一种旱区露水收集利用装置及方法与流程

本发明属于旱区露水收集技术领域，具体涉及一种旱区露水收集利用装置及方法。

背景技术：

在干旱地区降雨量少，蒸发强烈，水资源短缺，露水作为一种非降水性陆面液态水源，是植物生长、小型动物及微生物生存的重要水资源，且该水源在经过微处理后可直接为人体饮用，如果能够对其加以利用，将对缓解旱区水资源供需矛盾具有重要的意义。

近年来众多学者已在露水资源开发利用方面开展了大量的工作。例如，nikolayervs，etal(1996)通过制作开口宽阔、体型较小的锥形体或平板露水收集器，可以最大限度地提高夜间辐射冷却强度，减少露水凝结面的热惯性，使表面温度降至更低，更多时间处于露点以下，同时可以使表面水汽充分交换，能够获得较多露水。lekouch，etal(2012)在mrocco地区试验结果表明，露水可直接收集处理供住户日常使用；尽管目前已有部分收集与利用装置，但收集装置复杂且成本较高，不便于推广应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种旱区露水收集利用装置，其设计新颖合理，通过将集露面板设计成直角三角形结构并倒置安装，连接方便的同时为导流槽提供倾斜安装的基础，凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设计，较大程度避免了集露面相互影响，尽可能利用更多的空间放置更多的集露面，以增加集露面积，集露面板上凸起加速了水珠的凝结，非凸起区域加快了水珠的滚动滑落，结合干旱地区昼夜温差大的特点，通过露水凝结原理收集露水，充分体现了对旱区水资源的高效利用以及节水，绿色环保，且易于制作、价格低廉，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：包括凝结汇流机构、对所述凝结汇流装置进行高度调节及固定的支撑机构和对所述凝结汇流装置收集的水资源进行利用的利用机构；所述凝结汇流机构包括汇流管和多个沿汇流管长度方向依次等间距布设的凝结引流单元，所述凝结引流单元包括两组凝结引流组件，每组所述凝结引流组件包括多个均匀布设在汇流管周侧的凝结引流件，两组所述凝结引流组件中的所述凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设置在汇流管外侧壁上，所述凝结引流件包括两个相背设置的凝结引流分体，所述凝结引流分体包括直角三角形式的集露面板，集露面板远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的侧面上设置有多个凸起，集露面板的一个直角边上设置有与汇流管外侧壁连接的连接板，汇流管上位于连接板底部位置处开设有进水孔，集露面板的斜边上设置有伸入至进水孔内的导流槽，导流槽伸入至进水孔内的一端低于导流槽的另一端，所述凝结引流件中的两个导流槽伸入至同一个进水孔中；

凸起上涂抹有超亲水涂层，集露面板上设置凸起的侧面中非凸起区域和导流槽上均涂抹有超疏水涂层。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述支撑机构包括套设在汇流管下段上的紧带固定器和安装在紧带固定器外侧的支撑架，所述支撑架为伸缩支撑架。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述伸缩支撑架为三脚伸缩支撑架。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述利用机构包括储水箱和安装在汇流管底端的变径管，变径管远离汇流管的一端通过软管与储水箱连通，储水箱的底部设置有水管，水管上安装有水阀。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述变径管为上大下小的变径管，所述变径管的大径端与汇流管连通，所述变径管的小径端与软管开通。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述汇流管的顶端安装有管帽。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：所述凸起为弧形凸起，所述凝结引流分体中凸起和导流槽位于同侧且朝向远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的一侧，所述导流槽与汇流管中轴线之间的锐角夹角为30°～60°，集露面板与汇流管中轴线共面，所述导流槽、集露面板和连接板加工制作为一体，导流槽与集露面板互成90°设置。

上述的一种旱区露水收集利用装置，其特征在于：多个所述凸起成排的沿平行于集露面板斜边的方向设置在集露面板上，多个所述凸起成列的沿平行于汇流管中轴线的方向设置在集露面板上，同排相邻的两个凸起之间以及同列相邻的两个凸起之间的间距小于一个凸起的最大宽度。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可收集旱区露水的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、确定旱区露水收集利用装置的数量：根据露水收集区域的面积确定旱区露水收集利用装置的数量，并将对应数量的旱区露水收集利用装置均匀的摆放在露水收集区域；

步骤二、确定旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度：根据露水收集区域的地形地貌条件以及露水收集区域的天气预设确定旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度，通过调节支撑机构，使汇流管伸出高度固定，进而定位旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度；

所述凝结引流单元中集露面板均为铝制集露面板；

所述凸起为弧形凸起，所述凝结引流分体中凸起和导流槽位于同侧且朝向远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的一侧，所述导流槽与汇流管中轴线之间的锐角夹角为30°～60°，集露面板与汇流管中轴线共面，所述导流槽、集露面板和连接板加工制作为一体，导流槽与集露面板互成90°设置；

步骤三、旱区露水自动收集：所述铝制集露面板在空气中氧化形成一层氧化铝，隔绝空气，使所述铝制集露面板免受腐蚀，露水收集区域随着环境温度降低，所述铝制集露面板温度迅速降至环境温度以下，接收空气中传播的水蒸气，所述铝制集露面板上涂抹有超亲水涂层的凸起接收到接收空气中传播的水蒸气后，水蒸气在凸起表面迅速凝结成水珠，随着水珠的越聚越多，水珠经所述铝制集露面板上涂抹有超疏水涂层的非凸起区域滚落至涂抹有超疏水涂层的导流槽内，再顺着导流槽的斜坡流入进水孔后，掉落至汇流管内；

步骤四、露水利用：每个所述铝制集露面板上自动收集的露水均流入汇流管内，再经汇流管进入利用机构，所述利用机构包括储水箱和安装在汇流管底端的变径管，变径管远离汇流管的一端通过软管与储水箱连通，储水箱的底部设置有水管，水管上安装有水阀；

多个储水箱中收集的露水均通过水管汇流至蓄水池中待利用；

或者多个储水箱中收集的露水分别通过水管直接排出利用。

上述的方法，其特征在于：所述凝结引流件中两个相背设置的铝制集露面板通过金属胶水粘合。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的装置通过设置凝结汇流机构结合干旱地区昼夜温差大的特点，通过露水凝结原理收集露水，充分体现了对旱区水资源的高效利用以及节水，通过设置支撑机构调节集露面板的高度，使集露面板放置在最合适的环境高度中，调节简单，另外通过设置利用机构对凝结汇流装置收集的水资源进行利用，绿色环保，且易于制作、价格低廉，便于推广使用。

2、本发明采用的凝结汇流机构沿汇流管长度方向设置多个，凝结引流单元中每组所述凝结引流组件包括多个均匀布设在汇流管周侧的凝结引流件，两组所述凝结引流组件中的所述凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设置在汇流管外侧壁上，较大程度避免了集露面相互影响，尽可能利用更多的空间放置更多的集露面，以增加集露面积，可靠稳定，使用效果好。

3、本发明通过将集露面板设计成直角三角形结构并倒置安装，连接方便的同时为导流槽提供倾斜安装的基础，且凝结引流件中两个凝结引流分体相背设置，形成一个凝结引流件两面收集露水的结构，且一个凝结引流件中的两个导流槽伸入至同一个进水孔中，减少开孔数量，简化结构。

4、本发明采用的集露面板远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的侧面上设置有多个凸起，凸起上涂抹有超亲水涂层，增大收集面积的同时加速了露水的凝结，集露面板上设置凸起的侧面中非凸起区域和导流槽上均涂抹有超疏水涂层，加快了水珠的滚动滑落，避免露水被非凸起区域和导流槽黏附，损失收集的露水量，减少露水蒸发。

5、本发明可适应不同地形，无需消耗能量，且安装方便，成本低。

6、本发明采用的方法，步骤简单，根据露水收集区域的面积确定旱区露水收集利用装置的数量，并结合露水收集区域的地形地貌条件以及露水收集区域的天气预设确定旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度，通过旱区露水自动收集方式减少能耗，绿色环保，露水利用有效，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，通过将集露面板设计成直角三角形结构并倒置安装，连接方便的同时为导流槽提供倾斜安装的基础，凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设计，较大程度避免了集露面相互影响，尽可能利用更多的空间放置更多的集露面，以增加集露面积，集露面板上凸起加速了水珠的凝结，非凸起区域加快了水珠的滚动滑落，结合干旱地区昼夜温差大的特点，通过露水凝结原理收集露水，充分体现了对旱区水资源的高效利用以及节水，绿色环保，且易于制作、价格低廉，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明采用的装置的结构示意图。

图2为本发明集露面板、导流槽和汇流管的安装关系示意图。

图3为本发明集露面板、导流槽和连接板的连接关系示意图。

图4为本发明方法的流程框图。

附图标记说明:

1—汇流管；2—集露面板；3—支撑架；

4—变径管；5—软管；6—储水箱；

7—水阀；8—水管；9—管帽；

10—凸起；11—进水孔；12—导流槽；

13—紧带固定器；14—连接板。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明所述的一种旱区露水收集利用装置，包括凝结汇流机构、对所述凝结汇流装置进行高度调节及固定的支撑机构和对所述凝结汇流装置收集的水资源进行利用的利用机构；所述凝结汇流机构包括汇流管1和多个沿汇流管1长度方向依次等间距布设的凝结引流单元，所述凝结引流单元包括两组凝结引流组件，每组所述凝结引流组件包括多个均匀布设在汇流管1周侧的凝结引流件，两组所述凝结引流组件中的所述凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设置在汇流管1外侧壁上，所述凝结引流件包括两个相背设置的凝结引流分体，所述凝结引流分体包括直角三角形式的集露面板2，集露面板2远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的侧面上设置有多个凸起10，集露面板2的一个直角边上设置有与汇流管1外侧壁连接的连接板14，汇流管1上位于连接板14底部位置处开设有进水孔11，集露面板2的斜边上设置有伸入至进水孔11内的导流槽12，导流槽12伸入至进水孔11内的一端低于导流槽12的另一端，所述凝结引流件中的两个导流槽12伸入至同一个进水孔11中；

凸起10上涂抹有超亲水涂层，集露面板2上设置凸起10的侧面中非凸起区域和导流槽12上均涂抹有超疏水涂层。

需要说明的是，通过设置凝结汇流机构结合干旱地区昼夜温差大的特点，通过露水凝结原理收集露水，充分体现了对旱区水资源的高效利用以及节水，通过设置支撑机构调节集露面板2的高度，使集露面板2放置在最合适的环境高度中，调节简单，另外通过设置利用机构对凝结汇流装置收集的水资源进行利用，绿色环保，且易于制作、价格低廉；采用的凝结汇流机构沿汇流管1长度方向设置多个，凝结引流单元中每组所述凝结引流组件包括多个均匀布设在汇流管1周侧的凝结引流件，两组所述凝结引流组件中的所述凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设置在汇流管1外侧壁上，较大程度避免了集露面相互影响，尽可能利用更多的空间放置更多的集露面，以增加集露面积；将集露面板2设计成直角三角形结构并倒置安装，连接方便的同时为导流槽12提供倾斜安装的基础，且凝结引流件中两个凝结引流分体相背设置，形成一个凝结引流件两面收集露水的结构，且一个凝结引流件中的两个导流槽12伸入至同一个进水孔11中，减少开孔数量，简化结构；采用的集露面板2远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的侧面上设置有多个凸起10，凸起10上涂抹有超亲水涂层，增大收集面积的同时加速了露水的凝结，集露面板2上设置凸起10的侧面中非凸起区域和导流槽12上均涂抹有超疏水涂层，加快了水珠的滚动滑落，避免露水被非凸起区域和导流槽12黏附，损失收集的露水量，减少露水蒸发。

实际使用时，超亲水涂层采用xz-gt01纳米亲水涂料硅，有补强、抗剪切、消光和触变的功能；超疏水涂层选用碳氟化合物，具有防水、防雾、防雪、防污染、抗粘连、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导的重要特点，所选超亲水涂层和超疏水涂层的材料均为新型环保的多功能涂料。

本实施例中，所述支撑机构包括套设在汇流管1下段上的紧带固定器13和安装在紧带固定器13外侧的支撑架3，所述支撑架3为伸缩支撑架。

本实施例中，所述伸缩支撑架为三脚伸缩支撑架。

需要说明的是，通过三脚伸缩支撑架调节汇流管1的高度，可适应不同地形，无需消耗能量，且安装方便，成本低。

本实施例中，所述利用机构包括储水箱6和安装在汇流管1底端的变径管4，变径管4远离汇流管1的一端通过软管5与储水箱6连通，储水箱6的底部设置有水管8，水管8上安装有水阀7。

本实施例中，所述变径管4为上大下小的变径管，所述变径管4的大径端与汇流管1连通，所述变径管4的小径端与软管5开通。

实际使用时，通过变径管4对汇流管1中汇流的露水进行聚集，通过软管5引致储水箱6中，多个储水箱6中收集的露水可均通过水管8汇流至蓄水池中待利用；可分别通过水管8直接排出利用，也可通过连通导管扎入植物根系，从而达到为干旱等地区植作物生态植被恢复的目的。

本实施例中，所述汇流管1的顶端安装有管帽9。

需要说明的是，汇流管1的顶端安装管帽9的目的是避免沙尘进入露水收集利用装置，影响露水水质。

本实施例中，所述凸起10为弧形凸起，所述凝结引流分体中凸起10和导流槽12位于同侧且朝向远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的一侧，所述导流槽12与汇流管1中轴线之间的锐角夹角为30°～60°，集露面板2与汇流管1中轴线共面，所述导流槽12、集露面板2和连接板14加工制作为一体，导流槽12与集露面板2互成90°设置。

本实施例中，多个所述凸起10成排的沿平行于集露面板2斜边的方向设置在集露面板2上，多个所述凸起10成列的沿平行于汇流管1中轴线的方向设置在集露面板2上，同排相邻的两个凸起10之间以及同列相邻的两个凸起10之间的间距小于一个凸起10的最大宽度。

如图4所示的一种旱区露水收集的方法，包括以下步骤：

步骤一、确定旱区露水收集利用装置的数量：根据露水收集区域的面积确定旱区露水收集利用装置的数量，并将对应数量的旱区露水收集利用装置均匀的摆放在露水收集区域；

步骤二、确定旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度：根据露水收集区域的地形地貌条件以及露水收集区域的天气预设确定旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度，通过调节支撑机构，使汇流管1伸出高度固定，进而定位旱区露水收集利用装置中凝结引流单元的高度；

所述凝结引流单元中集露面板2均为铝制集露面板，比热容较小，相同热量条件下升温和降温速度快，提高夜间辐射冷却强度,减少露水凝结面的热惯性，使表面温度更容易降到较低状态，会使所述露水凝结面在更多时间处于露点以下，相比于塑料、木棒或pvc材质更利于露水凝结。

所述凸起10为弧形凸起，所述凝结引流分体中凸起10和导流槽12位于同侧且朝向远离对应凝结引流件中另一个凝结引流分体的一侧，所述导流槽12与汇流管1中轴线之间的锐角夹角为30°～60°，集露面板2与汇流管1中轴线共面，所述导流槽12、集露面板2和连接板14加工制作为一体，导流槽12与集露面板2互成90°设置；

步骤三、旱区露水自动收集：所述铝制集露面板在空气中氧化形成一层氧化铝，隔绝空气，使所述铝制集露面板免受腐蚀，露水收集区域随着环境温度降低，所述铝制集露面板温度迅速降至环境温度以下，接收空气中传播的水蒸气，所述铝制集露面板上涂抹有超亲水涂层的凸起10接收到接收空气中传播的水蒸气后，水蒸气在凸起10表面迅速凝结成水珠，随着水珠的越聚越多，水珠经所述铝制集露面板上涂抹有超疏水涂层的非凸起区域滚落至涂抹有超疏水涂层的导流槽12内，再顺着导流槽12的斜坡流入进水孔11后，掉落至汇流管1内；

步骤四、露水利用：每个所述铝制集露面板上自动收集的露水均流入汇流管1内，再经汇流管1进入利用机构，所述利用机构包括储水箱6和安装在汇流管1底端的变径管4，变径管4远离汇流管1的一端通过软管5与储水箱6连通，储水箱6的底部设置有水管8，水管8上安装有水阀7；

多个储水箱6中收集的露水均通过水管8汇流至蓄水池中待利用；

或者多个储水箱6中收集的露水分别通过水管8直接排出利用。

本实施例中，所述凝结引流件中两个相背设置的铝制集露面板通过金属胶水粘合。

本发明使用时，通过将集露面板设计成直角三角形结构并倒置安装，连接方便的同时为导流槽提供倾斜安装的基础，凝结引流件呈上下错位且相互穿插的设计，较大程度避免了集露面相互影响，尽可能利用更多的空间放置更多的集露面，以增加集露面积，集露面板上凸起加速了水珠的凝结，非凸起区域加快了水珠的滚动滑落，结合干旱地区昼夜温差大的特点，通过露水凝结原理收集露水，充分体现了对旱区水资源的高效利用以及节水，绿色环保，且易于制作、价格低廉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。