一种基于高大建筑的水幕除尘及广告牌系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本技术主要用于消除城市雾霾，并同时具有广告和景观作用。属于除尘环保领域和广告领域。
【背景技术】
[0002]目前，城市雾霾已经成为一个严重的问题，许多人认为，是环保监督不利造成的，有一定道理。但我们认为，其最根本的原因是环保除尘的设施运行费用问题，据我们了解，现在的各个产生粉尘的单位都按照规定配备了除尘设备，但是这些设备的开机率不到5%，只有领导、监督部门来检查的时候开一下，就是说，最先进的除尘设备放到实际环境中，其最终的除尘效果不超过5%。如果能让除尘环保设施本身给厂商带来附加的效益，且其效益能够覆盖其运行成本，就能保证其很高的开机率，则对环保产生很大的促进。
【发明内容】
[0003]水幕除尘，是一项很成熟的技术，主要用于处理工业生产中所产生的包含粉尘废气。其水幕位于除尘设备的箱体结构中，空气流经箱体，粉尘颗粒被水幕所过滤。但是对于城市中的粉尘、雾霾，如果采用这种方式来过滤城市中污浊的空气，则其成本过高、规模小、效率低，且对于运营者来说不产生任何经济效益，只有社会效益。
[0004]本发明提出了一种新的低成本大规模的水幕，利用现有城市建筑作为支架，在两个相邻的高层建筑之间拉一条缆绳，在缆绳上附着有一条输水管道，在输水管道上连接一系列的喷雾喷头，当管道中的水开始加压后，上述一系列的喷头喷出的水雾在重力作用下，下降，最终形成一个巨型的水幕。城市中污浊的空气在自然风的吹拂作用下，穿过这个水幕，得到部分净化。同时空气湿度得以提高，在潮湿空气中，那些剩余的细微粉尘颗粒更容易相互聚集成为更大的颗粒，而大颗粒的粉尘会很快降落到地面，而不像小颗粒粉尘那样长期漂浮在空中。雾霾天风速很小，一般在20厘米/秒到1米/秒之间，如果一个园区在其上风头开启水幕，则1个小时后，其后700米到3公里范围的空气都是经过水幕净化的空气了。对于本园区和位于其下风头的其他园区都有利，是一个兼具利己与利他的系统。
[0005]对于本发明来说，更重要的是，在晚上，这个水幕的拥有者可以利用水幕作为巨大广告牌，在水幕上做投影广告，既可以采用一般的视频投影，也可以采用激光投影的方式。这样的水幕，宽度可达50到100米，高度可超过50米，如此宏伟壮观的水幕广告牌，其规模和吸引眼球的程度，是其他任何其他广告牌所远不能及的。而在白天，不能投放投影广告，但是其在阳光下会产生彩虹，在城市中一道彩虹比任何广告牌都更加吸引人的眼球，从而能提升所在大厦的形象和知名度。因为这样的水幕能带来经济效益，所以能保证其水幕经常处于运行状态，使其成为一个有效的除尘环保设施，而不像其他在工厂内部的除尘设备那样成为摆设。鉴于本发明的巨大水幕，是在室外的设施，其是否开机运行，在1公里外就能看到，便于环保机构的监督。这会更进一步提高其开机使用率。
[0006]为了在实际环境中实施本发明，还有一些问题必须解决， 1.水管和喷头接口问题
现行的水幕装置都是采用硬性的水管和喷头连接头，这种结构都是很成熟的现有技术，有另一种水幕是采用超声波将长条形水槽中的水击碎成为水雾后吹出来，上述这两种结构，都只能在小型的水幕系统中使用，且必须有一个硬性的桁架作为支撑，在本发明中，在两个大楼之间架设一个比巨型农田灌溉机大几十倍的放大版的巨大的桁架显然是不经济的，甚至在力学结构设计方面也是难以实现的。在本发明中水管应当是与缆绳类似，是柔性的，但是，这样的话新问题就出来了，现有的连接结构没有类似的解决办法，使其可以在一个柔性的水管上连接出一排喷头。这时候我们就想到了借鉴早期的电脑局域网所用的称为Vampire的粗缆连接器，如图3所示即喷头的接口为一个较细的可以插入柔性水管的针头状接口，同时针头周边为与水管的半径匹配的圆型凹陷槽，与另外一个具有圆型凹陷槽的配件配合，将水管、和插入水管的针状接口包裹夹在两者之间。如果再结合使用一些胶水或辅助密封性材料，就能确保接口在较高水压下的密封性能。当然这个凹槽如果采用柔性的高分子材料制成，甚至不用做成两个独立凹槽扣合的结构，可以用一个可弯曲的部件就能完成，如图4所示。当然喷头的取水口也可以带螺纹，像螺丝钉一样，采用旋转插入的方式。
[0007]2.水管与缆绳的结合问题
如上所述，采用柔性管道的种种配套问题解决后，柔性管道与缆绳的结合问题就变得比较简单了，可以采用类似老式的架空电信电缆那样每隔一定距离用一个配件来绑定钢缆与通信电缆的方式，且上述的喷头与水管的接口就可以兼顾作为绑定管道与缆绳的作用，如图3和图4所示。另外，因为管道也是柔性的，可以在制造管道的时候将缆绳与管道做成一体的，其横截面如图5所示。这样光滑的外表，对于在冬季减少冰溜子的形成很重要。如果考虑到水幕上边缘的形态，还可以采用更多样的结构，例如，考虑到缆绳的张力，可以将缆绳轻微放松，让缆绳和水管呈现出轻微的向下弯曲，如图1所示，采用这样的形态，比紧绷的直线形态相比，两端的受到的拉力明显减小，且在地震导致大楼摇晃的时候，能防止缆绳绷断或是拉力破坏建筑物结构。还可以采用更为复杂的结构，如图2所示，缆绳呈现出轻微的向下弯曲，而水管则为直线，这样缆绳两端受力明显减小，又能保证输水管和水幕的上边缘为一条直线。现在高分子材料技术快速发展，根据我们所查阅到的一些数据，如果采用一些高强度的高分子材料或复合材料制作输水管道，完全可以不用钢缆的辅助，就能承受高强度的拉伸力，就是说，输水管道本身就能起到缆绳的作用，而且这样的管道与上述的与钢缆结合的管道相比，还有一个明显的优势，那就是高分子材料比钢缆的延展性更好，这样就不用下述的复杂的抗地震装置在地震的时候释放冗余缆绳了。虽然有这样高性能的高分子材料，但目前市场上销售的管道还没有采用高性能的高分子材料的，所以需要后续的研发生产的配合。
[0008]3.水幕节水和雾化问题，
在现有的水幕电影系统中，由于其采用在水池中的喷泉，虽然用水量很大，但水是循环使用的，不用考虑节水问题，所以不需要雾化。在厂矿使用的脱尘设备内部的水幕系统非常节水，他们一般都采用强超声波将喷出的水珠击碎、雾化，但是在开放空间一般不能采用过强的超声波，以防对人体产生损害。
[0009]现在最新的技术，有一种雾化喷头，即在水喷出喷嘴的位置有一个细微的薄片，喷出的水激发薄片震动产生超声波来击碎水珠。本发明采用这种喷头比较合适。当然也可以在喷头外附加用电源驱动的小功率的超声波发生器。
[0010]4.水幕的供水问题
现在各大城市，都存在水资源短缺问题，如果用自来水作为本发明的水源，确实有些浪费，但是现在各城市都有废水理中心，采用膜技术过滤出可以再利用的中水，且成本很低，有人提出，将独立的消防供水系统，作为中水供应网络，且有城市进行实验，如果这个供水方案得以实施，本发明就可以从建筑物的消防供水系统中获取中水，从而达到节水的效果。
[0011]5.冬季防冻问题，
在冬季，为防止管道中的水结冰，可以对供水采用预先加热的方式，根据气温将水加热到一定温度再输入管道。
[0012]在冬季或是夜间气温低于0摄氏度的时候，如果系统停止工作，在输水管和喷头中残留的水，有可能会结冰、膨胀，并破坏水管和喷头，其他的水幕系统，应用环境与本发明的应用环境很不同，所以并没有可以借鉴的解决方式，本发明对于这个问题提出创新的解决办法，可以采用如下两种办法之一或结合采用这两种办法来解决，
1)暂时混合防冻剂法，即确认要关闭水幕系统后，并不立刻停止供水，而是让水流通过一个混合装置，在水中参杂少量的防冻剂，这样持续几秒钟后，给管