[发明专利]一种用于沙漠缺水地区的仿生取水装置

说明书

本发明公开了一种用于沙漠缺水地区的仿生取水装置，包括树形取水装置、相变蓄冷装置、储水装置及主控装置；树形取水装置包括仿生取水叶片与输水通道；所述仿生取水叶片正表面密布微观凸起结构且进行超疏水纳米表面改性；相变蓄冷装置包括分离式相变腔、循环工质、蓄冷箱和相变蓄冷材料；主控装置包括控制器、温度传感器、太阳能电池和转动机构；所述转动机构与所述仿生取水叶片连接用于驱动所述仿生取水叶片转动；所述控制器根据所述温度传感器获取的外界温度信号控制所述转动机构带动所述仿生取水叶片转动。因此本发明可在无人值守条件下实现稳定高效低能耗工作，可在沙漠缺水地区自然环保、持续稳定的获取大气凝结水。

技术领域

本发明涉及一种取水装置，具体涉及的是一种在沙漠缺水地区为提高取水稳定性和取水效率而设计的具有仿生树形结构特征的冷凝取水装置。

背景技术

沙漠地区气候干旱植被稀少，水资源极度缺乏，人们的生产生活受到严重制约，形势严峻。因此，合理有效的获取水资源已成为沙漠地区最为紧急的任务之一。

冷凝取水技术以空气为取水源，利用低温凝结湿空气中的水蒸气获取纯净液态水，因其自然、环保，被广泛用于沙漠地区取水。传统的冷凝取水装置有一定的取水能力，但因其结构不甚合理，易出现沙砾阻塞冷凝表面、较大风力对装置部件或整体造成破坏等问题，因此取水稳定性和效果不甚理想，且需要专人看守，造成人力资源浪费。因此，传统的冷凝取水方案不能满足要求，迫切需要寻求一种新型稳定的取水方案和技术。

人们发现，一些关于植物和动物的相类似的功能，实际上超越了人类自身在此方面的技术设计方案。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能，这种技术就叫仿生技术。仿生树形结构以自然生长的枝桠相关规律特性为基础，牢固稳定，相比普通结构有更强的抗风性。

超疏水纳米技术将表面进行特殊处理形成微纳级结构，从而使表面的污染物或灰尘能在重力或雨水、风力等外力作用下自动脱落或被降解，又可实现表面液滴自驱动，对于去除灰尘，收集液滴有很大帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种新型的具有仿生树形特征的冷凝取水装置，该装置可在无人值守条件下实现稳定高效低能耗工作，在沙漠缺水地区自然环保、持续稳定的获取大气凝结水，缓和当地严峻的缺水形势。

为解决传统冷凝取水装置设计上存在的技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种用于沙漠缺水地区的仿生取水装置，包括树形取水装置、相变蓄冷装置、储水装置及主控装置，其特征在于：

树形取水装置包括仿生取水叶片与输水通道；输水通道包括主通道、多级分支通道以及毛细通道；所述仿生取水叶片连接在所述多级分支通道的末端；所述仿生取水叶片正表面密布微观凸起结构且进行超疏水纳米表面改性；毛细通道位于微观凸起内部，经多级分支通道后汇总至主通道，主通道与储水装置连通；

相变蓄冷装置包括分离式相变腔、循环工质、蓄冷箱和相变蓄冷材料，相变蓄冷材料填充于蓄冷箱中；分离式相变腔分为两部分，分别位于仿生取水叶片和蓄冷箱中，通过沿着多级分支通道以及主通道布置的上升管与下降管连接；所述相变蓄冷材料位于所述蓄冷箱内；所述循环工质在分离式相变腔的两部分间循环；

主控装置包括控制器、温度传感器、太阳能电池和转动机构；所述太阳能电池为所述主控装置提供电源；所述转动机构与所述仿生取水叶片连接用于驱动所述仿生取水叶片转动；所述控制器根据所述温度传感器获取的外界温度信号控制所述转动机构带动所述仿生取水叶片转动。