CN110449267B - 过滤器 - Google Patents

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Abstract

本文的实施方式涉及一种包括至少一个过滤器(200)的车辆(100)，过滤器(200)用于捕获车辆(100)外部周围空气中的颗粒(103)。过滤器(200)包括第一部分(201)和第二部分(203)。第一部分(201)包括第一纤毛层(205)。进气口(213)设置在过滤器(200)的一端中。第一纤毛层(205)被设置成当第一纤毛层(205)由电磁场静电充电时，捕获经由进气口(213)流入过滤器(200)的空气(101)中的至少一些颗粒(103)。过滤器(200)连接到车辆底盘，并且使第一部分(201)和第二部分(203)中的一个面向车辆底盘而另一部分(201、203)面向地面。

Description

过滤器
技术领域
本文的实施方式总体涉及一种包括过滤器的车辆。更具体地，本文的实施方式涉及捕获车辆外部周围空气中的颗粒。
背景技术
空气污染对人们的健康造成影响，并且空气污染问题已经被解决了很多年。存在许多空气污染源，诸如机动车辆、工业厂房等。已经做了很多努力来减少空气污染，例如通过减少汽车尾气等。然而，空气污染在当今社会仍然造成健康风险，因此，需要至少缓解或解决这个问题。
发明内容
因此，本文的实施方式的目的是消除上述缺点中的至少一个并且改善车辆外部周围空气的清洁。
根据第一方面，该目的通过一种包括至少一个过滤器的车辆实现，该过滤器用于捕获车辆外部周围空气中的颗粒。该过滤器包括第一部分和第二部分。第一部分包括第一纤毛层。进气口设置在过滤器的一端中。第一纤毛层被设置成当第一纤毛层由电磁场静电充电时，捕获经由进气口流入过滤器的空气中的至少一些颗粒。过滤器连接到车辆底盘，并且使第一和第二部分中的一个面向底盘而另一部分面向地面。
根据第二方面，该目的通过一种使用至少一个过滤器捕获车辆外部周围空气中的颗粒的方法实现。该方法包括：
·将过滤器连接到车辆底盘，并且使包括在过滤器中的第一和第二部分中的一个面向车辆底盘而另一部分面向地面，第一部分包括第一纤毛层，并且进气口设置在过滤器的一端中。
·用电磁场给第一纤毛层充电。
·当第一纤毛层被电磁场静电充电时，捕获经由进气口流入过滤器的空气中的至少一些颗粒。
根据第三方面，该目的通过一种将至少一个过滤器连接到车辆以捕获车辆外部周围空气中的颗粒的方法实现。该方法包括：
·将第一纤毛层设置到过滤器的第一部分。
·将进气口设置在过滤器的一端中。
·将过滤器连接到车辆底盘，并且使包括在过滤器中的第一部分和第二部分中的一个面向车辆底盘而另一部分面向地面。
第一纤毛层被设置成，当第一纤毛层由电磁场静电充电时，捕获经由进气口流入过滤器的空气中的至少一些颗粒。
由于车辆中已经存在电磁场，例如由车辆电池产生的电磁场，过滤器捕获车辆外部周围空气中的颗粒，从而改善车辆外部周围空气的清洁。
本文的实施方式提供了许多优点，这些优点的示例的非详尽列表如下：
本文的实施方式的一个优点是如果过滤器安装在多个车辆中，则它将对空气污染产生显著影响。
本文的实施方式的另一个优点是，由于过滤器可以打开和关闭，因此容易清洁过滤器，例如结合车辆服务或在其它场合中，例如在环境服务站处。这样，可以以环境友好的方式处理污染物颗粒。
通过能够以受控的方式清洁过滤器，这允许了将不同气溶胶彼此分离从而可以重复使用或回收适于这种目的的那些物质的过程。
较大的物体，诸如昆虫，不必受到过滤器的影响，即由于进气口的尺寸小于该物体的尺寸，因此它们不会被困在过滤器中。
本文的实施方式不限于上述特征和优点。在阅读以下详细描述之后，本领域技术人员将认识到其它特征和优点。
附图说明
现在将通过参考示出实施方式的附图在以下详细描述中更详细地描述本文的实施方式，其中：
图1是示出车辆的示意图。
图2是示出具有过滤器的车辆的示意图。
图3a、3b、3c和3d是示出过滤器的示意图。
图4是示出过滤器的示意图。
图5a和5b是示出处于打开和关闭位置的过滤器的示意图。
图6a、6b、6c和6d是示出过滤器的示意图。
图7是说明过滤器的清洁的示意图。
图8是示出方法的流程图。
图9是示出方法的流程图。
附图不一定按比例绘制，并且为了清楚起见，某些特征的尺寸可能被夸大。相反，重点在于说明本文的实施方式的原理。
具体实施方式
图1示出了车辆100。车辆100可以是任意车辆，例如轿车、卡车、货车、厢式货车、公共汽车、摩托车等。车辆100可以是至少部分地自动驾驶或自主驾驶的，它可以是完全自动驾驶或自主驾驶的，或者它可以是非自动驾驶的等等。
当车辆100移动时，车辆100周围的外部空气沿着图1中箭头所示的方向流向车辆100。空气流在图1中以附图标记101示出。车辆100的行驶方向朝向左侧，即图1中坐标系所示的x方向。空气包括可被视为污染颗粒的颗粒103。颗粒103可以包括Pb、Hg、烟灰等。颗粒103可以是人眼可见或不可见的。如果空气101清洁，则其中没有颗粒103；因此，颗粒103污染了空气101。当涉及包括颗粒103的空气101时，术语“脏的”、“不清洁的”和“污染的”可以互换使用。
过滤器200连接到车辆100，即连接到车辆底盘。换句话说，过滤器200连接到车辆100的下侧。下面将详细描述过滤器200。
本文使用的方向，例如水平、竖直、横向，是关于车辆100停在平地上的情况。过滤器200可以作为单独的单元被制造、储存、运输和销售。在那种情况下，方向可以与安装在车辆100中时不同。
图2示出了从下方看的车辆100。空气流101在图2中以一个箭头示出，其中在x方向上向上是空气流101进入的行驶方向。过滤器200位于车辆100下面，以便借助于电磁场在过滤器200中捕获在车辆100下面流动的空气流101中的颗粒103。因此，过滤器200可以被视为静电空气净化器或使用电荷去除空气101中的某些杂质(即颗粒103)的装置。过滤器200通过仅向待捕获的颗粒103施加能量来捕获颗粒103，而不会明显阻碍空气流101。这将在下面更详细地描述。
图3a、3b、3c和3d示出了过滤器200的一些示例性实施方式。如所有图3a至3d所示，过滤器200包括第一部分201和第二部分203。例如，过滤器200可以连接到车辆100，使得第一部分201面向车辆底盘，即车辆100的下侧，并且第二部分203面向地面。在这样的示例中，第一部分201可以被称为顶部，并且第二部分203可以被称为底部。在另一个示例中，过滤器200可以连接到车辆100，使得第二部分203面向车辆底盘，即车辆100的下侧，并且第一部分201面向地面。在这样的示例中，第二部分203可以被称为顶部，并且第一部分201可以被称为底部。
如所有图3a至3d还示出的，第一部分201包括第一纤毛层205。第一纤毛层205包括多个柔性或较刚性的针或突起，其被设置成当第一纤毛层205由电磁场静电充电时，捕获流入过滤器200的空气101中的至少一些颗粒。纤毛层可以由适合静电和/或电磁传导的任何材料制成，例如，尼龙或聚酯。尺寸可以适用于安装在车辆下方，而不会影响间隙需求，例如5-100mm。第一纤毛层205还可以被描述为包括多个毛发状突起或从第一部分201向外延伸的毛发状结构。第一纤毛层205设置在第一部分201上，使得它们面向第二部分203。第一纤毛层205可以被称为第一人造纤毛毯、第一合成纤毛毯或第一纤毛状毯等，并且第二纤毛层208可以被称为第二人造纤毛毯、第二合成纤毛毯、第二纤毛状毯等。因此，过滤器200可被描述为在第一部分201和第二部分203之间包括至少一个人造纤毛毯或至少一层纤毛。第一部分201和第二部分203可以例如是塑料片。
图3a和3b示出了其中第一部分201包括第一纤毛层205的示例。图3c和3d示出了其中第二部分203也包括第二纤毛层208的另一个示例。因此，第一部分201和第二部分203都包括纤毛层205、208。类似于第一纤毛层205，第二纤毛层208也包括多个柔性针或突起，其被设置成当第二纤毛层208由电磁场静电充电时，捕获流入过滤器200的空气101中的至少一些颗粒。第二纤毛层208中的针的数量以及它们的长度、直径和材料可以与第一纤毛层205中的相同，或者它们可以是不同的。第一部分201和第二部分203设置成使得第一纤毛层205和第二纤毛层208彼此面对。在第一纤毛层205和第二纤毛层208中，多个针具有一个自由端和一个固定端，该固定端连接到相应的第一部分201和第二部分203。
第一部分201和第二部分203设置成使得过滤器200可以处于打开位置，如图3b和3d所示，并且使得过滤器200可以处于关闭位置，如图3a和3c所示。第一部分201和第二部分203可以在第一端210可释放地彼此连接，和/或第一部分201和第二部分203可以在第一端210彼此铰接地连接。当过滤器200处于打开位置时，第一部分201和第二部分203可以设置成使得它们之间相对偏移角度α220。当过滤器200处于打开位置时，角度α220大于零。当过滤器200处于关闭位置时，角度213可以基本为零，即第一部分21和第二部分之间可以没有角度。当过滤器200处于打开位置时，可以执行过滤器200的清洁、检查和维护。第一部分201和第二部分203可以一起被视为设置为处于关闭位置和打开位置的箱子或容器。
在第一部分201和第二部分203的第二端215处，过滤器200包括进气口213。进气口213可以是过滤器200在一端开放的形式。进气口213可以是气压通气口，进气口213可以是被设置成当存在气压时打开并且当没有气压时关闭的舱口。图4示出了过滤器200的示例，其中进气口213呈舱口形式。空气流101通过进气口213流入过滤器200。进气口213可以具有气压控制的开口，进气口213的开口可以例如通过由里程表设定的电子设备实现，或者可以由车辆100的使用者手动打开。
可以以各种方式实现过滤器200的受控关闭和打开，以便当车辆100以一定速度行驶时，例如当在市区以低速，如15-50km/h行驶时，让具有颗粒103的空气101进入过滤器200。当以较高速度，70km/h或更高的速度行驶时，可以允许箱子关闭以避免颗粒103被再次吹出。过滤器的打开/关闭可以例如通过气压控制的开口或由里程表设定的电子装置来完成，里程表是用于测量车辆100行进的距离的装置。过滤器200可以设置成，使得当车辆100移动时空气101经由进气口213流入过滤器200。当车辆100移动时，车辆100的速度大于零；此外，速度可以是前进或后退速度。
图5a示出了处于打开位置的过滤器200的示例，并且图5b示出了处于关闭位置的过滤器200的示例，在图5a和图5b中，进气口213被示例说明为第二端215处的舱口。舱口213可以是实心的或者允许对颗粒进行一定程度的过滤。纤毛层205、208在图5a和5b中没有示出，但它们在过滤器200内。
在过滤器200的第一端210可以存在出气口，以便空气101在颗粒被捕获在纤毛层中之后流出过滤器200。换句话说，清洁的空气通过第一端210处的出气口流出过滤器。
如前所述，第一纤毛层205被设置成，当第一纤毛层205由电磁场静电充电时，捕获经由进气口213流入过滤器200的空气中的至少一些颗粒103。这对于第二纤毛层208也是成立的。为了通过电磁场给纤毛层205、208静电充电，过滤器200位于车辆100中的电磁场附近。电磁场可以例如由车辆电池(未示出)产生。因此，通过使用车辆电池的电磁兼容性(EMC)场，离子分子和气溶胶可以在车辆以一定速度行驶(例如，在城市交通中以低速行驶)时附着到第一纤毛层205和第二纤毛层208。这可以通过使用静电沉淀的原理来实现。静电沉淀的原理可以简单描述为使用静电力的颗粒收集。空气101流过进气口213流过车辆100的前部，并且在电池下面被继续引导，其中空气101在由电池组的电磁场充电的过滤器200中被捕获。
过滤器200可以具有各种形状，并且其可以定位在车辆100下面的不同位置。此外，可以有一个、两个或更多个过滤器200连接到车辆100。图6a至6d示出了从下方看的车辆底盘，其具有不同示例性形状、位置和数量的过滤器200。必须针对每种车辆和交通环境来进行用于设计最佳形状的物理测试。图6a、6b、6c和6d中的附图标记为101的箭头示出了空气流101。图6a示出了具有两个过滤器200的示例，其中过滤器200具有基本上矩形的形状并且并排地定位在车辆100下面。图6b示出了具有四个过滤器200的示例，每个过滤器200具有基本上方形的形状。图6c示出了具有一个过滤器200的示例，该滤波器200基本上为j形并且其第二端215比第一端210宽。图6d示出了具有一个云形状的滤波器200的示例。在图6a、6b、6c和6d示出的所有示例中，过滤器200基本上位于车辆100下面的中心。然而，也可以应用任何其它合适的位置，例如前部、后部、左侧、右侧等。过滤器200在车辆100下面的位置应使得空气流101能够进入过滤器200。
过滤器200可以具有使其适合连接到车辆底盘的尺寸。为此，过滤器200的深度的大小可以使得，当过滤器200连接到车辆100时过滤器200不接触地面，即，过滤器200与地面之间需要一定距离。过滤器200的长度和宽度受到车辆底盘尺寸的限制，即过滤器200不应大于车辆底盘。
如图7所示，由于可以打开过滤器200，因此可以容易地清洁捕获颗粒103的第一纤毛层205和第二纤毛层208，例如，通过用水701清洗。清洁可以例如结合服务或者在环境服务站的其它场合完成。
对于一个车辆100，本文的实施方式可能具有较小的影响，但是在多个的情况下它们涉及“交通”的概念，并且因此该影响乘以至少数千。清洁城市空气的累积将在高交通密度区域(例如上海)大规模地发挥作用。通过使用本文的实施方式，车辆100实际上将在最需要的地方改善气候和人类健康。由一个车辆100完成的颗粒捕获可以忽略不计，但是乘以一百万，它将具有一定影响。来自一个车辆100的吸收也可忽略不计，但乘以一百万，它将具有一定影响。
图8是示出使用至少一个过滤器200来捕获车辆100外部周围空气中的颗粒103的方法的示例的流程图。该方法包括以下步骤中的至少一个，这些步骤可以按照不用于下面描述的任何合适的顺序执行：
步骤801
将过滤器200连接到车辆底盘，并且使包括在过滤器200中的第一部分201和第二部分203中的一个面向车辆底盘而另一部分201、203面向地面。第一部分201包括第一纤毛层205。进气口213设置在过滤器200的一端中。
当第一部分201和第二部分203设置在彼此顶部上并且使第一纤毛层205面向第二部分203时，过滤器200可以设置为处于关闭位置。当第一部分202和第二部分203设置成使得它们相对偏移大于零的角度220时，过滤器200可以设置为处于打开位置。
第二部分203可以包括第二纤毛层208。
第一部分201和第二部分203可以设置成彼此铰接地连接。
进气口213可以是气压通气口或舱口。
第一纤毛层205可以包括多个针，其具有一个自由端和连接到第一部分201的一个固定端。
第一纤毛层205和第二纤毛层208可以由传导电磁和/或静电荷的材料制成，例如，尼龙或聚酯。
过滤器200可以可释放地连接到车辆底盘。
步骤802
使用电磁场给第一纤毛层205充电。
电磁场可以由车辆电池产生。
步骤803
当第一纤毛层205由电磁场静电充电时，捕获经由进气口213流入过滤器200的空气101中的至少一些颗粒103。
步骤804(可选的)
当过滤器200处于打开位置时，去除捕获在过滤器200中的颗粒103。
图9是示出将至少一个过滤器200连接到车辆100以捕获车辆100外部周围空气中的颗粒103的方法的示例的流程图。该方法包括以下步骤中的至少一个，这些步骤可以按照不同于下面描述的任何合适的顺序执行：
步骤901
将第一纤毛层205设置到过滤器200的第一部分201。
第一纤毛层205可包括多个针，其具有一个自由端和连接到第一部分201的一个固定端。
步骤902(可选的)
将第二纤毛层208设置到过滤器200的第二部分203。
第一纤毛层205和第二纤毛层208可以由传导电磁和/或静电荷的材料制成，例如，尼龙或聚酯。
步骤903
将进气口213设置在过滤器200的一端中。
进气口213可以是气压排气口或舱口。
步骤904
将过滤器200连接到车辆底盘，并且使包括在过滤器200中的第一部分201和第二部分203中的一个面向车辆底盘而另一部分201、203面向地面。第一纤毛层205被设置成当第一纤毛层205由电磁场静电充电时，捕获经由进气口213流入过滤器200的空气101中的至少一些颗粒103。
当第一部分201和第二部分203设置在彼此顶部上并且使第一纤毛层205面向第二部分203时，过滤器200可以设置为处于关闭位置。当第一部分201和第二部分203设置成使得它们相对偏移大于零的角度220时，过滤器200可以设置为处于打开位置。
第一部分201和第二部分203可以设置成彼此铰接地连接。
电磁场可以由车辆电池产生。
当过滤器200处于打开位置时，可以去除捕获在过滤器200中的颗粒103。
过滤器200可以可释放地连接到车辆底盘。
本文的实施方式不限于上述实施方式。可以使用各种替代、修改和等同物。因此，上述实施方式不应被视为限制由随附权利要求限定的实施方式的范围。来自一个实施方式的特征可以与任何其它实施方式的一个或多个特征组合。
应该强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”用于指定所述特征、整数、步骤或部件存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、部件或其群组。还应注意，元件前面的词语“一个”或“一”不排除存在多个这种元件。
本文使用的术语“构造成”也可以被称为“设置成”、“适用于”、“能够”或“可用于”。
还应该强调的是，在不背离本文的实施方式的情况下，随附权利要求中限定的方法的步骤可以按照与它们在权利要求中出现的顺序不同的顺序执行。

Claims (12)

1.一种包括至少一个过滤器(200)的车辆(100)，所述过滤器(200)用于捕获车辆(100)外部周围空气中的颗粒(103)，
所述过滤器(200)包括第一部分(201)和第二部分(203)，
进气口(213)设置在所述过滤器(200)的一端中，以及
所述过滤器(200)连接到车辆底盘，并且使所述第一部分(201)和所述第二部分(203)中的一个面向所述车辆底盘而另一部分(201、203)面向地面，
其特征在于，
所述第一部分(201)包括第一纤毛层(205)，
所述第一纤毛层(205)被设置成，当所述第一纤毛层(205)由电磁场静电充电时，捕获经由所述进气口(213)流入所述过滤器(200)的空气(101)中的至少一些颗粒(103)，并且
当所述过滤器(200)处于打开位置时，能够去除捕获在所述过滤器(200)中的所述颗粒(103)。
2.根据权利要求1所述的车辆(100)，其特征在于，当所述第一部分(201)和所述第二部分(203)设置在彼此的顶部上并且使所述第一纤毛层(205)面向所述第二部分(203)时，所述过滤器(200)设置为处于关闭位置，并且当所述第一部分(201)和所述第二部分(203)设置成使得它们相对偏移大于零的角度(220)时，所述过滤器(200)设置为处于打开位置。
3.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述第二部分(203)包括第二纤毛层(208)。
4.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述第一部分(201)和所述第二部分(203)设置成彼此铰接地连接。
5.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述电磁场由车辆电池产生。
6.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述进气口(213)是气压通气口或舱口。
7.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述第一纤毛层(205)包括具有一个自由端和与所述第一部分(201)连接的一个固定端的多个针。
8.根据权利要求3所述的车辆(100)，其特征在于，所述第一纤毛层(205)和所述第二纤毛层(208)由传导电磁和/或静电荷的材料制成。
9.根据权利要求3所述的车辆(100)，其特征在于，所述第一纤毛层(205)和所述第二纤毛层(208)由尼龙或聚酯制成。
10.根据权利要求1或2所述的车辆(100)，其特征在于，所述过滤器(200)可释放地连接到所述车辆底盘。
11.一种使用至少一个过滤器(200)捕获车辆(100)外部周围空气中的颗粒(103)的方法，所述方法包括：
将所述过滤器(200)连接(801)到车辆底盘，并且使包括在所述过滤器(200)中的第一部分(201)和第二部分(203)中的一个面向所述车辆底盘而另一部分(201、203)面向地面，并且进气口(213)设置在所述过滤器(200)的一端中；
其特征在于，
所述第一部分(201)包括第一纤毛层(205)，并且所述方法还包括：
使用电磁场给所述第一纤毛层(205)充电(802)；以及
当所述第一纤毛层(205)由所述电磁场静电充电时，捕获(803)经由所述进气口(213)流入所述过滤器(200)的空气(101)中的至少一些颗粒(103)，其中当所述过滤器(200)处于打开位置时，能够去除捕获在所述过滤器(200)中的所述颗粒(103)。
12.一种将至少一个过滤器(200)连接到车辆(100)以捕获车辆(100)外部周围空气中的颗粒(103)的方法，所述方法包括：
将进气口(213)设置(903)在所述过滤器(200)的一端中；以及
将所述过滤器(200)连接(904)到车辆底盘，并且使包括在所述过滤器(200)中的第一部分(201)和第二部分(203)中的一个面向所述车辆底盘而另一部分(201、203)面向地面；
其特征在于，所述方法还包括：
将第一纤毛层(205)设置(901)到所述过滤器(200)的第一部分(201)；并且所述第一纤毛层(205)被设置成当所述第一纤毛层(205)由电磁场静电充电时，捕获经由所述进气口(213)流入所述过滤器(200)的空气(101)中的至少一些颗粒(103)，其中当所述过滤器(200)处于打开位置时，能够去除捕获在所述过滤器(200)中的所述颗粒(103)。
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