一種太陽能吸附式空氣取水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于空氣取水領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能吸附式空氣取水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上缺水最嚴(yán)重的國家之一，我國中部西部地區(qū)及華北地區(qū)都存在嚴(yán)重的水資源缺乏現(xiàn)象，部分城市缺水甚至達(dá)到了限時(shí)供水的地步。然而研宄表明，即使是在缺水地區(qū)的空氣中，也存在總量頗為可觀的氣態(tài)水資源。因此，從空氣中取水，對(duì)于缺水地區(qū)而言具有重要意義。目前國內(nèi)外從空氣中取水的方法有機(jī)械法、冷卻結(jié)露法、吸收法以及吸附法，但是利用這些方法從空氣中取水都需要消耗大量電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能吸附式空氣取水裝置，這種裝置能夠在不消耗電能的情況下從空氣中獲取水分。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種太陽能吸附式空氣取水裝置，其包括位于地上的取水裝置、位于地下的儲(chǔ)水裝置以及位于地上與地下之間的輸水管路，取水裝置包括拋物面聚光鏡、鏡架、能夠打開和密封閉合的蒸發(fā)箱、箱架、能夠吸附和解吸水的水汽吸收劑和單向閥，儲(chǔ)水裝置包括冷凝管和儲(chǔ)水桶，輸水管路包括導(dǎo)氣管和抽水管，其中拋物面聚光鏡設(shè)于鏡架上，蒸發(fā)箱設(shè)于箱架上，蒸發(fā)箱位于拋物線聚光面的焦點(diǎn)上，水汽吸收劑放置于蒸發(fā)箱內(nèi)部，單向閥設(shè)于蒸發(fā)箱頂部、其入口端與蒸發(fā)箱連通、其出口端與導(dǎo)氣管上端連通，導(dǎo)氣管下端與冷凝管上端連通，冷凝管下端與儲(chǔ)水桶上端連通，儲(chǔ)水桶下端與抽水管連通。
[0005]在夜間，將蒸發(fā)箱設(shè)置于開放狀態(tài)，水汽吸收劑吸附空氣中的水。到了白天，將蒸發(fā)箱設(shè)置于閉合狀態(tài)，由于蒸發(fā)箱位于拋物面聚光鏡的焦點(diǎn)上，拋物面聚光鏡匯集太陽光、加熱位于蒸發(fā)箱內(nèi)的水汽吸收劑，從而使水汽吸收劑吸附的水受熱脫附并蒸發(fā)為水蒸氣；水蒸氣通過單向閥進(jìn)入位于地下的冷凝管內(nèi)部，其利用冷凝管的內(nèi)外溫差，冷凝為液態(tài)水，最后流入儲(chǔ)水桶，在需要時(shí)即通過抽水管抽出使用。
[0006]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，水汽吸收劑由化學(xué)式為S12.XH20.yCaCl2的無機(jī)粗孔硅膠復(fù)合氯化鈣制成六棱柱狀，并且呈蜂窩樣碼放于蒸發(fā)箱內(nèi)部。無機(jī)粗孔硅膠復(fù)合氯化鈣，其中的硅膠成分具有較大的比表面積，有利于吸附空氣中的氣態(tài)水和液態(tài)水；其中的氯化鈣成分能夠可逆的與水分子結(jié)合成水合物，該水合物在加熱條件下又能將水分子釋放出來。水汽吸收劑制成六棱柱狀并呈蜂窩樣碼放，不僅有利于增大接觸面積，而且便于水汽進(jìn)入。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，蒸發(fā)箱由箱體、上下開合頁門、密封條和把手構(gòu)成，箱體設(shè)有前后左后四個(gè)門框，密封條設(shè)于箱體的門框內(nèi)側(cè)，上下開合頁門設(shè)于門框下端并且與門框吻合，把手設(shè)于上下開合頁門外側(cè)。蒸發(fā)箱采用這種設(shè)計(jì)，不僅有利于其在夜間工作時(shí)將水汽吸收劑充分暴露于空氣中從而最大程度地吸附空氣中的水分，也有利于其在白天工作時(shí)避免蒸發(fā)箱內(nèi)的水蒸氣泄漏。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，蒸發(fā)箱的箱體、上下開合頁門以及把手均為鋁合金或鋼化玻璃材質(zhì)，密封條為硅膠或者PVC材質(zhì)，從而更好的確保蒸發(fā)箱的耐高溫性能和密封性能。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，拋物面聚光鏡為旋轉(zhuǎn)拋物面聚光鏡的一部分，其凹面向上敞開，焦點(diǎn)匯聚在蒸發(fā)箱上，加熱效率高。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，導(dǎo)氣管內(nèi)壁采用超疏水材料制作，其外側(cè)設(shè)置有一層導(dǎo)氣管保溫材料。導(dǎo)氣管內(nèi)壁采用超疏水材料制作，其表面不產(chǎn)生冷凝水，起疏導(dǎo)水汽的作用；導(dǎo)氣管保溫材料設(shè)置于超疏水導(dǎo)氣管外側(cè)，起保溫作用，將溫度較高的水蒸氣導(dǎo)入地下，減少溫度的損失。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，冷凝管為截面呈橢圓環(huán)形螺旋狀，其由鋁材制作而成，其以軸線呈螺旋式下降的方式放置于地下。冷凝管不僅具有較大的表面積，而且具有較高的導(dǎo)熱能力，因此通過與溫度較低大地進(jìn)行充分的熱交換，達(dá)到使水蒸氣快速冷凝為液態(tài)水的目的。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，單向閥為鋼球式單向閥，不僅能夠保證單向?qū)?，而且價(jià)格優(yōu)廉。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:不僅能夠源源不斷地從空氣中獲取水分，而且不消耗電能、節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的拋物面聚光鏡11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的蒸發(fā)箱13的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的水汽吸收劑15的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型的冷凝管21的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:
[0020]取水裝置1，拋物面聚光鏡11，鏡架12，蒸發(fā)箱13，箱體131，上下開合頁門132，密封條133，把手134，箱架14，水汽吸收劑15，單向閥16 ;儲(chǔ)水裝置2，冷凝管21，儲(chǔ)水桶22 ；輸水管路3，導(dǎo)氣管31，抽水管32。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖1至5，對(duì)本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0022]本實(shí)用新型的一種太陽能吸附式空氣取水裝置，其包括位于地上的取水裝置1、位于地下的儲(chǔ)水裝置2以及位于地上與地下之間的輸水管路3，取水裝置I包括拋物面聚光鏡11、鏡架12、能夠打開和密封閉合的蒸發(fā)箱13、箱架14、水汽吸收劑15和單向閥16 ;儲(chǔ)水裝置2包括冷凝管21和儲(chǔ)水桶22 ;輸水管路3包括導(dǎo)氣管31和抽水管32。其中，拋物面聚光鏡11為旋轉(zhuǎn)拋物面聚光鏡的一部分，其凹面向上敞開；蒸發(fā)箱13由箱體131、上下開合頁門132、密封條133和把手134構(gòu)成，箱體131設(shè)有前后左后四個(gè)門框，密封條133設(shè)于箱體131的門框內(nèi)側(cè)，上下開合頁門132設(shè)于門框下端并且與門框吻合，把手134設(shè)于上下開合頁門132外側(cè)，蒸發(fā)箱13的箱體131、上下開合頁門132以及把手134均為鋁合金或鋼化玻璃材質(zhì)，密封條133使用硅膠或者PVC材質(zhì)制作；水汽吸收劑15由化學(xué)式為S12.XH2O ^yCaCl2的無機(jī)粗孔硅膠復(fù)合氯化鈣制成六棱柱狀，并且呈蜂窩樣碼放于蒸發(fā)箱13內(nèi)部；導(dǎo)氣管31內(nèi)壁采用超疏水材料制作，其外側(cè)設(shè)置有一層導(dǎo)氣管保溫材料；冷凝管21為截面呈橢圓環(huán)形螺旋狀，其由鋁材制作而成，其以軸線呈螺旋式下降的方式放置于地下4至5米處。
[0023]拋物面聚光鏡11設(shè)于鏡架12上，蒸發(fā)箱13設(shè)于箱架14上，蒸發(fā)箱13位于拋物線聚光面11的焦點(diǎn)上，水汽吸收劑15放置于蒸發(fā)箱13內(nèi)部，單向閥16設(shè)于蒸發(fā)箱13頂部、其入口端與蒸發(fā)箱13連通、其出口端與導(dǎo)氣管31上端連通，導(dǎo)氣管31下端與冷凝管21上端連通，冷凝管21下端與儲(chǔ)水桶22上端連通，儲(chǔ)水桶22下端與抽水管32連通。
[0024]本實(shí)用新型的工作方式為:
[0025]在夜間，由于空氣溫度較低，空氣中的水蒸氣冷凝形成水汽懸浮于空氣中。此時(shí)將上下開合頁門132全部打開，水汽在進(jìn)入蒸發(fā)箱13、與水汽吸收劑15充分接觸后，被水汽吸收劑15吸附并儲(chǔ)存起來。水汽吸收劑15經(jīng)過一夜的吸附，可儲(chǔ)存一定重量的水。到了白天，光照充足，此時(shí)將上下開合頁門132全部關(guān)閉。拋物面聚光鏡11將太陽光匯聚于蒸發(fā)箱13上，蒸發(fā)箱13內(nèi)部溫度可達(dá)300?500°C，在此溫度下水汽吸收劑15所吸附的水受熱脫附并蒸發(fā)出來，當(dāng)蒸氣壓大于一定值時(shí)，蒸氣將單向閥16頂開，蒸氣通過超疏水導(dǎo)氣管31進(jìn)入位于地下的冷凝管21冷凝，在冷凝管21中水汽作螺旋式運(yùn)動(dòng)，最終借助地下4至5米處的低溫完成冷凝。蒸氣在冷凝管21中冷凝后，冷凝管21中氣壓降低，蒸氣可以從蒸發(fā)箱13中不斷壓入超疏水導(dǎo)氣管31。冷凝后的水進(jìn)入儲(chǔ)水桶22儲(chǔ)存，在需要時(shí)即通過抽水管32抽出使用。
[0026]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能吸附式空氣取水裝置，其包括位于地上的取水裝置(1)、位于地下的儲(chǔ)水裝置(2)以及位于地上與地下之間的輸水管路(3)，其特征在于:取水裝置(I)包括拋物面聚光鏡(11)、鏡架(12)、能夠打開和密封閉合的蒸發(fā)箱(13)、箱架(14)、能夠吸附和解吸水的水汽吸收劑(15 )和單向閥(16 )，儲(chǔ)水裝置(2 )包括冷凝管(21)和儲(chǔ)水桶(22 )，輸水管路(3)包括導(dǎo)氣管(31)和抽水管(32)，其中拋物面聚光鏡(11)設(shè)于鏡架(12)上，蒸發(fā)箱(13)設(shè)于箱架(14)上，蒸發(fā)箱(13)位于拋物面聚光鏡(11)的焦點(diǎn)上，水汽吸收劑(15)放置于蒸發(fā)箱(13)內(nèi)部，單向閥(16)設(shè)于蒸發(fā)箱(13)頂部、其入口端與蒸發(fā)箱(13)連通、其出口端與導(dǎo)氣管(31)上端連通，導(dǎo)氣管(31)下端與冷凝管(21)上端連通，冷凝管(21)下端與儲(chǔ)水桶(22 )上端連通，儲(chǔ)水桶(22 )下端與抽水管(32 )連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:水汽吸收劑(15)由化學(xué)式為S12.XH20.yCaCl2的無機(jī)粗孔硅膠復(fù)合氯化鈣制成六棱柱狀，并且呈蜂窩樣碼放于蒸發(fā)箱(13)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:蒸發(fā)箱(13)由箱體(131)、上下開合頁門(132)、密封條(133)和把手(134)構(gòu)成，箱體(131)設(shè)有前后左后四個(gè)門框，密封條(133)設(shè)于箱體(131)的門框內(nèi)側(cè)，上下開合頁門(132)設(shè)于門框下端并且與門框吻合，把手(134)設(shè)于上下開合頁門(132)外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:蒸發(fā)箱(13)的箱體(131)、上下開合頁門(132)以及把手(134)均為鋁合金或鋼化玻璃材質(zhì)，密封條(133)為硅膠或者PVC材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:拋物面聚光鏡(11)為旋轉(zhuǎn)拋物面聚光鏡的一部分，其凹面向上敞開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:導(dǎo)氣管(31)內(nèi)壁采用超疏水材料制作，其外側(cè)設(shè)置有一層導(dǎo)氣管保溫材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:冷凝管(21)為截面呈橢圓環(huán)形螺旋狀，其由鋁材制作而成，其以軸線呈螺旋式下降的方式放置于地下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的太陽能吸附式空氣取水裝置，其特征在于:單向閥(16)為鋼球式單向閥。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種太陽能吸附式空氣取水裝置，其包括位于地上的取水裝置、位于地下的儲(chǔ)水裝置以及位于地上與地下之間的輸水管路，取水裝置包括拋物面聚光鏡、能夠打開和閉合的蒸發(fā)箱、能夠吸附和解吸水的水汽吸收劑以及單向閥，儲(chǔ)水裝置包括冷凝管和儲(chǔ)水桶，輸水管路包括導(dǎo)氣管和抽水管，其中蒸發(fā)箱位于拋物面聚光鏡的焦點(diǎn)上，水汽吸收劑放置于蒸發(fā)箱內(nèi)部，單向閥設(shè)于蒸發(fā)箱頂部、單向閥入口端與蒸發(fā)箱連通、其出口端與導(dǎo)氣管上端連通，導(dǎo)氣管下端與冷凝管上端連通，冷凝管下端與儲(chǔ)水桶上端連通，儲(chǔ)水桶下端與抽水管連通。本實(shí)用新型具有能夠從空氣中取水、無電能能耗、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E03B3-28
【公開號(hào)】CN204608872
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520272783
【發(fā)明人】劉和鑫, 張梓璠, 張亞楠, 洪文強(qiáng), 肖羚瑋
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日