專利名稱：利用太陽(yáng)能從空氣中收集水的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及收集水的方法和裝置，尤其是利用太陽(yáng)能從空氣中收集飲用水的方法及其裝置。
眾所周知，地球上缺少飲用水的地方很多，如海島、海船和沙漠等。如何克服這些現(xiàn)象呢？有人設(shè)法在海島上用海水淡化，似乎可行，往往因?yàn)橐?guī)模大、投資大、能源消耗大而受到限制；也有的設(shè)法在沙漠或海島打井，但因?yàn)橛行┑胤降刭|(zhì)條件不允許、例如碰到珊瑚礁就不一定可行；有的想積蓄雨水但供應(yīng)量不一定有可靠保證；在海船上用水，主要是從大陸上運(yùn)載淡水來(lái)提供的，很不方便，特別是小海船，不能運(yùn)載大量淡水，要想渡大海，非常困難。
聯(lián)邦德國(guó)有一項(xiàng)專利，其專利號(hào)為P4241078.9，公告號(hào)為DE 4241078A1，題目是“沙漠灌溉裝置”，所述的是利用太陽(yáng)能發(fā)出電能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)冷卻面產(chǎn)生冷凝水的手段，一旦動(dòng)用了馬達(dá)，勢(shì)必驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，壓縮一種介質(zhì)，類似氟利昂之類，壓縮后送到冷卻面膨脹吸熱，就起冷卻作用，這套設(shè)備，且不說(shuō)其機(jī)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，因?yàn)橛羞\(yùn)動(dòng)部件，所以經(jīng)常要加以維修，很不方便。
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)的不足，提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、利用太陽(yáng)能從空氣中收集水的方法和裝置，以滿足缺少飲用水的地方/場(chǎng)合的需要。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的其方法如下利用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，但這種措施所得到的電能，其電壓和電流是不穩(wěn)定的，尚不能滿足致冷半導(dǎo)體器件的輸入要求，本發(fā)明的特征在于它還包括以下的步驟一．將上述步驟所得到的電能，通過(guò)變換電路使之轉(zhuǎn)換成符合致冷半導(dǎo)體器件所要求的電壓和電流，并輸入到致冷半導(dǎo)體器件上；二．將致冷半導(dǎo)體器件的冷卻面，通過(guò)連接構(gòu)件貼附在熱管上，使熱管的溫度下降；三．在熱管中裝有冷卻劑，經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)，使熱管表面上的翅片冷卻到露點(diǎn)以下；四．用排風(fēng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)空氣在翅片上流動(dòng)，使空氣中的水分冷凝在翅片上，收集起來(lái)，便是可飲用的水了。
根據(jù)上述的方法所采用的裝置它包括用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池板、排風(fēng)設(shè)備、貯水槽，本發(fā)明的特點(diǎn)在于它還包括接收太陽(yáng)能電池板送來(lái)電能的變換電路，該變換電路是由開(kāi)關(guān)電路、整流濾波電路、及控制電路依次連接組成的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路，它的輸出端連接致冷半導(dǎo)體器件，致冷半導(dǎo)體器件的一面為發(fā)熱面，另一面為冷卻面，將其冷卻面用導(dǎo)熱硅膠貼附在連接構(gòu)件上，而連接構(gòu)件再用導(dǎo)熱硅膠套裝在熱管的致冷端，它起著使平面形的致冷半導(dǎo)體器件與圓管形的熱管緊密連接的作用，熱管是由致冷端和冷凝端密接而構(gòu)成，它的兩端頭是密封的，熱管的內(nèi)壁是由均布的縱溝構(gòu)成，再覆蓋以吸液絲網(wǎng)，并浸泡以冷卻劑，熱管的表面設(shè)有翅片，并裝置在熱交換器中，熱交換器上面設(shè)有排風(fēng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)空氣使之流動(dòng)，下面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，底部的下面設(shè)有貯水槽。就可以連續(xù)不斷地從翅片上收集飲用水了。
上面所述的熱管及其翅片在熱交換器中可以是橫置，其翅片方向是與熱管的軸相垂直的；也可以是豎置，其翅片方向是與熱管的軸向相平行的。
采用上述的方案，除排風(fēng)扇外，全部使用了無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)備和結(jié)構(gòu)都很簡(jiǎn)單、成本低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單，就能解決海島、小海船、沙漠等地方缺少飲用水的狀況。
下面結(jié)合實(shí)施例1、2及其附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明

圖1是本發(fā)明原理圖；圖2是變換電路原理圖；圖3是致冷半導(dǎo)體器件與連接構(gòu)件連接的示意圖；圖4是圖3的Ⅰ-Ⅰ剖視圖；圖5是熱管縱剖面構(gòu)造圖；圖6是圖5的Ⅱ-Ⅱ剖視圖；圖7是實(shí)施例2中熱管及熱交換器的剖面示意圖；圖8是圖7的Ⅲ-Ⅲ剖視圖；圖9是圖7的Ⅳ-Ⅳ剖視圖；圖中1．陽(yáng)光 2．太陽(yáng)能電池板 3．變換電路4．致冷半導(dǎo)體器件及連接構(gòu)件 5．熱管6．熱交換器 7．進(jìn)風(fēng)口 8．排風(fēng)扇9．貯水槽10．開(kāi)關(guān)電路11．整流濾波電路12．控制電路 13．致冷半導(dǎo)體器件14．導(dǎo)熱硅膠 15．導(dǎo)熱硅膠 16．連接構(gòu)件17．致冷端 18．冷凝端 19．吸液絲網(wǎng)20．冷卻劑 21．熱管內(nèi)壁的縱溝22．排風(fēng)扇 23．熱交換器 24．散熱翅片25．熱絕緣 26．連接構(gòu)件 27．導(dǎo)熱硅膠28．致冷端 29．吸液絲網(wǎng) 30．導(dǎo)熱硅膠31．致冷半導(dǎo)體器件 32．導(dǎo)熱硅膠 33．閥門34．二次冷卻空氣進(jìn)口 35．熱絕緣36．冷凝端翅片37．導(dǎo)熱硅膠 38．冷凝端39．進(jìn)風(fēng)口40．貯水槽 41．冷卻劑42．導(dǎo)流圈43．導(dǎo)流圈圖1是本發(fā)明的原理圖，也是實(shí)施例1的示意圖，圖1中，用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池板(2)接收陽(yáng)光(1)，轉(zhuǎn)換成15V至45V的不穩(wěn)定直流電，經(jīng)過(guò)變換電路(3)變換成穩(wěn)定的12伏、≤10安培的直流電，將其輸送至致冷半導(dǎo)體器件及連接構(gòu)件(4)中，使其溫度下降，連接構(gòu)件套裝在熱管(5)的致冷端，通過(guò)熱管(5)內(nèi)的冷卻劑的傳導(dǎo)，熱管(5)的另一端是插裝橫置在熱交換器(6)內(nèi)，其翅片被冷卻，而大氣空氣流過(guò)翅片表面，空氣中的水分就凝結(jié)在翅片上，再通過(guò)上面的排風(fēng)扇(8)驅(qū)動(dòng)空氣，使空氣流動(dòng)從進(jìn)風(fēng)口(7)進(jìn)入，由上端排出，在熱交換器(6)的下面設(shè)有貯水槽(9)，就可以收集飲用水了。本實(shí)施例在80％相對(duì)濕度、溫度20℃的條件下能收集水2立升/小時(shí)。
在圖2的變換電路包括開(kāi)關(guān)電路(10)、整流濾波電路(11)、控制電路(12)依次連接組成。
在圖3中，致冷半導(dǎo)體器件(13)共有兩片，其冷卻面分別用導(dǎo)熱硅膠(14)貼附在連接構(gòu)件(16)上，再用導(dǎo)熱硅膠(15)粘在連接構(gòu)件(16)與熱管的致冷端之間。
圖4是圖3的Ⅰ-Ⅰ剖視圖。
圖5中，熱管的致冷端(17)與冷凝端是密接連接，吸液絲網(wǎng)(19)是覆蓋于熱管(5)的內(nèi)壁上，冷卻劑(20)是浸泡在吸液絲網(wǎng)(19)之上。
圖6中所示是熱管(5)的Ⅱ-Ⅱ剖視圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2中的熱管及熱交換器的剖面示意圖，本實(shí)施例2是容量較大的結(jié)構(gòu)，其原理和結(jié)構(gòu)基本上與實(shí)施例1是一樣的，但是有其特點(diǎn)，所采用的熱管及其翅片是豎置在熱交換器中，其翅片方向是與熱管的軸向相平行的，可以借助于重力，冷卻劑(41)的流動(dòng)性能較好，另外還采用二次冷卻空氣(34)是散熱翅片冷卻的必要手段，二次冷卻空氣進(jìn)口處的閥門(33)的作用是調(diào)整進(jìn)風(fēng)口(39)的進(jìn)風(fēng)量與二次冷卻空氣的比例，而排風(fēng)扇(22)是同時(shí)起進(jìn)風(fēng)和進(jìn)二次冷卻空氣的作用，導(dǎo)流圈(42)、(43)是引導(dǎo)進(jìn)風(fēng)向中央流動(dòng)而防止其向四周擴(kuò)散。
經(jīng)試驗(yàn)，實(shí)施例2所使用的太陽(yáng)能電池、經(jīng)過(guò)變換電路輸出給4塊致冷半導(dǎo)體器件的總電流為≤20安，在溫度為20℃、相對(duì)濕度80％的條件下，每小時(shí)的收集水量為4立升。
權(quán)利要求
1．一種利用太陽(yáng)能從空氣中收集水的方法，其步驟是先用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能；其特征在于它還包括以下的步驟一．將上述步驟所得到的電能，通過(guò)變換電路，使之轉(zhuǎn)換成符合致冷半導(dǎo)體器件所要求的電壓和電流，并輸出到致冷半導(dǎo)體器件上；二．將致冷半導(dǎo)體器件的冷卻面通過(guò)連接構(gòu)件貼附在熱管上，使熱管的溫度下降；三．在熱管中裝有冷卻劑，經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)，使熱管表面上的翅片冷卻到露點(diǎn)以下；四．用排風(fēng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)空氣在翅片上流動(dòng)，使空氣中的水分冷凝在翅片上，收集起來(lái)，便是可飲用的水了。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽(yáng)能從空氣中收集水的方法所采用的裝置它包括用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池板、排風(fēng)設(shè)備、貯水槽，其特征在于它還包括接收太陽(yáng)能電池板送來(lái)電能的變換電路，該變換電路是由開(kāi)關(guān)電路，整流濾波電路，及控制電路依次連接組成的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路，它的輸出端連接致冷半導(dǎo)體器件，致冷半導(dǎo)體器件的一面為發(fā)熱面，一面為冷卻面，將其冷卻面用導(dǎo)熱硅膠貼附在連接構(gòu)件上，而連接構(gòu)件再用導(dǎo)熱硅膠套裝在熱管的致冷端，熱管是由致冷端和凝端密接而構(gòu)成，它的兩端頭是密封的，熱管的內(nèi)壁是由均布的縱溝構(gòu)成，再覆蓋以吸液絲網(wǎng)，并浸泡以冷卻劑；熱管的表面設(shè)有翅片，并裝置在熱交換器中，熱交換器上面設(shè)有排風(fēng)設(shè)備，下面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，底部的下面設(shè)有貯水槽。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用太陽(yáng)能從空氣收集水的方法所采用的裝置，其特征在于所述的熱管及其翅片是橫置在熱交換器中，其翅片方向是與熱管的軸向相垂直的。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用太陽(yáng)能從空氣收集水的方法所采用的裝置，其特征在于所述的熱管及其翅片是豎置在熱交換器中，其翅片方向是與熱管的軸向相平行的。
全文摘要
一種利用太陽(yáng)能從空氣中收集水的方法及其裝置,采用多個(gè)太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)能,轉(zhuǎn)換成一定范圍的電流和電壓,經(jīng)轉(zhuǎn)換電路送至致冷半導(dǎo)體器件,將其冷卻面用導(dǎo)熱硅膠貼附在熱管的致冷端,使之溫度下降,通過(guò)熱管內(nèi)的冷卻劑的傳導(dǎo)使熱管的另一端的翅片冷卻,將空氣中的水分凝結(jié)在翅片上,收集起來(lái)即是所需的飲用水了,方法和結(jié)構(gòu)都簡(jiǎn)單、成本低廉，很是實(shí)用。
文檔編號(hào)E03B3/00GK1223325SQ9810033
公開(kāi)日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1998年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月13日
發(fā)明者林璐懿 申請(qǐng)人:林璐懿