用于控制大气污染的装置和方法
【专利说明】用于控制大气污染的装置和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求享有于2012年10月10日提交的发明名称为“用于控制大气污染的装置和方法”的加拿大专利申请N0.2，791，965的优先权，该专利申请文献的全部内容在此通过引用并入以用于所有目的。
技术领域
[0003]本文中的一个或多个实施例涉及用于控制大气污染、并且特别地用于控制道路附近的大气污染的装置和方法。
【背景技术】
[0004]大气污染是持续的环境关注点。大气污染的一个特例是由于在诸如高速公路的道路上行驶的车辆的散发物所引起的道路污染。这些散发物会显著地影响道路周围区域、尤其是距道路300米以内的空气质量。如果道路靠近居住区域，则这会是尤其有问题的。
[0005]已经开发了一些试图控制道路污染的技术。例如，美国专利N0.8，048, 204 (Qiu等人)公开了一种将已污染空气与污染较轻的空气混合以形成中度污染空气的方法。特别地，Qiu等人的方法包括将道路附近的空气分成往往污染重的“下部部分”和往往污染较轻的“上部部分”。迫使来自下部部分的已污染空气向上进入两壁之间，随后从两壁的顶部离开，在所述顶部处已污染空气与来自上部部分的污染较轻空气相交。这种相交使得两股空气流混合在一起，以在壁的上方提供中度污染的空气。随后，中度污染的空气继续向下风处流动。
[0006]事实上，Qiu等人描述了通过将已污染空气与污染较轻空气混合而稀释已污染空气，由此减少大气污染物的浓度，但未减少大气污染物的总量。
【发明内容】
[0007]根据一些实施例，提供了一种用于控制大气污染的装置。该装置包括位于已污染区域附近的背风壁、以及位于背风壁和已污染区域之间的迎风壁。背风壁和迎风壁间隔开以在它们之间限定气流通路。迎风壁向上延伸至第一壁高度。背风壁包括延伸到第一壁高度之上的上部部分。所述上部部分适于朝向位于第一壁高度之下的至少一个开口引导气流向下通过气流通路，以将气流从气流通路排出。
[0008]所述至少一个开口适于朝向位于背风壁的下风处的背风区域排出气流。
[0009]背风壁可以具有位于第一壁高度之下的下部部分，而所述至少一个开口可以定位成穿过下部部分。
[0010]背风壁的上部部分可以形成有偏转器以用于引导气流向下进入气流通路中。偏转器可以至少部分地悬突在气流通路之上。偏转器可以是倾斜的或是弯曲的。
[0011]该装置还可以包括用于从气流中移除污染物的至少一个污染移除设备。污染移除设备可以定位在所述至少一个开口的下风处。污染移除设备可以位于背风壁附近。污染移除设备可以包括植物性材料。
[0012]根据一些实施例，提供了一种用于控制大气污染的装置。该装置包括放置在已污染区域附近的背风壁、以及放置在背风壁和已污染区域之间的迎风壁，并且迎风壁向上延伸至第一壁高度。背风壁和迎风壁间隔开以在它们之间提供气流通路。背风壁包括延伸到第一壁高度之上的上部部分。上部部分适于朝向位于第一壁高度之下的至少一个开口引导气流向下通过气流通路，以将气流从气流通路排出。
[0013]根据一些实施例，提供了一种用于控制大气污染的方法。该方法包括将迎风壁和背风壁中的至少一个定位在已污染区域附近。迎风壁定位在背风壁和已污染区域之间。背风壁和迎风壁间隔开以在它们之间提供气流通路。该方法还包括朝向至少一个开口引导气流向下通过气流通路，以用于将气流从气流通路排出。
[0014]该方法还可以包括朝向位于背风壁的下风处的背风区域排放气流。
[0015]可以通过背风壁中的延伸到迎风壁上方的上部部分而引导气流向下进入气流通路中。可以通过形成在背风壁的上部部分上的偏转器而引导气流向下进入气流通路中。
[0016]在一些示例中，定位步骤可以包括定位迎风壁和背风壁二者。而且，可以同时定位迎风壁和背风壁。作为替代，可以在定位迎风壁和背风壁中的一个之后定位迎风壁和背风壁中的另一个。
[0017]在其它示例中，定位步骤可以包括仅定位迎风壁和背风壁中的一个。例如，可以将背风壁和迎风壁中的一个定位成作为对迎风壁和背风壁中的另一个的进行改造的改造结果的一部分。
[0018]在阅读针对一些示例性实施例的下列描述之后，对于本领域技术人员而言其它方面和特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0019]在此所包括的附图用于示出本说明书的物件、方法和装置的各个示例，而并不旨在限制教导内容的范围。在附图中:
[0020]图1是根据Qiu等人的参考文献的现有技术壁组件的侧视立面图，所述壁组件迫使已污染空气向上进入两壁之间以与污染较轻的空气混合；
[0021]图2是根据一个实施例的用于控制大气污染的装置的侧视立面图；
[0022]图3是具有污染移除设备的图2所示装置的示意性侧视立面图，所述污染移除设备包括植物；
[0023]图4是比较道路附近的低速气流中的模拟平均污染物浓度的一系列曲线图，其中:(a)无壁，(b)笔直壁以及(C)根据本文中的至少一些教导的示例性装置；
[0024]图5是比较道路附近的较高速气流中的模拟平均污染物浓度的一系列曲线图，其中:(a)无壁，(b)笔直壁以及(C)根据本文中的至少一些教导的示例性装置；
[0025]图6是针对移动跨过如下装置的低速气流而比较模拟平均气流速度的一系列曲线图:(a)无壁，(b)笔直壁以及(C)根据本文中的至少一些教导的示例性装置；
[0026]图7是针对移动跨过如下装置的较高速度气流而比较模拟平均气流速度的一系列曲线图:(a)无壁，(b)笔直壁以及(C)根据本文中的至少一些教导的示例性装置；
[0027]图8是针对移动跨过如下装置的低速气流而比较累积平均污染物浓度的一系列曲线图:(a)CFD模型的笔直壁，(b)风道形式的笔直壁，(C)根据本文中的至少一些教导的CFD模型的示例性装置，以及(d)根据本文中的至少一些教导的风道形式的示例性装置；
[0028]图9是示出了针对移动跨过如下装置的较高速气流的累积平均污染物浓度的一系列曲线图:(a)CFD模型的笔直壁，(b)风道形式的笔直壁，(C)根据本文中的至少一些教导的CFD模型的示例性装置，以及(d)根据本文中的至少一些教导的风道形式的示例性装置；
[0029]图10是根据另一实施例的、具有带开口的背风壁的、用于控制大气污染的装置的侧视立面图，其中所述开口贯通背风壁地定位；
[0030]图11是根据另一实施例的、具有带弯曲偏转器的背风壁的、用于控制大气污染的装置的侧视立面图；
[0031]图12是根据另一实施例的、具有带基本上笔直上部部分的背风壁的、用于控制大气污染的装置的侧视立面图；以及
[0032]图13是示出了根据另一实施例的控制大气污染的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033]参考图1，示出了整体上在美国专利N0.8，048，204(Qiu等人)中所述的现有技术壁组件10。现有技术壁组件10迫使已污染空气12向上与壁组件10上方的污染较轻空气14混合，以在壁组件10上方提供中度污染空气。污染较轻空气14通常处于气流中的较高高度处，但同时其易于包含一些道路污染物，与已污染空气12相比，污染较轻空气通常浓度更低。
[0034]壁组件10包括位于道路区域16附近的外壁20以及位于道路区域16和外壁20之间的内壁22。内壁22和外壁20间隔开以在它们之间限定通道24。
[0035]内壁22包括竖直延伸的下部部分30。下部部分30具有孔34，以用于引导已污染空气12的下部部分40进入通道24并且随后迫使所述已污染空气向上通过通道24，以便与壁组件10上方的污染较轻空气14混合。这种混合在壁组件10上方形成中度污染空气。
[0036]内壁22还包括定位在下部部分30的顶部上的偏转器32。偏转器32朝向道路区域16延伸。根据Qiu等人，当已污染空气12的上部部分42撞击下部部分30时形成了高压区域，所述高压区域将已污染空气12的上部部分42向上引导至偏转器32的上方从而与污染较轻空气14混合。
[0037]通常，现有技术壁组件10被设计成用以降低位于壁组件10的下风处的背风区域18附近的较低高度处的污染物浓度。然而，较高高度处的污染浓度增大。这是成问题的，因为位于较高高度处