一种仿生雾气集水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种仿生雾气集水器，包括雾气收集系统、输水装置和集水箱；雾气收集系统包括锥形铜丝、支架铜丝和半空心球；多根锥形铜丝沿螺旋上升的路径交错设置在支架铜丝上，多根锥形铜丝和支架铜丝形成仿仙人掌结构；半空心球的表面间隔设有多条沟槽；每一条沟槽上间隔设有多个仿仙人掌结构，仿仙人掌结构的支架铜丝底部固定在沟槽中，向外延伸至空中；输水装置为开口喇叭状，开口的大端朝上，开口的小端朝下，半空心球设置在开口的大端中，开口的小端为入水口，入水口伸入集水箱中。本实用新型提供了一种无能源消耗、集水效率高、组装简单、携带方便的集水器，特别适用于降水量极少的地区使用。
【专利说明】
一种仿生雾气集水器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种雾气集水器，特别是涉及一种基于仿生学原理收集雾气的集水器，适用于降水量很少的地区，如沙漠、半沙漠地带使用。
【背景技术】
[0002]水是地球上一切生物赖以生存的资源。虽然地球上的水数量巨大，但是淡水资源只占总水量的2.5%。其中87%的淡水资源分布在南极、北极、高山冰川及永冻积雪中，所以可供人类直接生产与生活利用的淡水资源占全球总水量的0.26%。同时由于水资源分布不均以及人类的生产活动对水资源造成的污染，使得人们可以利用的淡水资源更加匮乏。
[0003]雾气分布在全球的每一个区域，包括降水量极少的沙漠地带。近年来，大家对自然界中生物利用自身结构来收集雾气以维持生存进行了深入地研究，并且仿造自然界生物的身体结构来制备雾气收集装置。但现有的雾气收集装置存在的技术问题是雾气收集效果太小，效率太低，很难推广使用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种效率高，雾气收集效果好，结构设计合理，且使用方便，易于推广的仿生雾气集水器。
[0005]本实用新型目的通过如下技术方案实现:
[0006]—种仿生雾气集水器，包括雾气收集系统、输水装置和集水箱;所述雾气收集系统包括锥形铜丝、支架铜丝和半空心球；多根锥形铜丝沿螺旋上升的路径交错设置在支架铜丝上，锥形铜丝的尖端朝上，向上方向形成与支架铜丝小于90度的夹角;锥形铜丝表面为从铜丝尖端到末端亲水性逐渐增大的梯度润湿性表面;多根锥形铜丝和支架铜丝形成仿仙人掌结构;半空心球的表面间隔设有多条内表面为超疏水，沿着经线方向环绕在半球表面的沟槽;每一条沟槽上间隔设有多个仿仙人掌结构，仿仙人掌结构的支架铜丝底部固定在沟槽中，向外延伸至空中；输水装置为开口喇叭状，开口的大端朝上，开口的小端朝下，半空心球设置在开口的大端中，开口的小端为入水口，入水口伸入集水箱中。
[0007]为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述仿生雾气集水器还包括固定装置，固定装置包括金属杆和两个固定环;两个固定环分别与金属杆连接，第一次固定环固定在输水装置开口下端的外周，第二固定环固定在集水箱的外周。
[0008]优选地，所述输水装置的内表面为超疏水。
[0009]优选地，所述集水箱底部设有出水口。
[0010]优选地，所述出水口下端的管道上设有手动阀门。
[0011]优选地，所述支架铜丝为等直径的铜丝，从上到下直径相同。
[0012]优选地，所述沟槽的截面为半圆形。
[0013]优选地，所述仿仙人掌结构焊接在沟槽的中部，焊接点的直径小于沟槽的截面直径。
[0014]优选地，所述的金属杆为不锈钢杆。
[0015]本实用新型的有益效果是:仿造自然界中沙漠金龟子与仙人掌收集雾气的自身结构来分别制备雾气集水器，并将它们结合起来。同时在雾气集水器的各个表面通过调控表面的润湿性，从而进一步提升雾气的收集效果，非常适用于降水量非常少的地域。同时整个装置分拆安装极为简便，制备小型的仿生雾气集水器，可以方便携带，能够解决行走在水源很少的地区(沙漠)的人们的饮水问题。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型一种仿生雾气集水器的结构示意图。
[0017]图2是为图1中仿仙人掌结构的示意图。
[0018]图3为图1的俯视图。
[0019]图中示出:锥形铜丝1、支架铜丝2、沟槽3、半空心球4、输水装置5、集水箱6、手动阀门7、固定杆8、第一次固定环9、第二固定环10、入水口 11、出水口 12、
【具体实施方式】
[0020]为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但【具体实施方式】只是为了解释与说明本实用新型，并不能以此来限制本实用新型保护范围。
[0021 ]如图1、2和3所示，一种仿生雾气集水器，包括雾气收集系统、输水装置5和集水箱6;所述雾气收集系统包括锥形铜丝1、支架铜丝2和半空心球4;多根锥形铜丝I沿螺旋上升的路径交错设置在支架铜丝2，锥形铜丝I的尖端朝上，向上方向形成与支架铜丝2小于90度的夹角;支架铜丝2优选为等直径的铜丝，从上到下直径相同。锥形铜丝I表面为从铜丝尖端到末端亲水性逐渐增大的梯度润湿性表面。当空气中的雾气在锥形铜丝I上凝结时成水滴时，水滴会在锥形铜丝I形成的不平衡拉普拉斯力及梯度表面形成的梯度表面张力的牵引下和自身重力的作用下，会沿着从铜丝尖端到尾端的方向在铜丝上移动汇聚。多根锥形铜丝I和支架铜丝2形成仿仙人掌结构。半空心球4的表面间隔设有多条内表面为超疏水，沿着经线方向环绕在半球表面的沟槽3;每一条沟槽上间隔设有多个仿仙人掌结构，仿仙人掌结构的支架铜丝2底部固定在沟槽3中，向外延伸至空中。沟槽3的截面优选为半圆形。输水装置5为开口喇叭状，开口的大端朝上，开口的小端朝下，半空心球4设置在开口的大端中，开口的小端为入水口 11，入水口 11伸入集水箱6中，集水箱6底部设有出水口 12，出水口 12下端的管道上设有手动阀门7。
[0022]仿生雾气集水器还包括固定装置，固定装置包括金属杆8和两个固定环;两个固定环分别与金属杆8连接，第一次固定环9固定在输水装置5开口下端的外周，用于固定输水装置5，并进而固定雾气收集系统;第二固定环10固定在集水箱6的外周。所述的金属杆优选为不锈钢杆。
[0023]本实用新型半空心球4是仿沙漠金龟子背部结构，当支架铜丝2上汇聚到低端的水滴足够大时，水滴便能依靠自身重力摆脱铜丝低端的粘附力，从而沿着内表面为超疏水的半圆形沟槽3向沟槽边缘移动。
[0024]输水装置5的内表面为超疏水。输水装置5起着支撑半空心球4的作用及将雾气收集系统收集到的水输送到集水箱6的作用。即为将仿沙漠金龟子背部结构的半空心球4放入输水装置5的喇叭口内，并与之契合。这样的好处在于只有半空心球4表面制有沟槽3的地方与输水装置之间留有空隙，半球其他边缘均与之密封。沟槽3内收集汇聚的水便可通过空隙进入输水装置5内，之后进入集水箱6。同时留有的空隙使得集水箱6内的压力与外界大气压相同，很好地避免了涨水现象的发生，另外半球4边缘其余部分均与输水装置5密封，从而有效地降低了集水箱6内收集到的水蒸发流失的可能性。输水装置5下部变直径的中空管道直接插入集水箱6中，这样又对整个雾气收集系统起着固定支撑的作用。同时中空管道深入集水箱内一定的长度，又可以减少集水箱6内部收集的水蒸发通过输水管道流失的可能性。
[0025]集水箱6上端开有入水口11，以与输水装置5下部中空管道相连;集水箱6底部开有出水口 12，并在外部安装手动控制阀门7，可以让人们很好地取用集水箱6内收集到的水。
[0026]本实用新型在锥形铜丝I表面制备有从铜丝尖端到末端亲水性逐渐增大的梯度润湿性表面，将多根锥形铜丝均匀间错开，末端点焊在等直径的具有亲水性表面的铜丝上，使锥形铜丝的尖端朝斜向上方向，这样的仿仙人掌结构有利于收集空气中雾气，将雾气的水分凝结在锥形铜丝I表面。
[0027]本实用新型仿沙漠金龟子背部结构的半空心球装置，在半空心球的外表面制有多个沿着经线方向环绕在半球表面的半圆形沟槽;半圆形沟槽内表面为超疏水。在沟槽的底部采用点焊技术将焊接有锥形梯度铜丝的支架铜丝竖直焊接在中心线处，焊接点不能过大而堵住沟槽。根据每条沟槽的长度确定焊接支架铜丝的个数。该结构有利于收集空气中雾气水分的同时，使得收集的水封容易进入输水装置中并避免水分蒸发。
【主权项】
1.一种仿生雾气集水器，其特征在于包括雾气收集系统、输水装置和集水箱;所述雾气收集系统包括锥形铜丝、支架铜丝和半空心球;多根锥形铜丝沿螺旋上升的路径交错设置在支架铜丝上，锥形铜丝的尖端朝上，向上方向形成与支架铜丝小于90度的夹角;锥形铜丝表面为从铜丝尖端到末端亲水性逐渐增大的梯度润湿性表面;多根锥形铜丝和支架铜丝形成仿仙人掌结构;半空心球的表面间隔设有多条内表面为超疏水，沿着经线方向环绕在半球表面的沟槽;每一条沟槽上间隔设有多个仿仙人掌结构，仿仙人掌结构的支架铜丝底部固定在沟槽中，向外延伸至空中；输水装置为开口喇叭状，开口的大端朝上，开口的小端朝下，半空心球设置在开口的大端中，开口的小端为入水口，入水口伸入集水箱中。2.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述仿生雾气集水器还包括固定装置，固定装置包括金属杆和两个固定环;两个固定环分别与金属杆连接，第一次固定环固定在输水装置开口下端的外周，第二固定环固定在集水箱的外周。3.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述输水装置的内表面为超疏水。4.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述集水箱底部设有出水口。5.根据权利要求4所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述出水口下端的管道上设有手动阀11。6.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述支架铜丝为等直径的铜丝，从上到下直径相同。7.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述沟槽的截面为半圆形。8.根据权利要求1所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述仿仙人掌结构焊接在沟槽的中部，焊接点的直径小于沟槽的截面直径。9.根据权利要求2所述的仿生雾气集水器，其特征在于，所述的金属杆为不锈钢杆。
【文档编号】E03B3/28GK205475439SQ201620081408
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】程江, 王刚, 周才龙, 方利国, 孙逸飞, 赵安
【申请人】华南理工大学