專(zhuān)利名稱(chēng)：基于植物對(duì)室內(nèi)空氣清潔和濾墊生物再生的微灌溉設(shè)備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及污染控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種利用共生相關(guān)植物和濾墊中的微生物的室內(nèi)污染控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
室內(nèi)空氣污染被環(huán)境保護(hù)署劃分為導(dǎo)致疾病的主要因素，并且在美國(guó)呼吸道問(wèn)題現(xiàn)在超過(guò)所有其他疾病成為住院的首要原因。假設(shè)美國(guó)人90%的時(shí)間都在室內(nèi)，因此必須尋找容易且有效地去除室內(nèi)毒素的方式，同時(shí)這么做還需要限制加熱和冷卻成本。清潔較差室內(nèi)空氣的常規(guī)方式是通過(guò)通風(fēng)，將較差室內(nèi)空氣排出到建筑物外面， 然后用新鮮室外空氣代替。不幸的是，機(jī)械通風(fēng)僅在室外空氣相對(duì)清潔時(shí)以及在將空氣溫度調(diào)高或降低至正常人體舒適水平的成本較低時(shí)才有效。然而，現(xiàn)在室外空氣也可能相當(dāng)程度地被污染，尤其在大城市中心，同時(shí)加熱或冷卻被帶入室內(nèi)的室外空氣的成本相當(dāng)高。 因而，必須找到一種方法，來(lái)限制機(jī)械通風(fēng)并將室內(nèi)空氣內(nèi)的毒素轉(zhuǎn)化為無(wú)害的或者甚至有益的物質(zhì)。大多室內(nèi)空氣污染控制系統(tǒng)并未將空氣內(nèi)的毒素轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，并且這樣就不能急劇削減給建筑機(jī)械通風(fēng)的需求。大多這種系統(tǒng)也不會(huì)清潔空氣中的顆粒物質(zhì)和空氣攜帶的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOC)，這些物質(zhì)從地毯、家具、壁紙、計(jì)算機(jī)、復(fù)印設(shè)備、清潔劑和人類(lèi)自身釋放入空氣。隨著建筑物變得越來(lái)越氣密以節(jié)省日益增長(zhǎng)的能量成本，對(duì)人體健康的危害也已增大。因此，必須尋找到成本有效的系統(tǒng)來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。目前，已經(jīng)有很多系統(tǒng)可用來(lái)處理既包含顆粒又包含有機(jī)毒素的較差室內(nèi)空氣。 已經(jīng)使用了熱的和冷的靜電除塵、包、過(guò)濾包和高效微?？諝膺^(guò)濾器以及機(jī)械除塵器，但是所有的基本上都限于顆粒物質(zhì)的移除。洗滌器，尤其是濕式洗滌器，提供了控制顆粒和氣態(tài)污染物的最有效手段。然而，通常這些用于工業(yè)工藝過(guò)程，但是很少用于民用或商用建筑物。其原因之一是濕式洗滌器產(chǎn)生增大的濕度。這種增大的濕度會(huì)滯留于建筑物內(nèi)，并帶來(lái)發(fā)霉和霉菌問(wèn)題。濕式洗滌器通常采用或其內(nèi)具有洗滌區(qū)域，其中空氣限制于該處，并且氣體在該處穿過(guò)具有很多碰撞表面的過(guò)濾器的多個(gè)層，以使得氣體通過(guò)聚集和吸收而被清潔。另外， 通過(guò)用水分覆蓋著過(guò)濾器內(nèi)的所有表面，濕式洗滌器引起某些化學(xué)物質(zhì)或VOC粘著于水滴，從而這些毒素的結(jié)構(gòu)在它們與水分本身結(jié)合時(shí)發(fā)生變化。例如，甲醛(formaldehyde) 與水反應(yīng)形成亞甲基二醇(methylene glycol)，反應(yīng)式為CH2CHH2O — CH2 (OH) 2?；蛘?，在室溫下存在空氣和水分時(shí)，甲醛易于聚合以形成多聚甲醛(paraformadehyde)，白色晶體形式的甲醛氣體(通常純度為90-97% )。
標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)吸收過(guò)濾器利用某些物質(zhì)來(lái)吸收其他物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)。在空氣凈化的情況下，經(jīng)常使用活性炭。但是，雖然活性炭吸收某些類(lèi)型的揮發(fā)性有機(jī)化合物，但是其不能吸收其他V0C，比如甲醛。已知存在著較廣范圍的V0C，在某一室內(nèi)空氣中多達(dá)900種或更多，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)所有VOC都有效的VOC析取或提取形式。一些VOC通過(guò)活性碳被吸收。一些溶解于水分中。因此，需要采用一種機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的組合來(lái)捕獲所有V0C，并最終將它們轉(zhuǎn)化為對(duì)人體無(wú)害的材料。否則對(duì)于通風(fēng)的需要就仍然存在。美國(guó)專(zhuān)利5，756，047在第1欄從第30行開(kāi)始對(duì)一些現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了綜述，描述 “洗滌可在疊置有大表面積固體的墊中發(fā)生，從而增大液體和氣體可彼此接觸的表面積，如 Lonnes等的美國(guó)專(zhuān)利No. 3，969，479所述；在其中液體霧接觸氣體的反應(yīng)腔中，如deVries 的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，844，874所示；或者在過(guò)濾器中，如Fritz的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，784，835”。與這些上述專(zhuān)利的人工系統(tǒng)相反，植物天然地從空氣去除污染物。它們通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)用葉子吸收這些污染物，并然后將毒素向下傳輸?shù)礁?，根系周?chē)奈⑸飳⒍舅刈鳛槭澄锵牟⑾?，將它們改變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。但是，即使是直接穿過(guò)濾墊而不是由植物輸送到該處時(shí)，這些毒素也將被微生物消化。因而，已知的是，通過(guò)使用將空氣直接拉動(dòng)穿過(guò)濾墊的機(jī)械設(shè)備，室內(nèi)空氣能被向下拉動(dòng)至植物根系所處和微生物聚集之處。因此，一個(gè)植物能進(jìn)行數(shù)百個(gè)植物的空氣清潔工作，因?yàn)橹参镒陨聿辉儆米鬟@些毒素的主要輸送機(jī)構(gòu)，并且濾墊中的無(wú)數(shù)微生物將由于其提高的食物供應(yīng)而倍增。而且，在濾墊內(nèi)生長(zhǎng)的植物與消化污染物的微生物具有共生關(guān)系， 促進(jìn)允許微生物繁榮的有益氛圍或環(huán)境。現(xiàn)有技術(shù)并未公開(kāi)了濕式洗滌器的使用，這種濕式洗滌器實(shí)際上是植物在其中生長(zhǎng)的濾墊，并且微生物存活于其中。參見(jiàn)，例如US4，975，251、US5, 044, 120、US5, 130,091、 US5, 217，696、US5, 269，094、US5, 277，877、US5, 397，382、US5, 433，923 和 US6, 230，437。因而，似乎為公知的是，水分能洗滌空氣中的某些公知V0C，比如甲醇，并且如果植物和微生物在濾墊中生長(zhǎng)，這種構(gòu)造也能用來(lái)凈化室內(nèi)空氣。然而，如果其進(jìn)入建筑物的 HVAC系統(tǒng)的黑暗且緊密受限的管道中，或者過(guò)量的水分滯留于緊密地密封的建筑物內(nèi)，正是這種水分也會(huì)導(dǎo)致發(fā)霉和霉菌。因而，允許微生物在濾墊內(nèi)輸送、并且還防止發(fā)霉和霉菌的水分，——其輸送和分配以及由植物根部吸收并通過(guò)蒸騰和氣流而耗散——，需要仔細(xì)地謹(jǐn)慎控制。盡管如此，在該領(lǐng)域所有現(xiàn)有技術(shù)中，很少考慮到植物/濾墊的正確增加水分，或者僅是以最粗略的方式提及。現(xiàn)有技術(shù)似乎既未公開(kāi)、也未建議以確保水分均勻分布的方式采用微灌溉系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中也未太多地涉及在植物冠蓋下面分配水或者處理發(fā)霉和霉菌的潛在可能。因而，例如，在授權(quán)給Thompson的示例性現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利4，961，763中，在第 8欄從M行開(kāi)始說(shuō)明“如果需要的話(huà)，水分傳感器可包括于空氣凈化器內(nèi)，用于確定土壤墊仍然是潮濕的?？墒褂秒娮拥幕蚧瘜W(xué)的水分傳感器。例如，土壤導(dǎo)電率可測(cè)量和用來(lái)指示水分含量。如果希望的話(huà)，代替測(cè)量土壤水分，可采用電子感測(cè)器來(lái)控制水添加至空氣凈化器中的土壤墊。也可使用滴灌”。實(shí)際上，Thompson專(zhuān)利中公開(kāi)的“滴灌”方法并未浸透濾墊。其僅以不均勻的方式浸透濾墊中的多個(gè)點(diǎn)。使用水分傳感器也未避免這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槊總€(gè)傳感器是局部的，并且因此不能用來(lái)確保濾墊在基本上整個(gè)活性區(qū)域上的均勻分布。這不利于濾墊內(nèi)的微生物和微生物傳輸?shù)木S護(hù)，因?yàn)楣喔容斔偷木鶆蛐砸彩欠浅Ｖ匾摹Ｆ駷橹?，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有解決這個(gè)灌溉均勻性，并且這也是現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。尤其，滴灌顯示為不能有效地浸透濾墊。其最多僅能在每個(gè)滴灌器周?chē)峁┐蟾?1英寸至1.5英寸的濕點(diǎn)。這種“滴灌器”具體地設(shè)計(jì)為僅濕潤(rùn)植物根部所處的位置處，而不是浸透整個(gè)濾墊、從而允許微生物在整個(gè)濾墊中存活和作用。因而，雖然適合于維持植物生命，對(duì)于其中微生物維護(hù)對(duì)于植物維護(hù)和空氣中毒素的移除都同等重要的空氣清潔系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種滴灌系統(tǒng)就不那么優(yōu)化了，其中空氣為了移除毒素的目的通過(guò)將毒素供給至微生物而傳輸穿過(guò)濾墊。滴灌器的目的是通過(guò)僅將水輸送至植物根部來(lái)保存水，而不是將水輸送在整個(gè)濾墊傳輸、并維持微生物輸送以便移除毒素和濾墊生物再生。相當(dāng)優(yōu)選的是，從每個(gè)灌溉源出口在所有方向上均勻地輸送灌溉至整個(gè)濾墊表面至少2英寸、并直到12至M英寸，與適合的源出口網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，從而提供整個(gè)濾墊的浸透， 以允許微生物在整個(gè)濾墊上存活和發(fā)揮作用。而且，由于具有更均勻的灌溉輸送，濾墊的均勻浸透能與這個(gè)正向微生物影響無(wú)關(guān)地增大濕式洗滌器的作用，并用來(lái)以完全自然的方式生物再生濾墊。除了滴灌的限制之外，Thompson專(zhuān)利顯示灌溉源出口并沒(méi)有布置為靠近濾墊表面 (在濾墊表面的12英寸以下范圍內(nèi)，并且甚至低于濾墊表面)。它們也未布置于在濾墊中生長(zhǎng)的植物的大多數(shù)葉子下面。因而，葉子將會(huì)使灌溉輸送偏移，進(jìn)一步導(dǎo)致不均勻灌溉輸送的問(wèn)題。優(yōu)選的是，將水分發(fā)射器(灌溉源出口)放置于在濾墊內(nèi)生長(zhǎng)的植物的枝葉冠蓋表面下面?？傊?，非常希望具有這樣一種設(shè)備、系統(tǒng)和方法，由此水分能適當(dāng)?shù)亟甘覂?nèi)空氣凈化系統(tǒng)中的、用作濕式洗滌器的濾墊，并提供植物和存活于濾墊內(nèi)的微生物所需的適合食物，并且同時(shí)不會(huì)帶來(lái)建筑物內(nèi)的發(fā)霉和霉菌。還希望確保植物/濾墊的高度均勻的灌溉輸送，不僅維持植物問(wèn)題，而且還便于微生物傳輸以生物再生濾墊，并提高能進(jìn)行濕式洗滌的區(qū)域。這包括改進(jìn)將水輸送至植物 /濾墊的方法，并確保植物自身不會(huì)妨礙這種輸送。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于凈化室內(nèi)空氣的系統(tǒng)和相關(guān)方法包括濾墊，其包括生長(zhǎng)介質(zhì)，所述生長(zhǎng)介質(zhì)適合于生長(zhǎng)或種植在其中扎根的植物、并且構(gòu)造為能維持在其頂面和底面之間穿過(guò)的氣流；微灌溉系統(tǒng)，其包括多個(gè)用于以基本上均勻的方式將水輸送至濾墊的灌溉源出口 ； 濾墊的活性區(qū)域包括濾墊的被構(gòu)造為基本上具有流過(guò)其中的氣流的區(qū)域；并且微灌溉系統(tǒng)構(gòu)造為使得源自其中的水能投射為達(dá)到活性區(qū)域的至少50%的頂部表面積。


本發(fā)明認(rèn)為是新穎的特點(diǎn)在所附權(quán)利要求中闡述。然而，本發(fā)明連同其進(jìn)一步的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可參照下面結(jié)合附圖的描述得到最好的理解，附圖總結(jié)如下圖1包含本發(fā)明以非限制性示例示出理想氣流關(guān)于各種濾墊和壓降配置的圖表，其是量化濾墊孔隙度的一種方式。圖2是示出常規(guī)微灌溉系統(tǒng)的示意圖。圖3示意性地示出一種可選的常規(guī)微灌溉系統(tǒng)。圖4示出水發(fā)射器如何附接至橫向供水管線(xiàn)。圖5是示出滴灌器在操作中的透視圖。圖6是示出噴灌器在操作中的透視圖。圖7是示出涌灌器在操作中的透視圖。圖8示出與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一起使用的微灌溉系統(tǒng)的示意性頂視圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的高效植物空氣凈化器的外部的側(cè)面平視圖。圖10示出高效植物空氣凈化器在圖9的外壁切除之下的內(nèi)部的側(cè)面平視圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的高效植物空氣凈化器的側(cè)面平視圖，其具有防止發(fā)霉和霉菌的紫外燈以及用于水再循環(huán)的存儲(chǔ)器。圖12示出根據(jù)可選優(yōu)選實(shí)施例的高效植物空氣凈化器作為自由豎立單元的側(cè)面平視圖。圖13示出高效植物空氣凈化器的示意性透視圖，其直接附接至管道，管道獲取離開(kāi)單元的凈化空氣并將其在建筑物中的其他地方(在這個(gè)示例中，在房間的另一端處)排
出ο圖14與圖12相同，但是包括樹(shù)園高效植物空氣凈化器。圖15是示出在可選的優(yōu)選實(shí)施例中相反地工作的高效植物空氣凈化器的側(cè)面平視圖。圖16是示出一種高效植物空氣凈化器的側(cè)面平視圖，其包括多個(gè)含有濾墊材料的可移除盤(pán)。圖17示出本發(fā)明在獲得圖1的壓降讀數(shù)時(shí)的實(shí)驗(yàn)性類(lèi)型的位置。
具體實(shí)施例方式這里公開(kāi)的本發(fā)明設(shè)計(jì)來(lái)捕獲顆粒物質(zhì)并將室內(nèi)空氣中的有害有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)需通風(fēng)到外面的無(wú)害和有益物質(zhì)。本發(fā)明尤其使用具有濕式洗滌成分的輕質(zhì)聚集植物微生物過(guò)濾器。用這種過(guò)濾器進(jìn)行空氣凈化的科學(xué)基礎(chǔ)部分地是植物以及與植物相關(guān)聯(lián)的微生物(細(xì)菌)的協(xié)同生長(zhǎng)。 有機(jī)物降解的處理工藝的主要部分歸因于存活于植物根系之上及其周?chē)奈⑸?。—旦微生物在植物根部之間產(chǎn)生，在大多情況下它們與植物形成共生關(guān)系。這個(gè)關(guān)系通常產(chǎn)生協(xié)作或協(xié)同效應(yīng)，尤其在發(fā)現(xiàn)微生物的植物根系周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生有機(jī)化合物增加的降解和移除。有機(jī)物微生物降解的產(chǎn)物被微生物吸收和利用作為食物源。微生物還將通過(guò)植物根部釋放的代謝物利用做食物源。通過(guò)每一個(gè)使用另一個(gè)的廢物，反應(yīng)持續(xù)，以利于有機(jī)物從濾墊以及穿過(guò)濾墊的氣流中快速地移除。與植物根須相關(guān)的電荷也與空氣攜帶的顆粒上的相反電荷反應(yīng)，使得這些顆粒粘著于植物根部，從而在該處從氣流中被移除并由植物和微生物緩慢地消化和吸收。這里公開(kāi)的各種實(shí)施例測(cè)量濾墊內(nèi)的水分含量。響應(yīng)于這個(gè)測(cè)量值，本發(fā)明在需要時(shí)將恰好量的水分供應(yīng)至該濾墊，并且在整個(gè)濾墊的活性面積上基本均勻地分布，以使
9能用于濾墊生物再生的微生物傳輸，并且防止在植物空氣凈化器的噴灌器系統(tǒng)起作用時(shí)或在微灌溉噴灌器已經(jīng)關(guān)閉之后水立即從濾墊排出期間由于鼓風(fēng)器關(guān)閉而使得過(guò)量的水分被拉入HVAC系統(tǒng)的管道系統(tǒng)。另外，本發(fā)明移除已經(jīng)穿過(guò)濾墊的過(guò)量水，通過(guò)將其排出，或者通過(guò)將水輸送至源出口以再用的再用管道而將其返回至存儲(chǔ)器，用于再潤(rùn)濕濾墊并且周而復(fù)始以節(jié)水。另外，一些實(shí)施例包括打開(kāi)和關(guān)閉來(lái)自房屋給排水設(shè)備的水的螺線(xiàn)管，以及將有時(shí)會(huì)留在存儲(chǔ)器中的任何大雜質(zhì)移除以便在水穿過(guò)泵并向上進(jìn)入微灌溉系統(tǒng)之前將其捕獲的過(guò)濾篩。一些實(shí)施例還可包括用來(lái)切斷進(jìn)入存儲(chǔ)器的水的簧片開(kāi)關(guān)和/或靠近存儲(chǔ)器以引導(dǎo)植物食物的食物進(jìn)口(例如螺紋蓋帽)。另外，采用微灌溉供水系統(tǒng)，本發(fā)明提供了水分在植物/濾墊的生物再生部分上的基本上均勻的分布，確保微生物傳輸并提高濕式洗滌效果。通過(guò)提供保持枝葉和蔓藤離開(kāi)濾墊的頂棚或格架，還減輕了微噴灌器流動(dòng)的偏斜。最后，本發(fā)明包括一種透明殼體，其在種植器用進(jìn)氣管道和出口管道直接接入建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)處于植物空氣凈化器周?chē)员阍试S植物生長(zhǎng)所必須的光線(xiàn)通過(guò)，并且基本上將植物/微生物系統(tǒng)密封于建筑物的管道系統(tǒng)內(nèi)。在本公開(kāi)中涉及“建筑物”時(shí)，假設(shè)其是空氣加熱和/或冷卻系統(tǒng)可正常放置于其中的任何形式的居住建筑物，包括但不限于辦公建筑物、商用空間(比如商店和購(gòu)物中心)、以及當(dāng)然包括居住單元比如公寓和住宅。在本公開(kāi)及其相關(guān)權(quán)利要求的范圍內(nèi)，不排除本發(fā)明用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，例如植物固定于后窗下面并結(jié)合入車(chē)輛的空氣循環(huán)系統(tǒng)。理想的是，灌溉源出口能將從每個(gè)所述灌溉源出口發(fā)射的水在距所述灌溉源出口 (發(fā)射器)至少2英寸的半徑上噴射，并且出口相對(duì)彼此構(gòu)造為使得從一個(gè)出口噴射的水與從直接相鄰出口噴射的水重疊，從而濾墊的生物再生部分的基本上所有面積直接被至少一個(gè)出口/發(fā)射器浸透。然而，為了避免有人可能故意包括數(shù)個(gè)覆蓋正好不到2英寸的出口以規(guī)避本發(fā)明主旨的情況，還要認(rèn)識(shí)到可構(gòu)造為僅是至少50%、或60%、或75%、或80%、 或85%、或90%、或95%、或者基本上所有的源出口是在大于2英寸的范圍。濾墊的“活性區(qū)域”可限定為包括濾墊的這樣一個(gè)區(qū)域，其構(gòu)造為基本上具有貫穿其中流動(dòng)的氣流。也就是，“活性區(qū)域”是濾墊的與管道系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域，因此空氣將被拉動(dòng)或推動(dòng)穿過(guò)這個(gè)區(qū)域，然后致動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng)。種植器墊的其余部分可不與管道系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)，而是主要包括來(lái)用于裝飾性/美觀原因，并且因此不視為是“活性區(qū)域”的一部分。假定上述最小的2英寸投射，并且在這個(gè)限定的情況下，微灌溉系統(tǒng)優(yōu)選地構(gòu)造為使得源自于此的水能投射為達(dá)到活性區(qū)域的基本上所有頂部表面積。然而，為了避免系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為將水投射到活性區(qū)域的較小部分以規(guī)避本發(fā)明主旨的情況，還要認(rèn)識(shí)到可能僅提供僅是活性區(qū)域頂部表面積至少50 %的覆蓋，或活性區(qū)域頂部表面積的60 %、或75 %、或80 %、或85 %、或 90%、或95%的覆蓋，并故意地抑制水分配到濾墊的其余部分。盡管如此，這種迂回設(shè)計(jì)被視為在本公開(kāi)及其相關(guān)權(quán)利要求的范圍內(nèi)。還可觀察到，濾墊可生物再生的部分僅是浸透的那部分，因?yàn)槲⑸锊荒苡行У貍鬏斨翛](méi)有浸透的那些區(qū)域，并且因此將不會(huì)再生那些區(qū)域。我們將其稱(chēng)為濾墊的“生物再生部分”。濾墊的這個(gè)“生物再生部分”因而被限定為濾墊的、其上面灌溉系統(tǒng)被構(gòu)造為提供基本上均勻浸透的那部分，因?yàn)檫@基本上與濾墊的能生物再生的那部分相重合。因?yàn)槲⒐喔容斔蛯?duì)于確保水遍及植物/濾墊的均勻分布是關(guān)鍵性的，這種均勻分布又維持微生物傳輸并增強(qiáng)濕式洗滌，并且還有助于獲得適當(dāng)?shù)?、平衡的水分含量，因此重CN 102215939 A
說(shuō)明書(shū)
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要的是要詳細(xì)討論適合的示例性微灌溉系統(tǒng)的屬性。如這里使用的，微灌溉的范圍包括低流速低壓力下的頻繁水施用的所有方法。這種低壓力低于公用供水系統(tǒng)通常供應(yīng)的水壓力(通常為大約55psi)，并且在所有情況下都不超過(guò)30至35磅/平方英寸。微灌溉系統(tǒng)允許對(duì)水施用進(jìn)行高水平控制，因此能僅在需要之時(shí)并且在需要之處施用。微灌溉系統(tǒng)的各個(gè)部件可包括管件、管道、噴水設(shè)備、流動(dòng)控制裝備、減壓機(jī)構(gòu)、安裝工具、接頭和附件。如這里使用的，微灌溉(潤(rùn)濕)發(fā)射器，或微灌溉源出口，指的是較小的輸送出口， 其在低壓力下將水噴射、霧化、噴水、蒸汽化或噴灑至植物/濾墊。如前所述，滴灌出口是不適合的，因?yàn)樗鼈儍H以不均勻的方式浸透濾墊中的多個(gè)點(diǎn)。這些出口將水輸送到非?？拷参锏耐寥辣砻嫔?，或者甚至輸送到土壤表面下面直接進(jìn)入植物根部區(qū)域。優(yōu)選地，微灌溉(潤(rùn)濕)發(fā)射器包括輸送少量但精確排出的(例如但不限于由塑料制成并且包括計(jì)量能力)設(shè)備。從每個(gè)發(fā)射器輸送的水量相對(duì)較低。這些發(fā)射器通過(guò)長(zhǎng)路徑、小孔口和/或膜片的使用來(lái)耗散水壓力。可選地，發(fā)射器可以是壓力補(bǔ)償?shù)?，意味著其以恒定速率在一個(gè)壓力范圍內(nèi)排出水。適合用作本發(fā)明的各個(gè)元件組合的一部分的發(fā)射器能以?xún)煞N不同的模式輸送水 涌泉器和微噴灌器。在涌泉器模式中，水從發(fā)射器被涌泉式地噴射出去。在微涌泉器模式中，水被噴灌、噴灑或薄霧化。用于每種模式的噴射器能以數(shù)個(gè)排出增量使用。因?yàn)槔硐氲氖蔷S持濾墊基本上均勻的浸透并且由于滴灌供應(yīng)僅是超過(guò)每個(gè)滴灌器大約1英寸至1. 5英寸地進(jìn)行水浸透，我們就排除了使用滴灌的微灌溉系統(tǒng)，——其在這里限定為從發(fā)射器發(fā)射不超過(guò)1英寸至1. 5英寸，——在于其主要目的是將水分施加至濾墊或土壤時(shí)會(huì)導(dǎo)致濾墊不均勻的點(diǎn)狀浸透。由于微噴灌器能每分鐘提供多達(dá)1加侖的水，并且由于這些植物空氣凈化器中使用的濾墊內(nèi)的材料的水平毛細(xì)作用經(jīng)常非常受限，更好的是依賴(lài)于通過(guò)使用微灌溉系統(tǒng)僅是濾墊的表面基本上均勻一致地被潤(rùn)濕并利用重力浸透濾墊的深度。根據(jù)本發(fā)明使用的微噴灌發(fā)射器公知為噴灌器或噴灑頭。存在著數(shù)種適合的類(lèi)型。這些發(fā)射器以預(yù)定的模式通過(guò)將水發(fā)射穿過(guò)空氣來(lái)操作。根據(jù)射水模式，微噴灌器被稱(chēng)為袖珍噴灑、微噴灑、噴射或旋噴。噴罐器頭是各自連接至側(cè)管(通常包括“絕緣套管”，這是直徑非常小的管，1/8英寸至1/4英寸)的外部發(fā)射器。噴灌器頭可安裝于支柱上或連接至供應(yīng)管。微噴灌器是期望的，因?yàn)檫@樣只需更少的噴灌器頭來(lái)覆蓋較大的面積。然而，每個(gè)噴射器的噴射通常不會(huì)分布超過(guò)3或4英尺。根據(jù)孔口大小和管線(xiàn)壓力，微噴灌發(fā)射器的流速?gòu)?加侖/小時(shí)(GPH)至最大30GPH進(jìn)行變化，這是最大為0. 5加侖/分鐘(GPM)?，F(xiàn)在，轉(zhuǎn)而分析根據(jù)本發(fā)明所使用的適合微灌溉系統(tǒng)的其他部件。灌溉管線(xiàn)系統(tǒng)一般描述為分支系統(tǒng)。各種分支被命名為比如主管線(xiàn)、子主管線(xiàn)和支管線(xiàn)。微灌溉系統(tǒng)的基本部件還可包括泵和動(dòng)力單元、防回流設(shè)備(如果化學(xué)物質(zhì)與水一起使用的話(huà))、過(guò)濾器、水分配系統(tǒng)、以及用于控制系統(tǒng)中的水量和壓力的某些設(shè)備。如果水源來(lái)自城市/市政/鄉(xiāng)村供水設(shè)施，則直接連接是可能的。微灌溉系統(tǒng)的控制部分可包括以下設(shè)備的組合壓力調(diào)節(jié)器、閥、真空釋放閥和定時(shí)鐘或控制器。流量計(jì)應(yīng)當(dāng)用來(lái)測(cè)量水量。壓力測(cè)量?jī)x監(jiān)控著泵和其他位置處的水壓力。
11還可使用將肥料噴射入水管線(xiàn)的裝備。防回流設(shè)備是期望的，以防止水源被污染。在本發(fā)明中，空氣凈化器實(shí)際上是種植器。其是具有側(cè)面和底部的頂部開(kāi)口容器， 其保持一個(gè)盤(pán)或多個(gè)盤(pán)或籃，每個(gè)都具有多孔底部。這些盤(pán)是基本上相互鄰近的。在盤(pán)或籃內(nèi)放置有生長(zhǎng)材料的混合物，所述生長(zhǎng)材料可以包括活性炭、膨脹頁(yè)巖、珍珠巖、粘土礫石、 纖維性材料或具有適合于排水和空氣循環(huán)所需孔隙度的任何類(lèi)似生長(zhǎng)材料，因?yàn)檫@個(gè)材料也用作濕式洗滌器。一個(gè)或多個(gè)植物扎根于生長(zhǎng)材料內(nèi)。微生物聚結(jié)于植物根系周?chē)??？諝饨柚跈C(jī)械設(shè)備向下(或向上)移動(dòng)穿過(guò)由生長(zhǎng)材料、植物和微生物構(gòu)成的濾墊，其中機(jī)械設(shè)備附接至種植器自身或作為植物/生長(zhǎng)材料凈化器所附接至的HVAC的一部件。用來(lái)移動(dòng)(拉或推)空氣穿過(guò)濾墊的機(jī)械設(shè)備可包括引導(dǎo)風(fēng)扇或另一機(jī)械機(jī)構(gòu)。在其中濾墊用來(lái)凈化空氣的系統(tǒng)中，空氣需要易于被拉動(dòng)或推動(dòng)穿過(guò)濾墊，并且因此濾墊必須比一般土壤更加多孔。尤其，如果本發(fā)明將用作常規(guī)空氣過(guò)濾器的替代，那么濾墊應(yīng)當(dāng)包括充分多孔的生長(zhǎng)材料，以使得貫穿其中的氣流速率能基本上與其他需要用來(lái)凈化相當(dāng)空間中的空氣的常規(guī)非基于植物的過(guò)濾器相當(dāng)。圖1是示例性而非限制性的圖表，其示出關(guān)于各種濾墊和壓降構(gòu)造的假設(shè)氣流。尤其，圖1總結(jié)了在濾墊的深度增大時(shí)的 CFM和凈壓力，并且SP 1-5是在圖17中標(biāo)識(shí)的實(shí)驗(yàn)性測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)處獲取的讀數(shù)。 設(shè)備的(非限制性)尺寸以英寸示出。因?yàn)闉V墊的孔隙度和空氣流過(guò)，除了植物根部的吸水外，濾墊將比通常情況更快地變干，并且因此需要更加頻繁并維持和仔細(xì)控制的灌溉。那么，以最佳方式來(lái)提供和控制這個(gè)灌溉，就變得相當(dāng)重要。如已經(jīng)暗示的，本發(fā)明并不僅限于將空氣向下拉動(dòng)穿過(guò)過(guò)濾器，而是還包括將空氣向上推動(dòng)穿過(guò)過(guò)濾器(如果希望的話(huà))。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，風(fēng)扇放置于濾墊下面和側(cè)面，并且濾墊在一系列盤(pán)或籃內(nèi)，參見(jiàn)例如圖16。所述盤(pán)具有唇緣，由此它們靠在種植器的頂緣上和其他盤(pán)上，以確保所有空氣被拉動(dòng)僅穿過(guò)濾墊和穿過(guò)保持濾墊材料的盤(pán)或籃的小孔隙孔。在過(guò)濾器材料頂部上或埋入其中的是具有上述特征的微灌溉系統(tǒng)的部件，這有助于均勻地浸透濾墊并保持濾墊潮濕。同時(shí)，至少一個(gè)水分傳感器插入濾墊。在水分含量降低到一定含量之下時(shí)，灌溉系統(tǒng)打開(kāi)，遍及整個(gè)濾墊地噴射或分配水分，以將水分回升到必要且適合的含量。在已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)適合的水分含量時(shí)，該水分傳感器可關(guān)閉微灌溉系統(tǒng)。作為水分傳感器和控制器的替代方案，可使用定時(shí)器來(lái)開(kāi)關(guān)微灌溉系統(tǒng)。微灌溉系統(tǒng)優(yōu)選地附接至水存儲(chǔ)器，其再循環(huán)穿過(guò)濾墊的水。然而，其替代地能直接附接至種植器就位于其中的建筑物的室內(nèi)給排水設(shè)施，并且在根本沒(méi)有再循環(huán)系統(tǒng)之下起作用。在一個(gè)實(shí)施例中，編程的繼電器控制氣流，并且這可響應(yīng)于或不響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)水分含量傳感器。替代地，噴灌器的打開(kāi)能關(guān)閉氣流(鼓風(fēng)器)?；蛘叨〞r(shí)器可用來(lái)在噴灌器關(guān)閉(或打開(kāi))之后或之前來(lái)打開(kāi)(或關(guān)閉)鼓風(fēng)器達(dá)預(yù)定時(shí)間。也就是，在很多這些實(shí)施例中，控制器能以相對(duì)于水輸送至濾墊的時(shí)間的成預(yù)定關(guān)系地控制穿過(guò)濾墊的氣流。在水穿過(guò)濾墊時(shí)，沒(méi)有由濾墊保持或吸收的任何過(guò)量水分穿過(guò)濾墊自身，并下落入下面的空腔，然后在此處離開(kāi)種植器或者返回入再循環(huán)存儲(chǔ)器或向下進(jìn)入下水道。穿過(guò)濾墊自身的再循環(huán)水能從水中移除灰塵顆?；蚱渌s質(zhì)，并且甚至可移去公用供水管線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的氯。這是在室內(nèi)空氣清潔之外的另外益處。氯當(dāng)然對(duì)植物壽命有著負(fù)面影響。因此，另外的過(guò)濾器和/或?yàn)V網(wǎng)可安裝為在水已經(jīng)穿過(guò)濾墊之后和再循環(huán)返回穿過(guò)微灌溉系統(tǒng)之前穿過(guò)。自動(dòng)回流系統(tǒng)可附接至該單元，其回流由濾網(wǎng)捕獲的雜質(zhì)，并且因此將它們向下沖洗入下水道。可選地，濾網(wǎng)可手工地移除和清潔。如果水存儲(chǔ)器被安裝為允許過(guò)量的水再循環(huán)通過(guò)微灌溉系統(tǒng)，那么浮動(dòng)設(shè)備安裝于存儲(chǔ)器中，以使得水從室內(nèi)給排水管線(xiàn)自動(dòng)地補(bǔ)充。當(dāng)存儲(chǔ)器中的水低于某一點(diǎn)時(shí)，從建筑物供水管線(xiàn)的供水自動(dòng)地關(guān)閉，并且僅在種植器的過(guò)量水已經(jīng)具有將已穿過(guò)種植器中的濾墊的水排回到存儲(chǔ)器的機(jī)會(huì)之后打開(kāi)。這種存儲(chǔ)器再循環(huán)系統(tǒng)操作為使得一旦水離開(kāi)存儲(chǔ)器，就允許穿過(guò)濾墊的過(guò)量水排回進(jìn)入其中，并且填充存儲(chǔ)器的任何另外需要的水通過(guò)室內(nèi)供給管線(xiàn)供應(yīng)。在一個(gè)示例性而非限制性的實(shí)施例中，其能如下進(jìn)行工作最初附接至室內(nèi)給排水管線(xiàn)的螺線(xiàn)閥打開(kāi)，并且水開(kāi)始填充6加侖的塑料存儲(chǔ)器。當(dāng)簧片開(kāi)關(guān)在存儲(chǔ)器內(nèi)部致動(dòng)時(shí)，其發(fā)出容器已滿(mǎn)的信號(hào)。信息發(fā)送至計(jì)算機(jī)繼電器， 其指令用于室內(nèi)給排水管線(xiàn)的螺線(xiàn)閥關(guān)閉。在來(lái)自水分滴答控制器的信號(hào)說(shuō)明種植器的濾墊中需要水時(shí)，泵打開(kāi)并且其將水從存儲(chǔ)器推進(jìn)入微噴灌器頭，該微噴灌器頭然后將濾墊潤(rùn)濕。微噴灌器頭繼續(xù)操作，直到水分滴答控制器指示濾墊內(nèi)現(xiàn)在水分已經(jīng)充足，從而泵關(guān)閉。在任何地方灌溉時(shí)間能持續(xù)12秒和1分鐘之間，并且可讓多達(dá)2加侖的水穿過(guò)濾墊。 同時(shí)，過(guò)量的凈化水向下穿過(guò)濾墊進(jìn)入種植器的下腔，并排入存儲(chǔ)器以再使用。在噴灌器系統(tǒng)關(guān)閉之后大約3分鐘，致動(dòng)引導(dǎo)風(fēng)扇并將空氣拉動(dòng)穿過(guò)濾墊并離開(kāi)進(jìn)入HVAC系統(tǒng)。在引導(dǎo)風(fēng)扇啟動(dòng)并且如果簧片開(kāi)關(guān)已經(jīng)指示存儲(chǔ)器中需要更多的水時(shí)，控制室內(nèi)給排水進(jìn)入管線(xiàn)的螺線(xiàn)閥打開(kāi)，并且存儲(chǔ)器中的水升高至簧片開(kāi)關(guān)向計(jì)算機(jī)繼電器發(fā)出關(guān)閉螺線(xiàn)閥的信號(hào)以切斷室內(nèi)給排水管線(xiàn)的水平。并且如此，系統(tǒng)可無(wú)限地操作。有時(shí)，液體植物營(yíng)養(yǎng)素優(yōu)選地直接放入存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器的頂部上例如有5英寸的螺旋蓋。這種營(yíng)養(yǎng)素應(yīng)當(dāng)在室內(nèi)給排水管線(xiàn)打開(kāi)之前放入容器。存儲(chǔ)器中的已經(jīng)由濾墊保持的失水的補(bǔ)充以及由于建筑物中的空氣吸收而已經(jīng)耗散入房間中的水的補(bǔ)充，是從建筑物的室內(nèi)給排水管線(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)充。在補(bǔ)充濾墊內(nèi)的水分時(shí)，停用將空氣拉動(dòng)穿過(guò)濾墊的風(fēng)扇或機(jī)械設(shè)備。因此，水滴不會(huì)通過(guò)風(fēng)扇耗盡并可能進(jìn)入建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)。如果通風(fēng)系統(tǒng)的管道系統(tǒng)中聚集了水分或過(guò)量水分，可能會(huì)導(dǎo)致建筑物發(fā)霉或出現(xiàn)霉菌，并且為不利細(xì)菌生長(zhǎng)提供了繁殖背景。它還會(huì)導(dǎo)致病態(tài)建筑物綜合癥。當(dāng)濾墊的水分補(bǔ)充完成并且過(guò)量的水已經(jīng)具有足夠的時(shí)間排出時(shí)，就允許將空氣拉動(dòng)穿過(guò)濾墊的風(fēng)扇或機(jī)械設(shè)備再次起作用。因此，電氣設(shè)備或定時(shí)器用來(lái)確定何時(shí)已經(jīng)發(fā)生了用于排出的逝去時(shí)間。編程的計(jì)算機(jī)繼電器設(shè)置執(zhí)行這一系列作用的時(shí)間?；蛘?， 這可基于檢測(cè)排出狀態(tài)的傳感器?；钚蕴歼^(guò)濾器或其他過(guò)濾器可通入到進(jìn)入水存儲(chǔ)器的室內(nèi)給排水進(jìn)入管線(xiàn)或種植器的灌溉系統(tǒng)，以移除一般自來(lái)水中發(fā)現(xiàn)的氯或其他雜質(zhì)。紫外燈可附接至種植器或安裝于HVAC系統(tǒng)內(nèi)，以進(jìn)一步凈化空氣和殺死霉菌或其他形式的有害生長(zhǎng)物。本發(fā)明凈化了房間內(nèi)或整個(gè)建筑物內(nèi)的空氣。種植器頂部上可具有易于脫離或永久的頂棚或格架狀結(jié)構(gòu)，其允許在濾墊內(nèi)生長(zhǎng)的植物的蔓藤倚靠在其上。由于希望微灌溉噴灌器均勻地浸透整個(gè)濾墊，植物的蔓藤葉子或桿莖可能很好地偏轉(zhuǎn)水流，如果植物的部
13分正好在濾墊自身上或非?？拷鼮V墊。這可能會(huì)使噴灌器的噴灑流偏轉(zhuǎn)，并且因此導(dǎo)致濾墊沒(méi)有被均勻地浸透。通過(guò)讓植物的懸掛部分倚靠在頂棚上，能大大地減少這個(gè)問(wèn)題。引導(dǎo)風(fēng)扇可以是速度可變的或可以是速度不可變的，或者可以由定時(shí)器或由監(jiān)控在房間或建筑物自身的空氣內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的空氣攜帶污染物的水平的傳感器來(lái)致動(dòng)、或也可以不由其致動(dòng)。種植器最初可在具有或不具有植物的情況下起作用，并且在這個(gè)種植器內(nèi)存活有與植物具有共生關(guān)系的微生物。這些微生物可人工地放入濾墊，或在某些植物存活于濾墊中時(shí)自動(dòng)地在該處生長(zhǎng)。特別關(guān)注的是實(shí)際上消化室內(nèi)不良空氣中的毒素的那些微生物。 這些微生物生物再生濾墊，其吸收在其中放置種植器的房間的空氣中所發(fā)現(xiàn)的VOC和其他毒素，或?qū)⒍舅貜母咝е参锟諝鈨艋鞣胖糜谄渲械恼麄€(gè)建筑物自身中的空氣中移除。濾墊材料經(jīng)由適合微生物的再生來(lái)消除或大大地減少了更換濾墊的需要。濾墊也能吸收氡氣，并將其轉(zhuǎn)化為然后能由植物根部吸收和集中的鉛。規(guī)則盆栽的植物在從室內(nèi)環(huán)境移除揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì)(VOC)的能力發(fā)生變化。 植物的蒸騰速率越高，其移除VOC就越有效。蒸騰速率越高，越多的環(huán)境空氣被下拉到植物的根區(qū)(根圍)的周?chē)?。微生物自然地存活于植物根圍周?chē)⒎敝?。通過(guò)自適應(yīng)，這些微生物將化學(xué)物質(zhì)分解為用作其自身和宿主植物的食物源的成分。當(dāng)植物處于高效植物空氣凈化器中時(shí)，空氣借助于電氣風(fēng)扇或類(lèi)似鼓風(fēng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)大于通過(guò)植物蒸騰過(guò)程的運(yùn)動(dòng)。因此，植物的蒸騰速率變得相對(duì)不顯著。在這些過(guò)濾器中，植物的主要作用是作為其根圍內(nèi)的微生物的宿主，并且因此任何植物都可有效地用于高效植物空氣凈化器中，而不管其蒸騰速率。在空氣被拉動(dòng)穿過(guò)濾墊時(shí)，其各個(gè)顆粒被由使用噴灌器的微灌溉系統(tǒng)所供應(yīng)的水分所覆蓋，很多的VOC和其他污染物就從污染空氣中移除，包括通常不會(huì)被化學(xué)吸收體比如活性炭所吸收的某些污染物。這些污染物將其附連到濾墊的表面潮濕區(qū)域或附連到濾墊自身中的潮濕水滴。因此，其中一些的化學(xué)構(gòu)成就會(huì)改變，如同可能會(huì)將甲醛(formaldehyde)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喖谆?methalene glycol)或轉(zhuǎn)化為多聚甲醛 (paraformaldehyde)的情況，并且一些從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w或固體形式并且捕獲于濾墊內(nèi)， 其中在該處它們由微生物消化。濕式洗滌器也從空氣中析取細(xì)小灰塵顆粒，在很多情況下如同高效微粒空氣過(guò)濾器那樣將其凈化。但是與高效微?？諝膺^(guò)濾器不同，這個(gè)系統(tǒng)無(wú)需更換過(guò)濾材料，因?yàn)檫^(guò)量的水和存活于濾墊中的微生物清理捕獲于其中的任何雜質(zhì)或毒素。在微生物消化雜質(zhì)或毒素時(shí)，其生物再生濾墊。因?yàn)樽鳛槲⒐喔认到y(tǒng)一部分的噴灌器在濾墊材料的水分含量(優(yōu)選地由置于濾墊內(nèi)的水分傳感器來(lái)測(cè)量)低于一定水平時(shí)自動(dòng)地打開(kāi)，并且因?yàn)樗只旧暇鶆虻胤植加跒V墊的生物再生部分，濾墊內(nèi)就一直具有充分的水分，并且因此其濕式洗滌作用絕不會(huì)停止作用。由于植物空氣凈化器凈化整個(gè)建筑物內(nèi)的空氣，建筑物內(nèi)就需要較少的機(jī)械通風(fēng)，并且很少甚至無(wú)需與室外空氣交換。于是，加熱和冷卻成本顯著降低。為了使種植器在其附接至HVAC系統(tǒng)時(shí)起作用，建筑物內(nèi)的空氣需要進(jìn)入種植器所處的房間或腔室并移動(dòng)穿過(guò)濾墊，其在該處然后進(jìn)入返回空氣管線(xiàn)。這種房間可以是中央中庭或門(mén)廊區(qū)域 (central atrium area) 0在替代方案中，HVAC系統(tǒng)必須允許來(lái)自系統(tǒng)的空氣穿過(guò)植物凈化器設(shè)置于其中的污染腔。這可使得有必要種植器放置于清潔或透明的殼體中，可能是允許必要光線(xiàn)到達(dá)空氣凈化器中的植物并將種植器系統(tǒng)基本上密封于建筑物管道系統(tǒng)內(nèi)的樹(shù)脂玻璃、丙烯酸或玻璃(但不限于此)。這種污染腔室可歸類(lèi)為變型的玻璃容器。這個(gè)玻璃容器應(yīng)當(dāng)具有至少一個(gè)允許臟空氣從濾墊上方或下方進(jìn)入的管線(xiàn)、以及另一個(gè)在凈化空氣已經(jīng)穿過(guò)濾墊自身之后將其從濾墊的相對(duì)側(cè)拉出的管道。簡(jiǎn)言之，在種植器系統(tǒng)用作管道系統(tǒng)的一體部分時(shí)，整個(gè)管道系統(tǒng)必須包括封閉管道(希望空氣進(jìn)入和排出之處除外)， 并且透明殼體產(chǎn)生結(jié)合有種植器系統(tǒng)的管道系統(tǒng)的必要封閉性同時(shí)允許維持植物壽命所需的光合作用。現(xiàn)在更詳細(xì)地討論高效植物過(guò)濾器如何與建筑物的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)一起工作。如前所述，高效的嵌入式空氣凈化器包括過(guò)濾器；生長(zhǎng)在過(guò)濾器中的微生物和植物；拉動(dòng)或推動(dòng)空氣穿過(guò)過(guò)濾器的機(jī)構(gòu)；使用至少一個(gè)涌泉器或微噴灌器或其他發(fā)射器以均勻地潤(rùn)濕濾墊的微灌溉系統(tǒng)；在過(guò)濾器下面的由此吸入或排出空氣的空間；以及穿過(guò)過(guò)濾器的過(guò)量水由此排出或存儲(chǔ)的裝置。建筑物(尤其是商用建筑物)具有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)來(lái)將不適氣味和過(guò)量水分移除、將外面空氣進(jìn)入并保持內(nèi)部建筑物空氣循環(huán)以防止內(nèi)部空氣停滯。嵌入式高效植物過(guò)濾器與建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)以四種不同的可選實(shí)施例相互作用首先，其可自由地豎立，并且除了建筑物內(nèi)已有的管道之外無(wú)需分離的管道。在此情況下，房間內(nèi)的空氣被向下拉動(dòng)穿過(guò)植物過(guò)濾器并然后排回入該房間。此后，凈化空氣被拉動(dòng)穿過(guò)返回空氣格柵，并經(jīng)由其已有管道遍及建筑物地循環(huán)。其次，過(guò)濾器下面和其側(cè)面上可以有管道，以使得清潔空氣被導(dǎo)回同一房間(參見(jiàn)圖Π)。第三，在過(guò)濾器下面可以有管道，其將所有凈化空氣直接拉入建筑物的空氣循環(huán)系統(tǒng)并旁路室外排氣，或者具有當(dāng)植物空氣凈化器操作時(shí)關(guān)閉室外排氣的風(fēng)門(mén)。這樣，就允許所有凈化空氣像清潔室外空氣那樣遍及建筑物地再循環(huán)。第四以及最后，清潔空氣植物凈化器可包圍于透明殼體中，并直接集成入將污染空氣發(fā)送入封閉腔和發(fā)送入另一管道并在已經(jīng)穿過(guò)過(guò)濾器之后將凈化空氣從腔中帶走的管道。于是，凈化空氣被導(dǎo)回入建筑物的空氣循環(huán)系統(tǒng)。實(shí)際上，在這個(gè)示例中，植物空氣凈化器變得與管道系統(tǒng)成一體，并且透明殼體形成這個(gè)一體化同時(shí)允許用于光合作用的光通路。上述第三個(gè)可選方案可與中央中庭一起使用。在此情況下，建筑物內(nèi)的所有返回空氣排入包含中庭的房間，并且污染空氣被拉動(dòng)穿過(guò)植物和微生物處于其中的樹(shù)木型過(guò)濾器的濾墊。然后，凈化空氣被導(dǎo)回空氣循環(huán)系統(tǒng)以遍及建筑物地循環(huán)，再通過(guò)建筑物的每個(gè)房間內(nèi)的空氣供應(yīng)管道進(jìn)入每個(gè)房間。就雜質(zhì)和過(guò)量水分從室內(nèi)空氣中移除并且建筑物內(nèi)具有足夠的氧氣而言，對(duì)室外空氣的需求就最小化，從而可關(guān)閉新鮮空氣的吸入，并且建筑物的排氣出口能關(guān)閉，從而降低加熱和冷卻成本。室外氣流通過(guò)關(guān)閉室外空氣風(fēng)門(mén)和排氣風(fēng)門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)。前面公開(kāi)的這種系統(tǒng)相對(duì)于被凈化空氣的總體積而言?xún)H利用少量水分，并且因此室內(nèi)空氣的濕度僅稍微增大。還期望的是，一旦空氣離開(kāi)種植器就讓其經(jīng)受紫外線(xiàn)。與微生物作用相結(jié)合，紫外線(xiàn)使得這個(gè)系統(tǒng)不易于發(fā)霉和出現(xiàn)霉菌。另外，該系統(tǒng)在存在著過(guò)量
15的水進(jìn)入或行進(jìn)穿過(guò)過(guò)濾器時(shí)就停用。這個(gè)過(guò)濾器的獨(dú)特之處在于其將三種不同的過(guò)濾技術(shù)結(jié)合入該系統(tǒng)(1)標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)吸收；( 濕式洗滌；和C3)生物再生技術(shù)。其通過(guò)確保濾墊基本上均勻地浸透，并且潤(rùn)濕機(jī)構(gòu)被定位成使得在濾墊中生長(zhǎng)的植物的枝葉和蔓藤并未將大多水分偏轉(zhuǎn)至某些區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。具有本發(fā)明，通常不會(huì)被標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)吸收過(guò)濾器所捕獲的空氣攜帶VOC的主體現(xiàn)在以液體或固體的形式保留于濾墊內(nèi)，并最終成為微生物的食物。關(guān)于前述灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用來(lái)自微灌溉系統(tǒng)的水流，該微灌溉系統(tǒng)使用非滴灌式微噴灌器來(lái)潤(rùn)濕濾墊，其包括活性炭、膨脹頁(yè)巖礫石、植物、微生物以及現(xiàn)在所述的水分。各種要素的這種組合允許過(guò)濾器具有另外增加的能力，并且尤其是捕獲范圍大得多的顆粒和污染物，并且然后消化這些物質(zhì)，并且因此將它們轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，然后用作植物的營(yíng)養(yǎng)，從而消除通過(guò)機(jī)械通風(fēng)將其移除的需要。而且，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)自上向下的潤(rùn)濕過(guò)程， 現(xiàn)有技術(shù)中常用的毛細(xì)作用就不再必要，并且因此濾墊的主要部分無(wú)需就位在其不能捕獲空氣攜帶污染物的水面下方。在最好的情況下，在使用毛細(xì)作用的情況下，現(xiàn)有技術(shù)利用大約30 %的濾墊來(lái)用于空氣凈化。假設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者決定使用基本上全部濾墊來(lái)以基本上均勻的水分布方式進(jìn)行生物再生，本發(fā)明的這個(gè)系統(tǒng)能利用100%的濾墊來(lái)用于空氣凈化，并且 100%的濾墊也能生物再生。在濾墊的任何區(qū)域不能保持潤(rùn)濕時(shí)，微生物不能繁殖并且其清潔該部分濾墊的能力嚴(yán)重受限?，F(xiàn)有技術(shù)，尤其是使用毛細(xì)作用的現(xiàn)有技術(shù)，不能保持濾墊的表面潤(rùn)濕，并且濾墊的未保持潤(rùn)濕的那部分區(qū)域必須更換或者將變得浸透并將氣體毒素返回入其所處于的建筑物的空氣。本發(fā)明所公開(kāi)的經(jīng)由微灌溉進(jìn)行均勻灌溉的方法消除了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)將這個(gè)系統(tǒng)通入建筑物的HVAC系統(tǒng)，對(duì)于機(jī)械通風(fēng)的需要減弱并且產(chǎn)生了節(jié)能的效果，因?yàn)椴辉趺葱枰訜峄蚶鋮s通常將被帶入建筑物的大量外面空氣。了解了前述內(nèi)容，現(xiàn)在詳細(xì)參考示出本發(fā)明如前所述各個(gè)實(shí)施例的各個(gè)附圖。圖1包含示例性但非限制性的圖表，其示出了本發(fā)明關(guān)于各種濾墊(或?yàn)V床)和壓降配置的假設(shè)氣流。氣流以每平方英尺活性濾墊表面每分鐘的立方英尺(CFM)為單位。 SP是參考在圖17所示的位置。圖2示出用于給植物澆水的常規(guī)微灌溉系統(tǒng)201。該系統(tǒng)具有附接至主管線(xiàn)203 的水源202，主管線(xiàn)203連接至預(yù)過(guò)濾器204、泵205、壓力釋放閥206、防回流設(shè)備207、用于將營(yíng)養(yǎng)素放入用于植物的水中的化學(xué)灌溉噴射系統(tǒng)208、一系列空氣出口 209、具有逆流能力的砂濾器210、篩網(wǎng)過(guò)濾器211、壓力控制器212、水表213、下水道214、螺線(xiàn)閥215、子主管線(xiàn)216、以及多個(gè)發(fā)射器218附接于此的一系列支管線(xiàn)(lateral lineS)217。植物在種植區(qū)域219中生長(zhǎng)，支管線(xiàn)延伸穿過(guò)種植區(qū)域219的整個(gè)面積。圖3示出了常規(guī)微灌溉系統(tǒng)的另一變型，示出了該系統(tǒng)在供給加壓水之后的各個(gè)部件。該系統(tǒng)也具有主管線(xiàn)203、水表213、子主管線(xiàn)216、一系列支管線(xiàn)217、多個(gè)發(fā)射器 218以及種植區(qū)域219。其具有過(guò)濾器303、隔離閥304、防回流設(shè)備207、螺線(xiàn)管215、壓力調(diào)節(jié)器212、網(wǎng)眼過(guò)濾器211、技術(shù)過(guò)濾trilurain型噴射設(shè)備208、空氣釋放閥305以及自動(dòng)沖洗閥306。圖4示出發(fā)射器怎么附接至支供水管線(xiàn)217。這里示出了(優(yōu)選但非限制性的)1/4英寸乙烯基管401、夾緊到乙烯基管上的小的樁型件402、以及壓力控制的滴灌器 403。圖5示出滴灌器403的使用。這里再次能看到樁型件402，以及1/4英寸乙烯基管 401。水滴404示出為從壓力控制的滴灌器403出現(xiàn)。單個(gè)水滴不會(huì)完全浸透較寬面積，并且因此本發(fā)明不希望采用這種構(gòu)造。圖6示出另一種優(yōu)選類(lèi)型的發(fā)射器，其包括具有樁型件402和1/4英寸乙烯基管 401的噴灌器600。水流604從噴灌器頭605出現(xiàn)。還將觀察到水流從噴灌器相對(duì)于滴灌器能行進(jìn)多遠(yuǎn)。在圖1的教導(dǎo)下還應(yīng)當(dāng)很清楚，這種噴灌器構(gòu)造理想地將其自身相對(duì)于所有緊鄰的源出口構(gòu)造每個(gè)灌溉源出口以使得在致動(dòng)時(shí)，從至少一個(gè)源出口噴射的水能達(dá)到濾墊至少50%表面積上的基本上所有位置。圖7示出又一種類(lèi)型的發(fā)射器，也就是涌泉器700。這里示出了 1/4英寸乙烯基管401、樁型件402、涌泉器頭部702和從涌泉器頭部出來(lái)的涌泉器水流703。這里將觀察到涌泉器水流703是怎樣的形態(tài)。源自涌泉器的水流比噴灌器水流604厚。然而，涌泉器水流通常不會(huì)像噴灌器水流那么遠(yuǎn)，假定來(lái)自絕緣套管狀供水管道401的壓力量相同。這樣，盡管圖7所示類(lèi)型的發(fā)射器可接受，圖6的發(fā)射器是優(yōu)選的。而且，在不引用滴灌器 (dripper) 403、噴灌器(sprinkler) 600和涌泉器(bubbler) 700的詳細(xì)描述之下，這三種類(lèi)型的發(fā)射設(shè)備，作為單個(gè)部件，是本領(lǐng)域已知的。因此，將這三種類(lèi)型發(fā)射器的技術(shù)細(xì)節(jié)比如水流的長(zhǎng)度和厚度等(這些都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的)結(jié)合入本公開(kāi)。圖8示出用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例內(nèi)的、自上向下類(lèi)型的微灌溉系統(tǒng)。高效植物空氣凈化器801包括一個(gè)或多個(gè)盤(pán)802，濾墊材料820放置于其中，在附圖中示出為灰色區(qū)域。 濾墊由盤(pán)中的濾墊材料構(gòu)成。這些發(fā)射器600和700以30磅/平方英寸或更小的流量發(fā)射水。還示出了水源202、切斷閥215、過(guò)濾器303、控制閥816、壓力調(diào)節(jié)器212、T型連接器 807、主管線(xiàn)203、子主管線(xiàn)216、支管線(xiàn)217、肘節(jié)連接器808、水分傳感器809、擠壓或插入接頭810、管端封閉件306。還具有一系列由絕緣套管狀水管構(gòu)成的支管線(xiàn)，例如但不限于 1/4英寸厚。最后還具有種植區(qū)域219自身。圖8中的虛線(xiàn)圓圈示出了發(fā)射器的覆蓋范圍，并且重疊的圓圈813表示由于各個(gè)發(fā)射器的構(gòu)造和水噴射產(chǎn)生的浸透重疊區(qū)域814。如前所述，每個(gè)灌溉源出口(發(fā)射器600、 700)相對(duì)于所有緊鄰源出口被構(gòu)造為使得，在致動(dòng)時(shí)，從至少一個(gè)源出口發(fā)射的水能達(dá)到濾墊至少50%表面積上的基本上所有位置。作為選擇，這示出了來(lái)自微灌溉系統(tǒng)的水如何投射以便達(dá)到濾墊的基本上所有的生物再生部分，其被理解為這個(gè)生物再生部分包括所述濾墊的至少50%。因而，這個(gè)附圖中的三個(gè)圓圈“樣品”示出了怎樣理解這種基本上均勻的重疊覆蓋的示例。而且，圖8中的發(fā)射器構(gòu)造為從一個(gè)支管線(xiàn)至下一個(gè)支管線(xiàn)交錯(cuò)，從而形成具有所有附帶期望幾何性質(zhì)的大致“等邊三角形”。盡管如此，其他幾何形狀也是可考慮的，包括其他三角形布置結(jié)構(gòu)，以及方形網(wǎng)格，六邊形等，以及其各自幾何性質(zhì)，單獨(dú)地或組合地，并且對(duì)于幾何構(gòu)造沒(méi)有限制。圖9示出高效植物空氣凈化器800的外部的側(cè)視圖。這里具有電控閥或螺線(xiàn)管 215、壓力調(diào)節(jié)“Y”型過(guò)濾器901 (其是過(guò)濾器和壓力調(diào)節(jié)器的組合)、肘節(jié)連接器808、從主管線(xiàn)到子主管線(xiàn)的縮減接頭902、子主管線(xiàn)216、管端封閉件306、從子主管線(xiàn)至支管線(xiàn)的縮減接頭904、支管線(xiàn)905、引導(dǎo)風(fēng)扇906、高低風(fēng)扇開(kāi)關(guān)907、水分控制器908、下水道214、以
17及控制輸水和氣流以及如前所述的任何其他適合的操作參數(shù)的定時(shí)的定時(shí)器或具有定時(shí)器功能的可編程計(jì)算機(jī)繼電器909。圖10示出圖9的高效植物空氣凈化器的內(nèi)部在外壁被切開(kāi)時(shí)的側(cè)視圖。在高效植物空氣凈化器800內(nèi)具有濾墊820。這個(gè)濾墊包括多孔粒狀材料，其如前所述包括示出為膨脹頁(yè)巖、膨脹粘土和/或珍珠巖1002、以及活性炭1003。這些材料還可包括硅藻土、浮石、 火山灰、或任何其他多孔物質(zhì)。在其中生長(zhǎng)的植物1004的根部埋入這些材料。在根部周?chē)哂形⑸?005，其遍及濾墊地分散并且通過(guò)消化捕獲于其中的任何污染物1017而生物再生濾墊。然而，如所述，這些微生物僅分散(傳輸)并因而生物再生濾墊的潤(rùn)濕區(qū)域，這就是為何重要的是將水投射為達(dá)到濾墊計(jì)劃用于生物再生的基本上所有部分。濾墊上方是頂棚1006，其中植物枝葉1007位于其上，并且其保持植物的桿莖1008不會(huì)落到濾墊表面 1009上方并位于濾墊表面1009上。這保持濾墊始終能自由地接收基本上均勻分布的水，以使得能進(jìn)行微生物傳輸和生物再生。發(fā)射器218可抵靠在濾墊上或經(jīng)由樁型件402附接于其上。大部分的發(fā)射器將定位為距濾墊頂面12英寸或以下，并且尤其在主流葉線(xiàn)下面，以確保水的投射基本上不受植物枝葉的阻礙。來(lái)自發(fā)射器的水滴1010浸透濾墊并穿入本發(fā)明的下腔1011。向下(或向上)移動(dòng)穿過(guò)濾墊的污染空氣1020變?yōu)閮艋諝釯OM，并且然后由引導(dǎo)風(fēng)扇906從腔中拉動(dòng)(或推動(dòng))出來(lái)?；钚蕴渴腔瘜W(xué)吸附劑1021。潤(rùn)濕的濾墊在未清潔空氣1020被拉動(dòng)穿過(guò)其中時(shí)用作濕式洗滌器。未由濾墊保持的過(guò)量水1022向下滴落至單元的底板，并退出其中的下水道214。優(yōu)選地具有通向腔的底部的小斜坡1023，以使得水將更易于移動(dòng)至下水道而不是在單元內(nèi)聚集。圖11示出高效植物空氣凈化器，其具有紫外燈1101和用于將來(lái)自微灌溉系統(tǒng)的水在至少通過(guò)濾墊821的通道之后再循環(huán)的存儲(chǔ)器1103。在這個(gè)構(gòu)造中，過(guò)量的水1022向下滴落至單元1023的底部，并穿過(guò)下水道214，然后流入存儲(chǔ)器1103。在從這個(gè)單元排出的大部分過(guò)量水1022已經(jīng)有足夠的時(shí)間向下排入存儲(chǔ)器之后，螺線(xiàn)管進(jìn)氣閥215或等同部件被致動(dòng)并允許加壓水從建筑物的室內(nèi)供水管線(xiàn)202進(jìn)入存儲(chǔ)器。然后，所述水在進(jìn)入存儲(chǔ)器1103之前穿過(guò)預(yù)過(guò)濾器204。這將存儲(chǔ)器1103填充至浮動(dòng)閥或簧片開(kāi)關(guān)1104或等同部件關(guān)閉螺線(xiàn)管進(jìn)氣閥215所處的高度。當(dāng)濾墊中的水分變得太低時(shí)，源自水分傳感器 809或計(jì)算機(jī)定時(shí)器909的信號(hào)發(fā)送致動(dòng)泵205的信號(hào)。泵將水從存儲(chǔ)器1103拉出，并允許其穿過(guò)微灌溉系統(tǒng)201的其他部件，其中微灌溉系統(tǒng)201然后就將濾墊821潤(rùn)濕至期望水平。一旦微灌溉系統(tǒng)關(guān)閉，并且在過(guò)量水已經(jīng)有機(jī)會(huì)向下排入存儲(chǔ)器之后，如果存儲(chǔ)器中的水位低于下部簧片開(kāi)關(guān)1105，其觸發(fā)螺線(xiàn)管進(jìn)氣閥215以打開(kāi)，從而再填充存儲(chǔ)器。在存儲(chǔ)器的頂部處是蓋帽1106或等同部件，其中營(yíng)養(yǎng)素能由此增加用于植物營(yíng)養(yǎng)。其將與存儲(chǔ)器中的水混合并穿過(guò)微灌溉系統(tǒng)中的發(fā)射器218，并潤(rùn)濕濾墊821，其中植物的根部能從濾墊將營(yíng)養(yǎng)素向上吸入植物自身體內(nèi)。圖12示出了自由豎立實(shí)施例中的高效植物空氣凈化器800。這里，通過(guò)供氣擴(kuò)散器1201進(jìn)入房間的空氣將被下拉進(jìn)入植物空氣凈化器800，然后將退出返回入同一房間。 因?yàn)镠VAC系統(tǒng)中的風(fēng)扇1204，凈化空氣IOM然后被向上拉動(dòng)穿過(guò)返回空氣格柵1202并進(jìn)入管道系統(tǒng)1203。相同空氣將最終通過(guò)供氣擴(kuò)散器1201返回。通過(guò)在建筑物中具有高效植物空氣凈化器，少得多的排氣1206離開(kāi)建筑物。因此，排氣管道的風(fēng)門(mén)1207將大多時(shí)間關(guān)閉。在較少空氣排出的情況下，需要較少的室外空氣通過(guò)進(jìn)氣口 1208進(jìn)入。這意味著
18室外空氣風(fēng)門(mén)1209也將大多時(shí)間關(guān)閉。對(duì)于所有意圖和目的而言，系統(tǒng)將作為閉合系統(tǒng)操作，并且高效植物空氣凈化器將廢除或省去對(duì)于室外空氣機(jī)械通風(fēng)的很多需要。于是，將顯著節(jié)省加熱和冷卻成本。因此，加熱線(xiàn)圈1210和冷卻線(xiàn)圈1211將不再經(jīng)常操作。圖13示出了直接連接至管道的高效植物空氣凈化器，其中凈化空氣一離開(kāi)單元就被管道獲取并由管道在房間的另一端(或居住建筑物的其他地方)排出。在這個(gè)圖示中，高效植物空氣凈化器800布置于鄰近兩個(gè)光源，例如窗戶(hù)1301，以使得本發(fā)明內(nèi)的植物 1004可接收太陽(yáng)光。作為選擇，適合的人工生長(zhǎng)燈可用作光源。陳舊的污染空氣1020被風(fēng)扇馬達(dá)906向下拉入單元。在穿過(guò)濾墊821之后，陳舊空氣被凈化。其進(jìn)入管道1302，其中紫外燈1101在該處殺死植物空氣凈化器未移除的任何不健康的發(fā)霉、霉菌或空氣攜帶的細(xì)菌。從而，現(xiàn)在清潔且健康的凈化空氣IOM通過(guò)供氣擴(kuò)散器1201重進(jìn)入房間。圖14與圖12相同，除了這里是用作很類(lèi)似于一般高效植物空氣凈化器的樹(shù)園高效植物空氣凈化器1401，只是其具有較大的濾墊，并且經(jīng)常具有樹(shù)木以及植物。為了本專(zhuān)利的目的，樹(shù)園在這里限定為栽培樹(shù)木和灌木用于展示的空間。這種樹(shù)園高效植物空氣凈化器優(yōu)選地放置于中庭之中，所有陳舊且污染的空氣從整個(gè)建筑物經(jīng)由1402導(dǎo)向至這里?？諝獗幌蛳吕霕?shù)木和植物生長(zhǎng)于其中的濾墊，并且凈化空氣IOM然后從中庭導(dǎo)出1301進(jìn)入建筑物自身的HVAC系統(tǒng)，其遍及建筑物地進(jìn)行再循環(huán)。圖15示出反向工作的高效植物空氣凈化器，即空氣從底部向頂部移動(dòng)(推動(dòng)或拉動(dòng))。在本發(fā)明的這個(gè)變化中，陳舊且不純的空氣1020從整個(gè)建筑物導(dǎo)向1302到本發(fā)明的下腔1011內(nèi)。然后，空氣穿過(guò)濾墊821并成為凈化空氣10M。其被向上拉動(dòng)經(jīng)過(guò)植物 1004的枝葉1007。透明的樹(shù)脂玻璃(或等同物)制成的殼體1501覆蓋整個(gè)植物濾墊以及另外的空間1504，并且基本上將濾墊和植物密封于管道系統(tǒng)內(nèi)。門(mén)1503或其他通道口允許進(jìn)入本發(fā)明裝置所處的空間中，因此能易于進(jìn)行任何必要的維護(hù)。因?yàn)檫@個(gè)腔或殼體是基本上透明的，太陽(yáng)光或來(lái)自房間中的任何固定設(shè)備1502的光線(xiàn)能進(jìn)入并發(fā)生光合作用。這個(gè)玻璃容器狀的結(jié)構(gòu)是基本上氣密的，并且連接于植物濾墊上方的管道1302將現(xiàn)在純凈的空氣IOM吸入建筑物的HVAC系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)將排出空氣1206從建筑物導(dǎo)出的風(fēng)門(mén)1207。 純凈的空氣IOM由HVAC系統(tǒng)自身中的風(fēng)扇1204吸入HVAC系統(tǒng)。純凈空氣通過(guò)建筑物的房間中的供氣擴(kuò)散器1201進(jìn)入一些或所有房間。因?yàn)榭諝庠诮ㄖ飪?nèi)凈化，較少的室外空氣1208需要進(jìn)入，并且室外空氣風(fēng)門(mén)1209幾乎能一直關(guān)閉。圖16示出高效植物空氣凈化器800內(nèi)具有一系列包含濾墊材料820的可移除盤(pán) 1601。圖17如前所述示出了本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)性變型的、獲取圖1所示壓降讀數(shù)的“SP1”至 “SP5”位置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本公開(kāi)時(shí)所具有的知識(shí)理解為本公開(kāi)的一部分，并且通過(guò)參考隱含地結(jié)合于此，盡管為了經(jīng)濟(jì)的緣故關(guān)于理解為由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具有的具體知識(shí)的明確聲明從本公開(kāi)中省略。雖然本公開(kāi)中涉及到本發(fā)明包括多個(gè)元件的組合，但是也理解為，本發(fā)明視為包括省略或排除這些元件中的一個(gè)或多個(gè)的組合，盡管元件的這種省略或排除在這里并未明確地聲明，除非這里明確地聲明某個(gè)元件對(duì)于本申請(qǐng)的組合是必要的并且不能省略。還理解到，相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)可包括由此本發(fā)明可通過(guò)否定性聲明限制所區(qū)分的元件，盡管這里沒(méi)有這種否定性限制的任何明確聲明。還理解到，在這里明確聲明的本申請(qǐng)發(fā)明的肯定性聲明與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的即使為了經(jīng)濟(jì)緣故未明確復(fù)制于此但也結(jié)合于此的現(xiàn)有技術(shù)知識(shí)之間，由現(xiàn)有技術(shù)支持的任何和所有這種否定性聲明限制也視為在本公開(kāi)及其相關(guān)權(quán)利要求的范圍內(nèi)，即使這里沒(méi)有關(guān)于任何具體否定性聲明限制的任何明確聲明。 最后，雖然僅是示出和描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選特點(diǎn)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將能進(jìn)行很多變型、變化和替代。因此所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為涵蓋落入本發(fā)明真實(shí)精神內(nèi)的所有這些變型和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化室內(nèi)空氣的系統(tǒng)，其包括濾墊，其包括適合于扎根于其中的生長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)介質(zhì)，并且構(gòu)造為能維持氣流在其頂面和底面之間貫穿；微灌溉系統(tǒng)，其包括多個(gè)用于以基本上均勻的方式將水輸送至所述濾墊的灌溉源出Π ；所述濾墊的活性區(qū)域包括所述濾墊的被構(gòu)造為基本上具有貫穿地流過(guò)其中的所述氣流的區(qū)域；并且所述微灌溉系統(tǒng)構(gòu)造為使得源自于此的水能投射為達(dá)到所述活性區(qū)域的至少50 %的頂部表面積。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述微灌溉系統(tǒng)被構(gòu)造使得源自于此的水能投射為達(dá)到所述活性區(qū)域的至少70%的所述頂部表面積。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述微灌溉系統(tǒng)被構(gòu)造使得源自于此的水能投射為達(dá)到所述活性區(qū)域的至少90%的所述頂部表面積。
4.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述微灌溉系統(tǒng)構(gòu)造使得源自于此的水能投射為達(dá)到所述活性區(qū)域的基本上所有的所述頂部表面積。
5.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中至少50%的所述灌溉源出口能將由此發(fā)射的水在由此至少2英寸的半徑上投射；并且所述灌溉源出口每個(gè)都相對(duì)于緊鄰的所有源出口被構(gòu)造為使得，在致動(dòng)時(shí)，從至少一個(gè)所述源出口發(fā)射的水能達(dá)到所述濾墊至少50%的表面積上的基本上所有位置。
6.如權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述至少50%的所述源出口包括至少70%。
7.如權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述濾墊的所述至少50%的表面積包括至少90%。
8.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)所述濾墊包括足夠多孔的生長(zhǎng)材料，以使得貫穿其中的氣流的速率基本上與其他需要來(lái)凈化相當(dāng)空間中的空氣的常規(guī)非基于植物的過(guò)濾器的速率相當(dāng)。
9.如權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述濾墊包括從由膨脹頁(yè)巖、膨脹粘土礫石、珍珠巖、活性炭、硅藻土、浮石、火山灰以及多孔材料構(gòu)成的多孔生長(zhǎng)介質(zhì)組中的至少一個(gè)中選擇的所述生長(zhǎng)介質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其構(gòu)造為使得當(dāng)水從所述源出口發(fā)射時(shí)，所述發(fā)射的壓力為 30磅/平方英寸或更低。
11.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中大多數(shù)的所述源出口定位于距所述濾墊的頂面12英寸或更小。
12.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述濾墊還包括其中的微生物，所述微生物將包含于濾墊中的雜質(zhì)或毒素作為食物，用于生物再生所述濾墊。
13.如權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述濾墊與生長(zhǎng)于其中的植物、貫穿其中的氣流以及所述微生物一起組合，來(lái)形成同時(shí)作為化學(xué)吸收體、濕式洗滌器并且生物再生的過(guò)濾器。
14.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括透明殼體，其能讓用于光合作用的光線(xiàn)穿過(guò)其中，將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)頂棚和/或格架，其用于基本上防止扎根于所述濾墊中的植物接觸到所述濾墊，從而便于所述以基本上均勻的方式將水輸送至所述濾墊。
17.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，在空氣流經(jīng)通過(guò)其中時(shí)，所述濾墊用作濕式洗滌器以?xún)艋隹諝狻?br> 18.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括紫外燈，其用于施加至從所述濾墊流出的空氣，用以減少發(fā)霉和霉菌。
19.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括用于存儲(chǔ)穿過(guò)所述濾墊的過(guò)量水的存儲(chǔ)器；以及將所述存儲(chǔ)器中的水傳輸至所述源出口以在所述濾墊上再使用的再使用管道。
20.如權(quán)利要求19的系統(tǒng)，還包括用于在所述再使用之前凈化所述存儲(chǔ)器中的所述水的水過(guò)濾器。
21.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括用于感測(cè)所述濾墊中的水分含量的水分傳感器；以及響應(yīng)于所述水分傳感器、用于控制從所述源出口發(fā)射的水的控制器。
22.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括以與何時(shí)水輸送至所述濾墊呈預(yù)定關(guān)系地控制穿過(guò)所述濾墊的氣流的控制器。
23.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括以與何時(shí)過(guò)量水從所述濾墊排出呈預(yù)定關(guān)系地控制穿過(guò)所述濾墊的氣流的控制器。
24.如權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定關(guān)系包括所述氣流在水輸送至所述濾墊時(shí)不起作用。
25.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括 多個(gè)包含所述生長(zhǎng)介質(zhì)的盤(pán)。
26.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述植物包括室內(nèi)空間的樹(shù)園中的樹(shù)木和灌木，還包括 將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括 包括所述植物的樹(shù)園；并且將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
28.一種用于凈化室內(nèi)空氣的方法，其包括提供濾墊，其包括適合于扎根于其中的生長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)介質(zhì)，并且構(gòu)造為能維持氣流在其頂面和底面之間貫穿；在所述生長(zhǎng)介質(zhì)內(nèi)生長(zhǎng)植物；使用包括多個(gè)灌溉源出口的微灌溉系統(tǒng)，以基本上均勻的方式將水輸送至所述濾墊；以及從所述微灌溉系統(tǒng)投射水以便達(dá)到所述濾墊的活性區(qū)域的至少50%的頂部表面積，所述活性區(qū)域包括所述濾墊的、構(gòu)造為基本上具有貫穿地流過(guò)其中的所述氣流的區(qū)域。
29.如權(quán)利要求28的方法，所述活性區(qū)域的至少50%的所述頂部表面積包括所述活性區(qū)域的至少70%的所述頂部表面積。
30.如權(quán)利要求觀的方法，所述活性區(qū)域的至少50%的所述頂部表面積包括所述活性區(qū)域的至少90%的所述頂部表面積。
31.如權(quán)利要求觀的方法，所述活性區(qū)域的至少50%的所述頂部表面積包括所述活性區(qū)域的基本上所有的所述頂部表面積。
32.如權(quán)利要求28的方法，還包括至少50%的所述灌溉源出口將由此發(fā)射的水在由此至少2英寸的半徑上投射；并且將所述灌溉源出口每個(gè)都相對(duì)于緊鄰的所有源出口構(gòu)造為使得，從至少一個(gè)所述源出口發(fā)射的水達(dá)到所述濾墊的至少50%的表面積上的基本上所有位置。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中所述濾墊的至少50%的表面積包括至少70%。
34.如權(quán)利要求32的方法，其中所述濾墊的至少50%的表面積包括至少90%。
35.如權(quán)利要求32的方法，其中所述至少50%的所述源出口包括至少70%。
36.如權(quán)利要求32的方法，其中所述濾墊的所述至少50%的表面積包括至少90%。
37.如權(quán)利要求28的方法，還包括使用足夠多孔的生長(zhǎng)材料，讓空氣以使得基本上與其他需要來(lái)凈化相當(dāng)空間中的空氣的常規(guī)非基于植物的過(guò)濾器的速率相當(dāng)?shù)乃俾柿鬟^(guò)所述濾墊。
38.如權(quán)利要求37的方法，還包括從由膨脹頁(yè)巖、膨脹粘土礫石、珍珠巖、活性炭、硅藻土、浮石、火山灰以及多孔材料構(gòu)成的多孔生長(zhǎng)介質(zhì)組中的至少一個(gè)中選擇所述濾墊的所述生長(zhǎng)介質(zhì)。
39.如權(quán)利要求觀的方法，還包括在30磅/平方英寸或更低的發(fā)射壓力下從所述源出口發(fā)射水。
40.如權(quán)利要求觀的方法，還包括將大多數(shù)的所述源出口定位于距所述濾墊的頂面12 英寸或更小。
41.如權(quán)利要求觀的方法，還包括使用所述濾墊內(nèi)的將包含于濾墊中的雜質(zhì)或毒素作為食物的微生物來(lái)生物再生所述濾墊。
42.如權(quán)利要求41的方法，其中所述濾墊與生長(zhǎng)于其中的植物、貫穿其中的氣流以及所述微生物一起組合，來(lái)形成同時(shí)作為化學(xué)吸收體、濕式洗滌器并且生物再生的過(guò)濾器。
43.如權(quán)利要求28的方法，還包括將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求28的方法，還包括使用透明殼體將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)；并且使得用于光合作用的光線(xiàn)穿過(guò)所述透明殼體。
45.如權(quán)利要求28的方法，還包括使用至少一個(gè)基本上防止扎根于所述濾墊中的植物接觸到所述濾墊的頂棚和/或格架，來(lái)便于所述以基本上均勻的方式將水輸送至所述濾墊。
46.如權(quán)利要求28的方法，還包括讓在空氣流過(guò)所述濾墊；其中所述濾墊在所述空氣流過(guò)其中時(shí)用作濕式洗滌器以?xún)艋隹諝狻?br> 47.如權(quán)利要求觀的方法，還包括通過(guò)將紫外線(xiàn)施加至從所述濾墊流出的空氣來(lái)減少發(fā)霉禾口霉菌。
48.如權(quán)利要求觀的方法，還包括將穿過(guò)所述濾墊的過(guò)量水存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器；并且通過(guò)將所述存儲(chǔ)器中的水經(jīng)由再使用管道傳輸至所述源出口，來(lái)在所述濾墊上再使用所述存儲(chǔ)器中的水。
49.如權(quán)利要求48的方法，還包括使用水過(guò)濾器在所述再使用之前凈化所述存儲(chǔ)器中的所述水。
50.如權(quán)利要求28的方法，還包括使用水分傳感器感測(cè)所述濾墊中的水分含量；以及使用響應(yīng)于所述水分傳感器的控制器來(lái)控制從所述源出口發(fā)射的水。
51.如權(quán)利要求28的方法，還包括以與水輸送至所述濾墊呈預(yù)定關(guān)系地控制穿過(guò)所述濾墊的氣流。
52.如權(quán)利要求28的方法，還包括以與何時(shí)過(guò)量水從所述濾墊排出呈預(yù)定關(guān)系地控制穿過(guò)所述濾墊的氣流。
53.如權(quán)利要求51的方法，所述預(yù)定關(guān)系包括在將水輸送至所述濾墊時(shí)使所述氣流不活動(dòng)。
54.如權(quán)利要求28的方法，還包括 提供多個(gè)包含所述生長(zhǎng)介質(zhì)的盤(pán)。
55.如權(quán)利要求28的方法，所述植物包括室內(nèi)空間的樹(shù)園中的樹(shù)木和灌木，還包括 將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
56.如權(quán)利要求28的方法，還包括 提供包括所述植物的樹(shù)園；并且將所述濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
57.一種用于凈化室內(nèi)空氣的系統(tǒng)，其包括濾墊，其包括適合于扎根于其中的生長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)介質(zhì)，并且構(gòu)造為能維持氣流在其頂面和底面之間貫穿；微灌溉系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)用于以基本上均勻的方式將水輸送至所述濾墊的灌溉源出口 ；所述濾墊的活性區(qū)域包括所述濾墊的、構(gòu)造為基本上具有貫穿地流過(guò)其中的所述氣流的區(qū)域；并且所述微灌溉系統(tǒng)構(gòu)造為使得源自于此的水能投射為達(dá)到所述活性區(qū)域的至少50%的頂部表面積。
58.一種樹(shù)園高效植物空氣凈化器，其中在內(nèi)部空間中栽培樹(shù)木和灌木用于展示，并且其中濾墊和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于凈化室內(nèi)空氣的系統(tǒng)和相關(guān)方法，其包括濾墊，其包括適合于扎根于其中的生長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)介質(zhì)，并且構(gòu)造為能維持氣流在其頂面和底面之間貫穿；微灌溉系統(tǒng)，其包括多個(gè)用于以基本上均勻的方式將水輸送至濾墊的灌溉源出口；濾墊的活性區(qū)域，其包括濾墊的構(gòu)造為基本上具有貫穿地流過(guò)其中的氣流的區(qū)域；并且微灌溉系統(tǒng)構(gòu)造為使得源自于此的水能投射為達(dá)到活性區(qū)域的至少50％的頂部表面積。
文檔編號(hào)B01D53/84GK102215939SQ200980146054
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者B·C·沃爾弗頓, M·米特爾馬克 申請(qǐng)人:B·C·沃爾弗頓, M·米特爾馬克