[发明专利]电弧电子流设备及其方法

说明书

技术领域：

一般而言，本发明涉及环境控制设备及其方法的领域，且更特别的是关于电弧环境设备，其用于减少排出气流中的排放，还用于产生用于其它环境目的的臭氧。

背景技术：

汽车、卡车、飞机的内燃机及其它排放源每年排放数百万吨例如氮氧化合物、碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳及有毒气体的污染物质。其它对空气污染有显著影响的包括，举例而言，发电机、涂覆工艺(coating processes)及固体废物焚烧，等等。由于日益扩大的工业化以及正在增加的全球范围使用汽车，由空气污染导致的这些问题正在越来越受到关注。

在抑制空气污染的努力中，许多国家已经公布空气污染排放标准，其要求利用最佳可用技术来控制污染源。此熟知的污染控制技术包含静电滤尘器、袋式收尘器、旋风分离器、颗粒活性炭及水幕。这些设备中的每一个由于仅能够控制有限排放源中特定污染物而受到限制。

关于汽车，具有贵金属(例如一金衡制盎司的铂、钯或铑的)的催化转化器目前正用于减少排气管排放。这些贵金属价格昂贵且难以全球范围供应。因此其可用性不足以满足全球范围需求，尤其在开发中国家。

此外，催化转化器的使用寿命有限，在其整个使用寿命期间其效率减小，使其不能满足排放标准。一旦催化转化器失效，其中的贵金属不易于溶解，因此典型地被作为有害废弃物而掩埋。

一个用于减少排气流中污染物的相对新近的革新是向排气施加一个电晕场，如在以下美国专利中所描述的：颁发给Feldman的US No.5,733,360、颁发给Rich的US No.5,433,832、颁发给Henis的USNo.3,983,021、颁发给Nunez的US No.5,236,672、颁发给Masters的USNo.5,410,871、颁发给Masters的US No.5,419,123、及颁发给Birmingham等人的US No.4,954,320。然而电晕发生设备在其去除尾气中污染物的类型方面非常有限。从而，电晕设备对于控制来自多数工业源或汽车的排放未有实际应用。

除需要改进有关从移动污染源及点污染源减少排放的技术外，还期望发展可产生用于多种其它环境目的的高浓度臭氧的技术。举例而言，将臭氧引入汽车发动机的汽缸中导致燃烧更为彻底。此优质燃烧导致增加马力、增加里程及减少排放。

臭氧在减少细菌及病毒数量方面同样有效。因而，臭氧可被用来处理来自城市废水处理工厂的流出物。臭氧亦可用于移除例如旅馆房间、工厂或酒馆等环境中空气中传播的病菌、气味及烟尘。

实际上，由于传统的臭氧发生设备不能以高成本效益为特定任务产生足够量及足够浓度的臭氧，因此还未有完全实现对臭氧的有益使用。其它困难包括：臭氧的分解速度相对较快，且难以大量传输及储存。因此，期望在计划使用臭氧的地点产生臭氧。再次指出，传统的臭氧产生设备还未能满足这些需求。

考虑到上面所述，需要一种设备，其能够减少来自点污染源及移动污染源排出气流的污染物。另外，其需要一种设备，其增强传统的以及含有减量贵金属的催化转化器的性能并延长其有效寿命。其亦需要一种设备，所述设备产生高浓度的臭氧，用于例如改良内燃机中燃烧、消除细菌及净化室内空气的其它环境目的。

发明内容：

为达到上述及其它目标，如此处的具体表达及广泛描述，本发明提供一个电弧电子流设备的各种具体实施例及使用所述电弧电子流设备的方法，用于减少来自一个流体的排放和/或用于产生用于各种环境应用的臭氧。

在本发明的一个优选具体实施例中，一个电弧电子流设备包含第一及第二电极。所述电极彼此间隔，从而所述电极间界定一个空间，在其中经过的流体被处理。一个电压源在所述第一与第二电极的间施加一个电压，以便在所述电极的间产生复数个电弧，所述电弧将所述流体中的微粒(例如污染物)分解成其组成部分。

在本发明的一个具体实施例中，所述电弧电子流设备的第一电极包含具有第一及第二部分的第一表面，为了促进在所述第一电极的第一、第二部分与所述第二电极间的整个空间内产生强电弧，使所述第一部分靠近所述第二电极的程度甚于所述第二部分靠近所述第二电极的程度。

在本发明的一个具体实施例中，为使得流体流经所述第一电极，可在所述第一电极的第一部分或所述第一电极的第一及第二部分形成若干开口。在所述第一及第二部分皆具有开口的场合，优选第一部分中的开口截面面积大于所述第二部分中开口的截面面积。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一及第二部分处于不同平面上。另外，所述第一及第二部分可处于不同的平行平面上。