[发明专利]一种基于图案化表面的仿生睡莲结构雾水收集发电装置

说明书

本发明公开了一种基于图案化表面的仿生睡莲结构雾水收集发电装置，包括用于汇集凝结雾水的花瓣结构、水滴发电系统、蓄水容器，水滴发电系统设于蓄水容器上方，水滴发电系统包括至少一组水滴发电装置，花瓣结构包括花瓣和花蕊，花蕊设于水滴发电系统的上方，花瓣设于花蕊边部，花蕊上设有由水滴发电系统供电的半导体制冷片，且花蕊上开设有向水滴发电系统提供水滴的第一开孔，第一开孔与水滴发电装置连通，水滴发电装置包括套筒、发电装置和水滴管，发电装置设于套筒内，水滴管位于发电装置的正上方，由水滴撞击发电装置产生电流，供电给半导体制冷片，冷凝下的水通过蓄水容器收集。

技术领域

本发明属于雾水收集技术领域，具体涉及一种基于图案化表面的仿生睡莲结构雾水收集发电装置。

背景技术

针对淡水资源的匮乏这一难题，目前解决方案有海水淡化、废水回收再利用，海水淡化对能源和地理环境具有较高的依赖性，而废水回收再利用的成本和工艺等难题限制了该项技术的应用。

而空气中散布着地球上1/3左右的不含盐分的水，开发这些无法直接使用的水，已经被视作解决水资源问题的重要方法之一。而且从空气中获取雾水的方式，不会造成其他污染而且耗能较低。许多生物进化出了相应的结构，如沙漠中的仙人掌依靠簇状的锥状刺和毛状体形成分布良好的阵列，以此很好地进行雾水收集；蜘蛛丝表面的纺锤型结构可以在水汽凝结后实现液滴移动；肾蕨的叶子纹路可以在集水过程中降低集水的障碍使集水更加高效化；还有沙漠甲虫通过一层蜡层覆盖的超疏水表皮和间隔排布的无蜡层覆盖的亲水小突起表皮组成的背部，轻松实现水滴的快速成核、聚并和脱离过程。

公开号为CN206800513U的专利文件公开了一种适用于野外全地形的新型雾水收集装置，采用了导向尾翼结构，能够使雾水收集网总是垂直于风向以获得较好的集水效果，但收集网表面容易积累杂质降低集水效果。

公开号为CN107063781A的专利文件公开了一种利用半导体制冷芯片的雾水收集装置，但使用制冷片数量多，需要户外电源长时间稳定供电。

因此现有的集水装置不足以实现高效且自动的集水功能，首先，部分装置由于雾水收集膜展开体积过大而不适合多样性的工作环境；其次，收集膜还会受到粉尘或杂物等影响，进而导致效率降低；最后，有些具备加热与降温装置的雾水收集器需要外接动力源提供能量，不适合全地形多环境的工作。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于图案化表面的仿生睡莲结构雾水收集发电装置。本装置由水滴发电供电于冷凝装置和仿生花瓣结构的运动，冷凝装置为花瓣表面降温加快水汽冷凝成液滴，通过集水图案和仿生花瓣结构的运动加速液滴汇集以及脱落，将汇集的水滴进行水滴发电供电于冷凝装置和仿生花瓣结构，循环往复，实现高效的自动集水功能。

具体方案如下：

一种基于图案化表面的仿生睡莲结构雾水收集发电装置，包括用于汇集凝结雾水的花瓣结构、水滴发电系统、蓄水容器，水滴发电系统设于蓄水容器上方，水滴发电系统包括至少一组水滴发电装置，花瓣结构包括花瓣和花蕊，花蕊设于水滴发电系统的上方，花瓣设于花蕊边部，花蕊上设有由水滴发电系统供电的半导体制冷片，且花蕊上开设有向水滴发电系统提供水滴的第一开孔，第一开孔与水滴发电装置连通。

当水滴发电装置的数量为2-5组时，水滴发电装置与水滴发电装置之间叠加连通，水滴发电装置包括套筒、发电装置和水滴管，发电装置设于套筒内，花蕊上的第一开孔下接最上方一组水滴发电装置的水滴管，套筒与套筒之间叠加连接，套筒下端面开设有第二开孔，最下方的套筒的第二开孔与蓄水容器连通，其余第二开孔下接水滴管，所有水滴管下端分别向下延伸至对应的发电装置的正上方。

进一步地，花瓣结构由良好导热材质制成，花瓣结构的花瓣展开时花瓣与水平面夹角控制在120°-150°之间，收拢时控制在90°-100°，使得液滴重心偏移，提高相同位置垂直液滴高度以增大水滴接触角，使液滴更易脱落。花瓣数取决于花蕊的尺寸和花瓣面积大小，在尺寸允许条件下越多的花瓣数和越大的花瓣面积，集水效率就越高。