АВТОМОБИЛЬНЫЙ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ
AUTOMOTIVE AIR CLEANER

Область техники
Настоящее изобретение относится к автомобильному воздухоочистителю, в частности к автомобильному воздухоочистителю, который может очищать озон в воздухе.
Уровень техники
Озон, который вызывает фотохимический смог, получается посредством фотохимической реакции HC и NOx, содержащихся в отработавших газах от автомобилей и производств. Следовательно, сокращение объема выбросов HC и NOx из автомобилей является эффективным способом, чтобы подавлять формирование озона и возникновение фотохимического смога. Также, очищение озона в воздухе непосредственно может быть одним из способов, чтобы предотвращать возникновение фотохимического смога. Очищая озон как продукт реакции, а также уменьшая объем выбросов HC и NOx как реагентов, возникновение фотохимического смога может быть предотвращено более эффективно. Таким образом, автомобиль, включающий в себя автомобильный воздухоочиститель, который может непосредственно очищать озон в воздухе, был предложен для практического использования в некоторых местах, включая Калифорнию в Соединенных Штатах Америки. Такой автомобильный воздухоочиститель называется DOR-системой (непосредственное уменьшение озона).
Например, Патентная Литература 1 раскрывает DOR-систему, в которой составная часть транспортного средства несет в себе оксид металла, такой как диоксид марганца. Составная деталь транспортного средства размещена в положении, где деталь открыта для воздуха, и диоксид марганца имеет функцию преобразования озона, содержащегося в воздухе, в другие вещества, такие как кислород, и очищает озон. Таким образом, согласно DOR-системе, раскрытой в Патентной Литературе 1, озон в воздухе может непосредственно очищаться, пока транспортное средство движется.
Патентные документы
Патентная Литература 1. Национальная публикация международной патентной заявки № 2002-514966
Патентная Литература 2. Выложенная японская патентная заявка № 2006-231324
Сущность изобретения
Известно, что не только оксид металла, такой как диоксид марганца, но также активированный уголь и элементарный металл, имеют функцию очищения озона. Поскольку активированный уголь и элементарный металл имеют функцию очищения озона, также как и оксид металла, и они доступны по умеренной цене, ожидается, что они должны быть использованы в качестве альтернативы оксиду металла. Главным образом, активированный уголь может очищать озон при температуре окружающей среды (25°C) и, таким образом, имеет преимущество перед оксидом металла, который очищает озон при более высокой температуре, чем температура окружающей среды. Однако, существует проблема в том, что когда активированный уголь или элементарный металл используется в качестве очищающего озон материала, его функция очищения озона легко ухудшается.
Причиной того, почему функция очищения озона активированного угля или элементарного металла легко ухудшается, может быть прояснена посредством рассмотрения того, как функция работает. Когда активированный уголь или элементарный металл растворяет озон, в дополнение к кислороду может производиться активный кислород. Поскольку активный кислород имеет более сильную окислительную способность, чем озон, он легко реагирует с активированным углем или элементарным металлом, чтобы окислять его. Соответственно, когда активированный уголь или элементарный металл просто применяется к DOR-системе, компонентная деталь транспортного средства, несущая его, должна часто заменяться. Таким образом, это непрактично и нуждается в дальнейшем улучшении.
Настоящее изобретение осуществлено с учетом вышеописанной ситуации. Задачей является создание DOR-системы, которая пресекает ухудшение функции очищения очищающего озон материала.
Средство решения проблемы
Для решения упомянутой задачи, первый аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем, содержащим:
компонентную деталь транспортного средства, включающую в себя воздухоприемное отверстие, в которое воздух доставляется во время движения транспортного средства, воздуховыпускное отверстие, через которое воздух, доставленный из воздухоприемного отверстия, выпускается, и внутренний проточный канал, соединяющий воздухоприемное отверстие и воздуховыпускное отверстие; и
очищающий озон материал, нанесенный на поверхность стенки внутреннего проточного канала для очищения озона посредством преобразования озона в другие вещества, при этом
количество нанесенного очищающего озон материала регулируется так, что количество нанесенного очищающего озон материала на стороне воздухоприемного отверстия больше, чем на стороне воздуховыпускного отверстия.
Второй аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно первому аспекту, дополнительно содержащим очищающий озон катализатор, который нанесен на поверхность стенки внутреннего проточного канала и формируется посредством функции очищения очищающего озон материала, очищающий озон катализатор имеет сопротивляемость окислителю, который окисляет очищающий озон материал, в то же время очищая озон посредством преобразования озона в другие вещества.
Третий аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно второму аспекту, при этом количество нанесенного очищающего озон катализатора, корректируется так, что количество нанесенного очищающего озон катализатора на стороне воздуховыпускного отверстия больше, чем на стороне воздухоприемного отверстия.
Четвертый аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно второму или третьему аспекту, при этом очищающий озон катализатор включает в себя по меньшей мере одно из комплексного соединения металла и металлоорганического комплексного соединения, состоящего из марганца, железа, кобальта, никеля, меди, рутения, родия или палладия в качестве центрального металла, палладия, серебра, платины, золота и цеолита.
Пятый аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно любому из первого-четвертого аспектов, при этом удельная площадь поверхности очищающего озон материала регулируется так, что удельная площадь поверхности на стороне воздуховыпускного отверстия больше, чем на стороне воздухоприемного отверстия.
Шестой аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно любому из первого-пятого аспектов, при этом компонентная деталь транспортного средства является радиатором.
Седьмой аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно шестому аспекту, при этом радиатор включает в себя пластину радиатора, сформированную с вентиляционной решеткой, придающей турбулентность воздуху, доставляемому из воздухоприемного отверстия.
Восьмой аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно шестому или седьмому аспекту, при этом радиатор включает в себя канал охлаждающей жидкости для доставки охлаждающей жидкости в него, и количество нанесенного очищающего озон материала регулируется так, что количество нанесенного очищающего озон материала на стороне выпускного отверстия канала охлаждающей жидкости больше, чем на стороне впускного отверстия канала охлаждающей жидкости.
Девятый аспект настоящего изобретения является автомобильным воздухоочистителем согласно любому из первого-восьмого аспектов, при этом очищающий озон материал включает в себя по меньшей мере одно из активированного угля, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, рутения и родия.
Преимущества изобретения
Поскольку активный кислород создается вследствие функции очищения очищающего озон материала, количество активного кислорода на стороне воздуховыпускного отверстия больше, чем на стороне воздухоприемного отверстия. Соответственно, вероятность того, что очищающий озон материал окисляется посредством активного кислорода, на стороне воздуховыпускного отверстия, выше, чем на стороне воздухоприемного отверстия. Согласно первому аспекту настоящего изобретения количество нанесенного, очищающего озон материала регулируется так, что количество нанесенного очищающего озон материала на стороне воздухоприемного отверстия больше, чем на стороне воздуховыпускного отверстия. Следовательно, вероятность того, что активный кислород контактирует с очищающим озон материалом, на стороне воздуховыпускного отверстия может быть уменьшена. Таким образом, ухудшение функции очищения очищающего озон материала может быть пресечено, и, следовательно, срок службы компонентной детали транспортного средства может быть продлен.
Когда количество нанесенного очищающего озон материала на стороне воздуховыпускного отверстия уменьшается, способность очищения озона снижается. Согласно второму аспекту настоящего изобретения, очищающий озон катализатор показывает сопротивляемость окислителю, такому как активный кислород, и имеет функцию преобразования озона в другие вещества и очищает озон. Таким образом, снижение способности очищения озона может быть компенсировано посредством очищающего озон катализатора.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения количество нанесенного очищающего озон материала регулируется так, что количество нанесенного очищающего озон материала на стороне воздуховыпускного отверстия больше, чем на стороне воздухоприемного отверстия. Таким образом, снижение способности очищения озона посредством уменьшения количества нанесенного очищающего озон материала может быть благоприятно компенсировано.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, поверхность стенки внутреннего проточного канала предпочтительно поддерживает очищающий озон катализатор, включающий в себя по меньшей мере одно из комплексного соединения металла и металлоорганического комплексного соединения, состоящего из марганца, железа, кобальта, никеля, меди, рутения, родия или палладия в качестве центрального металла, палладий, серебро, платину, золото и цеолит.
Способность очищения озона выше, когда удельная площадь поверхности очищающего озон материала больше. Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, удельная площадь поверхности очищающего озон материала регулируется так, что удельная площадь поверхности на стороне воздуховыпускного отверстия больше, чем на стороне воздухоприемного отверстия. Таким образом, снижение способности очищения озона посредством уменьшения количества нанесенного очищающего озон материала может быть компенсировано.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, энергия, требуемая для реакции по очищению озона, может быть получена посредством теплообмена с охлаждающей жидкостью. Таким образом, очищение озона может быть стимулировано.
Когда воздух, протекающий через внутренний проточный канал, становится турбулентным, скорость потока становится медленной. Таким образом, воздух, содержащий окислитель, такой как активный кислород, ассоциируется с высокой вероятностью контактирования с очищающим озон материалом. Особенно, в радиаторе, включающем в себя пластину, сформированную с вентиляционной решеткой, турбулентный поток воздуха очень хорошо формируется. Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения, ухудшение функции очищения может пресекаться, даже когда очищающий озон материал применен к такому радиатору.
В радиаторе, сформированном с каналом охлаждающей жидкости, охлаждающая жидкость с высокой температурой доставляется во впускное отверстие канала охлаждающей жидкости. Соответственно, реакционная способность реакции озонолиза на стороне впускного отверстия канала охлаждающей жидкости выше, чем на стороне выпускного отверстия. Таким образом, количество произведенного активного кислорода на стороне впускного отверстия канала охлаждающей жидкости больше, чем в очищающем озон материале ближе к стороне выпускного отверстия. Другими словами, вероятность контактирования с активным кислородом ниже по потоку от очищающего озон материала ближе к впускному отверстию канала охлаждающей жидкости является высокой. Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения, количество нанесенного очищающего озон материала регулируется так, что количество нанесенного очищающего озон материала на стороне выпускного отверстия канала охлаждающей жидкости больше, чем на стороне впускного отверстия канала охлаждающей жидкости. Таким образом, ухудшение функции очищения очищающего озон материала ниже по потоку в канале охлаждающей жидкости может быть благоприятно пресечено.
Согласно девятому аспекту настоящего изобретения, поверхность стенки внутреннего проточного канала предпочтительно поддерживается в качестве очищающего озон материала, включающего в себя по меньшей мере одно из: активированного угля, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, рутения и родия.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематичный вид, показывающий структуру транспортного средства 10, в котором применяется воздухоочиститель согласно каждому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе радиатора 14.
Фиг. 3 - данные результатов теста на долговечность очищения озона.
Фиг. 4 - график, показывающий соотношение между скоростью потока газа, проходящего через радиатор, и вероятностью того, что газ контактирует с радиатором.
Фиг. 5 - внутренняя структура активированного угля.
Фиг. 6 - соотношение между расстоянием (мм) от передней поверхности радиатора 14 и вероятностью контакта с окислителем (%).
Фиг. 7 - конкретные примеры количества покрытия (g) из активированного угля, покрывающего пластину 20 радиатора.
Фиг. 8 - иллюстрация для объяснения способа производства воздухоочистителя первого варианта осуществления.
Фиг. 9 - конкретные примеры количества покрытия (g) из комплексного соединения металла, покрывающего пластину 20 радиатора, покрытую активированным углем.
Фиг. 10 - соотношение между температурой (°C) охлаждающей жидкости в радиаторе 14 и количеством покрытия (g) из активированного угля.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
Первый вариант осуществления настоящего изобретения будет объяснен ниже со ссылкой на фиг. 1-8. Фиг. 1 - это схематичный вид, показывающий структуру транспортного средства, в котором установлен воздухоочиститель согласно первому варианту осуществления. Транспортное средство 10 включает в себя двигатель 12 внутреннего сгорания, служащий в качестве силового агрегата. Отработавший газ, выпускаемый из двигателя 12 внутреннего сгорания, содержит HC и NOx. Озон производится посредством фотохимической реакции между HC и NOx в качестве реагентов. Следовательно, воздухоочиститель устанавливается в транспортном средстве 10, включающем в себя двигатель 12 внутреннего сгорания, озон очищается, пока транспортное средство 10 движется, и, таким образом, ущерб окружающей среде, причиняемый транспортным средством 10, может быть уменьшен.
Радиатор 14 для охлаждения охлаждающей жидкости, циркулирующей через двигатель 12 внутреннего сгорания, размещен с передней стороны двигателя 12 внутреннего сгорания. Конденсатор 16 воздушного кондиционера установлен с передней стороны радиатора 14. Как показано стрелками на фиг. 1, наружный воздух пропускается через решетку 18 бампера, размещенную на передней поверхности транспортного средства 10, во время движения транспортного средства 10, и полученный воздух доставляется через конденсатор 16 и радиатор 14 в этом порядке, чтобы выпускаться с задней стороны.
Пластина радиатора с вентиляционной решеткой предусмотрена в основной части радиатора 14. Фиг. 2 - это вид в поперечном разрезе радиатора 14. Как показано на фиг. 2, множество вентиляционных заслонок 22 сформировано на пластине 20 радиатора 14. Вентиляционные заслонки 22 включают в себя наклонные части 22a и 22b, наклоненные относительно направления, куда воздух доставляется, и согнутую часть 22c. Расположение вентиляционных заслонок 22 дает возможность увеличивать потери давления воздуха, доставляемого через радиатор 14, и, таким образом, уменьшать скорость его потока и формировать его вторичный поток. Таким образом, характеристика теплообмена радиатора 14 может быть улучшена.
Воздухоочиститель согласно первому варианту осуществления обеспечивается посредством покрытия пластины 20, показанной на фиг. 2, активированным углем. В первом варианте осуществления количество покрытия из активированного угля со стороны передней поверхности радиатора 14 регулируется так, чтобы быть больше, чем количество покрытия из активированного угля со стороны задней поверхности. Причина такой регулировки количества покрытия будет объяснена ниже со ссылкой на фиг. 3-5.
Фиг. 3 показывает данные результатов теста на долговечность очищения озона. На фиг. 3 горизонтальная ось представляет продолжительность срока службы (киломили), а вертикальная ось представляет относительное значение на основе степени очищения озона в первоначальном состоянии (когда продолжительность срока службы равна 0 киломиль). Данные, показанные на фиг. 3, получаются посредством подготовки двух составов активированного угля эквивалентных размеров и удельных площадей поверхности и затем измерения концентрации озона с задней стороны этих составов активированного угля, когда газ, содержащий озон, имеющий предварительно определенную концентрацию, проходит через эти составы активированного угля от передней стороны к задней стороне при различных скоростях (скоростях воздушного потока 1 м/с и 10 м/с).
Как показано на фиг. 3, степень очищения озона активированного угля уменьшается, когда продолжительность срока службы становится дольше. Также, как показано на фиг. 3, величина уменьшения степени очищения озона для активированного угля изменяется в зависимости от скорости потока проходящего газа, содержащего озон. Более конкретно, в случае, когда газ, содержащий озон, проходит со скоростью потока в 1 м/с, степень очищения озона падает наполовину от степени очищения озона в первоначальном состоянии, когда продолжительность срока службы равна приблизительно 30 киломиль. В случае, когда газ, содержащий озон, проходит со скоростью потока в 10 м/с, степень очищения озона остается приблизительно равной 70% или более от степени очищения озона в первоначальном состоянии, когда продолжительность срока службы приблизительно равна 30 киломилям, и затем снижается наполовину, когда продолжительность срока службы приблизительно равна 60 киломиль. Другими словами, величина уменьшения степени очищения озона меньше, когда газ проходит с высокой скоростью (скоростью потока в 10 м/с), по сравнению с тем, когда газ проходит с низкой скоростью (скоростью потока в 1 м/с).
Фиг. 4 - это график, показывающий соотношение между скоростью потока газа, проходящего через радиатор, и вероятностью того, что газ контактирует с радиатором (далее в данном документе называемой "вероятностью контакта с газом"). Этот график предоставлен посредством применения уравнения диффузии Гормли-Кеннеди к модели алюминиевого ячеистого радиатора. Как показано на фиг. 4, вероятность контакта с газом равна приблизительно 100%, когда скорость потока равна приблизительно 1 м/с. Также, вероятность контакта с газом равна приблизительно 10%, когда скорость потока равна приблизительно 10 м/с. Другими словами, вероятность контакта с газом является высокой, когда скорость потока низкая и постепенно снижается, когда скорость потока становится быстрее.
Из графиков, показанных на фиг. 3 и 4, обнаруживается, что степень очищения озона и вероятность контакта с газом коррелируются друг с другом. Из фиг. 4 обнаруживается, что вероятность контакта с газом выше, когда скорость потока более медленная, и вероятность контакта с газом ниже, когда скорость потока более быстрая. Также, обнаруживается из фиг. 3, что величина уменьшения степени очищения озона больше, когда скорость потока более медленная, и величина уменьшения степени очищения озона меньше, когда скорость потока более быстрая. Таким образом, из графиков на фиг. 3 и 4 очевидно, что величина уменьшения степени очищения озона больше, когда вероятность контакта с газом более высокая, и величина уменьшения степени очищения озона меньше, когда вероятность контакта с газом более низкая.
3
2
Было предположено, что степень очищения озона и вероятность контакта с газом коррелируют друг с другом, как описано выше, вследствие внутренней структуры активированного угля и механизма озонолиза активированного угля. Внутренняя структура и механизм озонолиза активированного угля будут объяснены со ссылкой на фиг. 5. Фиг. 5 показывает внутреннюю структуру активированного угля. Как показано на фиг. 5, активированный уголь имеет бесчисленные тонкие поры, сформированные в направлении внутренней стороны от поверхности. Тонкие поры делятся на макропоры, мезопоры и микропоры в зависимости от их размеров. Когда молекулы озона входят в такие тонкие поры, электроны предоставляются из активированного угля в тонких порах, и энергия активации реакции озонолиза снижается. В результате, озон преобразуется в кислород и активный кислород (O→O+O*).
В воздухе присутствуют различные вещества, отличные от озона, и некоторые вещества исключают функцию очищения озона активированного угля при входе в тонкие поры. Например, кислород, NOx и PM, содержащий нитрат аммония, действуют как окислитель активированного угля. Соответственно, когда они входят в тонкие поры, как показано на фиг. 5, активированный уголь сам может окисляться, и его функция очищения озона может исчезать. Также, активный кислород, полученный через реакцию озонолиза активированного угля, служит в качестве окислителя активированного угля. Этот активный кислород имеет более сильное окислительное действие, чем озон, кислород, NOx и PM. Таким образом, когда активный кислород входит в тонкие поры активированного угля, как показано на фиг. 5, очень вероятно, что функция очищения озона активированного угля исчезнет.
Таким образом, количество активированного угля, покрывающего пластину 20 радиатора, регулируется в первом варианте осуществления. Как описано выше со ссылкой на фиг. 2, воздух, протекающий в радиаторе 14, становится турбулентным, в то же время уменьшая свою скорость потока. Соответственно, вероятность того, что вышеописанный окислитель контактирует с пластиной 20 (далее в данном документе называемая "вероятностью контакта с окислителем") со стороны задней поверхности, выше, чем со стороны передней поверхности радиатора 14.
Фиг. 6 показывает соотношение между расстоянием (мм) от передней поверхности радиатора 14 и вероятностью контакта с окислителем (%). Как показано на фиг. 6, вероятность контакта с окислителем увеличивается квадратично, когда расстояние от передней поверхности радиатора 14 становится больше. Следовательно, когда количество покрытия из активированного угля со стороны передней поверхности радиатора 14 регулируется, чтобы быть больше, чем количество покрытия из активированного угля со стороны задней поверхности, окисление активированного угля на стороне, где вероятность контакта с окислителем является высокой, может быть благоприятно пресечено. Регулируя количество покрытия из активированного угля, как описано выше, удельная площадь поверхности пластины 20, контактирующей с воздухом непосредственно на стороне задней поверхности радиатора 14, может быть обеспечена. Таким образом, эффективность охлаждения радиатора 14 может быть обеспечена. Дополнительно, увеличение веса радиатора 14 вследствие нанесения активированного угля может быть минимизировано.
Фиг. 7 показывает конкретные примеры количества покрытия (g) из активированного угля, покрывающего пластину 20 радиатора. Как описано выше со ссылкой на фиг. 6, вероятность контакта с окислителем увеличивается квадратично, когда расстояние от передней поверхности радиатора 14 становится больше. Таким образом, количество покрытия из активированного угля уменьшается логарифмически или пропорционально в зависимости от расстояния (мм) со стороны передней поверхности радиатора 14, как показано на фиг. 7(A) и 7(B). Кстати, может регулироваться толщина покрытия (мкм) активированного угля вместо количества покрытия из активированного угля.
Далее, способ производства воздухоочистителя согласно первому варианту осуществления будет объяснен ниже со ссылкой на фиг. 8. Воздухоочиститель согласно первому варианту осуществления может производиться способом напыления или способом покрытия погружением. Когда используется способ напыления, взвесь активированного угля распыляется со стороны передней поверхности радиатора 14, как показано на фиг. 8. Таким образом, количество покрытия из активированного угля со стороны передней поверхности радиатора 14 может быть больше, чем количество покрытия из активированного угля со стороны задней поверхности. Кстати, желательно, чтобы давление распыления определялось в оптимальное значение экспериментальным способом или т.п., так что количество покрытия из активированного угля может быть отрегулировано, как описано выше. С другой стороны, когда используется способ покрытия погружением, радиатор 14 погружается в жидкий раствор активированного угля и затем поднимается со стороны своей задней поверхности, чтобы регулировать время нанесения покрытия.
Используя воздухоочиститель согласно первому варианту осуществления, окисление активированного угля со стороны радиатора 14, где вероятность контакта с окислителем выше, может быть благоприятно пресечено. Поскольку удельная площадь поверхности радиатора 14 на стороне задней поверхности, где пластина 20 контактирует с воздухом непосредственно, может быть обеспечена, может быть обеспечена эффективность охлаждения радиатора 14. Дополнительно, увеличение веса радиатора 14 вследствие нанесения активированного угля может быть минимизировано.
Хотя пластина 20 покрыта активированным углем в первом варианте осуществления, она может быть покрыта элементарным металлом, таким как марганец, железо, кобальт, никель, медь, рутений и родий, вместо активированного угля. Эти элементарные металлы имеют функцию очищения озона, также как и активированный уголь, но также имеют свойство окисления окислителем. Таким образом, когда пластина 20 покрыта элементарным металлом вместо активированного угля, могут быть получены вышеописанные преимущества. Кстати, пластина 20 может быть покрыта двумя или более типами этих элементарных металлов в комбинации или может быть покрыта элементарными металлами и активированным углем одновременно. Эта модификация аналогично применима к описанным ниже вариантам осуществления.
Хотя радиатор 14 включает в себя пластину 20 в первом варианте осуществления, пластина 20 не всегда необходима. Другими словами, ячеистый радиатор, в котором охлаждающие сердцевины, сформированные с тонкими проточными каналами, интенсивно размещены, может быть использован вместо радиатора 14. В случае использования ячеистого радиатора, поверхности стенок проточных каналов должны быть покрыты активированным углем. Следовательно, потеря давления воздуха, протекающего через проточные каналы, увеличивается вниз по потоку, и скорость его потока уменьшается. Поскольку вероятность контакта с окислителем увеличивается в направлении вниз по потоку, вышеописанные полезные результаты могут быть получены посредством регулирования количества покрытия из активированного угля, как описано выше в первом варианте осуществления. Эта модификация аналогично применима к описанным ниже вариантам осуществления.
Второй вариант осуществления
Далее, второй вариант осуществления настоящего изобретения будет объяснен ниже со ссылкой на фиг. 9. В первом варианте осуществления количество покрытия из активированного угля со стороны задней поверхности радиатора 14 регулируется так, чтобы быть меньше, чем количество покрытия из активированного угля со стороны передней поверхности. Следовательно, способность очищения озона на стороне задней поверхности радиатора 14 уменьшается по сравнению со способностью со стороны передней поверхности. Таким образом, во втором варианте осуществления поверхность из активированного угля покрыта комплексным соединением металла.
Комплексное соединение металла, покрывающее поверхность из активированного угля, обычно известно как катализатор, имеющий функцию очищения озона и показывающий сопротивляемость окислителю. Комплексное соединение металлов может быть одним типом металлов, выбранных из группы, состоящей из марганца, железа, кобальта, никеля, меди, рутения, родия и палладия в качестве центрального металла. Два или более типов металлов могут быть использованы в комбинации.
Фиг. 9 показывает конкретные примеры количества покрытия (g) из комплексного соединения металла, покрывающего пластину 20 радиатора, покрытую активированным углем. Во втором варианте осуществления количество покрытия из комплексного соединения металла увеличивается логарифмически или пропорционально в зависимости от расстояния (мм) от стороны передней поверхности радиатора 14, как показано на фиг. 9(A) и 9(B). Другими словами, количество покрытия из комплексного соединения металла регулируется обратно пропорционально количеству покрытия из активированного угля. Таким образом, снижение способности очищения озона со стороны задней поверхности радиатора 14 может быть существенно пресечено.
Воздухоочиститель согласно второму варианту осуществления может быть изготовлен способом напыления или способом покрытия погружением, как и в первом варианте осуществления. Когда используется тот или другой способ, используется радиатор 14, в котором количество покрытия из активированного угля регулируется согласно первому варианту осуществления. Когда используется способ напыления, комплексное соединение металла напыляется со стороны задней поверхности радиатора 14. Соответственно, количество покрытия из комплексного соединения металла на стороне задней поверхности радиатора 14 может быть больше, чем количество покрытия из комплексного соединения металла на стороне передней поверхности. С другой стороны, когда используется способ покрытия погружением, радиатор 14 погружается в комплексное соединение металла и затем поднимается со стороны передней поверхности, при одновременном регулировании времени покрытия.
Хотя пластина 20 покрыта комплексным соединением металла во втором варианте осуществления, пластина 20 может быть покрыта металлоорганическим комплексным соединением вместо комплексного соединения металла. Альтернативно, пластина 20 может быть покрыта палладием, серебром, платиной, золотом или цеолитом. Эти альтернативные материалы имеют функцию очищения озона и проявляют сопротивляемость окислителю, также как и комплексное соединение металла. Металлоорганическое комплексное соединение, которое может быть использовано в качестве альтернативного материала, может быть типом селена, типом порфирина, типом фталосианина или типом фенантролина одного из металлов, описанных в качестве центрального металла комплексного соединения металла. Два или более их типов могут быть использованы в комбинации. Альтернативно, они могут быть использованы в комплексном соединении металла. Эта модификация аналогично применима к описанному ниже варианту осуществления.
Во втором варианте осуществления количество покрытия из комплексного соединения металла регулируется обратно пропорционально количеству покрытия из активированного угля. Однако количество покрытия из комплексного соединения металла необязательно регулируется таким образом. Другими словами, снижение способности очищения озона может пресекаться, пока часть поверхности из активированного угля со стороны задней поверхности радиатора 14 покрыта комплексным соединением металла. Также, благодаря такому покрытию, увеличение веса радиатора 14, вызванное покрытием из комплексного соединения металла, и ухудшение эффективности охлаждения радиатора 14 могут быть минимизированы. Эта модификация аналогично применима к описанному ниже варианту осуществления.
Во втором варианте осуществления другой активированный уголь, имеющий большую удельную площадь поверхности, чем активированный уголь, покрывающий пластину 20, может быть использован вместо комплексного соединения металла. Способность очищения озона является высокой, когда удельная площадь поверхности из активированного угля большая. Соответственно, когда активированный уголь, имеющий большую удельную площадь поверхности, используется для покрытия, снижение способности очищения озона со стороны задней поверхности радиатора 14 может быть пресечено. Активированный уголь, имеющий большую удельную площадь поверхности, может быть использован с комплексным соединением металла или металлоорганическим комплексным соединением. Эта модификация аналогично применима к описанному ниже варианту осуществления.
Третий вариант осуществления
Далее, третий вариант осуществления настоящего изобретения будет объяснен ниже со ссылкой на фиг. 10. В третьем варианте осуществления, он характеризуется тем, что количества покрытий из активированного угля или комплексного соединения металла со стороны выше по потоку и со стороны ниже по потоку от канала охлаждающей жидкости регулируются на основе первого и второго вариантов осуществления.
Канал охлаждающей жидкости (не показан) для доставки охлаждающей жидкости в двигатель внутреннего сгорания сформирован внутри радиатора 14. Охлаждающая жидкость с высокой температурой доставляется от двигателя 12 внутреннего сгорания во впускное отверстие для охлаждающей жидкости в канале охлаждающей жидкости. Соответственно, реакционная способность реакции озонолиза на впускном отверстии для охлаждающей жидкости выше, чем на выпускном отверстии. Таким образом, при сравнении двух пластин 20, размещенных в двух различных положениях, где расстояния от передней поверхности радиатора 14 являются одинаковыми, количество полученного активного кислорода в пластине 20 ближе к впускному отверстию для охлаждающей жидкости больше, чем количество активного кислорода в пластине 20 ближе к выпускному отверстию. Другими словами, вероятность контакта с окислителем ниже по потоку от пластины 20 ближе к впускному отверстию для охлаждающей жидкости является высокой.
Следовательно, в третьем варианте осуществления количество покрытия из активированного угля на впускном отверстии для охлаждающей жидкости регулируется, чтобы быть меньше, чем количество покрытия из активированного угля на выпускном отверстии. Фиг. 10 показывает соотношение между температурой (°C) охлаждающей жидкости в радиаторе 14 и количеством покрытия (g) из активированного угля. Как показано на фиг. 10, температура охлаждающей жидкости на впускном отверстии высокая и становится ниже, когда охлаждающая жидкость перетекает к выпускному отверстию. Регулируя количество покрытия из активированного угля таким образом, как показано на фиг. 10, количество произведенного активного кислорода в позициях, где расстояния от передней поверхности радиатора 14 одинаковы, может быть выровнено. Таким образом, окисление активированного угля ниже по потоку от пластины 20 ближе к впускному отверстию для охлаждающей жидкости может быть благоприятно пресечено.
В третьем варианте осуществления количество покрытия из комплексного соединения металла на впускном отверстии для охлаждающей жидкости регулируется, чтобы быть больше, чем количество покрытия из активированного угля на выпускном отверстии. Регулируя количество покрытия из комплексного соединения металла таким образом, снижение способности очищения озона на впускном отверстии для охлаждающей жидкости может быть пресечено.
Воздухоочиститель согласно третьему варианту осуществления может быть изготовлен способом напыления или способом покрытия погружением, как в первом или втором варианте осуществления.
Перечень ссылочных позиций
10 - транспортное средство
12 - двигатель
14 - радиатор
16 - конденсатор
18 - решетка бампера
20 - пластина
22 - вентиляционная решетка
22a, b - наклонный участок
22c - согнутый участок