利用風能從空氣中取水的裝置的製作方法

2023-04-23 00:56:46

專利名稱：利用風能從空氣中取水的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及風能利用技術領域，尤其涉及一種利用風能從空氣中取水的裝置。
背景技術：
水是一切生命必不可少的物質，但地球上只有0.26%的水是適合飲用的，隨著水資源的 短缺日益嚴重，在一些國家和地區由於淡水資源的匱乏已經開始嚴重影響人們的日常生活和 經濟的發展。到2020年，全球每平方千米的每年用水量為9000立方千米，但所能採用的水 只有6500立方千米，同時我國長期面臨乾旱缺水和水環境惡化這兩大問題的困擾，全國668 座城市有400多座缺水，2000多萬人口飲用水困難，並被列為13個貧水國家之一。而且水 源匱乏地區輸水距離過長，管道及養護費用極高，海水淡化等造水成本也是居高不下。但是 大氣中所含水份的總質量達13萬億噸，並且這些水基本都是淡水。因此，如何將大氣中的氣 態水轉變成液態水以緩解水資源短缺的現狀是目前亟待解決的全球性問題。

發明內容
本發明提供一種利用風能從空氣中取水的裝置，以實現利用自然能將大氣中的氣態水轉 變成液態水，從而緩解水資源短缺的現狀。
為達到上述目的，本發明提供了一種利用風能從空氣中取水的裝置，包括機架，所述 機架的上部豎直安裝有傳動軸，所述傳動軸上安裝有下邊為圓環狀的無動力風機，所述下邊 安裝有環形齒輪座，所述環形齒輪座上安裝有齒圈，所述機架上安裝有抽水抽氣兩用泵，所 述抽水抽氣兩用泵的第一轉軸上安裝有第一齒輪，所述第一齒輪與所述齒圈嚙合，所述機架 內設有用來將氣態水轉變成液態水的蜂窩狀的吸水模塊，所述吸水模塊由多功能碳、火山巖 和泥炭組成，所述吸水模塊內嵌入有至少一個帶有若干小孔的吸水管道，所述吸水管道通過 第一管道與所述抽水抽氣兩用泵的吸入口連接，所述抽水抽氣兩用泵的排出口連接有出水管 道。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，所述吸水模塊由多功能碳、火山巖和泥炭中的 任意兩種或兩種以上製成。本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，所述機架的四個側面均設有通氣口。 .
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，所述傳動軸上還安裝有第一葉輪，且所述第一 葉輪位於所述無動力風機的正上方。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，還包括安裝在所述機架上的電動機，所述電動 機的第二轉軸上安裝有第二齒輪，所述第二齒輪與所述齒圈嚙合。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，還包括第二葉輪，所述第二葉輪的一端固定在 所述傳動軸上，其另一端與所述齒輪座連接。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，所述無動力風機內設有若干個均勻分布的固定 支架，每個所述固定支架的一端與所述無動力風機的下邊連接，其另一端與套在所述傳動軸 上的固定套連接，所述固定支架位於所述第二葉輪的上方。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置，所述滾動連接裝置包括軸承座和軸承，所述^ 承座安裝於所述機架頂部的正中央，所述軸承，均安裝於所述軸承座內且相互之間有間隔， 所述傳動軸與所述軸承連接。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置通過風能驅動無動力風機旋轉驅使空氣通過吸水 模塊，從而利用其吸水模塊將空氣中的氣態水轉變成液態水，然後通過無動力風機帶動抽水 抽氣兩用泵將液態水吸取出來，實現了將空氣中的氣態水轉變成液態水，供人們利用，從而 緩解了水資源短缺的現狀。


圖1為本發明的利用風能從空氣中取水的裝置的外觀視圖；
圖2為本發明的利用風能從空氣中取水的裝置的主視剖視圖3為本發明的利用風能從空氣中取水的裝置的吸水模塊的剖視圖4為本發明的利用風能從空氣中取水的裝置的吸水管道的局部放大視圖5為圖4的剖視圖6為圖2的A處放大視圖7為圖2的B處放大視圖8為圖2的C處放大視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細描述
參考圖1和圖2，本發明的利用風能從空氣中取水的裝置包括機架14和無動力風機3。 參考圖1,機架14頂部中央豎直安裝有傳動軸9，傳動軸9通過滾動連接裝置與機架14連接。 如圖6所示，該滾動連接裝置包括軸承70、軸承71和軸承座8，軸承座8固定在機架14頂 部中央，軸承70、軸承71分別安裝在軸承座8內，且軸承71通過安裝在傳動軸9的底端的 擋環11定位在軸承座8內。傳動軸9上安裝有下邊301為圓環狀的無動力風機3，且傳動軸 9從無動力風機3的頂部中央上設置的固定套2a中伸出，為了進一步增強無動力風機3的動 能，傳動軸9伸出固定套2a的部分上還安裝有第一葉輪l，第一葉輪1位於無動力風機3的 上方。第一葉輪1和無動力風機3是整個利用風能從空氣中取水的裝置的主要動力源，在無 動力風機3內設有若干個均勻分布的固定支架24，每個固定支架24的一端與無動力風機3 的下邊301連接，其另一端與套在傳動軸9上的固定套2b連接。無動力風機3內還設有1個 第二葉輪4，第二葉輪4位於固定支架24的下方且其一端固定在傳動軸9上，其另一端與齒 輪座5連接，當無動力風機3轉動時，帶動傳動軸9轉動，進而帶動第二葉輪4轉動，從而 增強了無動力風機3內的抽氣效果。此外，為了增大通氣效果，機架14的四個側面均設有渾 風口 20。
參考圖2和圖7，在無動力風機3下邊301的內壁上的安裝有環形的齒輪座5，齒輪座5 與第二葉輪4固定連接，在齒輪座5上安裝有環形的齒圈6。機架14內安裝有抽水抽氣兩用 泵17，該抽水抽氣兩用泵17的第一轉軸19伸出機架14頂部，第一轉軸19上安裝有第一齒 輪25,第一齒輪25與齒圈6嚙合。抽水抽氣兩用泵17的出口 171與出水管道16連接，出 水管道16的另一端從機架14內伸出，抽水抽氣兩用泵17的入口 170與第一管道15的一端 密封連接。在機架14內部安裝有用來將氣態水轉變成液態水的吸水模塊13，結合圖3所示， 吸水模塊13內插入有若干個吸水管道12，結合圖4和圖5所示，吸水管道12插入吸水模塊 13的部分帶有若干小孔22以便於抽取吸水模塊13內的液態水，第一管道15的另一端分別 與插入吸水模塊13的若干個吸水管道12的出水端連接。 '
參考圖2和圖3，吸水模塊13為蜂窩狀結構，其吸水材料主要由多功能碳(主要成分為 碳)、火山巖(成分包括Si02含量50 70%、 CaO含量5 10W、 FeA含量5~10%、 AIA含量 15 20%)、泥炭(主要成分包括有機質含量50-85%、其中有機質中腐植酸含量20 40%)按 一定配比製成。其中，吸水模塊13的吸水原理為吸水材料首先通過分子間的作用力來吸收 水分子，當分子間的作用力吸收的水分子達到吸水材料飽和吸水容量以後，通過水分子和水分 子間的凝聚力把水分子吸附於吸水材料，水分子凝聚成水滴，隨著機械或重力作用排出系統之外，水滴被排出，吸水材料不斷地把水分子凝聚在其周圍不斷形成水滴，又被排出，這種 過程不斷重複進行。實驗證明由多功能碳、火山巖和泥炭製成的蜂窩狀結構的吸水模塊的吸 水效果較好，而且成本不高。
上述各吸水材料中火山巖和泥炭可以在市場上購買，而多功能碳，則可採取如下加工工 藝獲得將制碳材料(如竹子)切成一定形態，體積大小1 100立方釐米，放入高溫碳化爐
碳化(溫度200 25(TC，升溫速度為5 20。C/min，旋轉速度1至10圈/h,保留時間1 11 小時)，用60目以下篩子過篩，清洗、過濾、晾乾成品。其碳含量超過80%以上，表面積為 200 1000 itf/g，硬度為1 20 (三浦式木碳硬度計)。而吸水模塊的製作工藝如下所示將 多功能碳、火山巖和泥炭這些原材料按重量比為4: 2: 4，或l: 6: 3，或2: 0: 8,或0: 1: 9,或8: 2: 0配製好後，用60目以上篩子過篩，將過篩後的細料用粘合劑(如動物膠)粘 合成所需形態(如蜂窩狀)，其中，成型後的吸水模塊的容重為0.3 1.0，空隙率為70 90%， 吸水率為50%以上，抗壓強度為20 40MPa。
參考圖1和圖8，為了提高利用風能從空氣中取水的裝置的穩定性，機架14內安裝有電 動機23，電動機23的第二轉軸21伸出機架14頂部，第二轉軸21上安裝有第二齒輪26， 第二齒輪26與齒圈6嚙合，當無風時可通過電動機23帶動齒圈6,再由齒圈6帶動無動力 風機3和抽水抽氣兩用泵17工作。
當有風時，風力帶動固定於傳動軸9上的無動力風機3和第一葉輪1同步旋轉，齒圈6 隨之轉動，進而帶動與齒圈6嚙合的第一齒輪25轉動，第一齒輪25再帶動第一轉軸19轉動， 從而使抽水抽氣兩用泵17工作，與此同時空氣在無動力風機3轉動的驅動下通過吸水模塊 13，若此時吸水模塊13中蓄積有液態水，則在抽水抽氣兩用泵17的抽吸下，吸水模塊13中 的液態水就會依次經過吸水管道12、第一管道15、抽水抽氣兩用泵17，最終從出水管道16 流出。
本發明的利用風能從空氣中取水的裝置通過風能驅動第一葉輪和無動力風機同步旋轉驅 使空氣通過吸水模塊，從而利用其吸水模塊將空氣中的氣態水轉變成液態水，然後通過無動 力風機帶動抽水抽氣兩用泵將液態水吸取出來，實現了將空氣中的氣態水轉變成液態水，供 人們利用，從而緩解了水資源短缺的現狀。 .
以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定， 在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各 種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求
1、一種利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，包括機架(14)，所述機架(14)的上部豎直安裝有傳動軸(9)，所述傳動軸(9)上安裝有下邊(301)為圓環狀的無動力風機(3)，所述下邊(301)安裝有環形齒輪座(5)，所述環形齒輪座(5)上安裝有齒圈(6)，所述機架(14)上安裝有抽水抽氣兩用泵(17)，所述抽水抽氣兩用泵(17)的第一轉軸(19)上安裝有第一齒輪(25)，所述第一齒輪(25)與所述齒圈(6)嚙合，所述機架(14)內設有用來將氣態水轉變成液態水的蜂窩狀的吸水模塊(13)，所述吸水模塊(13)內嵌入有至少一個帶有若干小孔(22)的吸水管道(12)，所述吸水管道(12)通過第一管道(15)與所述抽水抽氣兩用泵(17)的吸入口連接，所述抽水抽氣兩用泵(17)的排出口連接有出水管道(16)。
2、 根據權利要求1所述的利用風能從空氣中取水的裝置,其特徵在於，所述吸水模塊(13) 由多功能碳、火山巖和泥炭中的任意兩種或兩種以上製成。
3、 根據權利要求2所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，所述機架(14) 的四個側面均設有通氣口 (20)。
4、 根據權利要求3所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，所述傳動軸(9) 上還安裝有第一葉輪(1)，且所述第一葉輪(1)位於所述無動力風機(3)的正上方。'
5、 根據權利要求4所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，還包括安裝在所 述機架(14)上的電動機(23),所述電動機(23)的第二轉軸(21)上安裝有第二齒輪(26)， 所述第二齒輪(26)與所述齒圈(6)嚙合。
6、 根據權利要求5所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，還包括第二葉輪 (4)，所述第二葉輪(4)的一端固定在所述傳動軸(9)上，其另一端與所述齒輪座(5)連接。
7、 根據權利要求6所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，所述無動力風機 (3)內設有若干個均勻分布的固定支架(24)，每個所述固定支架(24)的一端與所述無動力 風機(3)的下邊(301)連接，其另一端與套在所述傳動軸(9)上的固定套(2b)連接，所述 固定支架(24)位於所述第二葉輪(4)的上方。 -
8、 根據權利要求1至7任意一項所述的利用風能從空氣中取水的裝置，其特徵在於，所 述滾動連接裝置包括軸承座(8)和軸承(70, 71)，所述軸承座(8)安裝於所述機架(14) 頂部的正中央，所述軸承(70, 71)，均安裝於所述軸承座(8)內且相互之間有間隔，所述 傳動軸(9)與所述軸承(70， 71)連接。
全文摘要
本發明提供了一種利用風能從空氣中取水的裝置，包括機架，機架的上部豎直安裝有傳動軸，傳動軸上安裝有下邊為圓環狀的無動力風機，下邊安裝有環形齒輪座，環形齒輪座上安裝有齒圈，機架上安裝有抽水抽氣兩用泵，抽水抽氣兩用泵的第一轉軸上安裝有第一齒輪，第一齒輪與齒圈嚙合，機架內設有用來將氣態水轉變成液態水的蜂窩狀的吸水模塊，吸水模塊內嵌入有至少一個帶有若干小孔的吸水管道，吸水管道通過第一管道與抽水抽氣兩用泵的吸入口連接，抽水抽氣兩用泵的排出口連接有出水管道。該裝置通過風能驅動無動力風機旋轉驅使空氣通過吸水模塊，吸水模塊將空氣中的氣態水轉變成液態水，由抽水抽氣兩用泵將液態水吸出，緩解了水資源短缺的現狀。
文檔編號E03B3/28GK101614028SQ20091015992
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月23日 優先權日2009年7月23日
發明者速 吳, 韓京龍 申請人:速 吳