CN108686446B - 一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，采用在具有红绿灯的交通路口的道路旁设置喷头，控制喷头在车行红灯时对准停靠的汽车排气管进行喷雾，依靠喷头喷雾对汽车在红灯停靠以及绿灯启动阶段的排气管尾气进行沉降处理。本发明能够更好地实现对城市汽车尾气的治理，以改善城市空气，降低雾霾现象，提高城市居民居住环境舒适度，同时还具备针对性强，自动化程度高，汽车尾气治理效果好等优点。

Description

一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法

技术领域

本发明涉及城市空气治理技术领域，尤其涉及一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展，近10年来我国机动车保有量以年均15%的速度迅猛增长，机动车排放逐渐成为城市大气污染物的主要来源之一。目前城市空气污染和雾霾现象越来越严重，如何有效防治由机动车排放产生的空气污染，净化城市大气环境成为需要不断研究的问题。

申请人曾经申请过CN201710970245的一种基于自动控制系统的气液两相流清除雾霾装置；包括中枢控制子系统、供气子系统、供水子系统、雾霾浓度检测子系统以及气液两相流喷雾子系统，所述供气子系统、供水子系统以及雾霾浓度检测子系统分别与中枢控制子系统电连接，供气子系统向气液两相流喷雾子系统输送气流，供水子系统向气液两相流喷雾子系统输送水流。该发明的清除雾霾装置，采用可调压两相流的方式，可以在保持良好除尘效果的同时节约水资源。但该装置针对性较差，如果城市内大规模范围内应用，会导致成本高昂，故可实用性较差。

故如何才能更好地实现对城市汽车尾气的治理，以改善城市空气，降低雾霾现象，提高城市居民居住环境舒适度，仍然有待本领域技术人员继续研究解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：怎样提供一种能够更好地实现对城市汽车尾气的治理，以改善城市空气，降低雾霾现象，提高城市居民居住环境舒适度的基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，并使其具备针对性强，自动化程度高，汽车尾气治理效果好等优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案。

一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，采用在具有红绿灯的交通路口的道路旁设置喷头，控制喷头在车行红灯时对准停靠的汽车排气管进行喷雾，依靠喷头喷雾对汽车在红灯停靠以及绿灯启动阶段的排气管尾气进行沉降处理。以降低雾霾源，起到雾霾治理效果。

这样，因为研究发现，汽车在红灯停靠后，怠速等待红灯过程中，发动机空转会产生大量的尾气，同时变绿灯后汽车刚刚启动的时候也会远远超出于正常平稳行驶时产生的尾气量。在欧洲部分发达国家已经将车辆停车即刻熄火作为交通法规强制实施，我们国家目前尚未有类似交通法规，而且即使停车熄火，在车子绿灯启动阶段仍然会产生大量尾气。这些尾气均是发动机燃烧不充分的产物，故有害成分的含量远超过一般的汽车尾气。所以，申请人首次创造性地考虑到，可以采用在汽车红灯停靠这段时间内，依靠在交通路口道理两旁设置的喷头针对性地对汽车尾气进行喷雾处理，这样就可以针对空气污染的重要源头之一进行处理，将空气污染从源头上去除，就可以极大地提高对城市汽车尾气的治理效果。达到改善城市空气质量的目的。

作为优化，本方法采用以下的交通路口汽车尾气治理系统实现，所述系统包括多个喷头，喷头间隔排列设置在具有红绿灯的交通路口的道路两旁，喷头出液口面对道路的方向设置，喷头距离道路地面高度0-100cm，喷头后端和流体管道相连，流体管道中设置有控制阀，控制阀和中央控制系统相连；

所述中央控制系统和交通灯控制系统相连并获取红绿灯时间控制信息。

这样，本发明将喷头针对设置在交通路口位置的道路两旁，中央控制系统可以直接依靠红绿灯时间控制信息，这样通过中央控制系统可以控制控制阀在车辆红灯停靠和绿灯启动的过程中，打开喷头，针对性地对该过程中汽车的尾气进行喷雾处理。具体地说，中央控制系统可以通过控制阀控制喷头在红灯时间段打开，进入绿灯时间后可以稍微延迟数秒关闭，以更好地针对汽车尾气排放较大阶段进行喷雾处理。

作为优化，所述喷头为两相流雾化喷头，两相流雾化喷头包括一个雾化腔室和与雾化腔室相连的喷嘴，流体管道包括直接分别和雾化腔室相连的气源管道和水源管道，气源管道和一个可调压气源相连，水源管道和一个可调压水源相连，可调压气源和可调压水源各自的调压装置和中央控制系统相连。

这样，工作时，中央控制系统可以控制调压装置，提供一定压力的水和气分别进入到气源管道和水源管道，然后一定压力的水和气分别从两侧进入两相流雾化喷头，气液两相间相对流速很大，在狭小的雾化腔体中进行碰撞并雾化，产生粒径在5-10μm之间并且可调节的高速水雾颗粒，然后从喷头喷出，对汽车尾气进行沉降处理，保证处理效果。进一步，还可以在供水端添加针对性的化学药剂，使其喷出的水雾能够对汽车尾气中的有害物质进行中和降解，提高处理效果。

作为优化，可调压气源包括空压机，储气罐，供气干路，气用电动调压阀，气分流器和供气支路，所述储气罐通过气管连接在空压机的出气口；所述供气干路一端连接储气罐，另一端连接气用电动调压阀；该气用电动调压阀以及空压机的控制部分均和中央控制系统相连，气用电动调压阀一端连接供气干路，一端连接到气分流器的输入端，该气分流器输出端具有数个分流气路出口，分流气路出口处安装气分流阀，气分流阀连接到供气支路，供气支路作为气源管道和喷头相连。

这样，可以更好地实现对气源的供应和分流以及压力的控制。

作为优化，可调压水源包括计量泵，供水干路，水流量计，水过滤器，水用电动调压阀，水分流器，水加热器和供水支路；该计量泵进水端连接到一个蓄水容器，出水端连接供水干路，水流量计、水过滤器、水加热器和水用电动调压阀均安装在供水干路中，所述计量泵、水流量计、水用电动调压阀和水加热器各自的控制部分均和中央控制系统相连，水分流器进水端连接供水干路，水分流器各出水端连接到供水支路，供水支路作为水源管道和喷头相连。

这样，可以更好地实现对水源的供应和压力控制，同时过滤和加热功能，能够保证在水源含有杂质以及寒冷天气等极端情况下，可调压水源的正常稳定运行。

进一步地，蓄水容器和城市自来水管网相接。

这样，无需另外铺设管道供水；且根据不同地区不同城市水质的变化，水过滤器能够相应的进行调整。

作为优化，还包括喷头调整机构，所述喷头调整机构，包括和喷头并列安装在安装架上的摄像头，摄像头为镜头面对道路的方向固定设置，摄像头的输出端和中央控制系统相连，喷头调整机构还包括一个固定在安装架上的第一电机，第一电机输出轴水平设置且固定连接有一个中间框架，中间框架背离第一电机一端沿第一电机输出轴方向通过一个水平转轴可转动地安装在安装架上，中间框架上设置有一个第二电机，第二电机的输出轴竖向设置且固定设置有一个安装板，安装板背离第二电机一端沿第二电机的输出轴方向通过一个竖向转轴可转动地安装在中间框架上，安装板上固定设置所述喷头；所述第一电机和第二电机各自的控制端和中央控制系统相连。

这样，可以通过摄像头获知喷头前方是否有汽车停靠，从而调动喷头工作。同时，进一步地，摄像头还可以获知汽车尾气管具体空间位置，进而通过第一电机和第二电机调整喷头的上下角度以及左右角度，使其对准汽车尾气管所在位置后再喷雾处理，这样就可以极大地提高喷雾处理尾气的针对性，在尾气扩散前即依靠喷雾沉降处理。使得可以采用更少的水雾，获得更好的尾气处理效果。其中摄像头获取汽车尾气具体空间位置的方式为，通过拍摄图片，通过中央控制系统进行图像识别和预设汽车尾气管图像对比，确定汽车尾气管在图片中位置，再通过尾气管处于图片上在上下方向和左右方向的各自的位置比例，确定尾气管在空间中处于上下方向和左右方向的角度比例，进而按照对应的角度比例调整第一电机和第二电机输出对应的旋转角度，进而带动喷头对准汽车尾气管所在位置。

综上所述，本发明能够更好地实现对城市汽车尾气的治理，以改善城市空气，降低雾霾现象，提高城市居民居住环境舒适度，同时还具备针对性强，自动化程度高，汽车尾气治理效果好等优点。

附图说明

图1为本发明实施时采用的交通路口汽车尾气治理系统的平面结构示意图。

图2为本图1中具体摄像头和喷头部分的正视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例：

一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特点在于，采用在具有红绿灯的交通路口的道路旁设置喷头，控制喷头在车行红灯时对准停靠的汽车排气管进行喷雾，依靠喷头喷雾对汽车在红灯停靠以及绿灯启动阶段的排气管尾气进行沉降处理。以降低雾霾源，起到雾霾治理效果。

这样，申请人首次创造性地考虑到，可以采用在汽车红灯停靠这段时间内，依靠在交通路口道理两旁设置的喷头针对性地对汽车尾气进行喷雾处理，这样就可以针对空气污染的重要源头之一进行处理，将空气污染从源头上去除，就可以极大地提高对城市汽车尾气的治理效果。达到改善城市空气质量的目的。

本实施方式中，采用以下的交通路口汽车尾气治理系统实现，所述系统如图1-2所示，包括多个喷头1，喷头1间隔排列设置在具有红绿灯的交通路口的道路2两旁，喷头1出液口面对道路的方向设置，喷头1距离道路地面高度0-100cm，喷头1后端和流体管道相连，流体管道中设置有控制阀，控制阀和中央控制系统相连（控制阀和中央系统图中未显示）。

这样，本方案中将喷头针对设置在交通路口位置的道路两旁，这样通过中央控制系统可以控制控制阀在车辆红灯停靠和绿灯启动的过程中，打开喷头，针对性地对该过程中汽车的尾气进行喷雾处理。达到改善城市空气质量的目的。

本实施例中，所述中央控制系统和交通灯控制系统相连并获取红绿灯时间控制信息。

这样，中央控制系统可以直接依靠红绿灯时间控制信息，通过控制阀控制喷头在红灯时间段打开，进入绿灯时间后可以稍微延迟数秒关闭，以更好地针对汽车尾气排放较大阶段进行喷雾处理。

本实施例中，所述喷头1为两相流雾化喷头，两相流雾化喷头包括一个雾化腔室和与雾化腔室相连的喷嘴，流体管道包括直接分别和雾化腔室相连的气源管道3和水源管道4，气源管道3和一个可调压气源相连，水源管道4和一个可调压水源相连，可调压气源和可调压水源各自的调压装置和中央控制系统相连。

这样，工作时，中央控制系统可以控制调压装置，提供一定压力的水和气分别进入到气源管道和水源管道，然后一定压力的水和气分别从两侧进入两相流雾化喷头，气液两相间相对流速很大，在狭小的雾化腔体中进行碰撞并雾化，产生粒径在5-10μm之间并且可调节的高速水雾颗粒，然后从喷头喷出，对汽车尾气进行沉降处理，保证处理效果。进一步，还可以在供水端添加针对性的化学药剂，使其喷出的水雾能够对汽车尾气中的有害物质进行中和降解，提高处理效果。

本实施例中，可调压气源包括空压机5，储气罐6，供气干路7，气用电动调压阀8，气分流器9和供气支路，所述储气罐6通过气管连接在空压机5的出气口；所述供气干路7一端连接储气罐6，另一端连接气用电动调压阀8；该气用电动调压阀8以及空压机5的控制部分均和中央控制系统相连，气用电动调压阀8一端连接供气干路，一端连接到气分流器9的输入端，该气分流器9的输出端具有数个分流气路出口，分流气路出口处安装气分流阀，气分流阀连接到供气支路，供气支路作为气源管道3和喷头相连。

这样，可以更好地实现对气源的供应和分流以及压力的控制。实施时，空压机可根据需求，调节供气压力，选用调节范围在0.20MPa-0.50MPa之间的空压机，能够更好地满足压力需求。

本实施例中，可调压水源包括计量泵10，供水干路11，水流量计12，水过滤器13，水用电动调压阀14，水分流器15，水加热器16和供水支路；该计量泵10进水端连接到一个蓄水容器17，出水端连接供水干路11，水流量计12、水过滤器13、水加热器16和水用电动调压阀14均安装在供水干路中，所述计量泵10、水流量计12、水用电动调压阀14和水加热器16各自的控制部分均和中央控制系统相连，水分流器15进水端连接供水干路11，水分流器15各出水端连接到供水支路，供水支路作为水源管道4和喷头1相连。

这样，可以更好地实现对水源的供应和压力控制，同时过滤和加热功能，能够保证在水源含有杂质以及寒冷天气等极端情况下，可调压水源的正常稳定运行。实施时，水过滤器选择能够过滤水中颗粒度在40μm以上杂质的过滤器。更好地提高过滤效果。实施时，计量泵可根据需求调节供水压力，可选择调节范围在0.20MPa-0.50MPa之间的计量泵，以满足水压需求。

本实施例中，蓄水容器17和城市自来水管网相接。

这样，无需另外铺设管道供水；且根据不同地区不同城市水质的变化，水过滤器能够相应的进行调整。

本实施例中，还包括喷头调整机构，所述喷头调整机构，包括和喷头1并列安装在安装架18上的摄像头19，摄像头19为镜头面对道路的方向固定设置，摄像头19的输出端和中央控制系统相连，喷头调整机构还包括一个固定在安装架18上的第一电机20，第一电机20输出轴水平设置且固定连接有一个中间框架21，中间框架21背离第一电机20一端沿第一电机输出轴方向通过一个水平转轴可转动地安装在安装架18上，中间框架21上设置有一个第二电机22，第二电机22的输出轴竖向设置且固定设置有一个安装板23，安装板23背离第二电机22一端沿第二电机的输出轴方向通过一个竖向转轴可转动地安装在中间框架21上，安装板23上固定设置所述喷头1；所述第一电机20和第二电机22各自的控制端和中央控制系统相连。

这样，可以通过摄像头获知喷头前方是否有汽车停靠，从而调动喷头工作。同时，进一步地，摄像头还可以获知汽车尾气管具体空间位置，进而通过第一电机和第二电机调整喷头的上下角度以及左右角度，使其对准汽车尾气管所在位置后再喷雾处理，这样就可以极大地提高喷雾处理尾气的针对性，在尾气扩散前即依靠喷雾沉降处理。使得可以采用更少的水雾，获得更好的尾气处理效果。其中摄像头获取汽车尾气具体空间位置的方式为，通过拍摄图片，通过中央控制系统进行图像识别和预设汽车尾气管图像对比，确定汽车尾气管在图片中位置，再通过尾气管处于图片上在上下方向和左右方向的各自的位置比例，确定尾气管在空间中处于上下方向和左右方向的角度比例，进而按照对应的角度比例调整第一电机和第二电机输出对应的旋转角度，进而带动喷头对准汽车尾气管所在位置。

实施时，安装架材质为不锈钢并经过喷塑处理，延长使用寿命。

本发明实施时，可以通过获取的交通灯的变化信息，通过中央控制系统控制可以自动地进入不同的模式；可以具有两个模式分别为待机模式、工作模式。

其中所述待机模式可以包括以下步骤：

（1）开启电源，中央控制系统初始化。

（2）开启可调压气源系统和可调压水源系统。

（3）检测到车行交通灯由绿灯转变成红灯时，进入工作模式。

所述工作模式可以包括以下步骤：

（1）依靠摄像头拍摄获取对应汽车尾气管位置。

（2）调整对应汽车尾气管位置的喷头角度，使其正对汽车尾气管位置，打开对应喷头的控制阀进行喷雾处理。

（3）喷雾处理至车行交通灯转变为绿灯后，延时一定时间结束喷雾并进入待机模式。

具体实施过程可以如下：首先打开系统的电源，初始化各个子系统；然后系统进入待机模式，设定好默认的气压和水压；其中，供气压力在0.20MPa-0.50MPa之间，供水压力在0.20MPa-0.50MPa；中央控制系统通过交通灯的信号判断当前的是否需要进入工作模式；若进入工作模式，由摄像头检测获取汽车尾气管位置并调整喷头对准，然后打开喷头对应的控制阀，此时一定压力的水和气分别从两侧进入两相流雾化喷头，气液两相间相对流速很大，在狭小的作用腔体中进行碰撞并雾化，产生粒径在5-10μm之间并且可调节的高速水雾颗粒，此时，气体湿度达到饱和，喷出的水雾颗粒和汽车尾气颗粒进行激励碰撞和凝聚，最终沉降，；保持一定时间后自动计入待机模式。

综上所述，本发明还具有以下的功效和优点：

本发明可靠性高，抗干扰能力强。直接和交通灯系统相接获取车停信息，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的户外。本装置绿色高效，节能环保。通过可调节气液两相流喷雾替代了传统的洒水车或高压喷雾，极大地节约了水资源。本装置结构简单，维护方便。本装置自动控制程度较高。根据当前的检测到的交通灯信号，能够自动地切换系统的模式，进行喷雾处理。

Claims (5)

1.一种基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，采用在具有红绿灯的交通路口的道路旁设置喷头，控制喷头在车行红灯时对准停靠的汽车排气管进行喷雾，依靠喷头喷雾对汽车在红灯停靠以及绿灯启动阶段的排气管尾气进行沉降处理，以降低雾霾源，起到雾霾治理效果；

采用以下的交通路口汽车尾气治理系统实现，所述交通路口汽车尾气治理系统，包括多个喷头，喷头间隔排列设置在具有红绿灯的交通路口的道路两旁，喷头出液口面对道路的方向设置，喷头距离道路地面高度0-100cm，喷头后端和流体管道相连，流体管道中设置有控制阀，控制阀和中央控制系统相连；

所述中央控制系统和交通灯控制系统相连并获取红绿灯时间控制信息，控制阀控制喷头在红灯时间段打开，并进入绿灯时间后延迟数秒关闭，以对汽车尾气排放进行喷雾处理；

还包括喷头调整机构，所述喷头调整机构，包括和喷头并列安装在安装架上的摄像头，摄像头为镜头面对道路的方向固定设置，摄像头的输出端和中央控制系统相连，喷头调整机构还包括一个固定在安装架上的第一电机，第一电机输出轴水平设置且固定连接有一个中间框架，中间框架背离第一电机一端沿第一电机输出轴方向通过一个水平转轴可转动地安装在安装架上，中间框架上设置有一个第二电机，第二电机的输出轴竖向设置且固定设置有一个安装板，安装板背离第二电机一端沿第二电机的输出轴方向通过一个竖向转轴可转动地安装在中间框架上，安装板上固定设置所述喷头；所述第一电机和第二电机各自的控制端和中央控制系统相连；所述摄像头用于拍摄图片，中央控制系统进行图像识别和预设汽车尾气管图像对比，从而确定汽车尾气管在图片中位置，进而控制调整第一电机和第二电机的旋转角度，使得喷头对准汽车尾气管所在位置。

2.如权利要求1所述的基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，所述喷头为两相流雾化喷头，两相流雾化喷头包括一个雾化腔室和与雾化腔室相连的喷嘴，流体管道包括直接分别和雾化腔室相连的气源管道和水源管道，气源管道和一个可调压气源相连，水源管道和一个可调压水源相连，可调压气源和可调压水源各自的调压装置和中央控制系统相连。

3.如权利要求2所述的基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，可调压气源包括空压机，储气罐，供气干路，气用电动调压阀，气分流器和供气支路，所述储气罐通过气管连接在空压机的出气口；所述供气干路一端连接储气罐，另一端连接气用电动调压阀；该气用电动调压阀以及空压机的控制部分均和中央控制系统相连，气用电动调压阀一端连接供气干路，一端连接到气分流器的输入端，该气分流器输出端具有数个分流气路出口，分流气路出口处安装气分流阀，气分流阀连接到供气支路，供气支路作为气源管道和喷头相连。

4.如权利要求2所述的基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，可调压水源包括计量泵，供水干路，水流量计，水过滤器，水用电动调压阀，水分流器，水加热器和供水支路；该计量泵进水端连接到一个蓄水容器，出水端连接供水干路，水流量计、水过滤器、水加热器和水用电动调压阀均安装在供水干路中，所述计量泵、水流量计、水用电动调压阀和水加热器各自的控制部分均和中央控制系统相连，水分流器进水端连接供水干路，水分流器各出水端连接到供水支路，供水支路作为水源管道和喷头相连。

5.如权利要求4所述的基于红绿灯路口汽车尾气处理的城市雾霾治理方法，其特征在于，蓄水容器和城市自来水管网相接。

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