專利名稱：電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備以及使用其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，用于處理來自汽車的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的發(fā)動 機(jī)排氣，以減少其中可能的存在的污染。更具體地，本發(fā)明涉及一種采用高壓電暈來處理發(fā) 動機(jī)排氣的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器，其中電暈可與小型的傳統(tǒng)陶瓷單片型轉(zhuǎn)換器型轉(zhuǎn)化器一起 使用或者可以不與其一起使用。
背景技術(shù)：
在機(jī)動車排氣系統(tǒng)中，催化轉(zhuǎn)化器廣泛用于減少來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的不想要的排 放。催化轉(zhuǎn)化器還在包括發(fā)電機(jī)組、叉車、采礦設(shè)備、卡車、公交車、火車等很多裝備了發(fā)動 機(jī)的機(jī)器上使用，以處理來自這些機(jī)器的發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣來減少排氣中的污染物。
催化轉(zhuǎn)化器提供一個用于支持化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境，其中來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的不想要的 廢氣副產(chǎn)物被轉(zhuǎn)化成通常被排出到車輛外部的環(huán)境中的更不活潑的氣體。催化轉(zhuǎn)化器通過 涂覆有諸如鉑、鈀和/或銠的貴金屬的密集蜂窩體來促進(jìn)不想要的排氣的轉(zhuǎn)化。在傳統(tǒng)的 催化轉(zhuǎn)化器中，諸如一氧化二氮、一氧化碳和未燃碳?xì)浠衔锏臍怏w被轉(zhuǎn)化成諸如氮氣、二 氧化碳、水等反應(yīng)產(chǎn)物。 然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)排氣包含了包括過量不想要的污染物，其包括高水平(level)的 一氧化二氮、一氧化碳和未燃碳?xì)浠衔飼r，傳統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器可能不能有效地將這樣過 量的不想要的污染物處理/轉(zhuǎn)化到更安全理想的水平。在這種情況下，理想的是，在發(fā)動起 排氣通過傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器之前對發(fā)動機(jī)排氣進(jìn)行預(yù)處理，和/或在其從傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器排 出之后對發(fā)動機(jī)排氣進(jìn)行后處理，以將發(fā)動機(jī)排氣中存在的污染物的量降至更安全可接受 的水平。 例如，已經(jīng)提出了一種在現(xiàn)有技術(shù)中一篇名為"The InternalCombustion Engine at Work(工作中的內(nèi)燃發(fā)動機(jī))"的在線文章中所討論的下文稱為"Westbrook(威斯布魯 克)"設(shè)備的等離子體輔助催化還原系統(tǒng)，以在排氣進(jìn)入傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器之前減少來自柴油 發(fā)動機(jī)的排氣污染物(例如，參見，httD:/Vwww. llnl. gov/str/westbrook. html的文章)。
圖1示出Westbrook設(shè)備——等離子體輔助催化還原系統(tǒng)1的示意圖，其中等離 子體輔助催化還原系統(tǒng)1具有金屬線電極2，該金屬線電極2縱向設(shè)置在柱形金屬排氣管3 的中心內(nèi)，傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器4的上游。在這個已知系統(tǒng)中，通過施加于線電極2的高壓短脈 沖在排氣管3中產(chǎn)生非熱等離子體。根據(jù)上文提到的Westbrook文章，電極2產(chǎn)生的非熱 等離子體將一氧化氮和碳?xì)浠衔镅趸啥趸筒糠盅趸奶細(xì)浠衔?，隨后，傳統(tǒng) 催化轉(zhuǎn)化器將二氧化氮和碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成氮、二氧化碳和水。 圖2示出用Westbrook裝置處理的排氣排放的光譜的分析結(jié)果，其示出了等離子體輔助催化還原的好處。Westbrook宣稱等離子加(plus)催化作用幾乎完全消除了來自柴 油發(fā)動機(jī)的不想要的排氣排放。 采用如上所述的Westbrook設(shè)備的充電技術(shù)是一種插入技術(shù)，即線電極2以基本 上平行于排氣氣流的構(gòu)造放置在發(fā)動機(jī)排氣的主流道內(nèi)。由于Westbrook的線電極2沒 有遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣氣流的主流道放置(recess)，因此線電極2會受到來自發(fā)動機(jī)排氣的污 染，并且由于直接暴露于發(fā)動機(jī)排氣，因此污染物可能在單個線電極2上堆積。因此，經(jīng)過 長時間的使用后，在減少發(fā)動機(jī)排氣的污染方面，這種單線電暈充電器不能最佳地發(fā)揮作 用。 此外，縱向放置在排氣管道內(nèi)部的單線電極周圍的電暈充電器可能沒有覆蓋在排 氣管道內(nèi)部限定的主流道的整個橫截面積。結(jié)果，發(fā)動機(jī)排氣的整個氣流可能沒有與電暈 充電相互作用和/或通過電暈充電，這將使得電暈充電器的這種構(gòu)造對其減少來自發(fā)動機(jī) 排氣的污染物的目的來說是無效的。 而且，如上所述，諸如Westbrook設(shè)備的插入裝置，可能需要麻煩且費時的過程以 將其安裝在排氣管道內(nèi)。 等離子體輔助催化還原系統(tǒng)需要與單線電暈發(fā)生器結(jié)合的傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器的應(yīng) 用，并且因此，在沒有應(yīng)用傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器的情況下Westbrook設(shè)備可能不能有效地減少 發(fā)動機(jī)排氣中存在的不想要的成分。僅采用單線電極的等離子體輔助催化還原系統(tǒng)不會被 用作獨立單元來處理發(fā)動機(jī)排氣以減少其中不想要的成分。 授予Jaisinghani等的美國專利US4853005中描述了在空氣過濾器領(lǐng)域中使用的 靜電充電設(shè)備的一個示例。此外，1992年6月2日授予Hamade的美國專利US5118942、1991 年12月31日授予Hamade的美國專利US5077468、1991年4月30日授予Hamade的美國專 利US5012094中論述了用于包括處理/凈化生物物質(zhì)、廢水、易燃流體的各種應(yīng)用的采用電 暈充電器的靜電充電設(shè)備的若干組合；并且Hamade的這三篇在先專利的每一個都通過引 用整體并入這里。 盡管已知的裝置能用于其預(yù)想的目的，但是現(xiàn)有技術(shù)中仍存在著對可用于處理發(fā) 動機(jī)排氣以減少其中不想要的成分的電暈充電器裝置的需要。特別地，存在著對于將克服 在已知技術(shù)中遇到的困難和不足的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了一種電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器，用來處理來自諸如摩托車、轎車、卡 車、公交車、火車、發(fā)電機(jī)組、叉車、采礦設(shè)備、輪船、飛行器等的裝備了發(fā)動機(jī)的機(jī)器的發(fā)動 機(jī)排氣，以減小其中的不想要的成分。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器包括排氣管道，其具有第一端和第二端的并且限定通過其中 的主流道；至少一個電暈充電器設(shè)備和小型陶瓷單片型轉(zhuǎn)換器型轉(zhuǎn)化器。然而，根據(jù)本發(fā) 明，小型陶瓷單片型轉(zhuǎn)換器型轉(zhuǎn)化器可以被包括作為可選的部件而不是作為必選部件。
排氣管道的第一端適合于被連接到排氣管，而排氣管道的第二端被連接到排氣系 統(tǒng)，或保持打開以用于在車輛外對發(fā)動機(jī)排氣進(jìn)行放電。電暈充電器設(shè)備被可操作地連接 到排氣管道，并且被放置在其第l端和第2端之間。電暈充電器設(shè)備位于外殼單元內(nèi)，并包 括被連接到電壓提供單元的至少一個電極，該電極形狀可以是線形、棒形、針形、Z字形的線或棒、不規(guī)則形狀的結(jié)構(gòu)。當(dāng)施加電壓(energize)時，電暈充電器設(shè)備能夠工作以產(chǎn)生帶 電的氣體分子，這些帶電的氣體分子與催化轉(zhuǎn)化器的上游的發(fā)動機(jī)排氣相互作用。
電極由選自由鎢、鉬、鎢合金、鉬合金以及它們的混合物構(gòu)成的組中的材料形成。 電暈充電器設(shè)備的電極可以或可以不遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣的主流道而放置。即，電暈充電器設(shè) 備的電極可以插入或不插入主流道。 外殼單元可以是基本上柱狀的外殼，其具有在其中容納的電暈充電器設(shè)備，并且 被圍繞排氣管道的附近放置。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器還可以包括預(yù)充電單元，其具有至少一個連接到電壓提供單元
的電極，并被設(shè)置在電暈充電器設(shè)備的上游的發(fā)動機(jī)排氣的主流道中。該電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化
器還可以包括后充電單元，其設(shè)置在電暈充電器設(shè)備和/或催化轉(zhuǎn)化器的下游。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可以包括多于一個的電暈充電器設(shè)備。當(dāng)配置多個電暈充電器
設(shè)備時，它們可以被并聯(lián)或串聯(lián)或以彼此交錯組合的方式放置在排氣管道的第一端和第二
端之間。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可額外的包括設(shè)置于電暈充電器的外殼單元的一端的流體/ 空氣源單元。該流體/空氣源單元適于在電暈充電器的電極上吹送流體/空氣。流體/ 空氣源單元包含壓縮機(jī)，其適于產(chǎn)生比經(jīng)由排氣管道流動的發(fā)動機(jī)排氣的壓力更大的流體 壓。 為更完全的理解本發(fā)明，讀者可以參考下文的詳細(xì)描述部分，其應(yīng)結(jié)合附圖進(jìn)行 閱讀。在下文的描述及附圖中，相同的數(shù)字指代相同的部件。


結(jié)合考慮附圖中的詳細(xì)描述可以更好的理解本發(fā)明電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的示意性 實施例，其中相同的部件帶有相同的數(shù)字標(biāo)記。
圖1是示出等離子體輔助催化還原系統(tǒng)的示意的現(xiàn)有技術(shù)。 圖2是示出采用了和沒有采用等離子體輔助催化還原系統(tǒng)的排氣排放的光譜分 析的現(xiàn)有技術(shù)。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)而構(gòu)建的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的第一實施例的示意圖。
圖4是具有小型催化轉(zhuǎn)化器的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的另一實施例的示意圖。
圖5是具有兩個彼此平行放置的電暈充電器設(shè)備的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的另一實 施例的示意圖。 圖6是具有兩個放置在排氣管道的沿直徑對置的側(cè)上的電暈充電器設(shè)備的電激 發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的另一實施例的示意圖。 圖7是具有圍繞排氣管道設(shè)置的電暈充電器設(shè)備的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的另一實 施例的示意圖。 圖8是沿著圖7的線8-8截取的截面剖視圖。 圖9是具有預(yù)充電器單元和后充電器單元的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的示意圖。 圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的示意圖。 圖ll是根據(jù)第二實施例的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的示意圖，其示出了將電暈充電器
用在傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器中的改進(jìn)。
圖12是具有形成在其板狀部件上的多個等間距分布的電極的電暈充電器的示意 圖。 圖13是用于圖12中的等間距分布的電極的放置的形成在板狀部件上的孔的視 圖。 圖14是具有預(yù)充電器單元和后充電器單元的根據(jù)第二實施例的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化 器的示意圖。 圖15-17是在形成本發(fā)明的電暈充電器設(shè)備中使用的電極的各種圖案的視圖。
具體實施例方式
應(yīng)該理解，此處僅描述了闡明本發(fā)明選定的示意性實施例所必須考慮的結(jié)構(gòu)。而 其它的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及系統(tǒng)的輔助以及附屬組件的結(jié)構(gòu)都假設(shè)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知和理解。 第一實施例 圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器的示意圖。如圖3中所 示，用于處理來自車輛發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣12的本發(fā)明的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器10包括排氣 管道20和電暈充電器設(shè)備40，電暈充電器設(shè)備40可操作地連接到排氣管道20并與其流體 聯(lián)通。 排氣管道20包含第一端22、第二端24，以及在第一端22和第二端24之間形成于 其上的開口 26(其可以是只朝向排氣管道內(nèi)部的單向開口 )。排氣管道20的第一端22適 于可操作地連接于諸如汽車或卡車的車輛上的排氣管(未示出)。排氣管道20限定了通過 其的主流道28，用于從其第一端22到第二端24的發(fā)動機(jī)排氣12的流動。
排氣管道20的第二端24開放于大氣，并且可操作來將處理過的改善了的發(fā)動機(jī) 排氣釋放至車輛外部的大氣中。 電暈充電器設(shè)備40(也稱為靜電充電裝置)經(jīng)由其開口 26可操作地連接于排氣 管道20。電暈充電器設(shè)備40被容納在外殼單元42內(nèi)。外殼單元42可以具有基本上柱形、 矩形或其它規(guī)則的橫截面形狀。外殼單元42置于排氣管道20的第一端22和第二端24之 間。 外殼單元42包括兩個端部，鄰近排氣管道20的第一 (最近的)端部44，以及與第 一端部44相對布置并且與排氣管道20間隔開的第二 (遠(yuǎn)端的)端部46。第一開口 48形 成于第一端部44，其允許電暈充電器設(shè)備40經(jīng)由其開口 26與排氣管道20可操作地連接。 第二端部46可以是封閉部分或可以包括形成于其上的第二開口 50。第二開口 50允許將流 體/空氣流源單元52可操作地連接至電暈充電器設(shè)備40，從而，如果需要的話，將需要的壓 力的流體/空氣可選擇地提供至電暈充電器設(shè)備。在流體/空氣流源單元52被使用的情 況下，氣態(tài)分子被流體/空氣源吹向電極60。 電暈充電器設(shè)備20包括一個或多個電連接于電壓提供單元62的電極60。電極 60為高壓電極。在本第一實施例中，電極60遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣12的主流道28放置。換句話 說，在圖3的實施例中，電暈充電器設(shè)備20的電極22沒有插入主流道28，從而減少了由于 發(fā)動機(jī)排氣12導(dǎo)致的電極60的污染。 通過從電壓提供單元24將大致為l-10kV范圍內(nèi)的高壓提供到電暈充電器設(shè)備40
7的電極60來對其施加電壓。然而，施加給電極的電壓并不限于此范圍，而是可以大于或小 于該范圍。電壓的值被選擇為使得當(dāng)該高壓被提供給電極時不會產(chǎn)生不想要的火花。艮P， 電壓值選擇為接近但正好低于火花放電(spark over)電壓。 當(dāng)施加電壓時，電暈充電器設(shè)備40可操作來在電極60的附近產(chǎn)生均勻的電暈66， 其為通過電暈的氣體分子充電。這種帶電氣體分子70經(jīng)由電暈充電器設(shè)備的外殼的第一 開口48以及排氣管道20的開口26流向主流道28。帶電氣體分子(離子)70與發(fā)動機(jī)排 氣12在主流道28中的混合區(qū)30中相互作用。氣體分子與發(fā)動機(jī)排氣的分子的相互作用 降低了發(fā)動機(jī)排氣的不想要的成分。 電暈充電器設(shè)備40的電極60由選自由鎢、鉬、鈀、銠、鎢合金、鉑合金、鈀合金、銠 合金以及其混合物構(gòu)成的組中的材料形成。合適的非腐蝕性導(dǎo)電物質(zhì)可以優(yōu)選地用于形成 電極。然而，由于電極60沒有插入發(fā)動機(jī)排氣12的主流道28，因此根據(jù)需要它們也可以由 其它材料形成。 現(xiàn)在參考圖4，在本發(fā)明的替代實施例中，本發(fā)明的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器10可以可 選地包括涂覆有在傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器中使用的類型的催化金屬的多孔陶瓷單片型轉(zhuǎn)化器型 的轉(zhuǎn)化器80。在該替代實施例中，陶瓷單片型轉(zhuǎn)化器80連接于排氣管道20的第二端24， 如圖4中所示。S卩，根據(jù)本發(fā)明，傳統(tǒng)陶瓷單片型轉(zhuǎn)化器80的應(yīng)用不是用于處理發(fā)動機(jī)排 氣必須的要求而是可選的要求。 —個或多個電暈充電器可以在排氣管道的第一端和第二端之間可操作地連接到
排氣管道。當(dāng)使用多于一個的電暈充電器設(shè)備時，它們可以彼此平行的設(shè)置，如圖5中所
示，在排氣管道上沿直徑彼此對置，如圖6中所示，或可以設(shè)置成交錯的圖案。 如圖7和圖8中所示，外殼單元可以形成為基本柱體形狀并圍繞排氣管道的周圍設(shè)置。 如圖9中所示，電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可進(jìn)一步包括一個或多個設(shè)置在電暈充電器設(shè) 備40的發(fā)動機(jī)排氣上游的主流道中的預(yù)充電單元90。預(yù)充電單元90包括一個或多個連接 于電壓提供單元62的電極。 此外，如圖9所示，電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可進(jìn)一步包括一個或多個設(shè)置在電暈充電 器裝置40的下游發(fā)動機(jī)排氣的主流道中的后充電單元92。后充電單元包括一個或多個連 接到電壓提供單元的電極。 在不想被任何理論限制的情況下，假設(shè)最近提出的有或沒有現(xiàn)在的陶瓷單片型轉(zhuǎn) 換器的電暈輔助催化轉(zhuǎn)化器，由于電暈的存在以及由于來自高壓電源的電流所導(dǎo)致的線溫 度的升高從而將具有某種自清潔的趨勢。升高的線溫度應(yīng)使能任何淀積在電極上的污染物 的燃燒，并且此外，還將有助于提高催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。電暈和靜電電場的存在也將增強(qiáng)將污染 物轉(zhuǎn)化成無毒氣體的催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。諸如在點火系統(tǒng)中使用的高壓點火線圈，可被改進(jìn)以 為充電器柵格電極供電。 任何由于電氣需求導(dǎo)致的成本都希望用通過由于減少其尺寸或去掉傳統(tǒng)的陶瓷 單片型催化轉(zhuǎn)化器而節(jié)省的錢來抵消。 人們相信，這種新的電暈輔助技術(shù)與傳統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器相比更便宜和更容易實 現(xiàn)。新發(fā)明的置換費用也預(yù)計比目前存在的催化轉(zhuǎn)化器更低。 總之并且除了經(jīng)濟(jì)上的收益之外，根據(jù)本發(fā)明的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器(ESCC)相比
8傳統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器提供了以下技術(shù)優(yōu)勢減少了尺寸，由自由基分子構(gòu)成的電暈離子與污 染物反應(yīng)將其更快地轉(zhuǎn)化為無毒的氣體，電場極化(介電泳力)和電泳力充電并且處理污 染物以更快地將其轉(zhuǎn)化為非污染物氣體，同樣的電場力和電暈離子處理催化轉(zhuǎn)化器，增強(qiáng) 和增加催化活性反應(yīng)點從而更快地將污染物轉(zhuǎn)化成無毒的氣體，以及電極線柵格由于通過 其的高壓電流的施加而增加了反應(yīng)器體積溫度，從而增加了將污染物轉(zhuǎn)化成無毒氣體的反 應(yīng)速率。 第二實施例 圖10中示出本發(fā)明第二實施例的示意圖。如圖10中所示，用于處理來自車輛發(fā) 動機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣112的根據(jù)第二實施例的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器100包括排氣管道120和置 于排氣管道120內(nèi)的電暈充電器設(shè)備140。 排氣管道120包括第一端122和第二端124。排氣管道120第一端122適于連接 到排氣管(未示出)。排氣管道120限定了通過其的主流道128，用于發(fā)動機(jī)排氣112從其 第一端22到第二端24的流動。 排氣管道120的第二端124開放于大氣并可操作來將處理過的凈化的發(fā)動機(jī)排氣 釋放到車外的大氣中。 電暈充電器設(shè)備140(也稱為靜電充電裝置)置于排氣管道120的第一端122和 第二端124之間的排氣管道120內(nèi)。電暈充電器設(shè)備140包括外殼單元142，其放置在排氣 管道120內(nèi)。外殼單元142可以包括板狀部件和形成在該板狀部件內(nèi)的開口。開口可以是 基本上柱形、橢圓形或矩形開口 。 電暈充電器設(shè)備120包括一個或多個置于外殼單元142內(nèi)且電連接于電壓提供單 元162的電極160。電極160被圖案化并被設(shè)計為產(chǎn)生覆蓋發(fā)動機(jī)排氣的主流道13的整個 橫截面積的電暈。該電暈充電器設(shè)備包括插入主流道128的電極160。
通過將大致在l-10kv的范圍內(nèi)的高壓從電壓提供單元124提供到電暈充電器設(shè) 備的電極160來對其施加電壓。然而，提供到電極的電壓不限于該范圍，而可以比該范圍更 小或更大。電壓的值被選擇為當(dāng)這樣的高壓被提供到電極160時不會產(chǎn)生不想要的火花。 即，電壓值被選擇為使得其恰好接近火花放電電壓。當(dāng)施加電壓時，電暈充電器設(shè)備140可 操作來產(chǎn)生了覆蓋了排氣管道120的整個橫截面積的均勻電暈66，其對發(fā)動機(jī)排氣分子充 電。排氣分子的該充電減少了其中的不想要的成分。 電暈充電器設(shè)備20的電極160由選自由鎢、鉬、鎢合金、鉬合金以及其混合物構(gòu)成 的組中的非腐蝕性材料形成。 —個或多個電暈充電器設(shè)備可設(shè)置在排氣管道的第一端和第二端之間。當(dāng)使用多
個電暈充電器設(shè)備時，該多個電暈充電器設(shè)備可串聯(lián)地放置在排氣管道中。 本發(fā)明的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器120可以可選地包括連接到排氣管道120的第二端
124的催化轉(zhuǎn)化器180。 S卩，根據(jù)本發(fā)明，傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器的應(yīng)用并不是用于處理發(fā)動機(jī)排
氣的必要要求而是可選的。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可以進(jìn)一步包括一個或多個設(shè)置在電暈充電器設(shè)備的上游的 發(fā)動機(jī)排氣的主流道中的預(yù)充電單元。該預(yù)充電單元包括一個或多個連接于電壓提供單元 的電極。 電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器可進(jìn)一步包括一個或多個設(shè)置在電暈充電器設(shè)備的下游的發(fā)動機(jī)排氣的主流道中的后充電單元。該后充電單元包括一個或多個連接于電壓提供單元的 電極。 肝艦申屋^申！H白勺幅隨 如上所述，電暈充電器設(shè)備包括多個電極。這樣的電極可以多種方式圖案化。在 圖15-17中示出了可用于設(shè)計電暈充電器設(shè)備的一些電極圖案(柵格圖案)。
盡管在此關(guān)于若干特定示出的實施例描述了本發(fā)明，但是前面的描述只意在示出 而不是限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，可對優(yōu)選實施例進(jìn)行很多修改。處于權(quán)利要 求的范圍內(nèi)的所有這些修改都意在處于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于處理來自車輛發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，所述電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備包括具有第一端和第二端的排氣管道；所述第一端適于可操作地連接到排氣管并限定通過其的主流道；電暈充電器設(shè)備，可操作地連接到排氣管道并且被放置在所述排氣管道的第一端和第二端之間；所述電暈充電器設(shè)備包括被連接到電壓提供單元的至少一個電極；以及多孔陶瓷單片，被連接到排氣管道的第二端，并且其中具有涂層，該涂層包括選自由鉑、鈀、銠及其混合物構(gòu)成的組的金屬；其中當(dāng)被施加電壓時，電暈充電器設(shè)備能夠操作來產(chǎn)生帶電氣體離子，所述帶電氣體離子與催化轉(zhuǎn)化器的上游的發(fā)動機(jī)排氣相互作用；以及所述至少一個電極遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣的主流道而放置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括外殼單元，并且其中電暈充 電器設(shè)備被放置在外殼單元中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括另一電暈充電器設(shè)備；并且 其中所述電暈充電器設(shè)備被放置在排氣管道的沿直徑對置的側(cè)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，其中所述電暈充電器設(shè)備還包括附 加電極；其中所述電極被連接到所述電壓提供單元，并且所述電極遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣的主流 道放置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括圍繞排氣管道的周圍放置的 基本上柱形的外殼；并且其中電暈充電器設(shè)備設(shè)置在該基本上柱形的外殼中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括設(shè)置在電暈充電器設(shè)備的上 游的發(fā)動機(jī)排氣的主流道中的預(yù)充電器單元；其中該預(yù)充電器單元包括至少一個被連接到 所述電壓提供單元的電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括設(shè)置在排氣管道的第一和第 二端之間的另一電暈充電器設(shè)備；并且其中所述電暈充電器設(shè)備彼此平行設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，其中所述電極由選自由鎢、鉬、鎢合 金、鉬合金及其混合物構(gòu)成的組的材料形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，還包括流體/空氣源單元；其中所 述外殼單元包括第一開口和第二開口 ；其中電暈充電器經(jīng)由第一開口與排氣管道可操作地 連接；并且第二開口附接到流體/空氣源單元。
10. —種發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，包括具有第一端和第二端的排氣管道；其中排氣管道的所述第一端適于被連接到車輛上的 排車管；以及設(shè)置在排氣管道中的第一端和第二端之間的電暈充電器設(shè)備；所述電暈充電器設(shè)備包 括被連接到電壓提供單元的多個電極； 射當(dāng)施加電壓時，該電暈充電器設(shè)備能夠操作來產(chǎn)生與發(fā)動機(jī)排氣相互作用以減少其中 不想要的成分的帶電氣體分子。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，還包括被連接到排氣管道的第二端的催化轉(zhuǎn)化器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，還包括設(shè)置于電暈充電器設(shè)備的上 游的預(yù)電暈充電器單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，還包括設(shè)置于電暈充電器設(shè)備的下 游的后電暈充電器單元。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，還包括設(shè)置于電暈充電器設(shè)備的下 游的后電暈充電器單元。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)動機(jī)排氣處理系統(tǒng)，還包括連接于排氣管道的第二端的 多孔陶瓷單片。
16. —種用于處理來自車輛的發(fā)動機(jī)排氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括 具有第一端和第二端的排氣管道；其中排氣管道的所述第一端適于被連接到排氣管并限定通過其的主流道；以及電暈充電器裝置，其可操作地連接到排氣管道，并且設(shè)置在所述排氣管道的第一端和 第二端之間；所述電暈充電器裝置包括被連接到電壓提供單元的多個電極；以及射電暈充電器裝置的所述電極遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣的流道放置；當(dāng)設(shè)備被安裝在車輛上時，該電暈充電器裝置能夠操作來產(chǎn)生與發(fā)動機(jī)排氣相互作用 的帶電氣體分子。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于處理發(fā)動機(jī)排氣的設(shè)備，還包括外殼單元，并且其中 電暈充電器裝置設(shè)置在該外殼單元中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于處理發(fā)動機(jī)排氣的設(shè)備，其中所述電極由包括鎢、鉬 及其合金中的一種的材料形成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于處理發(fā)動機(jī)排氣的設(shè)備，還包括另一電暈充電器裝 置和催化轉(zhuǎn)化器；其中所述催化轉(zhuǎn)化器安裝在排氣管道內(nèi)并被夾在所述電暈充電器裝置之 間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于處理發(fā)動機(jī)排氣的設(shè)備，其中所述電暈充電器裝置能 夠操作來在催化轉(zhuǎn)化器上傳送所述氣體分子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于處理來自車輛發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣的電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器。該電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器包括排氣管道，其一端適于連接到排氣管，另一端開放于車輛外部的大氣或連接到小型的催化轉(zhuǎn)化器；以及電暈充電器設(shè)備，其可操作地連接到排氣管道。利用設(shè)置在排氣管道的端部之間的外殼單元容納該電暈充電器設(shè)備。電暈充電器插入或非插入地與由排氣管道限定的主流道關(guān)聯(lián)。電暈充電器包括至少一個電極，其遠(yuǎn)離主流道放置。多個電暈充電器可以在各種組合中使用。電激發(fā)催化轉(zhuǎn)化器適于減少排氣污染。
文檔編號H01T23/00GK101711445SQ200880005934
公開日2010年5月19日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者托馬斯·A·哈麥德 申請人:托馬斯·A·哈麥德