[发明专利]一种空气集水装置及方法

说明书

本发明提出一种空气集水装置及方法，包括风道和安设于风道内腔的集水芯，风道划分为渐缩管、鼓形管和渐扩管，在两端变径处形成两段喉管，集水芯包括固定轴和多块集水面板，固定轴置于风道的中心，多块集水面板沿固定轴上下间隔设置，本发明进气气流的流动更为可控，在集水工作表面集中度更高。集水表面的仿生表面进一步加快了空气中水雾的凝集，提高了空气集水效率。

技术领域

本发明属于空气集水结构设计的技术领域，尤其涉及一种空气集水装置及方法。

背景技术

目前的空气取水装置多采用直型的通气管道，气流较为分散，集水效果不理想，同时，集水表面表面的纹理设计也是一个难点。在利用浸润效应集水时，功能表面往往被设计具有楔形梯度、圆型和星型形状，但是由于接触角滞后现象较为明显，在工程上容易造成能源浪费及抗热阻性能降低。为修饰低表面能物质以及获得适宜超疏水表面粗糙度，达到超疏水效果，超疏水涂层制备技术分为自上而下制备和自下而上制备两种。

静电纺丝技术是一种广泛用于沉积薄膜，制造超疏水表面和合成纳米颗粒、聚合物的先进技术。在电纺丝纤维中同时加入氟瑞基添加剂，其有利于疏水角的增大，进而促进超疏水表面的形成。或者将环氧硅烷修饰的二氧化硅纳米粒子与聚偏氟乙烯(PVDF)均匀混合，在自组装的作用下，可在表面形成双尺度结构，使薄膜获得更大的静态接触角。而鉴于有机纳米纤维的种类十分有限，一般无法获得性能优良的超疏水表面膜。

模板法制造技术是另一种构造表面微/纳米结构的有效手段。其原理为利用模板复制图案或形状，并根据模板的空袭压制、打印或生长材料。由于模板制作过程中的尺寸大小存在误差、性能可靠性不一，其对制备出的超疏水涂层具有较大影响。故制备出的超疏水表面性能可靠性并不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种空气集水装置及方法，利用了文丘里效应，设计了其配套风道管，并结合仿生原理，对集水表面进行了规划。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种空气集水装置，其特征在于，包括风道和安设于所述风道内腔的集水芯，所述风道划分为渐缩管、鼓形管和渐扩管，在两端变径处形成两段喉管，所述集水芯包括固定轴和多块集水面板，所述固定轴置于风道的中心，所述多块集水面板沿固定轴上下间隔设置。

按上述方案，所述集水面板的表面敷设疏水膜，所述疏水膜表面敷设亲水膜，所述亲水膜为蜂窝网状膜，与疏水膜之间具有高度差，形成仿生蜂窝结构。

按上述方案，所述集水面板为弯曲面板结构，与所述固定轴呈偏角安装。

按上述方案，所述集水面板为三块，形成三级集水表面。

按上述方案，所述固定轴顶端设有固定支架，所述固定支架与所述风道的管口相连。

本发明的有益效果是：提供一种空气集水装置及方法，基于文丘里效应和蜂窝仿生的新型集水表面设计可应用于空气集水器工作部分的改进提升，本设计将文丘里效应应用到了外管道的设计中，大大改善了流场的分布情况，提高了与集水表面接触的气流总量；同时设计了一种具有蜂窝仿生结构的集水表面，兼具环保、结构精简等优点，曲面形式，不仅使水更易留下，也增加了接触面积、辅助优化了流场分布。配合相应的进气、制冷等装置，可以实现较好的集水效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例的半剖视图。

图2为本发明一个实施例的结构示意图。

图3为本发明一个实施例的集水面板的安装示意图。

图4为本发明一个实施例的仿生蜂窝结构的集水表面示意图。

图5a为本发明一个实施例的集水芯的示意图。

图5b为本发明一个实施例的流体仿真图。