[發明專利]一種用于沙漠缺水地區的仿生取水裝置

有效

• 申請號: 201910597851.1
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110485509B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 陳永平;李鵬宇;俞煒;姚峰
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發明公開了一種用于沙漠缺水地區的仿生取水裝置，包括樹形取水裝置、相變蓄冷裝置、儲水裝置及主控裝置；樹形取水裝置包括仿生取水葉片與輸水通道；所述仿生取水葉片正表面密布微觀凸起結構且進行超疏水納米表面改性；相變蓄冷裝置包括分離式相變腔、循環工質、蓄冷箱和相變蓄冷材料；主控裝置包括控制器、溫度傳感器、太陽能電池和轉動機構；所述轉動機構與所述仿生取水葉片連接用于驅動所述仿生取水葉片轉動；所述控制器根據所述溫度傳感器獲取的外界溫度信號控制所述轉動機構帶動所述仿生取水葉片轉動。因此本發明可在無人值守條件下實現穩定高效低能耗工作，可在沙漠缺水地區自然環保、持續穩定的獲取大氣凝結水。

技術領域

本發明涉及一種取水裝置，具體涉及的是一種在沙漠缺水地區為提高取水穩定性和取水效率而設計的具有仿生樹形結構特征的冷凝取水裝置。

背景技術

沙漠地區氣候干旱植被稀少，水資源極度缺乏，人們的生產生活受到嚴重制約，形勢嚴峻。因此，合理有效的獲取水資源已成為沙漠地區最為緊急的任務之一。

冷凝取水技術以空氣為取水源，利用低溫凝結濕空氣中的水蒸氣獲取純凈液態水，因其自然、環保，被廣泛用于沙漠地區取水。傳統的冷凝取水裝置有一定的取水能力，但因其結構不甚合理，易出現沙礫阻塞冷凝表面、較大風力對裝置部件或整體造成破壞等問題，因此取水穩定性和效果不甚理想，且需要專人看守，造成人力資源浪費。因此，傳統的冷凝取水方案不能滿足要求，迫切需要尋求一種新型穩定的取水方案和技術。

人們發現，一些關于植物和動物的相類似的功能，實際上超越了人類自身在此方面的技術設計方案。植物和動物在幾百萬年的自然進化當中不僅完全適應自然而且其程度接近完美。仿生學試圖在技術方面模仿動物和植物在自然中的功能，這種技術就叫仿生技術。仿生樹形結構以自然生長的枝椏相關規律特性為基礎，牢固穩定，相比普通結構有更強的抗風性。

超疏水納米技術將表面進行特殊處理形成微納級結構，從而使表面的污染物或灰塵能在重力或雨水、風力等外力作用下自動脫落或被降解，又可實現表面液滴自驅動，對于去除灰塵，收集液滴有很大幫助。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種新型的具有仿生樹形特征的冷凝取水裝置，該裝置可在無人值守條件下實現穩定高效低能耗工作，在沙漠缺水地區自然環保、持續穩定的獲取大氣凝結水，緩和當地嚴峻的缺水形勢。

為解決傳統冷凝取水裝置設計上存在的技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種用于沙漠缺水地區的仿生取水裝置，包括樹形取水裝置、相變蓄冷裝置、儲水裝置及主控裝置，其特征在于：

樹形取水裝置包括仿生取水葉片與輸水通道；輸水通道包括主通道、多級分支通道以及毛細通道；所述仿生取水葉片連接在所述多級分支通道的末端；所述仿生取水葉片正表面密布微觀凸起結構且進行超疏水納米表面改性；毛細通道位于微觀凸起內部，經多級分支通道后匯總至主通道，主通道與儲水裝置連通；

相變蓄冷裝置包括分離式相變腔、循環工質、蓄冷箱和相變蓄冷材料，相變蓄冷材料填充于蓄冷箱中；分離式相變腔分為兩部分，分別位于仿生取水葉片和蓄冷箱中，通過沿著多級分支通道以及主通道布置的上升管與下降管連接；所述相變蓄冷材料位于所述蓄冷箱內；所述循環工質在分離式相變腔的兩部分間循環；

主控裝置包括控制器、溫度傳感器、太陽能電池和轉動機構；所述太陽能電池為所述主控裝置提供電源；所述轉動機構與所述仿生取水葉片連接用于驅動所述仿生取水葉片轉動；所述控制器根據所述溫度傳感器獲取的外界溫度信號控制所述轉動機構帶動所述仿生取水葉片轉動。