採用微粒燃燒的空氣淨化系統的製作方法

2023-05-26 17:36:16

專利名稱：採用微粒燃燒的空氣淨化系統的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及空氣淨化系統，更具體地，涉及用於減少空氣中的 微粒的系統。
背景技術：
當燃料不完全燃燒時，例如微粒和碳氫化合物等汙染物就會排放到 大氣中。美國環境保護局已通過了限制例如能夠由柴油卡車、發電裝置、
發動機、汽車以^L^野車等排放至大氣中的汙染物數量的條例。
目前，工業企業努力通過對其排氣系統增加滌氣器、催化轉化器和孩吏 粒捕集器來遵循這些條例。然而，這些解決方法增加了施加於發動機和燃 燒系統上的背壓，4吏其性能降低。此外，所述洗滌器和孩t粒捕集器自身也 會堵塞，需要定期清潔以便使背壓最小。
例如，輻射源和加熱器已經應用於排氣系統中，以便定期清潔微粒 捕集器或過濾層。其它的解決方案包括當廢氣進入過濾層時，將燃料 噴入過濾層或廢氣流中，從而在其中燃燒微粒。但是，過濾層有可能對 高溫敏感，因此必須定期關閉輻射源和加熱器。
目前，空氣淨化系統使用兩種方法之一從室內的空氣中除去例如粉 塵、生物毒素等微粒。 一種類型的系統使用電離器以便提供為空氣懸浮 微粒充電的表面，從而使得空氣懸浮微粒粘附到該表面上。但是，電離
器向空氣中放出臭氧---種呼吸刺激物。另 一種類型的系統使用例如
高效微粒空氣(HEPA)過濾器等過濾器，以便當空氣流經過濾器時捕 集微粒。但是，過濾器需要定期更換或清潔。兩種方法都需要通風機以 便使空氣循環，但是通風機需要用電並且聲音很大。

發明內容
一種排氣系統，其包括燃燒室和輻射源。輻射源相對於燃燒室設置 於燃燒室的內部或外部，以便能夠在燃燒室內產生輻射。輻射源可包括例如電阻式加熱元件、相干紅外發射器或不相干紅外發射器或者微波發 射器等。微波發射器能夠調整為用於特定的分子鍵。當輻射源設置在燃 燒室外部時，該輻射源也能加熱燃燒室壁以便再向燃燒室內發出輻射，
除此之外燃燒室可包括輻射透過窗(radiation transparent window )。
通過燃燒室的廢氣流中的微粒被輻射加熱至燃點從而通過燃燒從 廢氣中除去。調整微波輻射以便激發微粒中所建立的分子鍵對於快速加 熱微粒是特別有效的。能夠根據需要向燃燒室增加額外的空氣或燃料以 便促進更好的燃燒。 一旦在燃燒室中形成火焰前鋒，燃燒反應就能夠自 行維持，從而不再需要來自輻射源的進一步輻射。
在一些實施方式中，燃燒室具有垂直於燃燒室的縱向軸線的非圃形 截面。在一些這種實施方式中，所述截面至少部分是拋物線，以便將燃 燒微粒的熱量集聚回到燃燒室內優先發生微粒燃燒的熱區中。燃燒室可 以是隔熱的，以便更好地維持熱量從而保持燃燒反應。排氣系統還能包 括通向燃燒室的隔熱的排氣管，以便在微粒燃燒能夠發生之前進一步減 少廢氣流中的熱量損失。在一些實施方式中，逆流換熱器設置為與燃燒 室流體連通，使得熱量從離開燃燒室的燃燒後的廢氣流傳遞到進入的廢 氣流。在某些實施方式中，逆流換熱器也是隔熱的。
本發明的某些實施方式的一個優點是燃燒室內不具有微粒過濾器 或捕集器。儘管現有技術的系統試圖捕集微粒然後定期清潔捕集器或過 濾器，但是由於這種捕集器和過濾器阻礙廢氣流，特別是當它們被微粒 堵塞時，因此這些系統會產生相當大的背壓。在燃燒室中持續燃燒微粒 而不使用這種捕集器或過濾器提供了額外減小背壓的更簡單的設計。
還提供了一種包括內燃發動機和上述排氣系統的車輛。該排氣系統 能夠起到消聲器或催化轉化器的作用或者同時起到兩者的作用。因此， 燃燒室還可包括催化劑。在一些實施方式中，燃燒室和/或逆流換熱器 的尺寸能夠設置為用作諧振室從而起到消聲器的作用。例如，燃燒室的 直徑能夠大於通向燃燒室的排氣管的直徑。所述車輛還能包括控制器， 該控制器設置用於控制輻射源。
在此所述的系統能夠在氣流中存在微粒的多種場合中實施。 一些實 施方式包括汽車排氣系統、柴油機排氣系統、發電裝置排放系統、壁爐煙自、越野汽車排氣系統等。
一種空氣淨化系統，包括螺旋形逆流換熱器，所述螺旋形逆流換熱 器包括兩個螺旋纏繞燃燒室的管道。逆流換熱器將帶有微粒的空氣吸入 燃燒室內。微粒在燃燒室中燃燒，從而加熱空氣。基本無微粒的排出空 氣在高溫狀態下離開燃燒室。逆流換熱器傳遞來自排出空氣的熱量以便 對進入燃燒室的帶有微粒的空氣進行預加熱。
在一些實施方式中，輻射源相對於燃燒室設置以便在燃燒室內產生 輻射。輻射源可以是例如調整為用於激發分子鍵的微波發射器。輻射充 分加熱微粒以便啟動完全的燃燒反應。
在其它實施方式中，在燃燒室中使用火焰燃燒微粒。因此，燃燒室 包括燃料入口和點火器以便點燃火焰。合適的燃料包括丙烷和丁烷。火 焰也能與輻射源結合使用。


圖1示出了根據本發明一個實施方式的用於在排氣系統中燃燒微粒 的系統。
圖2示出了根據本發明另一個實施方式的用於在排氣系統中燃燒微 粒的系統。
圖3示出了根據本發明又一個實施方式的用於在排氣系統中燃燒微 粒的系統。
圖4示出了根據本發明再一個實施方式的用於在排氣系統中燃燒微 粒的系統。
圖5示出了根據本發明一個實施方式的用於燃燒微粒的系統的截面 圖，該系統進一步包括逆流換熱器。
圖6示出了一種車輛的示意圖，該車輛包括內燃發動機和根據本發 明另一個實施方式的排氣系統。
圖7示出了垂直於根據本發明一個實施方式的空氣淨化系統中的示 例性螺旋形逆流換熱器和燃燒室的縱向軸線所截取的截面圖。
6圖8示出了沿根據本發明一個實施方式的空氣淨化系統的豎直軸線 的截面圖。
圖9是示出了根據本發明一個實施方式的用於淨化空氣的方法的流 程圖。
具體實施例方式
排氣系統包括燃燒室和輻射源，輻射源用以促進燃燒室內微粒的燃 燒。 一旦點火，只要進入燃燒室內的廢氣中的微粒濃度保持足夠高，燃 燒就能繼續。本發明所公開的裝置能夠同時取代車輛排氣系統中的消聲 器和催化轉化器並且提供較小的背壓，從而提供較好的燃油經濟性和較 低的維護費用。所述裝置需要很少的維護甚至不需要維護並且能夠自行 清潔。
圖1示出了包括燃燒室110和輻射源120的排氣系統100。燃燒室 110可使用能耐受處於微粒燃燒溫度的廢氣的任意合適材料來構造。合 適的材料包括不鏽鋼、鈦和陶瓷。在一個實施方式中，燃燒室110具有 與其縱向軸線垂直的非圓形截面130。截面130至少有一部分可以是拋 物線，以便將來自燃燒反應的輻射集聚到燃燒室110內的熱區中。應當 理解，在一些實施方式中，燃燒室110能夠被分配用作諧振室，從而使 得燃燒室IIO還能起到消聲器的作用。
本發明的某些實施方式的一個優點是燃燒室110內沒有具有阻礙作 用的微粒過濾器或捕集器。如果微粒捕集器或過濾器至少會部分限制經 燃燒室110的廢氣流動，則所述微粒捕集器或過濾器是具有阻礙作用的。 通過不對經燃燒室110的廢氣流動進行限制，本發明的實施方式用於相 比現有技術的系統減小背壓。
在所示實施方式中，輻射源120包括包繞在燃燒室110的外部的電 阻式加熱元件。在另一個實施方式中，輻射源120沿燃燒室110的縱向 長度設置在外部。在一些實施方式中，設置有輻射源120的控制器(未 示出)，以便控制輻射源120的供能並且在不需要時，例如沒有廢氣流 過時關閉輻射源120。下文參照圖3描述了可替換的輻射源。
在操作中，含有例如像碳黑等含碳微粒的廢氣流過燃燒室110。輻射源120加熱燃燒室110的壁，然後燃燒室110的壁再向燃燒室110的 內部發出紅外(IR)輻射。 一些紅外輻射在廢氣中的微粒穿過燃燒室 110時被微粒吸收。當微粒達到其點火溫度時(對於含碳微粒是大約800 "C),微粒完全燃燒，不殘留剩餘物。因此，離開燃燒室110的廢氣基 本無微粒。
微粒燃燒所產生的熱量能夠使得持續反應自行維持，從而不需要輻 射源120。能夠在燃燒室110上或燃燒室110內設置熱電偶(未示出)， 用於監測燃燒反應的溫度以便向用於控制輻射源120的供能的控制器 (未示出)提供反饋。如上文所指出的，燃燒室110的形狀能夠設置為 將來自燃燒反應的紅外輻射集聚到燃燒室110內的焦點或焦線上，從而 在沒有外部加熱的情況下產生有助於維持持續反應的熱區。
圖2示出了包括燃燒室210和輻射源220的排氣系統200。在排氣 系統200中，輻射源220i更置在燃燒室210內。如圖所示，輻射源220 包括線圏電阻式加熱元件。同上，輻射源220能夠具有其它形狀，例如 能夠沿燃燒室210的長度縱向設置於其內部。在輻射源220設置在燃燒 室210內的實施方式中，來自輻射源220的輻射能直接加熱廢氣中的微 粒，並且和圖1中的實施方式一樣也加熱燃燒室210的壁。儘管直接加 熱微粒能效更高，但是將輻射源220設置在燃燒室210內的不利之處在 於使輻射源220暴露於高溫廢氣。
圖3示出了排氣系統300，所述排氣系統300包括具有入口 320 和出口 330的燃燒室310、任選的隔熱材料340、輻射源350以及朝向 燃燒室310內的輻射透過窗360。在所示實施方式中，燃燒室310的直 徑大於入口 320的直徑。這種設置減緩了廢氣進入燃燒室310時的速度 並且能產生消音效果。
在一些實施方式中，入口 320和/或燃燒室310通過隔熱材料340隔 熱，以便在廢氣進入燃燒室310時儘可能多地保持廢氣中的熱量。應當 理解，隔熱材料340能夠類似地應用於此處公開的其它實施方式。例如， 隔熱材料340層能包繞圖1中的輻射源120和燃燒室110。
輻射源350可以是例如相干紅外發射器或不相干紅外發射器、或者 例如速調管等微波發射器。與電阻式加熱元件不同的是，輻射源350能夠設置為定向地和/或在所需波長範圍內發射輻射。因此，"^殳置輻射透
過窗360以允許輻射直接通過從而進入燃燒室310。在一些實施方式中， 輻射透過窗360完全圍繞燃燒室310的周邊延伸。
如上文所指出的，能夠調整輻射源350以便產生處於所需波長範圍 內的輻射。因此，能夠調整輻射以便激發已知存在於廢氣流的微粒中的 特定分子鍵。例如，當已知廢氣中的微粒包括碳-氫鍵或碳-碳鍵時，能 夠調整微波輻射以便激發這些鍵。通過這種方式調整輻射能夠更快速並 且更節能地將微粒加熱至其點火溫度。
輻射透過窗360使用能夠耐受燃燒室310中加熱的廢氣的材料來構 造。在一些實施方式中，輻射透過窗360是使用玻璃纖維、塑料、聚碳 酸酯、石英、陶資等構造的微波透過窗。在其它實施方式中，輻射透過 窗360是使用例如藍寶石構造的紅外透過窗。
圖4示出了排氣系統400，以便結合任意前述實施方式說明能夠採 用的其它可選部件。排氣系統400包括具有入口 420和出口 430的燃 燒室410、輻射源440、空氣入口 450、燃料入口 460以及催化劑470。 如前述示例中那樣，燃燒室410的直徑能夠大於入口 420和出口 430的 直徑。可替換地，出口 430能夠與燃燒室410—樣具有相等的直徑。如 圖所示，輻射源440是設置在燃燒室410內的電阻式加熱元件，但能夠 可替換地設置在外部並且可替換地是紅外發射器或微波發射器。
燃燒室410可包括空氣進口 450和/或燃料進口 460。在一些實施方 式中，空氣進口 450設置為使得在廢氣進入燃燒室410時其中的氧氣不 足的情況下向燃燒室引入氧氣從而幫助燃燒反應。在其它實施方式中， 燃料進口 460將燃料引入燃燒室以便燃燒，從而當廢氣經入口 420進入 時加熱廢氣。應當理解，不論有無空氣，增加燃料在一些情況下取代了 對輻射源的需求。在這種實施方式中，能夠採用火花發生器或其它點火 源以便通過所加燃料引發燃燒反應。
在某些實施方式中，燃燒室410附加地包括至少一個催化劑470以 便催化廢氣流中的氧化反應和/或還原反應。催化劑470能夠包括沉積 在蜂窩式栽體或陶瓷焊料上的鉑、銠和/或鈀。在這些實施方式中，燃 燒室410設置為在排氣系統400中附加地起到催化轉化器的作用。應當理解，在具有催化劑470的情況下加熱廢氣能夠有利地改善經催化的反 應的完全性。
圖5示出了包括入口 505、換熱器510、燃燒室515以及出口 520 的排氣系統500。換熱器510用於在廢氣進入燃燒室515之前對廢氣進 行預加熱。在一些實施方式中，換熱器510還能夠用作消聲器。換熱器 510淨皮至少一個壁525分隔成兩個或更多的部分。廢氣通過入口 505進 入排氣系統500並且導入換熱器510的一個部分。經換熱器510的另一 部分排出燃燒室515的熱氣體通過壁525向進入的氣體傳遞熱量。在一 些實施方式中，換熱器510和/或燃燒室515通過隔熱材料530進行隔離。 和在此所述的其它實施方式一樣，入口 505也能夠被隔熱。
在一些實施方式中，燃燒室515具有與縱向軸線垂直的拋物線或部 分拋物線截面535以便產生熱區。燃燒室515還包括輻射源540。在一 些實施方式中，輻射源540是例如速調管等微波發射器。可替換地，輻 射源540是紅外發射器。在一些實施方式中，輻射透過窗將輻射源540 和燃燒室515分開。
在一些實施方式中，燃燒室515進一步包括至少一個催化劑545， 所述催化劑545設置用於催化例如氮氧化合物等廢氣流中不期望的氣體 的氧化反應和/或還原反應。在換熱器510設置為用作消聲器並且燃燒 室515包括催化劑545的實施方式中，應當理解，排氣系統500能夠同 時取代傳統的車輛排氣系統中的消聲器和催化轉化器。有利地，由於燃 燒室515燃燒廢氣流中存在的微:粒，應當進一步理解，排氣系統500還 能夠另外取代傳統的車輛排氣系統中的微粒捕集器。本領域的普通技術 人員還應當認識到，在此所公開的排氣系統還能應用於清潔例如來自發 電裝置、壁爐煙囪、工業和商業處理等非車輛來源的廢氣流。
應當指出，在一些實施方式中，催化劑545包括例如柵格等載體， 所述載體具有設置在換熱器510的開口 550上方的催化劑材料表面塗 層。儘管這樣的催化劑545可至少部分限制廢氣經過燃燒室515的流動， 但是這種催化劑不是微粒捕集器或過濾器。具體地，柵格中的開口過大 以至於不能捕集或過濾進入室515的廢氣中的微粒。另外，這樣的催化 劑545由於兩個原因不能收集微粒。首先，在廢氣到達開口 550之前， 微粒就從廢氣中消除了。其次，即使微粒在燃燒反應中倖存並且粘附於催化劑545,微粒周圍的限制也將導致溫度的局部上升，這將導致孩史粒 燃燒並且不再被保留在催化劑545上。
同樣地， 一些採用微波發射器作為輻射源540的實施方式包括微波 阻斷柵格(未示出)，所述微波阻斷柵格或者貫穿開口 550或者進一步 沿排氣路徑位於下遊以便防止微波傳播到排氣系統500之外。基本由於 上述原因，儘管這種微波阻斷柵格可至少部分限制廢氣經過燃燒室515 的流動，但該微波阻斷柵格並不是微粒捕集器或過濾器。柵格的開口過 大，以至於不能捕集或過濾廢氣中的微粒，在廢氣到達微波阻斷柵格之 前，微粒就從廢氣中消除了，並且任何倖存並粘附於微波阻斷柵格的微 淨立,皮完全燒去。
圖6示出了車輛600的示意圖，所述車輛600包括例如柴油機等內 燃發動機605。車輛600還包括排氣系統610,所述排氣系統610包括 自發動機605至逆流換熱器620的排氣管615、燃燒室625和輻射源630。 車輛600進一步包括用於控制輻射源的供能的控制器635。控制器635 能夠耦接至發動機605，使得當例如發動機不運轉時，不向輻射源630 供能。控制器635還能夠以響應發動機605的運轉狀態的方式控制輻射 源630。而且，控制器635還能根據燃燒室625中的狀態控制輻射源630。 例如，控制器635能夠監測燃燒室625中的熱電偶，使得當燃燒室625 中的溫度足夠高以便保持自行維持的燃燒反應時，不向輻射源630供能。
本發明的附加實施方式是用於例如病房、無塵室、工廠、辦公室、 住宅等地的空氣淨化器。示例性的空氣淨化系統包括燃燒室和用於在燃 燒室內將空氣中的微粒至少加熱到點火溫度的裝置。逆流換熱器包繞燃 燒室以便將來自排出空氣的多餘熱量重新利用於進入空氣。用於加熱的 裝置能夠是輻射源和/或明火。
與此前所述的排氣系統不同，這些實施方式設計為用於進入空氣中 的微粒濃度低的環境中。因此，在採用輻射源的實施方式中，輻射源通 常連續運轉以便保持微粒的燃燒。附加地或者可替換地，能夠向燃燒室 供給燃料以便補償較低的微粒濃度。和現有的排氣系統一樣，此進一步 的空氣淨化器需要很少的維護甚至不需要維護並且能夠自行清潔。有利 地， 一些空氣淨化器的實施方式不需要輻射源或用於保持空氣流動的通 風機，因此也就不需要用電。圖7示出了空氣淨化系統700的截面圖。所示截面與空氣淨化系統 700的縱向軸線垂直。逆流換熱器710包括兩個巻繞燃燒室740的管道 進入管道720和排出管道730。空氣淨化系統700還包括入口 750和出 口 760,所述入口 750和出口 760以虛線示出以表示這些部件不在視圖 的平面內。入口 750是帶有微粒的空氣進入逆流換熱器710的進入管道 720所經過的開口。出口 760是基本無賴t粒的空氣離開逆流換熱器710 的排出管道730所經過的開口。通常，逆流換熱器710和燃燒室740使 用不鏽鋼構造，但是其它的合適材料也為本領域的普通技術人員所熟 知。
逆流換熱器710將排出燃燒室740的空氣的熱量傳遞給進入燃燒室 740的帶有微粒的空氣。在帶有微粒的空氣進入燃燒室740之後，微粒 燃燒，而空氣基本無微粒地排出燃燒室740。由於包括灰塵、生物毒素 等在內的微粒通常在大約800"C燃燒，因此排出空氣的溫度顯著高於室 溫。多餘的熱量經過逆流換熱器710的壁從排出空氣傳遞到進入空氣以 便對帶有微粒的空氣進行預加熱。換熱器710還用作燃燒室740的隔離， 使得空氣淨化系統700更加安全而且能效更高。
在一些實施方式中，任選的通風機(未示出)能夠"^殳置於入口 750 和/或出口 760以《更改善經過空氣淨化系統700的空氣流動。例如，通 風機在出口 760將空氣從空氣淨化系統700抽出。通風機能夠連續運轉、 定期運轉或者在空氣淨化系統700首次啟動時運轉。通風機能夠連接至 在此所述的控制電路。
圖8示出了空氣淨化系統700沿圖7中所標記的線8-8的截面圖。 逆流換熱器710包括入口 750和出口 760。進入管道72(H吏用指向紙面 內的箭頭標記表示。排出管道730使用指向紙面外的箭頭標記表示。入 口 750和出口 760通常位於空氣淨化器700的相對端。
在一些實施方式中，空氣淨化系統700的高度尺寸與將要安裝空氣 淨化系統700的室內空間的高度大致相等。因此，入口 750能夠靠近底 板而出口 760能夠靠近頂棚，反之亦然。這一高度保證了室內的大部分 空氣經過空氣淨化系統700進行循環。包括圏數、壁間的間距等在內的 其它尺寸能夠由本領域的普通技術人員確定。
12空氣淨化系統700還包括用於加熱微粒的裝置。用於加熱微粒的裝 置能夠設置在燃燒室740的頂部附近或者其它位置，例如燃燒室740的 底部。用於加熱微粒的裝置將燃燒室740中的微粒至少加熱到點火溫度。 空氣淨化系統700可附加地包括控制電路(未示出)以便監測和控制經 過空氣淨化系統700的燃燒速率和流動速率。
用於加熱微粒的裝置能夠是輻射源810和/或明火。例如，對於輻射 源810來說，用於加熱微粒的裝置能夠是例如速調管等微波發射器。能 夠調整輻射以便激發已知存在於空氣的微粒中的特定分子鍵。例如，當 已知廢氣中包括碳-氫鍵或碳-碳鍵時，能夠調整微波輻射以便激發這些 分子鍵。通過這種方式調整輻射能夠更快速並且更節能地將孩i粒加熱至 其點火溫度。如在此所述，例如在圖3的說明中，能夠將微波發射器設 置在微波透過窗的後面。輻射源810還能是電阻式加熱元件，例如豎直 設置於燃燒室740內的輻射源120 (圖1)。在一些實施方式中，這種電 阻式加熱元件是沿著燃燒室740的高度方向延伸的直長形(straight length),而不是圖l所示的線圏形。
或者，用於加熱微粒的方式可以是火焰。火焰由通過燃料入口 820 進入燃燒室740的燃料供給燃料，所述燃料入口 820設置為向燃燒室740 的底部噴射燃料。合適的燃料包括例如丙烷和丁烷等完全燃燒的燃料。 火焰由點火器(未示出)點燃並且持續燃燒以便加熱微粒和燃燒室740 的壁。
室內的空氣周轉率能夠根據需要進行變化。合適的空氣周轉率取決 於例如室內空間尺寸、室內空間的空氣潔淨度需求和能效等因素。例如， 在病房或工業無塵室等需要非常潔淨的空氣的地方，空氣周轉率能夠設 置為顯著高於辦公室等更加注重能效的地方。能夠通過提高經過空氣淨 化器的流動速率，例如通過提高燃料燃燒的速率來提高周轉率。
圖9是示出了用於淨化空氣的方法的流程圖。在步驟910中，將帶 有微粒的空氣吸入燃燒室，例如燃燒室740中。帶有微粒的空氣能夠在 燃燒室740內的空氣受熱上升之後吸入或者通過例如通風機吸入。在步 驟920中，燃燒燃燒室740中的微粒從而提供無微粒的空氣。燃燒反應 由燃燒室740中的輻射引發。例如丙烷源或丁烷源等燃料源能夠與燃料 入口 820流體連通。隨著與帶有微粒的空氣混合的燃料燃燒，反應產生熱量，進一步將其它微粒加熱到燃點。在燃燒反應之後，帶有微粒的空 氣基本無微粒。
在步驟930中，無微粒的空氣自燃燒室740排出。隨著受熱的無微 粒空氣的上升和膨脹，建立了經過空氣淨化系統700的循環，該循環強 制無微粒的空氣離開燃燒室740並通過排出管道730進而將空氣排出。 另外，通風機能夠幫助空氣的排出。在步驟940中，將來自無微粒的空 氣的熱量傳遞給將被吸入燃燒室740內的帶有微粒的空氣。這一步驟能 夠通過使用例如換熱器710實現。通過將來自無微粒的空氣的熱量傳遞 給帶有微粒的空氣，使得帶有微粒的空氣在燃燒之前受到預加熱，從而 實現了更高的整體能效。
在前述說明書中，參考本發明的具體實施方式
對本發明進行了描述， 但是本領域的普通技術人員應當認識到，本發明並不限於此。本發明的上 述各種特徵和方面可單獨使用或結合使用。而且，在不脫離說明書的更廣 泛的精神和範圍的情況下，本發明能夠應用於除在此所描述的環境和應用 之外的許多環境和應用中。因此，說明書和附圖應該理解為說明性的而不 是限制性的。應該認識到，在此用到的術語"包括"和"具有，，應當特別 地理解為本領域內的無限制的術語。
權利要求
1. 一種空氣淨化系統，包括燃燒室，其包括設置為向所述燃燒室供給燃料的燃料入口；以及逆流換熱器，其包括分別與所述燃燒室流體連通的第一管道和第二管道，所述管道螺旋纏繞所述燃燒室。
2. 如權利要求l所述的空氣淨化系統，其中，所述燃燒室包括相 對於所述燃料入口設置以便能夠點燃燃料的點火器。
3. —種空氣淨化系統，所述空氣淨化系統包括逆流換熱器，其包括分別與燃燒室流體連通的第一管道和笫二管 道，所述管道螺旋纏繞所述燃燒室；以及輻射源，其用於將微粒加熱到點火溫度並且相對於所述燃燒室設置 以便能夠在所述燃燒室內產生輻射。
4. 如權利要求3所述的空氣淨化系統，其中，所述換熱器的高度 尺寸大約為室內空間的高度。
5. 如權利要求3所述的空氣淨化系統，其中，所述燃燒室包括燃 料入口。
6. 如權利要求3所述的空氣淨化系統，其中，所述輻射源包括微 波發射器而且所述燃燒室包括微波透過窗，所述微波透過窗設置為允許 來自所述微波發射器的輻射進入所述燃燒室。
7. 如權利要求6所述的空氣淨化系統，其中，調整所述微波發射 器以便激發分子鍵。
8. 如權利要求3所述的空氣淨化系統，其中，所述輻射源包括設 置在所迷燃燒室內的電阻式加熱元件。
9. 一種用於淨化空氣的方法，所述方法包括 將帶有微粒的空氣吸入燃燒室內； 燃燒所述燃燒室內的微粒從而產生無微粒的空氣；將無微粒的空氣從所述燃燒室排出；以及將來自無微粒的空氣的熱量傳遞給將被吸入所述燃燒室內的帶有 微粒的空氣。
10. 如權利要求9所述的用於淨化空氣的方法，其中，燃燒微粒包 括將燃料與所述帶有微粒的空氣混合。
11. 如權利要求10所述的用於淨化空氣的方法，其中，所述燃料包 括丙烷。
12. 如權利要求10所述的用於淨化空氣的方法，其中，所述燃料包 括丁烷。
全文摘要
一種空氣淨化系統，其包括逆流換熱器、燃燒室以及用於加熱微粒的裝置，所述用於加熱微粒的裝置設置為使空氣中的微粒在所述燃燒室內燃燒。所述逆流換熱器將來自淨化後的空氣的多餘熱量傳遞給進入的空氣以便減少燃燒所述燃燒室內的微粒所需要的能量。所述用於加熱微粒的方式能夠包括火焰或微波發射器。所述逆流換熱器螺旋纏繞所述燃燒室。
文檔編號B01D53/02GK101454062SQ200780019262
公開日2009年6月10日 申請日期2007年2月28日 優先權日2006年4月26日
發明者林科爾恩·埃萬斯-博尚 申請人:立解淨化工程公司