料涉及面非常庞大，但不是任何一种吸水材料都可以没有选择的使用。吸水材料可以选择的有:1)非离子系，如羟基类、酰胺基类等；2)多种亲水基团系:羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酞胺基、羟基等)的三维网状结构所组成。但是很多吸水材料吸水后膨胀，给管道造成压力，因此也并不是说吸水能力越强就越适合做泉水的亲水材料使用。人工温泉设备的亲水材料须有以下技术指标:I)吸水即亲水能力。2)吸水和脱水符合环境的温度和压力条件。3)吸水材料要具备一定的强度。4)吸水材料与水有较大的接触面积。5)材料组成的“水向上流”的泉水管径要向上。6)出水口管径要向下。
[0057]管道内毛细管道(3)是“水向上流”体系的重要部分，其结构可以简单灵活，也可以复杂多变，比如说对于管道内毛细管道(3)的粒径要求，所谓毛细管道，就是非常细，毛发的粗细约0.1毫米，植物的毛细管道几乎也都在0.2毫米即200个微米以下，那么是不是我们一定要求毛细管道的粒径小于200微米呢？要搞清这个问题，先来看一下水滴，如果你观察一滴水的滴落，就非常有意思，当水管的水滴落时，水滴逐渐增大，水滴增大到一定程度(直径约大于3毫米)才可以受重力作用或周围的震动作用而滴落，这说明水分子与水分子之间有很强的相互作用力，这个作用力就是水分子之间形成的氢键，也就是，水分子与水分子是相互吸引的，其吸引力在液体中几乎是最大的，这可以从水的气化潜热很大这种现象看出。水的渗透作用实际上就是分子之间的相互作用造成的。所谓的渗透力也是水分子和溶质分子间的相互作用，在宏观上就体现为所谓的渗透力或者渗透现象，因此，研究水向上流的温泉功能还要考虑水分子本身的这种相互作用力，也就是我们的目的就是为了实现水的流动，水分子之间的这种作用力以及水分子和固体亲水材料之间的作用力(氢键)正好符合我们实现“水向上流”的这个目的。虽然植物毛细管道粒径小于200微米，但是在我们的毛细管道设计要求中，根据材料的吸水能力和支撑能力的不同，在毛细管道粒径大于200微米小于1000微米的状况下，未尝不能实现“水向上流”的温泉或泉水功能。粒径究竟要多少才合适，除了考虑环境温度压力条件、水向上流的高度、季节变化，还要做一下实际的试验数据。在本申请中，并不能给出具体的粒径范围限制。但是能够确定管道粒径小于200微米的适合温度的亲水材料必然具有较强的水渗透能力，能够实现水向上流的功能。同时还要看到，在实际生产中，由于误差作用，即使是看似较光滑的平面其表面凸起也在20微米上下，因此可以制作具有误差的柱体结构，图2的柱体结构中只要确定柱体的支撑厚度就可以了，就是说，当图2的柱体尽可能足够细，细到足够支撑自身时，柱体紧贴柱体排列即可，为了确保系统设计的完美，还应在柱体上面制作细微凹形槽，确保“毛细管道”的顺畅，并能提高输送水的速度，即单位时间内的输水量。
[0058]本申请毛细管道的亲水材料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。
[0059]另外温泉亲水材料的支撑结构还有如下结构:1)管状结构，管体与管体纵向环套，形成管套管集成结构，管子上可以具有凹形槽。2)纤维材料结构，纤维与纤维纵向排列形成纵向纤维集成结构。3)纤维材料和柱状体或柱体组成的混合支撑结构，纤维与柱状体或柱体纵向排列形成纵向组合纤维加强结构。4)颗粒结构，颗粒与颗粒堆积相互支撑，颗粒间形成任意方向集成结构。5)颗粒和柱状结构组合，颗粒堆积在纵向柱状体内，颗粒和管体共同形成纵向集成结构。
[0060]其他【附图说明】:图2表示单个柱体(9)组合成组合集成模块(10)，图3也是这个道理，只不过换成了横切面。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。
[0061]多层次管道:由于柱体的长度在一般情况下不会与管道外壳体(2)的长度相等，因此在制作柱形材料时会形成多层次管道，层与层之间如果衔接不好会影响水的输送能力，因此柱形材料的两端需要一定的连接方式，这些板型或柱形材料的上下连接方式可以为:楔形接口、斧型接口、圆锥形接口、螺旋形接口，主要目的在于减小由于变形造成的裂缝增大，影响水分的输送。
[0062]在较高的疏水管道中，比如山下边向山上运输水分，如果设定的直立的管道不具备向上足够运送水的能力，也可以设定阶梯型多层次管道，意思就是第一层水向上流的设备把水数送到一定高度，再有2级疏水管道向高处输送，以此类推，形成多层次疏水管道，直到山顶。
【主权项】
1.一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:有地下管道外浸水体(I)、管道外壳支撑体(2)、管道内毛细管道(3)、管道出水体(4)、管道井(7)组成，其中所述地下管道外浸水体(I)是指浸润在地下水中吸收水分并与管道内毛细管道(3)相连的固体吸水材料；所述管道外壳支撑体(2)连接地下管道外浸水体(I)和管道出水体(4)，管道外壳支撑体(2)加以封闭以防止水分在运输途中蒸发，管道外壳支撑体(2)具有一定机械强度对自身和管道内毛细管道(3)具有支撑作用；所述“管道内毛细管道”(3)有具有支撑结构的亲水材料构成，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。2.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指聚乙烯醇，适合地下水温度为65° C以下。3.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指醋酸纤维素。4.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指聚丙烯酸系树脂。5.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指聚丙烯醇系树脂。6.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指聚环氧乙烷系树脂。7.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指无机玻璃。8.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指石英玻璃。9.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指二氧化硅粉末。10.根据权利要求1所述的一种纵向柱状结构人工制造温泉，其特征是:所述亲水材料是指硫酸钙。
【专利摘要】一种纵向柱状结构人工制造温泉涉及在没有常规能源消耗的情况下制造具有“水向上流”功能的设备，主要解决将地下水抽到地球表面，增加水的势能，实现水循环和能量循环。设备包括地下管道外浸水体（1）、管道外壳支撑体（2）、管道内毛细管道（3）、管道出水体（4）、管道井（7），其中管道内毛细管道（3）的所用材料为易与H2O形成氢键的亲水分子材料，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。管道出水体（4）位于系统中上部或上部。这种设备能够实现“水向上流”的功能，在没有常规能源消耗的情况下把地下温水抽到地面，增加水的势能，实现自然界的一种有益能量循环，开发这种形式的温泉有利于减少地球自然灾害频发。
【IPC分类】E03B3/10
【公开号】CN105587009
【申请号】CN201410789911
【发明人】冯益安
【申请人】青岛木力新能源科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年12月18日