排煙汙染處理設備的製作方法

2023-05-10 21:49:56 2

專利名稱：排煙汙染處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種處理設備，特別涉及一種可淨化如引擎、鍋爐等動力燃燒設備所排放廢氣中的碳粒子、粉塵等顆粒狀汙染物，並可將廢氣淨化過程產生的汙水重複過濾及回收利用的排煙汙染處理設備。
背景技術：
二十世紀以來，汽車逐漸在全球普遍使用，雖為人類生活導入革命性的便利，但同時也成為空氣汙染的主要來源。由於引擎需燃燒石油方能動作，在燃燒後所排放的廢氣中，除含一氧化碳、碳氫化合物等化學性汙染氣體外，還含有碳粒子、粉塵等顆粒狀懸浮物，漂浮於空氣中汙染環境並隨人類呼吸而進入人體內，成為危害人體健康的主要原因之一。
有鑑於此，本發明申請人於在先申請並於2000年3月7日獲準的美國專利申請案號第08/972323案，即揭示一種以水洗方式淨化車輛廢氣的車輛濾煙裝置，以減少車輛廢氣對自然環境的負面影響。本發明即為申請人基於上述前案精益求精，就上述水洗過程中水與高溫引擎廢氣混合而蒸發，所導致的水量消耗及人為補水過濾汙染物處理等問題進一步改良，進而提升其實用性及使用便利性以改善空氣品質。

發明內容
因此，本發明的主要目的，即在提供一種可將廢氣中所含碳粒子，粉塵等淨化的設備，其過程中所產生的汙水並可長時間重複過濾及回收利用其過濾器亦可長時間過濾而不必經常更換濾芯的排煙汙染處理設備。
本發明的另一目的，即在提供一種具多重節水設計的排煙汙染處理設備。
本發明的另一目的，即在提供一種可避免其儲水氧化的排煙汙染處理設備。
本發明的再一目的，即在提供一種可減少人為補水及換水程序的排煙汙染處理設備。
於是，本發明的排煙汙染處理設備，為用以淨化處理一排煙源產生的排煙廢氣，該設備包括一進氣單元，供外界空氣進入；一廢氣引入單元，分別連通該排煙源及該進氣單元，以令該排煙源產生的廢氣與該進氣單元內的空氣混合，而產生冷凝汙水；一儲水單元，儲存該冷凝汙水；及一汙水過濾單元，自該儲水單元輸入該冷凝汙水，經過濾後將獲得的淨水回送至該儲水單元。
在一較佳實施例中，該設備還包括一自汙水過濾單元濾水槽接收浮渣而加熱乾燥儲存的浮渣乾燥儲存單元。
在該較佳實施例中，該設備更包括一接收並儲存雨水以補充該儲水單元儲槽水分的補水單元。


圖1為本發明排煙汙染處理設備較佳實施例的立體組合示意圖；圖2為該較佳實施例的前向部分剖視示意圖；圖3為圖2的局部放大剖視示意圖，顯示一文氏管及相關組件的構造；圖4為該較佳實施例的一逆止板立體示意圖；圖5為圖2的局部放大剖視示意圖，顯示一濾水器及相關組件的構造；圖6為該較佳實施例的一汙水過濾單元前向剖視示意圖；圖7為圖6中的部分元件立體示意圖，顯示一濾水槽及其相關組件的構造；圖8為圖6中的部分元件立體示意圖，顯示一刮除裝置的構造；圖9為圖6中的部分元件立體示意圖，顯示一濾芯的構造；圖10為圖2的局部放大剖視示意圖，顯示一浮球閥及相關組件的構造。
圖11為圖2的局部放大剖視示意圖，顯示一安裝於一儲槽內的浮球閥及相關組件的構造；圖12為該較佳實施例安裝於一汽車車體的前視示意圖。
具體實施例方式
本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，從以下配合附圖的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚了解。
首先如圖1及圖12所示，本發明的排煙汙染處理設備100的較佳實施例，主要包括一進氣單元1、一廢氣引入單元2、一儲水單元3、一汙水過濾單元4、一浮渣乾燥儲存單元5及一補水單元6，而設置於一汽車101車體適當位置，除用以處理該汽車101引擎102排放的排煙廢氣外進一步將處理過程產生的汙水過濾以再生回收。唯一需指出的一點，該廢氣淨化設備100也可經適當調整變化，以適用於其他移動或固定式因燃燒而產生排煙廢氣的排煙源，而不限於本實施例所舉形式。
如圖1、圖2所示，進氣單元1主要具有一自然進氣管11、一強制進氣管12、一位於強制進氣管12頂部的護網13、一固設於強制進氣管12內護網13大致下方的風扇14，及一由自然進氣管11及強制進氣管12下端共同匯集連接而成的主進氣管15。冷空氣可經由自然進氣管11的進氣口111或/及強制進氣管12的風扇14強制吸入後，經主進氣管15向下排送。
廢氣引入單元2則主要具有一接自該汽車101的一引擎消音器103並穿設進入主進氣管15較下端處而向下延伸的排氣管21，及一位於排氣管21最下端的文氏(Venturi)管22(詳見圖3)。高溫的引擎廢氣自引擎消音器103經由排氣管21及文氏管22進入主進氣管15後，將使上述通過主進氣管15的冷空氣冷凝而產生凝結水，進而使引擎廢氣中所含的碳粒子與凝結水結合，形成含碳粒子及粉塵的汙水並因重力下降至儲水單元3。
儲水單元3主要具有一儲存汙水的儲槽31、一固設於儲槽31內部上方處的傾斜導水板32、一自導水板32末端延伸的逆止板33(詳見圖4)、一藉由一循環水管34連通儲槽31的循環水泵35、一設於儲槽31頂部下方的灑水器36(詳見圖5)，及一設於儲槽31頂部的輔助水槽37。上述汙水落至導水板32上後即進入並暫存於儲槽31內，並藉逆止板33的作用防止儲槽31內汙水倒流，而後經循環水管34由循環水泵35以一定壓力抽送至汙水過濾單元4。
如圖1、圖2及圖6所示，汙水過濾單元4主要具有一圓筒狀濾水槽41(詳見圖7)、一固設於濾水槽41頂部的驅動馬達42、一由驅動馬達42帶動旋轉的刮除裝置43(詳見圖8)、一位於刮除裝置43下方而固定的濾芯44(詳見圖9)，及一設置於濾水槽41下方並供濾水槽41支承的沉澱槽45。
一般過濾操作下，汙水由循環水泵35以一定足夠高壓經其出口段循環水管34由濾水槽41接近頂部側邊411進入濾水槽41內部後，向下經濾芯44過濾成為淨水，並進入由濾芯44底部向上凹設的一凹室441。當一連通於濾水槽41側邊411較下側處的常閉(normal closed)電磁閥461通電開啟後，大部分淨水立刻經一出水管462流至儲水單元3頂部的灑水器36，並由灑水器36的多個開孔361(詳見圖5)向下分配噴灑，以進一步衝洗自排氣管21引入的引擎廢氣，而後再由導水板32引導至儲槽31內。另一部分淨水水則經一出水管463流至輔助水槽37內，如圖2、圖10所明示，輔助水槽37內於一槓桿371一端接設一浮球閥372，當輔助水槽37內水位足夠時，槓桿371位於與浮球閥372相反端的一管塞373即封閉出水管463上端出口而停止進入淨水。
如圖2、圖3所明示，輔助水槽37藉一輔助水管374連通至上述排氣管21下端的文氏管22喉部(throat)221附近，藉引擎廢氣通過文氏管22而使來自輔助水管374的淨水霧化後，與廢氣中的碳粒子及粉塵結合。當該溼熱的混合氣體如前述與主進氣管15內向下排送的冷空氣相遇成為凝結水時，凝結水即不易被蒸發耗損，而可如前述由導水板32引導至儲槽31。引擎廢氣經過上述程序濾去碳粒子及粉塵後形成的淨化空氣，則經一接設於儲槽31與主進氣管15相反側的排氣尾管38排出。
續接上述汙水過濾單元4的操作，當上述過濾操作一段時間，濾水槽41內汙水所含碳粒子及粉塵由濾芯44吸附，而造成濾芯44逐漸阻塞通過壓力上升時，驅動馬達42即由一控制電路(圖未示)自動啟動而帶動刮除裝置43旋轉。如圖6、圖8所示，刮除裝置43進一步包含一圓形套筒431、一上端容置於套筒431的環狀張力彈簧432、一對上下滑設於套筒431內壁一對滑槽433的導杆434，及一接設於導杆434下端並受張力彈簧432下端彈性推抵的刮除件435。借導杆434的導引及張力彈簧432下端的彈性推抵，使刮除件435底緣恆彈性接抵於濾芯44上緣，而可隨驅動馬達42的帶動旋轉以刮除濾芯44上表緣累積的雜質。且當濾芯44因受刮除件435的刮除磨損而逐漸變薄時，可藉張力彈簧432確保刮除件435以一適當緊度向下接抵於濾芯44表緣。本實施例中濾芯44及刮除件435分別以陶瓷可耐長久的研磨及具有較高硬度的金剛石製成，但不以此為限。
上述經刮除件435刮除的雜質，其中較輕的碳粒子、粉塵將逐漸以浮渣形態漂浮於濾水槽41內水面，較重的陶瓷、金剛石碎屑則逐漸向下以沉渣型態沉降至沉澱槽45。當汽車引擎停止運轉時，循環水泵35也停止運轉而電磁閥461保持關閉，濾水槽41內水流則停止流動而靜止，從而便於陶瓷、金剛石等沉渣得以向下沉降，並通過濾水槽41及沉殿槽45間的多個通孔412而暫存於沉澱槽45內，定期藉連通於沉澱槽45的一排放閥47排放清除，同時，碳粒子、粉塵等浮渣則逐漸上升懸浮於濾水槽41內液面。
當引擎再度啟動時，藉由一延遲開關(圖未示)的作用，連通於過濾水槽41的一常閉電磁閥481將先行開啟一適當的短時間，供漂浮液面的浮渣經固設於過濾水槽41側邊411上側內緣的一環狀傾斜導堰(weir)413(詳見圖7)，導引至電磁閥481所連通的一浮渣排放管482，且浮渣排放管482與過濾水槽41連通位置低於前述循環水管34與濾水槽41連通位置。當浮渣排出後電磁閥481關閉後，循環水泵35開始啟動且電磁閥461通電開啟並依預定時程操作，而開始正常的濾水操作。
在此需要指出，本實施例中濾水槽41及沉殿45以螺旋結合方式結合，便於其拆解以置換濾芯44並清理長期沉積於沉澱槽45底部而不易排出的沉渣。同理，過濾水槽41的一頂蓋414也藉鏍栓結合於側邊411，以便於過濾水槽41內各機械構件的維修更換，但其他可拆解的結合方式自然亦可適用。
同如圖1、圖2所示，浮渣乾燥儲存單元5主要具有一容置浮渣的浮渣槽51、一接自引擎102(示於圖12)而穿越浮渣槽51以延伸至引擎消音器103的加熱管52，及一自浮渣槽51上方延伸而連接至排氣管21近下遊端的排氣支管53。濾水槽41內的浮渣及水經浮渣排放管482連接排放至浮渣槽51後，水將受加熱管52內通過的引擎廢氣的熱交換作用而氣化，氣化後則自然向上經排氣支管53連通至排氣管21，而與引擎廢氣再度經文氏管22後冷卻循環為水，碳粒子及粉塵則粘附累積於浮渣槽51內，且由於碳粒子及粉塵所佔體積極微小，使浮渣槽51可隨汽車101長期使用後直接報廢而無須定期清理。
最後，同如圖1、圖2所示，補水單元6則主要具有一補給水槽61、一連通強制進氣管12底部的進水管62，及一自補給水槽61近底部處延伸而連通至儲槽31內部的出水管63。當如圖12所示，強制進行管12護網13所在處的進氣口未受汽車101車體阻擋且該汽車101位於室外時，雨天的雨水可自強制進氣管12進入並經進水管62注入補給水槽61。一旦儲槽31內液位過低，以樞軸設置於儲槽31內壁的一桿杆391(詳見圖11)自由端的一浮球閥392下降，供雨水可自補給水槽61經出水管63流入儲槽31補充。此外，部分雨水亦可能直接經主進氣管15沿導水板32進入儲槽31，為避免過多雨水阻礙引擎排氣，自排氣尾管38並向內分岔延伸一溢水管381，溢水管381入口連通於導水板32較高處，以將高水位的雨水經溢水管381及排氣尾管38排出。
籍上述整體構造及操作方式，本發明揭示一種排煙汙染處理設備，除可將如引擎、鍋爐等燃燒設備的排煙廢氣去除碳粒子及粉塵外而達到淨化作用外，更進一步將產生的汙水過濾及回收使用，使循環過程中儲槽31內的儲水獲得一自然換水機制，以避免引擎廢氣將其氧化而造成危害，並且利用如冷空氣遇熱成為水的原理將文底管汽化的水分液化而使蒸發耗損減至最小，以及引入雨水作為補充水源等多重節水設計，相對將使用者需定期補充清水或換水的不便降至最低，使本發明具高度實用性及使用便利性。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施的範圍，只要依本發明申請專利範圍及發明說書內容所作的簡單的等效變化與修飾，都應屬本發明專利涵蓋的範圍內。
附號說明100 廢氣淨化設備 36 灑水器1 進氣單元 37 輔助水槽2 廢氣引入單元 41 濾水槽3 儲水單元 42 馬達4 汙水處理單元 43 刮除裝置5 浮渣乾燥儲存單元 44 濾芯6 補水單元 45 沉澱槽101 汽車 441 凹室102 引擎 441 側邊11 自然進氣管 461 電磁閥12 強制進氣管 462 出水管13 護網 463 出水管14 風扇 361 開孔15 主進氣管 371 槓桿111 進氣口 372 浮球閥103 引擎消音器 373 管塞21 排氣管 374 輔助水管22 文氏管 221 喉部31 儲槽 38 排氣尾管32 導水板 431 套筒33 逆止板 432 彈簧34 循環水管 433 滑槽
35 循環水泵 434 導杆435 刮除件53 排氣支管412 通孔 61 補給水槽47 排放閥62 進水管481 電磁閥63 出水管413 導堰 391 槓桿482 浮渣排放管392 浮球閥414 頂蓋 381 溢水管浮渣槽52 加熱管
權利要求
1.一種排煙汙染處理設備，用以淨化處理一排煙源產生的排煙廢氣，該設備包括一進氣單元，供外界空氣進入；一廢氣引入單元，分別連通該排煙源及該進氣單元，以令該排煙源產生的廢氣與該進氣單元內的空氣混合，而產生冷凝汙水；一儲水單元，儲存該冷凝汙水；及一汙水過濾單元，自該儲水單元輸入該冷凝汙水，經過濾後將獲得的淨水回送至該儲水單元。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，該進氣單元具有一自然進氣管、一強制進氣管及一由該自然進氣管及強制進氣管匯集而成的主進氣管。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，該廢氣引入單元具有一連通該排煙源的排氣管，該排氣管下遊末端並延伸進入該主進氣管內。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，該排氣管下遊末端還設有一文氏管，該文氏管的一喉部附近並開設一供該汙水過濾單元過濾後的淨水注入的開孔。
5.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，該儲水單元具有一儲存該冷凝汙水的儲槽，及一設於該儲槽內部而導引該冷凝汙水進入該儲槽的傾斜導水板。
6.如權利要求5所述的設備，其特徵在於，該儲槽內部還設有一防止該冷凝汙水逆流的逆止板。
7.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，該儲水單元還具有將該冷凝汙水自該儲槽抽送至該汙水過濾單元的循環水泵。
8.如權利要求1所述之設備，其特徵在於，該汙水過濾單元具有一濾水槽、一固設於該濾水槽的濾芯、一固設於該濾水槽的驅動裝置，及一受該驅動裝置帶動旋轉以刮除該濾芯所累積雜質的刮除裝置。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該儲水單元的儲槽內部還設有一開設有多個開孔的灑水器，而可接收該汙水過濾單元過濾後的淨水並將其向下噴灑衝洗通過的該廢氣。
10.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，該儲水單元還設有一儲存該汙水過濾單元過濾後的部分淨水的輔助水槽，而以該輔助水槽儲存的淨水供應至該文氏管的喉部。
11.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該刮除裝置包含一套筒、一上端容置於該套筒的張力彈簧、一對受該張力彈簧下端彈性推抵並被限制在沿該套筒軸向活動的刮除件。
12.權利要求11所述的設備，其特徵在於，該濾芯及刮除件分別由陶瓷及金剛石製成。
13.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，還包括一自該汙水過濾單元的濾水槽接收浮渣打而將其加熱乾燥的浮渣乾燥儲存單元。
14.如權利要求13所述的設備，其特徵在於，該浮渣乾燥單元利用該排煙源產生的排煙廢氣熱量將該浮渣及水加熱。
15.如權利要求14所述的設備，其特徵在於，該濾水槽側邊內壁還設有一導引該浮渣排出的傾斜導堰。
16.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，還包括一接收並儲存雨水以補充該儲水單元儲槽水分的補水單元。
17.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，該補水單元所接收的雨水自該進氣單元引入。
全文摘要
一種排煙汙染處理設備，包括一供外界空氣進入的進氣單元；一連通一排煙源及進氣單元的引入單元，以令排煙源產生的廢氣與空氣混合而產生冷凝汙水；一儲存冷凝汙水的儲水單元；一將冷凝汙水過濾後回送至儲水單元的汙水過濾單元一自該汙水過濾單元接收浮渣而令其乾燥並儲存的浮渣乾燥儲存單元，及一供儲水單元備用並接收儲存雨水以補充儲水單元水分的補水單元。從而，本發明除可淨化如引擎、鍋爐等燃燒設備的排煙廢氣中的粒狀汙染物，並進一步將廢氣淨化過程產生的汙水重複過濾及回收利用，以節省水資源而養減少人為補水換水的不便。
文檔編號B01D53/92GK1531993SQ0310761
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月21日 優先權日2003年3月21日
發明者諸瑞青 申請人:諸瑞青