本發(fā)明涉及一種淡水收集裝置，具體涉及的是一種可用于高鹽高熱濕地區(qū)的基于同心網(wǎng)狀金屬絲的液滴凝結(jié)網(wǎng)收集空氣中水蒸氣的淡水收集裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)南海諸島，遠(yuǎn)離大陸，地下儲(chǔ)水條件差，降水不規(guī)律，地表水分易蒸發(fā)，導(dǎo)致淡水資源缺乏，在這種特殊環(huán)境下，淡水資源的制取和收集成為亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)南海諸島屬于典型高鹽高熱濕地區(qū)，氣候的顯著特點(diǎn)是空氣濕度較大，可以考慮在空氣中獲得淡水。傳統(tǒng)的淡水收集方法，如雨水收集等，易受到降雨規(guī)律等方面制約，難于滿(mǎn)足南海諸島淡水需求。因此，迫切需要尋求一種新型的淡水收集方法和技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種簡(jiǎn)單易行且能有效從空氣中吸收水分的收集淡水裝置。充分利用了環(huán)境資源，節(jié)約淡水收集成本，淡水從空氣中的水蒸氣中取得，不受降水因素等的影響。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高鹽高熱濕地區(qū)的淡水收集裝置，其特征在于：包括液滴凝結(jié)網(wǎng)，支撐架，以及淡水存儲(chǔ)裝置，所述液滴凝結(jié)網(wǎng)設(shè)置在所述支撐架上，所述淡水存儲(chǔ)裝置位于所述液滴凝結(jié)網(wǎng)下方，所述液滴凝結(jié)網(wǎng)采用覆蓋有高發(fā)射率光學(xué)薄膜的N層（N為大于1的整數(shù)）金屬絲搭建成蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，金屬絲上間隔的設(shè)置有納米纖維包裹形成的紡錘狀結(jié)構(gòu)。

所述蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括沿徑向輻射的徑向金屬絲和沿周向間隔布置的環(huán)向金屬絲，所述環(huán)向金屬絲的形狀為圓形或多邊形。

在所述淡水存儲(chǔ)裝置的上端還設(shè)置有一位于所述液滴凝結(jié)網(wǎng)下端的呈漏斗狀的積液裝置，積液裝置的內(nèi)表面為疏水表面。

所述液滴凝結(jié)網(wǎng)通過(guò)支撐架與積液裝置共軸連接，所述淡水存儲(chǔ)裝置為空心圓柱體，空心圓柱體的頂部配置有淡水接收孔并通過(guò)淡水接收孔與積液裝置連接，空心圓柱體的側(cè)面配置有閥門(mén)開(kāi)閉出水口。

所述金屬絲由鋁絲和外層鍍構(gòu)成，其中外鍍層為在8-13微米波段發(fā)射率80%以上的高發(fā)射率光學(xué)薄膜。

所述光學(xué)薄膜在固定波段具有高發(fā)射率，在其余波段具有高反射率，利于凝結(jié)網(wǎng)在夜間溫度容易低于濕空氣露點(diǎn)溫度。

本發(fā)明液滴凝結(jié)網(wǎng)可根據(jù)實(shí)際空間的大小布置多層，每層液滴凝結(jié)網(wǎng)依據(jù)仿生學(xué)原理，仿照蜘蛛絲的結(jié)構(gòu)，同心布置金屬絲，以每層液滴凝結(jié)網(wǎng)中心為軸心，等距布置同心圓或者同心多邊形。同心圓或者同心多邊形按照材料和具體應(yīng)用環(huán)境選擇，可布置多圈，以凝聚更多的液滴。同時(shí)，液滴凝聚網(wǎng)每層結(jié)構(gòu)尺寸略有差別，使得液滴直接掉落淡水收集裝置中，而不破環(huán)每層已經(jīng)凝聚的液滴。金屬絲以鋁作為基底，覆蓋光學(xué)薄膜。光學(xué)薄膜，摒棄了單層膜輻射效果不顯著的缺點(diǎn)，采用多層膜布置，以得到理想的輻射特性。光學(xué)薄膜，可以由多種材料構(gòu)成，如氧化硅，氧化鎂，三氧化二鋁等等，每層厚度在3-10微米。由金屬絲和光學(xué)薄膜組成的選擇性輻射體在8-13微米波段具有高發(fā)射率，在其余波段具有高反射率，夜間具有較高的輻射功率，有效降低液滴凝結(jié)網(wǎng)的溫度，使其低于濕空氣的露點(diǎn)，凝結(jié)空氣中的水蒸氣。金屬絲周?chē)屑{米纖維，仿照蜘蛛絲，納米纖維按照一定間隔包裹成紡錘狀結(jié)構(gòu)，紡錘狀結(jié)構(gòu)在金屬絲高曲率區(qū)域附近，形成低曲率區(qū)域，由此產(chǎn)生的拉普拉斯壓力在有液滴凝結(jié)的情況下引導(dǎo)液滴聚結(jié)，使得小液滴迅速凝成大液滴，滴落在積液裝置中，加快液滴收集效率，防止液滴過(guò)快蒸發(fā)，與此同時(shí)，納米纖維提高了液滴凝結(jié)網(wǎng)的親水性，更加有利于液滴凝結(jié)。

支撐架，以保證整個(gè)結(jié)構(gòu)為前提，按照實(shí)際需要可布置四個(gè)以上。支撐架所用材料與液滴凝結(jié)網(wǎng)相同，由光學(xué)薄膜覆蓋在鋁絲上制成，支撐液滴凝結(jié)網(wǎng)的同時(shí)，也起到凝結(jié)液滴的作用。

積液裝置呈漏斗狀，內(nèi)表面做疏水處理，液滴形成并從所述的液滴凝結(jié)網(wǎng)上掉落之后，經(jīng)由淡水接收孔，流入淡水存儲(chǔ)裝置。

淡水存儲(chǔ)裝置為空心圓柱體，側(cè)面配置有閥門(mén)開(kāi)閉出水口，收集從淡水接收孔中掉落的液滴，有效防止液滴蒸發(fā)。

有益效果

本發(fā)明一種高鹽高熱濕地區(qū)的淡水收集裝置，根據(jù)仿生學(xué)原理，仿照蜘蛛絲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了同心結(jié)構(gòu)的液滴凝結(jié)網(wǎng)，由覆蓋有高發(fā)射率光學(xué)薄膜的金屬絲構(gòu)成的液滴凝結(jié)網(wǎng)具有濕度敏感性，夜晚，金屬絲對(duì)太空輻射，溫度低于濕空氣的露點(diǎn)，空氣中的水蒸氣凝結(jié)在金屬絲上，收集凝結(jié)在該液滴凝結(jié)網(wǎng)上的液滴，經(jīng)過(guò)后處理程序，即可得到寶貴的淡水資源。用于凝結(jié)空氣中的水蒸氣，解決淡水資源缺乏的問(wèn)題。由于環(huán)境中空氣濕度大，水蒸氣來(lái)源充足，淡水的收集不受降水因素的影響，能夠有效補(bǔ)充淡水資源。液滴凝結(jié)網(wǎng)覆蓋有光學(xué)薄膜，能夠提高特定波段的發(fā)射率，提高其余波段的反射率，在夜晚有效降低液滴凝結(jié)網(wǎng)表面溫度。仿照蜘蛛絲結(jié)構(gòu)，液滴凝結(jié)網(wǎng)上按照一定間隔布置了紡錘狀的納米纖維，形成的小液滴沿納米纖維絲運(yùn)動(dòng)，聚結(jié)成大液滴，加快了液滴的收集效率。滴落的液滴經(jīng)過(guò)疏水表面處理的液滴收集裝置，掉落到液滴存儲(chǔ)裝置中，避免了液滴的蒸發(fā)，有效存儲(chǔ)已收集淡水資源。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料容易取得，在有效收集淡水的同時(shí)，節(jié)約了大量淡水收集成本。

附圖說(shuō)明

圖1同心網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淡水收集裝置。

圖2同心圓式液滴凝結(jié)網(wǎng)俯視圖。

圖3同心多邊形式液滴凝結(jié)網(wǎng)俯視圖。

圖4液滴凝結(jié)網(wǎng)中納米纖維細(xì)節(jié)圖。

圖中，1.液滴凝結(jié)網(wǎng)；2.支撐架；3積液裝置；4.淡水存儲(chǔ)裝置。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖進(jìn)行更進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

圖1為所述的同心網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淡水收集裝置示意圖，由液滴凝結(jié)網(wǎng)1，支撐架2，積液裝置3和淡水存儲(chǔ)裝置4組成。布置同心網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的液滴凝結(jié)網(wǎng)1通過(guò)支撐架2與積液裝置3共軸連接，積液裝置3呈漏斗狀，其表面為疏水表層，淡水存儲(chǔ)裝置4為空心圓柱體，柱體頂部配置有淡水接受孔，并通過(guò)淡水接收孔與積液裝置3連接，柱體側(cè)面配置有閥門(mén)開(kāi)閉出水口。

液滴凝結(jié)網(wǎng)1以鋁作為基板，外部鍍層由多層高發(fā)射率光學(xué)薄膜組成。液滴凝結(jié)網(wǎng)按照一定的間隔布置紡錘狀納米結(jié)構(gòu)，凝結(jié)的液滴從液滴凝結(jié)網(wǎng)上掉落在淡水收集裝置底部淡水接收孔中，通過(guò)淡水接收孔流入淡水存儲(chǔ)裝置4中儲(chǔ)存起來(lái)以免蒸發(fā)。由于液滴凝結(jié)網(wǎng)借鑒了仿生結(jié)構(gòu)，淡水收集過(guò)程更為高效，能夠更好解決淡水資源缺乏的問(wèn)題。

液滴凝結(jié)網(wǎng)可以布置成多種同心形式，圖2為布置成同心圓結(jié)構(gòu)的液滴凝結(jié)網(wǎng)俯視圖，圖3為布置成同心多邊形結(jié)構(gòu)的液滴凝結(jié)網(wǎng)。

圖4為液滴凝結(jié)網(wǎng)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，液滴凝結(jié)網(wǎng)的表面按照一定間隔覆蓋有納米纖維，包裹液滴凝結(jié)絲的納米纖維仿照蜘蛛絲，呈紡錘狀，液滴凝結(jié)后，紡錘狀的納米纖維能夠驅(qū)動(dòng)液滴凝聚，從而加快液滴收集過(guò)程。