NL1039632C2

NL1039632C2 - METHOD AND DEVICE FOR CAPTURING PARTICLES, IN PARTICULAR FINE, FROM AMBIENT AIR.

Info

Publication number: NL1039632C2
Application number: NL1039632A
Authority: NL
Inventors: Pieter Hendrik Bruinsma
Original assignee: Mark Holding B V
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-02

Description

Werkwijze en inrichting voor het afvangen van deeltjes, in het bijzonder fijnstof, uit omgevingsluchtMethod and device for capturing particles, in particular fine dust, from ambient air

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afvangen van deeltjes, in het 5 bijzonder fijnstof, uit omgevingslucht. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het afvangen van deeltjes, in het bijzonder fijnstof, uit omgevingslucht, in het bijzonder door toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.The invention relates to a method for capturing particles, in particular fine dust, from ambient air. The invention also relates to a device for capturing particles, in particular fine dust, from ambient air, in particular by applying the method according to the invention.

Fijnstof bestaat uit zwevende deeltjes, doorgaans deeltjes kleiner dan 10 micrometer, in 10 de omgevingslucht die een gevaar voor de gezondheid vormen. Fijnstofdeeltjes kunnen daarbij al in relatief lage concentraties klachten veroorzaken. Hoe kleiner de deeltjes zijn, hoe dieper ze in de luchtwegen kunnen doordringen. De gezondheidsschade uit zich onder andere in vervroegde sterfte, toename in ziekenhuisspoedopnames voor harten luchtwegaandoeningen, luchtwegklachten en functiestoornissen. Grote stofdeeltjes 15 zijn minder schadelijk omdat ze doorgaans door de bovenste luchtwegen worden tegengehouden. Vooral het verkeer (40%), de industrie (23%) en de landbouw (20%) zijn bronnen van fijnstof. Fijnstof ontstaat als gevolg van verbrandingsprocessen in bijvoorbeeld auto’s (vooral dieselmotoren), elektriciteitscentrales, industriële en particuliere stookinstallaties. Maar het kan ook een gevolg zijn van de op- en overslag 20 van bijvoorbeeld kolen, erts en graan en van slijtage van autobanden en wegen. Er worden steeds meer maatregelen getroffen om de hoeveelheid fijnstof in de omgevingslucht te reduceren. Zo worden langs verkeerswegen schermen geplaatst die fijnstof kunnen afvangen. Een voorbeeld van een dergelijk scherm is beschreven in de internationale octrooiaanvrage W02007/100254. Door een elektrisch veld te generen in 25 de omgevingslucht worden luchtmoleculen, en daarmee ook de deeltjes, van de omgevingslucht elektrisch geladen en verkrijgen een als gevolg hiervan een stroomsnelheid wordt gebruikt om de deeltjes neer te slaan op een al dan niet geladen oppervlak van een draagstructuur. Alhoewel een dergelijk verkeersscherm effectief werkt om het fijnstofgehalte in de omgevingslucht initieel te reduceren, is een nadeel 30 van het bekende verkeersscherm dat fijnstof in de loop van de tijd steeds meer ophoopt op de draagstructuur, hetgeen een negatief effect heeft op de hechting van het fijnstof op de draagstructuur, waardoor het fijnstof zich doorgaans als gevolg van weerinvloeden makkelijker zal verwijderen van de draagstructuur en weer in de omgevingslucht terecht zal komen.Particulate matter consists of suspended particles, usually particles smaller than 10 micrometres, in the ambient air that are a health hazard. Particulate matter particles can cause complaints in relatively low concentrations. The smaller the particles, the deeper they can penetrate the airways. The damage to health is expressed in, among other things, early mortality, an increase in hospital emergency admissions for respiratory heart disease, respiratory complaints and functional disorders. Large dust particles are less harmful because they are generally retained by the upper respiratory tract. Traffic (40%), industry (23%) and agriculture (20%) in particular are sources of particulate matter. Particulate matter is created as a result of combustion processes in, for example, cars (especially diesel engines), power stations, industrial and private combustion plants. But it can also be a consequence of the storage and transhipment 20 of, for example, coal, ore and grain, and of wear on tires and roads. More and more measures are being taken to reduce the amount of particulate matter in the ambient air. For example, screens are placed along traffic roads that can capture particulate matter. An example of such a screen is described in the international patent application WO2007 / 100254. By generating an electric field in the ambient air, air molecules, and therefore also the particles, of the ambient air are electrically charged and, as a result, a flow rate is used to deposit the particles on a charged or non-charged surface of a support structure . Although such a traffic screen works effectively to initially reduce the fine dust content in the ambient air, a drawback of the known traffic screen is that fine dust accumulates more and more over the time on the support structure, which has a negative effect on the adhesion of the fine dust. on the support structure, as a result of which the fine dust will generally remove itself more easily from the support structure as a result of weather influences and will end up in the ambient air again.

1039632 21039632 2

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze en inrichting voor het afvangen van deeltjes, zoals fijnstof, uit de omgevingslucht.An object of the invention is to provide an improved method and device for capturing particles, such as particulate matter, from the ambient air.

5 De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type, omvattende: A) het genereren van een statisch elektrisch veld voor het ioniseren van deeltjes uit de omgevingslucht, B) het laten neerslaan van ten minste een deel van de geïoniseerde deeltjes op ten minste één draagstructuur, en C) het actief verwijderen van ten minste een deel van de op de draagstructuur neergeslagen deeltjes. Door de 10 draagstructuur te reinigen kan de hoeveelheid op de draagstructuur afgezette deeltjes worden beperkt, hetgeen de hechting van de deeltjes ten goede komt, en waardoor vooral ongewenst loslaten van de deeltjes kan worden tegengegaan. Deze reiniging kan continu of semicontinu (periodiek) plaatsvinden. Doorgaans vindt de reiniging geautomatiseerd plaats, waardoor geen arbeidskrachten benodigd zijn voor het reinigen 15 van de draagstructuur. Het inzetten van arbeidskrachten is niet alleen kostbaar, maar levert ook een gevaar op voor de gezondheid van de ingezette arbeidskracht. Door de reiniging van de draagstructuur geautomatiseerd te laten plaatsvinden kan het fijnstof op relatief veilige, efficiënte, en goedkope wijze worden verwijderd van de draagstructuur. De draagstructuur kan tijdens stap B) ongeladen, en in het bijzonder geaard, zijn.To this end, the invention provides a method of the type mentioned in the preamble, comprising: A) generating a static electric field for ionizing particles from the ambient air, B) causing at least a portion of the ionized particles to precipitate at at least one support structure, and C) actively removing at least a portion of the particles deposited on the support structure. By cleaning the support structure, the amount of particles deposited on the support structure can be limited, which benefits the adhesion of the particles, and whereby, in particular, unwanted release of the particles can be prevented. This cleaning can take place continuously or semi-continuously (periodically). The cleaning generally takes place automatically, so that no labor is required for cleaning the support structure. The deployment of manpower is not only expensive, but also poses a health risk to the deployed manpower. By having the cleaning of the support structure take place automatically, the fine dust can be removed from the support structure in a relatively safe, efficient and inexpensive manner. The supporting structure can be uncharged, and in particular grounded, during step B).

20 Echter, het is tevens denkbaar dat de draagstructuur tijdens stap B) geladen is, waardoor deeltjes met een specifieke lading kunnen worden aangetrokken door de draagstructuur. In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de draagstructuur tijdens stap C) al dan niet instantaan tegenovergesteld (aan de lading tijdens stap B)) geladen, waardoor een groot deel van de deeltjes zullen worden afgestoten door de draagstructuur, waardoor tevens 25 een reinigend effect optreedt. De reiniging van de draagstructuur kan tevens op diverse andere, voordelige wijzen plaatsvinden, zoals in het navolgende zal worden beschreven. Het is verder denkbaar om meerdere, op afstand van elkaar gepositioneerde draagstructuren toe te passen, waarbij de draagstructuren een tegenovergestelde lading hebben, waardoor zowel positief als negatief geladen deeltjes kunnen worden 30 afgevangen tijdens stap B). Voor deeltjesgroottes van 0,3 tot 2,5 pm wordt bij voorkeur een veldsterkte van tussen 7 en 20 kV/m toegepast. Voor grotere deeltjes (tot 10 pm) wordt bij voorkeur een sterker veld van circa 30 kV/m toegepast. Het genereren van het elektrisch veld overeenkomstig stap A) geschiedt door het aanleggen van een potentieelverschil tussen twee objecten, in het bijzonder twee 3 elektroden. Daarbij is het zelfs denkbaar om slechts één geladen elektrode toe te passen, waarbij het elektrisch veld wordt gevormd tussen de geladen elektrode en een ongeladen object dat als tweede (ongeladen) elektrode kan worden beschouwd. De draagstructuur is zodanig ten opzichte van het elektrische veld gepositioneerd dat 5 deeltjes met een door het elektrische veld veroorzaakte verhoogde snelheid tegen de draagstructuur zullen botsen en aldaar zullen neerslaan. Een tweede mogelijkheid is om de door het elektrische veld geladen deeltjes aan te laten trekken door de draagstructuur door de draagstructuur een specifieke positieve of negatieve lading te geven. Derhalve is de draagstructuur bij voorkeur nabij de elektroden en nabij het elektrische veld 10 gepositioneerd. Een oppervlak van de draagstructuur geschikt voor het neerslaan van geladen deeltjes zal doorgaans plaatvormig en bij voorkeur in hoofdzaak relatief vlak (gesloten) zijn uitgevoerd, teneinde afgezette deeltjes relatief eenvoudig te kunnen verwijderen van de draagstructuur.However, it is also conceivable that the support structure is charged during step B), whereby particles with a specific charge can be attracted to the support structure. In a special embodiment, the support structure is charged during step C), whether or not instantaneously opposite (to the charge during step B)), as a result of which a large part of the particles will be repelled by the support structure, whereby a cleaning effect also occurs. The cleaning of the support structure can also take place in various other advantageous ways, as will be described below. It is further conceivable to use a plurality of support structures positioned at a distance from each other, the support structures having an opposite charge, whereby both positively and negatively charged particles can be captured during step B). For particle sizes of 0.3 to 2.5 µm, a field strength of between 7 and 20 kV / m is preferably used. For larger particles (up to 10 µm), a stronger field of approximately 30 kV / m is preferably used. The generation of the electric field according to step A) is effected by applying a potential difference between two objects, in particular two electrodes. In addition, it is even conceivable to use only one charged electrode, the electric field being formed between the charged electrode and an uncharged object that can be considered as a second (uncharged) electrode. The support structure is positioned relative to the electric field in such a way that particles with an increased speed caused by the electric field will collide with the support structure and will precipitate there. A second possibility is to have the particles charged by the electric field attract by the support structure by giving the support structure a specific positive or negative charge. Therefore, the support structure is preferably positioned near the electrodes and near the electric field 10. A surface of the support structure suitable for depositing charged particles will generally be plate-shaped and preferably substantially relatively flat (closed), in order to be able to remove deposited particles relatively easily from the support structure.

15 In een voorkeursuitvoering van de inrichting overeenkomstig de uitvinding wordt de draagstructuur tijdens stap C) gereinigd door toepassing van ten minste één mechanisch element dat fysiek contact maakt met een oppervlak waarop de deeltjes zijn neergeslagen. Door de fysieke interactie tussen het mechanische element en de draagstructuur kunnen de deeltjes worden losgetrokken, waarna deze bij voorkeur 20 gecontroleerd worden afgevoerd. Teneinde het in hoofdzaak volledige oppervlak van de draagstructuur te kunnen bewerken is het doorgaans voordelig ingeval het ten minste ene mechanische element en de draagstructuur onderling verplaatsbaar zijn. Daartoe kan de draagstructuur stationair zijn uitgevoerd, en het mechanische element mobiel zijn uitgevoerd of vice versa. Ingeval de draagstructuur mobiel is uitgevoerd is het voordelig 25 ingeval de draagstructuur wordt gevormd door een roteerbare transportband. Tijdens reiniging van de transportband volgens stap C) kan de transportband worden geroteerd, waardoor de transportband langs en tegen het ten minste ene mechanische element kan worden verplaatst, waardoor reiniging plaatsvindt. Voordeel hiervan is dat het ten minste ene mechanische element, of een alternatief uitgevoerd reinigingselement, aan 30 een achterzijde van de draagstructuur kan worden gepositioneerd, id est een van het elektrisch veld afgekeerde zijde, waardoor het mechanische element het neerslaan van geladen deeltjes op de draagstructuur niet zal hinderen. De draagstructuur zal daarbij roteerbaar samenwerken met meerdere roteerbare cilinders, waarvan ten minste één aandrijfcilinder. De cilinders kunnen daarbij een horizontale rotatie-as bezitten, doch 4 kunnen tevens zodanig zijn opgesteld dat deze een verticale of diagonale rotatie-as bezitten. Ingeval in hoofdzaak verticale of diagonale cilinders worden toegepast is het veelal voordelig om het uitwendig oppervlak van de cilinders in enigszins bolvormig vorm te geven, teneinde uitzakking van de draagstructuur zoveel mogelijk te kunnen 5 tegengegaan en het in positie houden van de draagstructuur zoveel mogelijk te kunnen waarborgen. In plaats van een bolvormig oppervlak kunnen tevens andere maatregelen worden genomen om de draagstructuur in positie te houden, zoals bijvoorbeeld het laten samenwerken van openingen in de draagstructuur met ten opzichte van de cilinder uitkragende tanden, waardoor een tandwielwerking wordt gerealiseerd.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the support structure is cleaned during step C) by using at least one mechanical element which makes physical contact with a surface on which the particles are deposited. Due to the physical interaction between the mechanical element and the support structure, the particles can be pulled loose, whereafter they are preferably removed in a controlled manner. In order to be able to process the substantially complete surface of the support structure, it is generally advantageous if the at least one mechanical element and the support structure are mutually displaceable. To this end, the support structure can be of stationary design, and the mechanical element can be of mobile design or vice versa. If the support structure is of mobile design, it is advantageous if the support structure is formed by a rotatable conveyor belt. During cleaning of the conveyor belt according to step C), the conveyor belt can be rotated, whereby the conveyor belt can be moved along and against the at least one mechanical element, whereby cleaning takes place. The advantage hereof is that the at least one mechanical element, or an alternative cleaning element, can be positioned on a rear side of the support structure, on a side remote from the electric field, whereby the mechanical element precipitates charged particles on the support structure. won't bother. The support structure will herein rotatably cooperate with a plurality of rotatable cylinders, at least one of which is a drive cylinder. The cylinders can herein have a horizontal axis of rotation, but 4 can also be arranged such that they have a vertical or diagonal axis of rotation. If substantially vertical or diagonal cylinders are used, it is often advantageous to give the outer surface of the cylinders a somewhat spherical shape, in order to be able to prevent as much as possible the sagging of the support structure and to be able to keep the support structure in position as much as possible. guarantee. Instead of a spherical surface, other measures can also be taken to keep the support structure in position, such as, for example, allowing openings in the support structure to cooperate with teeth projecting relative to the cylinder, whereby a gear wheel effect is realized.

1010

Een geschikt mechanisch element is een borstel voor het tijdens stap C) borstelen van althans een deel van het draagstructuuroppervlak. De ten minste ene borstel kan daarbij roteerbaar zijn uitgevoerd. Een ander geschikt mechanisch element is een schraapelement (schraper) met behulp waarvan tijdens stap C) ten minste een deel van 15 het draagstructuuroppervlak wordt schoon geschraapt.A suitable mechanical element is a brush for brushing at least a part of the bearing structure surface during step C). The at least one brush can thereby be rotatable. Another suitable mechanical element is a scraper element (scraper) with the aid of which at least part of the supporting structure surface is scraped clean during step C).

Tevens is gebleken dat de deeltjes tijdens stap C) efficiënt kunnen worden verwijderd door het uitoefenen van één of meerdere stoten op de draagstructuur. Onder een (kracht)stoot wordt een korte, krachtige duw verstaan die op de draagstructuur wordt 20 uitgeoefend. Met name vanwege de massatraagheid van de neergeslagen deeltjes kan een substantieel deel van de deeltjes worden verwijderd bij het uitoefenen van een voldoende krachtige, gerichte stoot. Naast het uitoefenen van een stoot op de draagstructuur is het tevens denkbaar om tijdens stap C) de draagstructuur te vibreren. De vibratieffequentie kan daarbij variëren en kan zelfs ultrasoon zijn (>20 kHz), 25 afhankelijk van de specifieke constructie van de inrichting.It has also been found that the particles can be efficiently removed during step C) by exerting one or more impacts on the support structure. A (force) impact is understood to mean a short, powerful push that is exerted on the support structure. Particularly because of the mass inertia of the precipitated particles, a substantial part of the particles can be removed upon the application of a sufficiently strong, focused impact. In addition to exerting an impact on the support structure, it is also conceivable to vibrate the support structure during step C). The vibration frequency can vary and can even be ultrasonic (> 20 kHz), depending on the specific construction of the device.

In een andere voorkeursuitvoering overeenkomstig de uitvinding wordt tijdens stap C) ten minste één medium gespoten op een oppervlak van de draagstructuur waarop de deeltjes zijn neergeslagen. Door het spuiten van het medium kan tevens een 30 substantiële fractie van de neergeslagen deeltjes worden verwijderd van de draagstructuur. Een geschikt medium is lucht of een andersoortig (inert) gas. Nadeel hiervan is doorgaans evenwel dat een gasvormig medium de deeltjes relatief makkelijk terug in de omgevingslucht kan blazen, hetgeen ongewenst is. Derhalve geniet het in deze voorkeursuitvoering doorgaans de voorkeur om een in hoofdzaak vloeibaar 5 medium, zoals water toe te passen. Water fungeert daarbij tevens als transportmedium voor het vasthouden en afVoeren van verwijderde deeltjes. Het water kan zijn verrijkt met één of meerdere additieven, zoals een oppervlakte-actieve stof, een reinigingsmiddel, een ontvetter, et cetera. Eventueel kan hiervoor regenwater worden 5 gebruikt. Het is dan ook bijzonder voordelig om het regenwater op te vangen en tijdelijk op te slaan voor het periodiek kunnen reinigen van de draagstructuur. Het is daarbij voordelig om het door deeltjes verontreinigde water te reinigen, in het bijzonder te filteren, alvorens het water af te voeren. Gefilterd water kan daarbij worden geloosd.In another preferred embodiment according to the invention, at least one medium is sprayed on a surface of the support structure on which the particles are deposited during step C). By spraying the medium, a substantial fraction of the precipitated particles can also be removed from the support structure. A suitable medium is air or a different (inert) gas. However, a disadvantage of this is usually that a gaseous medium can blow the particles back into the ambient air relatively easily, which is undesirable. Therefore, in this preferred embodiment, it is generally preferred to use a substantially liquid medium, such as water. Water also acts as a transport medium for the retention and removal of removed particles. The water can be enriched with one or more additives, such as a surfactant, a cleaning agent, a degreaser, etc. Rainwater can possibly be used for this purpose. It is therefore particularly advantageous to collect and temporarily store the rainwater in order to be able to periodically clean the support structure. It is thereby advantageous to clean the water contaminated by particles, in particular to filter, before draining the water. Filtered water can be discharged.

Het filter zal in de loop van de tijd steeds meer vervuild raken, en zal periodiek 10 onderhouden en/of vervangen dienen te worden.The filter will become more and more contaminated in the course of time, and will have to be maintained and / or replaced periodically.

Het is doorgaans voordelig ingeval de tijdens stap C) van de draagstructuur verwijderde deeltjes wordt opgevangen in een afValhouder. De afValhouder is veelal onder de draagstructuur gepositioneerd en ingericht voor het opvangen van de verwijderde 15 deeltjes.It is generally advantageous if the particles removed from the support structure during step C) are collected in a waste container. The waste container is often positioned under the support structure and adapted to collect the removed particles.

Het reinigen van de draagstructuur geschiedt doorgaans semicontinu (periodiek), waarbij bijvoorbeeld één keer per week de draagstructuur, bij voorkeur geautomatiseerd, wordt gereinigd. Tijdens het reinigingsproces zal het elektrisch veld 20 doorgaans nog actief zijn. In beginsel is het mogelijk om stap A) en stap B) continu uit te voeren. Echter, vanuit energetisch oogpunt kan er ook voor worden gekozen om stap A) en stap B) slechts een periode van de dag en/of de week uit te voeren.Cleaning of the support structure is usually done semi-continuously (periodically), whereby, for example, the support structure, preferably automated, is cleaned once a week. During the cleaning process, the electric field 20 will usually still be active. In principle, it is possible to perform step A) and step B) continuously. However, from an energetic point of view, it is also possible to opt for step A) and step B) for only a period of the day and / or the week.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het afvangen van deeltjes, 25 in het bijzonder fijnstof, uit omgevingslucht, in het bijzonder door toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende: ten minste één eerste elektrode en ten minste één tweede elektrode, ten minste één generator voor het laden van de eerste elektrode onder vorming van een elektrisch veld tussen beide elektroden, ten minste één nabij de elektroden gepositioneerde draagstructuur voor het laten 30 neerslaan van door het elektrisch veld geïoniseerde deeltjes van de omgevingslucht, en ten minste één reinigingsvoorziening voor het actief verwijderen van ten minste een deel van op de draagstructuur neergeslagen deeltjes. Doorgaans zal de generator met beide elektroden zijn gekoppeld, waarbij de generator is ingericht voor het positief laden van de eerste elektrode en het negatief laden van de tweede elektroden. Voordelen 6 van het toepassen van een dergelijke inrichting zijn reeds in het voorgaande op uitvoerige wijze beschreven. Uitvoeringsvarianten van de reinigingsvoorziening zijn tevens reeds uitvoerig beschreven. Optioneel omvat de reinigingsvoorziening ten minste één mechanisch element, zoals een borstel en/of schraper, ingericht voor aangrijping op 5 de draagstructuur. Tevens kan de reinigingsvoorziening zijn ingericht voor het bespuiten van de draagstructuur met een reinigend medium, zoals water en/of lucht. Verder kan de reinigingsvoorziening zijn ingericht voor het laten trillen van de draagstructuur en/of het uitoefenen van een stoot op de draagstructuur.The invention also relates to a device for capturing particles, in particular fine dust, from ambient air, in particular by applying the method according to any one of the preceding claims, comprising: at least one first electrode and at least one second electrode at least one generator for charging the first electrode to form an electric field between the two electrodes, at least one support structure positioned near the electrodes for causing particles of ambient air ionized by the electric field to precipitate, and at least one cleaning device for actively removing at least a part of particles deposited on the support structure. The generator will generally be coupled to both electrodes, the generator being adapted to positively charge the first electrode and negatively charge the second electrodes. Advantages 6 of applying such a device have already been described in detail in the foregoing. Versions of the cleaning facility have also been described in detail. Optionally, the cleaning provision comprises at least one mechanical element, such as a brush and / or scraper, arranged for engagement with the support structure. The cleaning device can also be arranged for spraying the support structure with a cleaning medium, such as water and / or air. Furthermore, the cleaning device can be adapted to vibrate the support structure and / or to exert an impact on the support structure.

10 In een voorkeursuitvoering omvat de draagstructuur ten minste één een roteerbare transportband omvat. Een al dan niet geladen buitenzijde van de transportband is daarbij ingericht voor het laten neerslaan van geladen deeltjes. Daarbij is het efficiënt ingeval de reinigingsvoorziening is gepositioneerd aan een van de elektroden afgekeerde zijde van de transportband. Een dergelijke positionering zorgt enerzijds voor het relatief 15 onbelemmerd kunnen afvangen van fijnstof onderwijl anderzijds de draagstructuur op relatief efficiënte wijze kan worden gereinigd.In a preferred embodiment the support structure comprises at least one comprising a rotatable conveyor belt. An outer side of the conveyor belt, which may or may not be charged, is then arranged for precipitation of charged particles. Thereby, it is efficient if the cleaning device is positioned on a side of the conveyor belt remote from the electrodes. Such a positioning on the one hand ensures that particulate matter can be caught relatively unimpeded, while on the other hand the support structure can be cleaned in a relatively efficient manner.

Het is denkbaar om de draagstructuur te koppelen met de generator voor het laden van de draagstructuur met een specifieke lading (positief of negatief), waardoor specifieke 20 deeltjes kunnen worden aangetrokken of juist worden afgestoten. Daarbij is het denkbaar dat de draagstructuur één elektrode van de eerste elektrode of de tweede elektrode vormt.It is conceivable to couple the support structure to the generator for loading the support structure with a specific charge (positive or negative), whereby specific particles can be attracted or repelled. It is conceivable that the support structure forms one electrode of the first electrode or the second electrode.

Het is veelal voordelig om een oppervlak van de draagstructuur ingericht voor het laten 25 neerslaan van de deeltjes uit de omgevingslucht in hoofdzaak vlak uit te voeren. Een relatief vlak oppervlak vergemakkelijkt veelal de reiniging van de draagstructuur.It is often advantageous to design a surface of the support structure adapted to cause the particles to settle from the ambient air substantially flat. A relatively flat surface often facilitates the cleaning of the support structure.

In een verdere voorkeursuitvoering omvat de inrichting één of meerdere geleidingselement voor het geleiden van de stroming van de omgevingslucht richting 30 het elektrische veld en/of richting de draagstructuur, waardoor een grotere hoeveelheid deeltjes kan worden geïoniseerd en kan worden neergeslagen. Doorgaans worden de geleidingsmiddelen gevormd door schotten die eventueel integraal deel kunnen uitmaken van een behuizing van de inrichting.In a further preferred embodiment the device comprises one or more guide element for guiding the flow of the ambient air towards the electric field and / or towards the support structure, whereby a larger amount of particles can be ionized and precipitated. The guide means are generally formed by partitions which may optionally form an integral part of a housing of the device.

77

In een voorkeursuitvoering omvat de inrichting, in het bijzonder de draagstructuur, ten minste één katalysator voor omzetting van stikstofoxide (NOx) uit de omgevingslucht. Een voorbeeld van een geschikt katalysatormateriaal is titanium dioxide (Ti02). Door verkeer geproduceerde NOx-verbindingen leiden tot een verhoogde mate van 5 luchtverontreiniging. Het toepassen van een geschikte katalysator leidt tot omzetting van een deel van het gevormde NOx in relatief onschuldige nitraationen (NO3'), hetgeen vanuit milieutechnisch oogpunt voordelig is. Het katalysatormateriaal kan bijvoorbeeld worden aangebracht op de één of meerdere geleidingselementen, indien toegepast. Tevens kan het katalysatormateriaal worden aangebracht op een (overig deel van een) 10 behuizing van de inrichting.In a preferred embodiment, the device, in particular the support structure, comprises at least one catalyst for converting nitrogen oxide (NOx) from the ambient air. An example of a suitable catalyst material is titanium dioxide (TiO 2). NOx compounds produced by traffic lead to an increased degree of air pollution. The use of a suitable catalyst leads to the conversion of part of the NOx formed into relatively harmless nitrate ions (NO3 '), which is advantageous from an environmental point of view. The catalyst material can, for example, be applied to the one or more guide elements, if used. The catalyst material can also be applied to an (other part of) a housing of the device.

Teneinde de inrichting aan te sturen is het voordelig ingeval de inrichting ten minste één besturingseenheid omvat. Bij voorkeur is de besturingseenheid voorzien van ten minste één timer voor het tijdgestuurd aansturen van de generator alsook de 15 reinigingsvoorziening.In order to control the device, it is advantageous if the device comprises at least one control unit. The control unit is preferably provided with at least one timer for the time-controlled control of the generator as well as the cleaning provision.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 a een in onderdelen uiteengenomen perspectivisch aanzicht op een inrichting 20 overeenkomstig de uitvinding, figuur lb een perspectivisch aanzicht op de inrichting volgens figuur la in een geassembleerde toestand, figuur 2 een dwarsdoorsnede van een andere inrichting overeenkomstig de uitvinding, en 25 figuur 3 een perspectivisch aanzicht op een verkeerstraject met de inrichting volgens figuur 2.The invention will be elucidated on the basis of non-limitative exemplary embodiments shown in the following figures. Herein: figure 1a shows a perspective view of a device 20 according to the invention disassembled, figure 1b a perspective view of the device according to figure la in an assembled state, figure 2 a cross-section of another device according to the invention, and figure 3 shows a perspective view of a traffic route with the device according to figure 2.

Figuur la toont een in onderdelen uiteengenomen perspectivisch aanzicht op een inrichting 1 overeenkomstig de uitvinding. In figuur lb wordt de inrichting 1 in 30 geassembleerde toestand getoond. De inrichting 1 is ingericht om te worden geplaatst in de buitenlucht, teneinde deeltjes, zoals roet en fijnstof, uit de omgevingslucht te kunnen verwijderen. Daartoe omvat de inrichting 1 een behuizing 2, veelal gevormd door een montageframe. In de behuizing 2 is een transportband 3 aangebracht die vrij roteerbaar is om meerdere, zich in een in hoofdzaak verticale richting uitstrekkende roteerbare 8 cilinders 4. De transportband 3 is daarbij vervaardigd uit een elektriciteit geleidend materiaal, in het bijzonder metaal. Daarbij kan eventueel metaalfolie zijn aangebracht op een onderliggende drager die uit een ander materiaal, zoals kunststof, kan zijn vervaardigd. De transportband 3 wordt aangedreven door een op de transportband 3 5 aangrijpend aandrijfelement 5, in het bijzonder een elektromotor. In de behuizing 2 is tevens een tweetal elektroden 6a, 6b aangebracht waartussen een elektrisch veld kan worden gegenereerd. Daarbij zijn de elektroden 6a, 6b gekoppeld met een generator (niet-weergegeven). Een typische elektrische veldsterkte hierbij is gelegen tussen 25 en 35 kV/m. Door het genereren van een elektrisch veld worden deeltjes in de 10 omgevingslucht geïoniseerd, waardoor deze een positeve of negatieve lading verkrijgen.Figure la shows a perspective view, dismantled in parts, of a device 1 according to the invention. In figure 1b the device 1 is shown in assembled state. The device 1 is arranged to be placed in the outside air in order to be able to remove particles, such as soot and fine dust, from the ambient air. To that end, the device 1 comprises a housing 2, often formed by a mounting frame. Arranged in housing 2 is a conveyor belt 3 which is freely rotatable about a plurality of rotatable cylinders 4 extending in a substantially vertical direction. Conveyor belt 3 is thereby made of an electrically conductive material, in particular metal. Metal foil may optionally be applied to an underlying support which may be made from a different material, such as plastic. The conveyor belt 3 is driven by a drive element 5 engaging the conveyor belt 3, in particular an electric motor. In the housing 2 there are also provided two electrodes 6a, 6b between which an electric field can be generated. The electrodes 6a, 6b are thereby coupled to a generator (not shown). A typical electric field strength here is between 25 and 35 kV / m. By generating an electric field, particles in the ambient air are ionized, so that they obtain a positive or negative charge.

De geladen deeltjes worden doorgaans versneld in het elektrische veld, waardoor deze op de transportband 3 kunnen botsen en zich aldaar zullen hechten. De transportband 3 fungeert aldus de facto als draagstructuur voor de deeltjes. Doordat de transportband is vervaardigd uit een geleidend materiaal, doch doorgaans niet actief wordt geladen door 15 de generator zal de transportband 3 tevens de functie van (neutrale) elektrode vervullen. Gevolg hiervan is dat het elektrische veld zich tevens zal uitstrekken tot aan de transportband 3, hetgeen het laten neerslaan van geladen deeltjes op de transportband 3 ten goede komt. Eventueel kunnen de geladen elektroden 6a, 6b door de generator eenzelfde lading worden verschaft, waardoor zich een min of meer lineair elektrisch 20 veld zal uitstrekken tussen de geladen elektroden 6a, 6b enerzijds en de als (neutrale) overliggende elektrode fungerende elektrische geleidende transportband 3 anderzijds. Toepassing van de roteerbare transportband 3 als draagstructuur van afgevangen deeltjes heeft als voordeel dat de deeltjes op deze wijze relatief eenvoudig kunnen worden verplaatst ten opzichte van de behuizing 2 in de richting van een 25 schraapelement 7 dat onder voorspanning aangrijpt op de transportband 3. De voorspanning wordt daarbij gerealiseerd door toepassing van een met het schraapelement 7 verbonden aandrukelement 8. In een alternatieve uitvoeringsvorm zou het schraapelement 7 tevens zodanig nabij de transportband 3 kunnen zijn gepositioneerd dat het schraapelement 7 tevens is ingericht voor het schrapen van een 30 substantieel deel van de afgezette deeltjes van de transportband 3. Met behulp van het schraapelement 7 kunnen de deeltjes worden verwijderd van de transportband 3, waardoor een secure werking van de transportband 3 kan worden gewaarborgd. Bij excessieve ophoping van deeltjes op de transportband 3 zal de geleiding van de transportband 3 doorgaans afnemen, en daarmee tevens een hechtend vermogen van de 9 transportband 3 waardoor deeltjes zich relatief eenvoudig doch ongewenst zouden kunnen verwijderen van de transportband 3. Door het continu of periodiek middels het schraapelement 7 reinigen van de transportband 3 kan aldus een goede aantrekkende werking van de transportband 3 zoveel mogelijk worden gewaarborgd. Los geschraapte 5 deeltjes zullen vallen in een onderliggende afvalhouder 9 die periodiek kan worden geleegd. Teneinde verspreiding van los geschraapte deeltjes zoveel mogelijk te voorkomen wordt het schraapelement 7 afgedekt middels een afschermelement 10. Een open onderzijde en bovenzijde van de transportband 3 is verder afgedekt door toepassing van een onderkap 1 la en een bovenkap 11b, teneinde ophoping van vuil 10 tussen de transportband 3 en de cilinders 4 te kunnen tegengegaan en soepele rotatie van de transportband 3 zoveel mogelijk te kunnen waarborgen.The charged particles are generally accelerated in the electric field, as a result of which they can collide with the conveyor belt 3 and will adhere there. The conveyor belt 3 thus functions de facto as a support structure for the particles. Because the conveyor belt is made of a conductive material, but is generally not actively charged by the generator, the conveyor belt 3 will also fulfill the function of (neutral) electrode. The consequence of this is that the electric field will also extend as far as the conveyor belt 3, which benefits the depositing of charged particles on the conveyor belt 3. Optionally, the charged electrodes 6a, 6b can be provided by the generator with the same charge, as a result of which a more or less linear electric field will extend between the charged electrodes 6a, 6b on the one hand and the electrically conductive conveyor belt 3 functioning as a (neutral) overlying electrode on the other hand. . The use of the rotatable conveyor belt 3 as a supporting structure for captured particles has the advantage that the particles can in this way be relatively easily displaced relative to the housing 2 in the direction of a scraper element 7 which engages the conveyor belt 3 under bias. is thereby realized by using a pressing element 8 connected to the scraper element 7. In an alternative embodiment, the scraper element 7 could also be positioned so close to the conveyor belt 3 that the scraper element 7 is also adapted to scrape a substantial part of the deposited part particles from the conveyor belt 3. The particles can be removed from the conveyor belt 3 by means of the scraper element 7, whereby a secure operation of the conveyor belt 3 can be guaranteed. In the event of excessive accumulation of particles on the conveyor belt 3, the conductivity of the conveyor belt 3 will generally decrease, and with it also an adhesive power of the conveyor belt 3, whereby particles could relatively easily but undesirably remove themselves from the conveyor belt 3. By continuous or periodic by means of cleaning the conveyor belt 3 by means of the scraper element 7, a good attracting effect of the conveyor belt 3 can thus be guaranteed as far as possible. Loosely scraped 5 particles will fall into an underlying waste container 9 which can be emptied periodically. In order to prevent dispersal of loosely scraped particles as much as possible, the scraper element 7 is covered by means of a shielding element 10. An open bottom and top of the conveyor belt 3 is further covered by the use of a bottom cap 11a and a top cap 11b, in order to accumulate dirt 10 between prevent the conveyor belt 3 and the cylinders 4 and ensure smooth rotation of the conveyor belt 3 as much as possible.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van een andere inrichting 20 overeenkomstig de uitvinding. De inrichting 20 is ingericht als scherminstallatie voor plaatsing naast een 15 verkeerstraject 21 (zie figuur 3). De inrichting 20 omvat een naar het verkeerstraject 21 gekeerde wand 22 alsmede een zich daarachter bevindende, van het verkeerstraject 21 afgekeerde wand 23. Tussen deze wanden bevindt zich een tussenruimte of stromingsruimte 24. Aan de bovenkant van de wanden 22, 23 staat de tussenruimte in verbinding met de open lucht. De naar het verkeerstraject 21 gekeerde wand 22 heeft 20 een doorlaatbare structuur, als gevolge van het feit dat deze gedeeltelijk is opgebouwd uit lichamen 25, bijvoorbeeld lavastenen, die zijn opgenomen in een schanskorf 26. De schanskorf 26 wordt gevormd uit metaaldraad met een zodanige maaswijdte dat de lichamen 25 gevangen gehouden worden in de schanskorf 26. Tussen de lichamen 25 bevinden zich grillig gevormde spleten, via welke de lucht over het gehele oppervlak 25 van de doorlaatbare wand binnen kan treden in de tussenruimte 24 (zie pijl). Een achterwand 27 van de schanskorf 26 is daarbij diagonaal weergegeven om lucht te geleiden richting de tussenruimte 24. Het naar het verkeerstraject 21 gekeerde oppervlak van de doorlaatbare wand 26 is voorzien van titaniumdioxide, zodanig dat onder invloed van licht een katalytische omzetting van NOx wordt verkregen. Grovere 30 deeltjes worden opgevangen in de grillig gevormde spleten van de doorlaatbare wand 26. In de tussenruimte 24 bevinden zich één of meerdere vellen, stroken of draden uit elektrostatisch, electreetmateriaal, of elektrisch geleidend materiaal die als elektrode 28 fungeren. De achterwand 23 van de inrichting 20 is tevens vervaardigd uit een elektrisch geleidend materiaal. De inrichting 20 omvat een generator 29 voor het 10 onder (tegenovergestelde) spanning zetten van de elektrode 28 en de achterwand 23. Daarbij is het tevens denkbaar de achterwand 23 te aarden. Belangrijk is hier om een potentiaalverschil te creëren in de tussenruimte 24 tussen de elektrode 28 en de (tevens als elektrode fungerende) achterwand 23, zodat deeltjes, in het bijzonder fïjnstof, uit de 5 door de tussenruimte 24 stromende omgevingslucht kunnen geladen. Hierbij kunnen deeltjes worden geïoniseerd en/of deeltjes met een dipoolkarakter worden verkregen. Beide typen deeltjes worden in de context van dit octrooischrift beschouwd als geladen deeltjes. Dergelijke geladen deeltjes zullen zich hechten op de achterwand 23 van de inrichting 20, waardoor de door de tussenruimte 24 stromende lucht wordt gereinigd.Figure 2 shows a cross-section of another device 20 according to the invention. The device 20 is arranged as a screen installation for placement next to a traffic route 21 (see figure 3). The device 20 comprises a wall 22 facing the traffic section 21 and a wall 23 located behind it and away from the traffic section 21. There is an intermediate space or flow space 24 between these walls. At the top of the walls 22, 23 the intermediate space is positioned. connection to the open air. The wall 22 facing the traffic path 21 has a permeable structure, due to the fact that it is partly built up of bodies 25, for example lava stones, which are received in a gabion basket 26. The gabion basket 26 is formed from metal wire with such a mesh size that the bodies 25 are held captive in the gabion basket 26. Between the bodies 25 there are irregularly shaped gaps, through which the air can enter the space 24 over the entire surface 25 of the permeable wall (see arrow). A rear wall 27 of the gabion basket 26 is thereby shown diagonally to guide air towards the interspace 24. The surface of the permeable wall 26 facing the traffic path 21 is provided with titanium dioxide, such that under the influence of light a catalytic conversion of NOx is obtained. . Coarser particles are collected in the irregularly shaped slits of the permeable wall 26. In the space 24 there are one or more sheets, strips or wires of electrostatic, electret material, or electrically conductive material that function as electrode 28. The rear wall 23 of the device 20 is also made of an electrically conductive material. The device 20 comprises a generator 29 for placing the electrode 28 and the rear wall 23 under (opposite) voltage. It is also conceivable to ground the rear wall 23. It is important here to create a potential difference in the gap 24 between the electrode 28 and the rear wall 23 (which also serves as an electrode), so that particles, in particular dust, can be charged from the ambient air flowing through the gap 24. Particles can be ionized and / or particles with a dipole character can be obtained. Both types of particles are considered as charged particles in the context of this patent. Such charged particles will adhere to the rear wall 23 of the device 20, whereby the air flowing through the gap 24 is cleaned.

10 Verdere reiniging kan worden verkregen door plaatsing van een inlaatfilter 30 stroomopwaarts van de tussenruimte 24. In de omgevingslucht aanwezig fïjnstof zal echter het meest effectief worden afgevangen in de tussenruimte 24 als gevolg van het aangelegde elektrische veld. Teneinde de achterwand 23 te kunnen reinigen is de inrichting 20 voorzien van de bijzonderheid dat de achterwand 23 deel uitmaakt van een 15 roteerbare transportband 31 die om een verticaal as roteerbare cilinders 32 is gespannen, waarbij ten minste één cilinder 32 is gekoppeld met een elektromotor 33 voor het kunnen laten roteren van de transportband 31. Een achterzijde van de transportband 31, id est een van de tussenruimte 24 afgekeerde zijde van de transportband 31, is voorzien van een al dan niet roteerbare borstel 34 voor het verwijderen van op de transportband 20 31 afgezette deeltjes. Eventueel kunnen de verwijderde deeltjes worden opgevangen in een afvalhouder (niet-weergegeven). Door toepassing van de relatief onderhoudsarme reinigingsinrichting 1 kunnen uitlaatgassen 35 van voertuigen 36 die zich voortbewegen over het verkeerstraject 21 op relatief efficiënte wijze worden gereinigd.Further cleaning can be obtained by placing an inlet filter 30 upstream of the gap 24. However, the dust present in the ambient air will most effectively be captured in the gap 24 due to the applied electric field. In order to be able to clean the rear wall 23, the device 20 is provided with the special feature that the rear wall 23 forms part of a rotatable conveyor belt 31 which is tensioned about a vertical axis rotatable cylinders 32, wherein at least one cylinder 32 is coupled to an electric motor 33 for allowing the conveyor belt 31 to rotate. A rear side of the conveyor belt 31, which is a side of the conveyor belt 31 remote from the space 24, is provided with a brush 34 which can be rotated or not for removing on the conveyor belt 31. deposited particles. Optionally, the removed particles can be collected in a waste container (not shown). By using the relatively low-maintenance cleaning device 1, exhaust gases 35 from vehicles 36 moving along the traffic path 21 can be cleaned in a relatively efficient manner.

25 Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.It will be clear that the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described here, but that within the scope of the appended claims, countless variants are possible which will be obvious to those skilled in the art.

10396321039632

Claims

A method for capturing particles, in particular particulate matter, from ambient air, comprising:

The method of claim 1, wherein the support structure is loaded during step B).

The method of claim 2, wherein the support structure is loaded in the opposite direction during step C).

4. A method according to any one of the preceding claims, wherein during step C) the support structure is cleaned by using at least one mechanical element 20 which makes physical contact with a surface on which the particles are deposited.

The method of claim 4, wherein the surface of the support structure on which the particles are deposited is brushed during step C).

A) generating a static electric field for ionizing particles from the ambient air, B) causing at least a portion of the ionized particles to settle on at least one support structure, and C) actively removing at least a portion of the particles deposited on the support structure 10.

The method of claim 4 or 5, wherein the surface of the support structure on which the particles are deposited is scraped during step C).

A method according to any one of the preceding claims, wherein during step C) at least one punch is exerted on the support structure. 30

A method according to any one of the preceding claims, wherein the support structure is vibrated during step C). 1 0 396 32

A method according to any one of the preceding claims, wherein during step C) at least one medium is sprayed onto a surface of the support structure on which the particles are deposited.

A method according to any one of the preceding claims, wherein at least a part of the particles removed from the support structure during step C) is collected in a waste container.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the support structure 10 is formed by a rotatable conveyor belt that is rotated during step C).

A method according to any one of the preceding claims, wherein step C) is performed during step B).

Device for collecting particles, in particular particulate matter, from ambient air, in particular by applying the method according to one of the preceding claims, comprising: at least one first electrode and at least one second electrode, at least one generator for charging the first electrode to form an electric field between the two electrodes, at least one support structure positioned near the electrodes for causing particles of ambient air ionized by the electric field to precipitate, and at least one cleaning device for actively removing at least a portion of particles deposited on the support structure.

Device as claimed in claim 13, wherein the cleaning provision comprises at least one mechanical element adapted to engage on the support structure.

The device of claim 14, wherein the at least one mechanical element comprises at least one brush and / or at least one scraper.

Device as claimed in any of the claims 13-15, wherein the cleaning provision is adapted for spraying the support structure with a cleaning medium.

Device as claimed in claim 16, wherein the cleaning provision is adapted for spraying the support structure with air and / or water.

Device as claimed in any of the claims 13-17, wherein the cleaning provision is adapted to cause the support structure to vibrate.

Device as claimed in any of the claims 13-18, wherein the cleaning provision is adapted for exerting an impact on the support structure. 10

Device as claimed in any of the claims 13-19, wherein the support structure comprises at least one a rotatable conveyor belt.

21. Device as claimed in claim 20, wherein the cleaning provision is positioned on a side of the conveyor belt remote from the electrodes.

Device as claimed in any of the claims 13-21, wherein the generator is coupled to the support structure for providing the support structure with a load.

The device of claim 22, wherein the support structure forms the first electrode or the second electrode.

24. Device as claimed in any of the claims 13-23, wherein a surface of the support structure adapted to cause the particles to settle from the ambient air 25 is of substantially flat design.

Device according to any of claims 13-24, wherein the device, in particular the support structure, comprises at least one catalyst for conversion of NOx from the ambient air. 30

Device as claimed in any of the claims 13-25, wherein the device comprises at least one control unit, which control unit is provided with at least one timer for the time-controlled control of the generator as well as the cleaning provision. 1039632