用于燃烧气体、废气和类似气体的微粒过滤设备和相关联的输出回路的制作方法
【专利说明】用于燃烧气体、废气和类似气体的微粒过滤设备和相关联的输出回路
[0001]本发明涉及用于燃烧气体、废气和类似气体的微粒过滤设备以及相关联的输出回路。
[0002]众所周知，内燃机以及各种类型的工业工厂或加热系统(以及来自烟囱、工业的烟道、焚化炉等等)排放的燃烧气体和废气是大气污染的主要元凶之一。
[0003]实际上，燃烧气体和废气通常携带有各种大小的细微颗粒(其实际上总体上称为微粒)，其悬浮在大气中并且因此可以被人吸入，对于人们的健康具有甚至严重的后果。
[0004]更精确地，众所周知的是，具有包括在1nm至10nm之间或甚至小于1nm尺寸的最小的颗粒是极其有害的，因为它们有能力进入肺脏直到它们沉积并且积聚在肺泡中，从而把各种类型的有毒物质携带至肺泡。
[0005]此外，最小的颗粒，例如上文引用的那些颗粒，是在大气中的最高的浓聚物中发现的颗粒，从而对于人们来说，加剧了潜在的风险。
[0006]在根据PCT/IB2004/001388 于 2004 年 4 月 22 日提交的专利申请 W02005/102535中公开的装置部分地解决了这些缺点。
[0007]上文引用的申请实际上公开了一种装置，该装置包括设置有多孔的栅格的外壳(enclosure)，该外壳具有预设的负值的电势并且布置为以便在废气和燃烧气体释放到大气中之前，影响该废气和燃烧气体的流动。
[0008]栅格的孔具有特定的构造，以便用它们的边缘界定是尖的多个延伸部或突出部，以当电流流动时有助于电子的发射，以便作为颗粒与所述电子结合的结果，使颗粒带负电荷。
[0009]在栅格的下游，在包围物内侧，具有沿着流动行进方向定向的多个相互平行的金属板，以便界定设计成由颗粒穿过的平行管道。
[0010]该板具有交替地正的或负的电势，以便产生使颗粒朝向带正电荷的板转移的电场，在板上颗粒积聚，从而防止释放到大气中并且允许通过在所述板上的简单维修活动而容易地除去。
[0011]然而，即使该建设性的解决方案也不是没有缺点。
[0012]随时间推移，上文描述的装置实际上已经显示了在污染微粒(特别是超细的微粒)的过滤的有效性和效率方面的不可接受的局限性:首先，所述装置实际上已经证明了捕获并因此除去包括优选地在500nm至3000nm之间的颗粒的能力，但是能够从过滤器逃逸的这些颗粒的量仍然是非常高的。
[0013]此外，已经发现上文描述的装置对于最细的颗粒(具有包括在1nm至10nm之间的尺寸的或针对具有小于1nm的尺寸的超细颗粒)是无效的，这反之亦然，如在前述中观察到的，对于人的健康而言是最大的危险。
[0014]本发明的目标是通过提供具有高的过滤有效性的设备，解决上文描述的问题。
[0015]在该目标内，本发明的一个目的是提供输出回路，其确保燃烧气体和废气仅在其已经有效地被过滤之后，释放到外部环境中。
[0016]本发明的另一个目的是提供一种设备，其对于例如包括在1nm至10nm之间，或低于1nm的最细的颗粒，也是有效的。
[0017]本发明的一个另外的目的是提供一种设备，其确保高的过滤能力，而不需要频繁的维护和清洁处置。
[0018]本发明的一个另外的目的是提供在操作中确保高可靠性的过滤设备。
[0019]本发明的另一个目的是提供一种过滤设备，其从通常地市售的元件和材料开始能够容易地获得。
[0020]本发明的另一个目的是提供一种过滤设备，其具有低成本并且在应用中是安全的。
[0021]该目标，以及在下文将变得更明显的这些目的和其它的目的，通过用于燃烧气体、废气和类似气体的微粒过滤设备而实现，该微粒过滤设备包括外壳，外壳在废气、燃烧气体和类似气体释放到外部环境中之前，能够沿着用于废气、燃烧气体和类似气体的流的输出回路布置，所述外壳内部地界定了能够由流穿过并且受多孔的导电板影响的管道，导电板保持在负电势，以用于电子在所述管道中的发射和分散，电子能够结合由流携带的并且大体上构成微粒的污染性颗粒，因此给予污染性颗粒负电荷，沿着所述管道，在所述多孔板的下游，具有至少一个积聚板，该至少一个积聚板保持在正电势，以用于在所述积聚板上吸引和稳定地附着带电荷的颗粒，其特征在于，该微粒过滤设备包括至少一个导电丝，该至少一个导电丝保持在负电势并且面向且邻近所述多孔板的至少一个对应开口，以便界定电子发射和分散的主要来源，电子在大体上接近由流携带的颗粒穿过所述开口处，能够结合该颗粒。
[0022]该目标，以及这些目的和其它的目的，也通过用于废气、燃烧气体和类似气体的，用于使废气、燃烧气体和类似气体释放到外部环境中的输出回路实现，该输出回路设置有过滤设备，该过滤设备用于微粒，该微粒包括由废气、燃烧气体和类似气体的流携带的污染性颗粒，所述设备包括外壳，该外壳在废气、燃烧气体和类似气体释放到外部环境中之前，能够沿着用于废气、燃烧气体和类似气体的流的输出回路布置，所述外壳内部地界定了能够由流穿过并且受多孔的导电板影响的管道，导电板保持在负电势，以用于电子在所述管道中的发射和分散，电子能够结合由流携带的并且大体上构成微粒的污染性颗粒，因此给予污染性颗粒负电荷，沿着所述管道，在所述多孔板的下游，具有至少一个积聚板，该至少一个积聚板保持在正电势，以用于在所述积聚板上吸引和稳定地附着带电荷的颗粒，其特征在于，该过滤设备包括至少一个导电丝，该至少一个导电丝保持在负电势并且面向且邻近所述多孔板的至少一个对应开口，以便界定电子发射和分散的主要来源，电子在大体上接近由流携带的颗粒穿过所述开口处，能够结合该颗粒。
[0023]根据本发明的在附图中以非限制性的实例的方式示出的过滤设备的和回路的三个优选的但不是排他性的实施方案的描述，本发明的另外的特性和优点将变得更加地明显，在附图中:
[0024]图1是在第一实施方案中的根据本发明的过滤设备的沿着轴向平面截取的示意性的剖视侧视图；
[0025]图2是在第一实施方案中的板的示意性的透视图；
[0026]图3是图1的设备的细节的高度地放大比例的透视图；
[0027]图4是图3的细节的侧视图；
[0028]图5是在第二实施方案中的板的透视图；
[0029]图6是在第三实施方案中的板的透视图；
[0030]图7是根据本发明的设备的和回路的可能的应用的示意性的透视图。
[0031]具体地参照附图，参考数字I通常指代微粒过滤设备，其包括外壳2，外壳2可以沿着废气、燃烧气体和类似气体(在它们释放到外部环境中之前)的流动的输出回路3布置，。
[0032]这样的废气和燃烧气体可以由内燃机和各种类型的工业工厂A或加热系统排放，而且可以烟囱、工业的烟道、焚化炉等等排放；在任何情况下，如将在下面的页面中详细地描述的，设备I能够作用在所述流动上以便把分散在流动中并且由流动携带的微粒，即，如已知的该组的细微颗粒B(固体或另外的液体，并且通常高度地污染的)从其除去。
[0033]从一开始要说明的是，该用途是根据本发明的设备I的优选的应用，并且在本发明的描述的过程中应当持续地参照该优选的应用，然而，根据具体要求，不排除设备I的用于气态物质的不同流动的过滤的用途，而没有由此放弃在本文中所要求保护的保护范围。
[0034]外壳2内部地界定了管道4，管道4能够由流动穿过并且受多孔的导电板5影响，导电板5保持在负电势(关于其值，随时间推移是任选地可变的，能够根据具体的要求任意选择)，使得外壳2可以把电子发射并分散到管道4中，电子能够结合至由流动携带的并且，如示出的，大体上构成微粒的污染性颗粒B。
[0035]作为与电子结合的结果，颗粒B被给予负电荷，从而允许颗粒被吸引并且稳定地附着在至少一个积聚板6上，积聚板6在多孔板5的下游，沿着管道4布置，并且为了该目的保持在正电势。
[0036]要注意的是，外壳2可以由能够沿着回路3同轴地插入的管状套筒构成或可以由其一个部分界定。反之亦然，在附图中在仅通过的实例的方式提出的建设性的解决方案中，外壳2大体上成形为如同平行六面体并且，沿着废气和燃烧气体的输出回路3安装，促使它们在释放到大气中或在任何情况下的外部中之前，沿着管道4流动并且因此穿过多孔板5。
[0037]根据本发明，过滤设备I包括至少一个导电丝7，导电丝7保持在负电