CN208137017U - 一种利用风能的空气集水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用风能的空气集水装置，主要包括：小型风力发电机、蓄电池、控制器、集水系统、水处理系统以及储水容器，有风时，由小型风力发电机通过控制器将交流电整流成直流电向蓄电池充电并向所述集水系统供电，无风或者风力较小时，通过控制器由蓄电池向所述集水系统供电，集水系统收集的水份进入水处理系统，经水处理系统处理后进入储水容器中储存备用，本实用新型利用干旱地区丰富的风能连续工作，无风时能利用自身的蓄电池维持较长时间从空气中提取水分，自动集水速度快、效率高，且在整个集水过程中不需要人为干预和操作，环保经济，成本低廉，能够满足日常生活的需要。

Description

一种利用风能的空气集水装置

技术领域

本实用新型属于淡水生产领域，更具体的来说，涉及一种利用风能的空气集水装置。

背景技术

水是自然资源的重要组成部分，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。随着科技的进步与社会的发展，干旱地区的开发越来越受到各个国家的关注，水是生命之于源，干旱地区水资源极度匮乏，严重制约着干旱地区经济的发展。在干燥的沙漠地区，或者是浩瀚无边的海洋中，得到淡水将是极其困难的。特别是在干旱的沙漠地区，生产淡水目前只有打深井抽取地下水，但是这个是极其巨大的工程，投入大，耗时长，实际上很难实施。另外简单的方法是运输，但是成本太高，无法满足现实需求。

现有的水收集装置往往通过收集雨水、地下水以及由海洋中提取淡水来进行用水量的补充，而地球大气层是一个巨大的、清洁的、可再生的水资源系统，人们可以向大气层索取水源，从空气中取水在地球上任何地方都可以实施，现有技术中往往通过自然冷却或者太阳能空气集水装置进行空气中水源的收集，自然冷却集水需要将冷凝部分深埋地下，操作繁杂，集水效率不高，无法满足实际用水需求；太阳能空气集水冷凝装置采用太阳能转化为电能驱动，在阴雨天或者太阳能不充足的地区则不能连续工作，且太阳能电池板成本较高。这些干旱地区的风能资源却相对比较丰富，尤其是在傍晚傍晚、夜间和清晨。基于以上的原因，使得发明更经济更环保、效率更高而且可以连续工作的利用风能的空气集水方式成为可能。

综上所述，本实用新型需要解决现有空气集水技术中操作繁杂，集水效率不高，并且采用太阳能转化为电能驱动空气集水冷凝装置在阴雨天或者太阳能不充足的地区不能连续工作，且太阳能电池板成本较高的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种利用风能的空气集水装置，该装置能充分利用干旱地区丰富的风能，采用小型发电机连续工作，无风时能利用自身的蓄电池维持较长时间从空气中提取水分，自动集水速度快、效率高，且在整个集水过程中不需要人为干预和操作，环保经济，成本低廉，能够满足日常生活的需要。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种利用风能的空气集水装置，包括小型风力发电机、控制器、集水系统以及储水容器，所述小型风力发电机分别与所述控制器及所述集水系统连接，所述小型风力发电机产生的交流电通过所述控制器整流成直流电向所述集水系统供电，所述集水系统设置有半导体高温部分、半导体低温部分以及排风扇，所述排风扇使得所述集水系统中的空气从所述半导体高温部分向所述半导体低温部分流动，并将空气排出所述集水系统，所述储水容器设置于半导体低温部分下方。

可选的，所述小型风力发电机为永磁式交流发电机。

可选的，利用风能的空气集水装置还包括蓄电池，所述蓄电池分别和所述小型风力发电机、所述控制器及集水系统连接，有风时，由小型风力发电机通过控制器将交流电整流成直流电向蓄电池充电，无风或者风力较小时，通过控制器由蓄电池向所述集水系统供电。

可选的，所述蓄电池安装有电能控制装置，当电量低于设定值时停止供电，保护蓄电池，避免损坏。

可选的，利用风能的空气集水装置还包括水处理系统，所述水处理系统设置于所述集水系统下方，储水容器上方。

可选的，所述水处理系统为活性炭过滤器。

可选的，所述储水容器底部设置有取用水阀门。

可选的，所述半导体高温部分设置于上风向方向，半导体低温部分设置于下风向方向。

可选的，所述半导体高温部分与所述半导体低温部分的表面积之比为1:3。

可选的，所述排风扇在有风由所述小型发电机供电时转速为300转/min，在无风或者风力较小由所述蓄电池供电时转速为150转/min。

从上述的描述可以看出，本实用新型提供的一种利用风能的空气集水装置，该装置能充分利用干旱地区丰富的风能，采用小型发电机连续工作，无风时能利用自身的蓄电池维持较长时间从空气中提取水分，自动集水速度快、效率高，且在整个集水过程中不需要人为干预和操作，环保经济，成本低廉，能够满足日常生活的需要。

有益效果

1、本实用新型各工作系统都采用小型风力发电机为装置内部各系统供电，不需要使用外接电源，由于使用干旱地区较为丰富的风能发电，使用地点所受限制较少；

2、本实用新型还设置有蓄电池，有风时，由小型风力发电机通过控制器将交流电整流成直流电向蓄电池充电，无风或者风力较小时，通过控制器由蓄电池向所述集水系统供电，实现利用风能连续工作，大大提高了本装置从空气中提取水分的效率。

3、本实用新型集水系统采用了具有高温部分和低温部分的半导体材料可自动收集空气中的水分，相比现有的收集雨水处理之后作为生活用水来讲更加方便，也更加适合干旱和半干旱地方的使用；

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种利用风能的空气集水装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种利用风能的空气集水装置有风条件使用状态图；

图3为本申请实施例提供的一种利用风能的空气集水装置无风或者风力较小条件使用状态图；

图中，1-小型风力发电机、2-蓄电池、3-控制器、4-集水系统、4-1半导体高温部分、4-2半导体低温部分、4-3排风扇、5-水处理系统、6-储水容器。

具体实施方式

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提出的一种利用风能的空气集水装置，如图1所示，所述利用风能的空气集水装置包括：小型风力发电机(1)、蓄电池(2)、控制器(3)、集水系统(4)、水处理系统(5)以及储水容器(6)，所述小型风力发电机(1)为永磁式交流发电机，小型风力发电机(1)分别与所述控制器(3)、所述集水系统(4)及蓄电池(2)连接，所述蓄电池(2)分别和所述小型风力发电机(1)、所述控制器(3)及所述集水系统(4)连接，有风时，由小型风力发电机(1)通过控制器(3)将交流电整流成直流电向蓄电池(2)充电并向所述集水系统(4)供电，无风或者风力较小时，通过控制器(3)由蓄电池(2)向所述集水系统(4)供电。采用小型风力发电机(1)供电可以充分利用干旱地区的丰富风能，不需要使用外接电源，使用地点所受限制较少；所述集水系统(4)设置有半导体高温部分(4-1)、半导体低温部分(4-2)以及排风扇(4-3)，所述半导体高温部分(4-1)有风时利用小型风力发电机(1)产生的电能升高温度，无风或者风力较小时利用蓄电池(2)电能升高温度，所述半导体低温部分(4-2)有风时利用小型风力发电机(1)产生的电能降低温度，无风或者风力较小时利用蓄电池(2)电能降低温度，所述排风扇(4-3)有风时利用小型风力发电机(1)，无风或者风力较小时利用蓄电池(2)电能使得所述集水系统(4)中的空气从所述半导体高温部分(4-1)向所述半导体低温部分(4-2)流动，并将空气排出所述集水系统(4)，所述半导体高温部分(4-1)设置于上风向方向，半导体低温部分(4-2)设置于下风向方向，充分利用自然风，在排气扇(4-3)和自然风的双重作用下可大大加速空气在半导体中的流动速度，提高水份提取效率；当空气流经半导体高温部分(4-1)的加热片经过加热后，流经半导体低温部分(4-2)的冷却片时可直接将空气中的水分液化，然后流入下方设置的水处理系统(5)中，采用半导体高温部分(4-1)及半导体低温部分(4-2)，相比现有的收集雨水处理之后作为生活用水来讲更加方便，也更加适合干旱和半干旱地方的使用，所述排风扇(4-3)在有风由小型发电机(1)供电时转速为300转/min，在无风或者风力较小时由蓄电池(2)供电时转速为150转/min，所述蓄电池(2)安装有电能控制装置，当电量低于设定值时停止供电，保护蓄电池，避免损坏，有风时，由小型风力发电机(1)向蓄电池(2)充电，无风或者风力较小时，通过蓄电池(2)向所述集水系统(4)供电，实现利用风能连续工作，大大提高了本装置从空气中提取水分的效率；半导体高温部分(4-1)与所述半导体低温部分(4-2)的表面积之比为1:3，所述水处理系统(5)设置于所述集水系统(4)下方，储水容器(6)上方，收集集水系统(4)半导体低温部分(4-2)冷凝的水份，水处理系统(5)为活性炭过滤器，主要作用是过滤吸附水中较小体积的杂质和细菌，所述储水容器(6)设置于半导体低温部分(4-2)下方，储水容器(6)底部设置有取用水阀门，方便取用收集的水份。

本实用新型的工作过程：

1、有风时，采用强劲模式，如图2所示，所述利用风能的空气集水装置包括：小型风力发电机、蓄电池、控制器、集水系统、水处理系统以及储水容器，小型风力发电机为永磁式交流发电机，小型风力发电机分别与控制器、集水系统及蓄电池连接，蓄电池分别和小型风力发电机、控制器及集水系统连接，此时，有风启用强劲模式，由小型风力发电机通过控制器将交流电整流成直流电向蓄电池充电并向集水系统供电，集水系统设置有半导体高温部分、半导体低温部分以及排风扇，半导体高温部分利用小型风力发电机电能升高温度，半导体低温部分利用小型风力发电机电能降低温度，排风扇利用小型风力发电机电能使得所述集水系统中的空气从半导体高温部分向半导体低温部分流动，并将空气排出所述集水系统，半导体高温部分设置于上风向方向，半导体低温部分设置于下风向方向，当空气流经半导体高温部分的加热片经过加热后，流经半导体低温部分的冷却片时可直接将空气中的水分液化，然后流入下方设置的水处理系统中，此时排风扇转速为300转/min，水处理系统设置于所述集水系统下方，储水容器上方，收集集水系统半导体低温部分冷凝的水份，水处理系统为活性炭过滤器，主要作用是过滤吸附水中较小体积的杂质和细菌，储水容器设置于半导体低温部分下方，储水容器底部设置有取用水阀门，方便取用收集的水份。

2、无风或者风力较小时，采用低能耗模式，如图3所示，利用风能的空气集水装置包括：小型风力发电机、蓄电池、控制器、集水系统、水处理系统以及储水容器，小型风力发电机为永磁式交流发电机，小型风力发电机分别与控制器、集水系统及蓄电池连接，蓄电池分别和所述小型风力发电机、所述控制器及所述集水系统连接，此时，由于无风或者风力较小，小型发电机不能有效工作，采用低能耗模式，通过控制器由蓄电池向所述集水系统供电。集水系统设置有半导体高温部分、半导体低温部分以及排风扇，半导体高温部分此时利用利用蓄电池升高温度，半导体低温部分利用蓄电池降低温度，排风扇此时利用蓄电池使得集水系统中的空气从半导体高温部分向半导体低温部分流动，并将空气排出所述集水系统，半导体高温部分设置于上风向方向，半导体低温部分设置于下风向方向，当空气流经半导体高温部分的加热片经过加热后，流经半导体低温部分的冷却片时可直接将空气中的水分液化，然后流入下方设置的水处理系统中，此时排风扇转速为150转/min，蓄电池安装有电能控制装置，当电量低于设定值时停止供电，保护蓄电池，避免损坏，水处理系统设置于集水系统下方，储水容器上方，收集集水系统半导体低温部分冷凝的水份，水处理系统为活性炭过滤器，主要作用是过滤吸附水中较小体积的杂质和细菌，储水容器设置于半导体低温部分下方，储水容器底部设置有取用水阀门，方便取用收集的水份。

综上所述，本实用新型提供的一种利用风能的空气集水装置，该装置能充分利用干旱地区丰富的风能，采用小型发电机连续工作，无风时能利用自身的蓄电池维持较长时间从空气中提取水分，自动集水速度快、效率高，且在整个集水过程中不需要人为干预和操作，环保经济，成本低廉，能够满足日常生活的需要。

本说明书中实施例采用递进的方式描述，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种利用风能的空气集水装置，包括小型风力发电机(1)、控制器(3)、集水系统(4)以及储水容器(6)，其特征在于，所述小型风力发电机(1)分别与所述控制器(3)及所述集水系统(4)连接，所述小型风力发电机(1)产生的交流电通过所述控制器(3)整流成直流电向所述集水系统(4)供电，所述集水系统(4)设置有半导体高温部分(4-1)、半导体低温部分(4-2)以及排风扇(4-3)，所述排风扇(4-3)使得所述集水系统(4)中的空气从所述半导体高温部分(4-1)向所述半导体低温部分(4-2)流动，并将空气排出所述集水系统(4)，所述储水容器(6)设置于所述半导体低温部分(4-2)下方。

2.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述小型风力发电机(1)为永磁式交流发电机。

3.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，还包括蓄电池(2)，所述蓄电池(2)分别和所述小型风力发电机(1)、所述控制器(3)及所述集水系统(4)连接，有风时，由小型风力发电机(1)通过控制器(3)将交流电整流成直流电向蓄电池(2)充电，无风或者风力较小时，通过控制器(3)由蓄电池(2)向所述集水系统(4)供电。

4.如权利要求3所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述蓄电池(2)安装有电能控制装置，当电量低于设定值时停止供电，保护蓄电池，避免损坏。

5.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，还包括水处理系统(5)，所述水处理系统(5)设置于所述集水系统(4)下方，储水容器(6)上方。

6.如权利要求5所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述水处理系统(5)为活性炭过滤器。

7.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述储水容器(6)底部设置有取用水阀门。

8.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述半导体高温部分(4-1)设置于上风向方向，半导体低温部分(4-2)设置于下风向方向。

9.如权利要求1所述的利用风能的空气集水装置，其特征在于，所述半导体高温部分(4-1)与所述半导体低温部分(4-2)的表面积之比为1:3。