一种纵向柱状结构人工制造温泉的制作方法_4

文档序号:9822785阅读:来源:国知局
亲水材料构成,所述亲水材料的支撑结构为纵向柱状结构,柱体与柱体纵向排列形成纵向柱状集成结构;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(4)具备出水口(5),管道出水体(4)位于管道外壳支撑体(2)的上部即地平线(8)以上且位于顶部水平线¢)的下方,所述设备能把水由地下抽到地上,实现“水向上流”的温泉效应,增加了水的势能;能够吸收地壳的热量,减小地壳分子热运动,增强地质稳定性,减少地震、火山等地质灾害的发生。
[0026]所述亲水材料是指聚乙烯醇。
[0027]所述亲水材料是指醋酸纤维素。
[0028]所述亲水材料是指聚丙烯酸系树脂。
[0029]所述亲水材料是指聚丙烯醇系树脂。
[0030]所述亲水材料是指聚环氧乙烷系树脂。
[0031]所述亲水材料是指无机玻璃。
[0032]所述亲水材料是指石英玻璃。
[0033]所述亲水材料是指二氧化硅粉末。
[0034]所述亲水材料是指硫酸钙(CaS04 )。
[0035]所述亲水材料是指硫酸镁MgS04。
[0036]所述亲水材料是指硫酸钠Na2S04。
[0037]所述亲水材料是指硫酸铜CuS04。
[0038]所述亲水材料是指碳酸钾K2C03。
[0039]所述亲水材料是指高氯酸镁Mg(C104) 2。
[0040]所述亲水材料是指氯化钙(CaCl2)。
[0041]所述亲水材料是指氧化钡(BaO)。
[0042]所述亲水材料是指氧化铝(A1203)。
[0043]所述亲水材料是指五氧化二磷(P205 )。
[0044]所述亲水材料是指氧化钙(CaO )。
[0045]所述亲水材料是指硅胶Si02。
[0046]所述亲水材料是指氢氧化钾(熔融过)Κ0Η。
[0047]所述亲水材料是氢氧化钠(熔融过)NaOH。
[0048]以上设备可以把水由低处抽往高处,实现“水向上流”的功能,具有温泉效应;在现实生活中实际好处是能够吸收地壳表层的热量为人们所用,减少或去除因为利用化石能源产生的温室效应。
[0049]【附图说明】:
图1为纵向柱状结构人工制造温泉的结构简图,其中I为地下管道外浸水体,2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,4为管道出水体,5为出水口,6为顶部水平线,7为管道井,8为地平线。图2为管道内毛细管道的柱状结构组成简图,,其中9为单个柱体,10为多个柱体组成的集成模块示意图。图3为管道内毛细管道的柱状结构横切面,图4为管套管式结构的横切面示意图,其中2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,11为管与管之间的间隙。
[0050]【具体实施方式】:
以附图1、附图2、附图3为例进行具体操作步骤的说明:
图1为纵向柱状结构人工制造温泉的结构简图,其中I为地下管道外浸水体,2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,4为管道出水体,5为出水口,6为顶部水平线,7为管道井,8为地平线。
[0051]首先,在某一区域凿一口井,即为管道井(7),深度可以为几十米至几百米甚至几千米不等。作为温泉,或者泉水,就是把地下水或地下温水或地下热水抽到地面,根据不同区域不同要求可以确定管道井(7)的深度。比如在地热资源中,一般水深2500米以下,水温达到了 80-110° C,但是不同区域不同地理构造又是不同的,因此管道井(7)的深度要根据温泉水温要求或者泉水的温度要求来确定管道井(7 )的深度。当然,必须保证管道井(7 )内有足够用的水或者温水或者热水。
[0052]有了管道井(7 )之后,就在管道井(7 )里面填充一部分浸水材料,即地下管道外浸水体(I)。然后填充外管道即管道外壳体(2)以及管道内毛细管道(3),不能断层,因此施工方法可以浇筑或者利用制造好的材料依次连接,最好是无缝连接,当然无缝连接也是相对的,衔接口缝隙一般是200微米以下,目前正常的无缝衔接便可满足要求。
[0053]地下管道外浸水体(I)顾名思义,就是浸泡在水里的部分,位于管道井的最下层,包括管道外壳体(2)浸泡在水里的部分以及管道内毛细管道(3)浸泡在管道井(7)水里的部分。
[0054]管道外壳体(2)更需要自身支撑或者支撑内部毛细管道(3),因此管道外壳体一定是具有一定强度的固体材料,比如金属、塑料、玻璃钢等常用的材料,也可以使用具有与水亲和力的材料,比如石英玻璃或者普通玻璃体。
[0055]管道外壳体(2)是温泉系统的地下支架系统,是人工制造温泉的骨架。管道外壳体(2)—定要高于地平面,图1中显示的是地平线(8),即一定高于地平线(8),但仅仅高于地平面还是不行的。为了实现泉水畅通无阻,出水口不是从支架系统即管道外壳体(2)的最高处流出来,而是必须低于系统的最高位置,这个最高位置已经标注为顶部水平线(6),管道出水体(4)必须低于顶部水平线(6)。事实上,类似植物或者自然界的喷泉,水流的地方一定不是最高处,比如滴水莲的滴水现象是通过垂下的叶片滴落的,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,由于受重力影响,水从最高处是流不出来的,因此管道出水体的位置就不是随便安置,而是必须安置在顶部水平线(6)以下,一般位于地面之上,顶部水平线(6)以下即可。
[0056]一般来说,泉水流量与管道内毛细管道(3)与水的接触面积和材料的性能共同决定,水与组成毛细管道的材料接触面积越大,原理上地下水的运输力越大,材料的吸水力越强,运输能力越大,这个“运输力”也指水的渗透能力,渗透力越大,水的运输能力越强,但是温泉的水是向上流的,这就除了考虑水的渗透力以外,还要考虑管道内毛细管道(3)的吸水速度和在一定温度压力条件下的脱水能力,只有很快的吸水并不断的脱水,才能实现水的快速运输。各种材料的吸水能力和脱水条件是不同的,比如说,无水硫酸铜具有很强的吸水能力,一个硫酸铜分子可以吸收5分子结晶水,但是带有结晶水的硫酸铜在常温下常压下不能脱水,只有在设施45° C以上才能脱水,因此在常温常压下,用硫酸铜作为吸水或脱水的材料是不适合的。但是,硫酸铜在某些条件下是可以用的,比如在地热资源的开发过程中,比如在大于70° C的温泉中,如果用聚乙烯醇就不合适,因为聚乙烯醇在超过80° C时就变为液体,液体具有流动性,管道内毛细管道如果用聚乙烯醇作为材料的吸水剂,在低于65° C的环境下是安全的,就是说聚乙烯醇只能用在低于65° C的环境条件下。聚乙烯醇在低温或者常温下是可用的,因此在人造温泉设计时,用硫酸铜作为亲水材料在地下管道内作为吸水剂的话,就看地下水的温度了,如果地下水温度超过了 65° C,比如是80° -110° C,则可以选用硫酸铜作为吸水剂,就是说,所有的固体干燥剂都是吸水剂,但要用在特定的温度下,便于在常压下脱水,在一定重力或其他压力下脱水,才能实现“水向上流”的温泉或者是泉水功能。同时,还要看到,由于水流受到重力作用,水向上流并不是无限的,水流的高度是受材料吸水能力和重力影响的,在植物中,由于植物叶片的蒸腾作用,叶片较为干燥,吸水能力强,才可以不断从枝干吸取水分;滴水莲也是叶片耷拉向下,水受到重力作用才不断滴水的,因此水向上走是有条件的,这个条件就是吸水材料自身要具有支撑自身和所承载水分的能力,就是吸水材料一定具有一定的强度,比如说浓硫酸具有很强的吸水能力,但其本身是液体,液体不具备固体的支撑作用,且液体具有流动性,流动的液体不可能作为支撑自身和支撑水分的作用,因此液体不可能用作吸水材料,尽管其可能有很强的吸水能力。所谓的承载能力就是吸水材料本身在工作区间(比如聚乙烯醇在65°下)是固体,具有一定强度,这个强度能够支撑自身累积重量和所承载水分重力,在这个强度指标下与水有较大的接触面积。吸水材
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