[发明专利]一种空气冷凝水收集器

说明书

技术领域

本发明涉及空气取水技术领域，具体涉及一种空气冷凝水收集器。

背景技术

荒漠地区干旱缺水，使得取水用水非常困难，而空气中存在大量的水蒸气可以收集利用作为液态水，不仅可供人类救生之用，也可以为动植物的生存提供水源。现有技术中有从空气中吸收水蒸气，再解吸冷凝收集水的装置，但空气冷凝水收集技术还未被广泛应用，主要原因是集水设备结构复杂，转换效率低，操作不便，难以适用于野外复杂的环境。

现有技术中,侴乔力等的专利CN2218770Y“太阳能空气取水器”,上海交通大学白泽宇等的专利CN102936912B“太阳能空气吸附式沙漠取水旅行包”，杭州电子科技大学刘光宇等的专利CN203462517U“新型的自动化太阳能空气取水装置”与中国人民解放军理工大学耿世彬等的专利CN104563210A“一种节能空气取水装置”等均利用太阳能为能源以进行空气中水的冷凝。其中侴乔力等的专利利用太阳能聚光加热吸附剂进行吸附剂的解吸，有较好的集水效果，但昼夜交替时，需开闭透光罩以保证吸附时的通风和解吸要求的密封环境，需要人工操作，使用不方便。白泽宇等的专利中描述了将不透明容器壁暴露在空气中，利用太阳能加热容器壁再传热给吸附剂的方法，存在加热温度低，转换效率低的问题。而刘光宇等与耿世彬等的专利中使用了热电堆、泵、蒸汽压缩制冷系统等复杂原件，再加上装置结构复杂，在恶劣的野外条件下，装置的稳定性难以保证。

本发明是针对现有技术存在的问题而设计的的，利用仿生原理，将大气中的汽态水凝集成为液态水并收集储存起来，供急需之用的集水装置，装置利用太阳能供电，无需外接电源，且聚光效果好，更加自动化，避免人工操作带来的麻烦，结构简单，容易维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气冷凝水收集器，该装置能吸附收集空气中的水蒸气，后经过太阳能加热解吸，进而冷凝得到液态水并收集起来，从而实现高效集水的目的。

本发明采取的技术方案是：一种空气冷凝水收集器，包括冷凝集水柱1、聚光罩2和储水器3，其特征在于：所述的冷凝集水柱1是上半部为冷凝罩4，下半部为透光罩8的圆柱形腔体结构，冷凝集水柱1沿其轴向水平布置，冷凝罩4内壁下边缘设有集水槽5，所述的圆柱形腔体内部设有吸附结构，该吸附结构与腔体内壁之间留有空隙，所述冷凝集水柱1的两个圆形端面分别设有活动门9，活动门9上设有光传感器10，冷凝集水柱1通过下部开孔连接引水管12，冷凝集水柱1通过支撑架15连接聚光罩2，所述聚光罩2的中央开孔，并通过输水管13连接储水器3，所述的引水管12与输水管13连通。

所述的吸附结构为一个直径小于冷凝集水柱1内径的圆柱状吸附结构，该圆柱状吸附结构由四个吸附床6通过金属丝与一圆轴连接组成，所述的四个吸附床6沿圆轴径向分布，相邻吸附床6之间留有空隙，便于通风，所述吸附结构通过设置在冷凝罩4上部的挂钩与冷凝罩4连接，悬挂于冷凝集水柱1的内部，所述的吸附床6中填充装有吸附剂的金属网球，吸附剂选用氯化镁改性硅胶。

所述冷凝罩4的内壁为疏水材料PTFE（聚四氟乙烯）膜，其间设有多个亲水凸起14，所述亲水凸起14为朝向冷凝集水柱1内部并突出于冷凝罩4壁面的结构，该凸起部分由丙烯酸-硅材料制成。

所述集水槽5通过衔接在集水槽5末端的引水软管11与引水管12连通。

所述冷凝罩4的上表面设有太阳能电池板7，用于为装置内所有的电子元件供电。

所述的聚光罩2为水平放置的旋转抛物面聚光镜，其中央开孔连接输水管13，输水管13直径大于引水管12的直径，以便于在下雨天能将雨水汇入储水器3。

所述的透光罩8为石英玻璃制成。

本发明具有如下有益效果：

冷凝集水柱结构简单，便于维护，以空气中的水作为水源，能最大限度开发利用水资源。吸附剂选择氯化镁改性硅胶，造价低廉，吸附脱附效果优良，使用一定年限后，如果吸附功能降低，可以更换。冷凝罩模仿沙漠甲虫利用背壳集水的原理，采用亲水点与疏水材料（PTFE膜，有一定制冷效果）相间的特殊结构，增强了水蒸气的冷凝效果，集水效率高；透光罩选用石英玻璃，透光率高，便于透光以加热吸附剂。太阳能电池为装置中所有电子元件供电，无需外接电源，绿色环保。聚光罩汇聚太阳光加热吸附剂，使其脱附水分便于收集。活动门通过感应装置自动开启和关闭，无需人工操作，使用更方便。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为冷凝集水柱径向截面结构示意图。

图3为聚光罩和储水器径向截面结构示意图。