用于减少排气中的颗粒物的系统的制作方法

本公开涉及一种用于减少排气(exhaustgas)中的颗粒物的系统，并且更具体地，涉及一种用于减少排气中的颗粒物的系统，该系统使用非热等离子体(ntp)来去除车辆、半导体工艺等产生的排气中包含的颗粒物(pm)，从而减少要释放到大气中的颗粒物的量。

背景技术：

本部分提供了与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

以诸如汽油或柴油这样的燃料供应的内燃发动机是影响整个环境以及人类健康和生命的环境污染的主要原因。

由于汽油或柴油发动机中的不完全燃烧，产生了一氧化碳(co)、氮氧化物(nox)、二氧化硫(so2)、非甲烷碳氢化合物(nmhc)和颗粒物(pm)。

尽管已有数十年的法规实施，但是即使在排放法规严格的国家，这些污染物仍会以超出法规标准的方式释放到环境中。

此外，即使在目前，也很难获得满足这些排放标准的技术。

一种提供减少污染物(尤其是来自内燃发动机的颗粒物)的排放的大潜力的技术使用非热等离子体(ntp)来提高燃烧效率并减少排气的排放。

与燃烧效率有关的研究报道了非热等离子体(ntp)能够被用于更轻松且更完美地将大的有机燃料分子分为更小的分子。在美国专利申请公开第2004/0185396号、第2005/0019714号和第2008/0314734号中公开了这些研究的示例。

另一方面，其他研究报道了非热等离子体(ntp)能够被用于直接减少排气的排放。

例如，已经在被构造为减少nox的排放的系统上进行与非热等离子体(ntp)有关的大多数研究，并且在美国专利第6,482,368号和第6,852,200号中公开了这些研究的示例。

另一方面，其他系统通过使用非热等离子体(ntp)来减少颗粒物(pm)。在美国专利第5,263,317号和美国专利申请公开号第2007/0045101号中公开了这些系统的示例。

尽管这些基于非热等离子体(ntp)的系统具有减少排气排放的优势，但是由于排气中降解的产物和污染物对这些类系统的影响，已经使与非热等离子体(ntp)关联的技术的使用变得复杂。

特别地，因为颗粒物(pm)覆盖了产生非热等离子体(ntp)所涉及的元件，所以非热等离子体(ntp)系统的效率可能变差或者非热等离子体系统可能被损坏。

当电产生非热等离子体ntp时，颗粒物(pm)被积累，并且通过由此导体的积累产生的导电路径而发生电流的重定向。电流的重定向导致功率的损失，减少了要产生的非热等离子体(ntp)的量，并且降低了去除颗粒物的效率。

另外，消耗了一定量的功率以减少颗粒物(pm)。当前的非热等离子体(ntp)系统通过消耗数百瓦的功率，只能够将颗粒物(pm)减少25％。因此，需要开发一种相对于功耗显著地提高颗粒物(pm)的减少率的非热等离子体(ntp)系统。

技术实现要素：

技术问题

本公开的一个目的是提供一种用于减少排气中的颗粒物的基于非热等离子体(ntp)的系统，该系统减少了诸如排气这样的气流中的颗粒物(pm)的量。

本公开的另一个目的是提供一种用于减少排气中的颗粒物的基于非热等离子体(ntp)的系统，该系统抑制了导致非热等离子体(ntp)的出现减少的颗粒物的积累和电弧的产生。

技术方案

本部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的一种用于减少排气中的颗粒物的系统包括第一导体，该第一导体以管状体的形式设置，气流流过所述第一导体并且所述第一导体与接地电源连接；第二导体，该第二导体被设置在所述第一导体内并且具有发射器，该发射器与所述气流接触并且产生非热等离子体ntp；以及绝缘体，该绝缘体用于将所述第二导体与所述第一导体电分离，其中，向所述第二导体连续地施加预定电平的直流电压。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，第二导体可以包括：垂直杆，该垂直杆在第一导体的径向方向上设置；水平杆，该水平杆在与所述气流的流动方向平行的方向上从垂直杆的端部延伸；以及发射器，该发射器被设置在水平杆的端部并且具有形成在发射器的外表面上的多个突起，每个突起具有切削刃(cuttingedge)。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，绝缘体可以由电绝缘材料制成并且被设置为围绕垂直杆，绝缘体的一端可以被设置在第一导体的内部，绝缘体的另一端可以设置在第一导体的外部以将第二导体和第一导体电分离，并且装配有水平杆的联接槽被设置在绝缘体的设置在第一导体中的一端处，以使得第一导体和第二导体之间的联接状态恒定地保持。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，该系统可以包括：防电弧构件，该防电弧构件设置为覆盖绝缘体的两端中的设置在第一导体内部的一端，其中，防电弧构件连接到水平杆，并且由抗放电所引起的腐蚀性的材料制成。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，发射器可以位于第一导体内部的中央，并且水平杆可以在从垂直杆朝向气流的上游的方向上延伸。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，绝缘体可以被成形为使得在第一导体中水平截面面积在从第一导体的壁表面朝向水平杆的方向上减小。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，可以向第二导体施加负电力。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，施加到第二导体的直流电压为-30kv至-80kv。

在根据本公开的一方面的用于减少排气中的颗粒物的系统中，多个第二导体可以在第一导体的纵向方向上设置，每个第二导体与第一导体电绝缘，并且每个第二导体具有被构造为产生非热等离子体(ntp)的发射器。

有益效果

根据本公开，由于预定电平的直流电连续地施加到第二导体，因此能够防止由于功率过冲(overshootingofpower)而导致颗粒物(pm)不能被完全去除或降解，并且能够防止颗粒物(pm)或从颗粒物降解的产物积累在绝缘体的表面上。

因此，能够防止用于减少排气中的颗粒物的系统的效率劣化。

根据本公开，防电弧构件可以防止由积累在绝缘体的表面上的颗粒物(pm)或从颗粒物降解的产物引起的电弧的发生。

因此，能够防止用于减少排气中的颗粒物的系统的效率劣化。

根据本公开，在绝缘体的端部形成的防电弧构件和联接槽可以提高组装第二导体和绝缘体的便利性，并且第二导体可以被设置在第一导体的中央部分，从而与气流平行而无需单独的操作。

附图说明

图1是示出根据本公开的用于减少排气中的颗粒物的系统的一个示例性实施方式的图。

图2和图3是示出图1中的第二导体的示例的图。

图4是示出其中安装根据本公开的用于减少排气中的颗粒物的系统的示例的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述根据本公开的用于减少排气中的颗粒物的系统的示例性实施方式。

然而，应注意，本公开的精神不限于以下示例性实施方式，在不背离本公开的技术精神的情况下，以下示例性实施方式可以被本领域技术人员容易地替换为或改变为各种示例性实施方式，并且所述各种示例性实施方式也属于本发明的技术精神。

另外，在这里使用的术语是为了便于描述而选择的，并且应当被适当地解释为符合本公开的技术精神的含义，而不限于在认出本公开的技术内容时的字典含义。

图1是示出根据本公开的用于减少排气中的颗粒物的系统的一种示例性实施方式的图，并且图2和图3是示出图1中的第二导体的示例的图。

参照图1至图2，根据本示例性实施方式的用于减少排气中的颗粒物的系统100包括第一导体110和第二导体120、绝缘体130以及电压施加单元140。

第一导体110以管状体的形式设置，气流流过第一导体110。

另外，第一导体110连接到接地电源并且由具有导电性的材料制成。

第一导体110可以实际上采用用于车辆或半导体工艺的排气管，或者设置并通过与排气管连通来使用单独的管。

第二导体120被设置在第一导体110中，并且具有与气流接触并产生非热等离子体(ntp)的发射器150。

为了产生非热等离子体(ntp)，将与要施加到第一导体110的电压相差预定的电压值的电压施加到第二导体120。

这里，需要向第二导体120连续地施加预定电平的直流电压。此外，在来自车辆的排气的情况下，可以连续地施加-30kv至-80kv的直流电压。

此外，为了基于第一导体110和第二导体120之间的电压差产生非热等离子体(ntp)，设置绝缘体130以将第二导体120与第一导体110电分离。

绝缘体130由电绝缘材料制成，并且电绝缘材料的示例可以是陶瓷。利用表面粗糙度，能够防止颗粒物(pm)或从颗粒物降解的产物积累在绝缘体的表面上。

此外，在绝缘体由具有介电容量的陶瓷材料制成的情况下，能够通过在绝缘体的表面上对颗粒物(pm)或从颗粒物降解的产物进行氧化来去除颗粒物(pm)或从颗粒物降解的产物。在这种情况下，为了执行氧化，能够调整绝缘体130的厚度，以使得绝缘体130相对薄。

此外，在本示例性实施方式中，电压施加单元140被构造为向第二导体120连续地施加预定电平的直流电压。

电压施加单元140包括：系统控制单元141，该系统控制单元141被构造为控制根据本示例性实施方式的用于减少排气中的颗粒物的系统100与安装有系统100的设备之间的电力连接；以及变压器143，该变压器143被构造为将从该设备的电源施加的电压转换成根据本示例性实施方式的用于减少排气中的颗粒物的系统100所需的电压。

具体地，在例如车辆的情况下，系统控制单元141具有基于车辆的行驶状态来开启或关闭系统并且监测高压部的状态的控制功能。当高压部异常时，系统控制单元141可以通过使用闪烁的led来显示异常状态。在这种情况下，在rl处，系统控制单元141切断对变压器143的电力供应，以防止发生其他危险情况。

此外，使用单独的装置以使得用户显示器能够通过当系统正常地运转时开启led或当系统异常地运转时使led闪烁来显示系统运转情况。

变压器143是被构造为将低电压转换成高电压的装置，并且使用多级整流方法来产生具有低纹波(ripple)的稳定的高电压，从而使降低系统效率的电弧最小化。因此，变压器143使得用于去除颗粒物的非热等离子体能够始终保持恒定。

此外，在本示例性实施方式中，第二导体120包括垂直杆121、水平杆123和发射器150。

垂直杆121和水平杆123彼此一体地连接作为导电体，并且垂直杆121和水平杆123之间的中心部分弯曲。

垂直杆121在第一导体110的径向方向上布置。

垂直杆121在径向方向上穿透第一导体110。垂直杆121的一端和另一端分别设置在第一导体110的内部和外部。将在下面描述的水平杆123被设置在垂直杆121的设置在第一导体110内部的一端处。

第二导体120的暴露于第一导体110外部的部分电连接到变压器143。

水平杆123在与气流的流动方向平行的方向上从垂直杆121的端部延伸。

这里，水平杆123被设置在第一导体110的中央部分。水平杆123可以精确地设置在第一导体110的中央部分，以便有效地去除颗粒物。

发射器150被设置在水平杆123的端部，并且具有形成在发射器150的外表面上的多个突起150a，每个突起150a具有切削刃。

发射器150被设置在与设置水平杆123的方向相同的方向上。发射器150可以被精确地设置在第一导体110内部的中央，以便有效地去除颗粒物。

接下来，在本示例性实施方式中，绝缘体130由电绝缘材料制成并且被设置为围绕垂直杆121。因此，垂直杆121和第一导体110在垂直杆121穿透第一导体110的状态下彼此不电连接。

具体地，当绝缘体130的一端被设置在第一导体110的内部时，绝缘体130的另一端被设置在第一导体110的外部，从而将第二导体120和第一导体电分离。

此外，装配有水平杆123的联接槽131可以被形成在设置在第一导体110内部的绝缘体130的一端处，以使得第一导体110和第二导体120之间的联接状态被恒定地保持。

因此，第二导体120的弯曲部分(即，水平杆123和垂直杆121相遇的部分)被装配并联接到联接槽131中，以使得第二导体120的位置相对于绝缘体130不改变。因此，第二导体120可以在平行于气流的方向上设置在第一导体110的中央部分，而无需单独的操作。

另外，联接槽131可以将绝缘体130和第二导体120与下面将描述的防电弧构件160固定在一起，以使得不需要在绝缘体130和第二导体120之间插置单独的粘合剂。因此，改进了组装便利性。

接下来，防电弧构件160由抗放电所引起的腐蚀性的材料制成。防电弧构件160被构造为覆盖绝缘体130的两端中的设置在第一导体110内部的一端。

在这种情况下，防电弧构件160连接到水平杆123。

此外，防电弧构件160和绝缘体130借助于螺纹构件170和电极在第一导体110的外部彼此联接，螺纹构件170固定到第二导体120的一端，并且电极连接到变压器143。因此，不需要附加组件来联接防电弧构件160和绝缘体130。

此外，在本示例性实施方式中，发射器150位于第一导体110内部的中央，并且水平杆123在从垂直杆121朝向气流上游的方向上延伸。

也就是说，发射器150被设置为面向气流。

另外，在本示例性实施方式中，绝缘体130在第一导体110的内部被成形为使得绝缘体130的水平截面面积在从第一导体110的壁表面朝向水平杆123的方向上减小。

另外，在本示例性实施方式中，可以向第二导体120施加负电力，以产生非热等离子体(ntp)。

图4是示出其中安装根据本公开的用于减少排气中的颗粒物的系统的示例的图。

参照图4，根据本示例性实施方式的用于减少排气中的颗粒物的多个系统100可以沿着排气的排放路径连续地串联设置。

结果，从排气中去除颗粒物的效率当然得以提高。