专利名称：利用太阳能从空气中收集水的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及收集水的方法和装置，尤其是利用太阳能从空气中收集饮用水的方法及其装置。
众所周知，地球上缺少饮用水的地方很多，如海岛、海船和沙漠等。如何克服这些现象呢？有人设法在海岛上用海水淡化，似乎可行，往往因为规模大、投资大、能源消耗大而受到限制；也有的设法在沙漠或海岛打井，但因为有些地方地质条件不允许、例如碰到珊瑚礁就不一定可行；有的想积蓄雨水但供应量不一定有可靠保证；在海船上用水，主要是从大陆上运载淡水来提供的，很不方便，特别是小海船，不能运载大量淡水，要想渡大海，非常困难。
联邦德国有一项专利，其专利号为P4241078.9，公告号为DE 4241078A1，题目是“沙漠灌溉装置”，所述的是利用太阳能发出电能驱动马达或电机，从而驱动冷却面产生冷凝水的手段，一旦动用了马达，势必驱动空气压缩机，压缩一种介质，类似氟利昂之类，压缩后送到冷却面膨胀吸热，就起冷却作用，这套设备，且不说其机构复杂、成本较高，因为有运动部件，所以经常要加以维修，很不方便。
本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种设备简单、维护方便、利用太阳能从空气中收集水的方法和装置，以满足缺少饮用水的地方/场合的需要。
本发明的目的是这样实现的其方法如下利用多个太阳能电池组成太阳能电池板，将太阳能转换成电能，但这种措施所得到的电能，其电压和电流是不稳定的，尚不能满足致冷半导体器件的输入要求，本发明的特征在于它还包括以下的步骤一．将上述步骤所得到的电能，通过变换电路使之转换成符合致冷半导体器件所要求的电压和电流，并输入到致冷半导体器件上；二．将致冷半导体器件的冷却面，通过连接构件贴附在热管上，使热管的温度下降；三．在热管中装有冷却剂，经过传导，使热管表面上的翅片冷却到露点以下；四．用排风设备驱动空气在翅片上流动，使空气中的水分冷凝在翅片上，收集起来，便是可饮用的水了。
根据上述的方法所采用的装置它包括用多个太阳能电池组成的太阳能电池板、排风设备、贮水槽，本发明的特点在于它还包括接收太阳能电池板送来电能的变换电路，该变换电路是由开关电路、整流滤波电路、及控制电路依次连接组成的开关稳压电路，它的输出端连接致冷半导体器件，致冷半导体器件的一面为发热面，另一面为冷却面，将其冷却面用导热硅胶贴附在连接构件上，而连接构件再用导热硅胶套装在热管的致冷端，它起着使平面形的致冷半导体器件与圆管形的热管紧密连接的作用，热管是由致冷端和冷凝端密接而构成，它的两端头是密封的，热管的内壁是由均布的纵沟构成，再覆盖以吸液丝网，并浸泡以冷却剂，热管的表面设有翅片，并装置在热交换器中，热交换器上面设有排风设备驱动空气使之流动，下面设有进风口，底部的下面设有贮水槽。就可以连续不断地从翅片上收集饮用水了。
上面所述的热管及其翅片在热交换器中可以是横置，其翅片方向是与热管的轴相垂直的；也可以是竖置，其翅片方向是与热管的轴向相平行的。
采用上述的方案，除排风扇外，全部使用了无运动部件，设备和结构都很简单、成本低廉、维护简单，就能解决海岛、小海船、沙漠等地方缺少饮用水的状况。
下面结合实施例1、2及其附图，对本发明进一步说明
图1是本发明原理图；图2是变换电路原理图；图3是致冷半导体器件与连接构件连接的示意图；图4是图3的Ⅰ-Ⅰ剖视图；图5是热管纵剖面构造图；图6是图5的Ⅱ-Ⅱ剖视图；图7是实施例2中热管及热交换器的剖面示意图；图8是图7的Ⅲ-Ⅲ剖视图；图9是图7的Ⅳ-Ⅳ剖视图；图中1．阳光 2．太阳能电池板 3．变换电路4．致冷半导体器件及连接构件 5．热管6．热交换器 7．进风口 8．排风扇9．贮水槽10．开关电路11．整流滤波电路12．控制电路 13．致冷半导体器件14．导热硅胶 15．导热硅胶 16．连接构件17．致冷端 18．冷凝端 19．吸液丝网20．冷却剂 21．热管内壁的纵沟22．排风扇 23．热交换器 24．散热翅片25．热绝缘 26．连接构件 27．导热硅胶28．致冷端 29．吸液丝网 30．导热硅胶31．致冷半导体器件 32．导热硅胶 33．阀门34．二次冷却空气进口 35．热绝缘36．冷凝端翅片37．导热硅胶 38．冷凝端39．进风口40．贮水槽 41．冷却剂42．导流圈43．导流圈图1是本发明的原理图，也是实施例1的示意图，图1中，用多个太阳能电池组成的太阳能电池板(2)接收阳光(1)，转换成15V至45V的不稳定直流电，经过变换电路(3)变换成稳定的12伏、≤10安培的直流电，将其输送至致冷半导体器件及连接构件(4)中，使其温度下降，连接构件套装在热管(5)的致冷端，通过热管(5)内的冷却剂的传导，热管(5)的另一端是插装横置在热交换器(6)内，其翅片被冷却，而大气空气流过翅片表面，空气中的水分就凝结在翅片上，再通过上面的排风扇(8)驱动空气，使空气流动从进风口(7)进入，由上端排出，在热交换器(6)的下面设有贮水槽(9)，就可以收集饮用水了。本实施例在80％相对湿度、温度20℃的条件下能收集水2立升/小时。
在图2的变换电路包括开关电路(10)、整流滤波电路(11)、控制电路(12)依次连接组成。
在图3中，致冷半导体器件(13)共有两片，其冷却面分别用导热硅胶(14)贴附在连接构件(16)上，再用导热硅胶(15)粘在连接构件(16)与热管的致冷端之间。
图4是图3的Ⅰ-Ⅰ剖视图。
图5中，热管的致冷端(17)与冷凝端是密接连接，吸液丝网(19)是覆盖于热管(5)的内壁上，冷却剂(20)是浸泡在吸液丝网(19)之上。
图6中所示是热管(5)的Ⅱ-Ⅱ剖视图。
图7是本发明实施例2中的热管及热交换器的剖面示意图，本实施例2是容量较大的结构，其原理和结构基本上与实施例1是一样的，但是有其特点，所采用的热管及其翅片是竖置在热交换器中，其翅片方向是与热管的轴向相平行的，可以借助于重力，冷却剂(41)的流动性能较好，另外还采用二次冷却空气(34)是散热翅片冷却的必要手段，二次冷却空气进口处的阀门(33)的作用是调整进风口(39)的进风量与二次冷却空气的比例，而排风扇(22)是同时起进风和进二次冷却空气的作用，导流圈(42)、(43)是引导进风向中央流动而防止其向四周扩散。
经试验，实施例2所使用的太阳能电池、经过变换电路输出给4块致冷半导体器件的总电流为≤20安，在温度为20℃、相对湿度80％的条件下，每小时的收集水量为4立升。
权利要求
1．一种利用太阳能从空气中收集水的方法，其步骤是先用多个太阳能电池组成的太阳能电池板，将太阳能转换成电能；其特征在于它还包括以下的步骤一．将上述步骤所得到的电能，通过变换电路，使之转换成符合致冷半导体器件所要求的电压和电流，并输出到致冷半导体器件上；二．将致冷半导体器件的冷却面通过连接构件贴附在热管上，使热管的温度下降；三．在热管中装有冷却剂，经过传导，使热管表面上的翅片冷却到露点以下；四．用排风设备驱动空气在翅片上流动，使空气中的水分冷凝在翅片上，收集起来，便是可饮用的水了。
2．根据权利要求1所述的一种利用太阳能从空气中收集水的方法所采用的装置它包括用多个太阳能电池组成的太阳能电池板、排风设备、贮水槽，其特征在于它还包括接收太阳能电池板送来电能的变换电路，该变换电路是由开关电路，整流滤波电路，及控制电路依次连接组成的开关稳压电路，它的输出端连接致冷半导体器件，致冷半导体器件的一面为发热面，一面为冷却面，将其冷却面用导热硅胶贴附在连接构件上，而连接构件再用导热硅胶套装在热管的致冷端，热管是由致冷端和凝端密接而构成，它的两端头是密封的，热管的内壁是由均布的纵沟构成，再覆盖以吸液丝网，并浸泡以冷却剂；热管的表面设有翅片，并装置在热交换器中，热交换器上面设有排风设备，下面设有进风口，底部的下面设有贮水槽。
3．根据权利要求2所述的一种利用太阳能从空气收集水的方法所采用的装置，其特征在于所述的热管及其翅片是横置在热交换器中，其翅片方向是与热管的轴向相垂直的。
4．根据权利要求2所述的一种利用太阳能从空气收集水的方法所采用的装置，其特征在于所述的热管及其翅片是竖置在热交换器中，其翅片方向是与热管的轴向相平行的。
全文摘要
一种利用太阳能从空气中收集水的方法及其装置,采用多个太阳能电池组成的太阳能电池板接收太阳能,转换成一定范围的电流和电压,经转换电路送至致冷半导体器件,将其冷却面用导热硅胶贴附在热管的致冷端,使之温度下降,通过热管内的冷却剂的传导使热管的另一端的翅片冷却,将空气中的水分凝结在翅片上,收集起来即是所需的饮用水了,方法和结构都简单、成本低廉，很是实用。
文档编号E03B3/00GK1223325SQ9810033
公开日1999年7月21日 申请日期1998年1月13日 优先权日1998年1月13日
发明者林璐懿 申请人:林璐懿