專利名稱：一種汽車尾氣可吸入顆粒物脫除裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車尾氣可吸入顆粒物的脫除裝置，具體地說，是利用汽車外的冷空氣對通過尾氣的管壁進行冷卻，尾氣中所含的可吸入顆粒物受溫度差作用產生的熱泳效應，將沉積于工作管段的內壁面，實現脫除汽車尾氣中可吸入顆粒物的一種新型裝置，屬于汽車尾氣凈化或除塵技術領域。
背景技術：
隨著大城市汽車的日益增多，汽車尾氣中的可吸入顆粒物(PM2.5)已經上升成為主要的環境污染源之一。其脫除也成為一項國際難題。現有一些尾氣凈化器采用吸附作用或化學反應原理脫除尾氣中的有害氣體，但脫除尾氣中可吸入顆粒物(PM2.5)的裝置還不多見。熱泳現象是國際上研究的熱門課題。包含在有較高溫度的氣流中的可吸入顆粒物(PM2.5)，當在壁面溫度較低的管道中流動時，受熱泳效應作用，會向溫度低的方向移動，并沉積在冷壁面上。依據目前國外的實驗和理論研究結果，單純由熱泳效應的造成的熱泳沉積效率只有20％～30％。熱泳沉積效率較低，是由于熱泳力是短程力，只在邊界層附近才發揮作用。而且已有研究表明，當普通管道長度在2m以上時，熱泳沉積效率就停止增長。而且要維持壁面較低的溫度，必須配有相關的冷卻系統，增加了系統的復雜性和運行成本。所以，利用熱泳效應做成的除塵器還鮮見報道。唯一見到的是，2002年韓國的Byung Uk Lee和Sang Soo Kim對一種裝有冷的壓板的俘獲顆粒的沖擊器開展了實驗研究(Byung UK Lee，Sang Soo Kim.(2003).New type ofimpactor with a cooled impaction plate for capturing PM2.5 and other aerosols.Journal of Aerosol Science.(34)957-967)，他們利用粒子對冷的銅壓板的慣性碰撞和熱泳作用，并在銅壓板上涂黃油，在湍流情況下，才使總沉積效率達到50％以上。但該方法十分復雜，難以應用于工程實際，尤其難以應用于脫除汽車尾氣中的可吸入顆粒物。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用熱泳原理實現脫除汽車尾氣中的可吸入顆粒物的新型裝置，即開發一種結構簡單、脫除效率高、性能穩定、專門適用于脫除汽車尾氣中的超細顆粒的除塵裝置。
本發明的目的通過如下技術方案實現其特征在于該裝置由一組平行布置的熱泳工作段和上下級聯箱組成；所述的熱泳工作段設置在上下級聯箱之間，每個聯箱的同一側面分別與相鄰兩級平行的熱泳工作段的進出口相連通；每級熱泳工作段為1～4根，所述熱泳工作段的長度為0.5～2m，其管內直徑為2～5cm。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果本發明提供的汽車用熱泳除塵裝置，是利用熱泳原理對可吸入顆粒物進行脫除，即利用車速造成的管外空氣相對運動來冷卻管壁，不額外消耗能源動力。目前汽車除塵器主要對尾氣中有害氣體進行處理，對脫除細顆粒效果不大。國外的實驗表明，單純由熱泳效應造成的熱泳沉積效率只有20％～30％。而通過本發明提供的裝置，利用多級非充分發展流動下的熱泳效應提高熱泳沉積效率，脫除效率可達到70％～90％。而且實施方便，造價低廉，性能可靠，運行費用極低。可以有效地使用在各類汽車上，對治理由汽車尾氣排放可吸入顆粒物引起的環境污染有突出效果。具有廣闊的市場前景。
圖1為汽車尾氣可吸入顆粒物脫除裝置的結構示意圖。
圖2為圖1的右視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體結構、工作過程和最佳實施方式作進一步說明。
圖1是本發明提供的汽車尾氣可吸入顆粒物脫除裝置的結構示意圖。該裝置由一組平行布置的熱泳工作段1和上、下級聯箱2組成；所述的熱泳工作段設置在上下級聯箱之間，每個聯箱的同一側面分別與相鄰兩級平行的熱泳工作段的進出口相連通；熱泳工作段外壁由冷空氣進行冷卻，以維持其管壁有較低的壁溫，管內的高溫尾氣中的可吸入顆粒物就會在熱泳作用下沉積于熱泳工作管段的壁面。含可吸入顆粒物的尾氣進入第一級熱泳工作段，在與氣冷壁面之間的溫度差作用下，可吸入顆粒物按照熱泳規律沉積于管壁面，經過上一級聯箱后，再進入下一級熱泳沉積管段繼續沉積；依此類推，經過多級熱泳沉積管段，達到較高的沉積效率。聯箱可起到改變尾氣流場的作用，使尾氣流為非充分發展流，提高熱泳沉積效率，同時利用湍流，提高總沉積效率。該裝置可為不同類型的汽車高效地脫除可吸入顆粒物。該裝置的布置有兩種方式其一，熱泳工作管段與汽車運動方向一致，管外空氣流與管內流呈順流和逆流相向運動；其二，熱泳工作管段與汽車運動方向垂直，管外空氣流與管內流呈叉流運動方向。另外，在聯箱的另一側面上開有帶鎖母的清灰孔3，該清灰孔與熱泳工作段的進出口相對應，以便定期打開鎖母，使用清掃刷和通入清潔空氣清除工作段內壁面上沉積的可吸入顆粒物。然后通入清潔空氣將清掃下的可吸入顆粒物吹入過濾袋進行收集。
本發明所述的熱泳工作管段及聯箱均采用金屬制成，每一級熱泳工作管段的長度一般為0.5～2m，采用單管，依據不同排氣量的汽車，其管內直徑為2～5cm。各級工作段數量總和為一般為4～10段。考慮到不同類型汽車的尾氣流量，每一級熱泳工作管段1的數量可為1～4根。熱泳工作管段的排列方式采用順排或叉排兩種類型，優選使用叉排結構。熱泳工作管段與聯箱可采用氬弧焊接或螺紋加耐高溫密封墊連接。
權利要求
1.一種汽車尾氣可吸入顆粒物脫除裝置，其特征在于該裝置由一組平行布置的熱泳工作段(1)和上下級聯箱(2)組成；所述的熱泳工作段設置在上下級聯箱之間，每個聯箱的同一側面分別與相鄰兩級平行的熱泳工作段的進出口相連通；每級熱泳工作段為1～4根，所述熱泳工作段的長度為0.5～2m，其管內直徑為2～5cm。
2.按照權利要求1所述的汽車尾氣可吸入顆粒物脫除器裝置，其特征在于所述的熱泳工作段采用叉排結構。
3.按照權利要求1或2所述的汽車尾氣可吸入顆粒物脫除器裝置，其特征在于在聯箱的另一側面上開有帶鎖母的清灰孔(3)，該清灰孔與熱泳工作段的進出口相對應。
全文摘要
一種汽車尾氣可吸入顆粒物脫除裝置，屬于汽車尾氣中超細顆粒物的除脫裝置。該裝置由一組平行布置的熱泳工作段和上下級聯箱組成；所述的熱泳工作段設置在上下級聯箱之間，每個聯箱的同一側面分別與相鄰兩級平行的熱泳工作段的進出口相連通。利用汽車外的冷空氣對熱泳工作段管壁進行冷卻，尾氣中所含的可吸入顆粒物受溫度差作用產生的熱泳效應，將沉積于熱泳工作段管的內壁面。本發明利用了非充分發展流動效應，在熱泳效應作用下，使熱泳沉積效率在各環節中不斷遞進，最后達到較高的總沉積效率，具有造價和運行費用低廉，實施方便，控制簡單的優點；可在不同的安裝條件下實現高效地脫除可吸入顆粒物。
文檔編號F01N3/02GK1632294SQ20041010181
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月24日 優先權日2004年12月24日
發明者楊瑞昌, 周濤, 趙磊, 劉若雷 申請人:清華大學