专利名称：纳米颗粒分离的制作方法
纳米颗粒分离相关申请的交叉引用要求下述申请的优先权2010年2月26日提交并且用律师档案编号MTCW001701来标识的、题目为“NANOPARTICLE FILTRATION”的美国申请12/714，078。
背景技术：
除非在此另外指示的，在本部分中描述的材料并非本申请中的权利要求的现有技木，并且将其包含在本部分中并不意味承认其为现有技木。纳米颗粒具有较大的表面面积和小的体积，使得它们与具有相同化学成分的材料相比具有不同的属性和不同的效果。这种高的表面与体积比可以使得纳米颗粒更具有化学活性并更具有生物活性，从而可能导致医疗和/或环境损害。 纳米颗粒在环境中来自若干来源。工程纳米颗粒用于多种技术及消费者产品，如化妆品、防晒品、纺织品、涂料、食品和能量技术与医疗产品和医药等。纳米颗粒还作为各种系统的副产品，例如来自车辆燃烧(特别是通过具有柴油机的大型车辆)的副产品。
发明内容
本公开描述了被配置为处理包含悬浮的纳米颗粒的气体的过滤器设备和建筑物通风系统，所述过滤器设备具有气体入口和气体出ロ，并且流方向从气体入ロ向气体出ロ延伸。还公开了用于从气体中分离纳米颗粒的方法。ー些示例过滤器设备可以包括在气体入口下游的羽流产生器，其被适配为产生在气体中的液滴的羽流；混和室，其被配置为混和所述液滴的羽流和纳米颗粒，将所述纳米颗粒接合到所述液滴；以及气旋分离器，其包括锥形腔，所述锥形腔被配置为产生所述气体的气旋旋转，以从所述气体中分离所述悬浮的液滴。在所述羽流产生器上游的颗粒充电室可以向在所述气体中悬浮的纳米颗粒施加电荷。收集器可以被配置为从所述气旋分离器收集液体，以允许通过第二级过滤器来过滤所述液体并再使用所述液体。推进器可以推进所述气体沿所述流方向通过所述过滤器设备。所述过滤器设备可以被包含到建筑物通风系统中。一些示例方法可以包括经由气体入口来接收气体；产生在所接收的气体中悬浮的液滴的羽流；将所述羽流和纳米颗粒混和，以产生混合物，所述混合物包括粘附地接合到所述悬浮的液滴的纳米颗粒和气体；以及将所述悬浮的液滴与所述气体气旋地分离。所述方法可以进一歩包括在将所述液滴的羽流与所述气体混和之前，向在所述气体中的纳米颗粒施加电荷。所述方法可以进一歩包括收集和再使用从所述气体中气旋地分离的液体。上述的发明内容仅是说明性的，并且不意欲作为任何方式的限制。除了如上所述的示例性的方面、实施例和特征之外，其他方面、实施例和特征通过參考附图和下面的详细说明将会变得清楚。
根据下面的说明和所附的权利要求结合附图，本公开的以上和其他特征将变得更为完全清楚。应理解这些附图仅描述了根据本公开的几个实施例，并且因此不应被看作对其范围的限制，通过使用附图将以另外的具体性和细节来描述本公开，在附图中图I是示出示例纳米颗粒过滤系统的图；图2是示出作为被适配为用在纳米颗粒过滤系统中的控制器的一个示例的计算装置的框图；
图3是示出可以在纳米颗粒过滤系统中执行的示例方法的流程图；图4是示出被适配为用在纳米颗粒过滤系统中的示例羽流室的图；图5是示出被适配为用在纳米颗粒过滤系统中的示例气旋分离器的图；以及图6是示出全部根据本公开的至少ー些实施例来的、包含纳米颗粒过滤系统的示例建筑物通风系统的图。
具体实施例方式在下面的详细说明中，參考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指示，那么类似的符号通常标识类似的部件。在详细说明、附图和权利要求中描述的说明性实施例不意味着是限制性的。在不偏离在此提供的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易明白，在此一般地描述并且在附图中示出的本公开的各方面可以用多种不同的配置来布置、替代、组合和设计，所述多种不同的配置均被明确地考虑过,并且成为本公开的一部分。虽然纳米颗粒具有许多新的用途和有益应用，但是它们也具有产生新的健康风险的可能。例如，虽然人和生物体已经随着时间进化了生物机制以相对于各种环境因素来保护他们本身，但是直到最近他们才被暴露合成纳米颗粒。因此，人体的防护机制(诸如与免疫和炎症系统相关联的机制)可能未准备好有效地响应于纳米颗粒。因为它们的小的尺寸(大约为病毒的尺寸)，纳米颗粒容易被吸入或吸收，并且可以容易地穿透生理障碍并且在循环系统内行进，从而可能破坏细胞过程并且引起疾病。许多纳米颗粒行进到肺部，使得肺部损害成为人类毒性的主要问题之一。然而，纳米颗粒还具有损坏其他器官的可能。虽然大多数纳米材料的毒性效果大部分是未知的，但是存在下述越来越多的证据纳米颗粒暴露与诸如哮喘、支气管炎、肺气肿、肺癌、帕金森氏病和老年性痴呆症等疾病相关。纳米颗粒还已被联系到动脉硬化、血栓、心率不齐、心脏病和心脏猝死的发生。在柴油发动机中，纳米颗粒可以占总排放质量的大约20%，但是可以构成颗粒总数的超过大约90%。纳米颗粒可在环境中分散和累积，导致环境损害和健康风险。它们可能难以与较大的环境隔离，这部分是因为传统的过滤技术通常以较大的颗粒为目标。本公开总体上特别涉及与从气体中过滤纳米颗粒相关的方法、装置和/或系统。可以产生液滴的羽流，并且然后将其与气体和在气体中悬浮的任何纳米颗粒混和，使得在气体中的纳米颗粒粘附到液滴。在与液滴混和前，纳米颗粒可以接收电荷，以促进粘附。混和的气体可以在气旋分离器中被旋转，使得从气体中分离液滴和粘附的纳米颗粒。过滤的气体可以被释放到空气中，并且/或者例如通过将过滤的气体引导用在建筑物通风系统中而用于任何期望的应用，同时可以收集、处理并可能再使用液体和纳米颗粒。图I是示出根据本公开的至少ー些实施例布置的示例纳米颗粒过滤系统的图。图I包括气体入口 100、颗粒充电室110、羽流室120、混和室130、一个或更多个气旋分离器140、气体出ロ 150、液体排放部160、收集器161、液体再利用管道162和控制器200。在图I中，气体入口 100、颗粒充电室110、羽流室120、混和室130和气旋分离器140可以是相邻的元件，其被适配为促进气体从在气体入口 100处的上游侧向在从气旋分离器140发射的气体出ロ 150处的下游侧流动。液体再利用管道162可以被配置为从位于气旋分离器140附近的收集器161向羽流室120传输液体。推进器101可以位于系统中的任何点处，并且被适配为使气体穿过系统。而且，控制器200可以被配置为经由耦合171向推进器101发送气体流速控制信号172。控制器200还可以被配置为经由耦合173向颗粒充电室110发送电荷电平控制信号174。控制器200哈可以被配置为经由耦合175向羽流室120发送液滴大小控制信号176。控制器200还可以被配置为经由耦合177向混和室130发送混和控制信号178。控制器200还可以被配置为经由耦合179向气旋分离器140发送气旋行为控制信号180。气体入口 100可以被配置为纳米颗粒过滤系统的入口。在一些实施例中，气体入 ロ 100可以被配置为将进入的气体接收并传输通过系统。具有可以通过其来接收气体的、不同大小和形状的开ロ或输入端ロ的各种配置都是可能的。气体入口 100可以可选地被配置有滤网或初级过滤器，以防止诸如鸟、灰尘、雨和/或大分子等物体进入系统。气体入ロ 100可以包括推进器101，推进器101被配置为推进气体沿着流方向通过纳米颗粒过滤系统。然而，应当强调，推进器101可以位于系统中的任何点处，并且不需要将推进器101定位在入口 100处。推进器101可以被适配为经由耦合171从控制器200接收气体流速控制信号172，耦合171可以被配置为调节气体进入过滤器中的流速。例如，在一些实施例中，可以调整推进器速度以增大或降低气体流速。可以根据在纳米颗粒过滤系统中用于产生气流的多种结构的任何ー种来配置推进器101。在一些实施例中，推进器101可以包括一个或更多个旋转风扇叶片。在一些实施例中，推进器101可以包括泵或叶轮类型的结构。当使用多个推进器元件时，可以选用地可选地配置流速控制信号172以选择性地激励或去激励推进器元件的子集，以调整流速。在一些实施例中，在气体入口 100处进入系统的气体可以包括空气，诸如要过滤并且被供应到作为建筑物通风系统的一部分的建筑物内的室外空气。空气或其他气体可以包含一个或更多个类型的纳米颗粒以及可以或也可以不要求过滤的较大颗粒。在一些实施例中，可以与所公开的过滤器设备相结合地使用另外的过滤器(未示出)，以去除比所公开的过滤器设备被设计用于去除的颗粒大的颗粒。纳米颗粒可以包括直径为大约500纳米或更小的颗粒。例如，纳米颗粒可以包括从汽油和柴油发动机发射的颗粒。来自汽油发动机的纳米颗粒的直径经常在从大约20纳米至大约60纳米的范围，而来自柴油发动机的纳米颗粒的直径经常在从大约20纳米至大约130纳米的范围。虽然可以在非空气气压的压カ下实现图I中示出的纳米颗粒过滤系统的各方面，但是本发明的一些实施例可以利用所说明的系统的能力在空气气压下有效地运行。颗粒充电室110可以被适配为在通过颗粒充电室110的纳米颗粒中产生电荷，这可使得在混和室130中纳米颗粒更有可能粘附到液滴。颗粒充电室110例如可以包括电晕放电元件和/或电子发射器(电子枪)。颗粒充电室110是所示的纳米颗粒过滤系统的可选方面，并且在ー些配置中可以不包括颗粒充电室110。
电晕放电元件是被配置为在颗粒充电室110中产生电晕放电的元件。电晕放电是在具有不同的电压的导电表面之间产生放电的现象。电压产生电场，该电场将表面之间的纳米颗粒电离。该电离使得ー个或更多个自由电子从纳米颗粒分离出来，由此在剩余的纳米颗粒中产生正电荷。电子发射器元件是被配置为向颗粒充电室110内发射自由电子的元件。例如，可以使用小的加热器来加热阴极，该阴极发射电子云。然后，电极可以被配置为产生电场，以将电子引导到颗粒充电室110内。自由电子可以附接于特定纳米颗粒，从而导致主要为负电荷的纳米颗粒。根据要过滤的纳米颗粒的类型，颗粒充电室110可以被配置为增强在混和室130中纳米颗粒向液滴的粘附。例如，汽油和柴油灰粒可以自然地粘附到水的表面，而其他颗粒经过在颗粒充电室Iio中进行静电充电后可以更好地粘附。颗粒充电室110可以被配置为经由耦合173从控制器200接收电荷电平控制信号174。电荷电平控制信号174可以用于基于过滤的纳米颗粒的类型和/或在混和室130中使 用的液体的类型来调整要施加的静电电荷的类型和数量。为了控制在电晕放电元件中的静电电荷的量，控制器200可以调整电晕放电元件中充电表面上的电势差。为了控制在电子发射器元件中的静电电荷的量，控制器200可以被配置为调整所发送的电子的強度水平。在控制电荷类型的过程中，例如，通过在颗粒充电室110中利用所选择的类型的颗粒充电设备(如所述的电晕放电元件对电子发射器元件，)所施加的静电电荷可以主要为正或负。正电荷的颗粒彼此排斥，负电荷的颗粒也如此，而正电荷的颗粒和负电荷的颗粒彼此吸引。因此，可以控制电荷类型以促进纳米颗粒向液滴的粘附。羽流室120可以被配置为产生在气体入口 100处进入过滤器的气体中悬浮的液滴的羽流。图4更详细地示出了示例羽流室120。通常，羽流室120可以包括羽流产生器，该羽流产生器被适配为产生变得悬浮在气体中的液滴。羽流产生器可以被配置为从经由液体再利用管道162接收的液体中产生液滴，以再循环系统使用的液体。在其他实施例中，羽流产生器可以被配置为从诸来自如建筑物羽流系统耦合或耦合到诸如保存箱、湖、海洋或河流之类的储藏库的液体入口的另ー液体供应中产生液滴。一些实施例可以被配置为没有羽流室120，而是在气体入口 100中和/或在混和室130中包括羽流产生器。在一些实施例中，在羽流室120中产生的液滴可以包括水滴，当然，也可以应用其他类型的液体，因此本公开不限于水用作工作液体。在一些实施例中，在羽流室120中使用的液体中可存在来自通过纳米颗粒过滤系统执行的先前过滤的溶解的盐和/或残留纳米颗粒之类的少量物质，以有助于纳米颗粒向液滴的粘附。混和室130可以被配置为在流过混和室130中的气体中产生涡流。混和气体通过下述方式来促进悬浮的纳米颗粒和液体之间的粘附或者通过液体和纳米颗粒的自然存在的属性，或者通过先前的静电充电。在一些实施例中，混和室130可以被配置有静态涡流元件，如沿着混和室130的侧壁布置的翅片。在其他实施例中，混和室130可以被配置有动态涡流元件，动态涡流元件搅动在混和室130中的气体。例如，风扇元件或机械搅拌元件可以作为动态涡流元件。混和室130可以被配置为经由耦合177从控制器200接收混和控制信号178，混和控制信号178可以用于调整任何动态涡流元件的启动以及可应用于包含液滴和纳米颗粒的气体的混和率(mixing rate)。
诸如硫酸盐和基于有机碳的化合物等许多常见的纳米颗粒可以被水吸引，并且可以自然地粘附到水粒子。有助于纳米颗粒和液滴的粘附的ー个因素是静电双层(Electrostatic Double layer, EDL)交互的处理。EDL是包括当将物体置于液体时在中该物体的表面上出现的离子的两个并排层的结构。第一层是与物体的表面重合的正或负的表面电荷。第二层是在电吸引和热运动的影响下从流体中的自由离子中形成的、在流体中的扩散层，该第二层电子地屏蔽第一层。因此，EDL可以作为在近范围的充电表面，从而吸引另外的纳米颗粒粘附到液滴。为了促进由该现象而导致的核化作用，所使用的液体可以有意地包含选择量的杂质，该杂质可以被加到液体，并且/或者有意地保留已经包含有特定杂质的液体，以在混和室中促进额外的纳米颗粒粘附到液体。气体可以从混和室130流入气旋分离器140内。气旋分离器140可以被配置为使用旋转和重力来从气体中去除液体颗粒。图5中详细示出了示例气旋分离器140。通常，气旋分离器140可以包括锥形腔，在该锥形腔中，气体沿高速螺旋路径从腔的宽端向窄端流动。离心カ将液滴推向气旋分离器的侧壁，并且气体退出作为气体出口 150的气旋分离器，而液体与粘附到该液体的纳米颗粒一起可作为液体排放160而被发射。气旋分离器140可以被配置为经由耦合179从控制器200接收气旋行为控制信号180，气旋行为控制信号180 可以用于调整气体在气旋分离器140内旋转的速率。在一些实施例中，第二级过滤器可以被配置为从液体排放160中分离纳米颗粒。在图5中示出第二级过滤器。在一些实施例中，液体排放160可以被适配为聚集或沉淀在收集器161中，以便从液体排放160中分离纳米颗粒。在一些实施例中，液体再利用管道162可以被配置为从收集器161和/或第二级过滤器(在图I中未示出)向羽流室120输送所收集的液体，以提供用于羽流产生器的随后操作的液体。图2是根据本公开的至少ー些实施例来设置的、被适配为用在纳米颗粒过滤系统中的计算装置200的框图。计算装置200是图I中所示的控制器200的示例。在ー很基本的配置201中，计算装置200可以包括一个或更多个处理器210和系统存储器220。存储器总线230可以用于在处理器210和系统存储器220之间进行通信。根据期望的配置，处理器210可以是任何类型的，包括但是不限于微处理器(U P)、微控制器(U C)、数字信号处理器(DSP)或其任何组合。处理器210可以包括ー级或更多级的高速缓存(如ー级高速缓存211和ニ级高速缓存212)、处理器核213和寄存器214。处理器核213可以包括算木逻辑单元(ALU)、浮点単元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)或其任何组合。存储器控制器215还可以与处理器210 —起使用，并且在一些实施方式中，存储器控制器215可以是处理器210的内部部分。根据期望的配置，系统存储器220可以是任何类型的，包括但是不限于易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、快闪存储器等)或其任何组合。系统存储器220通常包括操作系统221、一个或更多个应用222和程序数据230。应用223-224例如可以包括纳米颗粒过滤系统调整模块223和环境控制模块224。程序数据231-232可以包括例如纳米颗粒过滤系统数据231和环境控制数据232。纳米颗粒过滤系统调整模块223例如可以包括气体流速调整模块、液滴大小调整模块(如结合图4所述的，其还可以控制液滴产生速率)、电荷电平调整模块、混和调整模块和气旋行为调整模块，它们被配置为启动和调整图I中所示的系统的各个方面。纳米颗粒过滤系统调整模块223可以包括纳米颗粒过滤系统的操作状态、维护和性能数据。环境控制模块224可以包括作为建筑物、船只、飞机或其他受控环境的环境控制系统的一部分而配置的模块。环境控制模块224可以被配置为通过启动纳米颗粒过滤系统来响应于特定条件。例如，在一些实施例中，计算装置可以耦合到測量室内和/或室外空气质量以及诸如建筑物占用率等其他数据的传感器。环境控制模块224可以被配置为当室内和/或室外空气质量下降到低于阈值时，或在一日中与高占用率和/或高预期污染水平对应的特定时间，启动纳米颗粒过滤系统。环境控制数据232可以包括空气质量和建筑物占用测量以及传感器数据，以跟踪纳米颗粒过滤系统的性能。计算装置200可以具有另外的特征或功能和便于在基本配置210与任何所需装置和接ロ之间的通信的另外的接ロ。例如，总线/接ロ控制器240可用于便利经由存储接ロ总线241在基本配置201和一个或更多个数据存储装置250之间的通信。数据存储装置250 可以是可拆卸存储装置251、非可拆卸存储装置252或其组合。可拆卸存储装置和非可拆卸存储装置的示例包括磁盘装置，如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD);光盘驱动器，如致密盘(⑶)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器；固态驱动器(SSD);以及带驱动器，这里仅列出几个。示例计算机存储介质可以包括用存储诸如计算机可读指令、数据指令、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性介质、可拆卸和非可拆卸介质。系统存储器220、可拆卸存储器251和非可拆卸存储器252全部是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但是不限于RAM、ROM、EEPR0M、快闪存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光学存储器、磁盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算装置200访问的任何其他介质。任何这样的计算机存储介质可以是装置200的一部分。计算装置200还可以包括接ロ总线242，用于便利从各种接口装置(例如输出接ロ、外围接口和通信接ロ)经由总线/接ロ控制器240至基本配置201的通信。示例输出装置260包括图形处理单元261和音频处理単元262，它们可以被配置为经由ー个或更多个AV端ロ 263与诸如显示器或扬声器等的各种外部装置进行通信。示例外围接ロ 270可以包括串行接ロ控制器271或并行接ロ控制器272，它们可以被配置为通过经由ー个或更多个I/O端ロ 273与诸如输入装置(例如键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等)等外围装置或其他外围装置(如打印机、扫描仪等)的有线或无线连接来进行通信。还可以连接其他常规I/O装置，诸如鼠标和键盘等。示例通信装置280包括网络控制器281，网络控制器281可以被设置为便于经由ー个或更多个通信端ロ 282通过网络通信与一个或更多个其他计算装置290通信。计算机存储介质可以是通信介质的ー个示例。通信介质通常可以通过计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制数据信号中的其他数据来体现，如载波或其他传输机制等，并且包括任何信息传递介质。“调制数据信号”可以是ー个或更多个特性以这样的方式来设置或改变使得将信息编码在信号中的信号。作为示例而不是限制，通信介质可以包括有线介质，诸如有线网络或直接有线连接等；以及无线介质，诸如声音、射频(RF)、红外线(IR)和其他无线介质等。计算装置200可以被实施为建筑物、船只、飞机或其他环境的环境控制系统的ー部分，所述环境控制系统例如是用于控制大建筑物的采暖、通风和空调(HVAC)的系统。计算装置200还可以被实施为个人计算机，包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置。可以明白，其他的形状因子也是可能的，包括小形状因子的便携(或移动)电子装置、专用装置或包括上面的功能中的任何ー个的各种混和装置中的任何ー个。图3是示出根据本公开的至少ー些实施例来设置的、可以在纳米颗粒过滤系统中执行的示例方法的流程图。示例流程图可以包括示出为块301-308的ー个或更多个操作/模块，块301-308表示可以在方法中、在控制器200中的功能模块中执行的操作和/或表示可以在计算机记录介质上记录的指令。所示出的块301-308可以被设置为提供包括下列中的一个或更多个的功能操作在块301处的“通过气体入口来接收气体”、在块302处的“在气体中悬浮的纳米颗粒中产生电荷”、在块303处的“产生在气体中悬浮的液滴的羽流”、在块304处的“将悬浮的液滴与气体混和以将悬浮的纳米颗粒粘附到悬浮的液滴”、在块305处的“将气体与悬浮的液滴气旋地分离”、在块306处的“收集源自气旋分离的液体”、在块307处的“分离源自气旋分离的液体以去除纳米颗粒”和/或在块308处的“再使用源自气旋分离器的液体”。 在图3中，块301-308示出为依序执行，其中块301第一个执行并且块308最后ー个执行。然而，可以明白，这些块可以被重新排序，以便适合于特定的实施例，并且在ー些实施例中，可以同时执行这些块或其部分。还可以明白，在一些示例中，各个块可被消除、被划分为另外的块和/或与其他块组合。图3总体上示出了一示例方法,通过该示例方法,包含纳米颗粒的气体可以通过入口机构流入过滤器；纳米颗粒可以被静电充电，以促进粘附于较大的液体颗粒；包含纳米颗粒的气体可以流入包含液滴的羽流的室内，并且可以进一歩混和，使得纳米颗粒粘附到液体；可以将液滴与气体气旋地分离，以允许清洁的空气通过输出机构流出；并且可以收集与任何不期望的颗粒分离的结果排放的液体并且对其进行再使用。可以通过图2中所示的控制器200来部分地实现示出的各个块中的ー些或全部，然而，可以明白，在一些实施例中，可以在没有控制器200參与的情况下执行该方法。在一些实施例中，在“通过气体入口来接收气体”块301中，包含纳米颗粒的空气或另ー种气体可以被吸入颗粒充电室内，该颗粒充电室可以被配置为在气体中悬浮的纳米颗粒中提供电荷。在其他实施例中，气体入口可以将包含纳米颗粒的空气或另一种气体吸入羽流室和/或配备了羽流产生器的混和室内。推进器可以被配置为推进气体沿着流方向通过纳米颗粒过滤系统。在一些实施例中，推进器可以用控制器来调整，控制器向推进器发送气体流速控制信号，以控制气体流过系统的速度。块302可以在块301之后。在气体入ロ将气体吸入颗粒充电室内的实施例中，在“在气体中悬浮的纳米颗粒中产生电荷”块302中，颗粒充电室可以被启动一向在气体中悬浮的纳米颗粒施加静电电荷。在包括电晕放电元件的实施例中，可以向该元件的表面施加电压，以在期望的电平将纳米颗粒电离。在包括电子发射器的实施例中，可以加热阴极，并且可以产生电场，以将电子聚焦到颗粒充电室内。在一些实施例中，颗粒充电室可以从控制器接收电荷电平控制信号，如上所述，该电荷电平控制信号基于被过滤的纳米颗粒的类型和/或下游的混和室中使用的液体的类型来调整要施加的静电电荷的类型和量。块303可以在块302之后。在“产生在气体中悬浮的液滴的羽流”块303中，羽流产生器可以被启动，以产生在通过气体入口进入过滤器的气体中悬浮的液滴的羽流。在一些实施例中，羽流产生器可以被调整为产生选择大小的液滴，并且可以进一歩被调整为以选择的液滴产生速率来产生液滴。羽流产生器可以从控制器接收液滴大小控制信号，该液滴大小控制信号将羽流产生器设置为产生最佳的平均液滴大小。控制器可以监视湿度和空气温度，以确定最佳的液滴大小。例如，在热的、干燥的环境中可以产生较大的液滴，以允许蒸发，而在潮湿环境中可以产生较小的液滴，以允许当液体与环境湿度组合时液滴大小的増大。液滴可以包括直径在从I微米至100微米范围的液滴。在一些实施例中，如下进ー步所述的，可以通过诸如浸没在液体中的超声波发生器等振动元件或通过喷雾器元件来产生液滴的羽流。在羽流发生器连接到控制器的实施例中，控制器可以确定用于产生期望平均大小的液滴所需的振动速率和/或喷雾器孔径大小。羽流可以与空气或另一种气体混和，使得在气体中的纳米颗粒可以粘附到液滴的表面。下面结合图4描述羽流产生器的另外的方面。块304可以跟随在块303之后。在“将悬浮的液滴与气体混和以将悬浮的纳米颗粒粘附到悬浮的液滴”块304中，具有在羽流室中产生的悬浮的纳米颗粒和悬浮的液滴的气体可以进入羽流产生器下游的混和室。混和室可以包括一个或更多个涡流元件，如辅助风扇或固定翅片(fin)，以引导气流并增强悬浮的纳米颗粒向液滴的粘附。混和室可以从控制器接收混和控制信号，该混和控制信号可以调整具有悬浮的纳米颗粒和液滴的气体的循环速率。混和液滴和气体可以通 过自然粘附属性或(在一些实施例中)借助于之前的静电充电而促进悬浮的纳米颗粒和液滴之间的粘附。块305可以跟随在块304之后。在“将气体与悬浮的液滴气旋地分离”块305中，包含具有粘附的纳米颗粒的悬浮的液滴的气体可以向着下游流到气旋分离器内，该气旋分离器包括大体为锥形的腔，该大体为锥形的腔的直径沿着流方向变窄，并且被配置为产生气体的气旋旋转(cyclonicspinning)。气旋旋转行为从气体中分离悬浮的液滴,从而允许经过滤的液体流过气体出ロ，同时液体和粘附的纳米颗粒被排放到收集器中。在一些实施例中，在气旋分离器中的气体或空气可以流过ー个或更多个导管，以产生气体的气旋旋转，并且沿着期望的旋转方向来引导气体。在一些实施例中，气旋分离器可以从控制器接收气旋行为控制信号，该气旋行为控制信号可以调整气体在气旋分离器中旋转的速率。气旋行为控制信号还可以控制经过清洁和调整的空气或气体流过气体出ロ。块306可以跟随在块305之后。在“收集源自气旋分离的液体”块306中,气旋分离器可以向收集器内排放包含液滴和粘附的纳米颗粒的液体，同时经过滤的空气或气体流出气体出ロ。经过滤的空气可以被提供到HVAC或其他通风系统，以用于为诸如建筑物、船只或飞机等的环境通风。在ー些实施例内，可以允许液体聚集或沉淀在收集器中，以便于从液体中分离纳米颗粒。块307可以跟随在块306之后。在“分离源自气旋分离的液体以去除纳米颗粒”块307中，第二级过滤器可以被配置为从液体排放中分离粘附的纳米颗粒。在一些实施例中，第二级过滤器可以被配置为沉淀箱(settling tank),其中，随着时间,颗粒或者沉淀到底部或上升到分离箱的顶部。在一些实施例中，第二级过滤器可以被配置为化学和/或机械过滤器。在一些实施例中，第二级过滤器可以被配置为允许选择量的粘附的纳米颗粒剩余在液体中，以促进额外的纳米颗粒通过如上所述的核化和EDL现象而粘附。块308可以跟随在块307之后。在“再使用源自气旋分离器的液体”块308中，从气旋分离器发射的液体可以被提供到羽流产生器，以在纳米颗粒过滤系统中再使用。在一些实施例中，所收集的液体可以通过液体再利用管道而被引导回羽流产生器，从而提供产生新的液滴的羽流所需的液体。在一些实施例中，不适于再使用的液体可以作为废品而被排放，而可再使用的液体可以经由再使用管道而被供应到羽流产生器。图4是示出根据本公开的至少ー些实施例来设置的、被适配为在纳米颗粒过滤系统中使用的示例羽流室。所示出的羽流室是图I中的羽流室120的示例。图4包括羽流室120、控制器200和收集器161。羽流室120包括入口接ロ 440、侧壁430、输出接ロ 450和羽流产生器400。羽流产生器400包括液体传输箱422。液体传输箱422可以包括液体420和超声波发生器421，超声波发生器421被适配为在羽流室120中产生液滴的羽流424。收集器161经由液体再利用管道162耦合到液体传输箱422，沿着该液体再利用管道162可以布置液体水平控制阀门425。在图4中，控制器200经由耦合175耦合到超声波发生器421，通过耦合175可以发送液滴大小控制信号176。控制器200还经由耦合470耦合到液体水平控制阀门425，通 过耦合470可以发送液体水平控制信号471。羽流室120可以包括入口接ロ 440、侧壁430、输出接ロ 450和羽流产生器400。在一些实施例中，通过将羽流产生器400布置在纳米颗粒过滤系统中的另ー个位置中(如布置在混和室130中或布置在气体入口 100中)，可以不包括羽流室120的各个方面。因此，參考羽流室120在此描述的属性可以适当地应用于系统的其他方面。入口接ロ 440可以被配置为与诸如气体入口 100或颗粒充电室110等上游元件耦合。入口接ロ 440可以被配置为将包含悬浮的纳米颗粒的气体的流引导到羽流室120内。气体和羽流424可以通过侧壁430而保持于羽流室中。输出接ロ 450可以被配置为与诸如混和室130或气旋分离器140等下游元件耦合。输出接ロ 450可以被配置为将包含悬浮的纳米颗粒的气体的流引导到下游元件内，例如，输出接ロ 450可以被设计为将气体引到特定位置和方向，以提供到混和室130和/或气旋分离器140。羽流产生器400可以包括液体传输箱422和超声波发生器421。液体传输箱422可以包括被配置为容纳一定量的液体420的侧壁。超声波发生器421可以被布置为例如通过下述方式与液体420接触如图4中所示，将超声波发生器421的面向上的平坦表面排列在液体层420以下，使得超声波发生器421的振动产生空气承载的液滴的羽流424。通过超声波发生器421的振动而从液体420中喷出液滴424，同时新的液体420从超声波发生器421的侧面流到超声波发生器421上。在一些实施例中，可以将在超声波发生器421的表面上的液体420的层保持在大约0. I毫米至大约3. 0毫米厚的水平。超声波发生器421可以被配置为以高能量效率来产生羽流424。在一些实施例中，超声波发生器421可以包括压电盘。可以向该压电盘施加交流电场，使得该盘变形并产生期望频率的振动。压电盘例如可以包括接合到具有压电特性的陶瓷类材料的层的薄的黄铜盘。向黄铜盘施加交流电场使得陶瓷材料变形，从而使压电盘弯曲。在一些实施例中，大体如图4中所示的那样配置的羽流产生器400可以被配置有另ー个振动型液滴产生机构，如音圏。音圈可以包括与常规的用于音频扬声器的结构类似的结构，其中，被施加到布置在磁场中的线圈施加的交流电流在与该线圈机械接触的膜中产生期望频率的振动。用于产生高频振动以产生水滴的羽流的其他机构也是可行的，本公开不限于任何特定的振动元件结构。在一些实施例中，羽流产生器400可以包括用于产生液滴的羽流424的其他机构。例如，在一些实施例中，可以使用喷雾器。喷雾器可以被配置有选择孔径大小的一个或更多个孔。被強迫通过该孔的液体可以喷射液滴的羽流到羽流室120内。孔的大小和形状与液体反压カ可以影响在喷雾器羽流中产生的液滴的属性。在一些实施例中，孔的大小和液体反压カ可以是可调整的，以使得能够调整液滴的大小和/或调整液滴产生的速率。超声波发生器421可以被配置为用于经由控制器200的启动。在一些实施例中，控制器200例如可以在与推进器和系统的任何其他电子控制的方面被启动来启动和停止过滤系统的操作相同的时间启动和禁止超声波发生器421。在一些实施例中，超声波发生器421可以进一歩被配置为通过产生在控制器200中确定的大小的液滴来响应经由耦合175接收的来自控制器200的液滴大小控制信号176，并且可以用在控制器200中确定的速率来进ー步产生液滴。液滴例如可以包括直径在从I 微米至100微米的范围的液滴。湿度和空气温度可以用在控制器200中以确定最佳的液滴大小。通常在热的干燥的环境中，液滴会更快地蒸发，因而较大大小的颗粒是优选的。在潮湿环境中，液滴可以收集另外的液体，并且因此，较小的颗粒可以是优选的。可以使用纳米颗粒过滤系统的空气输出需求来确定要在羽流产生器400处实施的液滴产生速率，其中，较大、较快的空气输出则通常对应于较快的液滴产生以及较快的推进器速度。在一些实施例中，控制器200可以被配置为向液体水平控制阀门425发送液体水平控制信号471，用于控制液体通过液体再利用管道162或其他液体源向液体传输箱422内的流动，以在箱422中保留足够的液体，使得羽流产生器400可以连续地运行。液体420例如可以在箱422的液体入口处流入箱422内，在该液体入口处，液体再利用管道162与箱422接触。控制器200可以被配置为当关断羽流产生器400时关断阀门425，以防止箱422的溢出。图5是示出根据本公开的至少ー些实施例来设置的、被适配为在纳米颗粒过滤系统中使用的示例气旋分离器的图。所示出的气旋分离器是图I中的气旋分离器140的示例。图5包括入口接ロ 540 ;气体入口 521 ;导管510 ;导管角度控制接合511 ;限定锥形腔500的侧壁530 ;输出接ロ 550，经过滤的气体521看通过该输出接ロ输出；以及液体导引管501，通过液体导引管可以排放液体。可以从气旋分离器向收集器161内排放液体，并且液体可以通过液体再利用管道162并且(在一些实施例中)通过第二级过滤器570到达羽流产生器。在图5中，控制器经由耦合179耦合到导管角度控制接合511，通过耦合179可以发送气旋行为控制信号180。入口接ロ 540可以被配置为与诸如混和室130等上游元件耦合。入口接ロ 540可以包括气体入口 541，气体入口 541被配置为将包含粘附有纳米颗粒的悬浮液滴的气体的流引导到导管510内。导管510可以沿期望的旋转方向来引导气体，以启动气旋旋转。控制器200可以向导管角度控制接合511发送气旋行为控制信号180，该信号可以改变导管510的角度，并且由此增大或减小气旋旋转的速率。当气体以气旋运动而流入锥形腔500内时，液滴和粘附的纳米颗粒可以沿着腔500的侧壁聚集，并且液体导引管501可以将它们排放到收集器161内。诸如液滴之类的大颗粒具有太大的惯性，以至于不能跟随气旋运动的螺旋流，并且因此旋转到腔500的侧壁。气旋运动中的气体的旋转在其接近腔500的窄端时变得越来越小，这可以允许去除ー些较小的颗粒。在一些实施例中，气旋分离器140的最后级可以包括具有收集的液体的片的锥体，收集的液体的片将包含粘附的纳米颗粒和液滴的液体排放160冲到收集器161内，同时经清洁的和调整的空气或气体流出气体出口 150。而且，在一些实施例中，气旋分离器140可以被配置为使得经过滤的气体521通过流回通过腔500的中心并流出腔500的顶部来退出腔500。经过滤的气体521可以通过输出接ロ 550而流出气旋分离器140。输出接ロ 550可以被配置为例如通过建筑物通风系统而耦合到用于向期望的位置传送经过滤的气体521的管道或导管。同时，收集的液体可以通过液体再利用管道162，并且在一些实施例中，通过第二级过滤器570，其中，在液体再一次被使输送到羽流产生器前，可以从收集的液体中去除选择量的纳米颗粒。图6是示出根据本公开的至少ー些实施例来设置的、包含纳米颗粒过滤系统的示例建筑物通风系统的图。图6包括建筑物600、HVAC系统610、建筑物供水装置670与室内和室外空气质量传感器680和690。HVAC系统610包括纳米颗粒过滤系统620和控制器200。在图6中，控制器200分别经由耦合672和673而耦合到室内和室外空气质量传感器680和690，通过耦合672和673可以传输传感器数据685。而且，HVAC系统610可以被配置为向建筑物600内发送空气输出650。而且，建筑物供水装置670可以经由水管671耦合到HVAC系统610。纳米颗粒过滤系统620可以与HVAC系统610集成在一起。例如，HVAC系统610可以使用在此所述的纳米颗粒过滤系统620，以便在空气在建筑物600内再循环时或在空气从室外带入时过滤空气。HVAC系统610可以被适配为根据需要来启动和/或禁止提供纳米颗粒过滤的纳米颗粒过滤系统620。HVAC系统可以被配置为在建筑物环境控制系统的控制下运行，该建筑物环境控制系统可以与用于纳米颗粒过滤系统620的其他控件一起被实现在控制器200中。环境控制系统可以耦合到恒温器和占有率传感器，以提供用于HVAC系统610的自适应操作的实时数 据。根据本公开的ー些实施例，在控制器200中实现的环境控制系统可以被适配为监视来自室内和/或室外空气质量传感器680和690的传感器数据685,并且可以被适配为响应于接收的传感器数据685来控制纳米颗粒过滤系统620。例如，环境控制系统可以被配置为当室内和/或室外空气质量降低为低于预定阈值水平吋，启动纳米颗粒过滤系统620。对于系统的各方面，硬件执行和软件执行之间区别不大；采用硬件或者软件通常(但并非总是，在一些情况下，在硬件和软件之间进行选择会很重要)是反映成本/效率权衡的设计选择。通过其实现本说明书中描述的方法和/或系统和/或其他技术的工具(例如硬件、软件、和/或固件)有许多，并且，根据方法和/或系统和/或其他技术所处环境不同，所选择的工具也可以不同。例如，如果实施者判定速度和准确性至关重要，则该实施者会选择以硬件和/或固件的工具为主；如果灵活性至关重要，则实施者可能选择以软件执行为主；实施者也可选择硬件、软件和/或固件的某些组合。
前述已通过框图、流程图和/或实施例进行了详细描述，阐明了本公开装置和/或方法的不同实施方式。当这些框图、流程图和/或实施例包含一个或多个功能和/或操作时，本领域的技术人员会明白，这些框图、流程图和/或实施例中的各功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合而単独地和/或共同地实施。在ー种实施方式中，本说明书中描述的主题的几个部分可通过特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成形式实现。然而，本领域的技术人员会认识到，在此描述的实施方式的ー些方面能够全部或部分地在集成电路中以在ー个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序的形式(例如，以在ー个或多个计算机系统上运行的一个或多个计算机程序的形式)、以在ー个或多个处理器上运行的一个或多个程序的形式(例如，以在ー个或多个微处理器上运行的一个或多个程序的形式)、以固件的形式、或以实质上它们的任意组合的形式等效地实施，并且，根据本说明书中公开的内容，设计用于本公开的电路和/或写用于本公开的软件和/或固件的代码完全是在本领域技术人员的能力范围之内。另外，本领域的技术人员会认识到，无论用来实际进行分发的信号承载介质的类型是什么，本说明书中描述的主题的机制能够以各种形式作为程序产品分发，并且，本说明书中描述的主题的示例性实施方式均适用。例如，信号承载介质包括但不限于下列可记录 型介质，如软盘、硬盘、致密盘(CD)、数字视频光盘数字多功能盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；传输型介质，如数字和/或模拟通讯介质(例如光缆、波导、有线通讯链路、无线通讯链路等)。本领域的技术人员会认识到，以本说明书中说明的方式描述装置和/或方法，然后进行工程实践以将所描述的装置和/或方法集成到数据处理系统中，在本领域里是很常见的。也就是说，本说明书中描述的装置和/或方法中的至少一部分，可通过合理量的实验集成到数据处理系统中。本领域技术人员会认识到，典型的数据处理系统通常包括下列中的ー个或多个系统单元壳体、视频显示设备、诸如易失性和非易失性存储器之类的存储器、诸如微处理器和数字信号处理器之类的处理器、诸如操作系统、驱动程序器、图形用户界面及应用程序之类的计算实体、一个或多个诸如触摸板或触摸屏之类的交互装置、和/或包括反馈回路和控制马达在内的控制系统(如检测位置和/或速度的反馈；用于移动和/或调节部件和/或大小的控制马达)。典型的数据处理系统可以采用任何合适的、能够通过商业方法得到的部件(如数据计算/通讯和/或网络计算/通讯系统中通常会有的那些部件)来实现。在此描述的主题内容有时会举例说明这样的不同部件，这些部件被包含于或连接于不同的其他部件。应当理解，所描述的这些结构仅仅是示例性的，实际上，也可以用许多其他结构来实现同一功能。从概念上来讲，用于实现同一功能的任何配置的部件都被有效地“关联”以获得所需功能。因此，本说明书中被组合在一起以实现特定功能的任何两个部件可视为相互“关联”以获得所需功能，而不论其结构或可能中间部件如何。同样地，如此关联的任何ニ个部件也可视为相互“可操作地连接”，亦即“可操作地耦合”以实现所需功能，能够被如此连接的任何两个部件也可视为相互“能够可操作地耦合”以实现所需功能。能够可操作地耦合的具体例子包括但不限于物理上可耦合的和/或物理上互相作用的部件和/或可无线互相作用的和/或无线互相作用的部件和/或逻辑上互相作用和/或逻辑上可互相作用的部件。对于在此所用的基本上任何复数和/或単数术语，本领域的技术人员可以将复数解释为单数和/或将单数解释为复数，只要这样做从上下文和/或应用上看是合适的即可。为了清楚起见，在此可能将各种単数/复数组合明确地表述出来。本领域技术人员应该明白，一般来说，本公开中，尤其是所附权利要求书(例如，所附权利要求书的正文)中所用的术语通常是“开放式”术语(例如，“包括” 一词应该解释为“包括但不限干”，“具有”一词应该解释为“至少具有”，等等)。本领域技术人员还应该明白，如果意图是特定数目的所引入的权利要求限定，那么这种意图会在权利要求中明确地表述出来，如果没有这种表述，则不存在这种意图。例如，为了便于理解，下面所附的权利要求书中可使用引导性短语“至少ー项”及“一项或多项”来引入权利要求限定。然而，不应将使用这种引导性短语解释成暗示通过术语“一”引入的权利要求限定，将包含这样引入的权利要求限定的任何特定权利要求限定为仅包含一项这种限定的公开，即使同一权利要求包含引导性短语“ー项或多项”或“至少ー项”以及诸如“一”之列的术语(例如，“一”通常应该解释成这意味着“至少ー项”或“ー项或多项”)；这同样适用于使用“所迷”、“该”来引述权利要求限定的情况。此外，即使明确表述了特定数目的所引入的权利要求限定，本领域技术人员也应该认识到，这种表述应该解释成表示至少是所表述的数目(例如，只说“两项限定”， 而没有其它修饰语，通常是指至少两项限定，亦即两项或更多项限定)。此外，在使用类似于“A、B或C等中的至少ー个”的习惯性表述的情况下，通常其要表达的意思就是本领域技术人员会就该惯用表述所理解的那样(例如，“具有A、B或C中的至少ー个的系统”将包括但不限于仅具有A的系统、仅具有B的系统、仅具有C的系统、具有A和B的系统、具有A和C的系统、具有B和C的系统和/或具有A、B和C的系统，等等)。本领域技术人员还会明白，实际上任何能够提供两个或更多选项的选言词和/或短语，无论是在说明书中、权利要求书中还是在附图中，都应该理解为其考虑了包括所述选项中的ー个、所述选项中的任ー个、或全部ニ个选项的所有可能性。例如，短语“A或B”应该理解成包括“A”或“B”或者“A和B”的可能性。虽然已经在此使用各个方法和系统描述并示出了特定的示例性技术，但是本领域的技术人员应当明白，在不偏离所要求保护的主题的情况下，可以进行各种其他修改，并且可以替代等同内容。另外，可以进行许多修改来将特定情况适应于所要求保护的主题的教导，而不偏离在此所述的中心思想。因此，所要求保护的主题不限于所公开的具体示例，而是这样的所要求保护的主题也可以包括落入所附的权利要求及其等同内容的范围内的所有实现方式。
权利要求
1.一种过滤器设备，该过滤器设备被配置为处理包含悬浮的纳米颗粒的气体，该过滤器设备具有气体入口和气体出口，并且流方向从所述气体入口向所述气体出口延伸，该过滤器设备包括 在所述流方向上位于所述气体入口下游处的羽流产生器，其中，所述羽流产生器被适配为经由所述气体入口来接收所述气体，并且被配置为产生在所接收的气体中悬浮的液滴的羽流； 在所述流方向上位于所述羽流产生器的下游处的混和室，其中，所述混和室被配置为接收并混和在所接收的气体中悬浮的液滴的羽流和在所述气体中悬浮的纳米颗粒，以产生混合物，其中，所述混合物包含粘附地接合到所述悬浮的液滴的纳米颗粒和气体；以及 位于所述混和室的下游处的气旋分离器，所述气旋分离器包括沿着所述流方向在直径上变窄的大体为锥形的腔，并且被配置为产生气体的气旋旋转，以将悬浮的液滴从所述气体中分离出去，并且向所述气体出口发射所分离的气体。
2.根据权利要求I所述的过滤器设备，进一步包括颗粒充电室，所述颗粒充电室位于所述羽流产生器上游，其中，所述颗粒充电室被配置为向悬浮在所述气体中的纳米颗粒施加电荷。
3.根据权利要求2所述的过滤器设备，所述颗粒充电室包括电晕放电元件或电子发射器。
4.根据权利要求I所述的过滤器设备，进一步包括收集器，所述收集器被配置为从所述气旋分离器收集液体。
5.根据权利要求4所述的过滤器设备，其中，所述过滤器设备被进一步配置为在所述羽流产生器中再使用所收集的液体。
6.根据权利要求4所述的过滤器设备，进一步包括第二级过滤器，该第二级过滤器被配置为从所收集的液体中去除纳米颗粒。
7.根据权利要求6所述的过滤器设备，其中，所述第二级过滤器被配置为允许选择量的纳米颗粒保留在要在所述羽流产生器中再使用的所收集的液体中，以促进所述混和室中液滴和纳米颗粒之间的粘附。
8.根据权利要求I所述的过滤器设备，进一步包括推进器，所述推进器被配置为推进所述气体沿着所述流方向通过所述过滤器。
9.根据权利要求I所述的过滤器设备，进一步包括控制器，所述控制器被配置为调整气体通过所述过滤器设备的流速、由所述羽流产生器产生的液滴的大小和/或在被配置为在所述气体中悬浮的纳米颗粒中产生电荷的颗粒充电室中的电压电平中的一个或更多个。
10.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述羽流产生器包括超声波发生器、压电盘、喷雾器或音圈中的一个或更多个。
11.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述羽流产生器能够被调整为产生选择大小的水颗粒。
12.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述气旋分离器使用用于在期望的旋转方向上引导所述气体的导管来产生所述气体的气旋旋转。
13.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述气体包括空气。
14.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述液滴包括具有在大约I微米至大约100微米的范围中的直径的水滴和/或液滴中的一个或更多个。
15.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述纳米颗粒包括从汽油发动机发射的颗粒、从柴油发动机发射的颗粒和/或具有在大约I微米至大约500微米的范围中的直径的颗粒中的一个或更多个。
16.根据权利要求I所述的过滤器设备，其中，所述过滤器设备被配置为建筑物通风系统的一部分。
17.一种建筑物通风系统，该建筑物通风系统被配置为处理包含悬浮的纳米颗粒的气体，该建筑物通风系统具有气体入口和气体出口，并且流方向从所述气体入口向所述气体出口延伸，该建筑物通风系统包括 过滤器设备，该过滤器设备被配置为处理包含悬浮的纳米颗粒的空气，该过滤器设备包括空气入口和空气出口，并且流方向从所述空气入口向所述空气出口延伸，该过滤器设备包括 在所述流方向上位于所述空气入口下游处的羽流产生器，其中，所述羽流产生器被适配为经由所述气体入口接收所述气体，并且被配置为产生在所接收的空气中悬浮的液滴的羽流； 在所述流方向上位于所述羽流产生器的下游处的混和室，其中，所述混和室被配置为接收并混和在所接收的空气中悬浮的液滴的羽流和在空气中悬浮的纳米颗粒，以产生混合物，其中，所述混合物包含粘附地接合到所述悬浮的液滴的纳米颗粒和气体 '及 位于所述混和室的下游的气旋分离器，所述气旋分离器包括沿所述流方向在直径上变窄的大体为锥形的腔，并且被配置为产生空气的气旋旋转，以将所述悬浮的液滴从所述空气分离出去，并且向所述空气出口发射所分离的空气；以及 推进器，该推进器被配置为推进所述空气沿所述流方向通过所述过滤器设备。
18.根据权利要求17所述的建筑物通风系统，进一步包括收集器，该收集器被配置为从所述气旋分离器收集液体。
19.根据权利要求18所述的建筑物通风系统，其中，所述过滤器设备被进一步配置为在所述羽流产生器中再使用所收集的液体。
20.根据权利要求18所述的建筑物通风系统，进一步包括第二级过滤器，该第二级过滤器被配置为从所收集的液体中去除纳米颗粒。
21.根据权利要求20所述的建筑物通风系统，其中，所述第二级过滤器被进一步配置为允许选择量的纳米颗粒保留在要在所述羽流产生器中再使用的所收集的液体中，并且促进所述混和室中液滴和纳米颗粒之间的粘附。
22.根据权利要求17所述的建筑物通风系统，其中，所述液滴包括具有在大约I微米至大约100微米的范围中的直径的水滴和/或液滴中的一个或更多个。
23.一种用于从气体中分离纳米颗粒的方法，包括 经由气体入口来接收气体； 产生在所接收的气体中悬浮的液滴的羽流； 将在所接收的气体中悬浮的液滴的羽流和在气体中悬浮的纳米颗粒混和，以产生混合物，其中，所述混合物包含粘附地接合到所述悬浮的液滴的纳米颗粒和气体；以及 将所述气体与所述悬浮的液滴气旋地分离。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括在将所述液滴的羽流与所述气体混和之前，向所述气体中的纳米颗粒施加电荷。
25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括收集和再使用从所述气体中气旋地分离的液体。
26.根据权利要求23所述的方法，进一步包括收集从所述气体中气旋地分离的液体，并且过滤所收集的液体，以从所收集的液体中去除纳米颗粒。
27.根据权利要求23所述的方法，进一步包括推进所述气体通过被配置为执行羽流的产生以及气旋分离的过滤器设备。
28.根据权利要求23所述的方法，进一步包括调整所述气体通过过滤器的流速、所述液滴的大小和/或在被配置为在所述气体中悬浮的纳米颗粒中产生电荷的颗粒充电室中的电压电平中的一个或更多个。
29.根据权利要求23所述的方法，其中，所述气体包括空气。
30.根据权利要求23所述的方法，其中，所述液滴包括具有在大约I微米至大约100微米的范围中的直径的水滴和/或液滴中的一个或更多个。
31.根据权利要求23所述的方法，其中，所述纳米颗粒包括从汽油发动机发射的颗粒、从柴油发动机发射的颗粒和/或具有在大约I微米至大约500微米的范围中的直径的颗粒中的一个或更多个。
32.根据权利要求23所述的方法，其中，执行所述方法作为建筑物通风处理的一部分。
全文摘要
本公开总体上涉及气体中悬浮的纳米颗粒的气旋分离或过滤。可以使用超声波发生器或其他发生器来产生液滴的羽流。气体可以与该液滴的羽流混和，以促进纳米颗粒优先粘附到液滴，在混和前该液滴的羽流可能已接收到静电电荷。具有悬浮的纳米颗粒和悬浮的液体颗粒的气体可以流过迅速旋转的气旋分离器，使得经清洁的气体流出过滤器，同时可以在羽流产生器中释放、收集和/或再使用具有粘附的纳米颗粒的液体。通过使纳米颗粒粘附到较大的液体颗粒，过滤器可以允许在空气气压下过滤和收集比当前系统能过滤的颗粒小得多的颗粒。
文档编号B04C1/00GK102770193SQ201080064573
公开日2012年11月7日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年2月26日
发明者伊齐基尔·J·J·克鲁格利克 申请人:英派尔科技开发有限公司