專利名稱：氣流配置裝置和從氣流中除去污染物的裝置的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣流配置裝置和能夠包含這種氣流配置的污染物除去設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)于汽車制造商來說，要求減少污染物的量，特別是從汽車排氣裝置噴出的氣流中的顆粒的量的壓力越來越大。利用靜電沉積從氣流中收集顆粒的嘗試一直在進(jìn)行，但是，這些努力一般都不成功，因?yàn)殡S著時(shí)間流逝，裝置的性能顯著降低，從而不能在實(shí)際環(huán)境中使用。
本發(fā)明在從汽車排出氣流中除去污染物的領(lǐng)域中找到了特殊的應(yīng)用，但不是唯一的應(yīng)用。在這種技術(shù)的應(yīng)用中，通常使用過濾器除去污染物，特別是顆粒污染物。但是，隨著顆粒材料在過濾器中的積累，過濾器的孔隙率降低，從而使可以降低引擎效率的排氣系統(tǒng)背壓增大。由于環(huán)境的考慮是除去污染物的主要原因，引擎效率降低導(dǎo)致了污染物增多，使得許多建議的過濾設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)其目的。
一個(gè)特別的問題是有關(guān)顆粒材料結(jié)塊的問題。例如，在現(xiàn)有技術(shù)的這種類型的靜電沉積裝置中，中心電極安裝在圓柱形固體壁管中，電極使顆粒帶電，并吸附到固體壁容器。但是，一旦顆粒到達(dá)管壁一段時(shí)間后，它們結(jié)塊并且最終可能被連續(xù)流過結(jié)塊顆粒的廢氣氣流掃出汽車排氣裝置。
在其它現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中，提出用過濾器從氣流中除去顆粒。但是，在這種情況下，隨時(shí)間在過濾器中積累的顆粒降低了它們的效率，并且也造成降低引擎效率的背壓。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目的是要消除或克服這里提到或沒有提到的至少一種現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種氣流配置裝置，包括氣體入口和氣體出口，從氣體入口通過一個(gè)用于至少部分地從氣體流中除去至少一種顆粒的裝置到氣體出口的第一流動(dòng)路徑，和從氣體入口不通過除去裝置到氣體出口的第二流動(dòng)路徑。
通過污染物除去裝置的氣體優(yōu)選與第一氣流相交。
因此可以使壓差最小，并且可以避免不適當(dāng)?shù)谋硥?。在第一流?dòng)路徑堵塞而使氣體不能通過的情況下，它可以循著避開過濾器的第二流動(dòng)路徑流動(dòng)。
第一流動(dòng)路徑優(yōu)選在污染物除去裝置的上游從第二流動(dòng)路徑分岔。
第一流動(dòng)路徑和第二流動(dòng)路徑優(yōu)選在污染物除去裝置的下游相交。從而將一個(gè)流動(dòng)路徑中的氣體重新引入另一個(gè)流動(dòng)路徑的氣體中。
第一氣流優(yōu)選在一個(gè)用于將污染物轉(zhuǎn)到污染物除去裝置的分離器從第二氣體流動(dòng)路徑分離。分離器優(yōu)選是一個(gè)帶有一個(gè)氣體流動(dòng)路徑之一從其通過的開口的大體上圓錐形的形狀。
第一流動(dòng)路徑優(yōu)選在一個(gè)氣體可以從中通過的管從第二流動(dòng)路徑分叉。管優(yōu)選是多孔管。
第一和第二流動(dòng)路徑在它們通過配置裝置的一些各自通路上是共同的，但是，在過濾器下游相交之前它們形成分離的流動(dòng)路徑。
裝置優(yōu)選包括一個(gè)用于第二流動(dòng)路徑的氣流管，氣流管包括一個(gè)用于第一氣流路徑的縫隙，以連接第二氣流路徑。
裝置優(yōu)選包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，從而氣體進(jìn)入第一腔室，通向第二腔室，在第二腔室第一流動(dòng)路徑從第二流動(dòng)路徑分叉，從而氣體可以通過兩個(gè)開口流入第三腔室，其中一個(gè)開口包括污染物除去裝置，并且其中具有一個(gè)使來自第三腔室的氣體排出的出口。
污染物除去裝置優(yōu)選包括一個(gè)過濾器。
過濾器優(yōu)選包括一個(gè)再生過濾器。過濾器優(yōu)選是電再生的。
因此，這種配置提供了一種氣流裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種至少從氣流中部分除去污染物的污染物除去設(shè)備，設(shè)備包括一個(gè)根據(jù)發(fā)明的第一方面的氣流配置裝置。
設(shè)備優(yōu)選包括至少局部電離氣流的裝置。電離裝置優(yōu)選包括一個(gè)用于靜電沉積的電極。電極優(yōu)選安裝在第二腔室中。電極優(yōu)選安裝在第一腔室中。裝置優(yōu)選包括一個(gè)管，氣流至少部分流過管，從而管對(duì)于氣流至少是部分多孔透氣的。
管優(yōu)選是至少部分地環(huán)繞電離裝置。
管優(yōu)選是穿孔的。管優(yōu)選包括多個(gè)透孔?？變?yōu)選是均勻間隔的?？變?yōu)選具有均勻的尺寸。管的穿孔區(qū)優(yōu)選是環(huán)形的。管的穿孔區(qū)優(yōu)選延伸到其實(shí)際長度。
管優(yōu)選包括至少一個(gè)通透的縫隙。優(yōu)選提供多個(gè)縫隙?？p隙優(yōu)選是環(huán)繞管均勻分布的。至少一個(gè)縫隙優(yōu)選是沿管縱向延伸的。
優(yōu)選管的大部分是多孔透氣的?？商娲?，管的少部分是多孔透氣的。
管的橫截面優(yōu)選是圓形的。管優(yōu)選包括一個(gè)入口和一個(gè)出口。
管的橫截面面積優(yōu)選是沿其長度從入口到出口逐漸減小。
管優(yōu)選至少部分地涂覆有屏蔽涂層，以減慢帶電結(jié)塊的放電時(shí)間。
電極優(yōu)選僅在其一端安裝。
管優(yōu)選位于第一和第二氣體流動(dòng)路徑中。管的作用是分離氣流，并且將至少一種污染物集中在一個(gè)流動(dòng)路徑中以便隨后除去。
裝置優(yōu)選包括一個(gè)與裝置氣體入口流體連通的第一膨脹管。轉(zhuǎn)向管優(yōu)選從第一膨脹管延伸到由管定義的第二膨脹管。優(yōu)選環(huán)繞轉(zhuǎn)向管有一個(gè)第三膨脹管，氣體可以通過轉(zhuǎn)向管流入到第三膨脹管。過濾器優(yōu)選位于(相對(duì)于氣流)第二和第三膨脹管之間。
布置設(shè)備從而使至少一種污染物偏向第一流動(dòng)路徑(即，大部分輸入污染物流過第一流動(dòng)路徑，被過濾器捕獲)。
優(yōu)選在第二流動(dòng)路徑中提供有催化轉(zhuǎn)化器。
電極優(yōu)選從第一腔室突出到第二腔室中。
第二流動(dòng)路徑優(yōu)選包括一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器。
設(shè)備優(yōu)選是裝配到車輛排氣裝置。優(yōu)選裝配設(shè)備以替代汽車排氣裝置的消音器。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種從氣流中除去污染物的裝置，裝置包括使氣流中顆粒帶電的裝置，和至少部分氣流流過的管，因此，管對(duì)于氣流至少是部分多孔透氣的，并且額外地包括收集至少一種污染物的裝置。
管優(yōu)選至少部分地環(huán)繞充電裝置。充電裝置優(yōu)選包括一個(gè)電極。
管優(yōu)選是穿孔的。管優(yōu)選包括多個(gè)通孔?？變?yōu)選是均勻間隔的?？變?yōu)選是均勻大小的。管的穿孔區(qū)優(yōu)選是環(huán)形的。管的穿孔區(qū)優(yōu)選延伸到其實(shí)際長度。
管優(yōu)選包括至少一個(gè)通透的縫隙。優(yōu)選提供多個(gè)縫隙。縫隙優(yōu)選環(huán)繞管均勻分布。優(yōu)選至少一個(gè)縫隙沿管的縱向延伸。
優(yōu)選管的大部分是多孔透氣的?？商娲?，管的小部分是多孔透氣的。
管的橫截面優(yōu)選是圓形的。管優(yōu)選包括一個(gè)入口和一個(gè)出口。
管的橫截面面積優(yōu)選沿其長度從入口到出口逐漸減小。
電極優(yōu)選僅在其一端安裝。
優(yōu)選具有一個(gè)從裝置氣體入口到裝置氣體出口的第一氣體流動(dòng)路徑，和一個(gè)從裝置氣體入口到裝置氣體出口的第二氣體流動(dòng)路徑。第一和第二氣體流動(dòng)路徑的一部分可以是共同的。優(yōu)選將一個(gè)過濾器定位在第二氣體流動(dòng)路徑中。管優(yōu)選位于第一和第二氣體流動(dòng)路徑中。管的作用是分離氣流，和把至少一種污染物集中在一個(gè)流動(dòng)路徑中以便隨后除去。
裝置優(yōu)選包括一個(gè)與裝置氣體入口流體連通的第一膨脹管。轉(zhuǎn)向管從第一膨脹管延伸到管定義的第二膨脹管。環(huán)繞轉(zhuǎn)向管優(yōu)選具有一個(gè)第三膨脹管，通過轉(zhuǎn)向管氣體可以流到第三膨脹管中。優(yōu)選將過濾器(相對(duì)于氣流)定位在第二和第三膨脹管之間。
過濾器優(yōu)選包括電再生過濾器。
裝置優(yōu)選是用于從廢氣流除去污染物，更好是從汽車廢氣流除去污染物。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了根據(jù)本發(fā)明第二或第三方面的一種燃燒發(fā)生器和一種裝置，其中廢氣從發(fā)生器流到裝置入口。
發(fā)生器優(yōu)選是一個(gè)內(nèi)燃機(jī)。


以下參考附圖，僅用舉例說明的方式說明本發(fā)明，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣流配置裝置的(局部)示意透視圖；圖2是顯示從相反的角度觀看的圖1所示氣流配置的(局部)示意透視圖。
圖3是圖1和圖2所示配置的縱向剖視圖；圖4是圖1和圖2中所示的過濾器的放大的局部剖視圖；圖5根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾設(shè)備的實(shí)施例的局部示意圖；圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的兩個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例的局部示意圖；圖8是電極安裝架的示意縱向剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的氣流配置裝置的示意局部剖視圖；圖10是圖9的第二氣體流動(dòng)路徑管和過濾器的透視圖；圖11是又一種電極安裝配置的剖視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的裝置的(切除了外壁的)平面剖視圖；圖13是圖12的側(cè)視圖；圖14是圖12和圖13的透視圖；
圖15是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的裝置的(切除了外壁的)平面剖視圖；圖16是圖15的透視圖；圖17是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖18是圖17的側(cè)視圖；和圖19是對(duì)應(yīng)于圖17的倒轉(zhuǎn)的平面剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考圖1-3，示出了一個(gè)在虛線2指示的圓柱形管體內(nèi)的氣流配置裝置。間隔板4、6、8和10分別在管體2內(nèi)部限定了第一腔室12、第二腔室14和第三腔室16。管體2帶有一個(gè)氣體進(jìn)口管18和一個(gè)氣體出口管20。氣體進(jìn)口管18從外間隔板4延伸到第一腔室12。即，氣體在入口18進(jìn)入并且排出到第一腔室12中。氣體出口管20從間隔板10的外部延伸到第三腔室16。此外，提供了一個(gè)在第一腔室12和第三腔室16之間延伸的多孔管22，其穿孔向第二腔室14敞開。管22是高度穿孔的，從而在給定的環(huán)面上孔占據(jù)的面積大于實(shí)體占據(jù)的面積。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是徑向和縱向不變的。
從氣流除去污染物的過濾器24環(huán)繞一個(gè)在第三腔室16和第二腔室14之間的開口26安裝在第三腔室16中。
過濾器24是一個(gè)例如標(biāo)識(shí)為3M零件號(hào)碼SK-1739的過濾器那樣的電再生過濾器。
下面的圖4更詳細(xì)地示出了過濾器24。過濾器24包括一個(gè)安裝在多孔金屬框架30上的NEXTEL 312過濾結(jié)構(gòu)的管狀外體28，多孔金屬框架30的一端32接地(可以是浮動(dòng)接地)。如現(xiàn)有技術(shù)中所知，另一端34提供了對(duì)電源37(見圖5)的電連接36(也見圖1和圖2)，以實(shí)現(xiàn)過濾器24的加熱和再生。
如后面的有關(guān)圖4的、使用了對(duì)應(yīng)參考號(hào)的剖視圖中所示，電極38通過陶瓷電極安裝架39安裝在間隔板10上，突出到多孔管22的中空內(nèi)部。
在使用中，攜帶顆粒的氣體之類的污染物在18進(jìn)入配置裝置，并且傳送到第一腔室12，它從第一腔室12的唯一路由是進(jìn)入多孔管22。在操作中，電極高度充電到18kV-40kV負(fù)極性直流之間，以使氣流中的顆粒電離或帶電，迫使它們通過管22的穿透的孔進(jìn)入第二腔室14(在滿負(fù)荷下，電位可以是大約10kV)。此外，使得氣體至少部分電離。
多孔管22開口通向第三腔室16，使得氣體能夠通過出口管20排出。此外，氣體可以通過孔26從第二腔室14流到第三腔室16，穿過過濾器24。從而過濾器24可以收集顆粒材料。過濾器24是再生式的，從而可以在它的電再生時(shí)間間隔中再生。這種再生不需要具有一定規(guī)律。但是，如果由于任何原因，過濾器24不能充分再生或者產(chǎn)生了大的負(fù)載，在過濾器24與第二腔室14之間造成背壓，那么由于氣體仍然可以通過多孔管22和第三腔室14流到出口管20，從而進(jìn)行補(bǔ)償。因此，通過將廢氣流提供到氣流配置裝置，顆粒(或其它污染物)在過濾器24中的積累不會(huì)在引擎中造成不適當(dāng)?shù)谋硥?。結(jié)果，通過本發(fā)明的實(shí)施例克服了在現(xiàn)有技術(shù)過濾裝置中遇到的背壓問題，并且提供了幾何形狀有效和緊湊的氣流配置裝置。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一個(gè)從氣體入口18經(jīng)過第一腔室12、管22、第三腔室16、穿過過濾器24和第二腔室14到達(dá)氣體出口20的第一氣體流動(dòng)路徑40(圖5)，和一個(gè)從氣體入口10經(jīng)過第一腔室12、管22和第二腔室14、不穿過過濾器24到達(dá)氣體出口20的第二氣體流動(dòng)路徑42(圖4)。
以下參考圖6，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的氣流配置裝置和污染物除去設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例。配置裝置和設(shè)備與結(jié)合圖5說明的類似(并且對(duì)應(yīng)的部件使用了相同的參考號(hào))，只是通過過濾器24的第一氣體流動(dòng)路徑40總體上是直的，即，流動(dòng)路徑實(shí)際上不從管22到過濾器24的路徑叉開，而第二氣體流動(dòng)路徑42則沿著如圖所示的更為曲折的路線。
為了使顆粒污染物偏轉(zhuǎn)以遵循圖6的第一氣體流動(dòng)路徑40，不是使用高度穿孔的管22(考慮管22的整個(gè)長度)，而是提供了具有較低孔密度的多孔管52的一個(gè)小面積50。較少穿孔的管52不是環(huán)形的，它只是占據(jù)了管中的一個(gè)窄長的區(qū)域。通過帶有管52的浮動(dòng)接地的電暈放電電極38的效果，使顆粒向它們傾向于結(jié)塊的(管52)側(cè)壁移動(dòng)，因此，通過給結(jié)塊顆粒提供較小的開口面積，使得顆粒不大可能沿第二流動(dòng)路徑42流動(dòng)。
圖6實(shí)施例中的另一個(gè)差別是在第二流動(dòng)路徑42中提供了從氣流中除去碳?xì)浠衔锏拇呋D(zhuǎn)化器54。
圖7是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，這個(gè)實(shí)施例與圖6的實(shí)施例基本相同，只是提供了占據(jù)管62小部分表面積的四個(gè)等間距隔離的縱向縫隙60。
以下參考圖8，圖8更詳細(xì)地示出了電極安裝架39。電極安裝架39是一塊具有讓電極38(圖8中未示出)穿過的縱向孔64的陶瓷結(jié)構(gòu)。電極從末端66突出，并且在端部68連接到電源。電極安裝架39由一個(gè)環(huán)繞肩部70的支架(未示出)固定。突出部分72a、72b和72c從電極安裝架39的外部突起。這些突起72是部分中空、鈍圓錐形的，從而提供了從末端66突出的電極38到接地點(diǎn)的曲折通路以減少泄漏。
以下參考圖9和圖10，圖9和圖10示出了一個(gè)在外壁沒有清楚示出的污染物除去設(shè)備中使用的氣流配置裝置80。裝置80包括一個(gè)在安裝架83中的、由電極罩84部分環(huán)繞的電離電極82。電極82延伸到一個(gè)在向外分岔端88終止的電極管86。從電極管86隔開的是一個(gè)第二氣流路徑管90，第二氣流路徑管90具有帶有中央開口94的大致上圓錐形的入口92。開口94實(shí)際上在電極管84的壁的直徑之內(nèi)。管90在出口98終止。環(huán)繞管90的是一個(gè)用于至少從通過的氣流中除去部分污染物的催化過濾器100。
圖9和圖10的實(shí)施例的操作與上述實(shí)施例相同。廢氣、攜帶的污染物從電極82上游進(jìn)入到裝置90，越過用于幫助防止污染物積累在電極82上的電極罩84。電極82充電，以電離氣流中的污染物，從而使污染物在它們向下游流動(dòng)時(shí)被吸引到電極管86的壁上，留下在氣流中央的比較干凈的氣體。第二氣流路徑管90的圓錐形開口用于幫助污染物偏轉(zhuǎn)到(由箭頭102指示的，而第二氣流路徑由箭頭104指示)第一氣流路徑中。第一氣流路徑102穿過除去一部分污染物的過濾器100，并且通過過濾器100下游的管172中的縫隙96重新會(huì)合第二氣流路徑104。與管90的表面積相比，縫隙96比較小?？p隙96兩側(cè)的壓力差促使來自第一氣流路徑的、過濾器100下游的、現(xiàn)在比較干凈的氣體與第二氣流路徑重新會(huì)合。第二氣流路徑104攜帶著比較干凈的氣體穿過第二氣流路徑管90。重新會(huì)合的氣流在出口98流出裝置。
在任何一個(gè)實(shí)施例中，可以在電極開始端的下游的管(圖1中的22)的內(nèi)表面上提供一個(gè)電阻有機(jī)屏蔽涂層。屏蔽涂層優(yōu)選實(shí)際上覆蓋管的整個(gè)內(nèi)表面。涂料是可以從英國沃靈頓Bewsey工業(yè)區(qū)Hoyle街道127號(hào)(WA55LR)的Camcoat Performance Coating得到的TLHB/02。通過提供涂料可以降低沿管的結(jié)塊顆粒的放電速率，顆粒有更大的可能停留在管的附近。
以下參考圖11，圖11示出了一個(gè)可替代的電極安裝裝置。電極安裝架83和電極罩84都是由高純度氧化鋁陶瓷材料制造的，這種氧化鋁陶瓷材料是在SINTOX FF商標(biāo)下出售的，具有30和40kV/mm之間的介電強(qiáng)度。
電極安裝架83包括一個(gè)第一陶瓷安裝部分88和一個(gè)安裝在孔86中的第二陶瓷安裝部分90。第二陶瓷安裝部分90的外部直徑與第一陶瓷安裝部分相比較小。電極安裝架83可以是由單一陶瓷形成。因此，電極安裝架83具有一個(gè)第一直徑部分，和一個(gè)朝向其末端方向的(電極突出的方向)較小直徑部分。第二直徑的第二部分90伸出罩84之外的距離一般至少30mm。
罩84防止了包含氣體的污染物不會(huì)流入(安裝在中心孔86中的)電極實(shí)質(zhì)部分，從而減小了短路的危險(xiǎn)。但是，至少30mm長度的電極需要突出到罩之外。應(yīng)當(dāng)注意，氣體入口不是環(huán)繞電極而是與之并排，并且可以通過罩84來保護(hù)它。
可以給電極安裝架和罩涂敷釉料，以減少表面的凹坑，從而減少顆粒的在其上的積累。釉料起到使電極安裝架的表面平滑的作用。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管每個(gè)大致圓錐形的突起83的最大外徑向下游方向逐漸減小，但是，最小內(nèi)徑基本上是相同的，大小變化不超過±10％。如果需要的話，這提供了額外的燒化點(diǎn)。
罩與安裝架的氧化鋁含量一般至少80％，正常是至少90％，較好是大于95％，更好是大于97％，最好是大于99％。
以下參考圖12-14，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的氣流配置和用于除去污染物的裝置的又一個(gè)實(shí)施例。在圖12-14實(shí)施例中，廢氣通過入口100進(jìn)入到多孔隔離管102中，從多孔隔離管102所有進(jìn)入的廢氣流到第一腔室104。在腔室104中，電極安裝架106安裝了一個(gè)電極110，電極安裝架106的實(shí)質(zhì)部分覆蓋在罩108中，電極110突出到電場管114定義的第二腔室112中。電場管114在其通向一個(gè)中間腔室116的一端包括一個(gè)開口，只有從中間腔室116排出的氣體進(jìn)入過濾器118。經(jīng)過電場管114壁中的開口120，提供了一個(gè)可替代流動(dòng)路徑。開口120至少在其上游部分，但是，在本實(shí)施例中，沿其整個(gè)長度，帶有一個(gè)向內(nèi)突出到電場管114中的直立的唇部122。此外，開口120在其上游端包括一個(gè)大體上是V形的直立前緣124。從電場管114的流體流動(dòng)路徑經(jīng)過開口120導(dǎo)向一個(gè)多孔出口管126。出口管126中的穿孔128允許穿過過濾器118的氣體重新進(jìn)入導(dǎo)向出口130的轉(zhuǎn)向氣流。
應(yīng)當(dāng)注意，電場管114的前緣132包括一個(gè)的返回邊緣，返回邊緣向其本身彎回，借此相對(duì)于電極構(gòu)成了電場管114的前緣132的外緣，使得別的部分處于它與電極和/或電極安裝架之間，在本例中，電場管的另一部分處于外緣與電極安裝架106和電極110之間。
直立唇部122和前緣124幫助使顆粒從用于使較干凈的氣體流過的開口120偏轉(zhuǎn)。直立唇部122和前緣124一同起到了使顆粒從開口120轉(zhuǎn)向的裝置的作用。
圖15中沒有示出電極、電極安裝架和罩。
以下參考圖15和圖16，圖15和圖16中示出了根據(jù)本發(fā)明的又一種氣流配置裝置和除去污染物的裝置。
在圖15和圖16中，裝置包括一個(gè)入口150，通過入口150廢氣流入一個(gè)具有第一出口154和第二出口158的隔離室152。第一出口154通向第一腔室158。第二出口156通向一個(gè)具有允許氣體流回到第一腔室158中的孔162的中間腔室160。一個(gè)由罩166(僅在圖15中)覆蓋了大部分的電極安裝架164(僅在圖15中)提供在第一腔室158中，以在一個(gè)電場管170中安裝電極168(僅在圖15中)。在其上游端，電場管170終止在一個(gè)鄰接大體上圓錐形部分174的向外擴(kuò)張部分172，圓錐部分174內(nèi)是一個(gè)延伸到出口管178的管176。
在出口管178中，管176的出口182之前，提供了一個(gè)開口180。
在使用中，經(jīng)過入口150，廢氣經(jīng)過第一腔室158流入電場管170。電極168使電場管中的顆粒帶電，并且趨向電場管170的壁。因此，使顆粒從通過電場管170的氣體的中心流轉(zhuǎn)向。氣體的中心流進(jìn)入管176，從而進(jìn)入出口管178。含有較高顆粒負(fù)載的其它氣體趨向電場管170的周邊，因此并不進(jìn)入管176。大體上圓錐形部分174起到了使顆粒不進(jìn)入管176的作用。顆粒負(fù)載氣體不經(jīng)過管176排出電場管170，進(jìn)入通向過濾器186的第二中間腔室184。過濾器186排出的氣體僅能夠經(jīng)過開口180排出裝置和進(jìn)入出口管178。但是，過濾器186排出的氣體的速度比排出管176的高速氣體低。壓力差造成環(huán)繞過濾器186的第三腔室188中的氣體通過開口180被抽吸到出口管178中，從而到達(dá)出口190。
電場管170可以包括一個(gè)如前面結(jié)合圖12-14所述的卷曲的前緣192。
圖17和圖18示出了本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例。在圖17和圖18中，為了清楚，沒有示出電極安裝架和電極。
參考圖17和圖18，圖17和圖18示出了一個(gè)氣體進(jìn)入多孔膨脹室202的入口，從入口所有輸入氣體流入到第一腔室204，并且從第一腔室204流入通向過濾器208的電場管206?？商娲?，氣體可以通過電場管206中的開口210流到出口管212，在出口管212中有一個(gè)同心安裝的流管214，并且在其外壁有一個(gè)安裝在管214的出口218的后方(相對(duì)于氣流方向)的開口216。在出口管212中，可以選擇安裝一個(gè)用作催化轉(zhuǎn)化器的催化體220。在使用中，氣體通過入口200進(jìn)入，穿過膨脹管202進(jìn)入第一腔室204，然后進(jìn)入電場管206，在電場管206中使氣流中的顆粒帶電。帶電顆粒趨向電場管206的側(cè)壁，并且可以提供環(huán)繞開口210的直立唇部，以使顆粒從此轉(zhuǎn)向。從電場管206前進(jìn)到過濾器208的顆粒被過濾，并且氣流可以經(jīng)過孔216進(jìn)入出口管212繼續(xù)流向出口222。
盡管將第一和第二氣流分離地顯示在裝置的相同管或區(qū)域中，但是這僅僅為了說明的目的，應(yīng)當(dāng)知道，在這些區(qū)域中氣體流可以混合。
應(yīng)當(dāng)注意，可以有多個(gè)設(shè)備、多個(gè)過濾器和/或多個(gè)催化轉(zhuǎn)化器。
可以使用高頻疊加交流電替代使用標(biāo)準(zhǔn)直流電。
與全部輸入氣流通過過濾器的對(duì)應(yīng)設(shè)備相比，減少通過過濾器的氣流使得過濾器的電再生更為有效，因?yàn)橄鄳?yīng)地降低了氣流的熱效應(yīng)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在治理污染的應(yīng)用中具有特別的利益，特別是從內(nèi)燃機(jī)的廢氣流除去顆粒的應(yīng)用中。對(duì)于這種內(nèi)燃機(jī)，可以安裝本配置裝置取代車輛消音器，以避免占據(jù)不必要的空間。設(shè)備可以在催化轉(zhuǎn)化器的上游或下游。
讀者應(yīng)當(dāng)注意與結(jié)合本申請(qǐng)的說明書同時(shí)申請(qǐng)或在此之前申請(qǐng)的，并且公開以審查本說明的所有論文或文獻(xiàn)，所有這些論文或文獻(xiàn)的內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。本說明書(包括任何附屬權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征，和/或如此公開的任何方法或處理過程的所有步驟可以以任何組合方式組合，除了其中這些特征和/或步驟中的至少一些是相互排斥的組合之外。
本說明書(包括任何附屬權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以用起到相同、等價(jià)或類似目的的作用的可替代特征替代，除非有特別的說明。因此，除非有特別的說明，公開的每個(gè)特征僅僅是一系列一般的等價(jià)或類似特征中的一個(gè)例子。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例的詳細(xì)說明。本發(fā)明將包括本說明書(包括任何附屬權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任何一個(gè)新的特征，或這些特征的任何新的組合，或者這里公開的任何方法或處理過程的任何一個(gè)新的步驟，或這些步驟的任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種氣流配置裝置，包括氣體入口和氣體出口，從氣體入口通過用于從氣流中至少部分地除去至少一種污染物的裝置到氣體出口的第一流動(dòng)路徑，以及從氣體入口不經(jīng)過該除去裝置到氣體出口的第二流動(dòng)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流配置裝置，其中通過污染物除去裝置的氣流路徑據(jù)與第一氣流相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣流配置裝置，其中第一流動(dòng)路徑在污染物除去裝置的上游從第二流動(dòng)路徑分岔。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中第一流動(dòng)路徑和第二流動(dòng)路徑在污染物除去裝置的下游彼此相交。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中第一氣流在一個(gè)用于使污染物轉(zhuǎn)向到污染物除去裝置的分離器從第二氣體流動(dòng)路徑分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣流配置裝置，其中分離器大體上為圓錐形，并帶有用于使氣體流動(dòng)路徑之一通過的開口。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中第一流動(dòng)路徑在一個(gè)氣體可以通過的管從第二流動(dòng)路徑分岔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣流配置裝置，其中該管是多孔管。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中配置裝置包括用于第二流動(dòng)路徑的氣體流動(dòng)管，該氣體流動(dòng)管包括用于使第一氣體流動(dòng)路徑連接第二氣體流動(dòng)路徑的縫隙。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中配置裝置包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，由此氣體進(jìn)入第一腔室，前進(jìn)到第一流動(dòng)路徑從第二流動(dòng)路徑分岔的第二腔室中，并且由此氣體可以通過兩個(gè)開口流入到第三腔室，兩個(gè)開口中的一個(gè)包括污染物除去裝置，并且其中有一個(gè)氣體從第三腔室的出口。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置，其中污染物除去裝置包括過濾器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣流配置裝置，其中過濾器包括再生過濾器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣流配置裝置，其中過濾器是電再生的。
14.一種用于從氣流中至少部分地除去污染物的污染物除去設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至13中任何一項(xiàng)所述的氣流配置裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的污染物除去設(shè)備，其中該設(shè)備包括用于至少局部電離氣流的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的污染物除去設(shè)備，其中電離裝置包括一個(gè)用于靜電沉積的電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的污染物除去設(shè)備，其中電極安裝在第二腔室中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的污染物除去設(shè)備，其中電極安裝在第一腔室中。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中該裝置包括一個(gè)至少流過部分氣流的管，從而該管對(duì)于氣流至少是部分多孔透氣的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的污染物除去設(shè)備，當(dāng)從屬于權(quán)利要求15至18中任何一項(xiàng)時(shí)，其中該管至少部分地圍繞電離裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的污染物除去設(shè)備，其中管是穿孔的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的污染物除去設(shè)備，其中管包括多個(gè)透孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的污染物除去設(shè)備，其中孔是均勻間隔的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的污染物除去設(shè)備，其中孔是均勻大小的。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管的穿孔區(qū)實(shí)際上是環(huán)形的。
26.根據(jù)權(quán)利要求21至26中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管的穿孔區(qū)延伸到其實(shí)際長度。
27.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的污染物除去設(shè)備，其中管包括至少一個(gè)穿透的縫隙。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的污染物除去設(shè)備，其中提供了多個(gè)縫隙。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的污染物除去設(shè)備，其中縫隙實(shí)際上是圍繞管均勻分布的。
30.根據(jù)權(quán)利要求27至29中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中至少一個(gè)縫隙沿管縱向延伸。
31.根據(jù)權(quán)利要求19至30中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管的橫截面是圓形的。
32.根據(jù)權(quán)利要求19至31中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管包括一個(gè)入口和一個(gè)出口。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的污染物除去設(shè)備，其中管的橫截面面積沿著其從入口到出口的長度減小。
34.根據(jù)權(quán)利要求20至33中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管至少部分地涂敷著用于減慢帶電結(jié)塊的放電時(shí)間的屏蔽涂層。
35.根據(jù)權(quán)利要求16至34中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中電極僅在其一端安裝。
36.根據(jù)權(quán)利要求20至34中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中管位于第一和第二氣體流動(dòng)路徑中。
37.根據(jù)權(quán)利要求14至36中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中該裝置包括一個(gè)與裝置氣體入口流體貫通的第一膨脹管。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的污染物除去設(shè)備，其中一個(gè)轉(zhuǎn)向管從第一膨脹管延伸到該管定義的第二膨脹管。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的污染物除去設(shè)備，其中有一個(gè)圍繞轉(zhuǎn)向管的第三膨脹管，氣體可以通過轉(zhuǎn)向管流入第三膨脹管。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的污染物除去設(shè)備，其中過濾器(相對(duì)于氣流)位于第二和第三膨脹管之間。
41.根據(jù)權(quán)利要求14至40中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中將設(shè)備布置為可以使至少一種污染物向第一流動(dòng)路徑偏轉(zhuǎn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求14至41中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中在第二流動(dòng)路徑中提供了催化轉(zhuǎn)化器。
43.根據(jù)權(quán)利要求14至42中任何一項(xiàng)所述的污染物除去設(shè)備，其中該設(shè)備用于裝配在車輛排氣裝置。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的污染物除去設(shè)備，其中該設(shè)備用于替代車輛排氣裝置的消音器。
45.一種用于從氣流中除去污染物的裝置，該裝置包括用于使氣流中的顆粒帶電的裝置，和一個(gè)至少流過部分氣流的管，由此管對(duì)于氣流是至少部分地多孔透氣的，并且該裝置額外地包括用于收集至少一種污染物的裝置。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中該管至少部分地圍繞充電裝置，充電裝置包括一個(gè)電極。
47.一種用于從氣流中除去污染物的裝置，該裝置包括用于使氣流中的顆粒帶電的裝置，和一個(gè)至少流過部分氣流的管，由此管對(duì)于氣流是至少部分地多孔透氣的，并且該裝置額外地包括用于收集至少一種污染物的裝置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其中該管至少部分地圍繞充電裝置。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中充電裝置包括一個(gè)電極。
50.根據(jù)權(quán)利要求47至49中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管是穿孔的。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其中管包括多個(gè)透孔。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中孔是均勻間隔的。
53.根據(jù)權(quán)利要求51或52所述的裝置，其中孔是均勻大小的。
54.根據(jù)權(quán)利要求47至53中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管的穿孔區(qū)實(shí)際上是環(huán)形的。
55.根據(jù)權(quán)利要求47至54中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管的穿孔區(qū)沿其實(shí)際長度延伸。
56.根據(jù)權(quán)利要求47至55中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管包括至少一個(gè)透過的縫隙。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中提供了多個(gè)縫隙。
58.根據(jù)權(quán)利要求56或57所述的裝置，其中縫隙實(shí)際上是環(huán)繞管均勻分布的。
59.根據(jù)權(quán)利要求56至58中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中至少一個(gè)縫隙沿管的縱向延伸。
60.根據(jù)權(quán)利要求47至59中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管的大部分是多孔透氣的。
61.根據(jù)權(quán)利要求47至59中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管的小部分是多孔透氣的。
62.根據(jù)權(quán)利要求47至61中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管的橫截面是圓形的。
63.根據(jù)權(quán)利要求47至62中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中管包括一個(gè)入口和一個(gè)出口。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的裝置，其中管的橫截面面積沿其從入口到出口的長度減小。
65.根據(jù)權(quán)利要求47至64中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中電極僅在其一端安裝。
66.根據(jù)權(quán)利要求47至65中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中有一個(gè)從裝置氣體入口到裝置氣體出口的第一氣體流動(dòng)路徑，和一個(gè)從裝置氣體入口到裝置氣體出口的第二流動(dòng)路徑。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的裝置，其中過濾器位于第二氣體流動(dòng)路徑中。
68.根據(jù)權(quán)利要求66或67所述的裝置，其中管位于第一和第二氣體流動(dòng)路徑中。
69.根據(jù)權(quán)利要求47至68中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中該裝置包括一個(gè)與裝置氣體入口流體貫通的第一膨脹管。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的裝置，其中轉(zhuǎn)向管從第一膨脹管延伸到該管定義的第二膨脹管。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的裝置，其中圍繞轉(zhuǎn)向管有一個(gè)第三膨脹管，氣體可以通過轉(zhuǎn)向管流入第三膨脹管。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的裝置，其中過濾器位于(相對(duì)于氣體流動(dòng))第二和第三膨脹管之間。
73.根據(jù)權(quán)利要求47至72中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中過濾器包括電再生過濾器。
74.根據(jù)權(quán)利要求47至73中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中該裝置用于從廢氣流中除去污染物。
75.一種包括根據(jù)權(quán)利要求47至74中任何一項(xiàng)所述的裝置的燃燒發(fā)生器，其中來自發(fā)生器的廢氣流到裝置入口。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的燃燒發(fā)生器，其中發(fā)生器是內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣流配置裝置，包括一個(gè)氣體入口(18)和一個(gè)氣體出口(20)，一個(gè)從氣體入口通過一個(gè)用于至少部分地從氣流中除去至少一種污染物的裝置(24)到氣體出口的第一流動(dòng)路徑，和一個(gè)從氣體入口不通過除去裝置(24)到氣體出口的第二流動(dòng)路徑。
文檔編號(hào)F01N13/04GK1646797SQ03808851
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者彼得·庫克拉 申請(qǐng)人:普爾泰科有限公司