颗粒收集器制造技术

本公开涉及一种用于从被污染的气体中收集颗粒的颗粒收集器，该颗粒收集器包括：驱动单元，其用于使气体运动，该驱动单元包括驱动腔室、用于产生正电压的电压源、导电驱动元件，其中，该电压源连接至导电驱动元件，以用于施加正电压；收集单元，其用于从移动的被污染的气体中收集颗粒，该收集单元包括用于接收移动的被污染的气体的收集腔室，该收集腔室包括一个或多个收集表面以用于将来自被接收的移动的气体中的颗粒收集在其上；其中，驱动腔室包括驱动腔室壁，驱动腔室壁限定了用于被污染的气体的驱动腔室流动空间，其中，导电驱动元件被配置为电离颗粒，并诱导被电离的颗粒朝着收集单元以螺旋形的运动流动。集单元以螺旋形的运动流动。集单元以螺旋形的运动流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒收集器


[0001]本专利技术涉及一种颗粒收集器和用于从诸如被污染的空气的被污染的气体中收集颗粒的方法。

技术介绍

[0002]空气中的煤尘(smut)、细粉尘和超细粉尘颗粒、元素碳、烟尘和1nm结构性颗粒以及交通中的排放气体颗粒是对公众健康和环境造成不期望的结果的污染源。水滴和薄雾由于障碍或可见性而的确会造成交通问题。化学液滴由于化学成分而可能对人类和环境有害。细菌、病毒、花粉和孢子直接影响公共健康，或者可能对所有生命形式都具有致病性或刺激性。为了减少这样的颗粒的排放、消除雾的交通障碍、减少致病性颗粒或减少刺激性颗粒，本领域已知许多方法和装置。然而，尽管有这样的方法，仍不能从被污染的空气中充分去除污染物。
[0003]在US 6511258和JP 002069943中描述了用于去除道路、街道、露天场所(open place)等上方的空气中的电离颗粒的示例。NL 2008621和NL 207755描述了如何由于高压带状放电而捕获颗粒，或者NL 2007548描述了通过高压放电驱动颗粒并在收集器处捕获颗粒。由于反电离和/或等离子体对颗粒接受器(receptor)的影响，用于颗粒捕获的所有这些布置还产生了200
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300nm的结构化颗粒。
[0004]已知有许多其他系统，诸如用于减少被污染空气中的细粉尘含量的静电除尘器，但是所有这些系统需要通风机或类似的空气气流产生装置的外部和附加风流，以将颗粒驱向多个带电接受器，并收集空气流中的空气传播颗粒中的一部分。这些系统需要大量的能量来增强空气流和/或仅能去除相对小部分的空气传播颗粒。此外，只有直径大约为2.5μm或更大的颗粒被从空气中过滤出。另一缺点是这些已知系统是稳态操作系统，不能适应污染颗粒密度的显著增加或降低。
[0005]US6106592描述了一种用于去除气体流中夹带的固体和液体气溶胶的气体清洁方法和设备。待处理的气体通过湿的、带静电的过滤介质。过滤介质上的静电荷的极性被选择为以增强对捕获的固体颗粒的去除。该设备具有非常高需求的能量消耗。所产生的电场具有80
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800kV/m的极高电场强度。此外，该系统响应于用以清洁任意期望的气体流量的各种数量的设备而仅作为并行操作系统被操作。该系统具有极高的能量消耗，并且只能进行更改以组合一个或多个并行系统。
[0006]EP0808660A1描述了一种集尘器，该集尘器去除气体中包含的灰尘和/或薄雾。该系统包括用于使气体中包含的灰尘和/或薄雾带电的充电装置、用于喷洒带电的灰尘或带电的薄雾的喷洒装置。该系统还可将介电材料喷洒至带电的灰尘或薄雾。该系统包括电场形成装置，该电场形成装置用于形成用于使电材料介电极化的电场。该系统还包括收集装置，该收集装置用于收集已经收集了至少一部分的带电灰尘和/或带电薄雾的介电材料。需要施加500kV/m的电场。不利的是，该系统通过将带电颗粒和/或薄雾喷洒成介电极化来使用带电灰尘和薄雾，并且还需要巨大的电场强度。
[0007]此外，一些已知的颗粒收集器需要单独的通风机或类似的机械空气流发生器，以使待清洁的空气运动。这意味着该类型的颗粒收集器不能用作独立装置和/或消耗相对大量的能量。

技术实现思路

[0008]本公开的目的在于提供一种颗粒收集器和收集颗粒的方法，其中，现有技术的上述缺点中的至少一个已被消除。
[0009]本公开的目的在于提供一种颗粒收集器和收集颗粒的方法，具有增加的能量效率和/或能够分离和收集粒径范围为1nm
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100μm，优选为1nm
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500nm，更优选为1nm
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100nm的颗粒。
[0010]另一目的在于提供一种针对有效去除在地理对象上方的空气中的污染颗粒的问题的可替代的、优选更好的解决方案。这样的地理对象的示例选自由道路、停车位、露天场所和建筑区域或者如工厂的工业厂房区域，或者此外的转运设施、港口、建筑工地、矿山和其他室外环境组成的组，或者位于室内环境(诸如例如在办公室、房屋、无尘室、医院、污染装置、托儿所、例如生产晶圆的高科技工厂等中的应用)中，位于飞机、船舶或任何汽车装置内部，位于运输装置的货舱内部或者形成人或动物居住环境的任何其他物内部。本公开还可应用在燃烧应用附近，例如与燃烧单元的排放(诸如车辆排放、飞机排放、船排放)组合，但是也可用作独立装置。本公开还可应用在其他清洁系统的添加/替换/替代中。
[0011]根据第一方面，目的中的至少一个可至少部分地在一种颗粒收集器中实现，该颗粒收集器用于从诸如被污染空气的被污染气体中收集颗粒，该颗粒收集器包括：
[0012]驱动单元，其用于使被污染的气体运动，该驱动单元包括驱动腔室、电压源、一个或多个导电驱动元件，驱动腔室具有用于接收被污染的气体的入口，电压源用于产生正电压，其中，电压源连接至导电驱动元件，以用于向驱动元件施加正电压；
[0013]收集单元，其用于从移动的被污染的气体中收集颗粒，该收集单元包括收集腔室，该收集腔室与驱动腔室连接以用于接收移动的被污染的气体，收集腔室包括一个或多个收集表面以用于将来自被接收的移动的气体中的颗粒收集在其上；
[0014]其中，驱动腔室包括驱动腔室壁，驱动腔室壁限定了用于被污染的气体的驱动腔室流动空间，其中，导电驱动元件分布在驱动腔室流动空间中和/或相对于驱动腔室被定向，以电离被污染的气体中的颗粒，并诱导被电离的颗粒在驱动腔室流动空间中朝着所述收集单元以大体上盘旋形和/或螺旋形的运动流动。
[0015]驱动单元可被配置为由于被电离的颗粒在驱动腔室中被诱导流动而经由入口吸入周围的被污染的气体(例如，空气)。换句话说，颗粒收集器能够通过使驱动腔室中的颗粒加速接收周围的被污染的气体，从而使周围的被污染的气体进入颗粒收集器。这可在不需要诸如通风机的机械气体流动诱导装置的情况下实现。这意味着颗粒收集器的能量消耗可减小。此外，在本公开的实施例中，不存在被配置为使被污染的空气强制流入颗粒收集器中的、延伸到颗粒收集器的外部的机械装置(例如，风扇或类似设备)，因为在一些情况下，它们可能对颗粒收集器的分离效率产生负面影响：尤其是非常小的颗粒可能在颗粒收集器内部漂移更长的时间，因此该非常小的颗粒可能会不太有效地沉降到收集单元中。
[0016]由颗粒收集器诱导产生的物理流动与带电颗粒和部分地或未被电离的颗粒的流
动相一致，导致所有的颗粒流向颗粒收集器的壁，颗粒在此处通过化学键合或通过撞击而沉降。
[0017]所需的气体供应由颗粒收集器的驱动单元提供。相同的驱动单元还能够使气体进行旋转移动，该旋转移动的旋转速度足够大以引起“旋风效应”。换句话说，气体/颗粒混合物的旋转速度足够高，以允许气体/颗粒混合物中的相对重的颗粒在径向向外的方向上朝着颗粒收集器的壁行进，而气体/颗粒混合物中相对质轻的气体在沿着轴向方向行进的同时保留在颗粒收集器的中心部分中，从而可实现颗粒与气体的分离。此外，被电离的颗粒的流动使得被电离的颗粒还夹带未被电离的颗粒以大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从被污染的气体中收集颗粒的颗粒收集器，所述被污染的气体诸如为被污染的空气，所述颗粒收集器包括：驱动单元，其用于使所述被污染的气体运动，所述驱动单元包括驱动腔室、电压源、一个或多个导电驱动元件，所述驱动腔室具有用于接收被污染的气体的入口，所述电压源用于产生正电压，其中，所述电压源连接至所述导电驱动元件，以用于向所述驱动元件施加所述正电压；收集单元，其用于从移动的被污染的气体中收集颗粒，所述收集单元包括收集腔室，所述收集腔室与所述驱动腔室连接以用于接收所述移动的被污染的气体，所述收集腔室包括一个或多个收集表面以用于将来自被接收的所述移动的被污染的气体中的颗粒收集在其上；其中，所述驱动腔室包括驱动腔室壁，所述驱动腔室壁限定了用于所述被污染的气体的驱动腔室流动空间，其中，所述导电驱动元件分布在所述驱动腔室流动空间中和/或相对于所述驱动腔室壁定向，以电离所述被污染的气体中的颗粒，并诱导被电离的颗粒在所述驱动腔室流动空间中朝着所述收集单元以大体上盘旋形和/或螺旋形的运动流动。2.根据权利要求1所述的颗粒收集器，其中，所述驱动单元被配置为，由于所述被电离的颗粒在所述驱动腔室中被诱导流动而经由所述入口吸入周围的被污染的气体。3.根据权利要求1或2所述的颗粒收集器，其中，在所述收集腔室中没有驱动元件，以允许颗粒被收集在所述收集腔室的所述一个或多个收集表面上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的颗粒收集器，包括布置在所述驱动单元的所述驱动腔室中的至少一个第一导电构件和布置在所述收集单元的所述收集腔室中至少一个第二导电构件，其中，向所述第一导电构件和/或所述第二导电构件施加的电压低于所述正电压。5.根据权利要求4所述的颗粒收集器，其中，所述第一导电构件是同中心地安装在所述驱动腔室中的导电网，其中，所述导电构件被配置为增加所述驱动腔室内部的电场电势的梯度，以用于增强由于一个或更多个导电驱动元件引起的电晕效应。6.根据权利要求4或5所述的颗粒收集器，其中，所述驱动腔室和所述第一导电构件两者呈圆筒形形状，其中，所述第一导电构件同中心地布置在所述驱动腔室内部，并具有比所述驱动腔室小的直径，使得所述导电驱动元件在所述驱动腔室的圆筒形壁与所述第一导电构件之间的空间中延伸。7.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述驱动元件布置为当被施加正电压时，提供作用在所述驱动腔室中的颗粒上的电场力，所述电场力具有：轴向力分量，其用于使所述颗粒在所述收集单元的方向上移动；和径向向内的力分量，其形成作用在所述颗粒上的向心力，以用于使移动的颗粒保持为螺旋形运动。8.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室包括清洁气体出口，所述清洁气体出口布置为用于排出已基本上去除了所收集的颗粒的气体。9.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述驱动腔室和所述收集腔室在空间上是分开的。10.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述驱动腔室和所述收集腔室直接彼此相邻。
11.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述驱动腔室和所述收集腔室经由过渡元件连接。12.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室包括与所述驱动腔室流动空间连接的收集腔室流动空间，其中，优选地，所述驱动腔室流动空间和所述收集腔室流动空间被配置为允许所述颗粒在所述收集腔室流动空间中流动，以至少部分地以大体盘旋形和/或螺旋形的运动在所述驱动腔室流动空间内部流动。13.根据权利要求12所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室和所述驱动腔室两者呈具有基本上相同的直径的基本上圆筒形的形状，其中，所述收集腔室优选地与所述驱动腔室对齐。14.根据权利要求12所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室和所述驱动腔室两者呈基本上圆筒形的形状，其中，所述收集腔室的直径略大于所述驱动腔室的直径，所述收集腔室和所述驱动腔室两者具有基本上相同的直径，其中，所述收集腔室优选地与所述驱动腔室对齐。15.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所有的所述一个或多个导电驱动元件连接至一个电压源。16.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室包括收集腔室壁，所述收集腔室壁限定了与所述驱动腔室流动空间连接的收集腔室流动空间，其中，所述收集腔室壁的至少一部分形成至少一个第二导电构件，其中，所述第二导电构件接地或者连接至第二电压源，所述第二电压源被配置为向所述导电构件施加第二电压，所述第二电压低于施加至所述一个或多个导电驱动元件的电压。17.根据权利要求16所述的颗粒收集器，其中，所述第二电压是负电压。18.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒收集器，其中，所述收集腔室的所述内表面包括用于将所述颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：威尔布罗杜萨，
申请(专利权)人：一纳米有限公司，
类型：发明
国别省市：