一种太阳能空气取水装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术的太阳能空气取水装置，包括空气取水部以及具有冷端换热器的脉管型自由活塞斯特林制冷机，其中，空气取水部包括风机、回热器、凝水器、铜板、热管、集水器、太阳能电池、蓄电池，风机通过管道和回热器连接，回热器通过管道和凝水器连接，用于冷却空气，凝水器内分布有数根热管，热管的冷端通过铜板连接冷端换热器，热管的热端分布有密集的翅片，回热器流入的冷却空气与热管的热端进行冷热交换，集水器设置在凝水器的下方，用于收集翅片析出的冷凝水，太阳能电池和蓄电池相连接，用于给风机和斯特林制冷机供电，脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能空气取水装置
本专利技术涉及一种取水设备，具体涉及一种太阳能空气取水装置。
技术介绍
空气含有一部分水蒸气，即使是干旱的沙漠地区，空气中的相对湿度也能达到20％以上，因此，利用太阳能从空气中提取淡水十分可观。现已经专利技术的空气取水装置大多都是吸附式取水，基本采用吸附能力较强的吸附材料，晚上吸附，白天加热脱附，这种设备往往体积庞大，不方便与携带与运输。而且吸附式取水需要一个白天和一个夜晚作为一个取水周期，不能在白天单独取水。申请号2015105208000的专利技术专利“移动式太阳能空气取水系统”中采用传统斯特林制冷机进行制冷，但传统斯特林制冷机的膨胀活塞具有冷热端高频运动带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供使用一种新型高效的脉管型自由活塞斯特林制冷机的太阳能空气取水装置,本专利技术的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。本专利技术提供了一种太阳能空气取水装置，具有这样的特征，包括空气取水部；以及脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端换热器，其中，空气取水部包括风机、回热器、凝水器、铜板、热管、集水器、太阳能电池、蓄电池，风机通过管道和回热器连接，回热器通过管道和凝水器连接，用于冷却空气，凝水器内分布有数根热管，热管的冷端通过铜板连接冷端换热器，热管的热端分布有密集的翅片，回热器流入的冷却空气与热管的热端进行冷热交换，集水器设置在凝水器的下方，用于收集翅片析出的冷凝水，太阳能电池和蓄电池相连接，用于给风机和斯特林制冷机供电，脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，其中，机架包括法兰、设置在法兰中的活塞管以及底座，法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘，底座呈筒状，一端与法兰的另一侧相连，另一端为自由端，底座的中心线与法兰的中心线重合，活塞管为直通管，一端开口位于小圆盘的外侧，另一端开口位于底座内，活塞管内具有柱形活塞腔，用于容纳制冷机的压缩活塞和膨胀活塞，活塞腔上设置有多个穿透活塞管管壁的通孔，直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，外轭铁、内轭铁分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，压缩活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，压缩活塞设置在活塞管中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，一级热端换热器呈圆筒状，套在活塞管的外壁上且设置在小圆盘的端面上，脉冲管的一端与活塞管外侧一端相连，另一端与冷端换热器相连，回热器呈圆筒状，设置在脉冲管的外侧，一端与冷端换热器相连，另一端与一级热端换热器相连，二级热端换热器设置在脉冲管内，膨胀活塞在活塞管中，膨胀活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，膨胀活塞杆的一端与膨胀活塞相连，另一端穿过压缩活塞、压缩活塞弹簧后与膨胀活塞弹簧相连，压缩活塞、膨胀活塞以及活塞腔构成压缩腔，膨胀活塞、二级热端换热器以及活塞腔构成膨胀腔。在本专利技术提供的太阳能空气取水装置中，其特征在于，还包括设置在风机上的过滤网，用于过滤空气中的尘土和杂物。另外，在本专利技术提供的太阳能空气取水装置中，还可以具有这样的特征：其中，回热器呈筒状，采用聚酯类薄膜制成。另外，在本专利技术提供的太阳能空气取水装置中，还可以具有这样的特征：其中，热管采用吸液芯热管，热管的冷端插入铜板密封固定，热管的热端分布有翅片。专利技术的作用与效果本专利技术的有益效果在于：本专利技术的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。另外，本专利技术太阳能空气取水装置，所使用的能源完全由太阳能提供，在沙漠地区具有充足的太阳能资源，用于解决沙漠等干旱地区运输时的用水问题；结合斯特林制冷机体积小，结构紧凑，方便携带，在低温区的制冷效率高；本专利技术具体绿色、环保、无污染、可在白天与晚上持续取水。附图说明图1为本专利技术太阳能空气取水装置结构示意图；图2为本专利技术的斯特林制冷机与热管连接示意图；图3为本专利技术连接斯特林制冷机冷端换热器与热管的铜板示意图；图4是本专利技术的实施例中脉管型自由活塞斯特林制冷机剖面示意图；图5是本专利技术的实施例中机架的立体示意图；图6是图5中A向视图；以及图7是图6中C-C剖视图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术移动式太阳能空气取水装置作具体阐述。实施例如图1所示太阳能空气取水装置结构示意图，太阳能空气取水装置装置包括空气取水部和脉管型自由活塞斯特林制冷机；空气取水部包括过滤网41、风机42、回热器43、凝水器44、集水器5、太阳能电池48、蓄电池47、铜板54、热管52k。如图2所示斯特林制冷机与热管连接示意图，斯特林制冷机46包括：压缩驱动单元58、热端换热器57、冷指56、冷端换热器53k，热端换热器57接冷指56的热端，冷指56的冷端连接冷端换热器53k，压缩驱动单元58推动压缩活塞产生压力波，在冷指56内部有膨胀活塞，膨胀活塞在压力波的驱动下膨胀制冷，冷量通过冷端换热器53k传递给铜板54。斯特林制冷机所用工质为氦气。斯特林制冷机冷端换热器53k内嵌与开孔铜板54内，铜板54另一端开孔，与热管52k的冷端紧密接触，实现充分换热，热管传热效率高，使用热管进行冷量传递和热量散发，在较小的空间能达到较大的换热量。热管52k采用吸液芯热管，热管52k一端插入铜板54密封固定，热管52k另一端热端分布有翅片55。空气经过过滤网41过滤除尘除杂后，由风机42引入到进风口，其中风机42可由太阳能电池48供电，太阳能电池48固定于车体运输箱上方，和蓄电池47相连接，蓄电池47将在晚上为制冷机系统46及风机42提供动力；风机42的进风口管道和回热器43连接，经过滤后的空气通过管道进入回热器43，在回热器43内进行冷却，回热器43再与凝水器44连接，初步预冷后的空气进入凝水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能空气取水装置，其特征在于，包括：空气取水部；以及脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端换热器，其中，所述空气取水部包括风机、回热器、凝水器、铜板、热管、集水器、太阳能电池、蓄电池，所述风机通过管道和所述回热器连接，所述回热器通过管道和所述凝水器连接，用于冷却空气，所述凝水器内分布有数根所述热管，所述热管的冷端通过所述铜板连接所述冷端换热器，所述热管的热端分布有密集的翅片，所述回热器流入的冷却空气与所述热管的热端进行冷热交换，所述集水器设置在所述凝水器的下方，用于收集所述翅片析出的冷凝水，所述太阳能电池和所述蓄电池相连接，用于给所述风机和所述斯特林制冷机供电，所述脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，其中，所述机架包括法兰、设置在所述法兰中的活塞管以及底座，所述法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘，所述底座呈筒状，一端与法兰的另一侧相连，另一端为自由端，所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合，所述活塞管为直通管，一端开口位于所述小圆盘的外侧，另一端开口位于所述底座内，所述活塞管内具有柱形活塞腔，用于容纳所述制冷机的压缩活塞和膨胀活塞，所述活塞腔上设置有多个穿透所述活塞管管壁的通孔，所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，所述动子设置在所述间隙中，所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述压缩活塞设置在所述活塞管中，一端与所述动子相连且与所述压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，所述膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，所述一级热端换热器呈圆筒状，套在所述活塞管的外壁上且设置在所述小圆盘的端面上，所述脉冲管的一端与所述活塞管外侧一端相连，另一端与所述冷端换热器相连，所述回热器呈圆筒状，设置在所述脉冲管的外侧，一端与所述冷端换热器相连，另一端与所述一级热端换热器相连，二级热端换热器设置在所述脉冲管内，所述膨胀活塞在所述活塞管中，所述膨胀活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述膨胀活塞杆的一端与所述膨胀活塞相连，另一端穿过所述压缩活塞、所述压缩活塞弹簧后与所述膨胀活塞弹簧相连，所述压缩活塞、所述膨胀活塞以及所述活塞腔构成压缩腔，所述膨胀活塞、所述二级热端换热器以及所述活塞腔构成膨胀腔。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能空气取水装置，其特征在于，包括：空气取水部；以及脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端换热器，其中，所述空气取水部包括风机、回热器、凝水器、铜板、热管、集水器、太阳能电池、蓄电池，所述风机通过管道和所述回热器连接，所述回热器通过管道和所述凝水器连接，用于冷却空气，所述凝水器内分布有数根所述热管，所述热管的冷端通过所述铜板连接所述冷端换热器，所述热管的热端分布有密集的翅片，所述回热器流入的冷却空气与所述热管的热端进行冷热交换，所述集水器设置在所述凝水器的下方，用于收集所述翅片析出的冷凝水，所述太阳能电池和所述蓄电池相连接，用于给所述风机和所述斯特林制冷机供电，所述脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，其中，所述机架包括法兰、设置在所述法兰中的活塞管以及底座，所述法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘，所述底座呈筒状，一端与法兰的另一侧相连，另一端为自由端，所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合，所述活塞管为直通管，一端开口位于所述小圆盘的外侧，另一端开口位于所述底座内，所述活塞管内具有柱形活塞腔，用于容纳所述制冷机的压缩活塞和膨胀活塞，所述活塞腔上设置有多个穿透所述活塞管管壁的通孔，所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，所述动子设置在所述间隙中，所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述压缩活塞设置在所述活塞管中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，张利锦，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31