块、冷凝模块和集水腔(11)，以及与冷凝模块连接设置的制冷模块，其特征在于，所述引风模块和冷凝模块之间设置有增吸组件，所述增吸组件的上部与引风模块底部相连通，所述增吸组件的下部与冷凝模块相连通，所述制冷模块为半导体制冷模块。
2.根据权利要求1所述的空气取水装置，其特征在于，所述引风模块为螺旋型垂直轴风机(2)。
3.根据权利要求1所述的空气取水装置，其特征在于，所述增吸组件为文丘里管(3)，所述文丘里管(3)包括顺次相连的收缩段(3-1)、喉道(3-2)和扩散段(3-3)。
4.根据权利要求3所述的空气取水装置，其特征在于，所述冷凝模块包括冷凝管(5)，所述冷凝管(5)竖直设置于壳体(1)的中下部，所述冷凝管(5)的上部与壳体(1)内壁固定连接，所述冷凝管(5)的下部设有出气口。
5.根据权利要求4所述的空气取水装置，其特征在于，所述冷凝管(5)内设有中空圆柱(6)，所述中空圆柱(6)外壁环绕设有螺旋翅片(4)，所述中空圆柱(6)和螺旋翅片(4)的接触处设有收集口(7)，所述螺旋翅片(4)上设有导流片(8)。
6.根据权利要求5所述空气取水装置，其特征在于，所述文丘里管(3)的收缩段(3-1)与引风模块的底部相连通，所述文丘里管(3)的扩散段(3-3)设置于冷凝管(5)内腔的上部，与冷凝管(5)相连通。
7.根据权利要求6所述的空气取水装置，其特征在于，所述中空圆柱(6)设于文丘里管(3)的下部，所述中空圆柱(6)靠近文丘里管(3)的一端呈封闭设计，所述中空圆柱(6)远离文丘里管(3)的一端与集水腔(11)相连通。
8.根据权利要求7所述的空气取水装置，其特征在于，所述冷凝管(5)的外壁连接有半导体制冷模块，所述半导体制冷模块由多组半导体制冷片(9)组成，所述半导体制冷片(9)的前端为冷端，所述半导体制冷片(9)的后端为热端，所述半导体制冷片(9)的前端紧贴着冷凝管(5)的外壁，并使用导热硅脂填充间隙，所述半导体片的后端连接有散热翅片。
9.根据权利要求8所述的空气取水装置，其特征在于，所述多组半导体制冷片(9)对应冷凝管(5)内的螺旋翅片(4)的螺旋路径在冷凝管(5)的外壁上均匀设置，所述冷凝管(5)的外壁使用隔热棉包裹，并露出半导体制冷片(9)的后端。
10.根据权利要求1-9任一所述的空气取水装置，其特征在于，所述壳体(1)上部开有环形进风口，与引风模块相连通，所述壳体(1)在靠近冷凝模块上方的位置呈倾斜设计，并在所述倾斜壳体(1)上设有多个回风散热口(10)。
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