一種仿生霧氣集水器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種仿生霧氣集水器，包括霧氣收集系統(tǒng)、輸水裝置和集水箱；霧氣收集系統(tǒng)包括錐形銅絲、支架銅絲和半空心球；多根錐形銅絲沿螺旋上升的路徑交錯設(shè)置在支架銅絲上，多根錐形銅絲和支架銅絲形成仿仙人掌結(jié)構(gòu)；半空心球的表面間隔設(shè)有多條溝槽；每一條溝槽上間隔設(shè)有多個仿仙人掌結(jié)構(gòu)，仿仙人掌結(jié)構(gòu)的支架銅絲底部固定在溝槽中，向外延伸至空中；輸水裝置為開口喇叭狀，開口的大端朝上，開口的小端朝下，半空心球設(shè)置在開口的大端中，開口的小端為入水口，入水口伸入集水箱中。本實(shí)用新型提供了一種無能源消耗、集水效率高、組裝簡單、攜帶方便的集水器，特別適用于降水量極少的地區(qū)使用。
【專利說明】
一種仿生霧氣集水器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種霧氣集水器，特別是涉及一種基于仿生學(xué)原理收集霧氣的集水器，適用于降水量很少的地區(qū)，如沙漠、半沙漠地帶使用。
【背景技術(shù)】
[0002]水是地球上一切生物賴以生存的資源。雖然地球上的水?dāng)?shù)量巨大，但是淡水資源只占總水量的2.5%。其中87%的淡水資源分布在南極、北極、高山冰川及永凍積雪中，所以可供人類直接生產(chǎn)與生活利用的淡水資源占全球總水量的0.26%。同時由于水資源分布不均以及人類的生產(chǎn)活動對水資源造成的污染，使得人們可以利用的淡水資源更加匱乏。
[0003]霧氣分布在全球的每一個區(qū)域，包括降水量極少的沙漠地帶。近年來，大家對自然界中生物利用自身結(jié)構(gòu)來收集霧氣以維持生存進(jìn)行了深入地研究，并且仿造自然界生物的身體結(jié)構(gòu)來制備霧氣收集裝置。但現(xiàn)有的霧氣收集裝置存在的技術(shù)問題是霧氣收集效果太小，效率太低，很難推廣使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種效率高，霧氣收集效果好，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，且使用方便，易于推廣的仿生霧氣集水器。
[0005]本實(shí)用新型目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種仿生霧氣集水器，包括霧氣收集系統(tǒng)、輸水裝置和集水箱;所述霧氣收集系統(tǒng)包括錐形銅絲、支架銅絲和半空心球；多根錐形銅絲沿螺旋上升的路徑交錯設(shè)置在支架銅絲上，錐形銅絲的尖端朝上，向上方向形成與支架銅絲小于90度的夾角;錐形銅絲表面為從銅絲尖端到末端親水性逐漸增大的梯度潤濕性表面;多根錐形銅絲和支架銅絲形成仿仙人掌結(jié)構(gòu);半空心球的表面間隔設(shè)有多條內(nèi)表面為超疏水，沿著經(jīng)線方向環(huán)繞在半球表面的溝槽;每一條溝槽上間隔設(shè)有多個仿仙人掌結(jié)構(gòu)，仿仙人掌結(jié)構(gòu)的支架銅絲底部固定在溝槽中，向外延伸至空中；輸水裝置為開口喇叭狀，開口的大端朝上，開口的小端朝下，半空心球設(shè)置在開口的大端中，開口的小端為入水口，入水口伸入集水箱中。
[0007]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，優(yōu)選地，所述仿生霧氣集水器還包括固定裝置，固定裝置包括金屬桿和兩個固定環(huán);兩個固定環(huán)分別與金屬桿連接，第一次固定環(huán)固定在輸水裝置開口下端的外周，第二固定環(huán)固定在集水箱的外周。
[0008]優(yōu)選地，所述輸水裝置的內(nèi)表面為超疏水。
[0009]優(yōu)選地，所述集水箱底部設(shè)有出水口。
[0010]優(yōu)選地，所述出水口下端的管道上設(shè)有手動閥門。
[0011]優(yōu)選地，所述支架銅絲為等直徑的銅絲，從上到下直徑相同。
[0012]優(yōu)選地，所述溝槽的截面為半圓形。
[0013]優(yōu)選地，所述仿仙人掌結(jié)構(gòu)焊接在溝槽的中部，焊接點(diǎn)的直徑小于溝槽的截面直徑。
[0014]優(yōu)選地，所述的金屬桿為不銹鋼桿。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:仿造自然界中沙漠金龜子與仙人掌收集霧氣的自身結(jié)構(gòu)來分別制備霧氣集水器，并將它們結(jié)合起來。同時在霧氣集水器的各個表面通過調(diào)控表面的潤濕性，從而進(jìn)一步提升霧氣的收集效果，非常適用于降水量非常少的地域。同時整個裝置分拆安裝極為簡便，制備小型的仿生霧氣集水器，可以方便攜帶，能夠解決行走在水源很少的地區(qū)(沙漠)的人們的飲水問題。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種仿生霧氣集水器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是為圖1中仿仙人掌結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖3為圖1的俯視圖。
[0019]圖中示出:錐形銅絲1、支架銅絲2、溝槽3、半空心球4、輸水裝置5、集水箱6、手動閥門7、固定桿8、第一次固定環(huán)9、第二固定環(huán)10、入水口 11、出水口 12、
【具體實(shí)施方式】
[0020]為更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但【具體實(shí)施方式】只是為了解釋與說明本實(shí)用新型，并不能以此來限制本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
[0021 ]如圖1、2和3所示，一種仿生霧氣集水器，包括霧氣收集系統(tǒng)、輸水裝置5和集水箱6;所述霧氣收集系統(tǒng)包括錐形銅絲1、支架銅絲2和半空心球4;多根錐形銅絲I沿螺旋上升的路徑交錯設(shè)置在支架銅絲2，錐形銅絲I的尖端朝上，向上方向形成與支架銅絲2小于90度的夾角;支架銅絲2優(yōu)選為等直徑的銅絲，從上到下直徑相同。錐形銅絲I表面為從銅絲尖端到末端親水性逐漸增大的梯度潤濕性表面。當(dāng)空氣中的霧氣在錐形銅絲I上凝結(jié)時成水滴時，水滴會在錐形銅絲I形成的不平衡拉普拉斯力及梯度表面形成的梯度表面張力的牽引下和自身重力的作用下，會沿著從銅絲尖端到尾端的方向在銅絲上移動匯聚。多根錐形銅絲I和支架銅絲2形成仿仙人掌結(jié)構(gòu)。半空心球4的表面間隔設(shè)有多條內(nèi)表面為超疏水，沿著經(jīng)線方向環(huán)繞在半球表面的溝槽3;每一條溝槽上間隔設(shè)有多個仿仙人掌結(jié)構(gòu)，仿仙人掌結(jié)構(gòu)的支架銅絲2底部固定在溝槽3中，向外延伸至空中。溝槽3的截面優(yōu)選為半圓形。輸水裝置5為開口喇叭狀，開口的大端朝上，開口的小端朝下，半空心球4設(shè)置在開口的大端中，開口的小端為入水口 11，入水口 11伸入集水箱6中，集水箱6底部設(shè)有出水口 12，出水口 12下端的管道上設(shè)有手動閥門7。
[0022]仿生霧氣集水器還包括固定裝置，固定裝置包括金屬桿8和兩個固定環(huán);兩個固定環(huán)分別與金屬桿8連接，第一次固定環(huán)9固定在輸水裝置5開口下端的外周，用于固定輸水裝置5，并進(jìn)而固定霧氣收集系統(tǒng);第二固定環(huán)10固定在集水箱6的外周。所述的金屬桿優(yōu)選為不銹鋼桿。
[0023]本實(shí)用新型半空心球4是仿沙漠金龜子背部結(jié)構(gòu)，當(dāng)支架銅絲2上匯聚到低端的水滴足夠大時，水滴便能依靠自身重力擺脫銅絲低端的粘附力，從而沿著內(nèi)表面為超疏水的半圓形溝槽3向溝槽邊緣移動。
[0024]輸水裝置5的內(nèi)表面為超疏水。輸水裝置5起著支撐半空心球4的作用及將霧氣收集系統(tǒng)收集到的水輸送到集水箱6的作用。即為將仿沙漠金龜子背部結(jié)構(gòu)的半空心球4放入輸水裝置5的喇叭口內(nèi)，并與之契合。這樣的好處在于只有半空心球4表面制有溝槽3的地方與輸水裝置之間留有空隙，半球其他邊緣均與之密封。溝槽3內(nèi)收集匯聚的水便可通過空隙進(jìn)入輸水裝置5內(nèi)，之后進(jìn)入集水箱6。同時留有的空隙使得集水箱6內(nèi)的壓力與外界大氣壓相同，很好地避免了漲水現(xiàn)象的發(fā)生，另外半球4邊緣其余部分均與輸水裝置5密封，從而有效地降低了集水箱6內(nèi)收集到的水蒸發(fā)流失的可能性。輸水裝置5下部變直徑的中空管道直接插入集水箱6中，這樣又對整個霧氣收集系統(tǒng)起著固定支撐的作用。同時中空管道深入集水箱內(nèi)一定的長度，又可以減少集水箱6內(nèi)部收集的水蒸發(fā)通過輸水管道流失的可能性。
[0025]集水箱6上端開有入水口11，以與輸水裝置5下部中空管道相連;集水箱6底部開有出水口 12，并在外部安裝手動控制閥門7，可以讓人們很好地取用集水箱6內(nèi)收集到的水。
[0026]本實(shí)用新型在錐形銅絲I表面制備有從銅絲尖端到末端親水性逐漸增大的梯度潤濕性表面，將多根錐形銅絲均勻間錯開，末端點(diǎn)焊在等直徑的具有親水性表面的銅絲上，使錐形銅絲的尖端朝斜向上方向，這樣的仿仙人掌結(jié)構(gòu)有利于收集空氣中霧氣，將霧氣的水分凝結(jié)在錐形銅絲I表面。
[0027]本實(shí)用新型仿沙漠金龜子背部結(jié)構(gòu)的半空心球裝置，在半空心球的外表面制有多個沿著經(jīng)線方向環(huán)繞在半球表面的半圓形溝槽;半圓形溝槽內(nèi)表面為超疏水。在溝槽的底部采用點(diǎn)焊技術(shù)將焊接有錐形梯度銅絲的支架銅絲豎直焊接在中心線處，焊接點(diǎn)不能過大而堵住溝槽。根據(jù)每條溝槽的長度確定焊接支架銅絲的個數(shù)。該結(jié)構(gòu)有利于收集空氣中霧氣水分的同時，使得收集的水封容易進(jìn)入輸水裝置中并避免水分蒸發(fā)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿生霧氣集水器，其特征在于包括霧氣收集系統(tǒng)、輸水裝置和集水箱;所述霧氣收集系統(tǒng)包括錐形銅絲、支架銅絲和半空心球;多根錐形銅絲沿螺旋上升的路徑交錯設(shè)置在支架銅絲上，錐形銅絲的尖端朝上，向上方向形成與支架銅絲小于90度的夾角;錐形銅絲表面為從銅絲尖端到末端親水性逐漸增大的梯度潤濕性表面;多根錐形銅絲和支架銅絲形成仿仙人掌結(jié)構(gòu);半空心球的表面間隔設(shè)有多條內(nèi)表面為超疏水，沿著經(jīng)線方向環(huán)繞在半球表面的溝槽;每一條溝槽上間隔設(shè)有多個仿仙人掌結(jié)構(gòu)，仿仙人掌結(jié)構(gòu)的支架銅絲底部固定在溝槽中，向外延伸至空中；輸水裝置為開口喇叭狀，開口的大端朝上，開口的小端朝下，半空心球設(shè)置在開口的大端中，開口的小端為入水口，入水口伸入集水箱中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述仿生霧氣集水器還包括固定裝置，固定裝置包括金屬桿和兩個固定環(huán);兩個固定環(huán)分別與金屬桿連接，第一次固定環(huán)固定在輸水裝置開口下端的外周，第二固定環(huán)固定在集水箱的外周。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述輸水裝置的內(nèi)表面為超疏水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述集水箱底部設(shè)有出水口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述出水口下端的管道上設(shè)有手動閥11。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述支架銅絲為等直徑的銅絲，從上到下直徑相同。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述溝槽的截面為半圓形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述仿仙人掌結(jié)構(gòu)焊接在溝槽的中部，焊接點(diǎn)的直徑小于溝槽的截面直徑。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生霧氣集水器，其特征在于，所述的金屬桿為不銹鋼桿。
【文檔編號】E03B3/28GK205475439SQ201620081408
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】程江, 王剛, 周才龍, 方利國, 孫逸飛, 趙安
【申請人】華南理工大學(xué)