电场用于移除气态流体中的微滴的制作方法

专利名称：电场用于移除气态流体中的微滴的制作方法
技术领域：
本发明涉及道路、机场等地方的霭(mist)或雾(fog)的问题。
背景技术：
机场上以及高速公路、公路及其他道路上的雾造成了严重的风险和安全问题。除 安全方面之外，还有机场上和道路上的交通管制问题。在荷兰史基浦(Schiphol)机场上， 通常每小时处理约120架飞机。但是，在有雾的情况下，该数量可以最多减少至每小时约20 架飞机，在雾非常浓的情况下甚至更少。每小时减少100架飞机是严重的收益损失和对旅 行者的问题。该问题不仅可以是着陆或者起飞，而尤其可以是该机场自身上的飞机转移，即 该机场自身上的飞机交通管制。如果机场能够无雾，则将提供极大的商业机会。进一步，这 将有助于旅行者和交通，并将提供对时间、燃料和金钱的更经济使用。EP 1010810描述了放电设备(means)中的一种应用设备，该应用设备包括一组电 极，这些电极朝向地平面，并沿着一个连续平面对齐、在水平方向上彼此以特定间距分隔、 且被设置到相同的电位。当由电源设备提供直流高电压时，电力线向上伸入该应用设备上 方的空气中，从而基于从该应用设备电晕放电而产生带电颗粒。这些带电颗粒吸收空气中 的水，凝结和结合成水，从而将雾驱散。WO 2007086091描述了一种带有用于消减雾的加速设备的冠效应(crown effect) 装置(apparatus)，该冠效应装置包括用于将水蒸气颗粒电离的设备，和用于对已电离的 水蒸气颗粒进行收集的设备。该电离设备处于相对于该收集设备的负电位，由此在所述设 备之间产生库仑力场，从而确定已电离的颗粒的移位，以及它们与未电离的水颗粒及与该 收集设备的相遇，直至形成水微滴(water droplet)。提供了用于将已电离的颗粒加速的设 备，诸如带有风扇的扩散器，能够增加它们朝该收集设备(11)移动的相对速度。该加速设 备也可以是安装有所述装置的运输工具。Uchiyama 等人(J. of Electrostatics 35(1995) 133-143)提出，通过电晕放电而 带电的雾颗粒被朝极性相反的电极吸引，且瞬时液化。

发明内容
雾消减装置似乎在实际中并不使用，或者即使使用也是在非常有限的规模上。一 个原因可能是，从现有技术已知的消雾装置不能以经济的方式有效地减少雾。例如，本领域 中提出的装置使用了静电沉淀(electrostatic precipitation)原理，其中需要有大量空 气穿过该装置，这是非常耗能的。因此，优选的是不必有空气移动的装置。因此，本发明的一个方面是，提供另外的用于移除气态流体中的微滴的方法和装 置，该方法和装置优选地进一步至少部分地克服上述缺点中的一个或更多。本发明的一个方面是，将电场——特别地是约0. l-100kV/m范围内的电场——用 于移除气态流体中的微滴。特别地，本发明的一个方面是，将0. l-100kv/m范围内的电场用 于移除气态流体中的微滴，其中该电场被施加在第一电极和第二电极之间，该第一电极特别地是正电极，其被布置为产生电晕放电，该第二电极特别地是接地电极，其优选地包括透 气性导电筛(air permeable electrically conductive sieve)(也称为“导电筛”或“透 气性导电筛”)，优选地是由多个导电股线(conductive strands)制成的透气性导电筛。 本发明的另一个方面是，提供这样的用于移除气态流体中的微滴的方法，该方法包括向该 气态流体施加电场，特别地是该电场在约0. l-100kV/m范围内的方法。特别地，提供了这 样的用于移除气态流体中的微滴的方法，该方法包括向气态流体施加约0. l-100kV/m范围 内的电场，其中该电场被施加在第一电极和第二电极之间，该第一电极是正电极，其被布置 成产生电晕放电，该第二电极是接地电极，其包括由多个导电股线制成的透气性导电筛，相 邻导电股线之间的最短距离在0.01-500mm范围内。在一个具体实施方案中，该电场在约 0. 5-100kV/m范围内，更特别地在约2-100kV/m范围内，更特别地在约4_100kV/m范围内。 特别地，该电场可以小于约50kV/m，更特别地小于20kV/m。优选地，该第一电极包括多个导电针(在此也称为“针”)。包括多个针的该第一 电极也可以称为包括多个电极的第一电极，因为该多个针是导电针从而是电极。特别地，该 方法进一步包括将该多个导电针布置成指向该第二电极的方向。本发明的又一个方面是，提供这样的用于从液态流体中移除微滴的装置，其中该 装置包括第一电极并可选地包括第二电极，其中在一个具体实施方案中，该第一电极被布 置成产生电晕放电，并被布置成产生约0. l-100kv/m范围内的电场。特别地，提供了这样 的用于从气态流体中移除微滴的装置，该装置包括第一电极，其被布置为正电极，特别地 被布置成产生电晕放电，并被布置成产生0. l-100kV/m范围内的电场；和第二电极，其是 接地电极，包括透气性导电筛，该透气性导电筛优选地由多个导电股线制成，相邻导电股 线之间的最短距离在0.01-500mm范围内。在一个具体实施方案中，该第二电极包括导电 丝(conductive wire)(在一个实施方案中包括缆(cable))(特别地是多个导电丝；优选 地被布置成基本彼此平行)，特别地是导电丝网(conductive wire gauze)(即，导电网 (conductive gauze))。在又一个实施方案中，该第二电极包括这样的设施(device)，比如导电的防撞 护栏，或多个导电的路灯，或多个导电的天线，或者在又一个实施方案中是钢筋混凝土 (reinforced concrete) 0这种设施也可以用作或者被布置成透气性导电筛。优选地，该第一电极包括多个导电针。特别地，该多个导电针被布置成指向该第二 电极的方向。因此，本发明令人惊喜地提供了减少和移除空气中的液滴——诸如雾、霭或 霾(haze)——的用途、方法和装置，尽管本发明在特定实施方案中也可以被用来从喷雾 (spray)或蒸汽中减少或移除液滴。因此，本发明提供了减少甚至移除气态流体——诸如雾 或霭——的方法。本发明的对霭和/或空气所含的水微滴或其他液滴进行捕捉和收集的装置产生 “电风(electric wind) ”，特别地被该第一电极的带电针尖或线状构造和/或丝以及雾和/ 或空气所含的水微滴或其他液滴的带电所加强，所述水微滴或其他液滴将被该“电风”以及 处于该电源与对面的接地或带相反电荷的对电极(counter electrode)(第二电极)—— 其特别地是(细密)网电极(gauze electrode)——之间的电场引导。
现在将参考附随的示意图，仅通过实施例的方式描述本发明的实施方案，在附图 中相应的参考符号指示相应的部分，并且在附图中

图1以俯视图示意性地描绘了一个飞机跑道，该飞机跑道带有根据本发明的装置 的一个实施方案；图2a和图2b更详细地分别示意性地描绘了根据本发明的装置的实施方案的第一 电极和第二电极；图2c示意性地描绘了该第二电极的一个实施方案；图2d和图2e示意性 地描绘了该第二电极的影响；图3以前视图示意性地描绘了一个飞机跑道，该飞机跑道带有根据本发明的装置 的另一个实施方案；图4a_图4d示意性地描绘了与本发明有关的一些其他实施方案。
具体实施例方式在一个具体实施方案中，电场被施加在第一电极110和第二电极120之间，该第一 电极特别地被布置成产生电晕放电，并特别地被布置成产生0. l-100kV/m范围内的电场， 该第二电极包括导电丝，在这里特别地包括导电丝网125。在一个实施方案中，该第二电极 是接地的121 (如所描绘的)。但是，在另一个实施方案中，该第二电极120可以是绝缘的， 并且可以是中性的或者带负电荷的。特别地在这种实施方案中，第一电极110和第二电极 120被电连接，如在示意图1中所示。该电场用参考数字30标示。该第一和第二电极110、120是本发明的装置——其 用参考数字100标示——的一部分。通常，第二电极120包括由多个导电股线201制成的 透气性导电筛(在此也称为“筛”)200 (也参看图2b)。如本领域普通技术人员明了的，术 语“导电筛200”和“导电股线201”分别指的是传导电的筛200和传导电的股线。这特别地意味着，多个导电股线201，例如导电丝、导电棒、导电网等(或者其结 合)，股线201可以规则地或不规则地布置，形成一种筛，例如ID筛(如“梳子”)、2D筛(如 网)或者3D筛(如3D网或者3D丝构架)，相邻导电股线之间有最短距离(也参看下文， 该最短距离足够大以使空气和雾穿过)。但是，由于电场30，气态流体中存在的微滴可以在 股线201处凝结(或积聚)，从而湿度减小了的气态流体穿过筛200。优选地，在ID筛中， 股线基本平行地布置。在2D筛中，在一个实施方案中，股线的子集(subset)可以基本平行 地布置，但所述子集也可以成角度地布置。在又一个实施方案中，该2D筛被布置成提供方 形或矩形网孔(mesh)。在再一个实施方案中，该2D筛被布置成提供五边形、六边形、七边 形或八边形的网孔，特别地是六边形的网孔。交叉股线可以是打结的(knotted)或熔融的 (fused)。本领域普通技术人员知道各类型的网。3D网可以与2D网相似，但它是在3个方 向上的。第二电极120——特别地是透气性导电筛200——是在一个实施方案中具有由多 个股线201形成的基本平坦的正面(front) (ID筛或2D筛等)的设施，其被布置成指向第一 电极110。更特别地，第一电极110的弯曲部件(curved features)(参见下文)，诸如针， 基本指向第二电极120的方向，更特别地指向透气性导电筛200的方向。优选地，该针和第 二电极120被布置成彼此垂直(也参见数个附图)。
6
特别地，电场30是静电场。在又一个实施方案中，可以对电场30进行调制。这种 调制可以是开启-关闭(on-off)调制，或者可以是对常数值(constant value)的调制(例 如正弦调制)。但是，该调制本质上不是使电场30的方向逆转。因此，参考图1，尽管第一 电极110可能暂时不带电荷，但当带电荷时，该电荷特别地是正的。在又一个具体实施方案中，第一电极110和第二电极120之间的最短距离在约 0. 05-500m范围内，诸如特别地在约5-500m范围内，特别地在约5_50m范围内，更特别地在 约5-25m范围内。在图1和图3中，该最短距离用Ll标示。特别地，第一电极110和第二 电极120之间的最短距离可以在约0. 05-100m范围内，诸如在约0. 2-100m范围内，特别地 在约0. 5-100m范围内，在一个实施方案中在约5-100m范围内。图1示意性地示出了独个网125 ；但是，本技术领域人员明了，可以应用多个网 125 ；S卩，装置100可以包括多个第二电极120，特别地是多个导电网125。如上文提及的， 这些网125可以以隔离的方式布置(即，不接地)。因此，在这里透气性导电筛200包括网 125。该示意图描绘了导电股线201的2D布置。该示意图示出了一个基本平行的股线子集 201，与之垂直的是另一个基本平行的股线子集201。可以被用作第二电极120的基本平行 的股线(即参见下文的d2和d3)——诸如丝或棒或者股线125的曲径(maze)——之间的 距离,可以特别地在0. 01-500mm之间，诸如约0. 05_50mm。参考图1，在一个实施方案中，第一电极110可以是固定电极；S卩，第一电极110附 接至固定至例如地面的柱(post)或其它物体。换句话说，在一个实施方案中，第一电极110 没有被布置成可移动的。参考图1，在一个实施方案中，第二电极120可以是固定电极；S卩，第二电极120附 接至固定至例如地面的柱或其它物体。换句话说，在一个实施方案中，第二电极120没有被 布置成可移动的。在图1和图2b中，一种栅栏(fence)(网)被用作第二电极120。因此，以此方式，电场30被施加在第一电极110和第二电极120之间，该第一电极 被布置成产生电晕放电，该第二电极包括导电丝，特别地是导电丝网125，其中在一个实施 方案中，第一电极110包括多个第一电极(IlOaUlOb……)(也参见图2a)(诸如多个针)， 并且其中在一个实施方案中，第二电极120包括多个导电股线，诸如丝，特别地是(多个) 导电透气性筛200，诸如分别是多个丝网125(也参见图4a)，并且其中第一电极IlOaUlOb 等以及该多个导电丝——特别地(多个)导电丝网125——分别被布置在固定位置，且被布 置成在从道路、空旷地、跑道、飞机跑道和建造区中选择的一个或更多地理对象上产生电场 30 ；特别地是在从道路、空旷地、跑道和飞机跑道中选择的一个或更多地理对象上。在一个具体实施方案中，第一电极110被布置在机动化运输工具1110上，或者第 二电极120被布置在机动化运输工具1120上，或者第一电极110和第二电极120都被布置 在机动化运输工具(1110、1120)上。因此，在一个特定实施方案中，装置100进一步包括一 个或更多机动化运输工具，其中第一电极110被布置在第一机动化运输工具1110上，或者 第二电极120被布置在机动化运输工具1120上，或者第一电极110和第二电极120被布置 在机动化运输工具1110、1120上，如在图3的实施方案中示意性地描绘的。本发明可以特别地被应用来减少如下的一个或更多地理对象上的雾或霭，所述地 理对象选自道路、空旷地、跑道、飞机跑道和建造区，更特别地选自道路、空旷地、跑道和飞 机跑道。但是，本发明也可以被应用于其他应用，诸如在小距离上减少或移除气态流体，诸如从雾、霭、霾、喷雾和蒸汽中选择的一种或更多种气态流体。示意图1和3示出了飞机跑 道10 ；但本发明不仅限于应用到飞机跑道上的气态流体。在此，术语“道路”特别地涉及为 机动化运输工具——诸如小汽车、汽车、卡车或摩托车(motor)——的行驶而设计的铺装道 路(paved road) 0在此，术语“跑道”或“飞机跑道”(用参考符号10标示)特别地涉及为 飞机或航空器的起飞和/或降落而设计的铺装道路(在图1和图3中用参考符号1标示)。参考图1和图3，本发明进一步也涉及(a)道路和(b)用于从气态流体20中移除 微滴的装置100的组合，该道路选自跑道、飞机跑道和用于汽车的铺装道路，装置100包括 第一电极110，第一电极110被布置成产生电晕放电，并被布置成在该道路的至少一部分上 产生约0. l-100kv/m范围内的电场，装置100优选地也包括第二电极120，如本文所述。在一个具体实施方案中，该气态流体包括从雾、霭、霾、喷雾和蒸汽中选择的一种 或更多种气态流体。在图中，该气态流体用参考符号20标示，并且特别地包括雾、霭或霾。 在此，表述“气态流体中的微滴的移除”可以涉及雾、霭或霾等的有效移除。用本发明的方 法，该流体中的湿度可以减小，从而有效地减少甚至移除雾、霭或霾，并改善可见光穿过该 气态流体的传播。雾、霭或霾可以被减少，从而该气态流体——诸如空气——可以被净化。在一个具体实施方案中，第一电极110包括多个电极，诸如多个导电针，其中该多 个电极被布置成产生电晕放电。在图2a中，该多个电极用参考编号110a、110b、110c……标
7J\ ο在一个优选实施方案中，第一电极110包括一个或更多导电弯曲部件 (conductive curved feature)或导电针(用参考符号115标示)，其一个或更多维度在例 如约0. Ιμπι-O. 5mm范围内。该弯曲部件可以例如包括丝、丝网孔、天线或针，特别地是具有 上述维度的。特别地，应用的是针状部件。导电针在此还被称为针。针特别地是这样的导电 突出物或销钉(Pin)，其平均纵横比(平均即，在该针的长度上平均)在约5-2000范围内 (即，长度/ (平均厚度或平均直径))，特别地在约10-2000范围内，更特别地在约20-2000 范围内。因此，在一个具体实施方案中，第一电极110包括一个或更多——特别地是多个 诸如4-10000个——弯曲部件115，特别地是针。弯曲部件115，特别地是针，可以有一个 或更多维度——特别地是厚度——在约0. 1 μ m-0. 5mm范围内，特别地在约1 μ m-0. 5mm 范围内，更特别地在约10 μ m-0. 5mm范围内，更特别地在约100 μ m-0. 5mm范围内，诸如 10 μ m-0. 1mm。因此，第一电极110特别地包括尖点(sharp point)或针。通常，该针越尖 锐越好。在附图中，弯曲部件115被示为(尖锐的)针，尽管也可以使用丝(可选地包含 缆)、丝网等。优选地，该弯曲部件的一个或更多维度在约0. 1 μ m-o. 5mm范围内，这样的 维度允许电晕放电。在图2a中，示出了弯曲部件115，其具有维度dl (在这里是厚度或直 径)。在这里，该一个或更多维度可以是直径或厚度。这种弯曲部件115的长度(例如，针 长；即纵向长度)可以特别地在约0. 5mm-100cm范围内，特别地在约5mm-50cm范围内。这 种弯曲部件115可以具有140°或更小的角度，特别地是90°或更小，更特别地是50°或 更小。这些角度在图2a的示意性实施方案中用参考符号α标示。特别优选的角度α在 约5° -140°范围内，更特别地在约5° -90°范围内，更特别地在约5° -50°范围内，甚 至更小。弯曲部件115的尖端，在这里特别地是针的尖端，用参考编号116标示。因此，附图也示意性地示出了装置100的一个实施方案，其中第一电极110包括
8多个导电针。特别地，该多个导电针被布置成指向第二电极120的方向(例如在图1中所 示)°电晕是这样的过程通过将中性流体——通常是空气——电离以在具有高电位的 电极周围产生等离子体，在该流体中从该电极产出电流，或许是持续的电流。所产生的离子 最终将电荷传送至附近的较低电位的区域，或者再结合以形成中性气体分子。当电位梯度 在该流体中的某点处足够大时，该点处的流体电离从而变为导电的。如果带电物体具有尖 点，则该点周围的空气将处于比其他地方高得多的梯度。该电极附近的空气可以变为电离 的(部分导电的)，而更远处的区域则不会。当该点附近的空气变为导电的时，它具有增大 该导体的表观尺寸(apparent size)的效果。由于该新的导电区域较不尖锐(或弯曲)，则 该电离可以不延伸经过此局部区域。在该电离和导电区域以外，带电颗粒慢慢地到达带相 反电荷的物体，并被中和。如果该几何形状和梯度使该电离区域继续增长而不是停在某一 半径，则可以形成完全导电的路径，导致瞬间的火花或连续的电弧。电晕放电通常包含两个 非对称的电极；一个电极高度弯曲(诸如，针的尖端，或者小直径的丝)，一个电极具有低曲 率(诸如，板，或者地，或者在此所称的网)。高曲率在一个电极附近确保了高电位梯度，以 产生等离子体。导体上的电荷完全位于它们的外表面上(参见法拉第笼)，且与平坦表面相比，趋 于更集中于尖点或边缘。这意味着，由弯曲的导电点上的电荷产生的电场大大强于由大的 光滑球形导电壳上的相同点荷产生的电场。当该电场强度超过被已知为电晕放电起始电压 (CIV)梯度时，它电离该尖端周围的空气，从而在黑暗中在该导电尖端上可以看到小的微弱 的等离子体紫色射流(jet)。附近空气分子的电离导致产生了与该带电尖端具有相同极性 的电离空气分子。随后，该尖端排斥带相同电荷的离子云，且该离子云由于离子自身之间的 斥力而立即膨胀。离子的此斥力产生了从该尖端发出的“电风”。此“电风”特别地指向第二电极120的方向。因此，即使接地，该电风也可以指向第 二电极120。因此，第二电极120特别地是这样的电极，该电极一方面允许该气态流体传播， 另一方面允许气态流体20中的微滴凝结或聚集。因此，在一个实施方案中，第二电极120特 别地是丝，更特别地是布置成基本平行的多个丝或棒——如ID栅(raster)，或者是布置成 网125(其可以称为2D栅)的多个丝或棒。可以用作第二电极120的丝或棒之间的距离， 或者网125的曲径之间的距离，可以特别地在0. 01-500mm之间，诸如约0. 05_50mm(或者例 如0. 1 μ m到0. 5mm)，以使带电的和/或不带电的微滴可以聚集在该丝或网上，且由于重力 而流入或冲入例如水槽(gutter)或者任何其他排水设备(drain)或集水系统。在此，在一个实施方案中，术语“丝”或“导电丝”也可以分别涉及“缆”或“导电 缆”。因此，在一个具体实施方案中，导电透气性导电筛200——诸如在一个实施方案中 是丝网125——包括这样的网孔，该网孔的一个或更多维度(诸如长度、宽度或直径)在约 0. 01-500mm范围内——诸如优选地在约0. Ol-IOmm范围内，特别地在约0. 05-5mm范围内， 更特别地是0. 1 μ m到0. 5mm。这些维度使流体20穿过筛200，并允许微滴积聚在导电股线 201处。这些维度被示意性描绘在图2b中，其中d2和d3表示毗邻的(即相邻的)丝之间 的距离(即长度和宽度)，用参考符号126、网125标示。而在另一个实施方案中，第二电极 120包括多个基本平行布置的导电丝(包括缆)，且丝之间的距离在约0. 01-500mm范围内，
9诸如在约0. Ol-IOmm范围内，特别地在约0. 05-5mm范围内(更特别地是0. 1 μ m到0. 5mm)。 在此，术语“多个丝”特别地涉及约4-500个这种丝。这种网125或多个丝可以有效地捕捉 微滴，从而从气态流体20中除去微滴。因此，在一个具体实施方案中，其中第二电极120包括多个丝，其被布置成基 本平行的或者被布置成丝网，两个相邻的基本平行布置的丝之间的最长距离优选地在 0. 01-500mm范围内，特别地是0. Ol-IOmm,特别地在约0. 05_5mm范围内，诸如特别地是 0. 5-5mm,诸如特别地是约0. 05-50mm,更特别地是约0. 5-10mm(更特别地是0. 1 μ m到 0. 5mm)ο因此，该第二电极包括导电股线，其中相邻(基本平行布置的)股线之间的最短 距离是0. 01-500mm,特别地是0. 05-500mm,更特别地是0. 05-500mm,诸如0. 5-50mm,或 0. 5-10mm，优选地是 0. 5_50mm。在ID筛中，最短距离可以是两个相邻股线201之间的最短距离，诸如在图2b和图 2c中用d3标示的。在2D筛中，诸如图2b中所描绘的，最短距离可以是直径，但也可以是长 度和/或宽度，即分别是d2和d3。优选地，这些距离中的至少一个满足以下条件相邻导 电股线之间的最短距离是约0. 01-500mm。另一个距离没有必要也满足该条件，尽管在一个 优选的实施方案中是这样的。相似地，在3D筛(未示出)中，最短距离可以是直径，但也可 以是长度和/或宽度和/或深度。优选地，这些距离中的至少一个满足以下条件相邻导电 股线之间的最短距离是约0. 01-500mm。另一个距离没有必要也满足该条件，尽管在一个优 选的实施方案中是这样的。距离dl和d2等特别地是基本平行布置的股线201之间的最短 距离。在存在网孔的系统中，如在2D网中，这种网孔可以具有任何形状，并且在这种系 统中，该网孔直径可以被选为相邻股线之间的最短长度。导电股线201的维度——其用参考符号d4标示，依赖于导电股线201的类型，直 径或平均直径或宽度优选地在约0. 05-50mm范围内，特别地在约l_20mm范围内。在一个实施方案中，未描绘，该透气性导电筛包括多个基本平行布置的导电板。再 一次，它可以是ID布置或2D布置。可以用作第二电极120的基本平行的板之间的距离(即 d2和d3)，或者“板”网125的曲径，可以特别地在0. 01-500mm范围内，诸如约0. 05_50讓。 在此进一步描述使用多个股线的本发明。因此，在一个实施方案中，本发明也提供了用于从 气态流体中移除微滴的装置，包括第一电极，其被布置为正极，被布置成产生电晕放电，并 被布置成产生0. l-100kV/m范围内的电场；以及第二电极，其作为接地电极，包括由多个导 电板制成的透气性导电蹄，相邻导电板之间的最短距离在0.01-500mm范围内。图2c示意性地描绘了 1D(阵列)的导电股线201，其排列成一种栅栏，如筛200。 该网孔用参考符号d3标示。该网孔在筛200上可以变化。图2d和图2e示意性地描绘了 当不存在(例如图2d)或存在(图2e)第二电极120的情况下的电场30。仅在后一实施方 案中，即，在使用带(正)电的第一电极110和对电极(第二电极120)时，可以体现本发明 的优势。特别地，第一电极110包括多个针。注意，在图2e中，第二电极120——特别地由 此透气性导电筛200——被布置在相对于该针的虚拟延伸(“纵向轴线”或“针轴线”，参见 下文)的边缘之下(即，“倾斜的(slanted)”)。但是优选地，第二电极120相对于第一电 极110的针不是倾斜的。优选地，针和第二电极——特别地由此透气性导电筛200——被垂直地布置，以使该(多个)电极指向第二电极120的方向。图3在上文已经描述。如上文提及的，“电风”特别地指向第二电极120的方向。因此，在一个具体实施方 案中，第一电极110和第二电极120被布置成在第二电极120的方向上产生电风。这可以 通过给隔离的第二电极120提供特别地负电荷(在装置100的使用中)来实现。进一步， 这也可以通过将弯曲部件115——特别地是针——指向第二电极120的方向来实现。特别 地，在较短距离诸如约l-25m、特别地5-25m的情况下，将弯曲部件115以尖端116在第二 电极120的方向上对齐的方式布置，可以允许在第二电极120的方向上产生电风，从而在第 二电极120的方向上驱动气态流体20，其中微滴在电极120的(多个)丝上或者在网(见 图1)的丝126上凝结。将收集器布置在第二电极120下方可以允许进一步收集微滴。因 此，在一个具体实施方案中，第二电极120进一步包括收集器140，该收集器被布置成收集 被第二电极120收集的微滴。这种收集器140特别地使用重力来收集微滴。微滴可以在股 线201——诸如丝——处聚集或凝结，并由于重力而落下，在这里收集器140收集微滴。收 集器140可以例如是水槽或排水设备。微滴，特别是水微滴，通常在约0. 01 μ m-3mm的数量级，更特别地在约 0. 1 μ m-0. Imm的数量级。如上文提到的，第二电极120可以被布置成允许气态流体20流过 第二电极120，但基本阻止该气态流体所含的大部分微滴。其中，术语“导电”是现有技术中已知的，但是特别地指约1 · ΙΟ"9 Ω ·πι(在20°C ) 或更小的电阻率。在又一个实施方案中，装置100的第一电极110或者第二电极120或者第一电极 110和第二电极120是一物体的一部分或者与该物体集成，该物体包括街道设施，例如声 障、防撞护栏、隧道墙、路标、交通信息系统、路灯和交通灯。在这种实施方案中，第一电极 110或者第二电极120分别没有被布置成可移动的。如上文提及的，也可以使用多个第一电极110和第二电极120，其中成组的第一和 第二电极110、120被布置成以距离Ll彼此相对。在电极110、120之间可以布置地理对象， 诸如道路。它的一个实施例被示意性地描绘于图4a中。因此，图4a示意性描绘了一个实 施方案，其中第一电极110包括多个第一电极110，并且其中第二电极120包括多个第二电 极120，在此是透气性导电筛200，并且其中第一电极110和多个透气性导电筛200被布置 在固定位置，并且特别地被布置成在从道路、空旷地、跑道、飞机跑道和建造区中选择的一 个或更多地理对象上产生电场。在又一个实施方案中，该地理对象是作为小建筑物的建造 区。进一步，优选地，附随第一电极的第二电极120分别被布置在第一电极110的一 侧。或者，换句话说，在第一电极110被布置成附随有多个第二电极120的情况下(特别地 是为了执行本发明的方法)，这些第二电极优选地被布置在第一电极110的一侧，从而优选 地没有被布置成包纳或包围第一电极110。进一步，第二电极120也可以被用作定向电极(directional electrode)，因为由 于第二电极的存在，该流体——或者至少其中的带电微滴——朝第二电极120的方向移动。 因此，该流体也可以穿透第二电极120，并且例如，由被布置为接收带电微滴的接收器接收。 该接收器可以是带有收集器的板。它的一个实施例被示意性地描绘于图4b中，其中电风可以吹过第二电极120。微滴中的一部分可以积聚在第二电极120处，但是一部分也可以穿透 第二电极120，并被例如收集器140 (在这里是水槽的形式)积聚在该接收器(在这里用参 考符号300标示)处。图4c示意性地描绘了第一和第二电极110、120的优选布置。第一电极110包括作 为弯曲部件115的多个针。注意，该“弯曲部件”可以具有作为尖端的尖锐边缘。术语“弯 曲部件”特别地是指表面融合成尖端，诸如在楔形物(wedge)或针的情况下。特别地，针是 优选的。这种针可以包括纵向轴线或“针轴线”，其优选地指向第二电极120的方向。在图 4c中，该纵向轴线用参考符号160标示。相对于纵向轴线160，在尖端116的方向上，可以 构造具有圆锥角θ的虚拟圆锥体(cone)。该虚拟圆锥体是通过提供相对于纵向轴线160 具有角度θ的表面来构造的；对称的圆锥体将具有开口角2 θ。在这里，表述“将弯曲部件 (或针)115以尖端116在第二电极120的方向上对齐的方式布置”以及类似的表述，特别 地是指第二电极120的至少一部分将被布置在该由至少一个针组成的虚拟圆锥体中。优选 地，特别地在多个针的情况下，圆锥角θ是30°，更优选地是20°，更优选地是10°，更优 选地是5°。这意味着在具有10°圆锥角的虚拟圆锥体中，将建立该第二电极。在第二电 极120被布置成精确地与第一电极110相对的情况下，纵向轴线160将“拦截”该第二电极。 在图4c中，该多个针相对于该第二电极——特别是导电透气性筛200——“垂直”布置。在单个针的情况下，θ可以更大，但是优选地小于90°。或者，参看图4d，弯曲部件(或针)针115可以指向具有角度Q1W方向，该角度 是相对于从第一电极115延伸至第二电极120的水平线(horizontal) 170而言的；再一次， 角度9Jt选地在0-30°范围内，更优选地0-20°，更优选地0-10°，更优选地0-5°。在 图4c中，角度Q1Sf。因此，在该(优选)实施方案中，纵向轴线160分别具有角度Θ” 该角度9Jt选地在0-30°范围内。在应用了包括多个针的第一电极110的实施方案中，优选地该多个针基本平行地 排列(即，纵向轴线160基本平行地排列)。实施例1霭/雾移除试验使用被针穿通的(泡沫塑料(styrophome))板。在该试验中，每个针都在背面连 接至15. 000V的电荷。该泡沫塑料纯粹用作绝缘体并使该针直且竖立。所述针以IkV的步 幅逐步地带电。为了该实验，应用了普通的雾扩散器(电沸水器)。在6kV电平时，观测到空气中雾微滴的移动。所观测到的移动是大约0. 5米每秒。 在7kV电平时，观测到所有的空气中所含微滴朝该对电极的总体移动。使用了曲径为50mm 的网作为该对电极。该对电极接地。所观测到的移动是大约lm/s。在8kV，所有雾微滴直接 朝该网猛烈移动。该移动是至少约3到4m/s。然后，在9kV，观测到与8kV时相同的结果； 该风更猛烈。该移动似乎比8kV时更快；至少约4-5米每秒。所有雾，一被含在空气中，就 直奔该网。在IOkV时，观测到与9kV时相同的结果，只不过朝该网的移动更快。重复该试验得出了相同的结果。实施例2网孔尺寸的改变改变网孔尺寸，参见下表，
权利要求
处于0.1 100kV/m范围内的电场在移除气态流体中的微滴方面的用途，其中该电场被施加在第一电极和第二电极之间，该第一电极是正电极，其被布置成产生电晕放电，该第二电极是接地电极，其包括由多个导电股线制成的透气性导电筛，相邻导电股线之间的最短距离在0.01 500mm范围内。
2.如权利要求1所述的用途，其中该第一电极包括多个导电针。
3.如权利要求2所述的用途，其中该多个导电针被布置成指向该第二电极的方向。
4.如任一个前述权利要求所述的用途，其中该透气性筛是导电丝网。
5.如任一个前述权利要求所述的用途，其中该第一电极和该第二电极之间的最短距离 在0. 05-500m范围内，优选地在5-500m范围内。
6.如任一个前述权利要求所述的用途，其中该第一电极被布置在机动化运输工具上， 或者该第二电极被布置在机动化运输工具上，或者该第一电极和该第二电极都被布置在机 动化运输工具上。
7.如任一个前述权利要求所述的用途，用于减少从道路、空旷地、跑道、飞机跑道和建 造区中选择的一个或更多地理对象上的雾或霭。
8.如任一个前述权利要求所述的用途，其中该第一电极包括多个第一电极，并且其中 该第二电极包括多个透气性导电筛，并且其中该第一电极和该多个透气性导电筛被布置在 固定位置，且被布置成在从道路、空旷地、跑道、飞机跑道和建造区中选择的一个或更多地 理对象上产生该电场。
9.一种用于移除气态流体中的微滴的方法，包括向该气态流体施加0. l-100kV/m范 围内的电场，其中该电场被施加在第一电极和第二电极之间，该第一电极是正电极，其被布 置成产生电晕放电，该第二电极是接地电极，其包括由多个导电股线制成的透气性导电筛， 相邻导电股线之间的最短距离在0. 01-500mm范围内。
10.如权利要求9所述的方法，其中该第一电极包括多个导电针。
11.如权利要求10所述的方法，其中该方法进一步包括将该多个导电针布置成指向该 第二电极的方向。
12.如权利要求9-11中任一个所述的方法，其中该气态流体包括从雾、霭、霾、喷雾和 蒸汽中选择的一种或更多种气态流体。
13.如权利要求9-12中任一个所述的方法，其中该透气性筛是导电丝网。
14.用于从气态流体中移除微滴的装置，包括第一电极，其被布置为正电极，被布 置成产生电晕放电，且被布置成产生0. l-100kV/m范围内的电场；以及第二电极，其是 接地电极，包括由多个导电股线制成的透气性导电筛，相邻导电股线之间的最短距离在 0. 01-500mm 范围内。
15.如权利要求14的装置，其中该第一电极包括多个电极，其中该多个电极被布置成 产生电晕放电。
16.如权利要求14-15中任一个所述的装置，其中该第一电极包括导电弯曲部件，该导 电弯曲部件的一个或更多维度在0. 1 μ m-0. 5mm范围内。
17.如权利要求14-16中任一个所述的装置，其中该第一电极包括多个导电针。
18.如权利要求17所述的装置，其中该多个导电针被布置成指向该第二电极的方向。
19.如权利要求14-18中任一个所述的装置，其中该透气性筛是导电丝网。
20.如权利要求19的装置，其中该导电丝网包括网孔，该网孔的一个或更多维度在 0. Ol-IOmm 范围内。
21.如权利要求14-20中任一个所述的装置，其中该装置进一步包括一个或更多机动 化运输工具，其中该第一电极被布置在机动化运输工具上，或者该第二电极被布置在机动 化运输工具上，或者该第一电极和该第二电极都被布置在机动化运输工具上。
22.如权利要求14-20中任一个所述的装置，其中该第一电极或者该第二电极或者该 第一和第二电极是一物体的一部分或者与该物体集成，该物体包括街道设施，例如声障、防 撞护栏、隧道墙、路标、交通信息系统、路灯和交通灯。
23.(a)道路和(b)根据权利要求14-22中任一个所述的用于从气态流体中移除微滴 的装置的组合，该道路选自跑道、飞机跑道和用于汽车的铺装道路，该装置包括第一电极， 该第一电极被布置成产生电晕放电，并被布置成在该道路的至少一部分上产生0. I-IOOkV/ m范围内的电场。
全文摘要
本发明提供了用于减少和移除空气中的液滴——诸如雾、霭或霾——的用途、方法和装置，尽管本发明在具体实施方案中也可能被用来从喷雾或蒸气中减少和移除液滴。本发明的对霭以及/或者空气所含的水微滴或其他液滴进行捕获和收集的装置产生电风，特别地被第一电极的带电针尖或线状构造和/或丝以及雾和/或空气所含的水微滴或其他液滴的带电所加强，所述微滴或其他液滴将被该电风以及处于该电源与对面的接地或带相反电荷的由细密网或类似物制成的对电极(第二电极)之间的电场引导。
文档编号E01H13/00GK101978116SQ200880126688
公开日2011年2月16日 申请日期2008年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者J·C·M·马里杰尼森, R·A·鲁斯, W·N·J·于尔瑟姆 申请人:代尔夫特科技大学