一种无功耗水循环空气净化窗体制造技术

一种无功耗水循环空气净化窗体涉及一种安装在窗户上的空气净化器，主要解决室内空气净化和室外高含氧空气进入室内时的净化问题，净化器结构分为上、下、左、右边框和上、下水槽及无功耗水循环系统，上下边框之间是数根直径小于10mm的玻璃柱，玻璃柱之间存在小于3mm的间隙，玻璃柱间隙具有透气兼驱档蚊虫功能；玻璃柱上涂布光触媒，有分解有机物颗粒的作用；上水槽水浸润玻璃柱，轻微流水到下水槽，有对进入室内空气的洗尘作用；下水槽水通过无功耗具有“水向上流”功能的设备回到上水槽实现水循环利用。净化装置安装在窗户上通过对空气“洗尘”可以取代纱窗，兼有透光、透气、分解PM2.5颗粒、消毒、给室内补充氧气的功能。

【技术实现步骤摘要】

：涉及一种无功耗水循环空气净化窗体。
技术介绍
：公元2012年以来，空气污染日益严重，污染的空气日益影响人们的健康，如何消除或减小污染，是摆在人们面前需要解决的重要问题。解决空气污染首要问题，就是要首先了解大气污染的根源，只有根源找到了才能做到有的放矢。现在我们就来探讨一下大气污染的根源：燃料的不完全燃烧是造成大气污染的原因之一。不完全燃烧的不是只有“燃料”，还有其他可燃材料，比如植物油类、金属、生物质、化工塑料、橡胶、药材、粮食等都具有可燃性，这些材料的不完全燃烧或爆燃，就会形成诸如炭黑、有机物小颗粒、金属氧化物颗粒、硫化物、氮化物等我们肉眼看得见的烟尘，或者是我们肉眼看不到的PM2.5颗粒，这些烟尘和PM2.5小颗粒会悬浮在大气中，人们呼吸时，这些细小颗粒经过呼吸道进入肺部，粘连肺泡、部分进入血液循环，增加人体排泄负担或直接影响人体正常生理代谢功能、进而侵蚀人们健康，因此说空气中大量烟尘或PM2.5颗粒存在会污染大气。这里涉及两个概念，一个是燃烧，一个是爆燃。我们先定义一下燃烧的概念：燃烧过程就是物质之间的化合反应，燃烧是指一种物质受热气化后与另一种物质（一般是氧气）从外到里进行化合反应叫做燃烧，气化不断燃烧则不止。比如蜡烛燃烧就是固体蜡受热融化后形成蜡油，蜡油随着灯芯的浸润作用向上流动再受热蒸发成为气体，这些气体有外到内逐渐接触空气中的氧气化合生成二氧化碳和水。所以说燃烧是指在燃料首先变成气体后，气体的外围首先接触氧气，进而在一定温度条件下产生化合反应，形成火焰。这是由于燃烧产生的高温物质会释放红外线或可见光，我们因此就会看到动荡的气体火焰。与燃烧不同的是，爆燃的概念是这样的：当氧化物质和还原物质充分混合后，比如氧气和有机气体充分混合，遇到高温（大于350°C，或撞击后局部产生高温）会迅速发生化学反应，形成爆燃或爆震，甚至会发生爆炸。爆燃的过程概念是：物体由内到外快速进行化合反应叫做爆燃，这个“内”是指以火源为中心。爆炸的概念是：固体或液体受热分解形成气体，或者固体、液体、气体之间充分混合后受热或者被撞击，达到化合反应条件，瞬时发生剧烈化学反应，形成大量气体（同样质量的液体和固体变成气体时体积会增大600-1200倍），这时压强急剧增大，爆炸源周围空气受到压力并对爆炸源迅速膨胀的气体进行反作用力反弹，这种过程如此反复进行，进而形成冲击波，冲击波向外传递，对周围环境造成震裂或破坏，这种现象叫做爆炸。汽车发动机压缩缸内的化合反应叫做爆燃或爆震。爆燃后从压缩缸里排出来气体的叫汽车尾气。汽车尾气主要是指有机物（汽油、柴油、天然气等）在汽车发动机压缩缸内爆燃形成的二氧化碳和水气，同时还有未完全燃烧的小油滴或炭黑，这些气体夹杂着烟雾、以及PM2.5颗粒等混杂在一起一同被排到大气中，这样就造成了大气的污染。常有报导称汽车尾气对大气环境中PM2.5的贡献率大于30%，可见汽车尾气在目前大气污染的所占比例之重。这主要是近些年机动车辆迅速增加的缘故。PM2.5指颗粒是指直径小于2.5微米即2500纳米的颗粒，而气体的半径通常小于0.5纳米，PM2.5的颗粒直径大小是气体分子直径的5000倍，因此，PM2.5颗粒一定是指固体或液体小颗粒。而汽车尾气中的PM2.5颗粒一定是没有完全燃耗的碳颗粒或者小油滴颗粒（主要含有碳和氢，也称碳氢化合物）。造成没有完全燃烧的原因是：1）温度不够，氢键断裂与氧气反应的温度是350°至400°，而碳碳键断裂和氧气反应的温度是700°-800°，在某一时刻某一空间燃烧物质既要和氧气有接触又要达到反应所需温度，否则化合反应无法进行。因此“温度”是制约燃料是否完全燃烧的因素之一。2）燃料作为还原物质与氧化剂（氧气）的混合程度不够是导致不完全燃烧的原因之二。比如在汽车发动机内油是液体，喷油时仅仅是受压变成小油滴，小油滴还是液体，液体小油滴和气体总是难以充分混合，也就是气体分子和油类颗粒接触面还是较小，因此受热反应时难以完全发生化合反应。相反气体（比如天然气）分子和氧气混合时比较均匀，再加上合适的配比浓度比例及在一定温度条件下就可以完全反应，这也是有人认为天然气是清洁能源的原因之一。3）氧化剂和还原剂混合时的比例不恰当是制约燃料不能完全燃烧的原因之三。物质之间的配比是制约化学反应是否完全进行的重要因素。比如氢气或甲烷气体中混入一定的氧气或空气，达到一定比例受热（或者点燃）就会爆燃或爆炸，最理想的比例还是化学反应方程式中分子的摩尔比例，比如2H2+O2=2H2O氢气和氧气完全反应的分子数或者摩尔比或体积比比例是2：1，2:1是氢气和氧气完全化合反应的理想体积比比例，与这个比例差得越多，剩余的氧化剂或还原剂就会越多，在空气中燃烧，虽然也是按照这个比例进行的，但是一般情况下不会注重这个比例，这是由于空气是个开放的系统。只有发动机燃料和空气在内燃机内部燃烧或者燃料在火箭内燃烧时才会特别注重这个比例。同时安全指标中有个爆炸极限，这个爆炸极限也是在一定环境温度下测定的，这是因为在现实中气体处于不同的温度状态，其对应的爆燃即快速反应物质配比比例会稍有差别，因此这个爆炸极限伴随反应温度的差别会有一定幅度的变化范围。人类活动以及地壳表面的大气运动所扰动的粉尘是造成大气污染的原因之二。大气污染的第二个根源就是粉尘或叫扬尘、灰尘、尘埃等。粉尘是伴随运动产生的，比如风尘就是风力吹动产生的，而城市上空的粉尘主要是机械（比如汽车）运动产生的，城市上空的粉尘是运动机械对城市地面沉积的微小颗粒和周围大气中的尘埃不断扰动的结果。对于机械扰动的原理，可以用溶质溶解时搅拌产生的效果来说明。比如在水杯中搅拌小米，小米会在水中均匀分布，但停止运动时，小米就会逐渐在杯子底部沉下来。大气扰动也是这个道理，粉尘（也叫扬尘）如果在大气中较长时间存在，那一定是汽车等运动机械起到了搅拌工具的作用。因此在现代化的城市，马路上拥堵的汽车成了产生大气粉尘的主要污染源头。在以前没有硬化的马路上，汽车或马车行驶过的地方，尘土飞扬，这些尘土用我们的肉眼是看得见的。而现在城市的马路上，路基早已硬化，我们几乎看不到尘土飞扬，那么是否可以说粉尘就不再存在呢？即使在干净的马路上，我们可以想象扬起的粉尘颗粒是小于2500纳米的小颗粒，虽然我们肉眼看不见，但事实总是有太多我们看不见的小颗粒被汽车扰动，或多或少，因城市不同而有所差异。证据就是：在某些城市，早晨起来在光滑的汽车表面或者窗台前会发现沉落的一层尘土，这些尘土都是来自大气中的粉尘，并且这些空气中的尘土在沉落前未曾被我们的肉眼所发现。PM2.5小颗粒沉积后变成了一层尘土，尘土是大颗粒，所以这些尘土或叫粉尘又重新跃入我们的眼帘。因此窗台前飘落的尘土证明PM2.5颗粒曾经存在过。这样，粉尘在大地表面和空气之间反复上升沉落，成为了大气污染的根源。反之，如果没有风或者没有人类和动物的快速运动或者没有机械运动，在静态环境中，这些粉尘是不会被扰动的。总结以上现象，大气污染的根源其实就是“机械扰动”。早在30年前，人们常说早晨空气好。为什么早晨空气好呢？那是因为静谧的夜晚少有人类的活动，尘埃逐渐沉降到地面，空气中尘埃的含量大幅度降低，因而早晨的空气是好的。但是人类或动物一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功耗水循环空气净化窗体，包括：上水槽、下水槽、上边框、下边框、侧边框、玻璃柱、具有“水向上流”功能的设备，其特征是：下水槽位于下边框之上并连接下边框，上水槽位于上边框之下并连接下边框，侧边框位于上下边框之间并连接上边框和下边框，所述上边框或下边框或侧边框是指窗体周边的支撑框架，所述上水槽和下水槽是容纳水的容器，上边框和下边框之间固定玻璃柱，玻璃柱上部通上水槽，玻璃柱下部通下水槽，所述玻璃柱是指直径为0.1mm‑10mm的玻璃柱体，柱体为圆柱体或多边形柱体或曲线型柱体，所述曲线型柱体是指柱体的底面或者横切面的周边有且至少有一条曲线，玻璃柱之间存在缝隙，缝隙的宽度为0.02um‑3mm，玻璃柱表面涂布光触媒材料或者玻璃柱直接使用具有亲水能力的无机玻璃制作，所述光触媒材料是指不溶于水的固体金属氧化物或不溶于水的固体半导体材料氧化物或不溶于水的固体硫化物或不溶于水的固体卤族化合物，所述卤族化合物是指氟、氯、溴、碘与金属元素组成的化合物；所述具有亲水能力的无机玻璃是指二氧化硅玻璃或二氧化硅与金属氧化物组成的混合物玻璃，室内外空气通过玻璃柱窗体进行气体交换，净化途径包括水洗尘和光触媒分解两种途径，光触媒分解空气中有机颗粒或对空气消毒，所述洗尘是指在窗体上密布玻璃柱，轻微水流由玻璃柱外表的上部的上水槽流到下水槽时洗去空气中粉尘和PM2.5颗粒的过程，所述轻微水流是指人们眼睛能看得见水的流动或者仅仅是浸润作用；所述粉尘是指人类肉眼看得见的直径大于2.5微米的颗粒；所述PM2.5颗粒是指人类肉眼看不见的直径小于2.5微米的颗粒；所述对空气消毒是指杀灭病原微生物；所述无功耗水循环是指窗体具有“水向上流”功能的设备不需要做机械功即可实现水循环，所述具有“水向上流”功能的设备安装在侧框内部，开口于上水槽；所述具有“水向上流”功能的设备的结构包括浸水体（21）、管道外壳支撑体（22）、管道内毛细管道（23）、管道出水体（24）组成，其中所述浸水体（21）是指固定、浸润在下水槽中吸收水分的设备；所述管道外壳支撑体（22）连接浸水体（21）和管道出水体（24），管道外壳支撑体（22）加以封闭以防止水分在空气中蒸发，管道外壳支撑体（22）具有一定机械强度对自身和管道内毛细管道(23)具有支撑作用；所述“管道内毛细管道”（23）是具有支撑结构的亲水材料构成，所述亲水材料是指直径小于200微米的亲水材料颗粒堆积而成，颗粒与颗粒之间相互支撑；或由亲水的纵向结构的成型材料构成，所述亲水的纵向结构的成型材料是指具有亲水特征的、长度或高度远远大于宽度或厚度或直径的具有固定外形的成型材料，包括：管状套管状的纵向同心圆管道结构、片状紧贴片状的纵向长方体结构、柱状紧挨着柱状的柱状集合体结构、线条或纤维纵向排列的束状结构；所述亲水材料是指分子中电负性较大的氧元素、或硫元素、或氟元素、或氮元素、或磷元素、或碳元素、或者上述其中的两种或多种元素与电负性较小的氢元素、或金属元素、或半导体元素组成的有机物或无机盐类化合物；所述管道出水体（24）具备出水口（25），管道出水体位于管道外壳支撑体(22)的中上部或上部且位于顶部水平线(26)的下方；空气进出窗体时得到轻微水流的洗尘，且有机物颗粒在窗体玻璃柱上得到有效分解起到过滤净化空气以及取代纱窗兼具有阻挡蚊虫的作用。...

【技术特征摘要】
1.一种无功耗水循环空气净化窗体，包括：上水槽、下水槽、上边框、下边框、侧边框、玻璃柱、具有“水向上流”功能的设备，其特征是：下水槽位于下边框之上并连接下边框，上水槽位于上边框之下并连接下边框，侧边框位于上下边框之间并连接上边框和下边框，所述上边框或下边框或侧边框是指窗体周边的支撑框架，所述上水槽和下水槽是容纳水的容器，上边框和下边框之间固定玻璃柱，玻璃柱上部通上水槽，玻璃柱下部通下水槽，所述玻璃柱是指直径为0.1mm-10mm的玻璃柱体，柱体为圆柱体或多边形柱体或曲线型柱体，所述曲线型柱体是指柱体的底面或者横切面的周边有且至少有一条曲线，玻璃柱之间存在缝隙，缝隙的宽度为0.02um-3mm，玻璃柱表面涂布光触媒材料或者玻璃柱直接使用具有亲水能力的无机玻璃制作，所述光触媒材料是指不溶于水的固体金属氧化物或不溶于水的固体半导体材料氧化物或不溶于水的固体硫化物或不溶于水的固体卤族化合物，所述卤族化合物是指氟、氯、溴、碘与金属元素组成的化合物；所述具有亲水能力的无机玻璃是指二氧化硅玻璃或二氧化硅与金属氧化物组成的混合物玻璃，室内外空气通过玻璃柱窗体进行气体交换，净化途径包括水洗尘和光触媒分解两种途径，光触媒分解空气中有机颗粒或对空气消毒，所述洗尘是指在窗体上密布玻璃柱，轻微水流由玻璃柱外表的上部的上水槽流到下水槽时洗去空气中粉尘和PM2.5颗粒的过程，所述轻微水流是指人们眼睛能看得见水的流动或者仅仅是浸润作用；所述粉尘是指人类肉眼看得见的直径大于2.5微米的颗粒；所述PM2.5颗粒是指人类肉眼看不见的直径小于2.5微米的颗粒；所述对空气消毒是指杀灭病原微生物；所述无功耗水循环是指窗体具有“水向上流”功能的设备不需要做机械功即可实现水循环，所述具有“水向上流”功能的设备安装在侧框内部，开口于上水槽；所述具有“水向上流”功能的设备的结构包括浸水体（21）、管道外壳支撑体（22）、管道内毛细管道（23）、管道出水体（24）组成，其中所述浸水体（21）是指固定、浸润在下水槽中吸收水分的设备；所述管道外壳支撑体（22）连接浸水体（21）和管道出水体（24），管道外壳支撑体（22）加以封闭以...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯益安，李焕京，
申请(专利权)人：青岛木力新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37