一种基于斯特林机的应急集水设备的制作方法

本发明涉及水处理设备，尤其涉及移动式应急水处理设备，具体是一种基于斯特林机的应急集水设备。

背景技术：

1、水是人类实现生存的基本资源，水体的作用体现在各个方面，从生产生活到实际研究等。通常情况下人通过摄入食物、市政管网以及浅表水源来获取生活中必要的水资源。但在一些特殊情况下，比如野外旅行时补充水分就只能依靠携带的储存水，尤其是进入海洋、丛林等区域，一旦在野外遇险，缺水会导致很严重的后果。同样，在突发紧急情况时，比如抢险救灾时由于日常水资源获取的渠道被破坏，在救灾过程中，现有的应急水处理设备对救灾现场进行水处理时只能够单一方式地进行净水工作，而在实际救灾现场中有时候需要大量但不是高净度的水来进行生产生活的开展，有时还需要高净度的水来进行实验以及日常饮用。

2、目前人们解决的方法主要有通过火源或太阳能蒸馏、过滤等方法从自然水源中获取可饮用水，在海上航行时，人们会携带海水淡化装置来将海水转化为饮用水。这些方法在一定程度上解决了我们提出的问题，但它们都受到设备和环境的限制，在海上，森林等空气湿度大的地方，收集空气中的水是解决上述问题的一个很好选择。现有的应急水处理设备在实际使用的过程中大多存在功能单一，且不便于移动，在实际使用时存在缺陷，不便于实际地就在应急处理使用，只能够满足某一个单一的水处理过程，缺乏有效的功能集成，影响实际的水处理效率，存在一定的掣肘，或者通过太阳能发电实现电力制冷从湿润空气中集水，而太阳能发电对环境条件的要求较为苛刻，只能在阳光较为充足的白天进行集水。为此我们提出移动式应急集水设备，可用于全天候收集空气中的水汽缓解遇到野外无水源或者水源污染的情况下应急饮用问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基于斯特林机的应急集水设备，包括冷凝单元和储水单元，通过顶部冷凝单元工作将含水空气中的水分进行冷凝形成液态水滴，液态水滴从所述的冷凝单元滴落汇入底部储水单元实现对净水的收集。

2、优选的，所述的冷凝单元包括驱动器、换热器和冷凝壳，所述的驱动器设置有风力扇、固定架、回转套及驱动轴，所述的风力扇为垂直轴风力扇，叶片与所述的回转套固定连接，所述的回转套与所述的驱动轴套接，所述的驱动轴将所述的风力扇输出的动能传递给所述的换热器。

3、优选的，所述的冷凝单元还包括调速装置，所述的调速装置设置于所述的驱动器下方，所述的驱动轴下方固定设置有驱动齿轮，所述的驱动齿轮驱动所述的换热器。

4、优选的，所述的换热器包括换热盘、配气活塞组、动力活塞组和散热器，所述的换热盘固定设置于所述的冷凝壳内壁，所述的换热盘为圆环状，所述的换热盘内沿着圆周方向设置有换热腔，所述的换热腔通过配气活塞组与动力活塞组的往复运动实现气体的循环。

5、优选的，所述的动力活塞组包括动力活塞和驱动轮，所述的动力活塞往复活动于对应的所述的换热腔内，所述的动力活塞侧壁设置有动力活塞驱动架，所述的动力活塞驱动架活动套接于所述的换热盘内圆侧壁，所述的动力活塞驱动架上下两侧设置有导向凸起，所述的导向凸起与驱动轮配合运动。

6、优选的，所述的驱动轮固定套接于所述的动力棘轮的轴下部，所述的驱动轮靠近所述的换热盘一面设置有驱动导向槽，所述的驱动导向槽为引导方向为正弦曲线的内凹槽，两对所述的驱动轮上下对称设置，所述的动力活塞驱动架上下设置的导向凸起分别滑动卡接于上方所述的驱动导向槽和下方所述的驱动导向槽。

7、优选的，所述的配气活塞组包括磁性引导块、配气活塞和活塞导轨，所述的磁性引导块固定在所述的动力棘轮轴上同轴旋转，所述的磁性引导块周向固定有磁体，所述的磁体磁极方向沿着所述的磁性引导块交错相反设置，所述的磁体与所述的配气活塞产生磁性联动，所述的活塞导轨沿着所述的换热盘径向设置于所述的换热腔内，所述的配气活塞滑动套接于所述的活塞导轨，所述的配气活塞带有磁性，与所述的磁性引导块上设置的所述的磁体联动，所述的配气活塞将所述的换热腔分隔成压缩区和膨胀区，所述的压缩区靠近所述的换热盘内圆周侧壁形成热端，膨胀区靠近所述的换热盘外圆周侧壁形成冷端。

8、优选的，所述的动力活塞与所述的配气活塞周期性配合运动，使得所述的换热腔内实现等温吸热、等容放热、等温放热和等容吸热过程，将热量从所述的换热盘外圆周侧壁转移至所述的换热盘内圆周侧壁。

9、优选的，所述的冷凝壳顶部还设置有散热口，所述的驱动轴上固定套接有散热风扇。

10、优选的，所述的储水单元包括支架外壳、定位底壳和储水箱，所述的支架外壳固定卡接于所述的冷凝壳外，并与所述的冷凝壳形成通风间隙，所述的支架外壳内层底部卡接有储水箱，所述的储水箱与所述的支架外壳内腔连通。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过斯特林装置在自然环境下高效获取较为纯净水，不需要引燃火源等危险因素，更安全高效；相对于过滤沉淀净度更高；相对于太阳能蒸馏，本装置不需要考虑太阳角度、温度等情况，适用条件更广，效率更高；制出的水温度低，用于饮用口感更好，也通过拆解限速装置调整转速限制用于制冰，在紧急状况下进行的保鲜或治疗。

技术特征：

1.一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：包括冷凝单元和储水单元，通过顶部冷凝单元工作将含水空气中的水分进行冷凝形成液态水滴，液态水滴从所述的冷凝单元滴落汇入底部储水单元实现对净水的收集。

2.根据权利要求1所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于： 所述的冷凝单元包括驱动器(2)、换热器和冷凝壳(7)，所述的驱动器(2)设置有风力扇、固定架(21)、回转套(22)及驱动轴(23)，所述的风力扇为垂直轴风力扇，叶片(211)与所述的回转套(22)固定连接，所述的回转套(22)与所述的驱动轴(23)套接，所述的驱动轴(23)将所述的风力扇输出的动能传递给所述的换热器。

3.根据权利要求2所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的冷凝单元还包括调速装置，所述的调速装置设置于所述的驱动器(2)下方，所述的驱动轴(23)下方固定设置有驱动齿轮(24)，所述的驱动齿轮(24)驱动所述的换热器。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的换热器包括换热盘(3)、配气活塞(311)组、动力活塞(42)组和散热器(5)，所述的换热盘(3)固定设置于所述的冷凝壳(7)内壁，所述的换热盘(3)为圆环状，所述的换热盘(3)内沿着圆周方向设置有换热腔，所述的换热腔通过配气活塞(311)组与动力活塞(42)组的往复运动实现气体的循环。

5.根据权利要求4所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于： 所述的动力活塞(42)组包括动力活塞(42)和驱动轮(4)，所述的动力活塞(42)往复活动于对应的所述的换热腔内，所述的动力活塞(42)侧壁设置有动力活塞驱动架(421)，所述的动力活塞驱动架(421)活动套接于所述的换热盘(3)内圆侧壁，所述的动力活塞驱动架(421)上下两侧设置有导向凸起，所述的导向凸起与驱动轮(4)配合运动。

6.根据权利要求5所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的驱动轮(4)固定套接于动力棘轮(26)的轴下部，所述的驱动轮(4)靠近所述的换热盘(3)一面设置有驱动导向槽(41)，所述的驱动导向槽(41)为引导方向为正弦曲线的内凹槽，两对所述的驱动轮(4)上下对称设置，所述的动力活塞驱动架(421)上下设置的导向凸起分别滑动卡接于上方所述的驱动导向槽(41)和下方所述的驱动导向槽(41)。

7.根据权利要求4所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的配气活塞(311)组包括磁性引导块(31)、配气活塞(311)和活塞导轨(312)，所述的磁性引导块(31)固定在动力棘轮(26)的轴上同轴旋转，所述的磁性引导块(31)周向固定有磁体，所述的磁体磁极方向沿着所述的磁性引导块(31)交错相反设置，所述的磁体与所述的配气活塞(311)产生磁性联动，所述的活塞导轨(312)沿着所述的换热盘(3)径向设置于所述的换热腔内，所述的配气活塞(311)滑动套接于所述的活塞导轨(312)，所述的配气活塞(311)带有磁性，与所述的磁性引导块(31)上设置的所述的磁体联动，所述的配气活塞(311)将所述的换热腔分隔成压缩区(32)和膨胀区(33)，所述的压缩区(32)靠近所述的换热盘(3)内圆周侧壁形成热端，膨胀区(33)靠近所述的换热盘(3)外圆周侧壁形成冷端。

8.根据权利要求7所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的动力活塞(42)与所述的配气活塞(311)周期性配合运动，使得所述的换热腔内实现等温吸热、等容放热、等温放热和等容吸热过程，将热量从所述的换热盘(3)外圆周侧壁转移至所述的换热盘(3)内圆周侧壁。

9.根据权利要求2中任一所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的冷凝壳(7)顶部还设置有散热口(72)，所述的驱动轴(23)上固定套接有散热风扇。

10.根据权利要求2所述的一种基于斯特林机的应急集水设备，其特征在于：所述的储水单元包括支架外壳(8)、定位底壳(81)和储水箱(82)，所述的支架外壳(8)固定卡接于所述的冷凝壳(7)外，并与所述的冷凝壳(7)形成通风间隙，所述的支架外壳(8)内层底部卡接有储水箱(82)，所述的储水箱(82)与所述的支架外壳(8)内腔连通。

技术总结
本发明公开了一种基于斯特林机的应急集水设备，包括冷凝单元和储水单元，通过顶部冷凝单元工作将含水空气中的水分进行冷凝形成液态水滴，液态水滴从所述的冷凝单元滴落汇入底部储水单元实现对净水的收集。通过斯特林装置在自然环境下高效获取较为纯净的水，不需要蒸馏的火源等危险因素，更安全高效；相对于过滤沉淀净度更高；相对于太阳能蒸馏，本装置不需要考虑太阳角度、温度等情况，适用条件更广，效率更高；制出的水温度低，用于饮用口感更好，也通过拆解限速装置调整转速限制用于制冰，在紧急状况下进行的保鲜或治疗。

技术研发人员：王仁贤
受保护的技术使用者：苏州万忠一芯智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15