本發(fā)明屬于空氣集水，尤其是利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置。
背景技術(shù)：
1、風力機通過風能驅(qū)動葉片旋轉(zhuǎn)，增強對流效應，利用壓差將空氣導入特定裝置。與傳統(tǒng)的露天容器相比同體積下增加了空氣進氣量，但風速較小甚至無風時其效率會大幅降低，需要電能重新為其驅(qū)動，增加了能源的消耗。
2、為實現(xiàn)散失珠狀凝結(jié)放出的熱量，常采用輻射冷卻技術(shù)，其被認為是綠色低碳的冷卻方式，由于外太空溫度極低只有3k對于地面上的常溫物體而言是天然的巨大冷庫，可以在無能耗的情況下通過太陽直射利用自身與外太空的高溫差將熱量輻射到外太空中。但水珠會附著在壁面，影響了水的收集和散熱，傳統(tǒng)的輻射材料在空氣中低效的作用和高產(chǎn)水成本嚴重限制了其實際應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置。
2、實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：
3、利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，包括：垂直軸風力機系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、集水容器及輻射冷卻散熱裝置，所述垂直軸風力機系統(tǒng)上固定有轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述垂直軸風力機系統(tǒng)與集水容器固定連接，集水容器下端固定有輻射冷卻散熱裝置。
4、所述垂直軸風力機系統(tǒng)包括：上半軸、葉片、單向軸承、下半軸、小風扇、直流電機、固定外殼及蓄電池，所述上半軸上固定有葉片，所述葉片設(shè)置為四個，四個所述葉片以上半軸為中心均布設(shè)置，所述上半軸下端通過單向軸承與下半軸連接，所述下半軸上固定有小風扇，所述下半軸下端與直流電機輸出軸固定連接，所述下半軸上固定有固定外殼，所述固定外殼內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述蓄電池通過導線與直流電機連接。
5、所述轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)速傳感器及單片機，轉(zhuǎn)速傳感器與單片機導線連接，單片機與直流電機及蓄電池導線連接。
6、所述集水容器包括：桶體、多孔鋁蓋、螺旋葉片及凸起，所述桶體頂部設(shè)置有多孔鋁蓋，所述下半軸轉(zhuǎn)動穿過多孔鋁蓋，所述內(nèi)部設(shè)置有支架，所述直流電機及及蓄電池均固定在支架上，所述桶體內(nèi)部固定有螺旋葉片，所述螺旋葉片上沿其螺旋路徑設(shè)置有多個所述凸起。
7、所述輻射冷卻散熱裝置形狀為v形結(jié)構(gòu)，所述輻射冷卻散熱裝置上端固定有桶體。
8、所述桶體內(nèi)外表面與輻射冷卻散熱裝置頂面均涂抹輻射冷卻材料。
9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
10、本發(fā)明提供利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置,可以解決背景技術(shù)中提出的問題，并且本發(fā)明利用轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)的風力機控制空氣流速并與裝置壁面潤滑涂層相結(jié)合，有風時葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓差的同時能產(chǎn)生電能，無風時儲存的電能又繼續(xù)帶動葉片旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明能夠在不同環(huán)境溫度、濕度水平和風速下，實現(xiàn)全天候高效的空氣水收集并進行對流散熱和輻射冷卻散熱維持整個冷卻裝置的低溫環(huán)境。此過程利用太陽能和風能，無需額外能量輸入，節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)了綠色低碳的空氣集水模式，為環(huán)境偏僻、能源匱乏和水資源短缺地區(qū)存在的問題提供了一種有前景的策略。
11、本發(fā)明提供一種利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，開發(fā)了一種對環(huán)境要求低適應性強的集水系統(tǒng)，本發(fā)明僅利用太陽能和風能作為能量、大氣作為物料來源，通過自然循環(huán)生產(chǎn)水資源。
12、本發(fā)明將垂直軸風力機和轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)系統(tǒng)聯(lián)合，風向適應性強，啟動風速低，結(jié)構(gòu)簡單，其下端與同軸小風扇緊密相連。該設(shè)計旨在高效利用自然風的能量，將大氣壓入冷卻裝置同步發(fā)電的同時，還能增加裝置內(nèi)的氣流擾動增加內(nèi)壁的對流散熱。在風力的驅(qū)動下，葉片得以旋轉(zhuǎn)，從而帶動直流電機旋轉(zhuǎn)，最終將所產(chǎn)生的電能儲存于蓄電池中，進行儲能。使用單片機引入轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)，速度傳感器監(jiān)測風速風力過小不足以產(chǎn)生壓力差時，單片機接收反饋傳遞信號。因此，該風力機能夠按照預定方向穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，避免了對傳統(tǒng)風力機對環(huán)境條件的依賴，能夠進行無能耗的情況下裝置連續(xù)運行，小風扇持續(xù)轉(zhuǎn)動制造氣流擾動，且一定程度上利用自然風的能量增加了對流散熱。
13、本發(fā)明采用了聚二甲基硅氧烷(pdms)彈性體作為輻射冷卻涂層用于潤滑表面和冷卻涂層，它具有低成本、可擴展性和良好的光熱性能，賦予材料疏水性且不影響輻射制冷性能。應用該輻射冷卻材料并使用粘度η＝10cp(cp為：厘泊)的硅油潤滑。使用傳統(tǒng)材料時水滴往往會黏附在表面上，導致大量凝結(jié)水無法被收集。作為潤滑表面大大降低了水滴在接觸表面的黏附，通過重力驅(qū)動有效地收集冷凝水，其水收集率是同環(huán)境下超疏水表面的兩倍，涂層達到了高達90％的水滴收集率。
14、本發(fā)明凸起采用仿仙人掌刺的錐形結(jié)構(gòu)，能夠高效地捕捉和輸送水滴，通過螺旋狀排列的仿仙人掌結(jié)構(gòu)，最大化空氣與集水器表面的接觸時間，同時利用重力、毛細作用及溫度梯度自然力促進液滴的形成和移除。每個仿仙人掌結(jié)構(gòu)沿螺旋路徑布置，相鄰之間保持適當間距，以確保空氣流通順暢。這種布局不僅增加了空氣在裝置內(nèi)的停留時間，還提供了更大的表面積用于冷凝。
1.利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：包括：垂直軸風力機系統(tǒng)(1)、轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1-8)、集水容器(2)及輻射冷卻散熱裝置(3)，所述垂直軸風力機系統(tǒng)(1)上固定有轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1-8)，所述垂直軸風力機系統(tǒng)(1)與集水容器(2)固定連接，集水容器(2)下端固定有輻射冷卻散熱裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：所述垂直軸風力機系統(tǒng)(1)包括：上半軸(1-1)、葉片(1-2)、單向軸承(1-3)、下半軸(1-4)、小風扇(1-5)、直流電機(1-6)、固定外殼(1-7)及蓄電池(1-9)，所述上半軸(1-1)上固定有葉片(1-2)，所述葉片(1-2)設(shè)置為四個，四個所述葉片(1-2)以上半軸(1-1)為中心均布設(shè)置，所述上半軸(1-1)下端通過單向軸承(1-3)與下半軸(1-4)連接，所述下半軸(1-4)上固定有小風扇(1-5)，所述下半軸(1-4)下端與直流電機(1-6)輸出軸固定連接，所述下半軸(1-4)上固定有固定外殼(1-7)，所述固定外殼(1-7)內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1-8)，所述蓄電池(1-9)通過導線與直流電機(1-6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1-8)包括：轉(zhuǎn)速傳感器及單片機，轉(zhuǎn)速傳感器與單片機導線連接，單片機與直流電機(1-6)及蓄電池(1-9)導線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：所述集水容器(2)包括：桶體(2-1)、多孔鋁蓋(2-2)、螺旋葉片(2-3)及凸起(2-4)，所述桶體(2-1)頂部設(shè)置有多孔鋁蓋(2-2)，所述下半軸(1-4)轉(zhuǎn)動穿過多孔鋁蓋(2-2)，所述內(nèi)部設(shè)置有支架，所述直流電機(1-6)及及蓄電池(1-9)均固定在支架上，所述桶體(2-1)內(nèi)部固定有螺旋葉片(2-3)，所述螺旋葉片(2-3)上沿其螺旋路徑設(shè)置有多個所述凸起(2-4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：所述輻射冷卻散熱裝置(3)形狀為v形結(jié)構(gòu)，所述輻射冷卻散熱裝置(3)上端固定有桶體(2-1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用氣流擾動聯(lián)合輻射冷卻散熱的無能耗連續(xù)集水裝置，其特征在于：所述桶體(2-1)內(nèi)外表面與輻射冷卻散熱裝置(3)頂面均涂抹輻射冷卻材料。