CN1693597A - 一种具有高凝水率表面的集水器 - Google Patents

一种具有高凝水率表面的集水器 Download PDF

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张欣茹
张欣欣
姜泽毅
梁治国
柳翠翠
杨怡菲
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Abstract

一种具有高凝水率表面的集水器，属于水资源领域，涉及一种适用于空气取水具有高凝水率的表面的集水器。解决普通金属表面凝水率低的问题。其特征在于集水器表面由疏水基底1和在疏水基底上排布的亲水小突起2及冷凝水收集器3组成，亲水小突起分圆柱形和四棱柱形两种，圆柱形的直径在0.2mm～1mm之间，高度在0.2～1mm之间；四棱柱形的边长在0.2～1mm之间，高度在0.2～1mm之间。本发明优点在于简单、实用，亲水突起可快速凝集空气中的水分，疏水基底可使凝集到的水分更快的流入集水装置，提高了集水器的凝水率。

Description

一种具有高凝水率表面的集水器
技术领域
本发明属于水资源领域，涉及一种适用于空气取水具有高凝水率表面的集水器。
背景技术
随着社会和经济的发展，人类需要逐步进入更广阔的空间，包括一些极端情况，如沙漠、海岛、干旱地区等。淡水的获取是这些情况下人类得以生存的先决条件与保障，采用制冷结露法进行空气取水是解决相应区域淡水匮乏的有效方法之一，但这种方法面临的主要问题是相应凝水表面的凝水率较低，因此限制了制冷结露法空气取水在更广范围内的应用。
现有制冷结露法空气取水系统的凝水表面一般为普通金属，金属的高表面能，使冷凝水易形成水膜，造成传热恶化，因而凝水率降低。如采用具有低表面能的材料，虽会形成小水珠，并强化传热，但却有可能因水珠较小，而被风吹走，这样集水率也会降低。因此，研发一种具有高凝水率的凝水表面是提高取水率的关键，也是制冷结露法空气取水广泛应用的关键。
发明内容
本发明提供了一种适用于制冷结露法空气取水系统的高凝水率仿生表面，解决普通金属表面凝水率低的问题。
一种具有高凝水率表面的集水器，其特征在于集水器表面由疏水基底1和在疏水基底上排布的亲水小突起2及冷凝水收集器3组成，亲水小突起有圆柱形和四棱柱形两种，圆柱形的直径在0.2mm～1mm之间，高度在0.2～1mm之间；四棱柱形的边长在0.2～1mm之间，高度在0.2～1mm之间。
亲水小突起在疏水基底上的排布有三种：无规则排布，成正方形排布，成正六边形排布。
亲水小突起在疏水基底上为无规则排布时，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
亲水小突起在疏水基底上成正方形排布时，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
亲水小突起在疏水基底上成正六边形排布时，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
具有高凝水率表面的集水器根据需要可制成管状和板状的。管状集水器内部是冷却液，外表面带有依上述尺寸排布的亲水小突起，空气中的水气在外表面凝结流到冷凝水收集器3中。板状的下部是冷却液，上表面带有依上述尺寸排布的亲水小突起，空气中的水气在上表面凝结流到冷凝水收集器3中。
适用于空气取水的高凝水率仿生表面上的亲水突起的尺寸、排布等可随着外部环境进行优化，以保证凝水率的最大化，其优化值在上述所列范围之内。
本发明优点在于简单、实用，亲水突起可快速凝集空气中的水分，疏水基底可使凝集到的水分更快的流入集水装置，提高了集水器的凝水率。
附图说明
图1为板状集水器的结构示意图。
图2为管状集水器的结构示意图。
图3为集水器的表面结构示意图。
具体实施方式
1.集水器为板状结构，亲水小突起在疏水基底上为无规则排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3mm，亲水小突起为圆柱形，圆柱形的直径为0.2mm，高度为0.2mm。
2.集水器为板状结构，亲水小突起在疏水基底上成正方形排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.5mm，亲水小突起为圆柱形，圆柱形的直径为0.7mm，高度为0.2mm。
3.集水器为管状结构，亲水小突起在疏水基底上成正六边形排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.5mm，亲水小突起为四棱柱形，四棱柱形的边长为0.2mm，高度为0.2mm。
4.集水器为管状结构，亲水小突起在疏水基底上成正六边形排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为2mm，亲水小突起为四棱柱形，四棱柱形的边长为1mm，高度为1mm。

Claims (4)

1、一种具有高凝水率表面的集水器，其特征在于集水器表面由疏水基底(1)和在疏水基底上排布的亲水小突起(2)及冷凝水收集器(3)组成，亲水小突起分圆柱形和四棱柱形两种，圆柱形的直径在0.2mm～1mm之间，高度在0.2～1mm之间；四棱柱形的边长在0.2～1mm之间，高度在0.2～1mm之间。
2、如权利要求1所述的具有高凝水率表面的集水器，其特征在于亲水小突起在疏水基底上为无规则排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
3、如权利要求1所述的具有高凝水率表面的集水器，其特征在于亲水小突起在疏水基底上为亲水小突起在疏水基底上成正方形排布，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
4、如权利要求1所述的具有高凝水率表面的集水器，其特征在于亲水小突起在疏水基底上成正六边形排布时，相邻亲水小突起边缘之间的距离为0.3～2mm。
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