本发明涉及空气中集水领域，特别涉及一种适于沙漠环境下的集水装置。
背景技术：
目前，中国沙漠总面积约70万平方千米，如果连同50多万平方千米的戈壁，我国沙漠化地区总面积约为128万平方千米，占全国陆地总面积的13％。当前，我国约有4亿人口生活在受沙漠化影响的地区。沙漠地区气候干旱，降雨稀少、蒸发强烈，地表植物稀少，人民生产生活用水主要来自地下水。然而，随着沙漠地区工业化和绿洲农业的快速发展，地下水被大量开采，由此产生了地下水水位急速下降、水质恶劣等问题，严重影响沙漠地区人民的生活和健康。同时，由于缺水问题，使得沙漠地区的企业生产收到限制，甚至使得企业无法进行生产。为了保证沙漠地区人民的生产生活，水资源短缺的问题亟待解决。
通常，水资源短缺的问题可以从“开源”和“节流”两个方面进行考虑。沙漠地区生产生活用水相对其他地区已经是非常节约了，“节流”上可以带来的效果不大，而“开源”在解决缺水问题上可以带来巨大的效果。沙漠地区缺水，主要是因为白天蒸发强烈，土壤表层的水被迅速蒸发。到了夜间，由于沙漠昼夜温差很大，夜晚空气中的水汽冷凝，形成冷凝水渗入地下，然而受沙漠地区沙粒对盐分的吸附作用影响，渗入地下形成的地下水基本为咸水，不能直接用于生产生活。如果能够将空气中的冷凝水进行合理的收集，在渗入地下前就收集起来，就可以很好的缓解沙漠地区的缺水问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结构简单、维修便捷、制造成本低的一种适于沙漠环境下的集水装置。
本发明的技术方案：本发明的一种适于沙漠环境下的集水装置，包括滤风装置、冷凝腔体和集水装置，所述滤风装置后设有冷凝腔体，所述冷凝腔体与集水装置间设有管道连接，所述冷凝腔体从前到后依次设有进风端、集水端和出风端；所述集水端内设有集水针，所述集水针呈圆锥状，顶部设有尖端，所述集水针外表面螺旋缠绕有聚合物纤维丝，相邻两段聚合物纤维丝之间设有流水沟；所述集水针下端接有集水装置。
进一步的，聚合物纤维丝与集水针底面所成倾角为30°～60°。
进一步的，滤风装置内均匀分布有散热栅片，有利于降低进入冷凝腔体内风的温度。
进一步的，冷凝腔体顶部设有风向随动系统，冷凝腔体底部设有动力驱动装置，风向随动系统与动力驱动装置连接，风向随动系统检测并输出风向信息，控制动力驱动装置转动，保证风始终从冷凝腔体进风端进入冷凝腔体。
进一步的，出风端设有排风扇，用于提高冷凝腔体内空气的流速。
进一步的，滤风装置内设有制冷片，制冷片冷端与散热栅片相连，制冷片热端设有散热片。
进一步的，冷凝腔体顶部设有太阳能电池板，冷凝腔体内设有蓄电装置，太阳能电池板与蓄电装置相连，为蓄电装置充电，蓄电装置与排风扇、制冷片、风向随动系统及动力驱动装置之间设有导线，可为排风扇、制冷片及动力驱动装置提供电能。
进一步的，散热栅片之间设有滤网，用于保证收集到的水源中无大颗粒异物和冷凝腔体内的清洁。
本发明与现有技术相比的有益效果：相较于现有技术，在集水装置中设有集水针，采用聚酯纤维丝螺旋缠绕而成的集水针的表面具有的纤维绒毛，更容易吸附空气中的水分子，配合相邻两段聚合物纤维丝之间形成的流水沟，形成横跨多条流水沟的水珠；当水珠停留在集水针表面时，水珠靠近集水针底部的部分曲率半径较大，靠近集水针尖部的部分曲率半径较小，水珠半径的减小会导致拉普拉斯压力的增大，空气中的水珠在拉普拉斯压力差的作用下，从集水针的尖部运动到集水针的底部，汇集后流入集水装置，从而实现对空气中水的收集，流水沟的存在可以使得水珠的边缘从一个光滑的圆弧变成多段小圆弧，从而增大水珠两端的半径差，加大拉普拉斯压力差，提高液滴从尖部运动到底部的能力；冷凝腔体中空气的流动为亚音速流动，当空气在渐缩型的冷凝腔体中流动时，随着流动截面面积的减小，气流的流速会增大，导致气压的降低，因此冷凝腔体通过采用渐缩型的结构，可以达到将空气降压的效果；集水针密集排列在冷凝腔体的中部，空气经过空气降温降压冷凝腔体进口处的制冷片冷却后，再通过中部渐缩型的集水端降压，很容易凝结出小液滴，因而可以被集水针捕捉收集起来。
太阳能电池板在白天将沙漠中的太阳能转化为电能储存在蓄电装置内，在夜间将这些电能供给排风扇、制冷片、风向随动系统以及动力驱动装置，节能环保的同时，可以提高制水的效率；散热栅片之间设有滤网，可以隔绝空气中的尘土，保证收集水的清洁。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的集水针的具体结构示意图；
图3为图2中集水针的局部放大示意图。
具体实施方式
为了加深本发明的理解，下面我们将结合附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1-图2示出了本发明一种适于沙漠环境下的集水装置的实施方式，包括滤风装置1、冷凝腔体2和集水装置3，所述滤风装置1后设有冷凝腔体2，所述冷凝腔体2与集水装置3间设有管道连接，所述冷凝腔体2从前到后依次设有进风端21、集水端22和出风端23；所述集水端22内设有集水针4，所述集水针4呈圆锥状，顶部设有尖端，所述集水针外表面螺旋缠绕有聚合物纤维丝41，相邻两段聚合物纤维丝41之间设有流水沟42；所述集水针4下端接有集水装置3。聚合物纤维丝41与集水针4底面所成倾角为30°～60°。滤风装置1内均匀分布有散热栅片11，有利于降低进入冷凝腔体2内风的温度。冷凝腔体2顶部设有风向随动系统5，冷凝腔体2底部设有动力驱动装置6，风向随动系统5与动力驱动装置6连接，风向随动系统5检测并输出风向信息，控制动力驱动装置6转动，保证风始终从冷凝腔体2进风端21进入冷凝腔体2。出风端23设有排风扇7，用于提高冷凝腔体2内空气的流速。滤风装置1内设有制冷片12，制冷片12冷端与散热栅片11相连，制冷片12热端设有散热片。冷凝腔体2顶部设有太阳能电池板8，冷凝腔体2内设有蓄电装置，太阳能电池板8与蓄电装置81相连，为蓄电装置81充电，蓄电装置81与排风扇7、制冷片12、风向随动系统5及动力驱动装置6之间设有导线，可为排风扇7、制冷片12及动力驱动装置6提供电能。散热栅片11之间设有滤网，用于保证收集到的水源中无大颗粒异物和冷凝腔体内的清洁。
本发明具有结构简单、维修便捷、制造成本低的特点，相较于现有技术，在集水装置中设有集水针4，其中集水针4的表面具有多条流水沟42，该结构可以使得空气中的水珠在拉普拉斯压力与润湿性梯度的作用下从集水针4的尖部运动底部，，汇集后流入集水装置3，从而实现对空气中水的收集；冷凝腔体2中空气的流动为亚音速流动，当空气在渐缩型的冷凝腔体中流动时，随着流动截面面积的减小，气流的流速会增大，导致气压的降低，因此冷凝腔体2通过采用渐缩型的结构，可以达到将空气降压的效果；集水针4密集排列在冷凝腔体2的中部，空气经过空气降温降压冷凝腔体2进口处的制冷片12冷却后，再通过中部渐缩型的集水端22降压，很容易凝结出小液滴，因而可以被集水针4捕捉收集起来。
太阳能电池板8在白天将沙漠中的太阳能转化为电能储存在蓄电装置81内，在夜间将这些电能供给排风扇7、制冷片12、风向随动系统5以及动力驱动装置6，节能环保的同时，可以提高制水的效率；散热栅片11之间设有滤网，可以隔绝空气中的尘土，保证收集水的清洁。
上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。