一种淡水收集设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及淡水收集技术领域，特别涉及一种同时可实现收集空气中的水蒸气、雾状水及自然降水的淡水收集设备。
【背景技术】
[0002]地球上的淡水资源正变得越来越稀缺，海岛及沿海地区淡水资源尤其稀缺。其中，海岛作为开发海洋的前缘基地，有着巨大的经济、军事、科学和生态价值。海岛与同玮度大陆地区相比，具有降水少(且多集中在雨季)、蒸发大，径流量少，地下水赋存条件差、利用困难等特点;沿海地区作为我国经济增长的重要支撑，该地区密集的人口对生活用水和工业用水的需求量大，近九成沿海城市淡水资源短缺，淡水资源已经成为制约沿海地区经济社会可持续发展的重要瓶颈。所以，海岛及沿海地区淡水资源供应是亟待解决的问题。
[0003]海水淡化是解决水资源短缺的主要措施，但传统的海水淡化设备复杂、能耗及成本高，推广使用有一定的局限性。海岛及沿海地区气候湿热，大气中富含水蒸气，当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，会有极细的小水滴出现，产生浓雾，这些雾状水是一种隐性的水资源，而且非常丰富，同时这些地区拥有相对较大的降水量，自然降水也是一种淡水资源。将这些地区空气中的水蒸气、雾状水以及自然降水收集起来，是解决当地水资源短缺的一种出路。近年来，人们收集淡水资源的方式主要分为收集空气中水雾和收集雨水两类。现申请号为201410640310.X的专利“一种快速收集雾水的装置及方法”提供了一种快速收集雾水的装置，利用风机将空气中的雾气从顶盖的风机接口迅速导入到设置于柱状外罩的雾水反应皿中，以由仿荷叶表面微纳米结构的超疏水膜材料制成的柱状外罩的内壁、冷凝管和漏斗状集水皿的接触面为附着点，通过对冷凝管中注入了预先冷却到-10°c的防冻液，在冷凝作用下，雾气凝结成小水珠，然后汇入集水瓶实现雾水收集。申请号为201210439503.X的专利“一种基于地表温差的自供电辅冷空气汲水自灌溉系统”，在核心控制单元的支配下，通过太阳能和风能供电，由送风机将外部空气导入地下，用土壤填充冷凝管道周围的空隙，经过地冷和半导体辅冷对空气进行冷凝，将收集到的冷凝水与集雨器收集到的雨水露水一并通过水箱下的毛细尼龙绳引入需要灌溉的农田地下土壤中。申请号为201510135213.X的专利“一种仿仙人掌集水的空气凝水装置”提供了一种收集近海空气中的水汽的装置，由于海边的湿度高以及海风的作用规律，水汽能大范围的流动，通过仿叶脉结构的铜管主脉以及不锈钢滤丝网的分支，在冷凝作用下凝结出水珠，本装置依靠制冷芯片给介质水降温，再利用波浪驱动海水栗，使介质水散热，凝结出的小水珠最终收集在水箱里。综上现有收集空气中雾水的集水装置的主要技术方案中存在不能够充分冷却含有雾水的空气、空气与冷凝部件接触面积较小、装置内部通风效果不佳、集水效率低及结构复杂等问题。申请号为201220323018.1的专利“集水喷雾公交站”，下雨时雨水通过倾斜的顶棚流入集水槽，当温度传感器检测到周围温度高于37°时，控制单元控制抽水单元将水抽出，以喷雾形式为周围降温。收集雨水的装置的主要技术方案是直接在降雨过程中收集雨水，目前这种集水装置占地面积大，功能单一，只能收集雨水，受当地降雨量的影响比较大。
[0004]通过对上述专利及相关领域技术分析可知，收集空气中水雾的集水装置的主要技术方案是利用自然温差变化，将空气中的水雾转化为液态水，这种集水装置收集效率非常低，不能够收集足够的水量;收集雨水的集水器的主要技术方案是直接在降雨过程中收集雨水，目前这种集水装置占地面积大，功能单一，只能收集雨水，受当地降雨量的影响比较大。
【发明内容】
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种同时可实现空气中水蒸气、雾状水及自然降水收集，且提高集水效率的淡水收集设备。
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0007]一种淡水收集设备，其特征在于:包括由下至上依次连接的储水装置、进风装置、空气凝水装置和雨水收集盘;所述储水装置固定安装于底座上;在所述进风装置上设有进风口，进风装置在与空气凝水装置结合的部位设有上排风口，在进风装置的内部设有连通进风口与上排风口的风腔，所述风腔与储水装置的储水腔形成上下连通;所述空气凝水装置为上小下大的锥形体结构，其上端部和下端部分别设有排气口和进气口，该进气口与进风装置的上排风口连通，所述空气凝水装置包括外壁套、内壁套、螺旋形导流板，外壁套、内壁套及螺旋形导流板均呈锥形，所述内壁套置于外壁套的内腔中，内壁套的上端部与外壁套的上端部密封连接，内壁套的下端部与外壁套的下端部密封连接，使内壁套与外壁套之间形成环形腔，所述螺旋形导流板设置在所述环形腔内，使环形腔内形成螺旋形冷却水通道，在外壁套上靠近上下两端的位置分别设有一个与螺旋形冷却水通道形成连通的进出水口，两进出水口与外设的冷却水供水、回水装置连接，形成水循环冷却系统，在内壁套的内表面上均匀分布有多组凝水凸起结构;在所述雨水收集盘的中心设有集水孔，所述集水孔与内壁套的内腔形成连通。
[0008]本发明还可以采用如下技术方案:
[0009]所述进风装置为蜗壳式进风结构，包括蜗壳状的外壳及设置在外壳内与外壳一体连接的内圈套;进风装置的进风口设置在外壳的端部，所述内圈套呈上小下大的锥形状，内圈套的内部形成所述风腔，内圈套的上端口形成所述上排风口，在外壳与内圈套之间形成涡状进风通道，涡状进风通道与进风口连通，在内圈套上均匀布满进风通孔，进风通孔连通涡状进风通道与风腔;在内圈套的上端内表面上设有凸缘部，在凸缘部的上端面上设有环形集水槽，在凸缘部的下端沿圆周方向布置有多个引流管段，多个引流管段与环形集水槽均形成连通。
[0010]在进风装置的进风口位置安装有进风扇。
[0011]所述进风装置为蚁丘式进风结构，其包括一个上小下大的环状外壳，环状外壳的上端形成所述上排风口，在环状外壳的侧壁上均匀布满进风通孔，进风通孔形成所述进风口，环状外壳的内腔形成所述风腔，在环状外壳的侧壁内表面上位于上端的部位设有凸缘部，在凸缘部的上端面上设有环形集水槽，在凸缘部的下端沿圆周方向布置有多个引流管段，多个引流管段与环形集水槽均形成连通。
[0012]在外壁套的上端部位于排气口的位置设有凹槽，在凹槽内安装有排气扇。
[0013]所述凝水凸起结构为凝水针簇，每组凝水针簇由一根主刺和布置在主刺上的多根小刺构成，凝水针簇为中空结构，凝水针簇内的空腔与螺旋形冷却水通道相连通。
[0014]每组凝水针簇上的主刺与锥形体结构的轴线呈40°?70°夹角，每组凝水针簇上的小刺与对应主刺呈20°?40°夹角。
[0015]在凝水针簇的表面及内壁套的内表面上涂覆有纳米疏水基亲水材料层。
[0016]所述储水装置包括储水箱，储水箱的上端为开口结构，储水箱的侧壁内表面上靠近上端的位置设有凸缘部，在该凸缘部上安装有可拆卸的防蒸发盘，在防蒸发盘的中心设有流水孔;在储水箱的侧壁上靠近下端的位置设有出水口，在出水口位置安装有水龙头。
[0017]所述冷却水供水、回水装置包括半导体制冷器、水箱、潜水栗;所述潜水栗置于水箱中，潜水栗的出水口与半导体制冷器的进水口通过中间管路连接，半导体制冷器的出水口与空气凝水装置外壁套上的其中一进出水口通过进水管路连接，空气凝水装置外壁套上的另一进出水口与水箱的进水口通过回水管路连接。
[0018]本发明具有的优点和积极效果是:
[0019]采用本淡水收集设备，空气通过进风装置的进风口进入由进风装置和空气凝水装置构成的仿白蚁丘结构内部，在压力场的作用下，空气不断上升并从顶部释放，当空气从凝水装置的内腔通过时与内壁套的内表面及凝水凸起的表面充分接触，在水循环冷却系统的作用下，进行热量交换，使空气中含有的水蒸气或雾状水液化，并聚集在内壁套的内表面及凝水凸起的表面，在重量的作用下，流至最下方的储水箱内，从而实现了空气中水蒸气、雾状水的有效收集;另外，当有自然降水时，雨水收集盘可直接将雨水引导至淡水收集装置内部，存入储水箱中，这样也实现了自然降水的收集。本淡水收集设备相比于现有的淡水收集结构，实现多种淡水资源的收集，且通过水循环制冷系统，使空气凝水装置内部始终保持利于空气中水分冷凝的适宜温差，从而大幅度提高了集水效率。