專利名稱：用于從大氣空氣提取水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序的用于從大氣空氣提取水的裝置。
背景技術(shù)：
在地球上的許多地方，尤其是在半干旱或干旱地區(qū)，例如，在以色列、埃及和撒哈拉地帶的部分地區(qū)以及在眾多距海洋很遠(yuǎn)的炎熱的沙漠中，至少沒有供全年使用的飲用水儲備。除了運輸飲用水之外，在此僅有從濕空氣提供飲用水的可能。已知各種用于從大氣空氣借助可冷卻的積冷器來提取可凝結(jié)水的冷凝器，相對潮濕的大氣空氣被冷卻至露點以下(參考DE 2810241, DD 285142A5) 0此外，還已知這樣的裝置該裝置在吸收階段借助吸附物或吸收性材料(例如鹽， 比如氯化鈉，等等)來束縛大氣水。在這種情況下，鹽或相應(yīng)的鹽水溶液通常存儲在液體容器中，而豎向觀察到的鹽或鹽水的頂面或水平面被視為吸附水或吸收水的表面。在解吸附階段，該鹽/水溶液或鹽水經(jīng)除濕以提取飲用水，并且可使得鹽再次用于吸收作用(例如參考DE 2660068,DE 19850557A1)。但是這些方法或裝置的缺點在于相對較大的建設(shè)容積以及每單位體積鹽水的相對較低的飲用水產(chǎn)量。此外，從公開的DE 10309110A1或DE 102004(^6A1中已知利用鹽水溶液的裝置，
該裝置具有相對較高的每單位體積產(chǎn)量。但是，與此同時，已表明提取每升水或飲用水所消耗的能量仍顯然過高以致不能實現(xiàn)水從大氣空氣的經(jīng)濟(jì)提取。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種用于借助可流動吸附劑(特別是具有用于吸附水的吸濕鹽的鹽水溶液)來從大氣空氣提取水的裝置，所述裝置實現(xiàn)了較好的能量收益，從而尤其確保經(jīng)濟(jì)的運行方式。從最初所述類型的裝置出發(fā)，借助權(quán)利要求1的特征而實現(xiàn)了該目的?？蓱{借在從屬權(quán)利要求中所述的方式而得到本發(fā)明的有利變型和擴(kuò)展方案。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)(distributor)元件的寬度(形成了至水平平面上的投影)大于該導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的高度(形成了至豎直平面上的投影)。在初步測試中出人意料地表明，憑借這種有利的方法，必然會帶來特別低的能量消耗。由此，本發(fā)明不同于根據(jù)DE 102004026334的先前發(fā)明。在該最初的發(fā)明中，由于利用了重力，申請人設(shè)想可流動的吸附劑或鹽水溶液沿“成串的珍珠”或具有導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的引導(dǎo)元件的豎直方向的流動帶來良好的吸附性，并且同時節(jié)約了能量。相應(yīng)地，DE 102004026334公開了導(dǎo)向桿或“成串的珍珠”或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件，后者基本為圓形的或在豎直方向上延伸以影響沿導(dǎo)向桿或“成串的珍珠”的向下流動。但是根據(jù)本發(fā)明，相比之下導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的寬度大于它們的高度。結(jié)果，吸附劑的流速并不像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣最大化或較高，而是使空氣的通流得到改進(jìn)或優(yōu)化，所述通流橫切于引導(dǎo)元件、特別是橫切于彼此緊鄰地布置的眾多引導(dǎo)元件，所述引導(dǎo)元件具有有利地設(shè)計的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件或“珍珠”，根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件或“珍珠”更寬而不是更高。優(yōu)選地，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的寬度至少以三倍系數(shù)、特別例如以五或六至十倍的系數(shù)大于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的高度。基本上，根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)有利地設(shè)計成尤其符合空氣動力學(xué)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件。 例如，設(shè)置了有益于空氣動力學(xué)的橫截面、特別是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的近似水滴形、透鏡或翼形的橫截面。由于這一點，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可實現(xiàn)額外的空氣動力學(xué)有利的效果。有利地，設(shè)置了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的基本上水平導(dǎo)向的外部輪廓，從而使眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件形成了基本上區(qū)域覆蓋的布置。這種方式額外地改進(jìn)了空氣的通流。在水平方向上彼此緊鄰地布置的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件形成了幾乎連續(xù)的表面，即流動表面或疊層等等，大氣空氣可沿所述表面以空氣動力學(xué)有益的方式流動。在本發(fā)明的有利變型中，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的豎直高度在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的邊緣區(qū)域內(nèi)比在引導(dǎo)元件的區(qū)域內(nèi)和/或在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的中間區(qū)域內(nèi)低。這種方式也改進(jìn)了根據(jù)本發(fā)明的裝置的空氣動力特性。根據(jù)本發(fā)明，有利地確保了根據(jù)本發(fā)明的裝置的空氣動力學(xué)有利的通流，即使采用了眾多引導(dǎo)元件(優(yōu)選彼此緊鄰地布置)和/或采用了眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(優(yōu)選一個在另一個之上地布置)。在這種情況下，與前述的現(xiàn)有技術(shù)相比之下，在引導(dǎo)元件或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件后面形成了較少的或沒有形成空氣流通的死角。在現(xiàn)有技術(shù)中，幾乎無空氣流動的明顯的死角的結(jié)果是，在對應(yīng)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件處的吸附被削弱或變得停滯。即使采用了用于改進(jìn)通流的鼓風(fēng)機(jī)也僅在有限的程度上維持了吸附。根據(jù)本發(fā)明，無需這樣的鼓風(fēng)機(jī)，并因此由根據(jù)本發(fā)明的裝置實現(xiàn)了可觀的節(jié)能，這是因為無需人工形成氣流。根據(jù)本發(fā)明的目的還可借助根據(jù)權(quán)利要求1的前序的裝置來實現(xiàn)，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的吸附路徑的流動層(flow bed)具有的外形不同于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的底面上的吸附路徑的流動層的外形。由此可將導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件改造成使得可流動的吸附劑或鹽水溶液沿主體的頂面表現(xiàn)出與沿主體的底面不同的流動行為，即“頭朝下(headfirst)”。相應(yīng)地，可優(yōu)化在頂面上的吸附路徑或流動層的外形，并且可分別地或以不同的方式獨立地優(yōu)化沿底面的吸附路徑或流動層的外形。有利地，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件頂面上的吸附路徑的流動層具有路徑延長的外形。 由此擴(kuò)大或延長了吸附的持續(xù)時間和/或吸附面積，這非常有利于吸附。在這種情況下，借助對導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計還實現(xiàn)了組合效果。相對較寬的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件使得可尤為有利地在頂面上(即在豎直方向向上定向的面)實現(xiàn)路徑延長的外形或延長的吸附路徑/流動層。優(yōu)選地，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的底面上的吸附路徑的流動層具有基本在徑向上定向的外形。這尤其有效防止了吸附劑或鹽水溶液突然離開或漸漸離開導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件。在本發(fā)明的一個有利變型中，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的吸附路徑和/或流動層的長度至少以十倍的系數(shù)大于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的吸附路徑的豎直定向吸附高度。初步測試已表明，流動層或吸附路徑的這種低坡度相較于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在很大程度上豎直的流動方向帶來了吸附過程的改進(jìn)。
優(yōu)選地，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的吸附路徑和/或流動層的長度至少約以二十、五十、特別是一百倍的系數(shù)大于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的吸附路徑的豎直定向吸附高度。例如，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面上的流動層約為0. 5至Icm高，而流動層的長度約為 40至100cm、特別是約50cm長。有利地，引導(dǎo)元件具有至少一個吸附路徑的流動層，所述流動層在至少180°方向上至少繞引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的軸延伸，或流動層設(shè)計成轉(zhuǎn)向裝置(steering device)以使可流動的吸附劑轉(zhuǎn)向，從而在水平方向察看時，吸附路徑基本上在至少半個圓弧上、優(yōu)選至少一次地在整個圓弧上繞引導(dǎo)元件的軸延伸。由此實現(xiàn)的是與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)裝置或吸附空間的建設(shè)高度相同時，吸附路徑顯著地延長了，由此帶來吸附階段的相應(yīng)延長并因此帶來吸附的優(yōu)化或即使在低建設(shè)高度的情況下吸附劑的飽和。相應(yīng)地，可尤其具成本效益地制造和/或運行并因此可經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的高度較低的裝置。在本發(fā)明的一個有利實施例中，流動層或轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計成導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的淺流動層，該淺流動層具有基本上豎直定向的邊緣。該邊緣確保了吸附劑在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的頂面和底面上都有利地被引導(dǎo)。有利地，引導(dǎo)元件至少包括眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件以便擴(kuò)大吸附面積。這種方法也改進(jìn)了吸附，由此帶來了經(jīng)濟(jì)上有益的運行方式。在本發(fā)明的一個特定方案中，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件至少具有轉(zhuǎn)向裝置，從而在水平方向察看時，吸附路徑基本上在至少半個圓弧上、優(yōu)選至少一次地在圓弧上繞導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的軸延伸?？傮w來說，本發(fā)明中，在半個或整個圓弧上延伸應(yīng)理解為流動層或轉(zhuǎn)向裝置的范圍，所述范圍基本上在分別約為至少180°和360°的角度上延伸。這可僅單次地或一次地或多次地發(fā)生。后者意為轉(zhuǎn)向裝置還優(yōu)選繞引導(dǎo)元件或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的軸為例如Z字形的和/或蜿蜒的或蛇形的設(shè)計。有利地，流動層或轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計成使得在水平方向察看時，吸附路徑在多重圓弧上和/或多重的360°上繞引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的軸延伸。特別地，流動層或轉(zhuǎn)向裝置基本上為螺旋結(jié)構(gòu)的形式。由此可實現(xiàn)例如兩次或三次乃至更多次地繞引導(dǎo)元件和/ 或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的軸延伸的吸附劑的吸附路徑。相應(yīng)地，相較于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的差不多單一筆直向下流動，引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件上的吸附路徑顯著延長。由此，當(dāng)裝置的建設(shè)高度或引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的長度與現(xiàn)有技術(shù)相同時，實現(xiàn)了吸附劑的路徑的極大延長以及因此吸附階段或吸附持續(xù)時間的可觀的延長。吸附劑或鹽水溶液可由此在特別是在根據(jù)本發(fā)明的裝置的建設(shè)高度或尺寸切實可行的同時在盡可能大的程度上飽含來自大氣的水。優(yōu)選地，流動層或轉(zhuǎn)向裝置基本上設(shè)計成引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的凹陷和 /或溝槽和/或通道。這使得優(yōu)選為液體的吸附劑能夠有利地在引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件上被轉(zhuǎn)向或引導(dǎo)。在合適的情況下，甚至在制造引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的過程期間和/或在后續(xù)階段中借助研磨或切割方法而形成凹陷或類似物。在本發(fā)明的一個有利變型中，引導(dǎo)元件基本上在豎直方向上定向并優(yōu)選在其上布置有導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件或眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件。其可被有利地制造，且最重要的是重力在這種情況下可被有效地利用或被用作可流動吸附劑或鹽水溶液的驅(qū)動力。這節(jié)省了能量并帶來了經(jīng)濟(jì)的運行方式?？傮w來說，借助本發(fā)明，可省卻對吸附劑或鹽液的多次泵送循環(huán)(即反復(fù)或多次向上泵送)。這尤其是借助吸附劑在引導(dǎo)元件上或在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件上的長的停留時間而實現(xiàn)的。因此在可觀的程度上節(jié)省了用于吸附劑的泵送循環(huán)的能量。有利地，引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件具有至少一個基本上由玻璃制成的用于可流動的吸附劑的接觸表面，或者引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件基本上由玻璃制成。玻璃是可與食品共存的，這對于所提取的水作為飲用水的可能用途來說是有利的。此外，玻璃可易于清洗或并相對較少地被污染，因為光滑的玻璃上的附著力較低。這在飲用水的應(yīng)用中也是尤為有利的。優(yōu)選地，至少玻璃的接觸表面設(shè)計成經(jīng)粗糙化的表面。由此顯著地改進(jìn)了吸附劑或鹽水溶液在引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件上的附著或轉(zhuǎn)向。玻璃由此獲得了吸水特性。 這優(yōu)化了吸附過程，此外，減少或防止了在有風(fēng)或風(fēng)暴的情況下吸附劑的漸漸脫離。在本發(fā)明的一個特定擴(kuò)展方案中，至少玻璃的接觸表面設(shè)計成由磨料、特別是由固體顆粒(例如沙子、玻璃粉，等等)噴砂的表面。在初步測試中已表明，這特別在相應(yīng)的渠道等中帶來了對吸附劑特殊的轉(zhuǎn)向或引導(dǎo)。由此實現(xiàn)了對吸附劑沿整個引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件的精確的引導(dǎo)。這對于穩(wěn)定的吸附過程來說是極為重要的，從而不會在吸附空間內(nèi)獲得任何不希望的或不精確的吸附路徑。最重要的是，作為對噴砂的可選方案，至少玻璃的接觸表面可設(shè)計成經(jīng)蝕刻的表面或毛砂面。根據(jù)本發(fā)明的目的還可借助根據(jù)權(quán)利要求1的前序的裝置來實現(xiàn)，引導(dǎo)元件具有至少一個包括毛細(xì)管的毛細(xì)單元以協(xié)助可流動的吸附劑流至吸附路徑。毛細(xì)管可替代單獨的封閉元件或封閉機(jī)構(gòu)等等，由此在經(jīng)濟(jì)方面帶來可觀的節(jié)省。優(yōu)選地，設(shè)置具有至少一個計量孔口的至少一個計量單元以便控制吸附劑流至引導(dǎo)元件。這允許吸附劑的精確添加，由此就吸附而言具有有利的效果。優(yōu)選地，毛細(xì)管至少包括計量單元的計量孔口。有利地，設(shè)置布置在吸附劑貯存器中的至少一個壓力形成單元以便施加壓力至可流動的吸附劑。由此可借助壓力變化來中止或控制對吸附劑的添加或支配。毛細(xì)管使吸附劑保持在例如吸附劑貯存器或液箱等中的吸附劑的低壓狀態(tài)。壓力的施加或壓力的增加擠壓或控制吸附劑流至引導(dǎo)元件和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件。壓力的變化可以如脈動地和/或逐步地或持續(xù)地增加或減少。相應(yīng)地例如根據(jù)大氣濕度、空氣速度、溫度等控制吸附過程或在吸附階段的吸附劑的量。在本發(fā)明的一個有利變型中，當(dāng)在吸附劑流動的方向上察看時，毛細(xì)管的長度以某個倍數(shù)大于毛細(xì)管的凈橫截面的直徑。毛細(xì)作用或毛細(xì)管力隨著毛細(xì)管長度的增加而改進(jìn)或增強(qiáng)。相應(yīng)地，特別長的毛細(xì)管可更有效地或更可靠地封閉計量孔口，較長的毛細(xì)管是相對于其橫截面或直徑而言。例如，約為1至10mm、特別是2至4mm的直徑是有利的。毛細(xì)管的長度可處于厘米的范圍內(nèi)?？傮w來說，半個小時或一個小時的吸附階段是有利的。也就是說，吸附劑或鹽水滴需要該時間來沿引導(dǎo)元件或螺旋形吸附路徑流動。


本發(fā)明的示范性實施例示于附圖中并借助附圖更詳細(xì)地進(jìn)行了解釋。具體地圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的圖解，所述裝置具有類似于一串珍珠的引導(dǎo)元件，圖2示出根據(jù)圖1的引導(dǎo)元件的細(xì)節(jié)的立體圖解，圖3示出根據(jù)圖2的第一導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的立體圖解，圖4示出根據(jù)圖1的放大的細(xì)節(jié)的截面圖解，圖5示出多個引導(dǎo)元件或第一導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的俯視圖解，圖6示出毛細(xì)單元的截面圖解，圖7示出毛細(xì)單元的立體圖解，圖8以各種視圖示出根據(jù)本發(fā)明的第二導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的圖解，圖9示出根據(jù)圖8的第二導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件的俯視和側(cè)視圖解，圖10示出穿過根據(jù)本發(fā)明的裝置的豎直截面圖解，所述裝置具有殼型渦輪、風(fēng)向標(biāo)和遮陽罩，以及圖11示出通過根據(jù)本發(fā)明的裝置的水平截面圖解，所述裝置具有外罩型渦輪。
具體實施例方式在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的裝置示意性地作為模塊運行，所述模塊具有六個圖示的引導(dǎo)元件1并具有布置在頂部的鹽水貯存器2以及流出口 4，所述引導(dǎo)元件1具有眾多第一導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3。鹽水貯存器儲存鹽水液體，所述鹽水液體沿引導(dǎo)元件1向下流動并最終富含來自大氣的水或經(jīng)稀釋而流動至流出口 4。眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3沿引導(dǎo)元件1布置，吸附劑在所述導(dǎo)水機(jī)構(gòu)上流動。也就是說，吸附路徑也經(jīng)由導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3。根據(jù)圖2至圖5的放大視圖示出導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3在引導(dǎo)元件1上的布置和設(shè)計。在本例中，顯然導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3包括具有側(cè)部直立的邊緣觀的通道5或流動層5， 所述通道5或流動層5設(shè)計成螺旋結(jié)構(gòu)并且繞導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或引導(dǎo)元件1的軸6盤繞例如約 3次。也就是說，在本發(fā)明中，通道5繞軸6在三重圓弧上延伸。通道5的流入口 7—方面從鹽水貯存器2或毛細(xì)管9處出現(xiàn)在引導(dǎo)元件1上。另一方面，所述流入口出現(xiàn)在布置在上方或穿過引導(dǎo)元件1的鄰近的或側(cè)向偏置的導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 3處。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或通道5的排出口 10將吸附劑輸送至下一個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或至鄰近的引導(dǎo)元件1或至流出口 4。吸附劑或鹽水溶液在通道5內(nèi)以優(yōu)選地約為1°至2°的非常低的坡度流動，并例如僅約0. 3至0. 4mm厚。由此實現(xiàn)了相對較好的體積與吸附面積的比率或良好的流速。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3可具有例如約5、10、30或50cm的直徑，在后者的情況下，通道的直徑優(yōu)選在顯著更多的圓弧上延伸。此外，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3優(yōu)選為六邊形的設(shè)計，從而使它們形成了封閉的表面或分層，如在根據(jù)圖5的俯視圖中可見。這改進(jìn)了系統(tǒng)在空氣流通方面的空氣動力特性。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3還可具有平坦的底面。優(yōu)選經(jīng)由毛細(xì)管9而進(jìn)行計量，所述毛細(xì)管9連同引導(dǎo)元件1組成了毛細(xì)單元11。 由此可省卻機(jī)械封閉，從而節(jié)省了成本和控制技術(shù)。計量是例如經(jīng)由貯存器2內(nèi)的吸附劑的壓力變化而進(jìn)行的。在此，滴量計尤為有利。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3優(yōu)選由玻璃制成?？赏ㄟ^鑄造、沖壓等方式生產(chǎn)玻璃。此外，可采用循環(huán)再生玻璃，由此進(jìn)一步降低成本。此外，玻璃是可與食品共存的，是高度穩(wěn)定的，并且例如可借助噴砂等方式而粗糙化。有利地，使通道5粗糙化，而導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的其余部分不粗糙化， 這在流動方面具有有益的效果。眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的一個位于另一個之上以及彼此緊鄰的布置改進(jìn)了每體積或每模塊的收益。多個模塊還可彼此連接。根據(jù)本發(fā)明的模塊的尺寸可例如為約2. 5m高以及直徑約2. 5m。在這種情況下，可省卻鹽水的多重泵送循環(huán)，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比實現(xiàn)了可觀的節(jié)能。也就是說，鹽水溶液從貯存器2沿引導(dǎo)元件1或?qū)畽C(jī)構(gòu)3向下流動，并在底部以某種未更詳細(xì)示出的方式和/或借助離心機(jī)等而經(jīng)歷了從例如鹽中分離、特別通過蒸餾來提取水或飲用水。根據(jù)上文所述的第一示范性實施例，還可設(shè)置根據(jù)圖8和圖9的第二導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3。 它類似地具有通道5或淺流動層5，所述通道5或淺流動層5具有有利的邊緣并基本上繞軸6螺旋形地盤繞了約三次。優(yōu)選地，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3完全由玻璃制成，有利地，通道5或流動層5 (在適當(dāng)?shù)那闆r下包括其邊緣28)經(jīng)粗糙化或噴砂。沿吸附路徑的淺而平坦的流動層的坡度(在根據(jù)圖8c的橫截面中幾乎為水平的) 非常低，特別是低至鹽水溶液恰好流動。例如，坡度或在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的頂面15上的流動層的高度與在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的頂面15上的吸附路徑的長度的比率約等于0.5%至5%之間，優(yōu)選約為7. 5/500，即約1. 5%。由此實現(xiàn)了吸附劑或鹽水溶液沿吸附路徑或流動層5的極低的蠕動速度，從而導(dǎo)致在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3上長的停留時間。這改善了吸附，從而使得不需要泵送循環(huán)。也就是說，鹽水溶液在水被分離之前不必沿引導(dǎo)元件1流動兩次。例如，導(dǎo)向桿1約為2米高，并且借助于有利的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3而具有約12米的吸附路徑。在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的中央處設(shè)置的是凹口，通過所述凹口插入了例如直徑為若干毫米、特別是3mm的導(dǎo)向桿1，從而牢固地保持住導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3。根據(jù)圖8(圖8a)、8b)、8c)未按真實比例示出)和圖9的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)具有例如約10 至15cm、優(yōu)選12cm的直徑，并在俯視圖中或在水平截面中基本上為六邊形的，從而使得通過多個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在同一水平面上連接在一起而形成了幾乎封閉的表面或平面。這在圖10 中變得尤為清晰。在此，例如，采用了多個導(dǎo)向桿1，所述導(dǎo)向桿1具有一個位于另一個之上地豎直布置的眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3，從而使導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在根據(jù)本發(fā)明的裝置中形成了幾乎封閉的平面或?qū)?7。風(fēng)或空氣18可因而以空氣動力學(xué)有利的方式沿層17或?qū)畽C(jī)構(gòu)3流動。 這基本上防止了在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3后面形成死角或風(fēng)幕，這對吸附具有高度有利的效果。同樣， 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的橫截面可以是三角形、正方形或八邊形的，以實現(xiàn)在很大程度上封閉的平面或?qū)?7。吸附劑或鹽水溶液從較高的平面/層17至下一個較低的層17或平面內(nèi)的“輸送” 并不像第一示范性實施例中通過引導(dǎo)元件1的改變而進(jìn)行的，而是在邊棱19上從導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 3的頂面15至底面16而進(jìn)行的。在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的底面16上的流動層5或通道5基本上徑
8向地定向并在一定程度上具有吸附劑的收集器的功能，以將吸附劑進(jìn)一步傳遞至導(dǎo)向桿1 或至布置在下方的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件3。有利地，該通道5也經(jīng)粗糙化。此外，通道5在橫截面中在外邊緣觀處具有相對較大的直徑(參考圖8c))，以有效防止吸附劑滴落或漸漸脫離。在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的底面16上的凸出端20確保吸附劑有利地流回至導(dǎo)向桿1或沿其流動至布置在下方的下一個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3。凸出端20在功能方面近似對應(yīng)于根據(jù)圖1至圖6 的第一導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的流出口 10，也就是說，由此進(jìn)行吸附劑從一個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3至下一個元件 (即布置在下方的導(dǎo)向桿1或?qū)畽C(jī)構(gòu)3)的輸送。總體來說，顯然(第一或第二)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的頂面15和底面16是不同地設(shè)計的， 特別是在功能、構(gòu)形、流動外形或流動層5等方面。此外，設(shè)置有導(dǎo)向片21，所述導(dǎo)向片21確保了吸附劑或鹽水溶液從導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的頂面15至底面16的有利輸送。基本上，顯然根據(jù)圖8和圖9的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3在豎直截面內(nèi)有利地具有空氣動力外形，例如圓盤形、透鏡形等等，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在邊緣區(qū)域比在中央或中間“更薄”。這一方面在空氣動力學(xué)上是有利的，而另一方面確保了在頂面15和底面16兩者上的流動層的坡度，從而使重力“驅(qū)動”吸附劑或鹽水溶液，即促使它(緩慢地)流動。因此無需人工能量的消耗。如在附圖中清晰可見，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的寬度27大于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的高度26 (例如圖 8c))。例如，寬度與高度的比率等于三至十倍之間、特別是約為5至1，或高度約2cm而寬度 27 約 11cm。有利地，根據(jù)圖10和圖11的裝置具有低壓形成單元，優(yōu)選為殼型噴嘴22，由此可在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或?qū)驐U1的區(qū)域內(nèi)形成一定的低壓。通過有利地放寬兩個翼23 (在空氣18 流動的方向上在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或?qū)驐U1后面)，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3內(nèi)或?qū)畽C(jī)構(gòu)3的區(qū)域內(nèi)形成了低壓并有利地將空氣18抽吸至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或至吸附劑。這改進(jìn)了根據(jù)本發(fā)明的吸附，尤其是有效減少或防止了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3上游的動態(tài)壓力(例如發(fā)生在現(xiàn)有技術(shù)中)。同樣，由此減少或消除了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3后面的死角或風(fēng)幕。有利的風(fēng)向標(biāo)M與殼型噴嘴22或翼23的可旋轉(zhuǎn)能力或旋轉(zhuǎn)軸共同使得可將根據(jù)本發(fā)明的裝置自動定向至風(fēng)18。由此確保了裝置的自動定向或逆著引導(dǎo)元件1或?qū)畽C(jī)構(gòu)3的進(jìn)氣的自動定向或吸附路徑5的自動定向，而無需消耗人工能量。其結(jié)果是根據(jù)本發(fā)明的裝置可不依賴風(fēng)向而運行，特別是無需消耗外部能量來轉(zhuǎn)動裝置或?qū)驐U1。因此， 優(yōu)選地，具有導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的導(dǎo)向桿1也繞風(fēng)力偏轉(zhuǎn)裝置或殼型噴嘴22的旋轉(zhuǎn)軸極為對稱地布置，如在圖11中的截面俯視圖中清晰可見。單個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的六邊形截面形狀還導(dǎo)致各個平面或?qū)?7的六邊形截面形狀，同時所述平面或?qū)?7的中央或中間有利地為旋轉(zhuǎn)軸線。此外，設(shè)置有遮陽罩25或遮蔭形成裝置25，所述遮陽罩25或遮蔭形成裝置25使得避開入射陽光或防止吸附路徑或?qū)畽C(jī)構(gòu)3暴露于強(qiáng)太陽輻射下。由此有利地使吸附劑或鹽水溶液的蒸發(fā)得到防止或最小化。此外，更為有利地，遮陽罩25稍微使流入的空氣18定向至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3的平面或?qū)?17上。這也進(jìn)一步改進(jìn)了吸附。在適當(dāng)?shù)那闆r下，相應(yīng)的遮陽罩還可以某種未更詳細(xì)示出的方式布置在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)3或?qū)驐U1后面(相對于風(fēng)向來說)，從而也從該側(cè)減少或避開太陽輻射和/或有利地使“較干燥的”空氣18的“外流”受影響或轉(zhuǎn)向。總體來說，裝置(例如那些基本上對應(yīng)于根據(jù)圖10和圖11的示范性實施例的裝置)可以模塊的形式水平地和/或豎直地互相組合或互相連接。 就能量的供應(yīng)而言以及就(飲用)水從大氣空氣的產(chǎn)出而言，盡可能自主地運行根據(jù)本發(fā)明的裝置基本上是有利的。也就是說，能量應(yīng)盡可能地來自可再生能源，例如風(fēng)、 太陽、生物質(zhì)，等等，并且水的產(chǎn)生應(yīng)盡可能為無故障或低維護(hù)的，并幾乎是自動的或自動化的。這可借助根據(jù)本發(fā)明的裝置以迄今還未被公開的方式而實現(xiàn)。因此，尤其是甚至在地球的邊遠(yuǎn)干旱地區(qū)內(nèi)的使用是可行的，例如從而滿足對潔凈水的基本要求，這是當(dāng)前聯(lián)合國管理的主題。
權(quán)利要求
1.一種用于借助可流動吸附劑、特別是具有吸濕鹽的鹽水溶液而從大氣空氣(18)提取水的裝置，所述可流動吸附劑用于吸附水，至少沿吸附路徑(1、5)進(jìn)行吸附，可流動吸附劑布置成至少沿吸附路徑(1、5)，所述吸附路徑(1、5)基本在用于引導(dǎo)吸附劑的引導(dǎo)元件 (1)上，引導(dǎo)元件(1)具有至少兩個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)，所述至少兩個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)布置成在豎向方向上至少部分地一個位于另一個之上，以便擴(kuò)大吸附面積或吸附路徑(5)，其特征在于，形成了至水平平面上的投影的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的寬度(XT)大于形成了至豎直平面上的投影的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的高度06)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的寬度(XT)至少以三倍的倍數(shù)大于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的高度06)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件C3)具有基本水平定向的外部輪廓，從而使眾多導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)形成了基本上區(qū)域覆蓋的布置(17)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的豎直定向的高度06)在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的邊緣區(qū)域處比在引導(dǎo)元件(1)的區(qū)域內(nèi)和/或在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的中間區(qū)域(6)內(nèi)低。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，分配元件(3)的頂面(15)上的吸附路徑(1、5)的流動層(5)的外形不同于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的底面(16)上的吸附路徑的流動層(5)的外形。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的頂面 (15)上的吸附路徑的流動層( 具有路徑延長的外形。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的底面(16) 上的吸附路徑的流動層( 具有基本上徑向定向的外形。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的頂面 (15)上的吸附路徑(5)和/或流動層(5)的長度至少以十倍的倍數(shù)大于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件 (3)的頂面(15)上的吸附路徑(5)的豎直定向的吸附高度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，至少在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的頂面 (15)上的吸附路徑(5)和/或流動層(5)的長度至少以十五倍的倍數(shù)大于在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件 (3)的頂面(15)上的吸附路徑(5)的豎直定向的吸附高度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，吸附路徑(1、5)的至少一個流動層(5)繞引導(dǎo)元件⑴和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件(3)的軸(6)在至少180°的范圍延伸。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，流動層( 設(shè)計成導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件 (3)的淺流動層(5)并且具有基本上豎直定向的邊緣08)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，引導(dǎo)元件(1)和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)元件(3)具有基本上由玻璃制成的用于可流動吸附劑的至少一個接觸表面，至少玻璃的接觸表面設(shè)計成經(jīng)粗糙化的表面。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述和/或根據(jù)權(quán)利要求1的前序所述的裝置，其特征在于，引導(dǎo)元件(1)具有至少一個毛細(xì)單元(11)以協(xié)助可流動吸附劑到達(dá)吸附路徑(1、5)，所述毛細(xì)單元(11)包括至少一個毛細(xì)管(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助可流動吸附劑、特別是具有吸濕鹽的鹽水溶液而從大氣空氣(18)提取水的裝置，所述可流動吸附劑用于吸附水，至少沿吸附路徑(1、5)進(jìn)行吸附，可流動吸附劑布置成至少沿吸附路徑(1、5)，所述吸附路徑(1、5)基本上在用于引導(dǎo)吸附劑的引導(dǎo)元件(1)上，引導(dǎo)元件(1)具有至少兩個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)，所述至少兩個導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)布置成在豎向方向上至少部分地一個位于另一個之上，以便擴(kuò)大吸附面積或吸附路徑(5)，所述裝置實現(xiàn)了較好的能量收益從而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的運行。根據(jù)本發(fā)明，這是通過使導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的寬度(27)(形成了至水平面上的投影)大于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)元件(3)的高度(26)(形成了至豎直平面上的投影)而實現(xiàn)的。
文檔編號B01D53/14GK102482869SQ201080035438
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者C·蒂洛, F·W·蒂洛 申請人:洛格斯革新有限公司