[发明专利]空爆式水中空气高效提取装置

说明书

本发明公开了空爆式水中空气高效提取装置，包括竖直方向上设置的气化室，气化室的上方连接渐缩罩，渐缩罩的上方设置集气罩，集气罩的上方连接气体输出管，集气罩内设置有与气体输出管连接的气体收集筒，气体收集筒的侧壁上均匀设置有过气孔，气体收集筒的底部设置有集气盖，气化室上设置有空爆机构；空爆机构包括设置在气化室一侧的进水孔，气化室的另一侧设置有与进水孔正对的出水孔，气化室的侧面固定设置有防水的驱动电机，驱动电机连接有驱动轴，驱动轴连接有驱动水从进水孔流向出水孔的螺旋桨。通过上述设置，其能够高效快速的将水中的空气提取出来，从而满足人在水下的工作和生活对氧气的需求，从而能够扩大人类生活的空间。

技术领域

本发明涉及水下应用领域，具体为空爆式水中空气高效提取装置。

背景技术

千百年来人们都梦想着和能鱼一样可以在水中遨游，不必受限于换气的困扰。特别是潜水爱好者在水下潜水过程中总是不住的观察气瓶中的氧气存量。水中存在着大量的空气，制造一个可以从水中有效快速的提取空气的水肺是很多人的梦想。

先说说人造鳃的历史：从上世纪60年代起，明尼苏达大学化工系的Cussler就提出了用聚二甲基硅氧烷这样的膜材料实现从水中分离溶解氧的想法。他甚至还做出了一个样机，能供一只小狗呼吸。但远远达不到供人呼吸的程度。上世纪90年代，日本的富士系统公司为了展示他们新一代的非对称聚二甲基硅氧烷有多棒，也做过一个人造鳃，不过其体积非常大，有一个多冰箱那么大，在演示时需要推着在水里不断前进来获取足够的氧气，而且只维持潜水员正常呼吸了18分钟。

20世纪以来，先后有至少两个组对人造鳃做过严肃的科学研究。早稻田大学化工系的Kiyotaka Sakai组在2003到2005年发过几篇文章，大概的原理是用疏水的中空纤维膜作为人造鳃，膜外与外界水体接触，膜内用泵驱动可富氧的液体通过，再从另一侧通过加热或光照的方式将富氧液体中的氧气释放出来。但是，无论怎样优化，都无法将维持这套系统提供一个人足够正常呼吸(仅仅是静息时)的氧气的能耗降低到150W以下。虽然氧气的来源理论上是解决了，但电源又成了问题。

美国凯斯西储大学化工系的Harihara Baskaran也曾经拿到过美国海军的经费与其他公司合作研发人造鳃，他们的思路是用微流控芯片取代中空纤维膜作为人造鳃的鳃体。这样做的好处，是因为微流控芯片是通过光刻技术“打印”出来的，所以可以设计管道的形状从而将效率最大化。事实上，凯斯西储大学还试着用这一技术实现人工肺。然而，这个项目最终也不了了之。微流控芯片加工的成本要大大高于中空纤维膜，而且怎样把这么多微流控芯片集成起来也是问题。另外，还是需要一个泵来驱动水流过这些微通道。

本专利发明的一种从水中提取空气的方法可以在低能耗的情况下提取水中的空气并直接供给潜水员或者潜水艇等使用。

发明内容

本发明的目的在于提供空爆式水中空气高效提取装置，其能够高效快速的将水中的空气提取出来，从而满足人在水下的工作和生活对氧气的需求，从而能够扩大人类生活的空间。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：空爆式水中空气高效提取装置，包括竖直方向上设置的气化室，所述气化室的上方连接有渐缩罩，所述渐缩罩的上方设置有集气罩，所述集气罩的上方连接有气体输出管，所述集气罩内设置有与所述气体输出管连接的气体收集筒，所述气体收集筒的侧壁上均匀设置有过气孔，所述气体收集筒的底部设置有集气盖，所述气化室上设置有空爆机构；

所述空爆机构包括设置在所述气化室一侧的进水孔，所述气化室的另一侧设置有与所述进水孔正对的出水孔，所述气化室的侧面均匀固定设置有防水的驱动电机，所述驱动电机连接有驱动轴，所述驱动轴连接有驱动水从所述进水孔流向所述出水孔的螺旋桨。