CN215857985U - 一种利用可再生清洁能源的空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气制水的技术领域，更具体地，涉及一种利用可再生清洁能源的空气取水装置，其包括取水箱，取水箱上设有若干用于将取水箱内部与外界相连通的通口；取水箱上装设有利用可再生清洁能源输出电能的发电组件及若干制冷装置，发电组件与制冷装置电连接；制冷装置包括散热部与制冷部，制冷部设于取水箱内部，散热部位于取水箱外部；取水箱上还设有利用可再生清洁能源产生的机械能对散热部进行散热的散热组件。本实用新型中的散热组件能够对制冷装置的散热部进行辅助散热，提升制冷设备的散热效果，从而使得制冷设备保持在良好的性能下作业，防止制冷设备的制冷效果在使用时下降。

Description

一种利用可再生清洁能源的空气取水装置

技术领域

本实用新型涉及空气制水的技术领域，更具体地，涉及一种利用可再生清洁能源的空气取水装置。

背景技术

我国有些区域如岛屿、沿海地区，虽然空气潮湿但却缺少淡水，淡水资源已成为阻碍这些地区发展的首要问题。现有的制水设备常常需要大量且充足的电能来进行驱动，而这恰恰对未接入国家能源网络的离网地区提出挑战。针对这些离网地区，如何充分利用自身丰富的太阳能、风能等可再生清洁能源，在没有地表水源的情形下，基于空气进行制水成为亟待解决的问题。

在公告号为CN112854367A的中国发明专利中，公开了一种循环吸附制冷互补的太阳能空气取水装置，包括太阳能电池板，还包括取水器箱体，取水器箱体分为制水室、储能室和储水室，储能室和储水室设置在制水室的下方，在储能室中设置有储能器，储能器上安装有控制器；制水室包括吸附室和冷凝室，冷凝室的左端安装有导冷铝板，在导冷铝板上连接有导冷铝网，导冷铝板与设置在冷凝室外壁上的半导体制冷片相贴，半导体制冷片的另一面与导热铜板相贴，冷凝室的底端连通有导水粗软管，导水粗软管的底端连通集水器。

上述现有技术中的空气取水装置，其制冷设备的散热不佳，易导致在连续使用一段时间后，制冷设备的制冷效果下降，从而会导致对空气中的水蒸气的冷凝效果下降的问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中制冷设备散热不佳导致对空气中的水蒸气的冷凝效果下降的问题，提供一种利用可再生清洁能源的空气取水装置，其具有制冷设备的散热效果较佳的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种利用可再生清洁能源的空气取水装置，包括取水箱，所述取水箱上设有若干用于将取水箱内部与外界相连通的通口；所述取水箱上装设有利用可再生清洁能源输出电能的发电组件及若干制冷装置，所述发电组件与制冷装置电连接；所述制冷装置包括散热部与制冷部，所述制冷部设于取水箱内部，所述散热部位于取水箱外部；所述取水箱上还设有利用可再生清洁能源产生的机械能对所述散热部进行散热的散热组件。

本实用新型中取水箱用于收集空气与冷凝水，外界环境中的水蒸气通过通口进入取水箱，同时取水箱中的冷凝水亦可通过通口取出；发电组件向制冷装置供电，制冷装置在工作时，位于取水箱内的制冷部温度下降，从而使得取水箱内的温度下降，当取水箱内的温度降低至取水箱内的水蒸气的露点时，进入取水箱的水蒸气即被冷凝成水，从而实现从空气中取水；散热组件对制冷装置的散热部进行辅助散热，提升制冷设备的散热效果，从而使得制冷设备在良好的工况下作业，防止制冷设备的制冷效果在使用时下降。

进一步的，所述散热组件包括利用可再生清洁能源产生机械能的动力件、用于传递动力的传递机构及用于提高制冷装置的散热部周围的空气流速的若干散热件；所述传递机构安装在取水箱上，所述动力件的动力输出端通过传递机构与散热件的动力输入端连接。

进一步的，所述动力件为风轮。

进一步的，所述动力件为达里厄式风轮。

进一步的，所述传递机构包括输入轴、若干输出轴、主动齿轮及若干从动齿轮；所述输入轴转动设置在取水箱上，所述输入轴的一端与动力件的轴心位置处固定连接，另一端与主动齿轮的轴心位置处固定连接；所述输出轴的一端与从动齿轮的轴心位置处转动连接，另一端与散热件的动力输入端连接；所述主动齿轮与从动齿轮相啮合。

进一步的，所述主动齿轮与从动齿轮的传动比小于1。

进一步的，所述发电组件包括光伏电池板及用于对光伏电池输出的电流进行调控的控制器，所述光伏电池板与控制器电连接，所述控制器与制冷装置电连接。

进一步的，所述发电组件还包括蓄电池，所述蓄电池的输入端与光伏电池、控制器电连接，蓄电池的输出端与制冷装置电连接。

进一步的，所述通口包括若干进气口与若干出气口，若干所述进气口位于取水箱顶部，若干所述出气口位于取水箱底部。

进一步的，所述通口还包括若干出水口，所述取水箱的底壁朝向下方凹陷，所述出水口位于取水箱的中间最低点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过利用可再生清洁能源的散热组件对制冷装置的散热部进行辅助散热，在不需要接入外界电力的情况下，达到了提升制冷设备散热效率的效果，从而使得制冷设备在良好的工况下作业，防止制冷设备的制冷效果在使用时下降；

2.散热组件中的动力件为风轮，利用风能为散热件提供动力，不受昼夜影响，且风轮的动力件通过机械能为散热件提供动力，相对通过电能提供动力，其能量转化率更高，供能更稳定；

3.动力件为达里厄式风轮，其相对其他种类的风轮，对风能的利用系数最高。

附图说明

图1是本实用新型一种利用可再生清洁能源的空气取水装置实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种利用可再生清洁能源的空气取水装置实施例的结构透视图。

附图中：1、取水箱；2、通口；21、进气口；22、出气口；23、出水口；3、发电组件；31、光伏电池板；32、控制器；33、蓄电池；4、制冷装置；41、散热部；42、制冷部；5、散热组件；51、动力件；52、传递机构；521、输入轴；522、输出轴；523、主动齿轮；524、从动齿轮；53、散热件；6、支撑轴；7、套管；8、集水瓶；9、支撑柱。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例

参照图1，为本实用新型一种利用可再生清洁能源的空气取水装置的实施例，包括取水箱1，取水箱1上设有若干用于将取水箱1内部与外界相连通的通口2；取水箱1上装设有利用可再生清洁能源输出电能的发电组件3及若干制冷装置4，发电组件3与制冷装置4电连接；制冷装置4包括散热部41与制冷部42，制冷部42设于取水箱1内部，散热部41位于取水箱1外部；取水箱1上还设有利用可再生清洁能源产生的机械能对散热部41进行散热的散热组件5。

具体来说，取水箱1呈长方体状，取水箱1的四个周侧壁各焊接有一个支撑柱9，四个支撑柱9将取水箱1支撑，使得取水箱1与放置平面保持一定距离。制冷装置4优选为半导体制冷器，半导体制冷器的体积小，制冷效率高，且利用直流电即可进行制冷。本实施例中，制冷装置4的数量为两个，两个制冷装置4嵌设在水箱的两相对侧壁上，制冷装置4的散热部41位于水箱外部，制冷部42位于水箱内部，发电组件3与制冷装置4电连接，使得制冷装置4能够被发电组件3供电。发电组件3安装在水箱顶部，且发电组件3发电所用的能源可以是风能、太阳能、地热能、潮汐能等可再生清洁能源，本申请中优选采用太阳能，太阳能利用方式简单，且使用限制条件较少。散热组件5安装在水箱顶部，并对制冷装置4的散热部41进行辅助散热。

如此设置，外界环境中的水蒸气通过通口2进入取水箱1，同时取水箱1中的冷凝水亦可通过通口2取出；发电组件3向制冷装置4供电，制冷装置4在工作时，位于取水箱1内的制冷部42温度下降，从而使得取水箱1内的温度下降，当取水箱1内的温度降低至取水箱1内的水蒸气的露点时，进入取水箱1的水蒸气即被冷凝成水，从而实现从空气中取水；散热组件5对制冷装置4的散热部41进行辅助散热，提升制冷设备的散热效果，从而使得制冷设备在良好的工况下作业，防止制冷设备的制冷效果在使用时下降。

在其中一个实施例中，散热组件5包括利用可再生清洁能源产生机械能的动力件51、用于传递动力的传递机构52及用于提高制冷装置4的散热部41周围的空气流速的若干散热件53；传递机构52安装在取水箱1上，动力件51的动力输出端通过传递机构52与散热件53的动力输入端连接。

具体来说，动力件51可利用风能、太阳能、地热能、潮汐能等可再生清洁能源产生的机械能通过传递机构52传递至散热件53。散热件53优选为离心式压气机，且散热件53的数量为两个，每个散热件53的出气处皆朝向制冷设备的散热部41设置。散热件53利用动力件51传递过来的机械能加速制冷设备散热部41周围空气的流速，高流速的空气经过散热部41表面，将散热部41的热量快速带走，从而加快散热部41的散热速率。

在其中一个实施例中，动力件51为风轮。本实施例中，动力件51所利用的动力优选为风能，动力件51为风轮。利用风能为散热件53提供动力，不受日夜影响，且风轮的动力件51通过机械能为散热件53提供动力，相对通过电能提供动力，其能量转化率更高，供能更稳定。

在其中一个实施例中，动力件51为达里厄式风轮，该类型风轮相对其他种类的风轮，对风能的利用系数最高，从而进一步提高了散热组件5对制冷装置4散热部41的散热效率。

在其中一个实施例中，传递机构52包括输入轴521、若干输出轴522、主动齿轮523及若干从动齿轮524；输入轴521转动设置在取水箱1上，输入轴521的一端与动力件51的轴心位置处固定连接，另一端与主动齿轮523的轴心位置处固定连接；输出轴522的一端与从动齿轮524的轴心位置处转动连接，另一端与散热件53的动力输入端连接；主动齿轮523与从动齿轮524相啮合。

具体来说，水箱的顶壁垂直固定设置有支撑轴6，动力件51同轴转动套设在支撑轴6上，输入轴521同轴转动套设在支撑轴6上，输入轴521位于动力件51底部，输入轴521的顶端与动力件51的底端通过螺栓固定连接，主动齿轮523转动套设在支撑轴6上，且主动齿轮523的顶壁与输入轴521的底壁焊接。从动齿轮524的数量为两个，两个从动齿轮524对称设置于主动齿轮523靠近制冷装置4的两侧，且主动齿轮523的轴线与从动齿轮524的轴线相垂直，主动齿轮523与从动齿轮524皆为锥齿轮。每个从动齿轮524背离主动齿轮523的侧壁上同轴垂直焊接有输出轴522，输出轴522远离从动齿轮524的一端与散热件53的输入端相连接。主动齿轮523、从动齿轮524、输出轴522及散热件53皆装设于套管7内。散热件53的进气处贯穿套管7外壁延伸至套管7外界，套管7的端口延伸至制冷装置4的散热部41附近。

如此设置，风力带动动力件51转动，动力件51带动主动齿轮523同步转动，主动齿轮523带动与自身啮合的两个从动齿轮524转动，从动齿轮524带动输出轴522转动，转动的输出轴522使得散热件53将外界空气吸入，并加速排出，加速排出的气流在套管7内流动，并从套管7的端口流出，从而流经制冷装置4的散热部41，并将散热部41的热量带走，实现加速散热部41的散热效果。

在其中一个实施例中，主动齿轮523与从动齿轮524的传动比小于1。从而使得从动齿轮524的角速度相对主动齿轮523增大，实现加速转动，从而有助于提升风能的利用效率。

在其中一个实施例中，发电组件3包括光伏电池板31及用于对光伏电池输出的电流进行调控的控制器32，光伏电池与控制器32电连接，控制器32与制冷装置4电连接。

具体来说，发电组件3优选利用太阳能进行发电，光伏电池板31通过螺栓倾斜安装在支撑轴6的顶部，倾斜安装的光伏电池板31能够受到较长时间的光照。控制器32安装在水箱的顶壁，光伏电池板31通过电线与控制器32电连接，控制器32通过电线与两个制冷装置4电连接。

如此设置，光伏电池板31将照射到自身的阳光转换为电能，经过控制器32调制后，转换为稳定的符合制冷装置4额定用电的直流电，再输送至制冷装置4使用。

在其中一个实施例中，发电组件3还包括蓄电池33，蓄电池33的输入端与光伏电池板31、控制器32电连接，蓄电池33的输出端与制冷装置4电连接。蓄电池33通过电线与控制器32、光伏电池板31电连接。当光伏电池板31的发电量大于制冷装置4所需时，控制器32将光伏电池板31多余的发电量输送至蓄电池33内储存，从而便于在阳光不足时对制冷装置4进行供电。

在其中一个实施例中，通口2包括若干进气口21与若干出气口22，若干进气口21位于取水箱1顶部，若干出气口22位于取水箱1底部。

具体来说，四个进气口21环向开设于水箱的顶壁，四个出气口22开设于水箱底壁，较热的外界空气会聚集在较高的位置处，因此将进气口21开设于水箱顶壁便于热空气进入水箱，进入水箱的空气经过冷凝后，其温度下降密度变大，因此易聚集在低处，便于从设置在水箱底部的出气口22排出。

在其中一个实施例中，通口2还包括若干出水口23，取水箱1的底壁朝向下方凹陷，出水口23位于取水箱1的底壁上。

具体来说，水箱底壁的中心位置处朝向下方凹陷，使得水箱底部形成倒棱锥状，出水口23位于水箱底壁的中间最低点，经过制冷装置4的冷凝，空气中水蒸气变为小水滴，并在重力作用下聚集于水箱底部，并从出水口23流出。出水口23处通过螺纹连接设有集水瓶8，能够将从出水口23流出的水及时收集，防止浪费。

本实施例的实施原理为：光伏电池板31受到光照后，产生的电能提供给制冷装置4进行制冷，制冷装置4将水箱内的温度降低，使得从进气口21进入水箱的水蒸气被冷凝成小水滴，并在重力作用下聚集在水箱底部，再通过出水口23流入至集水瓶8中，从而实现了从空气中取水。制冷装置4在制冷时，动力件51受到风力的作用而转动，转动产生的机械能通过传递机构52传递至散热件53，散热件53将空气压缩，并将压缩后的空气朝向制冷装置4的散热部41排出，经过压缩的空气排出后其流速增大，高流速的气流经过制冷装置4散热部41的表面，从而将制冷装置4散热部41的热量快速带走，使得制冷装置4能够在良好的工况下工作，提升制冷装置4长期使用时的制冷效率。且发电组件3利用太阳能、散热组件5利用风能，太阳能与风能皆为可再生清洁能源，不会污染环境，同时太阳能与风能方便取用，使得本实用新型一种利用可再生清洁能源的空气取水装置能够在多种离网地区进行使用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，包括取水箱(1)，所述取水箱(1)上设有若干用于将取水箱(1)内部与外界相连通的通口(2)；所述取水箱(1)上装设有用于输出电能的发电组件(3)及若干制冷装置(4)；所述发电组件(3)与制冷装置(4)电连接；所述制冷装置(4)包括散热部(41)与制冷部(42)，所述制冷部(42)设于取水箱(1)内部，所述散热部(41)位于取水箱(1)外部；所述取水箱(1)上还设有利用可再生清洁能源产生的机械能对所述散热部(41)进行散热的散热组件(5)。

2.根据权利要求1所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述散热组件(5)包括利用可再生清洁能源产生机械能的动力件(51)、用于传递动力的传递机构(52)及用于朝向制冷设备(4)散热部(41)吹风的若干散热件(53)；所述传递机构(52)安装在取水箱(1)上，所述动力件(51)的动力输出端通过传递机构(52)与散热件(53)的动力输入端连接。

3.根据权利要求2所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述动力件(51)为风轮。

4.根据权利要求3所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述动力件(51)为达里厄式风轮。

5.根据权利要求3所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述传递机构(52)包括输入轴(521)、若干输出轴(522)、主动齿轮(523)及若干从动齿轮(524)；所述输入轴(521)转动设置在取水箱(1)上，所述输入轴(521)的一端与动力件(51)的轴心位置处固定连接，另一端与主动齿轮(523)的轴心位置处固定连接；所述输出轴(522)的一端与从动齿轮(524)的轴心位置处转动连接，另一端与散热件(53)连接；所述主动齿轮(523)与从动齿轮(524)相啮合。

6.根据权利要求5所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述主动齿轮(523)与从动齿轮(524)的传动比小于1。

7.根据权利要求1-6任一项所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述发电组件(3)包括光伏电池板(31)及用于对光伏电池板(31)输出的电流进行调控的控制器(32)，所述光伏电池板(31)与控制器(32)电连接，所述控制器(32)与制冷装置(4)电连接。

8.根据权利要求7所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述发电组件(3)还包括蓄电池(33)，所述蓄电池(33)与光伏电池板(31)、控制器(32)电连接，蓄电池(33)的与制冷装置(4)电连接。

9.根据权利要求1所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述通口(2)包括若干进气口(21)与若干出气口(22)，若干所述进气口(21)位于取水箱(1)顶部，若干所述出气口(22)位于取水箱(1)底部侧壁。

10.根据权利要求9所述的利用可再生清洁能源的空气取水装置，其特征在于，所述通口(2)还包括若干出水口(23)，所述取水箱(1)的底壁朝向下方凹陷，所述出水口(23)位于取水箱(1)的中间最低点。

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