CN1085776C

CN1085776C - 用高电压电场清除废气和降低噪声的方法和装置

Info

Publication number: CN1085776C
Application number: CN96199441A
Authority: CN
Inventors: 朴赞琥; 李龙熙
Original assignee: Seondo Electric Co Ltd
Current assignee: Seondo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JP3233411B2; DE19681728T1; US6168689B1; GB2324053B; KR0148563B1; WO1997024515A1; CN1206450A; KR970044278A; AU4400896A; JPH11512651A; GB9813922D0; DE19681728C2; GB2324053A

Abstract

利用高压电场清除内燃机或外燃机的烟尘和降低其噪声的方法和装置。本发明涉及可清除废气和降低噪声的方法和装置，其中包括在颗粒转变成等离子状态后通过电晕放电烧耗粒状颗粒的步骤，用负离子去除气态物质的步骤，用紫外线消除NOx的步骤和降低噪声的步骤。

Description

用高电压电场清除废气的方法和装置

本发明涉及通过在等离子气层下烧耗粒状颗粒，用负离子去除化学气态物质，和用紫外线消除NOx来清除通过燃烧室输送的废气的方法和装置，其中等离子气层、负离子和紫外线是由高电压电场引发的。具体地说，本发明涉及可清除废气和降低噪声的方法和装置，其中包括在将颗粒改变成等离子状态后用电晕放电烧耗粒状颗粒的步骤，用负离子去除气态物质的步骤，用紫外线消除NOx的步骤，和减少噪声的步骤。

环境污染的主要原因是工业设备和汽车产生的烟尘和噪声。尤其是柴油机凭借其大功率和低成本而被普遍采用。顺便指出，在使用柴油机的情况下，出现柴油机排放包括粒状颗粒、碳氢化合物、NOx的烟尘，噪声等一些问题，必须解决这些问题以防止环境污染。

为解决这些问题，已经对清除废气和降低噪声进行了细致研究。

至此已知的方法是采用催化过滤器、电场和废气的重新燃烧。

在DE3834920中已说明了这种系统，其中采用由20KHz和20MV的电场产生的臭氧烧耗陶瓷过滤器中沉积的碳颗粒。

在WO9200442中已说明了一种方法和装置，其中将废气引入陶瓷体通道，在通道中横跨流向产生电场，首先用一个放电电极使沉积在通道壁上的烟尘颗粒带负电，然后用附着在氧上的离子将其氧化。

在DE3711312中已说明了一种方法和装置，其中通过用紫外线电离和通过收集到板上来去除颗粒。

在DE3314168中已说明了一种系统，其中将中性颗粒分成两侧气流，两侧气流流向保持相反电位的大表面积的电极上。

在US5074112中已说明了一种装置，其中一个设置在空腔内的过滤器从经过空腔的废气中除去燃烧的颗粒产物，电磁波产生用于焚烧燃烧的颗粒产物的热量。

如上所述，采用传统方法仅能消除一种烟尘颗粒，并因此排放出包括NOx和噪声的未被消除的其它成份。

因此，本发明的发明人发明了一种清除废气和降低发动机噪声的方法和装置。

本发明的一个目的是提供一种清除从发动机或工业设备排放的废气和降低发动机噪声的方法和装置。

具体地说，本发明的目的是提供可清除废气和降低发动机噪声的方法和装置，它是通过分离废气中的粒状颗粒和有害物质，然后在等离子气层下直接烧耗粒状颗粒，借助DC高电压和AC高电压再次烧耗微小颗粒，用负离子去除有害物质，用紫外线和臭氧把NOx氧化成易溶于由该装置中PN二极管的Sellen效应产生的水的NO₃来去除NOx，和通过隔开发动机噪声和电磁干扰来清除废气和降低发动机噪声的。

为了提高产量和售后服务效率将本发明中的装置分成七个单元，由于每个单元有废气减少效果，这七个单元可根据废气种类组合或分开使用。

在本发明中，分离单元使废气以高速通过并烧耗已收集在分离单元中的颗粒。

在分离单元中，为使废气高速通过，在瓶颈喷嘴处应用EHD(电-流体动力学(electro-hydro dynamics))法和静电法以加速废气流。

带负电的颗粒被离子针和吸引电极之间的电压更快地加速，从而防止废气在通道中停留或减速。

静电力把带负电的颗粒吸引在由金属网制成的收集电极上，未能通过金属网收集电极的颗粒落入设置有一组用于烧耗大颗粒的放电极的入孔中。

在等离子单元中，采用电晕处理烧耗通过收集电极的颗粒，其中小颗粒由等离子单元极和网之间产生的流束电晕烧耗。为了更有效地清除废气，废气通过等离子单元后输送到电子单元。电子单元借助DC高电压和AC高电压烧耗小颗粒。极板和孔板两端施加AC高电压，以便产生烧耗小颗粒的等离子流束电晕。

在孔板和将颗粒送进孔板的离子针的两端施加DC高电压以增强孔板和极板之间电晕放电的效率。

通过上述处理，废气的颗粒成份几乎被清除掉。

另外，废气中含有包括NOx的有害化学物质，这些有害化学物质可用在等离子流和异性电极之间产生紫外线的电离单元产生的负离子去除，该紫外线产生许多负离子。有害物质与负离子和臭氧合成以变成其它物质。

为了去除在上述电离单元中未去除的NOx而采用筛网单元。筛网单元包括第一陶瓷板，和具有其中设置了PN二极管的六边形孔的第二陶瓷板。

在施加到板两端的10KV电压的作用下，在六边形孔周围产生大量紫外线，紫外线使O₂转化成臭氧。另外，PN二极管利用Sellen效应使温度下降以便将气态H₂O凝结成水。在上述处理期间，通过将空气引入板中将提高去除NOx的效率。

本发明可包含一个管接单元(union unit)，用于吸收发动机噪声和屏蔽将以高频辐射的电磁波。管接单元用来满足本发明装置的EMI、EMC技术要求的规则。

根据上面的说明，本发明可清除废气并可替代噪声吸收器。

从下面结合附图所做的说明将使本发明的这一目的和其它目的以及优点更加显而易见，其中：

图1是本发明装置全部零部件的分解图；

图2(a)是分离单元中清除废气的原理示意图；

图2(b)说明刷形电晕的放电类型；

图3是分离单元零部件的组装实施例；

图4(a)是等离子单元室的透视图；

图4(b)说明等离子单元室中等离子流束电晕的放电类型；

图5(a)是电子单元的去除透视图；

图5(b)是计算在烟尘清扫空间中高电压电极之间距离的示意图；

图5(c)和图5(d)是向离子针提供DC高电压的电路；

图6是说明等离子流产生类型的电离室的截面示意图；

图7是安装在电离室板上的多个电离室的透视图；

图8是筛网单元组装类型之一的详细示意图；

图9(a)是高频高电压发生器的电路；

图9(b)是在第三级线圈两端施加倍增电压的电压倍增器电路；

图10是根据本发明整个装置的外部透视图。

下面将参考附图详细说明本发明。

参考图1，该图示出根据本发明用于清除废气的装置的全部零部件，该装置包括一个使废气以高速通过并烧耗已收集在分离单元(100)中的大颗粒的分离单元(100)，一个通过用等离子流束电晕使粒状颗粒成为等离子状态而将粒状颗粒直接烧耗的等离子单元(200)，借助DC高电压和AC高电压烧耗微小颗粒的电子单元(300)，一个通过产生许多负离子来消除有害物质的电离单元(400)，一个通过用紫外线和离子产生臭氧来去除NOx，以便把NOx氧化成NO₃的筛网单元(600)，NO₃易溶于由筛网单元(600)中的PN二极管(620)的Sellen效应产生的水，一个降低发动机噪声并屏蔽从上述单元(100、200、300、400、600)辐射的电磁波的管接单元(700)，和向每个单元提供高电压的高频高电压发生器(未示出)。

下面详细说明每个单元。

图2(a)和(b)以及图3详细示出分离单元(100)。

参考图2(a)，说明分离单元(100)中通过减慢废气流的速度消除粒状颗粒的瓶颈喷嘴(105)的工作原理，分离单元(100)包括引入高频高电压以电离废气中的空气和粒状颗粒的离子针(110)，一个在喷嘴(105)中引入高频高电压以加速废气的吸引电极(120)，一个分离粒状颗粒的网状收集电极(130)，就是说，使大颗粒落入网状收集电极(130)下的入孔中而小颗粒通过收集电极(130)，和烧耗入孔中落入物质的放电极(140)。

于是，从发动机引入废气的分离单元(100)将废气初步分离成烟尘和粒状颗粒，然后根据图2(a)过滤粒状颗粒。

图2(b)示出从离子针(110)放电以便使废气中的粒状颗粒带电的刷形电晕。

图3是说明分离单元导向组件(190)的透视图。如图1所示，这些组件(190)排成一行并叠放在分离单元(100)的壳体中。分离单元(100)包括发生刷形电晕的离子针(110)，将废气引入通道的空气入孔(150)，安装瓶颈喷嘴的分离单元导向器(160)，用于烧耗大颗粒并安装在离子针(110)前的收集电极(130)下的放电极(140)的分离单元极(170)，和上面安装有上述零部件的分离单元板(180)。

图4(a)示出由数个单元室构成的等离子单元(200)的一个单元室(250)，其中等离子单元室(250)包括数个半球形的等离子单元极(210)，在这些等离子单元极(210)中产生等离子流束电晕以烧耗通过分离单元(100)的收集电极(130)的颗粒；数个用来插入上述等离子单元极(210)的极孔(220)；图4(a)中未示出的，作为等离子单元极(210)放电电极的网(211)；和连接到网(211)的接地孔(260)。图4(b)示出在等离子单元室(250)中的等离子单元极(210)和作为异性电极(211)的网之间产生的等离子流束电晕。例如，如果分别向单元极(210)和异性电极(211)提供象+10KV和-10KV这样的高电压，在每个极，即如图4(b)所示的单元极(210)和异性电极之间出现等离子流束放电现象。图4(b)右侧示出了该等离子流束放电现象中电子移动状态的电气图。

等离子体是强电离气体，该电离气体中以分化状态存在着等量携带正或负电的颗粒并且是高密度的并在整体上保持电中性。特别是图4(a)中示出的等离子流束电晕是放电现象，其中发光部分在两个电极之间象是相互混合在一起。换句话说，它是一种由于细光通量集中在一起而发光部分看上去加宽的放电现象。

为了利用这种电晕放电，如图4(b)所示，等离子单元极(210)与等离子单元室(250)的流动通道装配在一条线上，可作为异性电极的网(211)装配在流动通道上。

另外，除非要求废气减少的效率保持在高水平，否则可去掉作为异性电极的网(211)。这表明虽然等离子单元极(210)装配在任何方向，例如与废气流动通道垂直、水平或相反的方向，可获得几乎相同的废气减少效率和能力。应向等离子单元室(250)的两个电极(210，211)提供高频高电压以产生等离子流束电晕，于是等离子单元极(210)的尖端密布电子，从而产生诸如由电子自振荡的惯性力激发的电子运动造成的电弧放电之类的电晕等离子。

如图5(a)所示，用DC和AC高电压烧耗微小颗粒的电子单元(300)包括孔板(310)，离子针板(320)和作为具有相同尺寸的单元套件之一的极板(350)。

孔板(310)是具有多个在每个方向按规则间隔排列的空气引入孔(330)的板，每个孔(330)使废气流动平滑，安装在引入孔(330)的网(211)(图5(a)中未示出)使带电粒子流动平滑并同时作为放电电极。

被施加高频高电压的离子针板(320)也是一个平板，在该平板上与空气引入孔(330)中心同轴的位置设置多个离子针，离子针的数量与空气引入孔的数量相同。

这样，每个离子针产生许多电子，从而出现电子风，电子风产生大量离子以使其易于捕获废气中的颗粒。因此，离子针板(320)应设置有多个位于由在每个方向相互相邻的4个离子针(110)形成的任何矩形的几何中心的空气引入孔(331)，以使废气流与上面一样流畅。

与孔板(310)和离子针板(320)尺寸相同的极板(350)具有多个等离子单元极(210)，这些等离子单元极(210)附连到离子探针板(320)的离子针(110)所在的相同位置。

使这些等离子单元极(210)放出用于烧耗其自己捕获的带电粒子的等离子流束电晕。极板在任何矩形布置的4个单元极(210)中心同样设置了多个空气引入孔(332)，与为了保持带电粒子良好流动条件的板(320)相似。

图5(b)示出了上面设置在电子单元(300)中的板(310、320、350)的实施例。这些作为一个电极或异性电极的板(310、320、350)可装配在任何方向，例如与废气流动垂直、水平或相反的方向，并可改变这些板的设计以确保其耐用性和可靠性。另外，可以以诸如圆形、直立或椭圆形状之类的各种形式构成两个电极。

实际上，清除废气的效率取决于板(310、320、350)的尺寸、形状、配置和所施加的电压和电流。

在电子单元(300)中清除废气的适当面积为：

S＝WNH

其中板(310、320、350)之间的距离是W，板(310、320、350)的高度是H，废气量是L，清除废气的横截面面积是S，如果空间由n个板构成。

板(310、320、350)之间的空间是通道，一条通道的面积是2LH，因此电子单元(300)中清除废气的总面积如下：

A＝2NLH

将7KV的DC电压施加到每个离子针板(320)和孔板(310)，以便用离子针板(320)上的离子针(110)电离微小颗粒，然后使电离的颗粒沉积在孔板(310)的网(211)上并在离子针板(320)和孔板(310)之间产生电子风。

向极板(350)施加10KV的高电压脉冲，以产生烧耗网(211)上收集颗粒的等离子流束电晕。

图5(c)是向安装在离子针单元板(320)上的离子针提供DC电压的电路，包括一个升压变压器(T)，整流二极管(D1，D2)，衰减脉动信号的滤波电阻(R1，R2)，确定该电路时间常数的电阻(R3)和电容(C1)。

图5(d)是向安装在离子针单元板(320)上的离子针(110)提供DC电压的另一种电路，该电路包括一个升压变压器(T)，整流二极管(D3)，在施加正电压时确定该电路的时间常数的电阻(R6)和电容(C2)，和在施加负电压时确定该电路时间常数的电阻(R6)和电容(C2)。

在此，离子针(110)产生的电场(E)是

E = \frac{V}{R (RC / RD)}

V：在离子针(110)施加的电压

R：在离子针(110)产生的电晕放电的半径

RD：在离子针(110)产生的放电电流的半径

RC：在空气引入孔(150)上安装的网(211)的半径

参考图6，电离单元(400)包括由内管(410)和与高速通过气体的内管(410)同轴设置的外管(420)构成的许多电离室(405)，和一个作为被施加高电压的异性电极的孔板(430)。内和外管(410，420)形成一端逐渐变细的圆柱，象一个注射管。

作为异性电极的孔板(430)可成形为如图1所示的平板并设置多个数量与电子单元(300)的离子针板(320)数量相等的空气引入孔(431)。多个电离室(405)连接到电离室板(409)，假设在实际用于如图1所示的废气清除装置的情况下电离室板是如从图7所看到的平板形式，并且每个电离室(405)连接到以通过由4个相邻空气引入孔(431)形成的任何矩形中心的轴为中心的位置。

图8示出由数个套件组成的筛网单元(600)的套件。筛网单元的每个套件具有由涂覆20μm-30μm厚金属膜的陶瓷材料制成的用来产生紫外线的第一块板(601)，并且第一块板(601)形成有在图中用A详细描绘的形状象蜂窝的六边形孔(610)，和具有插入到以与第一块板相同方式形成的六边形孔(610)中的PN二极管(620)的第二块板(603)，以便用通过废气的温度降低产生的水分去除NOx。筛网单元(600)包括一个接一个作为模块叠放的第一和第二块板(601，603)。此时，PN二极管(620)的工作电压是0.7V。因此，所需的二极管数量N规定为：

图9(a)示出高频电压发生器，其中包括一个被施加AC电压的第一级线圈，一个放大信号的晶体管(T)，使操作稳定的偏置电阻(R7)，一个根据匝数比被施加高电压的第三级线圈，一个调制具有50KHz-100KHz载波的第二级线圈，一个电压倍增电路(D5)，和对第三级线圈充电的电容(C5)。

图9(b)详细示出图9(a)所示的电压倍增电路(D5)，该电路包括根据匝数比感应高电压的第三级线圈，对AC电压整流的二极管(D10，...，D80)，高电压在电容(C5，...，C70)两端充电。

还示出了电压倍增电路(D5)的等效电路。

图1中的管接单元(700)吸收发动机噪声和屏蔽将在电晕放电过程中辐射的电磁波，它包括一个次级铁氧体磁芯以满足EMI和EMC关于噪声吸收器的规定。

就是说，该单元用于满足本发明装置的EMI、EMC技术要求的规定。通过将多个铁氧体磁芯(720)插入金属壳(710)并通过绕铁氧体磁芯(720)缠绕导线(730)，该单元(700)屏蔽EMI和EMC。为有效地屏蔽EMI、EMC，推荐具有谐振频率的大范围的L和C。可用细陶瓷材料代替金属壳(710)并可把铁氧体材料用作安装在金属壳外部的磁芯(720)。

将铁氧体磁芯(720)分成两组，一组为正磁场工作，另一组为负磁场工作，以屏蔽在废气排放口附近的电磁波。另外，如图11所示，整个外壳最好具有一个向地面弯曲的废气排放口，并且在使用两个并排的排放口时更有效。

图10示出本发明的整个外形，该外壳由金属覆盖以隔断外部冲击并防止辐射发动机噪声和每个单元产生的电磁波。

机壳的出口朝向地面。

下面将说明本发明装置的操作。

分离单元(100)接纳从发动机排放的废气并将其通畅地送到等离子单元(200)。在分离单元(100)中，在入口处(a-a)和出口处(b-b)之间采用EHD(电-流体动力学)法以加速废气流动，并使用库仑力的静电法。与空气混合的废气进入分离单元(100)，废气中的粒状颗粒被负极性地去除和电离。带负电的颗粒通过瓶颈喷嘴，在此用EHD法对气体速度加速。

另外，利用离子针(110)与然后被引入负极性的吸引电极(120)之间的电压差对带负电的颗粒更快地加速，该现象防止废气在分离单元(100)中停留或减速。我们称上述过程为EHD(电-流体动力学)法。通过喷嘴后的废气扩散到收集电极(130)，在此应用了波导的扩散理论。就是说，通过窄空间后扩散的废气可广泛散布而不减速。带负电的颗粒被由金属网制成的收集电极(130)上的静电力吸引，未能通过金属网(211)的收集电极(130)的大颗粒降落到入孔中，在入孔中设置一组放电极(140)以烧耗大颗粒。

当通过在入孔中烧耗来消除废气中的大颗粒时，小颗粒可通过收集电极(130)。分离单元极(170)最好具有圆头形状以增加引燃能量。

废气的高速有助于防止小颗粒填塞收集电极(130)。

在等离子单元(200)中，应用等离子处理燃烧这些颗粒，也就是说，在颗粒通过等离子单元室(250)时再次烧耗已通过收集电极(130)的颗粒，等离子是指被分成正和负颗粒的粒子，正和负粒子的数量相同，因此其整体表现出中性状态。用被施加+电压的等离子单元极(210)和被施加-电压的网(211)之间产生的等离子流束电晕在等离子单元室(250)中烧耗可通过收集电极(130)的小颗粒。

此时，由于在等离子单元(200)产生的等离子因其相等的正和负电荷密度而具有保持电中性的趋势，当在一短时间内向单元极(210)和网(211)施加高电压时，流向等离子单元室(250)的废气中的颗粒带电并由等离子单元极(210)和网(211)之间产生的火焰放电烧耗。

另外，因静电力相互吸引的特性造成颗粒振荡，这样可防止颗粒填塞网(211)。此外，电子在等离子状态振荡，电子的振荡频率增强了颗粒的振荡。

振荡频率(f_k)为：

f_{k} = 8.9 \times 10 \sqrt[3]{N}

其中N是电子密度并且振荡频率取决于空气压力。

然后，废气通过设置有使废气均匀通过的空气入口孔(330)的电子单元(300)。此时，可将诸如网(211)之类的网安装在流动通道作为放电电极。在极板(350)和孔板(310)之间施加AC高电压，以便从离子针单元板(320)的离子针(110)产生电子风，从而向孔板(310)推动颗粒。于是利用孔板(310)和极板(350)之间产生的电晕放电再次有效地烧耗通过网的微小颗粒。

下面将系统地描述上述过程。

废气中的有害物质经过几个步骤几乎被清除，其中大颗粒在分离单元(100)中被初步烧耗以被去除，然后利用等离子流束电晕在等离子单元(200)中去除通过分离单元(100)的小颗粒，并在电子单元(300)中消除微小颗粒。

废气中包含几种有害化学物质，在本发明中采用两种不同方法去除有害化学物质。

首先，用电离单元(400)产生的负离子去除有害物质。电离单元(400)在外管(420)和异性电极(430)之间产生紫外线，该紫外线产生许多负离子。

虽然一般的负离子发生器有一个产生负离子的尖端，本发明的负离子发生器带有将该空间分成两条路线的内圆柱壁的电离室结构，就是说，除已知形状外还有内管(410)和外管(420)。通过上述电离室(405)的结构，本发明的负离子发生器在有害气体以高速通过时发射出比常用负离子发生器多数千倍的负离子。

我们称该方法为等离子流，其中外管(420)和异性电极(430)之间应保持适当距离，以产生大量负离子。

在等离子流尖端也产生电晕，其温度是800℃-1500℃。

用紫外线激发有害物质分子，并将所激发的有害物质与负离子和臭氧混合以改变成其它物质。在该过程中还去除了有害正离子。

为了去除在上述电离单元(400)中未去除的NOx，本发明中使用了筛网单元(600)。

筛网单元(600)包括第一块板(601)和具有其中设置了PN二极管(620)的六边形孔(610)的第二块板(603)。

当向这些板施加10KV电压时，在六边形孔(610)周围产生大量紫外线，紫外线使O₂转变成臭氧。

当金属厚度是20μm-30μm时产生大量臭氧。

由于涂覆的金属可能会从陶瓷片上脱落，如果长时间施加高于1KV的电压，阻抗匹配是很重要的。通过刮擦陶瓷片也可防止涂覆金属与陶瓷片脱离。

这种装置已用于食品消毒或臭氧发生器，但还未用于消除烟尘。

另外，安装在板B(640)的六边形孔(610)中的PN二极管(620)通过Sellen效应使温度降低，以便将H₂O凝结成水。

当高电压施加到相互面对的第一块板(601)和第二块板(603)的涂敷表面时产生大量紫外线，该紫外线使氧转化成臭氧，臭氧使NOx变成易溶于水的NO₃。

该过程期间，通过将空气引入板中并连接串联和并联配置的PN二极管(620)将提高去除NOx的效率。利用PN二极管降低温度的方法被称为Sellen效应，该方法已用于致冷器，但还没有用于消除烟尘。

废气中的大多数有害化学气体在电离单元(400)中被去除，在电离单元中未过滤掉的NOx通过筛网单元(600)被去除。

因此，可完全净化废气的粒状成份和有害化学气体。

带有高频的高电压发生器由高频振荡器和带有变压器的高电压整流器构成。

本发明带有高频的高电压发生器提供正和负极性的高电压。

本发明的高电压发生器与常用高电压发生器的不同点在于：它具有一个需要绝缘强度的专用电路和一个反馈电路，以便如果第二级线圈出现异常时断开第一级线圈的电压。

图9(a)所示的高电压发生器包括一个放大调制信号的晶体管，一个感应高电压的第三级线圈，一个在第二级线圈不能正常工作时断开第一级线圈电压的第二级线圈，一个充电的电容(C5)，和一个倍增电压的电压倍增电路(D5)。

电压倍增电路(D5)用来倍增上述单元(100、200、300、400、600)所需的电压，其中E是电容(C5)两端的充电电压，2E是电容(C10)两端的充电电压，3E是电容(C20)两端的充电电压，4E是电容(C30)两端的充电电压，5E是电容(C40)两端的充电电压，6E是电容(C50)两端的充电电压，7E是电容(C60)两端的充电电压，8E是电容(C70)两端的充电电压。

陶瓷电阻滤波器(R100)用来防止电路击穿，并避免在第三级线圈电压＂断开＂的情况下电容(C10，...，C70)两端剩余高电压造成的危险情况。

当在第二级线圈调制载波(400KHz)和信号(50KHz-100KHz)时，晶体管输出特定的高电压而没有过量电流。

为使输出电压的极性反向，颠倒二极管(D10，...，D80)的连接。

由于E是电容(C5)两端的充电电压，放电电压(Vo)为：

V_{o} = \frac{C_{1} E}{C_{1} + C_{2}} {1 - e \frac{C_{1} + C_{2}}{C_{1} + C_{2} R_{5}} (t)}

本发明可包含一个管接单元(700)，该管接单元包括一个机电过滤器，以吸收发动机噪声和屏蔽将要从电晕放电过程辐射的电磁波。

就是说，该单元用来满足本发明装置的EMI、EMC技术要求的规定。通过向金属壳中插入铁氧体磁芯和通过绕铁氧体磁芯缠绕导线，该单元(700)屏蔽EMI和EMC。

为有效地屏蔽EMI、EMC，推荐具有谐振频率的大量程L和C。

如上所述，本发明涉及清除内燃机、外燃机和防污染设备等的废气的方法和装置。由于本发明可清除废气和降低噪声，它可代替噪声吸收器，例如汽车消声器。

Claims

1.利用高压电场清除废气的方法，包括以下步骤：

(a)通过放电使废气中的颗粒电离来分离废气中的所述颗粒，然后用瓶颈吸引电极使废气高速扩散并用电晕放电来烧耗大颗粒；

(b)在等离子气氛下烧耗那些不能在上述步骤(a)中去除的小颗粒；

(c)利用AC电压和DC电压进一步烧耗小颗粒；

(d)利用电离单元所产生的负离子去除废气中存在的有害气体成分；

(e)利用由紫外线产生的臭氧氧化废气中存在NOx，并利用PN二极管的热交换使氧化的NOx溶解在H₂O中来去除NOx。

2.根据权利要求1所述的利用高压电场清除废气的方法，其中步骤(a)还包括：

(a′)利用瓶颈吸引电极(120)使电离的颗粒高速扩散到一收集电极(130)；

(a″)分离扩散的颗粒，其中小颗粒穿过收集电极(130)，大颗粒降落以沉积在孔中；

(a)通过放电烧耗沉积的大颗粒。

3.根据权利要求1所述的利用高压电场清除废气的方法，其中在步骤(b)中利用振荡电晕放电来烧耗处于等离子状态的颗粒。

4.根据权利要求3所述的利用高压电场清除废气的方法，其中电晕放电是具有大放电区域的等离子流束电晕。

5.根据权利要求1所述的利用高压电场清除废气的方法，其中在步骤(b)之后，步骤(c)包括：

(c′)利用由AC电压产生的电晕放电烧耗小颗粒；

(c″)利用DC电压将在上述步骤(c′)中未能烧耗的小颗粒再次烧耗。

6.根据权利要求5所述的利用高压电场清除废气的方法，其中电晕放电是具有大放电区域的等离子流束电晕。

7.根据权利要求1所述的利用高压电场清除废气的方法，其中步骤(d)包括：

(a)产生大量负离子；

(b)利用负离子分解有害气体。

8.根据权利要求1所述的利用高压电场清除废气的方法，其中步骤(e)包括：

(a)产生紫外线；

(b)利用紫外线氧化NOx；

(c)利用与PN二极管的热交换使氧化的NOx溶解在H₂O中。

9.根据权利要求8所述的利用高压电场清除废气的方法，其中产生紫外线的步骤包括：

(a)在板上用金属印制电极电路图形；

(b)以同样方式在异性电极上印制电极电路图形；

(c)在每一电极上施加高电压以产生紫外线。

10.根据权利要求9所述的利用高压电场清除废气的方法，其中用厚度为20μm-30μm的金属在板上印制电极电路图形。

11.根据权利要求8所述的利用高压电场清除废气的方法，其中通过在板与板之间并联或串联PN二极管来形成热交换以凝结H₂O。

12.利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，包括：

(a)分离单元，其用于接收废气、使废气中的颗粒电离并使之扩散到一个收集电极，在所述收集电极处，所述颗粒被分离，大颗粒用电晕放电来烧耗；

(b)等离子单元，其利用流束电晕烧耗通过了分离单元的颗粒；

(c)电子单元，其利用AC电压和DC电压烧耗载气颗粒；

(d)电离单元，其利用负离子去除有害气体成分；

(e)筛网单元，其利用紫外线所产生的臭氧氧化废气中存在的NOx并利用由PN二极管产生的温度降低使氧化的NOx溶解到H₂O来去除NOx。

13.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，进一步包括管接单元，用于屏蔽电磁波并减小噪声。

14.根据权利要求13所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述管接单元的外部由铁氧体磁芯构成，用于屏蔽空气中的电磁波和电场。

15.根据权利要求14所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述铁氧化磁芯为二级串联，第一级工作在正磁场中，第二极工作在负磁场中。

16.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述分离单元包括：

(a)离子针，用于用高电压使颗粒电离从而去除颗粒；

(b)分离单元导向器，以使废气平滑流动；

(c)分离单元板，有多个空气入口孔使空气平滑进入；

(d)吸引电极，向使废气流加速的瓶颈喷嘴施加电压；

(e)收集电极，用于过滤颗粒；

(f)分离单元极，其带有放电电极用于烧耗沉降在孔中的大颗粒。

17.根据权利要求16所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述喷嘴部分作为整个管路的电极。

18.根据权利要求16所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述分离单元极为球形以便增强颗粒的引燃。

19.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述等离子单元包括多个等离子单元室，其构成为：

(a)等离子单元极，用于产生流束电晕；

(b)格状网作为放电电极。

20.根据权利要求19所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述流束电晕发生在所述等离子单元极与所述格状网之间。

21.根据权利要求19所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述等离子单元极是半球形的，其一侧是平的以产生流束电晕。

22.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述电子单元包括多个套件，每个套件包括：

(a)具有空气入口孔的离子针板，其装配有离子针以产生电子风；

(b)具有空气入口孔的孔板，其装配有格状网以作为异性电极；

(c)极板，其装配有产生流束电晕的等离子单元极。

23.根据权利要求22所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述离子针板为矩阵结构，包括：

(a)产生电子风的离子针，以及

(b)用于空气平滑流入的空气进入孔。

24.根据权利要求22所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述孔板形成有格状网的多个空气入口孔，以使空气平滑流入。

25.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中由等离子束产生负离子和紫外线的电离单元室是由圆柱形外管和带有尖端的圆柱形内管形成。

26.根据权利要求25所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述电离单元包括：

(a)按矩阵形式安装电离室的室板；

(b)具有空气入口孔的孔板，在其横断面安装有格状网。

27.根据权利要求12所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述筛网单元包括一个第一板和一个第二板，用于使PN二极管降温。

28.根据权利要求27所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中每一个板上有许多多边形孔用于有效地产生紫外线。

29.根据权利要求28所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中当向所述板加电时，紫外线是从六边形孔产生的。

30.根据权利要求27所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中第一板和第二板用作电极，有许多六边形孔。

31.根据权利要求27所述的利用高压电场清除废气中的颗粒及有害气体的装置，其中所述PN二极管串联或并联起来以引发被称为Sellen效应的温度下降。