空气取水器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种空气取水器。它由取水装置和太阳能聚光罩构成。取水装置包括透光罩、吸附床、相变储热冷凝器、遮光导流叶片、保温瓶、外壳、支架和取水管路等。本实用新型专利技术实现了空气中的水蒸汽向水的转化，解决了在海洋和沙漠地区获取淡水的问题。本实用新型专利技术只利用风能和太阳能作动力，避免了由于淡水运输所带来的各种困难。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及淡水的获取
地球表面的绝大部分被海洋和沙漠所覆盖，而人类在这两个地区的活动随着社会的发展越来越重要。但是，对于在海洋和沙漠地区活动的人来说，确保淡水供应是其所有活动的先抉。这不仅对于那些海岛和沙漠的居民来说是如此，而且对于那些从事日益频繁的石油开发、交通运输、军事活动和科学探险的人来说，更是如此。这样，如何在海洋和沙漠地区获取淡水，就成了人类共同关心，而又尚需解决的问题。本技术的目的在于提供一种能够在海洋、沙漠以及其它缺水的地区，利用风能和太阳能作为动力，而从空气中获取淡水的空气取水器。地球上的水以汽、液、固三态并存，由于地球引力和太阳辐射热的作用，造成地球上水的迁移和三态转化；这就导致了大气层永远成为水循环的中转站。根据水量的质量守恒，随着空气温度的升高，在地表水量因蒸发而减少的同时，空气中的绝对含湿量却在增加；因此，在没有地表淡水水源的情况下，空气就成了我们获取淡水的来源。将空气中的水蒸汽变成水，就是本技术的基本构思。本技术包括取水装置和太阳能聚光罩。取水装置放在太阳能聚光罩上面的支架上。所说取水装置由透光罩、放有吸附剂的吸附床、相变储热冷凝器、遮光导流叶片、保温瓶、外壳、支架和取水管路等构成。支架固定在外壳内壁，支撑吸附床和保温瓶，吸附床下端连接有遮光导流叶片，相变储热冷凝器放在保温瓶的盖子中，透光罩罩在外壳上。在夜晚，尤其是沙漠地区，气温较低，而相对湿度较高；此时，取下透光罩，利用自然风使吸附床对空气中的水蒸汽进行吸附；到了白天，将透光罩罩上并密封，利用太阳能加热吸附床，使水蒸汽脱附；脱附后的水蒸汽与空气一起在透光罩内进行自然对流循环；当水蒸汽接触低于露点温度的相变储热冷凝器表面时，便在其上凝结，变成水滴流入保温瓶。为了便于水滴流入保温瓶，相变储热冷凝器的内表面做成漏斗形。为了防止保温瓶中的水份蒸发和相变储热冷凝器的保冷，保温瓶的盖子用绝热材料制成。太阳能聚光罩可用凸透镜取代。本技术还可包括太阳能聚光跟踪系统和或控制取水装置升降从而进行脱附热扫描的机械系统。本技术所用的吸附剂可以选用硅胶、沸石等各种具有较高吸附性能而又无毒无害的物质。吸附床是用金属网制成的容器。相变储热冷凝器内的相变材料选用相变潜热较大的物质，而其凝固点接近当地昼夜平均温度。为满足不同地区和不同季节的要求，每台空气取水器可制备两至三台由不同相变材料填制的相变储热冷凝器。以下结合附图对本技术作进一步描述。附附图说明图1、空气取水器示意图。其中，1－取水装置，2－太阳能聚光罩，3、4－支架。附图2、取水装置示意图。其中，5－透光罩，6－吸附剂，7－吸附床，8－支架，9－遮光导流叶片，10－相变储热冷凝器，11－盖子，12－保温瓶，13－外壳，14－取水管，15－阀门，16－水。附图3、各种吸附剂的吸湿平衡图。附图4、硅胶吸附水时的等压吸附曲线图。参见附图，为了使吸附床7尽可能多地获得太阳能，采用对太阳辐射的透过率接近1，而对低温长波辐射透过率接近0的石英玻璃制作透光罩5。吸附床7是由铁丝网制成的环柱状容器，内放颗粒状硅胶吸附剂6。保温瓶盖子11的外壳由塑料制成，内填膨胀珍珠岩，盖子11的中上部有一凹槽，槽底有一小孔；由不锈钢作外壳，内填相变材料的相变储热冷凝器10放在槽内，其漏斗小孔与槽底小孔相对应。外壳13为外镀抛光铝膜的金属容器。金属支架8铆在外壳13的内壁上，上支吸附床7，下托保温瓶12。为了使硅胶吸附剂达到水份脱附所需150℃以上的高温，采用抛物面太阳能聚光罩2，并使聚光焦点位于吸附床7。利用遮光导流叶片9遮挡阳光，使相变储热冷凝器10保冷；并使水蒸汽流经相变储热冷凝器10的表面，从而不断冷凝。由于风速的作用，吸附床在整个夜晚不停地与大量空气进行热湿交换；因此，虽然每立方米空气中的含湿量不算高，但经过一个夜晚的吸附，足以使吸附剂处于饱和状态。无论在沙漠还是海洋地区，夜晚空气的温度较低，因而相对湿度较高，这样对基于温差吸附原理的空气取水器的吸附过程来说，是非常有利的。当吸附床内装有10Kg硅胶，夜晚空气的相对湿度为60％，从附图3可查出其吸水率为30％；故饱和时，该吸附床的吸水量为3Kg。对硅胶吸附剂而言，水份脱附所需温度为150℃～200℃，而太阳常数为1KW／m2，所以一个白天所吸收的太阳能足以满足脱附所需热量的要求。由于吸附床是环柱状容器，其外表面的吸热量远大于内表面，从而使外部空气得热高于内部；由此产生密度差并作为动力，使得再生时罩内的湿空气不断地从吸附床外部空间上升，在内部空间下降，形成空气的自然对流循环。由于再生时，取水装置是密封的，水份的不断脱附导致了密闭空间绝对含湿量骤然上升，并使对应的露点温度大为提高；因此只要相变储热冷凝器的表面温度低于密闭空间内空气的露点温度，则空气中的水份就会不断在其上凝结，并在重力作用下沿漏斗进入保温瓶。当脱附温度为150℃时，由附图4可见，硅胶的饱和水份吸附量在5％左右；此时该吸附床的含水量为0.5kg，因此空气取水器的取水量为2.5kg。需要说明的是如果夜晚风速较低，或者由于吸附材料较差，使得整个夜晚过后，吸附量没有达到饱和，则取水量将有所降低。假如硅胶在整个夜晚的吸附量只达到饱和吸附量的50％，则上述填冲10Kg硅胶的空气取水器在一个昼夜的取水量将为1Kg，而不是2.5Kg。在干燥的夏季非洲沙漠，可采用内填10H2O·Na2SO4的相变储热冷凝器，其凝固点在30℃左右，接近该地区夏季的昼夜平均温度；而与其它地区和季节相匹配的相变材料，可根据现有资料按需配制。本技术实现了空气中的水蒸汽向水的转化，解决了在海洋和沙漠地区获取淡水的问题。本技术利用风能进行吸附，利用太阳能进行脱附，便可不断从空气中获取淡水，避免了由于运输淡水所带来的巨大困难。权利要求1.一种空气取水器，其特征在于它包括取水装置、太阳能聚光罩，取水装置放在太阳能聚光罩上面的支架上，所说取水装置由透光罩、吸附床、相变储热冷凝器、遮光导流叶片、保温瓶、外壳、支架和取水管路构成，支架固定在外壳内，支撑吸附床和保温瓶，吸附床下端连接有遮光导流叶片，相变储热冷凝器放在保温瓶的盖子中，透光罩罩在外壳上。2.如权利要求1所述的取水器，其特征在于所说保温瓶［12］盖子［11］的中上部有一凹槽，槽底有一小孔。。3.如权利要求1所述的取水器，其特征在于所说相变储热冷凝器［10］的内表面为漏斗形。4.如权利要求1所述的取水器，其特征在于还可包括太阳能聚光跟踪系统和或控制取水装置升降的机械系统。专利摘要本技术提供了一种空气取水器。它由取水装置和太阳能聚光罩构成。取水装置包括透光罩、吸附床、相变储热冷凝器、遮光导流叶片、保温瓶、外壳、支架和取水管路等。本技术实现了空气中的水蒸汽向水的转化，解决了在海洋和沙漠地区获取淡水的问题。本技术只利用风能和太阳能作动力，避免了由于淡水运输所带来的各种困难。文档编号E03B3/00GK2175788SQ93201730公开日1994年8月31日 申请日期1993年1月16日 优先权日1993年1月16日专利技术者侴乔力, 王永堂 申请人:侴乔力, 王永堂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气取水器，其特征在于它包括取水装置［１］、太阳能聚光罩［２］，取水装置［１］放在太阳能聚光罩［２］上面的支架［３］上，所说取水装置［１］由透光罩［５］、吸附床［７］、相变储热冷凝器［１０］、遮光导流叶片［９］、保温瓶［１２］、外壳［１３］、支架［８］和取水管路［１４］构成，支架［８］固定在外壳［１３］内，支撑吸附床［７］和保温瓶［１２］，吸附床［７］下端连接有遮光导流叶片［９］，相变储热冷凝器［１０］放在保温瓶［１２］的盖子［１１］中，透光罩［５］罩在外壳［１３］上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乔力，王永堂，
申请(专利权)人：乔力，王永堂，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]