CN206956835U - 塔杆内置式风力制水设备 - Google Patents

Abstract

塔杆内置式风力制水设备，涉及制水装置技术领域，其包括中空的塔杆、设在塔杆内部的冷凝制水系统及安装在塔杆顶部的风机，冷凝制水系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、连接压缩机与冷凝器的第一管道、连接冷凝器与蒸发器的中间管道及连接蒸发器与压缩机的第二管道，塔杆底部设有进风口、顶部设有出风口，塔杆中空形成气流通道，气流通道内设有换热器，换热器为内部设有热风通道和冷风通道且纵剖面呈正方形或六边形的箱体，热风通道的进风端和出风端位于箱体中两个相对的侧端面上，冷风通道的进风端和出风端位于箱体中另外两个相对的侧端面上，热风通道与冷风通道交错设置在换热器内，蒸发器设于热风通道的出风端与冷风通道的进风端之间。

Description

塔杆内置式风力制水设备

技术领域

本实用新型涉及制水装置技术领域，尤其指一种塔杆内置式风力制水设备。

背景技术

空气制水机的基本工作原理与空调相类似，在户外环境中，可利用风能代替电能来给空气制水机提供动力，以实现制水的功能。

现有的风力制水设备一般安装在塔杆的顶端，通过水平轴风机送风使气流进入设备中再进行制水，在一些比较干旱的地区，空气相对较干燥，其所含的水蒸气的成分较低，再由于设备安装在塔杆的顶端，处于较高的位置，使得流经设备的空气的相对湿度较低（也就是说空气中水蒸气含量较低），这样的风力制水设备在一定单位的空气量中所制出的水量并不是特别可观的，导致其存在能源利用率及制水效率偏低的缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种塔杆内置式风力制水设备，该塔杆内置式风力制水设备可通过塔杆形成的“烟囱效应”使得靠近地面的相对湿度较高的空气在塔杆内部往上移动，再进行冷凝制水，无需额外设置动力装置往上提升空气，节能效果明显，并且由于引入的空气中含水量较高，故其制水效率也相对较高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种塔杆内置式风力制水设备，包括中空的塔杆、设置在塔杆内部的冷凝制水系统以及安装在塔杆顶部用于向冷凝制水系统提供动力的风机，所述冷凝制水系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、连接压缩机与冷凝器的第一管道、连接冷凝器与蒸发器的中间管道以及连接蒸发器与压缩机的第二管道，所述塔杆的底部设有进风口、顶部设有出风口，所述塔杆中空形成气流通道，所述气流通道内设有换热器，所述换热器为内部设有热风通道和冷风通道且纵剖面呈正方形或六边形的箱体，所述热风通道的进风端和出风端位于箱体中两个相对的侧端面上，所述冷风通道的进风端和出风端位于箱体中另外两个相对的侧端面上，所述热风通道与冷风通道交错设置在换热器内，所述蒸发器设于热风通道的出风端与冷风通道的进风端之间，所述蒸发器的下方设有集水槽，所述冷凝器设于冷风通道的出风端与出风口之间。

塔杆外部的空气从所述进风口进入换热器下方的气流通道后，先从所述热风通道的进风端进入热风通道内，然后从所述热风通道的出风端出来并经蒸发器制冷降温，再从冷风通道的进风端进入冷风通道中，之后从冷风通道的出风端排出进入换热器上方的气流通道，最后再从塔杆顶部的出风口排出。

进一步地，所述风机为水平轴风机，所述风机的转轴上安装有第一锥齿轮，所述气流通道内竖直设置有传动轴，所述传动轴的顶端安装有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述传动轴的底端通过联轴器与压缩机的动力输入轴连接，从而使得所述风机转动时将动力传递给压缩机，所述风机的壳体内设有与气流通道的出风口连通的废气通道，所述废气通道的排气口开设在风机的机舱尾部。

更进一步地，所述风机为垂直轴风机，所述垂直轴风机包括一根竖直设置的转轴以及多个竖直且环形间隔设置的叶片，所述叶片连接于转轴，所述转轴的底端通过联轴器与压缩机的动力输入轴连接，从而使得所述风机转动时将动力传递给压缩机，所述出风口设于塔杆的顶端且朝向正上方。

进一步地，所述气流通道的上部设有用于将气流通道内的空气向上抽送的抽风扇，所述抽风扇与风机的转轴传动连接。

更进一步地，所述塔杆的进风口中可拆卸安装有过滤网。

更进一步地，所述蒸发器与冷风通道的进风端之间还设有用于分离空气中水雾的除雾器。

优选地，所述第一管道包括一段蛇形弯管，所述蛇形弯管设置在集水槽中。

更优选地，所述进风口的高度不低于1.5m，宽度不低于0.5m。

更优选地，所述塔杆的上方设有防尘挡雨罩，所述防尘挡雨罩与垂直轴风机叶片的连杆固定连接。

本实用新型的有益效果在于：该塔杆内置式风力制水设备通过塔杆形成的“烟囱效应”使得靠近地面的相对湿度较高的空气在塔杆内部往上移动，再进行冷凝制水，由于其无需额外设置动力装置往上提升空气，故节能效果明显。空气在气流通道中上升的过程首先进入换热器，从换热器的热风通道排出后经过蒸发器，此时空气中的水蒸气凝结产生水珠，水珠落入集水槽中收集起来，同时空气温度降低变成低温气体，低温气体进入到换热器的冷风通道中并与后续进入热风通道的空气进行热交换，从而使空气在经过蒸发器之前就能在一定程度上降低温度，当其再通过蒸发器时，温度便能更快速地下降到露点；不仅如此，从冷风通道中排出的相对温度较低的气体还能对冷凝器进行散热，该设备将制水后的空气不断二次利用，充分利用了制冷系统产生的“冷量”，使设备的制水效果得到显著提升；另外，由于引入的空气中含水量较高，故其制水效率也相对较高，实际使用时，冷凝制水系统可设置在塔杆的下部，以方便工作人员进行维护。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为实施例中塔杆内部的部分结构示意图；

图3为实施例中换热器的结构示意图；

图4为实施例中风机旋转轴与地面垂直时的整体结构示意图。

附图标记为：

1——塔杆 1a——气流通道 2——风机

2a——废气通道 3——压缩机 3a——转轴

3b——万向节 4——冷凝器 5——蒸发器

6a——第一管道 6b——中间管道 6c——第二管道

7——进风口 7a——过滤网 8——出风口

9——换热器 9a——热风通道 9b——冷风通道

10——集水槽 11a——第一锥齿轮 11b——第二锥齿轮

12——抽风扇 13——除雾器 14——防尘挡雨罩。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1-3所示，一种塔杆内置式风力制水设备，包括中空的塔杆1、设置在塔杆1内部的冷凝制水系统以及安装在塔杆1顶部用于向冷凝制水系统提供动力的风机2，冷凝制水系统包括连接风机2并用于将制冷剂压缩至高温高压气态的压缩机3、用于对制冷剂散热的冷凝器4、用于使空气凝结而生成水滴的蒸发器5、连接压缩机3与冷凝器4并用于输送制冷剂的第一管道6a、连接冷凝器4与蒸发器5的中间管道6b以及连接蒸发器5与压缩机3并用于将制冷剂输送回压缩机3的第二管道6c，塔杆1的底部设有进风口7、顶部设有出风口8，塔杆1中空形成气流通道1a，气流通道1a内设有换热器9，换热器9为内部设有热风通道9a和冷风通道9b且纵剖面呈正方形或六边形的箱体，热风通道9a的进风端和出风端位于箱体中两个相对的侧端面上，冷风通道9b的进风端和出风端位于箱体中另外两个相对的侧端面上，热风通道9a与冷风通道9b交错设置在换热器9内，蒸发器5设于热风通道9a的出风端与冷风通道9b的进风端之间，蒸发器5的下方设有集水槽10，冷凝器4设于冷风通道9b的出风端与出风口8之间。塔杆1外部的空气从进风口7进入换热器9下方的气流通道1a后，先从热风通道9a的进风端进入热风通道9a内，然后从热风通道9a的出风端出来并经蒸发器5制冷降温，再从冷风通道9b的进风端进入冷风通道9b中，之后从冷风通道9b的出风端排出进入换热器9上方的气流通道1a，最后再从塔杆1顶部的出风口8排出。

上述实施方式提供的一种塔杆内置式风力制水设备工作时，通过塔杆1形成的“烟囱效应”使得靠近地面的相对湿度较高的空气在塔杆1内部往上移动，再进行冷凝制水，由于其无需额外设置动力装置往上提升空气，故节能效果明显。空气在气流通道1a中上升的过程首先进入换热器9，从换热器9的热风通道9a排出后经过蒸发器5，此时空气中的水蒸气凝结产生水珠，水珠落入集水槽10中收集起来，同时空气温度降低变成低温气体，低温气体进入到换热器9的冷风通道9b中并与后续进入热风通道9a的空气进行热交换，从而使空气在经过蒸发器5之前就能在一定程度上降低温度，当其再通过蒸发器5时，温度便能更快速地下降到露点；不仅如此，从冷风通道9b中排出的相对温度较低的气体还能对冷凝器4进行散热，该设备将制水后的空气不断二次利用，充分利用了制冷系统产生的“冷量”，使设备的制水效果得到显著提升；另外，由于引入的空气中含水量较高，故其制水效率也相对较高，实际使用时，冷凝制水系统可设置在塔杆1的下部，以方便工作人员进行维护。制冷剂的流向主要包括：气态制冷剂被压缩机3做功后进入第一管道6a中，再流经冷凝器4，液化后的制冷剂再通过中间管道6b从冷凝器4进入到蒸发器5，此时，从热风通道9a的出风端吹出的热空气与蒸发器5热交换，蒸发器5中的制冷剂蒸发气化吸热，热空气温度降低，空气中的蒸汽发生凝结，形成冷凝水并流入集水槽10，气化后的制冷剂再通过第二管道6c回到压缩机3中。

进一步，风机2为水平轴风机，风机2的转轴上安装有第一锥齿轮11a，气流通道1a内竖直设置有传动轴，传动轴的顶端安装有第二锥齿轮11b，第一锥齿轮11a与第二锥齿轮11b啮合，传动轴的底端通过联轴器与压缩机3的动力输入轴连接，锥齿轮的啮合传动能使水平轴风机输出的一部分动能通过竖直的传动轴平稳地传递给压缩机3，保证压缩机3具备稳定的动力来源，另外，风机2的壳体内设有与气流通道1a的出风口8连通的废气通道2a，废气通道2a的排气口开设在风机2的机舱尾部。

另外，风机2也可以是垂直轴风机，垂直轴风机包括一根竖直设置的转轴以及多个竖直且环形间隔设置的叶片，叶片连接于转轴，转轴的底端通过联轴器与压缩机3的动力输入轴连接，从而使得风机2转动时将动力传递给压缩机3，由于垂直轴风机在工作时不需要对风就能收集来自不同方向的风能，因此无需安装偏航装置，安装成本较低，而且垂直轴风机的转轴是竖直设置的，能够更稳定地与塔杆1中的压缩机3连接；可将出风口8设于塔杆1的顶端且朝向正上方，能够方便气流通道1a中的空气迅速地向上排出。

作为优选地，在上述风机2选用垂直轴风机的情况下，可在塔杆1的上方设置防尘挡雨罩14，防尘挡雨罩14与垂直轴风机叶片的连杆固定连接，这样可在一定程度上避免灰尘和雨水从出风口8落入到塔杆1中，使制得的冷凝水保持相对较洁净的状态。

进一步，还可以在气流通道1a的上部设置用于将气流通道1a内的空气向上抽送的抽风扇12，进一步加快气流通道1a内空气的上升速度，从而提高设备的制水效率，将抽风扇12与风机2的转轴传动连接，可使转轴直接为抽风扇12提供动力，以达到方便和节能的目的。

再进一步，塔杆1的进风口7中可拆卸安装有过滤网7a，可去除空气中的大颗粒尘土和杂物，以提升制水的洁净程度。

再进一步，还可在蒸发器5与冷风通道9b的进风端之间设置用于分离空气中水雾的除雾器13，经过蒸发器5的空气还含有粒度小的雾状冷凝水汽，通过设置除雾器13就可将空气中的水雾分离出来，进一步提高制水效率，提高能源利用率。

作为优选地，在本实施例中，第一管道6a包括一段蛇形弯管，该段蛇形弯管设置在集水槽10中，当第一管道6a中的制冷剂经过集水槽10时，与集水槽10中冷凝水进行热交换（利用冷凝水的“冷量”），使制冷剂在到达冷凝器4之前就能进行一定程度的降温，在与前述实施例同等条件下，这样设计可以让进入冷凝器4中的制冷剂温度更低，从而提升设备的制冷效率，而蛇形弯管状结构能使集水槽10中的水更充分地带走制冷剂的热量。

作为更优选的实施方案，可设置进风口3的大小，使其高度不低于1.5m，宽度不低于0.5m，这样可足够让工作人员通过，从而使进风口3不仅能够具备检视功能，还能方便工作人员进入到塔杆1中对设备进行维护。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。

Claims (9)

1.一种塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：包括中空的塔杆（1）、设置在塔杆（1）内部的冷凝制水系统以及安装在塔杆（1）顶部用于向冷凝制水系统提供动力的风机（2），所述冷凝制水系统包括压缩机（3）、冷凝器（4）、蒸发器（5）、连接压缩机（3）与冷凝器（4）的第一管道（6a）、连接冷凝器（4）与蒸发器（5）的中间管道（6b）以及连接蒸发器（5）与压缩机（3）的第二管道（6c），其特征在于：所述塔杆（1）的底部设有进风口（7）、顶部设有出风口（8），所述塔杆（1）中空形成气流通道（1a），所述气流通道（1a）内设有换热器（9），所述换热器（9）为内部设有热风通道（9a）和冷风通道（9b）且纵剖面呈正方形或六边形的箱体，所述热风通道（9a）的进风端和出风端位于箱体中两个相对的侧端面上，所述冷风通道（9b）的进风端和出风端位于箱体中另外两个相对的侧端面上，所述热风通道（9a）与冷风通道（9b）交错设置在换热器（9）内，所述蒸发器（5）设于热风通道（9a）的出风端与冷风通道（9b）的进风端之间，所述蒸发器（5）的下方设有集水槽（10），所述冷凝器（4）设于冷风通道（9b）的出风端与出风口（8）之间；

塔杆（1）外部的空气从所述进风口（7）进入换热器（9）下方的气流通道（1a）后，先从所述热风通道（9a）的进风端进入热风通道（9a）内，然后从所述热风通道（9a）的出风端出来并经蒸发器（5）制冷降温，再从冷风通道（9b）的进风端进入冷风通道（9b）中，之后从冷风通道（9b）的出风端排出进入换热器（9）上方的气流通道（1a），最后再从塔杆（1）顶部的出风口（8）排出。

2.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述风机（2）为水平轴风机，所述风机（2）的转轴上安装有第一锥齿轮（11a），所述气流通道（1a）内竖直设置有传动轴，所述传动轴的顶端安装有第二锥齿轮（11b），所述第一锥齿轮（11a）与第二锥齿轮（11b）啮合，所述传动轴的底端通过联轴器与压缩机（3）的动力输入轴连接，从而使得所述风机（2）转动时将动力传递给压缩机（3），所述风机（2）的壳体内设有与气流通道（1a）的出风口（8）连通的废气通道（2a），所述废气通道（2a）的排气口开设在风机（2）的机舱尾部。

3.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述风机（2）为垂直轴风机，所述垂直轴风机包括一根竖直设置的转轴以及多个竖直且环形间隔设置的叶片，所述叶片连接于转轴，所述转轴的底端通过联轴器与压缩机（3）的动力输入轴连接，从而使得所述风机（2）转动时将动力传递给压缩机（3），所述出风口（8）设于塔杆（1）的顶端且朝向正上方。

4.根据权利要求2或3所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述气流通道（1a）的上部设有用于将气流通道（1a）内的空气向上抽送的抽风扇（12），所述抽风扇（12）与风机（2）的转轴传动连接。

5.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述塔杆（1）的进风口（7）中可拆卸安装有过滤网（7a）。

6.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述蒸发器（5）与冷风通道（9b）的进风端之间还设有用于分离空气中水雾的除雾器（13）。

7.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述第一管道（6a）包括一段蛇形弯管，所述蛇形弯管设置在集水槽（10）中。

8.根据权利要求1所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述进风口（7）的高度不低于1.5m，宽度不低于0.5m。

9.根据权利要求3所述的塔杆内置式风力制水设备，其特征在于：所述塔杆（1）的上方设有防尘挡雨罩（14），所述防尘挡雨罩（14）与垂直轴风机叶片的连杆固定连接。