专利名称：基于植物对室内空气清洁和滤垫生物再生的微灌溉设备、系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及污染控制系统，并且更具体地涉及一种利用共生相关植物和滤垫中的微生物的室内污染控制系统。
背景技术：
室内空气污染被环境保护署划分为导致疾病的主要因素，并且在美国呼吸道问题现在超过所有其他疾病成为住院的首要原因。假设美国人90%的时间都在室内，因此必须寻找容易且有效地去除室内毒素的方式，同时这么做还需要限制加热和冷却成本。清洁较差室内空气的常规方式是通过通风，将较差室内空气排出到建筑物外面， 然后用新鲜室外空气代替。不幸的是，机械通风仅在室外空气相对清洁时以及在将空气温度调高或降低至正常人体舒适水平的成本较低时才有效。然而，现在室外空气也可能相当程度地被污染，尤其在大城市中心，同时加热或冷却被带入室内的室外空气的成本相当高。 因而，必须找到一种方法，来限制机械通风并将室内空气内的毒素转化为无害的或者甚至有益的物质。大多室内空气污染控制系统并未将空气内的毒素转化为无害物质，并且这样就不能急剧削减给建筑机械通风的需求。大多这种系统也不会清洁空气中的颗粒物质和空气携带的挥发性有机物质(VOC)，这些物质从地毯、家具、壁纸、计算机、复印设备、清洁剂和人类自身释放入空气。随着建筑物变得越来越气密以节省日益增长的能量成本，对人体健康的危害也已增大。因此，必须寻找到成本有效的系统来处理这个问题。目前，已经有很多系统可用来处理既包含颗粒又包含有机毒素的较差室内空气。 已经使用了热的和冷的静电除尘、包、过滤包和高效微粒空气过滤器以及机械除尘器，但是所有的基本上都限于颗粒物质的移除。洗涤器，尤其是湿式洗涤器，提供了控制颗粒和气态污染物的最有效手段。然而，通常这些用于工业工艺过程，但是很少用于民用或商用建筑物。其原因之一是湿式洗涤器产生增大的湿度。这种增大的湿度会滞留于建筑物内，并带来发霉和霉菌问题。湿式洗涤器通常采用或其内具有洗涤区域，其中空气限制于该处，并且气体在该处穿过具有很多碰撞表面的过滤器的多个层，以使得气体通过聚集和吸收而被清洁。另外， 通过用水分覆盖着过滤器内的所有表面，湿式洗涤器引起某些化学物质或VOC粘着于水滴，从而这些毒素的结构在它们与水分本身结合时发生变化。例如，甲醛(formaldehyde) 与水反应形成亚甲基二醇(methylene glycol)，反应式为CH2CHH2O — CH2 (OH) 2。或者，在室温下存在空气和水分时，甲醛易于聚合以形成多聚甲醛(paraformadehyde)，白色晶体形式的甲醛气体(通常纯度为90-97% )。
标准的化学吸收过滤器利用某些物质来吸收其他物质或化学物质。在空气净化的情况下，经常使用活性炭。但是，虽然活性炭吸收某些类型的挥发性有机化合物，但是其不能吸收其他V0C，比如甲醛。已知存在着较广范围的V0C，在某一室内空气中多达900种或更多，并且没有发现对所有VOC都有效的VOC析取或提取形式。一些VOC通过活性碳被吸收。一些溶解于水分中。因此，需要采用一种机构或机构的组合来捕获所有V0C，并最终将它们转化为对人体无害的材料。否则对于通风的需要就仍然存在。美国专利5，756，047在第1栏从第30行开始对一些现有技术进行了综述，描述 “洗涤可在叠置有大表面积固体的垫中发生，从而增大液体和气体可彼此接触的表面积，如 Lonnes等的美国专利No. 3，969，479所述；在其中液体雾接触气体的反应腔中，如deVries 的美国专利No. 4，844，874所示；或者在过滤器中，如Fritz的美国专利No. 4，784，835”。与这些上述专利的人工系统相反，植物天然地从空气去除污染物。它们通过如下方式实现用叶子吸收这些污染物，并然后将毒素向下传输到根系，根系周围的微生物将毒素作为食物消耗并消化，将它们改变为无害物质。但是，即使是直接穿过滤垫而不是由植物输送到该处时，这些毒素也将被微生物消化。因而，已知的是，通过使用将空气直接拉动穿过滤垫的机械设备，室内空气能被向下拉动至植物根系所处和微生物聚集之处。因此，一个植物能进行数百个植物的空气清洁工作，因为植物自身不再用作这些毒素的主要输送机构，并且滤垫中的无数微生物将由于其提高的食物供应而倍增。而且，在滤垫内生长的植物与消化污染物的微生物具有共生关系， 促进允许微生物繁荣的有益氛围或环境。现有技术并未公开了湿式洗涤器的使用，这种湿式洗涤器实际上是植物在其中生长的滤垫，并且微生物存活于其中。参见，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，似乎为公知的是，水分能洗涤空气中的某些公知V0C，比如甲醇，并且如果植物和微生物在滤垫中生长，这种构造也能用来净化室内空气。然而，如果其进入建筑物的 HVAC系统的黑暗且紧密受限的管道中，或者过量的水分滞留于紧密地密封的建筑物内，正是这种水分也会导致发霉和霉菌。因而，允许微生物在滤垫内输送、并且还防止发霉和霉菌的水分，——其输送和分配以及由植物根部吸收并通过蒸腾和气流而耗散——，需要仔细地谨慎控制。尽管如此，在该领域所有现有技术中，很少考虑到植物/滤垫的正确增加水分，或者仅是以最粗略的方式提及。现有技术似乎既未公开、也未建议以确保水分均勻分布的方式采用微灌溉系统。现有技术中也未太多地涉及在植物冠盖下面分配水或者处理发霉和霉菌的潜在可能。因而，例如，在授权给Thompson的示例性现有技术专利4，961，763中，在第 8栏从M行开始说明“如果需要的话，水分传感器可包括于空气净化器内，用于确定土壤垫仍然是潮湿的。可使用电子的或化学的水分传感器。例如，土壤导电率可测量和用来指示水分含量。如果希望的话，代替测量土壤水分，可采用电子感测器来控制水添加至空气净化器中的土壤垫。也可使用滴灌”。实际上，Thompson专利中公开的“滴灌”方法并未浸透滤垫。其仅以不均勻的方式浸透滤垫中的多个点。使用水分传感器也未避免这个问题，因为每个传感器是局部的，并且因此不能用来确保滤垫在基本上整个活性区域上的均勻分布。这不利于滤垫内的微生物和微生物传输的维护，因为灌溉输送的均勻性也是非常重要的。迄今为止，现有技术还没有解决这个灌溉均勻性，并且这也是现有技术的缺点。尤其，滴灌显示为不能有效地浸透滤垫。其最多仅能在每个滴灌器周围提供大概 1英寸至1.5英寸的湿点。这种“滴灌器”具体地设计为仅湿润植物根部所处的位置处，而不是浸透整个滤垫、从而允许微生物在整个滤垫中存活和作用。因而，虽然适合于维持植物生命，对于其中微生物维护对于植物维护和空气中毒素的移除都同等重要的空气清洁系统来说，这种滴灌系统就不那么优化了，其中空气为了移除毒素的目的通过将毒素供给至微生物而传输穿过滤垫。滴灌器的目的是通过仅将水输送至植物根部来保存水，而不是将水输送在整个滤垫传输、并维持微生物输送以便移除毒素和滤垫生物再生。相当优选的是，从每个灌溉源出口在所有方向上均勻地输送灌溉至整个滤垫表面至少2英寸、并直到12至M英寸，与适合的源出口网络相结合，从而提供整个滤垫的浸透， 以允许微生物在整个滤垫上存活和发挥作用。而且，由于具有更均勻的灌溉输送，滤垫的均勻浸透能与这个正向微生物影响无关地增大湿式洗涤器的作用，并用来以完全自然的方式生物再生滤垫。除了滴灌的限制之外，Thompson专利显示灌溉源出口并没有布置为靠近滤垫表面 (在滤垫表面的12英寸以下范围内，并且甚至低于滤垫表面)。它们也未布置于在滤垫中生长的植物的大多数叶子下面。因而，叶子将会使灌溉输送偏移，进一步导致不均勻灌溉输送的问题。优选的是，将水分发射器(灌溉源出口)放置于在滤垫内生长的植物的枝叶冠盖表面下面。总之，非常希望具有这样一种设备、系统和方法，由此水分能适当地浸透室内空气净化系统中的、用作湿式洗涤器的滤垫，并提供植物和存活于滤垫内的微生物所需的适合食物，并且同时不会带来建筑物内的发霉和霉菌。还希望确保植物/滤垫的高度均勻的灌溉输送，不仅维持植物问题，而且还便于微生物传输以生物再生滤垫，并提高能进行湿式洗涤的区域。这包括改进将水输送至植物 /滤垫的方法，并确保植物自身不会妨碍这种输送。
发明内容
一种用于净化室内空气的系统和相关方法包括滤垫，其包括生长介质，所述生长介质适合于生长或种植在其中扎根的植物、并且构造为能维持在其顶面和底面之间穿过的气流；微灌溉系统，其包括多个用于以基本上均勻的方式将水输送至滤垫的灌溉源出口 ； 滤垫的活性区域包括滤垫的被构造为基本上具有流过其中的气流的区域；并且微灌溉系统构造为使得源自其中的水能投射为达到活性区域的至少50%的顶部表面积。
本发明认为是新颖的特点在所附权利要求中阐述。然而，本发明连同其进一步的目标和优点可参照下面结合附图的描述得到最好的理解，附图总结如下图1包含本发明以非限制性示例示出理想气流关于各种滤垫和压降配置的图表，其是量化滤垫孔隙度的一种方式。图2是示出常规微灌溉系统的示意图。图3示意性地示出一种可选的常规微灌溉系统。图4示出水发射器如何附接至横向供水管线。图5是示出滴灌器在操作中的透视图。图6是示出喷灌器在操作中的透视图。图7是示出涌灌器在操作中的透视图。图8示出与本发明的优选实施例一起使用的微灌溉系统的示意性顶视图。图9示出根据本发明优选实施例的高效植物空气净化器的外部的侧面平视图。图10示出高效植物空气净化器在图9的外壁切除之下的内部的侧面平视图。图11示出根据本发明一个实施例的高效植物空气净化器的侧面平视图，其具有防止发霉和霉菌的紫外灯以及用于水再循环的存储器。图12示出根据可选优选实施例的高效植物空气净化器作为自由竖立单元的侧面平视图。图13示出高效植物空气净化器的示意性透视图，其直接附接至管道，管道获取离开单元的净化空气并将其在建筑物中的其他地方(在这个示例中，在房间的另一端处)排
出ο图14与图12相同，但是包括树园高效植物空气净化器。图15是示出在可选的优选实施例中相反地工作的高效植物空气净化器的侧面平视图。图16是示出一种高效植物空气净化器的侧面平视图，其包括多个含有滤垫材料的可移除盘。图17示出本发明在获得图1的压降读数时的实验性类型的位置。
具体实施例方式这里公开的本发明设计来捕获颗粒物质并将室内空气中的有害有机化合物转变为无需通风到外面的无害和有益物质。本发明尤其使用具有湿式洗涤成分的轻质聚集植物微生物过滤器。用这种过滤器进行空气净化的科学基础部分地是植物以及与植物相关联的微生物(细菌)的协同生长。 有机物降解的处理工艺的主要部分归因于存活于植物根系之上及其周围的微生物。—旦微生物在植物根部之间产生，在大多情况下它们与植物形成共生关系。这个关系通常产生协作或协同效应，尤其在发现微生物的植物根系周围会产生有机化合物增加的降解和移除。有机物微生物降解的产物被微生物吸收和利用作为食物源。微生物还将通过植物根部释放的代谢物利用做食物源。通过每一个使用另一个的废物，反应持续，以利于有机物从滤垫以及穿过滤垫的气流中快速地移除。与植物根须相关的电荷也与空气携带的颗粒上的相反电荷反应，使得这些颗粒粘着于植物根部，从而在该处从气流中被移除并由植物和微生物缓慢地消化和吸收。这里公开的各种实施例测量滤垫内的水分含量。响应于这个测量值，本发明在需要时将恰好量的水分供应至该滤垫，并且在整个滤垫的活性面积上基本均勻地分布，以使
9能用于滤垫生物再生的微生物传输，并且防止在植物空气净化器的喷灌器系统起作用时或在微灌溉喷灌器已经关闭之后水立即从滤垫排出期间由于鼓风器关闭而使得过量的水分被拉入HVAC系统的管道系统。另外，本发明移除已经穿过滤垫的过量水，通过将其排出，或者通过将水输送至源出口以再用的再用管道而将其返回至存储器，用于再润湿滤垫并且周而复始以节水。另外，一些实施例包括打开和关闭来自房屋给排水设备的水的螺线管，以及将有时会留在存储器中的任何大杂质移除以便在水穿过泵并向上进入微灌溉系统之前将其捕获的过滤筛。一些实施例还可包括用来切断进入存储器的水的簧片开关和/或靠近存储器以引导植物食物的食物进口(例如螺纹盖帽)。另外，采用微灌溉供水系统，本发明提供了水分在植物/滤垫的生物再生部分上的基本上均勻的分布，确保微生物传输并提高湿式洗涤效果。通过提供保持枝叶和蔓藤离开滤垫的顶棚或格架，还减轻了微喷灌器流动的偏斜。最后，本发明包括一种透明壳体，其在种植器用进气管道和出口管道直接接入建筑物的通风系统时处于植物空气净化器周围以便允许植物生长所必须的光线通过，并且基本上将植物/微生物系统密封于建筑物的管道系统内。在本公开中涉及“建筑物”时，假设其是空气加热和/或冷却系统可正常放置于其中的任何形式的居住建筑物，包括但不限于办公建筑物、商用空间(比如商店和购物中心)、以及当然包括居住单元比如公寓和住宅。在本公开及其相关权利要求的范围内，不排除本发明用于机动车辆，例如植物固定于后窗下面并结合入车辆的空气循环系统。理想的是，灌溉源出口能将从每个所述灌溉源出口发射的水在距所述灌溉源出口 (发射器)至少2英寸的半径上喷射，并且出口相对彼此构造为使得从一个出口喷射的水与从直接相邻出口喷射的水重叠，从而滤垫的生物再生部分的基本上所有面积直接被至少一个出口/发射器浸透。然而，为了避免有人可能故意包括数个覆盖正好不到2英寸的出口以规避本发明主旨的情况，还要认识到可构造为仅是至少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英寸的范围。滤垫的“活性区域”可限定为包括滤垫的这样一个区域，其构造为基本上具有贯穿其中流动的气流。也就是，“活性区域”是滤垫的与管道系统对准的区域，因此空气将被拉动或推动穿过这个区域，然后致动空气运动。种植器垫的其余部分可不与管道系统对准，而是主要包括来用于装饰性/美观原因，并且因此不视为是“活性区域”的一部分。假定上述最小的2英寸投射，并且在这个限定的情况下，微灌溉系统优选地构造为使得源自于此的水能投射为达到活性区域的基本上所有顶部表面积。然而，为了避免系统被设计为将水投射到活性区域的较小部分以规避本发明主旨的情况，还要认识到可能仅提供仅是活性区域顶部表面积至少50 %的覆盖，或活性区域顶部表面积的60 %、或75 %、或80 %、或85 %、或 90%、或95%的覆盖，并故意地抑制水分配到滤垫的其余部分。尽管如此，这种迂回设计被视为在本公开及其相关权利要求的范围内。还可观察到，滤垫可生物再生的部分仅是浸透的那部分，因为微生物不能有效地传输至没有浸透的那些区域，并且因此将不会再生那些区域。我们将其称为滤垫的“生物再生部分”。滤垫的这个“生物再生部分”因而被限定为滤垫的、其上面灌溉系统被构造为提供基本上均勻浸透的那部分，因为这基本上与滤垫的能生物再生的那部分相重合。因为微灌溉输送对于确保水遍及植物/滤垫的均勻分布是关键性的，这种均勻分布又维持微生物传输并增强湿式洗涤，并且还有助于获得适当的、平衡的水分含量，因此重CN 102215939 A
说明书
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要的是要详细讨论适合的示例性微灌溉系统的属性。如这里使用的，微灌溉的范围包括低流速低压力下的频繁水施用的所有方法。这种低压力低于公用供水系统通常供应的水压力(通常为大约55psi)，并且在所有情况下都不超过30至35磅/平方英寸。微灌溉系统允许对水施用进行高水平控制，因此能仅在需要之时并且在需要之处施用。微灌溉系统的各个部件可包括管件、管道、喷水设备、流动控制装备、减压机构、安装工具、接头和附件。如这里使用的，微灌溉(润湿)发射器，或微灌溉源出口，指的是较小的输送出口， 其在低压力下将水喷射、雾化、喷水、蒸汽化或喷洒至植物/滤垫。如前所述，滴灌出口是不适合的，因为它们仅以不均勻的方式浸透滤垫中的多个点。这些出口将水输送到非常靠近植物的土壤表面上，或者甚至输送到土壤表面下面直接进入植物根部区域。优选地，微灌溉(润湿)发射器包括输送少量但精确排出的(例如但不限于由塑料制成并且包括计量能力)设备。从每个发射器输送的水量相对较低。这些发射器通过长路径、小孔口和/或膜片的使用来耗散水压力。可选地，发射器可以是压力补偿的，意味着其以恒定速率在一个压力范围内排出水。适合用作本发明的各个元件组合的一部分的发射器能以两种不同的模式输送水 涌泉器和微喷灌器。在涌泉器模式中，水从发射器被涌泉式地喷射出去。在微涌泉器模式中，水被喷灌、喷洒或薄雾化。用于每种模式的喷射器能以数个排出增量使用。因为理想的是维持滤垫基本上均勻的浸透并且由于滴灌供应仅是超过每个滴灌器大约1英寸至1. 5英寸地进行水浸透，我们就排除了使用滴灌的微灌溉系统，——其在这里限定为从发射器发射不超过1英寸至1. 5英寸，——在于其主要目的是将水分施加至滤垫或土壤时会导致滤垫不均勻的点状浸透。由于微喷灌器能每分钟提供多达1加仑的水，并且由于这些植物空气净化器中使用的滤垫内的材料的水平毛细作用经常非常受限，更好的是依赖于通过使用微灌溉系统仅是滤垫的表面基本上均勻一致地被润湿并利用重力浸透滤垫的深度。根据本发明使用的微喷灌发射器公知为喷灌器或喷洒头。存在着数种适合的类型。这些发射器以预定的模式通过将水发射穿过空气来操作。根据射水模式，微喷灌器被称为袖珍喷洒、微喷洒、喷射或旋喷。喷罐器头是各自连接至侧管(通常包括“绝缘套管”，这是直径非常小的管，1/8英寸至1/4英寸)的外部发射器。喷灌器头可安装于支柱上或连接至供应管。微喷灌器是期望的，因为这样只需更少的喷灌器头来覆盖较大的面积。然而，每个喷射器的喷射通常不会分布超过3或4英尺。根据孔口大小和管线压力，微喷灌发射器的流速从3加仑/小时(GPH)至最大30GPH进行变化，这是最大为0. 5加仑/分钟(GPM)。现在，转而分析根据本发明所使用的适合微灌溉系统的其他部件。灌溉管线系统一般描述为分支系统。各种分支被命名为比如主管线、子主管线和支管线。微灌溉系统的基本部件还可包括泵和动力单元、防回流设备(如果化学物质与水一起使用的话)、过滤器、水分配系统、以及用于控制系统中的水量和压力的某些设备。如果水源来自城市/市政/乡村供水设施，则直接连接是可能的。微灌溉系统的控制部分可包括以下设备的组合压力调节器、阀、真空释放阀和定时钟或控制器。流量计应当用来测量水量。压力测量仪监控着泵和其他位置处的水压力。
11还可使用将肥料喷射入水管线的装备。防回流设备是期望的，以防止水源被污染。在本发明中，空气净化器实际上是种植器。其是具有侧面和底部的顶部开口容器， 其保持一个盘或多个盘或篮，每个都具有多孔底部。这些盘是基本上相互邻近的。在盘或篮内放置有生长材料的混合物，所述生长材料可以包括活性炭、膨胀页岩、珍珠岩、粘土砾石、 纤维性材料或具有适合于排水和空气循环所需孔隙度的任何类似生长材料，因为这个材料也用作湿式洗涤器。一个或多个植物扎根于生长材料内。微生物聚结于植物根系周围。空气借助于机械设备向下(或向上)移动穿过由生长材料、植物和微生物构成的滤垫，其中机械设备附接至种植器自身或作为植物/生长材料净化器所附接至的HVAC的一部件。用来移动(拉或推)空气穿过滤垫的机械设备可包括引导风扇或另一机械机构。在其中滤垫用来净化空气的系统中，空气需要易于被拉动或推动穿过滤垫，并且因此滤垫必须比一般土壤更加多孔。尤其，如果本发明将用作常规空气过滤器的替代，那么滤垫应当包括充分多孔的生长材料，以使得贯穿其中的气流速率能基本上与其他需要用来净化相当空间中的空气的常规非基于植物的过滤器相当。图1是示例性而非限制性的图表，其示出关于各种滤垫和压降构造的假设气流。尤其，图1总结了在滤垫的深度增大时的 CFM和净压力，并且SP 1-5是在图17中标识的实验性测试系统内的各个点处获取的读数。 设备的(非限制性)尺寸以英寸示出。因为滤垫的孔隙度和空气流过，除了植物根部的吸水外，滤垫将比通常情况更快地变干，并且因此需要更加频繁并维持和仔细控制的灌溉。那么，以最佳方式来提供和控制这个灌溉，就变得相当重要。如已经暗示的，本发明并不仅限于将空气向下拉动穿过过滤器，而是还包括将空气向上推动穿过过滤器(如果希望的话)。在一个优选实施例中，风扇放置于滤垫下面和侧面，并且滤垫在一系列盘或篮内，参见例如图16。所述盘具有唇缘，由此它们靠在种植器的顶缘上和其他盘上，以确保所有空气被拉动仅穿过滤垫和穿过保持滤垫材料的盘或篮的小孔隙孔。在过滤器材料顶部上或埋入其中的是具有上述特征的微灌溉系统的部件，这有助于均勻地浸透滤垫并保持滤垫潮湿。同时，至少一个水分传感器插入滤垫。在水分含量降低到一定含量之下时，灌溉系统打开，遍及整个滤垫地喷射或分配水分，以将水分回升到必要且适合的含量。在已经达到或超过适合的水分含量时，该水分传感器可关闭微灌溉系统。作为水分传感器和控制器的替代方案，可使用定时器来开关微灌溉系统。微灌溉系统优选地附接至水存储器，其再循环穿过滤垫的水。然而，其替代地能直接附接至种植器就位于其中的建筑物的室内给排水设施，并且在根本没有再循环系统之下起作用。在一个实施例中，编程的继电器控制气流，并且这可响应于或不响应于一个或多个水分含量传感器。替代地，喷灌器的打开能关闭气流(鼓风器)。或者定时器可用来在喷灌器关闭(或打开)之后或之前来打开(或关闭)鼓风器达预定时间。也就是，在很多这些实施例中，控制器能以相对于水输送至滤垫的时间的成预定关系地控制穿过滤垫的气流。在水穿过滤垫时，没有由滤垫保持或吸收的任何过量水分穿过滤垫自身，并下落入下面的空腔，然后在此处离开种植器或者返回入再循环存储器或向下进入下水道。穿过滤垫自身的再循环水能从水中移除灰尘颗粒或其他杂质，并且甚至可移去公用供水管线中发现的氯。这是在室内空气清洁之外的另外益处。氯当然对植物寿命有着负面影响。因此，另外的过滤器和/或滤网可安装为在水已经穿过滤垫之后和再循环返回穿过微灌溉系统之前穿过。自动回流系统可附接至该单元，其回流由滤网捕获的杂质，并且因此将它们向下冲洗入下水道。可选地，滤网可手工地移除和清洁。如果水存储器被安装为允许过量的水再循环通过微灌溉系统，那么浮动设备安装于存储器中，以使得水从室内给排水管线自动地补充。当存储器中的水低于某一点时，从建筑物供水管线的供水自动地关闭，并且仅在种植器的过量水已经具有将已穿过种植器中的滤垫的水排回到存储器的机会之后打开。这种存储器再循环系统操作为使得一旦水离开存储器，就允许穿过滤垫的过量水排回进入其中，并且填充存储器的任何另外需要的水通过室内供给管线供应。在一个示例性而非限制性的实施例中，其能如下进行工作最初附接至室内给排水管线的螺线阀打开，并且水开始填充6加仑的塑料存储器。当簧片开关在存储器内部致动时，其发出容器已满的信号。信息发送至计算机继电器， 其指令用于室内给排水管线的螺线阀关闭。在来自水分滴答控制器的信号说明种植器的滤垫中需要水时，泵打开并且其将水从存储器推进入微喷灌器头，该微喷灌器头然后将滤垫润湿。微喷灌器头继续操作，直到水分滴答控制器指示滤垫内现在水分已经充足，从而泵关闭。在任何地方灌溉时间能持续12秒和1分钟之间，并且可让多达2加仑的水穿过滤垫。 同时，过量的净化水向下穿过滤垫进入种植器的下腔，并排入存储器以再使用。在喷灌器系统关闭之后大约3分钟，致动引导风扇并将空气拉动穿过滤垫并离开进入HVAC系统。在引导风扇启动并且如果簧片开关已经指示存储器中需要更多的水时，控制室内给排水进入管线的螺线阀打开，并且存储器中的水升高至簧片开关向计算机继电器发出关闭螺线阀的信号以切断室内给排水管线的水平。并且如此，系统可无限地操作。有时，液体植物营养素优选地直接放入存储器，在存储器的顶部上例如有5英寸的螺旋盖。这种营养素应当在室内给排水管线打开之前放入容器。存储器中的已经由滤垫保持的失水的补充以及由于建筑物中的空气吸收而已经耗散入房间中的水的补充，是从建筑物的室内给排水管线进行补充。在补充滤垫内的水分时，停用将空气拉动穿过滤垫的风扇或机械设备。因此，水滴不会通过风扇耗尽并可能进入建筑物的通风系统。如果通风系统的管道系统中聚集了水分或过量水分，可能会导致建筑物发霉或出现霉菌，并且为不利细菌生长提供了繁殖背景。它还会导致病态建筑物综合症。当滤垫的水分补充完成并且过量的水已经具有足够的时间排出时，就允许将空气拉动穿过滤垫的风扇或机械设备再次起作用。因此，电气设备或定时器用来确定何时已经发生了用于排出的逝去时间。编程的计算机继电器设置执行这一系列作用的时间。或者， 这可基于检测排出状态的传感器。活性碳过滤器或其他过滤器可通入到进入水存储器的室内给排水进入管线或种植器的灌溉系统，以移除一般自来水中发现的氯或其他杂质。紫外灯可附接至种植器或安装于HVAC系统内，以进一步净化空气和杀死霉菌或其他形式的有害生长物。本发明净化了房间内或整个建筑物内的空气。种植器顶部上可具有易于脱离或永久的顶棚或格架状结构，其允许在滤垫内生长的植物的蔓藤倚靠在其上。由于希望微灌溉喷灌器均勻地浸透整个滤垫，植物的蔓藤叶子或杆茎可能很好地偏转水流，如果植物的部
13分正好在滤垫自身上或非常靠近滤垫。这可能会使喷灌器的喷洒流偏转，并且因此导致滤垫没有被均勻地浸透。通过让植物的悬挂部分倚靠在顶棚上，能大大地减少这个问题。引导风扇可以是速度可变的或可以是速度不可变的，或者可以由定时器或由监控在房间或建筑物自身的空气内所发现的空气携带污染物的水平的传感器来致动、或也可以不由其致动。种植器最初可在具有或不具有植物的情况下起作用，并且在这个种植器内存活有与植物具有共生关系的微生物。这些微生物可人工地放入滤垫，或在某些植物存活于滤垫中时自动地在该处生长。特别关注的是实际上消化室内不良空气中的毒素的那些微生物。 这些微生物生物再生滤垫，其吸收在其中放置种植器的房间的空气中所发现的VOC和其他毒素，或将毒素从高效植物空气净化器放置于其中的整个建筑物自身中的空气中移除。滤垫材料经由适合微生物的再生来消除或大大地减少了更换滤垫的需要。滤垫也能吸收氡气，并将其转化为然后能由植物根部吸收和集中的铅。规则盆栽的植物在从室内环境移除挥发性有机化学物质(VOC)的能力发生变化。 植物的蒸腾速率越高，其移除VOC就越有效。蒸腾速率越高，越多的环境空气被下拉到植物的根区(根围)的周围。微生物自然地存活于植物根围周围并繁殖。通过自适应，这些微生物将化学物质分解为用作其自身和宿主植物的食物源的成分。当植物处于高效植物空气净化器中时，空气借助于电气风扇或类似鼓风设备的运动远大于通过植物蒸腾过程的运动。因此，植物的蒸腾速率变得相对不显著。在这些过滤器中，植物的主要作用是作为其根围内的微生物的宿主，并且因此任何植物都可有效地用于高效植物空气净化器中，而不管其蒸腾速率。在空气被拉动穿过滤垫时，其各个颗粒被由使用喷灌器的微灌溉系统所供应的水分所覆盖，很多的VOC和其他污染物就从污染空气中移除，包括通常不会被化学吸收体比如活性炭所吸收的某些污染物。这些污染物将其附连到滤垫的表面潮湿区域或附连到滤垫自身中的潮湿水滴。因此，其中一些的化学构成就会改变，如同可能会将甲醛(formaldehyde)转变为亚甲基二醇(methalene glycol)或转化为多聚甲醛 (paraformaldehyde)的情况，并且一些从气态转变为液体或固体形式并且捕获于滤垫内， 其中在该处它们由微生物消化。湿式洗涤器也从空气中析取细小灰尘颗粒，在很多情况下如同高效微粒空气过滤器那样将其净化。但是与高效微粒空气过滤器不同，这个系统无需更换过滤材料，因为过量的水和存活于滤垫中的微生物清理捕获于其中的任何杂质或毒素。在微生物消化杂质或毒素时，其生物再生滤垫。因为作为微灌溉系统一部分的喷灌器在滤垫材料的水分含量(优选地由置于滤垫内的水分传感器来测量)低于一定水平时自动地打开，并且因为水分基本上均勻地分布于滤垫的生物再生部分，滤垫内就一直具有充分的水分，并且因此其湿式洗涤作用绝不会停止作用。由于植物空气净化器净化整个建筑物内的空气，建筑物内就需要较少的机械通风，并且很少甚至无需与室外空气交换。于是，加热和冷却成本显著降低。为了使种植器在其附接至HVAC系统时起作用，建筑物内的空气需要进入种植器所处的房间或腔室并移动穿过滤垫，其在该处然后进入返回空气管线。这种房间可以是中央中庭或门廊区域 (central atrium area) 0在替代方案中，HVAC系统必须允许来自系统的空气穿过植物净化器设置于其中的污染腔。这可使得有必要种植器放置于清洁或透明的壳体中，可能是允许必要光线到达空气净化器中的植物并将种植器系统基本上密封于建筑物管道系统内的树脂玻璃、丙烯酸或玻璃(但不限于此)。这种污染腔室可归类为变型的玻璃容器。这个玻璃容器应当具有至少一个允许脏空气从滤垫上方或下方进入的管线、以及另一个在净化空气已经穿过滤垫自身之后将其从滤垫的相对侧拉出的管道。简言之，在种植器系统用作管道系统的一体部分时，整个管道系统必须包括封闭管道(希望空气进入和排出之处除外)， 并且透明壳体产生结合有种植器系统的管道系统的必要封闭性同时允许维持植物寿命所需的光合作用。现在更详细地讨论高效植物过滤器如何与建筑物的机械通风系统一起工作。如前所述，高效的嵌入式空气净化器包括过滤器；生长在过滤器中的微生物和植物；拉动或推动空气穿过过滤器的机构；使用至少一个涌泉器或微喷灌器或其他发射器以均勻地润湿滤垫的微灌溉系统；在过滤器下面的由此吸入或排出空气的空间；以及穿过过滤器的过量水由此排出或存储的装置。建筑物(尤其是商用建筑物)具有机械通风系统，其被设计来将不适气味和过量水分移除、将外面空气进入并保持内部建筑物空气循环以防止内部空气停滞。嵌入式高效植物过滤器与建筑物的通风系统以四种不同的可选实施例相互作用首先，其可自由地竖立，并且除了建筑物内已有的管道之外无需分离的管道。在此情况下，房间内的空气被向下拉动穿过植物过滤器并然后排回入该房间。此后，净化空气被拉动穿过返回空气格栅，并经由其已有管道遍及建筑物地循环。其次，过滤器下面和其侧面上可以有管道，以使得清洁空气被导回同一房间(参见图Π)。第三，在过滤器下面可以有管道，其将所有净化空气直接拉入建筑物的空气循环系统并旁路室外排气，或者具有当植物空气净化器操作时关闭室外排气的风门。这样，就允许所有净化空气像清洁室外空气那样遍及建筑物地再循环。第四以及最后，清洁空气植物净化器可包围于透明壳体中，并直接集成入将污染空气发送入封闭腔和发送入另一管道并在已经穿过过滤器之后将净化空气从腔中带走的管道。于是，净化空气被导回入建筑物的空气循环系统。实际上，在这个示例中，植物空气净化器变得与管道系统成一体，并且透明壳体形成这个一体化同时允许用于光合作用的光通路。上述第三个可选方案可与中央中庭一起使用。在此情况下，建筑物内的所有返回空气排入包含中庭的房间，并且污染空气被拉动穿过植物和微生物处于其中的树木型过滤器的滤垫。然后，净化空气被导回空气循环系统以遍及建筑物地循环，再通过建筑物的每个房间内的空气供应管道进入每个房间。就杂质和过量水分从室内空气中移除并且建筑物内具有足够的氧气而言，对室外空气的需求就最小化，从而可关闭新鲜空气的吸入，并且建筑物的排气出口能关闭，从而降低加热和冷却成本。室外气流通过关闭室外空气风门和排气风门来调节。前面公开的这种系统相对于被净化空气的总体积而言仅利用少量水分，并且因此室内空气的湿度仅稍微增大。还期望的是，一旦空气离开种植器就让其经受紫外线。与微生物作用相结合，紫外线使得这个系统不易于发霉和出现霉菌。另外，该系统在存在着过量
15的水进入或行进穿过过滤器时就停用。这个过滤器的独特之处在于其将三种不同的过滤技术结合入该系统(1)标准的化学吸收；( 湿式洗涤；和C3)生物再生技术。其通过确保滤垫基本上均勻地浸透，并且润湿机构被定位成使得在滤垫中生长的植物的枝叶和蔓藤并未将大多水分偏转至某些区域来实现。具有本发明，通常不会被标准的化学吸收过滤器所捕获的空气携带VOC的主体现在以液体或固体的形式保留于滤垫内，并最终成为微生物的食物。关于前述灌溉系统，该系统使用来自微灌溉系统的水流，该微灌溉系统使用非滴灌式微喷灌器来润湿滤垫，其包括活性炭、膨胀页岩砾石、植物、微生物以及现在所述的水分。各种要素的这种组合允许过滤器具有另外增加的能力，并且尤其是捕获范围大得多的颗粒和污染物，并且然后消化这些物质，并且因此将它们转化为无害物质，然后用作植物的营养，从而消除通过机械通风将其移除的需要。而且，因为这个系统自上向下的润湿过程， 现有技术中常用的毛细作用就不再必要，并且因此滤垫的主要部分无需就位在其不能捕获空气携带污染物的水面下方。在最好的情况下，在使用毛细作用的情况下，现有技术利用大约30 %的滤垫来用于空气净化。假设系统设计者决定使用基本上全部滤垫来以基本上均勻的水分布方式进行生物再生，本发明的这个系统能利用100%的滤垫来用于空气净化，并且 100%的滤垫也能生物再生。在滤垫的任何区域不能保持润湿时，微生物不能繁殖并且其清洁该部分滤垫的能力严重受限。现有技术，尤其是使用毛细作用的现有技术，不能保持滤垫的表面润湿，并且滤垫的未保持润湿的那部分区域必须更换或者将变得浸透并将气体毒素返回入其所处于的建筑物的空气。本发明所公开的经由微灌溉进行均勻灌溉的方法消除了这个问题。通过将这个系统通入建筑物的HVAC系统，对于机械通风的需要减弱并且产生了节能的效果，因为不怎么需要加热或冷却通常将被带入建筑物的大量外面空气。了解了前述内容，现在详细参考示出本发明如前所述各个实施例的各个附图。图1包含示例性但非限制性的图表，其示出了本发明关于各种滤垫(或滤床)和压降配置的假设气流。气流以每平方英尺活性滤垫表面每分钟的立方英尺(CFM)为单位。 SP是参考在图17所示的位置。图2示出用于给植物浇水的常规微灌溉系统201。该系统具有附接至主管线203 的水源202，主管线203连接至预过滤器204、泵205、压力释放阀206、防回流设备207、用于将营养素放入用于植物的水中的化学灌溉喷射系统208、一系列空气出口 209、具有逆流能力的砂滤器210、筛网过滤器211、压力控制器212、水表213、下水道214、螺线阀215、子主管线216、以及多个发射器218附接于此的一系列支管线(lateral lineS)217。植物在种植区域219中生长，支管线延伸穿过种植区域219的整个面积。图3示出了常规微灌溉系统的另一变型，示出了该系统在供给加压水之后的各个部件。该系统也具有主管线203、水表213、子主管线216、一系列支管线217、多个发射器 218以及种植区域219。其具有过滤器303、隔离阀304、防回流设备207、螺线管215、压力调节器212、网眼过滤器211、技术过滤trilurain型喷射设备208、空气释放阀305以及自动冲洗阀306。图4示出发射器怎么附接至支供水管线217。这里示出了(优选但非限制性的)1/4英寸乙烯基管401、夹紧到乙烯基管上的小的桩型件402、以及压力控制的滴灌器 403。图5示出滴灌器403的使用。这里再次能看到桩型件402，以及1/4英寸乙烯基管 401。水滴404示出为从压力控制的滴灌器403出现。单个水滴不会完全浸透较宽面积，并且因此本发明不希望采用这种构造。图6示出另一种优选类型的发射器，其包括具有桩型件402和1/4英寸乙烯基管 401的喷灌器600。水流604从喷灌器头605出现。还将观察到水流从喷灌器相对于滴灌器能行进多远。在图1的教导下还应当很清楚，这种喷灌器构造理想地将其自身相对于所有紧邻的源出口构造每个灌溉源出口以使得在致动时，从至少一个源出口喷射的水能达到滤垫至少50%表面积上的基本上所有位置。图7示出又一种类型的发射器，也就是涌泉器700。这里示出了 1/4英寸乙烯基管401、桩型件402、涌泉器头部702和从涌泉器头部出来的涌泉器水流703。这里将观察到涌泉器水流703是怎样的形态。源自涌泉器的水流比喷灌器水流604厚。然而，涌泉器水流通常不会像喷灌器水流那么远，假定来自绝缘套管状供水管道401的压力量相同。这样，尽管图7所示类型的发射器可接受，图6的发射器是优选的。而且，在不引用滴灌器 (dripper) 403、喷灌器(sprinkler) 600和涌泉器(bubbler) 700的详细描述之下，这三种类型的发射设备，作为单个部件，是本领域已知的。因此，将这三种类型发射器的技术细节比如水流的长度和厚度等(这些都是本领域普通技术人员已知的)结合入本公开。图8示出用于本发明一个实施例内的、自上向下类型的微灌溉系统。高效植物空气净化器801包括一个或多个盘802，滤垫材料820放置于其中，在附图中示出为灰色区域。 滤垫由盘中的滤垫材料构成。这些发射器600和700以30磅/平方英寸或更小的流量发射水。还示出了水源202、切断阀215、过滤器303、控制阀816、压力调节器212、T型连接器 807、主管线203、子主管线216、支管线217、肘节连接器808、水分传感器809、挤压或插入接头810、管端封闭件306。还具有一系列由绝缘套管状水管构成的支管线，例如但不限于 1/4英寸厚。最后还具有种植区域219自身。图8中的虚线圆圈示出了发射器的覆盖范围，并且重叠的圆圈813表示由于各个发射器的构造和水喷射产生的浸透重叠区域814。如前所述，每个灌溉源出口(发射器600、 700)相对于所有紧邻源出口被构造为使得，在致动时，从至少一个源出口发射的水能达到滤垫至少50%表面积上的基本上所有位置。作为选择，这示出了来自微灌溉系统的水如何投射以便达到滤垫的基本上所有的生物再生部分，其被理解为这个生物再生部分包括所述滤垫的至少50%。因而，这个附图中的三个圆圈“样品”示出了怎样理解这种基本上均勻的重叠覆盖的示例。而且，图8中的发射器构造为从一个支管线至下一个支管线交错，从而形成具有所有附带期望几何性质的大致“等边三角形”。尽管如此，其他几何形状也是可考虑的，包括其他三角形布置结构，以及方形网格，六边形等，以及其各自几何性质，单独地或组合地，并且对于几何构造没有限制。图9示出高效植物空气净化器800的外部的侧视图。这里具有电控阀或螺线管 215、压力调节“Y”型过滤器901 (其是过滤器和压力调节器的组合)、肘节连接器808、从主管线到子主管线的缩减接头902、子主管线216、管端封闭件306、从子主管线至支管线的缩减接头904、支管线905、引导风扇906、高低风扇开关907、水分控制器908、下水道214、以
17及控制输水和气流以及如前所述的任何其他适合的操作参数的定时的定时器或具有定时器功能的可编程计算机继电器909。图10示出图9的高效植物空气净化器的内部在外壁被切开时的侧视图。在高效植物空气净化器800内具有滤垫820。这个滤垫包括多孔粒状材料，其如前所述包括示出为膨胀页岩、膨胀粘土和/或珍珠岩1002、以及活性炭1003。这些材料还可包括硅藻土、浮石、 火山灰、或任何其他多孔物质。在其中生长的植物1004的根部埋入这些材料。在根部周围具有微生物1005，其遍及滤垫地分散并且通过消化捕获于其中的任何污染物1017而生物再生滤垫。然而，如所述，这些微生物仅分散(传输)并因而生物再生滤垫的润湿区域，这就是为何重要的是将水投射为达到滤垫计划用于生物再生的基本上所有部分。滤垫上方是顶棚1006，其中植物枝叶1007位于其上，并且其保持植物的杆茎1008不会落到滤垫表面 1009上方并位于滤垫表面1009上。这保持滤垫始终能自由地接收基本上均勻分布的水，以使得能进行微生物传输和生物再生。发射器218可抵靠在滤垫上或经由桩型件402附接于其上。大部分的发射器将定位为距滤垫顶面12英寸或以下，并且尤其在主流叶线下面，以确保水的投射基本上不受植物枝叶的阻碍。来自发射器的水滴1010浸透滤垫并穿入本发明的下腔1011。向下(或向上)移动穿过滤垫的污染空气1020变为净化空气IOM，并且然后由引导风扇906从腔中拉动(或推动)出来。活性炭是化学吸附剂1021。润湿的滤垫在未清洁空气1020被拉动穿过其中时用作湿式洗涤器。未由滤垫保持的过量水1022向下滴落至单元的底板，并退出其中的下水道214。优选地具有通向腔的底部的小斜坡1023，以使得水将更易于移动至下水道而不是在单元内聚集。图11示出高效植物空气净化器，其具有紫外灯1101和用于将来自微灌溉系统的水在至少通过滤垫821的通道之后再循环的存储器1103。在这个构造中，过量的水1022向下滴落至单元1023的底部，并穿过下水道214，然后流入存储器1103。在从这个单元排出的大部分过量水1022已经有足够的时间向下排入存储器之后，螺线管进气阀215或等同部件被致动并允许加压水从建筑物的室内供水管线202进入存储器。然后，所述水在进入存储器1103之前穿过预过滤器204。这将存储器1103填充至浮动阀或簧片开关1104或等同部件关闭螺线管进气阀215所处的高度。当滤垫中的水分变得太低时，源自水分传感器 809或计算机定时器909的信号发送致动泵205的信号。泵将水从存储器1103拉出，并允许其穿过微灌溉系统201的其他部件，其中微灌溉系统201然后就将滤垫821润湿至期望水平。一旦微灌溉系统关闭，并且在过量水已经有机会向下排入存储器之后，如果存储器中的水位低于下部簧片开关1105，其触发螺线管进气阀215以打开，从而再填充存储器。在存储器的顶部处是盖帽1106或等同部件，其中营养素能由此增加用于植物营养。其将与存储器中的水混合并穿过微灌溉系统中的发射器218，并润湿滤垫821，其中植物的根部能从滤垫将营养素向上吸入植物自身体内。图12示出了自由竖立实施例中的高效植物空气净化器800。这里，通过供气扩散器1201进入房间的空气将被下拉进入植物空气净化器800，然后将退出返回入同一房间。 因为HVAC系统中的风扇1204，净化空气IOM然后被向上拉动穿过返回空气格栅1202并进入管道系统1203。相同空气将最终通过供气扩散器1201返回。通过在建筑物中具有高效植物空气净化器，少得多的排气1206离开建筑物。因此，排气管道的风门1207将大多时间关闭。在较少空气排出的情况下，需要较少的室外空气通过进气口 1208进入。这意味着
18室外空气风门1209也将大多时间关闭。对于所有意图和目的而言，系统将作为闭合系统操作，并且高效植物空气净化器将废除或省去对于室外空气机械通风的很多需要。于是，将显著节省加热和冷却成本。因此，加热线圈1210和冷却线圈1211将不再经常操作。图13示出了直接连接至管道的高效植物空气净化器，其中净化空气一离开单元就被管道获取并由管道在房间的另一端(或居住建筑物的其他地方)排出。在这个图示中，高效植物空气净化器800布置于邻近两个光源，例如窗户1301，以使得本发明内的植物 1004可接收太阳光。作为选择，适合的人工生长灯可用作光源。陈旧的污染空气1020被风扇马达906向下拉入单元。在穿过滤垫821之后，陈旧空气被净化。其进入管道1302，其中紫外灯1101在该处杀死植物空气净化器未移除的任何不健康的发霉、霉菌或空气携带的细菌。从而，现在清洁且健康的净化空气IOM通过供气扩散器1201重进入房间。图14与图12相同，除了这里是用作很类似于一般高效植物空气净化器的树园高效植物空气净化器1401，只是其具有较大的滤垫，并且经常具有树木以及植物。为了本专利的目的，树园在这里限定为栽培树木和灌木用于展示的空间。这种树园高效植物空气净化器优选地放置于中庭之中，所有陈旧且污染的空气从整个建筑物经由1402导向至这里。空气被向下拉入树木和植物生长于其中的滤垫，并且净化空气IOM然后从中庭导出1301进入建筑物自身的HVAC系统，其遍及建筑物地进行再循环。图15示出反向工作的高效植物空气净化器，即空气从底部向顶部移动(推动或拉动)。在本发明的这个变化中，陈旧且不纯的空气1020从整个建筑物导向1302到本发明的下腔1011内。然后，空气穿过滤垫821并成为净化空气10M。其被向上拉动经过植物 1004的枝叶1007。透明的树脂玻璃(或等同物)制成的壳体1501覆盖整个植物滤垫以及另外的空间1504，并且基本上将滤垫和植物密封于管道系统内。门1503或其他通道口允许进入本发明装置所处的空间中，因此能易于进行任何必要的维护。因为这个腔或壳体是基本上透明的，太阳光或来自房间中的任何固定设备1502的光线能进入并发生光合作用。这个玻璃容器状的结构是基本上气密的，并且连接于植物滤垫上方的管道1302将现在纯净的空气IOM吸入建筑物的HVAC系统，并经过将排出空气1206从建筑物导出的风门1207。 纯净的空气IOM由HVAC系统自身中的风扇1204吸入HVAC系统。纯净空气通过建筑物的房间中的供气扩散器1201进入一些或所有房间。因为空气在建筑物内净化，较少的室外空气1208需要进入，并且室外空气风门1209几乎能一直关闭。图16示出高效植物空气净化器800内具有一系列包含滤垫材料820的可移除盘 1601。图17如前所述示出了本发明的实验性变型的、获取图1所示压降读数的“SP1”至 “SP5”位置。本领域普通技术人员在本公开时所具有的知识理解为本公开的一部分，并且通过参考隐含地结合于此，尽管为了经济的缘故关于理解为由本领域普通技术人员所具有的具体知识的明确声明从本公开中省略。虽然本公开中涉及到本发明包括多个元件的组合，但是也理解为，本发明视为包括省略或排除这些元件中的一个或多个的组合，尽管元件的这种省略或排除在这里并未明确地声明，除非这里明确地声明某个元件对于本申请的组合是必要的并且不能省略。还理解到，相关现有技术可包括由此本发明可通过否定性声明限制所区分的元件，尽管这里没有这种否定性限制的任何明确声明。还理解到，在这里明确声明的本申请发明的肯定性声明与本领域普通技术人员所知的即使为了经济缘故未明确复制于此但也结合于此的现有技术知识之间，由现有技术支持的任何和所有这种否定性声明限制也视为在本公开及其相关权利要求的范围内，即使这里没有关于任何具体否定性声明限制的任何明确声明。 最后，虽然仅是示出和描述了本发明的某些优选特点，但是本领域技术人员将能进行很多变型、变化和替代。因此所附权利要求应当理解为涵盖落入本发明真实精神内的所有这些变型和变化。
权利要求
1.一种用于净化室内空气的系统，其包括滤垫，其包括适合于扎根于其中的生长植物的生长介质，并且构造为能维持气流在其顶面和底面之间贯穿；微灌溉系统，其包括多个用于以基本上均勻的方式将水输送至所述滤垫的灌溉源出Π ；所述滤垫的活性区域包括所述滤垫的被构造为基本上具有贯穿地流过其中的所述气流的区域；并且所述微灌溉系统构造为使得源自于此的水能投射为达到所述活性区域的至少50 %的顶部表面积。
2.如权利要求1的系统，所述微灌溉系统被构造使得源自于此的水能投射为达到所述活性区域的至少70%的所述顶部表面积。
3.如权利要求1的系统，所述微灌溉系统被构造使得源自于此的水能投射为达到所述活性区域的至少90%的所述顶部表面积。
4.如权利要求1的系统，所述微灌溉系统构造使得源自于此的水能投射为达到所述活性区域的基本上所有的所述顶部表面积。
5.如权利要求1的系统，其中至少50%的所述灌溉源出口能将由此发射的水在由此至少2英寸的半径上投射；并且所述灌溉源出口每个都相对于紧邻的所有源出口被构造为使得，在致动时，从至少一个所述源出口发射的水能达到所述滤垫至少50%的表面积上的基本上所有位置。
6.如权利要求5的系统，其中所述至少50%的所述源出口包括至少70%。
7.如权利要求5的系统，其中所述滤垫的所述至少50%的表面积包括至少90%。
8.如权利要求1的系统所述滤垫包括足够多孔的生长材料，以使得贯穿其中的气流的速率基本上与其他需要来净化相当空间中的空气的常规非基于植物的过滤器的速率相当。
9.如权利要求8的系统，其中所述滤垫包括从由膨胀页岩、膨胀粘土砾石、珍珠岩、活性炭、硅藻土、浮石、火山灰以及多孔材料构成的多孔生长介质组中的至少一个中选择的所述生长介质。
10.如权利要求1的系统，其构造为使得当水从所述源出口发射时，所述发射的压力为 30磅/平方英寸或更低。
11.如权利要求1的系统，其中大多数的所述源出口定位于距所述滤垫的顶面12英寸或更小。
12.如权利要求1的系统，其中所述滤垫还包括其中的微生物，所述微生物将包含于滤垫中的杂质或毒素作为食物，用于生物再生所述滤垫。
13.如权利要求12的系统，其中所述滤垫与生长于其中的植物、贯穿其中的气流以及所述微生物一起组合，来形成同时作为化学吸收体、湿式洗涤器并且生物再生的过滤器。
14.如权利要求1的系统，还包括将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
15.如权利要求1的系统，还包括透明壳体，其能让用于光合作用的光线穿过其中，将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
16.如权利要求1的系统，还包括至少一个顶棚和/或格架，其用于基本上防止扎根于所述滤垫中的植物接触到所述滤垫，从而便于所述以基本上均勻的方式将水输送至所述滤垫。
17.如权利要求1的系统，其中，在空气流经通过其中时，所述滤垫用作湿式洗涤器以净化所述空气。
18.如权利要求1的系统，还包括紫外灯，其用于施加至从所述滤垫流出的空气，用以减少发霉和霉菌。
19.如权利要求1的系统，还包括用于存储穿过所述滤垫的过量水的存储器；以及将所述存储器中的水传输至所述源出口以在所述滤垫上再使用的再使用管道。
20.如权利要求19的系统，还包括用于在所述再使用之前净化所述存储器中的所述水的水过滤器。
21.如权利要求1的系统，还包括用于感测所述滤垫中的水分含量的水分传感器；以及响应于所述水分传感器、用于控制从所述源出口发射的水的控制器。
22.如权利要求1的系统，还包括以与何时水输送至所述滤垫呈预定关系地控制穿过所述滤垫的气流的控制器。
23.如权利要求1的系统，还包括以与何时过量水从所述滤垫排出呈预定关系地控制穿过所述滤垫的气流的控制器。
24.如权利要求22的系统，其中所述预定关系包括所述气流在水输送至所述滤垫时不起作用。
25.如权利要求1的系统，还包括 多个包含所述生长介质的盘。
26.如权利要求1的系统，所述植物包括室内空间的树园中的树木和灌木，还包括 将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
27.如权利要求1的系统，还包括 包括所述植物的树园；并且将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
28.一种用于净化室内空气的方法，其包括提供滤垫，其包括适合于扎根于其中的生长植物的生长介质，并且构造为能维持气流在其顶面和底面之间贯穿；在所述生长介质内生长植物；使用包括多个灌溉源出口的微灌溉系统，以基本上均勻的方式将水输送至所述滤垫；以及从所述微灌溉系统投射水以便达到所述滤垫的活性区域的至少50%的顶部表面积，所述活性区域包括所述滤垫的、构造为基本上具有贯穿地流过其中的所述气流的区域。
29.如权利要求28的方法，所述活性区域的至少50%的所述顶部表面积包括所述活性区域的至少70%的所述顶部表面积。
30.如权利要求观的方法，所述活性区域的至少50%的所述顶部表面积包括所述活性区域的至少90%的所述顶部表面积。
31.如权利要求观的方法，所述活性区域的至少50%的所述顶部表面积包括所述活性区域的基本上所有的所述顶部表面积。
32.如权利要求28的方法，还包括至少50%的所述灌溉源出口将由此发射的水在由此至少2英寸的半径上投射；并且将所述灌溉源出口每个都相对于紧邻的所有源出口构造为使得，从至少一个所述源出口发射的水达到所述滤垫的至少50%的表面积上的基本上所有位置。
33.如权利要求32的方法，其中所述滤垫的至少50%的表面积包括至少70%。
34.如权利要求32的方法，其中所述滤垫的至少50%的表面积包括至少90%。
35.如权利要求32的方法，其中所述至少50%的所述源出口包括至少70%。
36.如权利要求32的方法，其中所述滤垫的所述至少50%的表面积包括至少90%。
37.如权利要求28的方法，还包括使用足够多孔的生长材料，让空气以使得基本上与其他需要来净化相当空间中的空气的常规非基于植物的过滤器的速率相当的速率流过所述滤垫。
38.如权利要求37的方法，还包括从由膨胀页岩、膨胀粘土砾石、珍珠岩、活性炭、硅藻土、浮石、火山灰以及多孔材料构成的多孔生长介质组中的至少一个中选择所述滤垫的所述生长介质。
39.如权利要求观的方法，还包括在30磅/平方英寸或更低的发射压力下从所述源出口发射水。
40.如权利要求观的方法，还包括将大多数的所述源出口定位于距所述滤垫的顶面12 英寸或更小。
41.如权利要求观的方法，还包括使用所述滤垫内的将包含于滤垫中的杂质或毒素作为食物的微生物来生物再生所述滤垫。
42.如权利要求41的方法，其中所述滤垫与生长于其中的植物、贯穿其中的气流以及所述微生物一起组合，来形成同时作为化学吸收体、湿式洗涤器并且生物再生的过滤器。
43.如权利要求28的方法，还包括将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
44.如权利要求28的方法，还包括使用透明壳体将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统；并且使得用于光合作用的光线穿过所述透明壳体。
45.如权利要求28的方法，还包括使用至少一个基本上防止扎根于所述滤垫中的植物接触到所述滤垫的顶棚和/或格架，来便于所述以基本上均勻的方式将水输送至所述滤垫。
46.如权利要求28的方法，还包括让在空气流过所述滤垫；其中所述滤垫在所述空气流过其中时用作湿式洗涤器以净化所述空气。
47.如权利要求观的方法，还包括通过将紫外线施加至从所述滤垫流出的空气来减少发霉禾口霉菌。
48.如权利要求观的方法，还包括将穿过所述滤垫的过量水存储于存储器；并且通过将所述存储器中的水经由再使用管道传输至所述源出口，来在所述滤垫上再使用所述存储器中的水。
49.如权利要求48的方法，还包括使用水过滤器在所述再使用之前净化所述存储器中的所述水。
50.如权利要求28的方法，还包括使用水分传感器感测所述滤垫中的水分含量；以及使用响应于所述水分传感器的控制器来控制从所述源出口发射的水。
51.如权利要求28的方法，还包括以与水输送至所述滤垫呈预定关系地控制穿过所述滤垫的气流。
52.如权利要求28的方法，还包括以与何时过量水从所述滤垫排出呈预定关系地控制穿过所述滤垫的气流。
53.如权利要求51的方法，所述预定关系包括在将水输送至所述滤垫时使所述气流不活动。
54.如权利要求28的方法，还包括 提供多个包含所述生长介质的盘。
55.如权利要求28的方法，所述植物包括室内空间的树园中的树木和灌木，还包括 将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
56.如权利要求28的方法，还包括 提供包括所述植物的树园；并且将所述滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
57.一种用于净化室内空气的系统，其包括滤垫，其包括适合于扎根于其中的生长植物的生长介质，并且构造为能维持气流在其顶面和底面之间贯穿；微灌溉系统，其包括至少一个用于以基本上均勻的方式将水输送至所述滤垫的灌溉源出口 ；所述滤垫的活性区域包括所述滤垫的、构造为基本上具有贯穿地流过其中的所述气流的区域；并且所述微灌溉系统构造为使得源自于此的水能投射为达到所述活性区域的至少50%的顶部表面积。
58.一种树园高效植物空气净化器，其中在内部空间中栽培树木和灌木用于展示，并且其中滤垫和扎根于其中的植物集成入居住建筑物的管道系统。
全文摘要
一种用于净化室内空气的系统和相关方法，其包括滤垫，其包括适合于扎根于其中的生长植物的生长介质，并且构造为能维持气流在其顶面和底面之间贯穿；微灌溉系统，其包括多个用于以基本上均匀的方式将水输送至滤垫的灌溉源出口；滤垫的活性区域，其包括滤垫的构造为基本上具有贯穿地流过其中的气流的区域；并且微灌溉系统构造为使得源自于此的水能投射为达到活性区域的至少50％的顶部表面积。
文档编号B01D53/84GK102215939SQ200980146054
公开日2011年10月12日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月19日
发明者B·C·沃尔弗顿, M·米特尔马克 申请人:B·C·沃尔弗顿, M·米特尔马克