CN1829845A - 用于获取空气中水分的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用流动性的吸附剂或吸收剂、特别是利用带有用于吸附或吸收水分的吸湿盐的盐水溶液(3)的从环境空气中(8)获取水的装置，其中至少沿吸附段或吸收段(7)设置吸附作用或吸收作用，所述装置在具有高的结构或吸附剂/吸收剂(3)的单位体积的(饮用)水产出量的同时，还实现了降低安装费用和使过程稳定。根据本发明这样来实现的，即流动性的吸附剂(3，13)或吸收剂(3，13)至少沿吸附段或吸收段(7)基本上设置在用于对吸附剂(3)或吸收剂(3)进行导向的导向元件(1，16，19，22，24)上，特别是在规定的轨道上。

Description

用于获取空气中水分的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于从环境空气中获取中水分的装置。

背景技术

在世界上的许多地区，特别是半干燥(halbarid)或干燥地区如以色列、埃及、撒哈拉以南的部分干旱地区或在远离海边的大量严热沙漠地带，至少全年处于没有饮用水储备的状态。在这些地区除了运输饮用水以外，只存在着从湿空气中获取水的可能。

按多种方式已知用于利用可冷却的蓄冷装置以从环境空气中获取可冷凝的水的冷凝器，其中将较湿润的空气冷却到露点以下(参见DE-PS-2810241，DD 285 142 A5)。

此外，还已知这样的装置，所述装置借助于吸附性或吸收性材料如盐，例如氯化钠等在吸收阶段结合大气水分。在此，盐或相应的盐水溶液通常存储于一个液体容器中，其中水平面或在垂直方向上观察到的盐或盐水的上侧被视为吸附或吸收表面。在解吸过程中，这种盐-水-溶液或盐水被去湿以获得饮用水并且将盐重新用于水分吸收(参见，例如DE-PS 2 660 068，DE 198 50 557 A1)。

但是在这些方法或装置中缺点是相对较大的结构体积或每体积单位盐水的较少的饮用水产出量。

发明内容

与此不同，本发明的目的是建议一种装置，所述装置用于利用流动性的吸附剂或吸收剂，尤其含有用于吸附或吸收水分的吸湿盐的盐水溶液从空气中获取水分，其中至少沿吸附和吸收段设置吸附作用或吸收作用，所述装置可实现单位体积的结构或吸附剂/吸收剂的高(饮用)水产出量和可能实现过程的稳定。

由开头所述类型的装置出发，所述目的通过权利要求1的特征性特征来实现。

通过从属权利要求中所述的方法可实现本发明有利的实施形式和改进方案。

因此，根据本发明的装置的特征为，流动性的吸附剂或吸收剂至少沿着吸附段或吸收段基本上布置在用于特别是在规定的轨道上用于对吸附剂或吸收剂进行导向的导向元件或附着轨上。借助根据本发明的导向元件实现了装配和导向元件上的附着性或粘附性，从而可基本上防止在流过吸附段或吸收段期间由风作用所造成的不利的吹除(Verblasen)。

通常可沿吸附段或吸收段设置吸附剂或吸收剂的调整或移动/流动(动作)，从而可实现对移动的或流动的吸附剂或吸收剂进行导向或引导。

在本发明的范围中，导向是指至少在两个、有利地在三个相互正交定向的方向上可对吸附剂或吸收剂进行导向或引导。即，首先在一个至少在一个方向上基本上垂直取向的导向元件中，由于重力沿所谓Y-方向对吸附剂或吸收剂进行导向。另外借助于导向元件，至少沿所谓的X-方向和/或所谓的Z-方向对吸附剂或吸收剂进行导向或引导。在此，Y-方向，X-方向或Z-方向以通常已知的方式分别相互正交地布置。例如对于接近垂直取向的和具有面附着性的导向元件，除了在Y-方向上以外，吸附剂或吸收剂按上述的含义还在X-方向或在Z-方向上被导向或引导。例如对于接近垂直取向的具有线性附着性的导向元件—如棒、索等，除了在Y-方向上以外，吸附剂或吸收剂还在X-方向或在Z-方向上被导向或引导。

吸附剂或吸收剂有利地在导向元件的外表面上的或外部被导向，和/或设计成导向元件的外壳。因此可实现与环境空气的有利的接触。

在一些情况下，至少沿吸附段或吸收段设有带有粘附面的、用于粘附流动性的吸附剂或吸收剂的粘附元件。由此吸附剂或吸收剂这样附着在粘附元件上，即主要通过风力等不会将其从粘附元件上除去或吹离。

通常能将粘附元件或导向元件设计成基本上为直线形的，也可设计成波形、弯曲的和/或折叠形的，从而可实现与各种不同情况或环境条件(Rahmenbedingung)的灵活匹配。

借助这个措施，根据本发明，在从空气中吸收水分的过程中，可实现基本上精确限定的吸附剂或吸收剂的轨道，其中粘附元件或导向元件的轨道基本上与所述轨道相对应或由其规定。由此在较小的费用下可有效地防止吸附剂或吸收剂的吸附段或吸收段的不利的变化，从而可实现尽可能最优的水分吸收。

粘附元件或附着轨或导向元件有利地设计成绳和/或索和/或金属线和/或编织物和/或链和/或棒和/或杆。由此可实现能特别简单地制造的或装配的粘附元件或导向元件。吸附剂或吸收剂能够以(部分)外壳的形式围绕粘附元件或导向元件布置，因此可实现特别大的有效/活性(aktiv)水吸附或吸收表面。由此形成尽可能大的有效的盐水溶液的水吸收表面。

在本发明的一个特别的变型中，粘附元件或导向元件或附着轨设计成U形和/或V形的元件或轨道。借助本发明的此变型，在吸附/吸收过程中可在规定的轨道上实现对吸附剂或吸收剂特别精确的转向。

在本发明的一个有利的实施形式中，吸附剂/吸收剂或盐水溶液至少在附着轨或在粘附元件/导向元件上形成液膜或液体润湿部。由此可实现较大面积的水吸收表面。此外，可实现液体体积与有效水吸收液体表面积有利的比例关系。这使得通过根据本发明的此装置可特别有效地获取水。

通常存在这样的关系，盐水溶液的水吸收表面越大，根据本发明的装置的水吸收和/或效率就越有利或越高。通常希望尤其是使单位体积的盐水溶液的水吸收表面积的最大化。

粘附元件/导向元件或附着轨最好具有至少一个分配元件，用于面形地分配盐水溶液或使其表面增大。因此能够有利地实现平面地形成壁的液膜或润湿部。粘附元件或导向元件相应的构造形式以特别简单的方式实现了相应有利的水吸收表面。

在本发明的一种特别的改进方案中，所述分配元件设计成球形和/或六面体形和/或锥形和/或椭圆形和/或长方体形和/或多面体形的体部。吸附剂/吸收剂或盐水包围流过这种布置在粘附元件/导向元件或附着轨上的体部，从而其表面明显增大并由此可改善对水分的吸收。

分配元件有利地包括网和/或无纺布和/或编织物和/或皮革(真皮)(Lederhaut)和/或细毛(Hrchen)和/或纤维和/或孔隙和/或凹槽和/或凹坑和/或凹陷。例如对于无纺布、织物、皮革等，根据本发明尤其是借助毛细力和/或表面效应可有利地实现表面的大平面构型。

分配元件可例如由塑料、粘土和/或玻璃制成。比如分配元件或所述体部可粘接、喷射(镀)、挤压或类似地简单固定到粘附元件或导向元件上。可能地在两个分配元件之间设有间隔件如套筒等。

在一些情况下，分配元件实现成设计成多孔的、海绵体状的或类似地具有可透过性的体部。可能的情况下，分配元件的表面可进行表面打毛或设计成多孔的。通常例如在粘度、表面张力等上实现粘附元件或导向元件和/或分配元件与吸附剂/吸收剂或盐水溶液相匹配是有利的。

在本发明的一种有利的变型中，粘附元件或导向元件设计成带有多个体部的珠串。利用相应的沿导向元件布置的多个体部，可实现有利简单的表面增大。

粘附元件或导向元件或附着轨可能设计成带有有利的导向结构，特别是设计成带有多个在棒轴线方向上布置的沟和/或槽和/或凹槽的棒。例如相应形成沟的棒同样具有较大的表面，并此外也可简单地制造，例如作为压铸或深拉元件。此外此导向结构还可改善吸附剂/吸收剂在根据本发明的导向元件上的导向或附着。

这种方案的另一种可选方案首先是，粘附元件或导向元件或附着轨可设计成带有有利的导向结构，特别是设计成带有大量波纹和/或槽和/或凹槽的波纹板。相应的板可以至少同样简单地制造，此外也具有较大的表面。

通常波纹和/或沟和/或槽和/或凹槽可具有凹陷和/或隆起和/或凸峰等，以附加地增大相应导向元件的表面，这使得可由吸附剂/吸收剂的更好地吸收水。

此外粘附元件或导向元件的根据本发明的体部、凹陷、隆起或凸峰还延长了吸附段/吸收段，并由此有利地延长了吸附剂/吸收剂的逗留时间，这会改善的装置对水的吸收。根据本发明原则上也可使用其它的、可选的和/或另外的、有利的表面增大措施或元件。

吸附剂或吸收剂的传输方向优选沿粘附元件或导向元件或附着轨基本上沿垂直方向取向。因此可借助重力实现沿吸附段对流动性的吸附剂/吸收剂或盐水溶液有利的输送。这种措施使得本发明的装置可特别简单地运行。

在本发明的一种特别的变型中，设有多个粘附元件或导向元件或附着轨。因此可特别大程度地或较简单地有利地增大根据本发明的水吸表面。

在一些情况下，可沿水平方向并排布置多个垂直或水平取向的粘附元件或导向元件。最好将多个分配元件在垂真方向上相互叠置地布置。因此可形成一种有利的级联结构(Kaskade)，其中盐水溶液借助重力从第一分配元件流到或被输送到布置在下方的第二分配元件等以此类推。例如盐水溶液沿粘附元件或导向元件的表面流动，其中吸附剂/吸收剂依次流过分配元件或根据本发明的体部。

在本发明的一种特别的改进方案中，至少沿吸附段或吸收段设有用于传输盐水溶液的盐水滴。这主要意味着，盐水溶液例如从至少一个最好是设在根据本发明的装置上部区域的盐水存储器中以尽可能多的沿粘附元件或导向元件向下滑落的液滴在粘附元件/导向元件上或滴到多个粘附元件/导向元件上滴流。盐水存储器的盐水通常设计成接近饱和的盐水溶液。

在根据本发明的变型中，盐水溶液的水吸收表面有利地至少包括液滴表面。利用这种有利的措施，例如在每立方米有数百万个液滴时，可实现对水吸收表面明显的增大，这进一步改善了本发明的装置的产出量或效率。

最好存在至少一个带有至少一个定量供给口的定量供给单元，以向导向元件定量供给盐水滴。这里借助粘附元件或导向元件的定量供给口特别是从盐水存储器中定量供给盐水溶液。定量供给单元首先是与控制单元或调节单元一起使得可实现根据本发明的装置的基本上自动的运行。为此，有利地设有各种不同的传感器和致动器，所述传感器和致动器至少测量空气湿度、温度、流量、盐水浓度、流速、气压和/或盐水压力。

在本发明的一种有利的实施形式中，定量供给单元包括至少一个压力生成单元，用于对布置在盐水存储器中的盐水溶液进行压力加载。借助相应的压力生成单元—例如泵—可以例如用压力这样盐水存储器中的盐水溶液进行加载，从而定量供给的盐水溶液量与空气湿度相匹配。

定量供给最好这样进行，即盐水溶液脉冲式地通过多个定量供给口流动向相应的多个粘附元件或导向元件输出多个水滴。为此压力生成单元脉冲式地或交替地用较高和较低的压力对盐水溶液进行加载作用。这确保了，基本上是单个的液滴向下滑落到粘附元件或导向元件上并且由此形成有利的大的有效表面，或由分配元件滑到(另外的)分配元件，特别是从根据本发明的体部滑到(另外的)体部。

例如可实现单位时间的盐水滴的数量与环境空气的相对湿度相匹配，其中空气湿度越高，产生的盐水滴或定量供给粘附元件/导向元件的盐水滴就越多。这种匹配，特别是对由压力生成单元所产生压力的调整，可有利地与风能生产单元如风车轮等相组合。

在本发明的一种特别的改进方案中，设有至少一个空气过滤器，以对流入所述装置的环境空气进行过滤。因此可至少部分地防止或减少灰尘，飞沙等对吸附剂/吸收剂的污染，这使得可实现根据本发明的装置的无故障运行状态。

空气过滤器最好具有穿流口，其中所述穿流口具有比定量供给口的横截面小的横截面。借助这种措施，可基本上避免随环境空气带入的微粒如飞沙等对定量口的损伤或堵塞。这大大提高了根据本发明的装置的运行可靠性，而花费不大。在根据本发明人的专利申请103 09 110.6的装置中这种措施同样是有利的。

原则上通过沿粘附元件/导向元件或分配元件向下流的盐水溶液，通常可自动地从所述元件上清除污物，如灰尘沉积、飞沙等，因此实现了一种自净化系统。这附加地提高了设备的运行可靠性。

粘附元件或导向元件的保持装置有利地具有至少一个支承柱。粘附元件或导向元件最好布置在至少一个设计成翼部的穿流元件中，其中特别是翼部可与保持装置一起或者说绕转轴摆动。优选设有两个翼部元件，它们可绕一个设在其间的转动轴线和/或保持装置或支承柱旋转。

支承柱例如布置在设备的中部区域或转动轴线的范围内。必要时，支承柱可设计成挤压元件，因此可较经济实现保持装置的有利的构型。

原则上，设备或翼部设计成可根据风向摆动。为此存在特别是带有风向探测元件的有利的控制单元。所述控制单元可例如在风强度较大如暴风等时使设备或一个/多个翼以较小的、特别是关闭的横截面处于风中。在风强度较小或接近无风时，则应所述设备或一个/多个翼以较大的，可穿流的横截面处于风中。

最好从盐水存储器中向粘附元件或导向元件输送带有特别是接近饱和的第一盐浓度的盐水溶液。例如保持装置，尤其是支承柱包括盐水存储器。在本发明的一种有利的实施形式中，设有至少一个用于供给第二盐浓度的盐水溶液的排出元件(Abfuhrelement)，其中第二盐浓度明显小于第一盐浓度。

在一些情况下，盐水溶液顺序/串联地流过或加载作用多个粘附元件或导向元件，并且存储或汇集在具有第二盐浓度的收集元件或第二盐水存储器中。这种串联连接的粘附元件或导向元件至少与盐水供给部和收集元件形成一个有利的模块。有利地设有多个模块，在一些情况下，所述模块沿垂直方向观察彼此叠置和/或并排地布置。所述模块有利地并联或并行地由盐水溶液流过。这里通常使所述模块或各(股)盐水溶液进行汇合，其中各模块的盐水溶液发生混合并在必要暂存在一备用存储器中。

有利地设有至少一个浓缩单元，以将盐水溶液从第二盐浓度浓缩到第一盐浓度。此时例如至少部分地实现了水解吸。借助这种措施，可从盐水溶液中分离出有利的水或饮用水，并可将其供给使用或处理。通常由此获得的水用作饮用水和/或灌溉用水。

浓缩单元有利地包括至少一个机械式过滤器、筛分装置等，由此特别是沿流动方向在浓缩阶段以前可有效地被清除或截留污物或微粒。

在一些情况下，浓缩单元至少包括一个旋风分离器和/或一个半渗透膜，以获得水或饮用水。浓缩单元最好包括至少一个蒸发器，以至少部分地蒸发盐水溶液。此时，特别是设有一个必要时可冷却的冷凝单元，以冷凝水蒸汽并获得水。

采用蒸发器特别具有这样的优点，即在干燥和半干燥地区特别容易获得足够量的热能或太阳能，并有多种经证实的技术可供使用。通常这里可使用各种不同类型的相应的能量存储器。

通常例如可实现本发明的装置的基本上连续的日间和/或夜间运行。

原则上借助于本发明，可明显增大有效地吸收环境水分的表面，这可以使装置的单位体积的产出量得到决定性的改善。可能实现单位时间的大得多的环境空气通过量或流过量，从而可相应地提高单位时间的产出量。这能够极大提高根据本发明装置的效率或经济性。

用于包裹或保护所述装置和/或粘附元件/导向元件或模块的罩壳至少部分地设计成可按风向取向的罩壳。用这种措施可实现与恶劣的环境条件如暴风雨等相适应。例如罩壳的至少一部分可以由多个可旋转地支承的叶片组成。叶片通常取向朝风的方向，从而可实现对风或待吸湿空气的有利的转向。

可选地或与这种方案组合地，也可以采用带有通常不可动的吸附/吸收区或吸附/吸收段的可旋转外罩。在此外罩有利地按风流动布置，所述外罩具有可关闭或打开吸附段的活门。

在本发明的一种优选的改进方案中，在横截面上观察，所述装置具有基本上相同的穿流深度，因此湿空气在流过时通常在整个横截面上流经大致相同多的或相同宽的附着轨。因此在根据本发明的装置内空气较均匀地去湿。

所述罩壳最好具有作为收集元件将环境空气转向进入根据本发明的装置中的..活门或翼元件。在一些情况下，可将粘附元件或翼部元件设计成，以在不利的气候条件下所述元件可关闭所述装置的一侧。例如因此能够在发生沙尘暴等时，特别是与罩可一起实现对附着轨、空气过滤器等的保护以防止损坏。如上所述，它们在一些情况下可按风流动的方向取向。

有利地给至少一个导向元件设有至少一个空气控制单元以使空气受控制地入流。因此通常可针对自然风入流向导向元件附加地供给较湿润的空气，特别是在无风或风速极小情况下，从而进一步改善水的获取。

在本发明的一个有利的变型中，粘附元件/导向元件或附着轨设计成特别是面形织物、网等。由此可使用现有的元件，尤其是商业上通用的织物如布料带/轨道、网等。织物或网例如可以由人造纤维和/或必要时也可由天然纤维制成。利用根据本发明的这个变型，可实现带有大量单个纵向附着轨和横向附着轨以及节点的具有特别平坦的粘附元件或导向元件，因此可实现吸附剂/吸收剂或盐水溶液的特别大的有效表面。在此织物或网的单个纱线可设计成，使盐水溶液借助毛细力等确保对粘附元件或导向元件的整个面的润湿。

分配元件可以设计成织物、网等，所述分配元件特别是布置在根据本发明的板上，例如布置在板的反面和/或正面。由此可实现层状的粘附元件或导向元件。例如设有三层，两个外织物层或网层和一个位于其间的、内部的、稳定的、必要时用于定形的层，所述内层例如由金属、塑料等制成。在内层中可设有用于例如将所释放的反应焓提供给解吸过程的热交换器。

原则上，一个粘附元件/导向元件或一个附着轨可具有至少一个分流元件或分岔部(Weiche)，从而在吸附剂/吸收剂或盐水溶液的流动方向上由单轨的粘附元件或导向元件形成双轨或多轨的粘附元件或导向元件。因此能够实现与沿吸附段/吸收段存在的，通过水吸收产生的盐水溶液体积增加的有利的匹配。在垂直方向上观察，根据本发明的装置的横截面可具有从上向下的扩展部，从而(在)粘附元件/导向元件的范围(内)的横截面与盐水溶液的体积增加相匹配。例如所述横截面至少在粘附元件或导向元件的范围内具有锥形、截锥、三角形、梯形等形状。可采用一个基本上沿水平取向的盘状件作为分流元件。

在采用织物、网等作为粘附元件或导向元件的本发明的变型中，能够完全特别简单地实现分流元件或分岔部。例如两个导向元件或者说织物带/轨道(Gewebebahn)或网相互贴合固定或相互缝接。在一些情况下，在装置的不同高度处，即沿流动方向在不同的路段之后，将导向元件或网或织物轨道固定或缝接到一个基本上贯穿连续的织物轨道或网上。

平面形的粘附元件或导向元件如板、织物或网可有利地至少在吸附阶段/吸收阶段期间沿流过的空气的方向布置或与流过的空气的方向略成偏角地布置。由此穿流的空气能够同时在板、织物或网的正面和反面流过并向盐水溶液输出水分。

通常有非常多不同的物质可选择作为盐水溶液的吸湿盐，如氯化钠、醋酸钾或氯化锂。有利的氯化锂能够从空气中吸收水分，有时在上至约12％的空气湿度下还能吸收水分。此外，氯化锂即使在盐被水或盐水覆盖的情况下也能够从环境空气中吸收水分。在此，盐水对环境水分的吸收在盐对水的比例关系达到大约1比4重量单位时结束。

有利地，在用于实现本发明目的的根据权利要求1的前序部分的装置中，设有至少一个热交换单元以使用用于解吸的热能。例如借助于所述热交换器将环境空气的热能和/或吸附作用/吸收作用的反应焓用于浓缩单元或蒸发器、或所述装置的能量供应等。由此可实现一种有利的能量管理系统，因此只需要借助风、太阳、公共电网的网络接口、供热耦合机组(BHKW)等向根据本发明的装置供给很少的外部能量。

例如在两个粘附元件-板/导向元件-板中间、在一个附着轨棒内和/或在多个粘附元件/吸收元件或附着轨周围，尤其是装置的外罩的范围内布置至少一个热交换器。

原则上，在根据本发明的装置中尽可能只使用流体的或液体的—即有流动性的吸收剂。具有不同盐浓度的相应的有流动性的或液体的吸收剂或盐水溶液的特征在于特别简单的传输可能性。例如可使用商业上通用的传输装置如泵等用于盐水溶液的有效/活性传输。

在根据权利要求1前序部分的一种用于实现本发明目的的有利的实施形式中，设有一种柔性的粘附元件或导向元件，尤其一种绳、索、金属线、织物等，和/或所述装置设计成高度和/或宽度可调节的。由此根据本发明的装置可根据需要，尤其对于传输阶段中的移动性应用的需要，设计成可折合的、可折叠的或可收拢的。所述装置可设计成可伸缩的装置，如例如目前已知的乘用车等的帐篷拖车那样。

可能使用用于吸附剂或吸收剂、尤其盐水溶液的液体存储器，其中有利地将吸收或吸附水分的盐水溶液的表面设置在液体存储器的一个壁部的两个彼此相对的侧面上。借助于这种措施可实现有效环境水分吸收表面的明显增大，这会使该装置的单位体积产出量得到改善。可能实现明显比现有技术多的环境空气的单位时间通过量或流过量，从而可相应地提高单位时间的产出量。这会使根据本发明的装置的效率或经济性得到显著提高。

例如液体或盐水溶液被存储或布置在液体存储器中或液体存储器的一个壁部上/上方。在此，盐水液体此外还布置在液体存储器的壁部的外侧或下方，因此吸水表面是有利的大平面。

在一些情况下，吸水表面相当于侧面或总的壁面积的约30％或50％或80％。盐水溶液或盐水液体的吸水表面有利地至少在接近总的侧面或总的部上延伸。由此形成一个尽可能大的、有效的盐水溶液吸水表面。通常存在这样的关系，即盐水溶液的吸水表面越大，水吸收作用和/或根据本发明的装置的效率就越有利或越大。通常希望使特别是单位体积的盐水吸收表面的最大。

在本发明的一种特别的改进方案中，盐水溶液设计成至少在液体存储器的一个侧面或优选两个侧面上的液膜或液体润湿部。由此可实现较大面积的吸水表面。此外还可实现液体体积与有效吸水液体表面积的有利的比例关系。这使得可通过根据本发明的装置特别有效地获得水。

在一些情况下，根据本发明的、吸水的、设在液体存储器壁部相对的侧面上的盐水溶液表面通过溢流或者说越过壁部的边缘和/或端侧溢流的并沿外壁流动的盐水溶液来实现。作为可选方案或与此组合地，所述壁部具有多个穿流口，以使盐水溶液从第一侧穿流到与该壁部其相对的一侧。利用这种措施，有利地在第一侧的相对侧上形成一个大平面的、特别是作为液膜形成的水吸收表面。

在本发明的一个有利的实施形式中，所述壁部设计成格栅、孔板、网、无纺布、编织物、膜和/或皮革。壁部相应的构型以特别简单的方式实现了相应有利的吸水表面。例如对于无纺布、编织物、皮革等，尤其是借助毛细力、表面效应等有利地实现了根据本发明的表面的大面积的结构。

至少在一侧上，例如在液体存储器壁部的外侧和/或下侧上有利地设有用于盐水溶液的平面分配的分配元件。因此有利地实现了壁部的液膜或润湿部部的面形结构。

作为相应形成的液体存储器壁部的另一种方案或与其组合地，分配元件设计成格栅、孔板、网、无纺布、编织物、膜和/或皮革。在一些情况下，可实现带有分配元件的壁部的或层状壁部的分层。例如分配元件可拆卸地或不拆卸地特别是面形地固定在壁部上。根据本发明，可能在壁部的两个相对侧上分别布置至少一个分配元件。

液体存储器通常可设计成至少部分地包围盐水溶液的器皿、容器等。液体存储器有利地主要设计成平整的、基本上平坦的或扁平的盘状件。这里盐水的存储主要借助于其表面张力、毛细力等来实现。例如在沿垂直方向观察的上侧的存储主要通过盐水溶液的表面张力或流动性来实现。

在液体存储器设计成盘状件时，可以特别简单地形成较大面积的水吸表面。这里，根据本发明的水吸收表面大约相当于壁部一侧面积的两倍或大约相当于例如包括端侧的总壁部面积。此外设计成盘状件的液体存储器使所需的结构体积最小化或使单位体积的水吸收表面最大化。这里盐水溶液最好作为所有侧面—例如同时在盘状件的上方和下方—上的液膜或润湿部形成。

原则上，存储器的壁部至少部分地由多孔的，特别是烧结材料制成，从而由壁部所包围的或形成的体积形成了存储器。

通常特别是为了移动性的使用，根据本发明的装置能够集成在例如商业上通用的用于载重汽车、船等的集装箱中。例如集装箱的至少一部分设计成可移出的或(宽度或高度)可调的，从而在吸附阶段与设备的停机状态相比可有利地加长吸附段/吸收段。例如在自然灾害、事故或正常供水发生其它损坏或故障之后，可在地点和时间上的非常灵活地使用相应的用于(饮用)水供给的移动式设备。

附图说明

附图中示出本发明的实施例，并借助附图在下面对其进行详细说明。

其中：

图1示出带有珠串形的附着轨的根据本发明的装置示意图，

图2示出根据本发明设计成形成沟的棒的附着轨的示意性透视图，

图3示出根据本发明的设计成波纹盘状件的附着轨的示意性透视图，

图4示出根据本发明的设计成带球的孔板的附着轨的示意图，

图5示出根据本发明的装置的三种变型示意性俯视图，

图6示出根据本发明的另一个设备变型的示意性透视图，

图7示出根据图6的设备变型的示意性俯视图，

图8示出根据本发明的设计成带有拉紧元件的织物的导向元件的示意性透视图，

图9示出根据本发明的带有珠串形附着轨的另一种装置的示意图，所述附着轨具有带凹槽的珠，

图10示出根据本发明的不同的珠串状附着轨结构的示意图，

图11示出不同的风强度中根据本发明的另一装置的示意性俯视图，

图12示出不同风强度中根据本发明的图11的替代装置的示意性俯视图，以及

图13示出在不同风强度中根据本发明的图11或图12的替代装置的示意性俯视图。

具体实施方式

图1中示出根据本发明的带有多个设计成珠串1的粘附元件/导向元件1或附着轨1的装置。在此，整个设备例如能够以类似方式与根据在现有技术中所述装置或按本申请人的申请103 09 110.6的设备或系统来构造和/或与其组合。

上部的盐水存储器2中存储着接近饱和的盐水溶液3。通过第一进口4将盐水溶液3—例如氯化锂—填充到存储器2中。借助第二进口5使压力加载的介质—如压缩空气等—与盐水溶液3连通。未详细示出的压力生成单元在存储器2中尤其是产生脉冲式超压，因此盐水溶液3例如作为液滴穿过计量口6，并且沿粘附元件1或导向元件1向下流进吸附/吸收段7，或者说由粘附元件1或导向元件1向下引导。吸收/吸附区7形成吸附/吸收段7，沿着所述段进行对空气8中水分的吸收。被吸湿的空气9流出装置。

附着轨1具有分配元件10或确保增大盐水溶液3的有效吸水表面的体部10。例如借助弹簧11固定或拉紧珠串1或导向元件1，从而即使在空气8，9流动速度极高时，也可以确保导向元件1精确的取向或稳定性。导向元件1同样也可以仅在上面或下面用弹簧11拉紧，这没有详细示出。

珠10或体部10也可以设计成球形或椭圆形等，并且可以设有或不设有凹槽、凹陷、纤维、细毛、孔隙等，以改善盐水溶液3的附着性。可选地或与此相组合地，体部可以由塑料、粘土、硅胶、金属、陶瓷和/或玻璃构成。体部10的具体造型可用于与盐水溶液1在其表面的逗留时间相匹配。

在装置的下部区域中，设有用于存储或捕获由于吸收水而略为稀释的盐水溶液13的第二盐水存储器12。由此存储器12收集大量附着轨1的盐水溶液13，并借助于出口14将所述盐水溶液13继续输送给例如未详细示出的浓缩单元，如蒸发器、薄膜单元、旋风分离器等。必要时为此可以有利地采用泵。还可以尤其在浓缩单元之前可借助一个精滤器等至少部分地从盐水溶液13中除去污物微粒。

此外，此装置具有一个空气过滤器15，此过滤器基本上完全阻止如灰尘，风成沙等微粒，或将其从空气8中滤出。在此空气过滤器15的孔隙宽度有利地小于导向元件1和开口6之间的通道的宽度。利用这种措施可以基本上防止开口6堵塞。

在图2中示出设计成形成沟的杆16的附着轨。所述杆16具有多个沟槽17，向下流动的盐水溶液3在其中被引导。此外沟槽17还具有多个隆起部18，所述隆起部导致有效表面的增大和吸收段的增长，或者说提高了在吸收区7中的停留时间。杆16内设有热交换器23的一部分，所述热交换器将所释放的反应热导出，以进行解吸。

在图3中示出具有多个槽17的波纹板19，在所述槽中引导盐水溶液3。槽17也具有隆起部18，从而增大了有效表面和提高了溶液在吸收区中的停留时间，或者说有利地降低了流动速度。

根据图3所示，空气8基本上沿板19流动，因此优选在板19的两侧上向下流动的盐水溶液3可吸收水。相应的平坦的粘附元件19或导向元件19通常可沿当时的风向定向或旋转。盐水2最好作为液滴3定量输送给粘附元件/导向元件或者说附着轨1、16、19，并且由于重力沿附着轨所规定的轨道向下流入存储器12。为了清楚起见，没有示出液滴。

带有一定空气湿度的空气8在粘附元件/导向元件1、16、9上或沿着粘附元件/导向元件流过，其中吸湿性的盐水3将部分地吸收包含在空气8中的水分，并由此通过对空气8进行除湿而被稀释。即，在吸收段上盐水3的盐浓度由于吸收水分而下降。盐浓度表示体积单位盐量的比例关系(单位：g/cm3)。优选采用氯化锂作为盐，它可从空气8中吸收水分直至约为12％的空气湿度。此外，氯化锂可吸收水分直至比例为一重量份的盐对四重量份水。

在盐水3的表面上吸收空气8的水蒸汽。由于粘附元件/导向元件1、16、19较大的面积和所述元件较小的存储体积，实现了有利的表面-体积-比例关系，从而可进行特别有效的水分吸收。例如盐水3在此作为粘附元件/导向元件1，16，19或体部10表面上的较薄的液膜或润湿层而被存储。在一些情况下，盐水溶液3暂存在多孔的或可透过的粘附元件/导向元件1、16、19或体部10的内部。此外液滴的表面F3形成了有效的吸水表面，从而进一步改善了吸附性。

必要时，棒16或板19或体部10分别具有未详细示出的无纺织物等。由此可实现尽可能在整个面积上实现盐水溶液3的均匀分布。这确保尽可能大面积地实现吸水表面。

根据图1或6的装置通常具有一个没有详细图示的顶盖。在此顶盖上可以设有商业上已通用的元件来获取太阳能或装置的能量供给，如，光电-元件和/或太阳能收集器。此外在一些情况下，可以有利地借助顶盖收集接到的雨水并将其导入未详细示出的水存储器中。例如设计成平台(Kanzel)等的顶盖此外尤其可能包括观景平台、餐厅、技术-和/或控制室。

盐水溶液3可能具有例如用于防菌、用于控制表面张力等的添加剂。通常在回路中引导盐水3、13或者说使其再循环，并且所吸收的水在沿粘附元件/导向元件1，16，19的通过时有利地借助蒸发器和/或旋风分离器(Zyklon)从盐水3中被分离出来。

另外空气8原则上可以借助自然流动或运动流过所述装置或沿粘附元件/导向元件1，16，19流动和/或借助至少一个有利的压力或流动生成单元如通风机，涡轮机，鼓风机等而流动。在上面所述的变型中优选设有至少一个流动转向装置。

在图4中示出导向元件22的另一个符合比例的变型，其中图4a示出一个球面的俯视图，图4b示出多个球面的侧剖视图。粘附元件22或导向元件22转化为多次间断的球列22，其中球24通过板25在空间内布置。球24布置或固定在一个带有多个孔20或冲孔20的基本上为平的、沿一接近水平的平面定向的板25上。孔20具有腹板21，可借助所述腹板来固定球24。例如可将球24压入和/或粘入孔20中。

在所述变型中，空气8能够穿过球24之间的自由的中间空间流动。此时，盐水溶液3借助球24沿粘附元件1或导向元件1被引导，并且分布于球表面上，从而实现了特别明显地增大有效表面。通过两个球平面和球形之间较小的垂直距离保确了从球24上滴下的盐水滴3落到布置在其下方的球24上，并由此实现了根据本发明的垂直引导。

在图5中以示意性俯视图示出根据本发明的装置的结构的三种变型。根据变型5a所述装置具有矩形的横截面。这里外罩有利地具有可旋转的活门26，例如在如沙尘暴等不利的天气条件下所述活门可用于封闭侧壁同时也用于导向或收集空气气流。

当采用平坦的粘附元件或导向元件如垂直板的板、织物轨道等时，相应的设备(参见图5a、5b、5c；部分没有详细图示)有利地主要绕垂直轴线27可旋转地支承。

根据图5b和5c，设置吸附区的圆形横截面，其中可以形成圆形的(参见图5b)和正方形的(参见图5c)外罩。按照外罩的设计对活门26在其形状上进行匹配。在这两种变型中，外罩特别是设计成和活门26一起旋转并且在一些情况下吸附区设计成不可移动的。

在图6和图7中示出根据本发明的设备的另一种变型。所述变型主要包括两个翼部28和一个支承柱29。在被称为翼部28的结构28中存在多个根据本发明的粘附元件/导向元件或附着轨。例如翼部28具有几厘米至几米的深度和/或可能为几米的宽度或高度。翼部可能具有封闭活门等，例如与图5中的封闭罩相类似地和/或作为层状条等。

设备或翼部28可有利地与支承柱29一起或绕支承柱29或轴线27旋转地支承。这里最好设有一个约90°的摆动区域，从而(流入)空气8克相对于翼部28的横截面30接近垂直或平行于翼部28流动。

在空气8的除湿运行过程中，有利地设置垂直的流入方向，并在风速极高的情况下设置翼部28的平行的流动取向。依据风速在可能的情况下可进行对翼部28具有相对于风向的(锐)角度取向是有利的。外端有利地设计成有利于流动的，或者说具有相应的风转向或风导向元件。

根据本发明的粘附元件31或导向元件31的另一种特别的变型在图8中局部地示出。这里粘附元件31或导向元件31设计成用拉紧元件32拉紧或固定的织物31。织物31基本上由纺织织物31、网31、纤维粘合非织造织物(Faserverbund)31等组成。在此可能使用商业上通用的织物31，以实现经济上特别有利的实施形式。

拉紧元件32例如设计成拉紧索或拉紧绳、棒等，它们部分地穿过织物31和/或贴合织物31上或者说在侧向支承/固定在织物上。织物31可能布置在两个相对的元件32之间。拉紧元件32以有利地在下部和上部被固定或者说沿Z方向被拉紧，这没有详细图示。

对于在拉力作用下被拉紧的拉紧元件32有利的是，在一些情况下所述元件至少部分地设计成柔性或者说弹性的。由此所述元件可较简单地安装和/或设计得较细，但其中所述元件仍可通过拉紧确保对织物31有利的侧向稳定作用。由此特别可使用较有弹性或者说柔性的织物31。

图9中示出本发明的另一种变型，其中体部10设计成带有凹槽(Rille)33的球10。凹槽33最好是螺旋形的，这主要以俯视图在图9c中示出。由此可使流下的吸附剂或吸收剂产生旋转等，从而较强的风不只是把盐水溶液向体部的一个侧面吹动。由此即使风较强，也可形成较大的有效盐水溶液表面，这可以使从环境空气中获取饮用水得到改善。图9a示出带有具有直线沟槽33的体部10的“珠链”。图9b示出带沟槽33的体部10的剖面。

图10中示例地示出具有不同的体部10的布置成组件A、B、C、D的导向元件1。在本发明的上述变型中，主要示例性说明了球形的体部10。组件A的体部10具有椭圆形的横截面。组件B的体部10不对称地布置在导向元件1上。组件C的体部10设计成不同的大小。组件D的体部10或导向元件1是用轧制工艺制造的并且最好具有不同宽度的横截面。例如特别是在上述变型中，可以形成螺线或者说螺旋形的导向轨1。

通常可采用具有任何结构或形状的导向元件1或体部10和/或以任何生产工艺来制造它们。对于具有不同横截面的尺寸的和/或不对称地布置在导向元件1上的和/或设计成不同大小的体部10，盐水溶液在向下流动时有利地充分混合是特别有利的。由此可进一步改善对环境水分的吸收/吸附。

导向元件1有利地包括一个混合结构，用于至少在吸收/吸附阶段或在吸收/吸附段上充分混合吸收剂/粘附体。在一些情况下，按上述方式设计混合结构。

原则上，在风流动方向上布置不同的或每个基面不同多少的导向元件1和/或组件A、B、C、D和/或设有不同的盐水流或单位时间不同的多少盐水滴和/或不同的盐水浓度，是非常有利的。由此可实现例如与变化的风强度和/或空气中所含水分的量相匹配。例如可对于朝向风的导向元件1设置较多的单位时间盐水滴，而对于背向风的导向元件1设置较少的单位时间盐水滴。也就是说，例如单位时间内在前面有较少的盐水，而在后面有较多的盐水在导向元件1或体部10上流下。

在本发明的装置的或翼部28的朝向风的一侧上最好设有比在本发明的装置或翼部28背向风的一侧低的导向元件1密度。由此一方面能够实现对通过获取水分而变化的空气湿度的匹配。另一方面在背向风的一侧较密地布置的导向元件1在一些情况下可捕获偏流的盐水滴。

在本发明的装置的或在翼部28的背向风的一侧有利地设有用于偏流盐水的捕获装置。由此可提高本发明的装置的效率并且减小由于被风吹走的盐水对环境造成的影响。捕获装置可能按上述方法实现。

在图11至13中示意性示出在不同强度的风a、b、c(暴风或强风：a；中强度风：b；微风或无风：c)中用于根据本发明的装置的可调节的或可变化的翼部28的各种变型。这里，翼部可有利地与风向和风强度匹配。在强风中由风吹过的翼部28的横截面设计得较小，而在弱风中相对大。另一方面，翼部28通过旋转和/或通过支承柱29的旋转可沿风向定向。通过这些措施特别可保护翼部28以防止由风造成损害。

根据图11的变型具有借助于铰接件或铰链可旋转地固定在柱29上的翼部28。柱29最好可旋转地支承。

在根据图12的变型中，翼部28借助于铰接件或铰链固定在柱29上，并且此外还具有借助于铰接件或铰链相互固定的翼段。这里在一些情况下可放弃柱29的可旋转性。

根据在图13中所示的变型，翼部28由相互可移动的或可调节的翼段构成。例如翼部28是一种类型的滑门等。柱29在这种变型中最好可旋转地支承。通常在确定应用场合中可在底部上引导或者说支承翼部28。

原则上根据本发明的整个装置或所谓的Alpha-Spring系统可借助计算机控制的测量和过程控制基本上最佳地与当地气候和能量情况相匹配。为此设有至少用于测量温度和/或压力和/或湿度和/或流量和/或风向和/或风强度和/或装置的单个元件运行准备状态等的传感器。

              参考标号表

1     附着轨               2     存储器

3     盐水溶液             4     进口

5     进口                 6     开口

7     区域                 8     空气

9     空气                 10    体部

11    弹簧                 12    存储器

13    盐水溶液             14    出口

15    空气过滤器           16    棒

17    沟，凹槽             18    隆起

19    板                   10    孔

21    腹板                 22    附着轨

23    热交换器             24    球

25    板                   26    盖

27    轴                   28    翼部

29    柱                   30    面

31    织物                 32    拉紧索

33    凹槽                 P     压力

Z     拉力方向

Claims (22)

1.一种用于利用流动性的吸附剂(3，13)或吸收剂(3，13)、特别是利用带有用于吸附或吸收水分的吸湿盐的盐水溶液(3，13)的从环境空气中(8)获取水的装置，其中至少沿吸附段或吸收段(7)设置吸附作用或吸收作用，其特征在于，流动性的吸附剂(3，13)或吸收剂(3，13)至少沿吸附段或吸收段(7)基本上设置在用于对吸附剂(3，13)或吸收剂(3，13)进行导向的导向元件(1，16，19，22，24)上。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述导向元件(1，16，19，22，24)设计成绳、索、金属线、织物、链、管、棒和/或杆。

3.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述导向元件(1，16，19，22，24)设计成U形和/或V形的导向元件(16，19)。

4.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，至少在所述导向元件(1，16，19，22，24)上的盐水溶液(3)布置成液膜。

5.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述导向元件(1，16，19，22，24)具有至少一个用于面形地分配盐水溶液(3)的分配元件(10，24)。

6.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，分配元件(10，24)设计成球形、六面体形、锥形、椭圆形、蛋形、长方体形和/或多边体形的体部(10，24)。

7.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，分配元件(10，24)包括网、无纺布、编织物、皮革、细毛、纤维、孔隙、凹槽、凹坑和/或凹陷。

8.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，导向元件(1，16，19，22，24)设计成带有多个体部(10)的珠串(1)。

9.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，导向元件(1，16，19，22，24)设计成带有多个沿棒轴线方向取向的沟(17)，槽和/或凹槽。

10.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，导向元件(1，16，19，22，24)设计成带有多个波纹(17)、槽和/或凹槽的形成波纹的板(19)。

11.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，吸附剂(3)或吸收剂(3)沿导向元件(1，16，19，22，24)的传输方向基本上在垂直方向上定向。

12.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，设有多个导向元件(1，16，19，22，24)。

13.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，至少沿吸附段或吸收段(7)设有用于传输盐水溶液(3)的盐水滴。

14.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，存在至少一个带有至少一个定量供给口(6)的定量供给单元(2)，以向导向元件(1，16，19，22，24)定量供给盐水溶液(3)。

15.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，定量供给单元(2)具有至少一个压力生成单元，以对设置在一盐水存储器(2)中的盐水溶液(3)进行压力加载作用。

16.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，设有至少一个热交换单元，以使用用于解吸作用的能量。

17.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述装置设计成高度和/或宽度可调的。

18.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述装置可绕一轴(27)至少部分地旋转地支承。

19.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，至少一个外罩可绕轴(27)旋转地支承。

20.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，设有至少一个空气过滤器(15)，以过滤流入所述装置的环境空气(8)。

21.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，空气过滤器(15)具有穿流口，其中所述穿流口具有比定量供给口(6)的横截面小的横截面。

22.用于利用吸附剂(3，13)或吸收剂(3，13)从环境空气(8)中获取水分的方法，其特征在于，应用至少一个根据上述权利要求中任一项的装置。

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