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一種空氣集水帆及其集水裝置的制作方法

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一種空氣集水帆及其集水裝置的制作方法

本發(fā)明屬于空氣集水的技術領域,特別是涉及一種空氣集水帆及其集水裝置。



背景技術:

水是生命的源泉,但全球范圍內越來越嚴峻的淡水匱乏嚴重制約了社會和經(jīng)濟的發(fā)展,也對人類的生存提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

一些地方盡管干旱少雨,但空氣中含有一定的水分,特別在深夜到凌晨時,由于溫度下降,空氣起霧變得更加濕潤,若采用一定的方法將空(霧)氣中的水分收集起來,將為淡水的獲取提供一種新的途徑,可以解決某些環(huán)境下獲取淡水的困難。

沙漠甲蟲stenocara利用其背部表面的特殊結構從空氣中獲取水,解決飲水問題。沙漠甲蟲stenocara的背部表面有許多無規(guī)則排列的突起,突起之間的距離為0.5-1.5μm,突起表面光滑,具有親水性;而在突起之間的側斜面和凹處,則覆蓋有微納米結構的疏水性蠟狀物質,由呈規(guī)則排列的直徑約10μm的六邊形半球形結構構成。經(jīng)甲蟲親水部分的突起捕捉水,由非親水部分的基底運輸水分至甲蟲口中,滿足其對水的需求。受沙漠甲蟲取水方式和蜘蛛絲的吸水機理的啟發(fā),得到一種新的淡水獲取技術與方式,以此可解決某些環(huán)境下淡水獲取困難的問題。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種空氣集水帆及其集水裝置,能夠對空(霧)氣中存在的水氣進行吸收和匯集,以解決某些環(huán)境下淡水獲取難度大的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種空氣集水帆,包括織物基和集水突起,所述織物基為疏水性纖維紡織織物,所述集水突起為親水性材料、散點式或者點陣式附于織物基的表面。

所述集水突起為親水性纖維紗線與織物基的疏水性纖維紗線通過機織在織物基表面形成的突起。

所述親水性纖維為親水性天然纖維或者親水性再生纖維素纖維。

所述親水性天然纖維包括棉纖維、毛纖維、絲纖維和麻纖維,所述親水性再生纖維素纖維包括粘膠纖維和天絲纖維。

所述集水突起為采用絲網(wǎng)印花工藝將親水性材料粘結在織物基表面形成的突起。

所述集水突起為采用3d打印技術將親水性材料打印在織物基表面形成的突起。

所述親水性材料為海藻酸鈉、羧甲基纖維素、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一種或者多種。

所述集水突起在織物基上的面積比為5%、10%、15%、20%、25%或30%。

所述疏水性纖維為滌綸纖維或者錦綸纖維,但不僅限于此二種。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的另一技術方案是提供使用上述的空氣集水帆的集水裝置,還包括支架和集水槽,所述空氣集水帆傾斜、張開地設置于支架上,所述集水槽設置于空氣集水帆的下沿。

有益效果

本發(fā)明的空氣集水帆通過集水突起從空氣中吸水,局部飽和后通過疏水的織物基匯流進入集水槽中得到收集,不僅能夠用于少雨多霧地區(qū)的淡水收集,緩解水資源短缺的困難,還可以用于海島上或航海過程中收集空氣中的淡水,結構簡單輕便,用途廣泛,市場前景較大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明散點式空氣集水帆的平面結構示意圖。

圖2為本發(fā)明點陣式空氣集水帆的平面結構示意圖。

圖3為本發(fā)明機織空氣集水帆的圓形集水突起形狀。

圖4為本發(fā)明機織空氣集水帆的菱形集水突起形狀。

圖5為本發(fā)明集水裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。應理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后,本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于

本技術:
所附權利要求書所限定的范圍。

如圖1和圖2所示的一種空氣集水帆,包括織物基1和集水突起2。

織物基1為疏水性纖維紡織織物,集水突起2為親水性材料,集水突起2散點式(圖1)或者點陣式(圖2)附于織物基1的表面。

第一種實施方式:選用親水性纖維紗線和疏水性纖維紗線,選取合適的織物組織結構使織物表面形成特定的凸起,制得集水帆。親水性纖維紗線可以是棉、毛、絲、麻等天然纖維紗線,或粘膠、天絲等再生纖維素短纖維或長絲;疏水性纖維紗線,可以是滌綸、錦綸等短纖紗或長絲。通過織物組織結構設計,使集水突起2的親水區(qū)域形狀為圓形(圖3)或菱形(圖4),機織技術制備的集水帆可以是單層的,也可以是雙層或立體三維的。

第二種實施方式:選取疏水纖維的紡織織物作為織物基1,采用絲網(wǎng)印花工藝將親水性材料粘結在織物基1表面制得集水帆。親水性材料可以是海藻酸鈉、羧甲基纖維素、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺等,通過添加粘合劑使親水材料牢固粘結在織物基1表面并形成突起。集水突起2親水區(qū)域的形狀可以是圓形、五角星形或多角形,親水面積比例可以是5%,10%,15%,20%,25%或30%。

第三種實施方式:選取疏水纖維的紡織織物作為織物基1,采用3d打印技術將親水性材料打印在織物基1表面,形成突起部分,制得集水帆。親水材料形成的區(qū)域的形狀可以是半圓球形、立體五角星形或立體多角形,親水面積比例可以是5%,10%,15%,20%,25%或30%。

一種利用上述的集水帆的集水裝置,選擇30cmx30cm的錦綸長絲機織物作為織物基1,選擇海藻酸鈉和聚丙烯酸作為親水材料,通過絲網(wǎng)印花技術將親水材料粘結在錦綸長絲織物上,得到五角星形的一定親水面積比例的印花集水帆。該集水裝置還包括支架3、集水槽4、導水管5和儲水罐6,空氣集水帆傾斜、張開地設置于支架3上,集水帆傾斜角度θ設置為30°~90°,可獲得較多的集水量,集水槽4設置于空氣集水帆的下沿,儲水罐6通過導水管5與集水槽4連通。該集水裝置置于霧氣環(huán)境中,通過集水帆的集水突起2從空氣中吸水,集水突起2上的水局部飽和后,通過疏水的織物基1匯流進入集水槽4中得到收集,并最終進入儲水罐6儲存。經(jīng)過實驗測試,在一定的溫度、濕度條件下,6小時實驗時間,得到70~100ml的集水量。



技術特征:

技術總結
本發(fā)明涉及一種空氣集水帆及其集水裝置,空氣集水帆包括織物基和集水突起,織物基為疏水性纖維紡織織物,集水突起為親水性材料、散點式或者點陣式附于織物基的表面。集水裝置還包括支架和集水槽,空氣集水帆傾斜、張開地設置于支架上,集水槽設置于空氣集水帆的下沿。本發(fā)明通過集水突起從空氣中吸水,局部飽和后通過疏水的織物基匯流進入集水槽中得到收集,不僅能夠用于少雨多霧地區(qū)的淡水收集,緩解水資源短缺的困難,還可以用于海島上或航海過程中收集空氣中的淡水,結構簡單輕便,用途廣泛,市場前景較大。

技術研發(fā)人員:郭建生;余玉蝶;李妮;張雨;張婷婷;劉飛;張雨生
受保護的技術使用者:東華大學
技術研發(fā)日:2017.07.02
技術公布日:2017.11.14
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