CN202850100U

CN202850100U - 一种新型无能耗取水机

Info

Publication number: CN202850100U
Application number: CN 201220607505
Authority: CN
Inventors: 盛遵荣; 武文竹; 孟祥睿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-11-16

Abstract

本实用新型公开了一种新型无能耗取水机，包括支架、设在支架顶部的进气仓和设在支架底部的集水槽，进气仓的底部与吸附管的顶端连通，吸附管的底端与集水槽连通，集水槽的底部设有储水瓶；吸附管倾斜设置在支架上，并且吸附管内设有改性硅胶。本实用新型根据硅胶的吸水性，以及硅胶在不同温度下的吸水和解析的特性，利用改性硅胶和沙粒的混合物作为吸附剂，在夜晚和白天分别进行对水蒸气的吸附和解析，从而把水蒸气液化收集，达到干旱地区取水的目的。本实用新型具有结构简单、投资小、无污染、取水效果好的特点，具有较好的经济意义和社会意义。

Description

一种新型无能耗取水机

技术领域

本实用新型涉及一种空气取水机，尤其是一种应用于高温干旱地区的新型无能耗空气吸附式取水机。

背景技术

水是一切生命赖以生存、社会经济发展不可缺少和不可替代的重要自然资源和环境要素。地球上的淡水含量仅占全球总水量的2.53%，其中 87.8%为分布在高山和两极地区的固体冰川，难以被人们利用，人类能直接利用的淡水取自地下水、湖泊淡水和河床水。但是，现代社会的人口增长、工农业生产活动和城市化的急剧发展，对有限的水资源及水环境产生了巨大的冲击。随着环境的日益恶化，这些淡水资源正变得越来越稀缺，尤其是在沙漠和海岛地区。在沙漠、海洋和缺水地区确保持续有效的淡水供应,是人类在这些地区所有活动的先决条件和迫切需要解决的问题。

解决上述地区的淡水供应问题的传统方法包括交通运输、开采地下水和海水淡化三种途径。交通运输成本较高，地下水开采及海水淡化，由于其技术、成本及环境要求限制而不适合广泛使用。

科研结果显示，空气中的水量约为 14 000km³,在沿海临河地区，空气湿度最大，水分容易获取。充分利用空气中的水蒸气，将其收集起来即可达到取水的目的。即使在干旱的沙漠地区，大气中仍有超过10g/m³的水蒸气，可以进行利用，并且沙漠、干旱地区昼夜温差大的同时，湿度差异也很大。

从空气中取水的方法主要有四种方法。(1)机械方法：通过将湿空气压缩,提高湿空气中的水蒸气分压力,使冷凝温度高于环境温度，通过冷凝而获得淡水。该方法耗能巨大,实用价值差。(2)制冷结露法：将湿空气的温度降到露点温度以下，使水蒸气结露而获得淡水。制冷结露法能量转换环节多、耗能高、取水效率低，应用价值不高。(3)吸收法:通过吸收剂溶液吸收空气中的水分，加热被稀释的吸收剂溶液，被吸收的水分变成水蒸气通过冷凝而获得淡水。(4)吸附法:利用固体吸附剂吸附空气中的水分,加热吸附剂使吸附的水分脱附,脱附的水蒸气经过冷凝而获得淡水。相比之下，吸附式空气取水方法具有系统装置简单、体积小、效率高的优点，具有更大的可行性。但是通常的吸附式空气取水设备采用机械或电力作为能源，成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本低、取水效果好的新型无能耗取水机。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种新型无能耗取水机，其特征在于：包括支架、设在支架顶部的进气仓和设在支架底部的集水槽，进气仓的底部与吸附管的顶端连通，吸附管的底端与集水槽连通，集水槽的底部设有储水瓶；吸附管倾斜设置在支架上，并且吸附管内设有改性硅胶。

其中，所述支架由相互铰接的下固定座和承载吸附管的倾斜托板组成；并且吸附管与水平线夹角为40°-50°。

其中，所述进气仓由相互铰接的上活动封盖和下固定封盖组成。

其中，所述吸附管为多根，其由粘覆有改性硅胶的载板和设在载板外围的半圆形玻璃罩板组成。

其中，所述集水槽的两端各设有一个气压风门。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型根据硅胶的吸水性，以及硅胶在不同温度下的吸水和解析的特性，利用改性硅胶和沙粒的混合物作为吸附剂，在夜晚和白天分别进行对水蒸气的吸附和解析，从而把水蒸气液化收集，达到干旱地区取水的目的。本实用新型具有结构简单、投资小、无污染、取水效果好的特点，具有较好的经济意义和社会意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，1、上活动封盖，2、下固定封盖，3、吸附管，4、支架，5、集水槽，6、气压风门，7、储水瓶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型的结构示意图。本实用新型采用太阳能热水器式结构，包括支架4、设在支架4顶部的进气仓和设在支架4底部的集水槽5，进气仓的底部与吸附管3的顶端连通，吸附管3的底端与集水槽5连通，集水槽5的底部设有储水瓶7；吸附管3倾斜设置在支架4上，并且吸附管3内设有改性硅胶。

其中，支架4由相互铰接的下固定座和承载吸附管3的倾斜托板组成；并且吸附管3与水平线夹角为40°-50°；进气仓由相互铰接的上活动封盖1和下固定封盖2组成，并且采用耐热性好的材料制成，白天时取水机密封效果好，减少内部热量从壁面的散失，产水量大；吸附管3为多根，其由粘覆有改性硅胶的载板和设在载板外围的半圆形玻璃罩板组成，半圆形玻璃罩板可以使采光角度增大，硅胶覆层周围设计为深色，加强吸热，提高硅胶温度，硅胶覆层上表面与玻璃罩板下表面之间的容积设置的小些，有利于增大产水量，并且吸附管内采用单层硅胶摆放，吸附解吸效果较好；集水槽5的两端各设有一个气压风门6。

本实用新型合理有效利用沙漠昼夜温差大的特殊自然条件，将大气作为水源，运用简单的原理，有效解决沙漠缺水问题，避免了从远处调水的不便；本实用新型一方面采用环境友好的原材料加工，且使用最简便的方法获取水源，与同类产品相比大大节省了环境成本；另一方面从空气获得的淡水可用于干旱地区人民的生活以及沙漠化的治理，这对干旱地区的环境生态保护具有重要的意义，值得推广。

本实用新型的工作原理：

改性硅胶（如氯化镁含量为 1%的改性硅胶），除了具有硅胶本身的物理吸附活性中心以外，还具有引入氯化镁后产生的络合吸附活性中心，因此改性硅胶的平均吸湿量远远大于未改性硅胶，因此，本实用新型采用改性硅胶。

本实用新型为单元组合式结构，可以较大的提高太阳能吸收效率，并且提高吸附管3内固体吸附剂的产水率。其中，活动封盖1由有机玻璃塑形而成，可实现封盖的定轴开关。其主要动作有：夜晚，活动封盖1开启，与装置集水槽5两端的气压风门6实现导流，使硅胶与外界空气充分接触，提高硅胶单位时间吸水速率；白天，活动封盖1关闭，整个取水机实现密闭。采用有机玻璃可以增加阳光的通过量，以用来增加内部温度。固定封盖2与支架4连为一体，采用钢板制作成半圆柱空腔，其空腔与吸附管3导通。吸附管3为取水机的重要组成部分，其截面形状为半圆形空腔，上表面为有机玻璃材质，下平面是承载硅胶的粗糙面。上表面玻璃罩板设计为圆弧状，可以避免由于太阳转动角度，而导致的采光不足问题。吸附管3与水平线夹角呈40°-50°，以便使太阳光直射。白天阳光可通过玻璃罩板射到吸附管3内，提升吸附管3的内部温度，从而使硅胶中吸收的水分充分蒸发并在表面凝结。支架4为角铁焊接而成，其中固定封盖2和集水槽5固定在支架4上，并且吸附管3与水平线之间的倾斜角度由支架4进行调节。集水槽5的截面为 V 型结构，当吸附管3内壁有水凝结后，由于吸附管3摆放有一定倾角，水会由吸附管3自上而下流动并且汇集，直至流到集水槽5处。V 型结构的好处一方面是减少阻力，加速流动；另一方面则是可以最大量的减少水在集水槽5上的残余量，增大一周期的水产量。气压风门6设在集水槽5的两端，可实现开关，主要操作动作：夜晚，气压风门6开启，与活动封盖1的开启相配合，实现取水机内部空气的导流，有助于硅胶与外界空气的充分接触，增大吸水量；白天，气压风门6关闭，整个取水机实现密闭，随着照射温度升高，有助于硅胶脱水。储水瓶7用于储存集水槽5中流出的水，储水瓶7为活动件，方便拆卸。

干旱或沙漠地区白天与晚上的温差特别大,随着晚上温度的急剧下降,空气的相对湿度可以由白天时的20%-30%增加到晚上的70%-80%,也就是说晚上空气中凝聚了大量的水分。本实用新型以一昼夜为一个工作周期，夜晚主要进行水分的吸附，白天主要进行水分的解析。具体如下：

夜晚，尤其在干旱地区,气温较低,而相对湿度较高。活动封盖1和气压风门6开启，空气由活动封盖1进入吸附管3，并与气压风门6实现导流，在该过程中，硅胶对大量流动空气中的水蒸气不断进行吸附。经过一晚上约8小时的连续通风，硅胶便可达到或接近饱和状态。

白天，关闭活动封盖1和气压风门6。太阳光直射在吸附管3上，透过玻璃照射到吸附管3内深色内表面和硅胶上，使内部温度升高，硅胶开始解析。吸附管3内温度在光照射下不断升高，内部也不断蓄热，加快硅胶解析；同时，解析出来的水蒸气由于内部蒸汽压达到饱和蒸汽压，当脱附后的水蒸气接触低于其露点温度的玻璃壁面时,便在其上凝结,凝结出的液珠在重力作用下流动至集水槽5，经由引水管进入储水瓶7储存。如此经过一昼夜后便将空气中的水分转化为液态，进行饮水、沙漠绿化以及滴灌的应用。

此外，如果为了实现自动控制以减少人工操作，本实用新型还可以通过增加太阳墙板和控制系统等附件，将手动开合改为时间控制的自动开合。

Claims

1.一种新型无能耗取水机，其特征在于：包括支架（4）、设在支架（4）顶部的进气仓和设在支架（4）底部的集水槽（5），进气仓的底部与吸附管（3）的顶端连通，吸附管（3）的底端与集水槽（5）连通，集水槽（5）的底部设有储水瓶（7）；吸附管（3）倾斜设置在支架（4）上，并且吸附管（3）内设有改性硅胶。

2.根据权利要求1所述的一种新型无能耗取水机，其特征在于：所述支架（4）由相互铰接的下固定座和承载吸附管（3）的倾斜托板组成；并且吸附管（3）与水平线夹角为40°-50°。

3.根据权利要求1所述的一种新型无能耗取水机，其特征在于：所述进气仓由相互铰接的上活动封盖（1）和下固定封盖（2）组成。

4.根据权利要求1所述的一种新型无能耗取水机，其特征在于：所述吸附管（3）为多根，其由粘覆有改性硅胶的载板和设在载板外围的半圆形玻璃罩板组成。

5.根据权利要求1所述的一种新型无能耗取水机，其特征在于：所述集水槽（5）的两端各设有一个气压风门（6）。