[发明专利]用于除去气流中微粒的设备和方法

说明书

技术领域

本发明总的涉及一种用于除去气流中的微粒的设备和方法。具体而言，本发明涉及一种用于除去气流中的微粒的设备和方法，其适于净化来自内燃机的废气，优选为汽车应用中的柴油机。

背景技术

对减小从柴油机散发出的废气中的微粒(灰、烟尘、有机部分等)的量的需要变得越来越重要。

总的来说，现有技术的微粒过滤器利用了带有多孔壁的陶瓷整体结构，其中相邻的通道或者在入口侧被堵塞，或者在出口侧被堵塞。从而，迫使气体流动通过壁，在壁中将微粒留住。这类过滤器的问题是，壁的阻塞导致了增大的压降，这使得必需频繁地再生过滤器。另外，壁的阻塞增加了再生不可控制的风险，这可能会损坏过滤器。而且，通常需要保养停机，以便除去过滤器中的灰。

另一种原理是使用开放、未阻塞的结构，其由金属非多孔材料制成，其中通道壁适合于在气流中产生紊流，使得微粒接触并沉积在通道壁上。这种类型的问题是，它表现出较低的“过滤”效率，即只有小部分的微粒留在壁上，这使得装置较大(如果需要高效率)。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于除去气流中的微粒的设备，它以有效的方式分离微粒，并且同时具有非常抵抗堵塞的能力。另一个目的是提供一种用于除去气流中的微粒的方法，它结合了分离效率以及抵抗堵塞的能力。这些目的通过分别包含在权利要求1和17中的技术特征而实现。从属权利要求包含了本发明有利的实施例，其它的发展以及变型。

本发明涉及一种用于除去气流中的微粒的设备，其包括至少一个气道，该气道至少部分地由多孔材料所围绕，且其特征在于，设备包括用于将气道暴露于声音的装置，声音引导气体沿着朝向多孔材料的方向运动。这一特征的有利效果是，存在于气流中的微粒将至少部分地跟随气体的运动，使得微粒的运动能够受到控制，以便通过迫使主要气流通过多孔材料，而迫使微粒被捕获在多孔材料之上或之内，而不会阻挡主要气流。这样例如可以使用开放、未阻塞的气体通道(由多孔壁分离开)且仍然使较大部分的微粒被留在壁上。这种设计在分离上是有效的，同时与采用堵塞通道的现有技术相比，更能抵抗阻塞和增大的压降。除了引导微粒运动外，声音将在气流中产生紊流，这进一步增大微粒沉积在多孔材料上。本发明设备还有用于阻塞的过滤器和其他类型的过滤装置，这是因为它能够用于，例如引导微粒到多孔材料或过滤器的特定部分，或者能够用于使微粒聚集形成更大的微粒。

在本发明第一有利实施例中，声音暴露装置布置成：引导声音沿着与气流的主要方向不同的方向。优选地，声音暴露装置布置成：引导声音沿着与气流的主要方向成至少30°角，优选至少60°，优选大致与气流的主要方向垂直的方向。在大部分应用中，使气道暴露于声音的有利效果将随着所述角度而增加，直至在声音与气流的主要方向垂直的点上达到最大。

本发明还涉及一种用于除去气流中的微粒的方法。包括以下步骤：引导气流通过至少一个气道的步骤，该气道至少部分地由多孔材料所围绕。本发明的方法特征在于，其包括以下步骤：将气道暴露于声音，声音引导气体沿着朝向多孔材料的方向移动。

附图说明

现在将参照以下附图更详细描述本发明，其中：

图1示意性显示了本发明第一有利实施例；

图2示意性显示了本发明第二有利实施例；

图3示意性显示了本发明第三有利实施例；和

图4示意性显示了气体在单个气体通路中的运动。

具体实施方式

图1示意性显示了本发明设备1的第一有利实施例，其中呈陶瓷整体形式的主体2位于壳体5内。主体2具有若干开放气体通路3，它们由多孔壁4分离开。扩音机6连接到管道11上，管道11又连接到壳体5上。在设备1的操作期间，气体流入壳体5，并通过气体通路3从图的左边流动到右边，即气流的主要方向跟随着气体通路3的纵向。同时，扩音机6产生声音，由虚线20表示，声音由管道11导引到主体2和它的气体通路3。声音的方向基本上垂直于气体通路3的纵向。从而，将获得沿着的垂直于气体通路纵向轴线的方向的声音所引导的气流运动。存在于气流中的微粒将跟随着气体运动，并从而被捕获在多孔壁4之上或之内。

作为替代，扩音机6可以邻近壳体5定位。作为另一替代，扩音机6可以在放置在各种位置下使用。

图2示意性显示了本发明设备1的第二有利实施例，它表现了很多与图1中的第一实施例相似之处。不过，扩音机6和管道11由振动器7代替，它作用在壳体5上，以产生所需要的声音。