CN110173327B - 摩擦电颗粒物捕集装置、运输工具排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦电颗粒物捕集装置及运输工具排气装置，包括：进气部，适于通入待净化的气体；出气部，适于排出净化后的气体；以及可拆卸地连接在所述进气部和所述出气部之间的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块；其中，每个摩擦电颗粒物捕集模块包括摩擦电颗粒物，所述摩擦电颗粒物适于通过摩擦产生静电作用以吸附待净化的气体中的污染颗粒物。

Description

摩擦电颗粒物捕集装置、运输工具排气装置

技术领域

本发明的实施例涉及气体净化领域，特别涉及一种摩擦电颗粒物捕集装置及运输工具排气装置。

背景技术

随着机动车数量的日益增加，机动车尾气排放对大气造成的污染也日益严重，特别是与其它工业废气污染叠加后在不利的气象条件下产生的雾霾天气，给人们的日常生活和身体健康造成了严重影响。雾霾中的污染颗粒物，例如PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)，由于能够进入人体呼吸道甚至进入人体血液，会对人体健康产生恶劣影响。

因此，环境治理特别是大气中污染颗粒物的防治显得十分重要。作为大气污染的主要来源之一，机动车尾气排放中污染颗粒物的捕集一直受到人们的关注。目前对机动车尾气中污染颗粒物的捕集主要采用DPF(Diesel Particulate Filter)颗粒物捕集器，其基于物理过滤原理主要对粒径较大的污染颗粒物具有较好的捕集效果，而对于粒径较小的污染颗粒物捕集效率较低，但小颗粒物如PM2.5对人体健康危害更大。

现有技术中还存在利用静电作用吸附污染颗粒物的摩擦电颗粒物捕集器，其对小颗粒物也有较好的捕集效果。但是，现有的摩擦电颗粒物捕集器均设置为固定尺寸，运用于不同排气量的车型时需要重新加工为不同规格，使用极不方便。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种可拆卸、便于组装的摩擦电颗粒物捕集装置。

根据本发明的一个方面，提出一种摩擦电颗粒物捕集装置，包括：进气部，适于通入待净化的气体；出气部，适于排出净化后的气体；以及可拆卸地连接在所述进气部和所述出气部之间的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块；其中，每个摩擦电颗粒物捕集模块包括摩擦电颗粒物，所述摩擦电颗粒物适于通过摩擦产生静电作用以吸附待净化的气体中的污染颗粒物。

根据一些实施方式，包括多个摩擦电颗粒物捕集模块，所述多个摩擦电颗粒物捕集模块可拆卸地叠加组装在一起；每个摩擦电颗粒物捕集模块包括容纳摩擦电颗粒物的腔体，所述腔体顶端开口，所述腔体下部设置有多孔隔板。

根据一些实施方式，所述出气部中设置有多孔隔板。

根据一些实施方式，所述摩擦电颗粒物包括陶瓷材料，优选包括云母、氧化铝、氧化硅、堇青石和玻璃中的一种或多种；或所述摩擦电颗粒物包括塑料材料，优选包括聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚氨酯中的一种或多种。

根据一些实施方式，所述摩擦电颗粒物在所述腔体中的填充体积比例为50％-90％。

根据一些实施方式，所述摩擦电颗粒物的粒径为1-10mm，优选为3mm。

根据一些实施方式，各个摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物相同。

根据一些实施方式，各个摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物不同，其中，靠近进气部的摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物与靠近出气部的摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物相比为相对耐高温的材料。

根据一些实施方式，所述待净化的气体为运输工具尾气，待净化的气体中的污染颗粒物包括PM2.5。

根据本发明的另一方面，提出一种运输工具排气装置，包括所述的摩擦电颗粒物捕集装置，所述进气部与运输工具的排气口相连。

在根据本发明的实施例的摩擦电颗粒物捕集装置中，通过设置可拆卸连接的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块，使得在实际使用中可根据具体需求直接组装出合适规格的摩擦电颗粒物捕集装置而无需重新加工，使用方便灵活。并且，摩擦电颗粒物通过摩擦产生静电作用以吸附污染颗粒物，静电吸附对小粒径的污染颗粒物具有较佳的捕集效果。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置的分解结构示意图；

图2示出了图1所示的摩擦电颗粒物捕集装置的组装结构示意图；

图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置的结构示意图；以及

图4示出了根据本发明的另一示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置100的分解结构示意图，图2示出了图1所示的摩擦电颗粒物捕集装置100的组装结构示意图。如图1-2示，摩擦电颗粒物捕集装置100包括：进气部1，适于通入待净化的气体；出气部3，适于排出净化后的气体；以及可拆卸地连接在进气部1和出气部3之间的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块5。每个摩擦电颗粒物捕集模块5包括摩擦电颗粒物6，摩擦电颗粒物6适于通过摩擦产生静电作用以吸附待净化的气体中的污染颗粒物。

在根据本发明的实施例的摩擦电颗粒物捕集装置100中，通过设置可拆卸连接的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块5，使得在实际使用中可根据具体需求直接组装出合适规格的摩擦电颗粒物捕集装置100而无需重新加工，使用方便灵活，并且维修时也便于拆卸、替换。此外，摩擦电颗粒物6通过摩擦产生静电作用以吸附污染颗粒物，静电吸附对小粒径的污染颗粒物具有较佳的捕集效果，从而摩擦电颗粒物捕集装置100对较宽粒径范围的污染颗粒物都可吸附去除。

在一些实施例中，摩擦电颗粒物捕集装置100可包括多个摩擦电颗粒物捕集模块5，多个摩擦电颗粒物捕集模块5可拆卸地叠加组装在一起。具体地，摩擦电颗粒物捕集模块5可通过例如螺纹连接、粘接、榫卯连接或其它便捷的连接方式叠加组装在一起，并进一步采取类似的连接方式与进气部1和出气部3连接。此外，在各个部件之间可以采用密封装置进行密封，防止未经净化的污染颗粒物溢出。由于运输工具排出的待净化的气体带有较高热量，通常气体向上流通，因此，在本发明的实施例中，进气部1和出气部3可分别连接至摩擦电颗粒物捕集模块5的下部和上部。为方便组装，多个摩擦电颗粒物捕集模块5可设置为同一直径。在本发明的实施例中，摩擦电颗粒物捕集模块5的形状为圆柱形。在其他实施例中，摩擦电颗粒物捕集模块5也可以为方形或其他结构。

继续参照图1和2，每个摩擦电颗粒物捕集模块5可包括容纳摩擦电颗粒物6的腔体2，腔体2顶端开口，并且腔体2下部设置有多孔隔板4。多孔隔板4一方面用于承载摩擦电颗粒物6并阻挡其掉落，另一方面可用作气流通道。因此，多孔隔板4的孔径小于摩擦电颗粒物6的粒径。并且，多孔隔板4的孔隙率应保证在一定范围，使得气体通过的横截面较大、背压较低、阻碍较小，从而有利于待净化的气体顺畅通行。在一些情况下，多孔隔板4还可起到过滤的作用，提前阻挡去除较大的污染颗粒物。此外，出气部3中也设置有多孔隔板4，可在组装后作为最上层摩擦电颗粒物捕集模块5的上多孔隔壁，避免最上层的摩擦电颗粒物6溢出。在一些实施例中，进气部1、出气部3、腔体2和多孔隔板4的材料可以为不锈钢、铝合金等金属材料。

在本发明的实施例中，借助于运输工具的震动和尾气动能，摩擦电颗粒物6可被驱动而充分运动、振动，相互摩擦产生静电以吸附污染颗粒物，实现基于静电吸附的自驱动摩擦电颗粒物捕集装置100的高效捕集，无需或较少需要额外的动能供给。

为保证较佳的静电吸附效果，摩擦电颗粒物6可包括摩擦起电效果较好的任意材料，例如塑料材料，优选可包括聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚氨酯中的一种或多种。另外地，由于运输工具排出的待净化的气体温度较高，摩擦电颗粒物6也可包括摩擦起电效果稍差但耐高温性能较好的陶瓷材料，优选可包括云母、氧化铝、氧化硅、堇青石和玻璃中的一种或多种。各个摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6可以相同，例如均为塑料材料或均为陶瓷材料。

在一些实施例中，各个摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6可以不同，靠近进气部1的摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6与靠近出气部3的摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6相比为相对耐高温的材料。例如，由于塑料材料的耐高温性能略差，所以在气体温度较低的靠近出气部3的位置处，摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6可以为塑料；而在气体温度尚高的靠近进气部1的位置处，摩擦电颗粒物捕集模块5中的摩擦电颗粒物6可以为陶瓷。

在本发明的实施例中，摩擦电颗粒物6的粒径为1-10mm，优选为3mm。摩擦电颗粒物6在腔体2中的填充体积比例可以为50％-90％。这种数量多而尺寸小的摩擦电颗粒物6大大增加了可吸附面积，有利于提高摩擦电颗粒物捕集装置100的捕集效率。

在一些实施例中，待净化的气体可以为运输工具尾气，待净化的气体中的污染颗粒物可包括PM2.5。运输工具例如可以为汽车、轮船等。除此之外，待净化的气体也可以为工厂产生的废气等。在一些实施例中，摩擦电颗粒物捕集装置100可配置为运输工具排气装置的一部分，其中进气部1与运输工具的排气口相连。

在一些实施例中，摩擦电颗粒物捕集装置100由3个直径为15-30cm的摩擦电颗粒物捕集模块5叠加组装而成，每个摩擦电颗粒物捕集模块5的高度为2cm，位于上部和下部的摩擦电颗粒物捕集模块5分别与出气部3和进气部1相连，其中摩擦电颗粒物6均为直径3mm的陶瓷球颗粒物。

图3出了根据本发明的另一示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置200的结构示意图。如图3所示，摩擦电颗粒物捕集装置200由6个直径为15-30cm的摩擦电颗粒物捕集模块5叠加组装而成，每个摩擦电颗粒物捕集模块5的高度为2cm，位于上部和下部的摩擦电颗粒物捕集模块5分别与出气部3和进气部1相连，其中摩擦电颗粒物6均为直径3mm的陶瓷球颗粒物。

图4出了根据本发明的另一示例性实施例的摩擦电颗粒物捕集装置300的结构示意图。与图3所示实施例类似，该实施例的摩擦电颗粒物捕集装置300可由6个直径为15-30cm的摩擦电颗粒物捕集模块5叠加组装而成。区别在于，摩擦电颗粒物捕集装置300中，位于下部的4个摩擦电颗粒物捕集模块5-1的摩擦电颗粒物6均为直径3mm的陶瓷球颗粒物，位于上部的2个摩擦电颗粒物捕集模块5-2的摩擦电颗粒物6均为直径3mm的塑料球。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。在不引起冲突的情况下，各个实施例的部件可相互组合或替代。

本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (9)

1.一种摩擦电颗粒物捕集装置，包括：

进气部，适于通入待净化的气体；

出气部，适于排出净化后的气体，所述出气部中设置有多孔隔板；以及

可拆卸地连接在所述进气部和所述出气部之间的至少一个摩擦电颗粒物捕集模块，所述摩擦电颗粒物捕集模块包括容纳摩擦电颗粒物的腔体，所述腔体顶端开口，所述腔体下部设置有多孔隔板；

其中，每个摩擦电颗粒物捕集模块包括摩擦电颗粒物，所述摩擦电颗粒物适于通过摩擦产生静电作用以吸附待净化的气体中的污染颗粒物；

其中，所述各个摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物不同，靠近进气部的摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物与靠近出气部的摩擦电颗粒物捕集模块中的摩擦电颗粒物相比为相对耐高温的材料。

2.根据权利要求1所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，包括多个摩擦电颗粒物捕集模块，所述多个摩擦电颗粒物捕集模块可拆卸地叠加组装在一起。

3.根据权利要求1-2任一项所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述摩擦电颗粒物包括陶瓷材料或塑料材料。

4.根据权利要求3所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述摩擦电颗粒物包括云母、氧化铝、氧化硅、堇青石和玻璃中的一种或多种；或

所述摩擦电颗粒物包括聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚氨酯中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述摩擦电颗粒物在所述腔体中的填充体积比例为50％-90％。

6.根据权利要求3所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述摩擦电颗粒物的粒径为1-10mm。

7.根据权利要求6所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述摩擦电颗粒物的粒径为3mm。

8.根据权利要求1或2所述的摩擦电颗粒物捕集装置，其特征在于，所述待净化的气体为运输工具尾气，待净化的气体中的污染颗粒物包括PM2.5。

9.一种运输工具排气装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的摩擦电颗粒物捕集装置，所述进气部与运输工具的排气口相连。

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