專利名稱：太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取水器，具體地，涉及一種太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包。
背景技術(shù)：
據(jù)聯(lián)合國專家最新數(shù)據(jù)顯示，未來人類最缺的資源是淡水。當(dāng)今世界，淡水資源日漸匱乏是眾所皆知的事實，尤其是在干旱地區(qū)，缺水情況非常嚴(yán)重，如何在此類地區(qū)確保持續(xù)有效的淡水供應(yīng)則是公認(rèn)的難題。沙漠是最典型的缺水地區(qū)。世界上沙漠或面臨沙漠化威脅的地區(qū)面積占陸地面積的50%，沙漠人口占世界人口的10%，沙漠中蘊藏著極其豐富的石油、天然氣等礦物資源。然而沙漠中嚴(yán)重缺水，這給居民生活、工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟開發(fā)、科學(xué)考察以及軍事部署帶來巨大困難。沙漠地帶的淡水供給主要靠三種形式1.地下水，2.運輸水，3.空氣取水。前兩種較為普遍，但是長期使用地下水會產(chǎn)生很多負(fù)面效應(yīng)，而運輸水又十分耗能。相比于前兩者，第三種取水方式更加環(huán)保和節(jié)能，尤其適用于沒法獲得其它水資源的苛刻自然條件。地球大氣層是一個巨大的水庫，據(jù)估計空氣中的水量約為14000km3，因此，空氣本身就是一個很好的淡水源。由于大氣環(huán)流作用，雖然沙漠地區(qū)地表水資源嚴(yán)重匱乏，但由于晝夜溫差很大，尤其是在夜間，沙漠溫度低，濕度則維持相對較高水平。以中國塔克拉瑪干沙漠為例，夜間相對濕度為40%-60%，第一季度極大值可達(dá)70%，有利于吸附劑的吸附。同時，白天沙漠地表溫度高，光照強度大，光照時間長，這些都利于吸附劑解吸出水。沙漠吸附式空氣取水的原理是利用夜晚沙漠溫度低濕度相對較高的特性，讓流動的空氣經(jīng)過敞開的吸附床，大氣中的水蒸氣被吸附劑吸附。第二天白天，將吸附床密封，其上吸附劑在太陽強光照射和地表輻射下達(dá)到70攝氏度以上的解吸溫度后，大量水蒸氣被解吸出來，進(jìn)而冷凝得到液態(tài)淡水的過程。經(jīng)對已有文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的太陽能吸附式空氣取水器所有設(shè)計皆為固定式。固定式的太陽能吸附式空氣取水器設(shè)計體積龐大，金屬制外殼讓其十分笨重，無法讓旅行者或者科研人員隨身隨車或隨身攜帶，不能滿足便攜的需求。如中國專利申請?zhí)枮?1102877. 7的發(fā)明專利公開了一種太陽能吸附式空氣取水器，該太陽能吸附式空氣取水器由太陽能聚光罩、相變蓄冷冷凝罩、支架、透光罩和吸附床等一系列部分構(gòu)成。該裝置提供了一種透光良好、冷凝迅速、吸附徹底、集熱高效的太陽能空氣取水器。但是該裝置體積過于龐大，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，成本較高，而且吸附劑的吸附量較低，取水量較低，因此不適合崇尚經(jīng)濟實用簡約的旅行者。又如中國專利申請?zhí)枮?1113489. 5的發(fā)明專利公開了一種太陽能吸附式空氣取水裝置，使用了較為優(yōu)良的吸附劑硅膠/氯化鈣混合物，提高了取水效率。但是該裝置同樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，十分沉重且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種方便攜帶且取水率高的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，包括取水裝置和包體，取水裝置和包體連接，其進(jìn)一步包括吸附床、冷凝室和蓄水器，吸附床與冷凝室連接，蓄水器連接至冷凝室底部，冷凝室與包體連接。優(yōu)選地，該吸附床包括透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板、吸附劑及不銹鋼網(wǎng)絲，冷凝室包括中空塑料板，鋁板和冷凝劑包，透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲由上至下依次貼近連接，吸附劑填充于透光亞克力板蓋、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲形成的密閉空間內(nèi)；中空塑料板分別與透光亞克力板蓋和包體連接，鋁板和冷凝劑包依次設(shè)置在中空塑料板和包體之間。優(yōu)選地，該中空塑料板底部設(shè)置有出水口，出水口上設(shè)置有彈性抓手，蓄水器通過彈性抓手連接至出水口。優(yōu)選地，該沙漠取水旅行包還包括過濾裝置，過濾裝置連接至中空塑料板底部的出水口。優(yōu)選地，該過濾裝置為濾網(wǎng)。優(yōu)選地，該透光亞克力板蓋上設(shè)置有若干卡扣，卡扣與中空塑料板扣接連接。優(yōu)選地，該泡沫塑料板為中空泡沫塑料板，其上設(shè)置有若干通孔。優(yōu)選地，該沙漠取水旅行包還包括若干橡膠密封條，橡膠密封條設(shè)置在透光亞克力板蓋與泡沫塑料板之間。優(yōu)選地，該吸附劑為LiCl-硅膠復(fù)合吸附劑。優(yōu)選地，該太陽能吸收板為藍(lán)鈦太陽能吸收板。本發(fā)明的使用方法如下使用過程中，夜晚時打開亞克力板蓋，讓吸附劑與空氣接觸，充分吸收空氣中的水蒸氣。到第二天白天，將亞克力板蓋蓋上，這樣整個取水裝置形成一個密封的空間。旅行者在旅途過程中可背負(fù)本發(fā)明行走，不必做停留。在太陽的光照下，吸附劑吸附的水蒸氣解吸出來，透過不銹鋼網(wǎng)絲進(jìn)入冷凝室。在冷凝室中，水蒸氣與鋁板接觸，釋放熱量而凝結(jié)成液態(tài)水珠，沿鋁板流下，從冷凝室下端的開口處經(jīng)過濾裝置后流入蓄水器中。蓄水器儲存得一定水量后，可將其取下，獲得可用水。本發(fā)明提供一種便攜式的可供取水的旅行包，利用高吸附性能的氯化鋰復(fù)合吸附劑提高太陽能吸附式空氣取水的取水率，保證沙漠旅行者能獲得在沙漠中的正常用水的水量，省去旅行者在旅途過程中攜帶額外可用水的勞累之苦。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果首先，本發(fā)明將取水器與旅行包結(jié)合，并采用不同的非金屬材料，大大減輕裝置的重量，攜帶方便，克服了傳統(tǒng)固定式太陽能吸附式空氣取水器無法攜帶的局限性，具有良好的便攜性，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。另外，本發(fā)明采用分層分腔設(shè)計和卡扣密封結(jié)構(gòu)，并使用氯化鋰復(fù)合吸附劑，取水效率高，使用方便。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯
圖I為本發(fā)明太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包的結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖中I為透光亞克力板蓋，2為卡扣，3為太陽能吸收板，4為泡沫塑料板，5為不銹鋼網(wǎng)絲，6為中空塑料板，7為鋁板，8為冷凝劑包身，9為冷凝劑包蓋，10為旅行包包體，11為抓手，12為過濾裝置，13為蓄水器。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。請參閱圖I至圖2，一種太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，包括取水裝置和包體10,取水裝置I和包體10連接,取水裝置用于在旅途中獲取可用水,包體10用于存放旅行者在旅途中的所需物品，具體可采用背包、拎包等各種旅行包，本發(fā)明并不限定包體10的具體形式。取水裝置和包體連接構(gòu)成一個整體，可以便攜背負(fù)。取水裝置其進(jìn)一步包括吸附床、冷凝室和蓄水器13，吸附床與冷凝室連接，蓄水器13連接至冷凝室底部，冷凝室與包體10連接。吸附床包括透光亞克力板蓋I、太陽能吸收板3、泡沫塑料板4、吸附劑及不銹鋼網(wǎng)絲5，冷凝室包括中空塑料板6，鋁板7和冷凝劑包8。取水裝置為分層分腔結(jié)構(gòu)，透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲由上至下依次貼近連接，吸附劑填充于透光亞克力板蓋、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲形成的密閉空間內(nèi)；中空塑料板分別與透光亞克力板蓋和包體連接，鋁板和冷凝劑包依次設(shè)置在中空塑料板和包體之間緊貼中空塑料板。蓄水器裝于冷凝室底部，吸附床、冷凝室和蓄水器構(gòu)成一個密封空間，只有當(dāng)透光亞克力板蓋打開時，吸附劑才與外界空氣接觸。如圖2所示，透光亞克力板蓋I和冷凝室的側(cè)壁之間通過扣接的方式連接。透光亞克力板蓋I上設(shè)置有若干卡扣2，卡扣2與中空塑料板7扣接連接。當(dāng)鎖緊時，卡扣將透光亞克力板I和中空塑料板7卡緊，同時，通過對設(shè)置在透光亞克力板蓋I與泡沫塑料板4之間的橡膠密封條的擠壓實現(xiàn)密封，密封性能好。泡沫塑料板4是吸附床的主要盒身部分，為了使吸附劑能夠均勻的分布，避免堆積，密閉空間采用了分室結(jié)構(gòu)。如圖2所示，泡沫塑料板4采用中空塑料泡沫板，吸附劑置于泡沫塑料板中空的空間中。同時，通過對泡沫塑料板4中空空間進(jìn)行分隔，形成三個通孔小空間，防止了吸附劑的堆積，保證吸附劑均勻受熱。不銹鋼網(wǎng)絲5 —方面用于防止吸附劑進(jìn)入冷凝室中，另一方面讓水蒸氣能順利進(jìn)入冷凝室中進(jìn)行冷凝。更為具體地，太陽能吸收板3為藍(lán)鈦太陽能吸收板。吸附劑置于由亞克力板，中空泡沫塑料板以及不銹鋼網(wǎng)絲構(gòu)成的密閉但透氣的空間中。放置吸附劑的吸附床為整個裝置的核心，本發(fā)明為了能夠最大程度的吸附和解吸水蒸氣，選用最適合吸附制水的吸附劑?，F(xiàn)有的吸附劑有粗孔硅膠、細(xì)孔硅膠、分子篩、氯化鈣復(fù)合吸附劑、氯化鋰復(fù)合吸附劑、Mcm-41-CaC12復(fù)合吸附劑等，硅膠和分子篩通過物理吸附的方式與水結(jié)合，后面復(fù)合吸附劑則同時擁有物理吸附和化學(xué)吸附。本發(fā)明使用較易配制效果較好的氯化鋰復(fù)合吸附劑。該LiCl-硅膠復(fù)合吸附劑的主要特點是1.單位質(zhì)量的吸附劑吸附量大；2.在初始階段吸附速度快，可快速達(dá)到平衡吸附量，同時有利于在非平衡條件下的取水應(yīng)用；3.解吸溫度低(70-80°C)，解吸速度快，且吸附劑能有效再生，可充分利用低品位熱能，在太陽能充足地區(qū)尤其適用。本發(fā)明吸附劑的研究為便攜式空氣取水裝置提供了有力的技術(shù)支持。冷凝室緊貼著上述的吸附床，為了保證冷凝的效率，減輕重量，冷凝室側(cè)框采用了中空塑料板7。中空塑料板7的下側(cè)貼著冷凝劑包，冷凝劑包具體包括相互連接的冷凝劑包身8和冷凝劑包蓋9，冷凝劑包身8和中空塑料板7之間通過一塊薄鋁板7隔開，鋁板7表面還通過了特殊的處理來方便水蒸氣的凝結(jié)。中空塑料板7底部設(shè)置有出水口，出水口上設(shè)置有彈性抓手11用于夾持蓄水器13，并通過橡膠條進(jìn)行密封。出水口處伸出部分進(jìn)入蓄水器13中，冷凝后的液態(tài)水由出水口流入蓄水器13中。蓄水器13可以直接從冷凝室上拿下作為水壺使用。出水口上還裝有過濾裝置12，濾去液態(tài)水中的雜質(zhì)，具體可采用濾網(wǎng)等，可根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，本發(fā)明并不限定過濾裝置12的具體形式。以下同時結(jié)合圖I與圖2對本發(fā)明的使用方法進(jìn)行說明使用過程中，夜晚時打開亞克力板蓋1，讓吸附劑與空氣接觸，充分吸收空氣中的水蒸氣。到第二天白天，將亞克力板蓋I蓋上，這樣整個取水裝置形成一個密封的空間。旅行者在旅途過程中可背負(fù)本發(fā)明行走，不必做停留。在太陽的光照下，吸附劑吸附的水蒸氣解吸出來，透過不銹鋼網(wǎng)絲5進(jìn)入冷凝室。在冷凝室中，水蒸氣與鋁板7接觸，釋放熱量而凝結(jié)成液態(tài)水珠，沿鋁板7流下，從冷凝室下端的開口處經(jīng)過濾裝置12后流入蓄水器13中。蓄水器儲13存得一定水量后，可將其取下，獲得可用水。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，包括取水裝置和包體，所述取水裝置和包體連接，其進(jìn)一步包括吸附床、冷凝室和蓄水器，所述吸附床與所述冷凝室連接，所述蓄水器連接至所述冷凝室底部，所述冷凝室與所述包體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述吸附床包括透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板、吸附劑及不銹鋼網(wǎng)絲，所述冷凝室包括中空塑料板，鋁板和冷凝劑包，所述透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲由上至下依次貼近連接，所述吸附劑填充于所述透光亞克力板蓋、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲形成的密閉空間內(nèi)；所述中空塑料板分別與所述透光亞克力板蓋和包體連接，所述鋁板和冷凝劑包依次設(shè)置在所述中空塑料板和包體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述中空塑料板底部設(shè)置有出水口，所述出水口上設(shè)置有彈性抓手，所述蓄水器通過所述彈性抓手連接至所述出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述沙漠取水旅行包還包括過濾裝置，所述過濾裝置連接至所述中空塑料板底部的出水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述過濾裝置為濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，透光亞克力板蓋上設(shè)置有若干卡扣，所述卡扣與所述中空塑料板扣接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述泡沫塑料板為中空泡沫塑料板，其上設(shè)置有若干通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述沙漠取水旅行包還包括若干橡膠密封條，所述橡膠密封條設(shè)置在所述透光亞克力板蓋與泡沫塑料板之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述吸附劑為LiCl-硅膠復(fù)合吸附劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，其特征在于，所述太陽能吸收板為藍(lán)鈦太陽能吸收板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種太陽能空氣吸附式沙漠取水旅行包，包括取水裝置和包體，取水裝置和包體連接，其進(jìn)一步包括吸附床、冷凝室和蓄水器，吸附床與冷凝室連接，蓄水器連接至冷凝室底部，冷凝室與包體連接。該吸附床包括透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板、吸附劑及不銹鋼網(wǎng)絲，冷凝室包括中空塑料板，鋁板和冷凝劑包，透光亞克力板蓋、太陽能吸收板、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲由上至下依次貼近連接，吸附劑填充于透光亞克力板蓋、泡沫塑料板和不銹鋼網(wǎng)絲形成的密閉空間內(nèi)；中空塑料板分別與透光亞克力板蓋和包體連接，鋁板和冷凝劑包依次設(shè)置在中空塑料板和包體之間。本發(fā)明具有攜帶方便、取水效率高且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點。
文檔編號E03B3/28GK102936912SQ201210397948
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者白澤宇, 范霄宇, 陸迪洲, 陳靜齡, 朱彥, 陸韜 申請人:上海交通大學(xué)