可以制作水向上流的玻璃，玻璃一個好處是透光，這是最起碼的。水向上流可以吸塵凈化空氣，熔解氧氣和有機物顆粒，過濾空氣，在陽光照射下可以分解有機物，類似光觸媒的作用，形成空氣凈化窗體。
[0061]管道外殼體(22)是水向上流系統(tǒng)的支架系統(tǒng)，是水向上流的骨架，在圖3中將管道外殼體(22)分為4部分:下部、中下部、中上部、上部，每部分各占骨架的25%。之所以分成4部分，在于描述管道出水體(24)在管道外殼體(22)上的位置的需要。按照常規(guī)分類可以分為上中下三部分，中間一部分可以大一些。當然也可以分為上、中、下、中上、中下五部分，但是在這里分為“上、中上、中下、下”四部分已經(jīng)滿足描述的需要。中間部分占50%且中上部分和中下部分各占25%，上部和下部也分別占有骨架體系的25%，這樣，管道出水體
(24)位于上部，也就是，為了實現(xiàn)水能夠從高處流出來，并不是說水從骨架系統(tǒng)的最高處流出來，而是必須低于系統(tǒng)的最高位置，這個最高位置已經(jīng)標注為頂部水平線(26)，事實上，類似植物或者自然界的噴泉，水流的地方一定不是最高處，比如滴水蓮的滴水現(xiàn)象是通過垂下的葉片滴落的，山泉的泉眼也一定是在半山腰或者半山腰接近地面的位置，由于受重力影響，水從最高處是流不出來的，因此管道出水體的位置就不是隨便安置，而是必須安置在頂部水平線(26)以下，一般位于上部。
[0062]一般來說，水流量與管道內(nèi)毛細管道(23)與水的接觸面積和材料的性能共同決定，水與組成毛細管道的材料接觸面積越大，原理上水的運輸力越大，材料的吸水力越強，運輸能力越大，這個“運輸力”也指水的滲透能力，滲透力越大，水的運輸能力越強，而本專利申請申請的是具有“水向上流”功能的設(shè)備，這就除了考慮水的滲透力以外，還要考慮水流的方向不是左右前后而是向上的，還要考慮管道內(nèi)毛細管道(23)的吸水速度和在一定溫度壓力條件下的脫水能力，只有很快的吸水并不斷的脫水，才能實現(xiàn)水的快速運輸。各種材料的吸水能力和脫水條件是不同的，比如說，無水硫酸銅具有很強的吸水能力，一個硫酸銅分子可以吸收5分子結(jié)晶水，但是帶有結(jié)晶水的硫酸銅在常溫下常壓下不能脫水，只有在設(shè)施45° C以上才能脫水，因此在常溫常壓下，用硫酸銅作為吸水或脫水的材料是不適合的。但是，硫酸銅在特殊條件下是可以用的，比如在地熱資源的開發(fā)過程中，比如在大于70° C的溫泉中，如果用聚乙烯醇就不合適，因為聚乙烯醇在超過80° C時就變?yōu)橐后w，液體具有流動性，管道內(nèi)毛細管道如果用聚乙烯醇作為材料的吸水劑，在低于65° C的環(huán)境下是安全的，就是說聚乙烯醇只能用在低于65° C的環(huán)境條件下。聚乙烯醇在低溫或者常溫下是可用的，但如果用作地下人造溫泉，在地下管道內(nèi)作為吸水劑的話，就看地下水的溫度了，如果地下水溫度超過了 65° C，比如是80° -110° C，則可以選用硫酸銅作為吸水劑，就是說，所有的固體干燥劑都是吸水劑，但要用在特定的溫度下，便于在常壓下脫水，在一定重力或其他壓力下脫水，才能實現(xiàn)“水向上流”的功能。同時，還要看到，由于水流受到重力作用，水向上流并不是無限的，水流的高度是受材料吸水能力和重力影響的，在植物中，由于植物葉片的蒸騰作用，葉片較為干燥，吸水能力強，才可以不斷從枝干吸取水分；滴水蓮也是葉片耷拉向下，水受到重力作用才不斷滴水的，因此水向上走是有條件的，這個條件就是吸水材料自身要具有支撐自身和所承載水分的能力，就是吸水材料一定具有一定的強度，比如說濃硫酸具有很強的吸水能力，但其本身是液體，液體不具備固體的支撐作用，且液體具有流動性，流動的液體不可能作為支撐自身和支撐水分的作用，因此液體不可能用作吸水材料，盡管其可能有很強的吸水能力。所謂的承載能力就是吸水材料本身在工作區(qū)間(比如聚乙烯醇在65°下)是固體，具有一定強度，這個強度能夠支撐自身和所承載水分，在這個強度指標下與水有較大的接觸面積。吸水材料非常龐大，但不是任何一種吸水材料都可以沒有選擇的使用。吸水材料可以選擇的有:1)非離子系，如羥基類、酰胺基類等；2)多種親水基團系:羥基-羧酸類、羥基-羧酸基-酰胺基類、磺酸基-羧酸基類等。大多數(shù)高吸水性樹脂是由分子鏈上含有強親水性基團(如羧基、磺酸基、酞胺基、羥基等)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所組成。但是很多吸水材料吸水后膨脹，給管道造成壓力，因此也并不是說吸水能力越強就越適合做水向上流的親水材料使用。“水向上流”設(shè)備的親水材料須有以下技術(shù)指標:1)吸水即親水能力。2)吸水和脫水符合環(huán)境的溫度和壓力條件。3)吸水材料要具備一定的強度。4)吸水材料與水有較大的接觸面積。5)材料組成的“水向上流”的管徑要向上。6)出水口管徑要向下。
[0063] 管道內(nèi)毛細管道(23)是“水向上流”體系的重要部分，其結(jié)構(gòu)可以簡單靈活，也可以復雜多變，比如說對于管道內(nèi)毛細管道(23)的粒徑要求，所謂毛細管道，就是非常細，毛發(fā)的粗細約0.1毫米，植物的毛細管道幾乎也都在0.2毫米即200個微米以下，那么是不是我們一定要求毛細管道的粒徑小于200微米呢？要搞清這個問題，先來看一下水滴，如果你觀察一滴水的滴落，就非常有意思，當水管的水滴落時，水滴逐漸增大，水滴增大到一定程度(直徑約大于3毫米)才可以受重力作用或周圍的震動作用而滴落，這說明水分子與水分子之間有很強的相互作用力，這個作用力就是水分子之間形成的氫鍵，也就是，水分子與水分子是相互吸引的，其吸引力在液體中幾乎是最大的，這可以從水的氣化潛熱很大現(xiàn)象看出。水的滲透作用實際上就是分子之間的相互作用造成的。所謂的滲透力也是水分子和溶質(zhì)分子間的相互作用，在宏觀上就體現(xiàn)為所謂的滲透力或者滲透現(xiàn)象，因此，研究水向上流的功能還要考慮水分子本身的這種相互作用力，也就是我們的目的就是為了實現(xiàn)水的流動，水分子之間的這種作用力正好符合我們實現(xiàn)“水向上流”的這個目的。雖然植物毛細管道粒徑小于200微米，但是在我們管道要求中，根據(jù)材料的吸水能力和支撐能力的不同，在管道粒徑大于200微米小于1000微米的狀況下，未嘗不能實現(xiàn)“水向上流”的功能。粒徑究竟要多少才合適，除了考慮環(huán)境溫度壓力條件、水向上流的高度、季節(jié)變化，還要做一下實際的試驗數(shù)據(jù)。在本申請中，并不能給出具體的粒徑范圍限制。但是能夠確定管道粒徑小于200微米的適合溫度的親水材料必然具有較強的水滲透能力，能夠?qū)崿F(xiàn)水向上流的功能。同時還要看到，在實際生產(chǎn)中，由于誤差作用，即使是看似較光滑的平面其表面凸起也在20微米上下，因此可以制作具有誤差片狀體或柱體結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項】
1.一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，包括:上水槽、下水槽、上邊框、下邊框、側(cè)邊框、玻璃柱、具有“水向上流”功能的設(shè)備，其特征是:下水槽位于下邊框之上并連接下邊框，上水槽位于上邊框之下并連接下邊框，側(cè)邊框位于上下邊框之間并連接上邊框和下邊框，所述上邊框或下邊框或側(cè)邊框是指窗體周邊的支撐框架，所述上水槽和下水槽是容納水的容器,上邊框和下邊框之間固定玻璃柱,玻璃柱上部通上水槽,玻璃柱下部通下水槽,所述玻璃柱是指直徑為0.1mm-1Omm的玻璃柱體，柱體為圓柱體或多邊形柱體或曲線型柱體，所述曲線型柱體是指柱體的底面或者橫切面的周邊有且至少有一條曲線，玻璃柱之間存在縫隙，縫隙的寬度為0.02um-3mm，玻璃柱表面涂布光觸媒材料或者玻璃柱直接使用具有親水能力的無機玻璃制作，所述光觸媒材料是指不溶于水的固體金屬氧化物或不溶于水的固體半導體材料氧化物或不溶于水的固體硫化物或不溶于水的固體鹵族化合物，所述鹵族化合物是指氟、氯、溴、碘與金屬元素組成的化合物；所述具有親水能力的無機玻璃是指二氧化硅玻璃或二氧化硅與金屬氧化物組成的混合物玻璃，室內(nèi)外空氣通過玻璃柱窗體進行氣體交換，凈化途徑包括水洗塵和光觸媒分解兩種途徑，光觸媒分解空氣中有機顆粒或?qū)諝庀?，所述洗塵是指在窗體上密布玻璃柱，輕微水流由玻璃柱外表的上部的上水槽流到下水槽時洗去空氣中粉塵和PM2.5顆粒的過程，所述輕微水流是指人們眼睛能看得見水的流動或者僅僅是浸潤作用；所述粉塵是指人類肉眼看得見的直徑大于2.5微米的顆粒；所述PM2.5顆粒是指人類肉眼看不見的直徑小于2.5微米的顆粒；所述對空氣消毒是指殺滅病原微生物；所述無功耗水循環(huán)是指窗體具有“水向上流”功能的設(shè)備不需要做機械功即可實現(xiàn)水循環(huán)，所述具有“水向上流”功能的設(shè)備安裝在側(cè)框內(nèi)部，開口于上水槽；所述具有“水向上流”功能的設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括浸水體(21)、管道外殼支撐體(22)、管道內(nèi)毛細管道(23)、管道出水體(24)組成，其中所述浸水體(21)是指固定、浸潤在下水槽中吸收水分的設(shè)備；所述管道外殼支撐體(22)連接浸水體(21)和管道出水體(24)，管道外殼支撐體(22)加以封閉以防止水分在空氣中蒸發(fā)，管道外殼支撐體(22 )具有一定機械強度對自身和管道內(nèi)毛細管道(23)具有支撐作用；所述“管道內(nèi)毛細管道”(23)是具有支撐結(jié)構(gòu)的親水材料構(gòu)成，所述親水材料是指直徑小于200微米的親水材料顆粒堆積而成，顆粒與顆粒之間相互支撐；或由親水的縱向結(jié)構(gòu)的成型材料構(gòu)成，所述親水的縱向結(jié)構(gòu)的成型材料是指具有親水特征的、長度或高度遠遠大于寬度或厚度或直徑的具有固定外形的成型材料，包括:管狀套管狀的縱向同心圓管道結(jié)構(gòu)、片狀緊貼片狀的縱向長方體結(jié)構(gòu)、柱狀緊挨著柱狀的柱狀集合體結(jié)構(gòu)、線條或纖維縱向排列的束狀結(jié)構(gòu)；所述親水材料是指分子中電負性較大的氧元素、或硫元素、或氟元素、或氮元素、或磷元素、或碳元素、或者上述其中的兩種或多種元素與電負性較小的氫元素、或金屬元素、或半導體元素組成的有機物或無機鹽類化合物；所述管道出水體(24)具備出水口(25)，管道出水體位于管道外殼支撐體(22)的中上部或上部且位于頂部水平線(26)的下方；空氣進出窗體時得到輕微水流的洗塵，且有機物顆粒在窗體玻璃柱上得到有效分解起到過濾凈化空氣以及取代紗窗兼具有阻擋蚊蟲的作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，其特征是:側(cè)邊框作為管道外殼支撐體(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，其特征是:管道出水體(24 )開口于設(shè)備出水口( 14 )，管道出水體(24 )所具備的出水口( 25 )與設(shè)備出水口( 14 )融為一體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，其特征是:玻璃柱體之間是具有“水向上流”功能的結(jié)構(gòu)，下水槽的水通過玻璃柱之間的縫隙自動向上流，流至上水槽，玻璃柱外表面的水向下流，流至下水槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，其特征是:上水槽水向下流時，水流形成小瀑布，瀑布具有動態(tài)畫感，瀑布流至下水槽，下水槽水循環(huán)至上水槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體，其特征是:空氣凈化窗體安裝在室內(nèi)與風扇或者是空調(diào)吹風相結(jié)合，安裝在室內(nèi)的凈化窗體對風扇風或者空調(diào)風進行過濾。
【專利摘要】一種無功耗水循環(huán)空氣凈化窗體涉及一種安裝在窗戶上的空氣凈化器，主要解決室內(nèi)空氣凈化和室外高含氧空氣進入室內(nèi)時的凈化問題，凈化器結(jié)構(gòu)分為上、下、左、右邊框和上、下水槽及無功耗水循環(huán)系統(tǒng)，上下邊框之間是數(shù)根直徑小于10mm的玻璃柱，玻璃柱之間存在小于3mm的間隙，玻璃柱間隙具有透氣兼驅(qū)檔蚊蟲功能；玻璃柱上涂布光觸媒，有分解有機物顆粒的作用；上水槽水浸潤玻璃柱，輕微流水到下水槽，有對進入室內(nèi)空氣的洗塵作用；下水槽水通過無功耗具有“水向上流”功能的設(shè)備回到上水槽實現(xiàn)水循環(huán)利用。凈化裝置安裝在窗戶上通過對空氣“洗塵”可以取代紗窗，兼有透光、透氣、分解PM2.5顆粒、消毒、給室內(nèi)補充氧氣的功能。
【IPC分類】B01D53/86, B01D53/44, E06B7/00, B01D47/02
【公開號】CN105587234
【申請?zhí)枴緾N201410789827
【發(fā)明人】馮益安, 李煥京
【申請人】青島木力新能源科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年12月18日