CN207719324U - 兼具过滤、消音的空气处理器及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及兼具过滤、消音的空气处理器及燃料电池系统。燃料电池系统包括空压机以及连在空压机进风口处的空气处理器，空气处理器包括内部设有过气通道的器体，过气通道与空压机的进风口连通，过气通道内沿垂直气流方向设有滤芯，器体的侧壁上设有消音结构。在器体的过气通道内设置滤芯可对气体进行过滤，通过在沿平行气流方向的侧壁上设置消音结构以进行消音，该消音结构不会对气体的流动造成太大干扰，也不会降低气体的压强，而是仅仅辅助降低气体的噪声，将原有消音装置和空气净化装置的功能集成在一个上，可将体积减小为原来的一半，集成度高、体积占用小，使空气处理器的应用场景大大拓宽，尤其是可以适用于对于体积限制较严格的场景。

Description

兼具过滤、消音的空气处理器及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及兼具过滤、消音的空气处理器及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置，具有能量转化效率高、无温室气体排放等优点，适用于汽车、电站、航天等领域。燃料电池系统使用的氧化剂为空气中的氧气，需要对空气进行一定程度的加压和过滤。

燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统和控制系统组成，其中空气供给系统的作用是将空气净化后加压至一定的压力输送到电堆进行电化学反应，净化空气的原因是空气中的污染物（比如一氧化碳、硫化物等）影响燃料电池寿命；加压空气的作用是提高反应速率。使用的设备和部件为过滤器和空气压缩机，空气压缩机需要满足体积小、流量大的要求，导致噪声较大，因此需要安装消音器进行降噪。空气供给系统中的空气净化装置和消音装置使得整个燃料电池系统体积大，集成度不高，限制燃料电池在汽车、电站等领域的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种兼具过滤、消音的空气处理器，以解决消音装置和空气净化装置体积大、集成度不高的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种在进气口安装有上述空气处理器的燃料电池系统。

为实现上述目的，本实用新型的兼具过滤、消音的空气处理器采用如下的技术方案：

技术方案1：兼具过滤、消音的空气处理器包括内部设有过气通道的器体，过气通道内沿垂直气流方向设置有滤芯，器体的包围过气通道的侧壁上设有消音结构。

有益效果：在器体的进出气的过气通道内设置滤芯可对气体进行过滤，通过在沿平行于气流方向的侧壁上设置消音结构以进行消音，该消音结构不会对气体的流动造成太大干扰，也不会降低气体的压强，而是仅仅辅助降低气体的噪声，将原有消音装置和空气净化装置的功能集成在一个上，可将体积减小为原来的一半，集成度高、体积占用小，使得空气处理器的应用场景大大拓宽，尤其是可以适用于对于体积限制较严格的场景。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述消音结构包括至少一层微孔板消音层，微孔板消音层与过气通道的侧壁间隔设置。微孔板消音层作为消音结构、且微孔板消音层与侧壁间隔设置形成消音腔，不仅体积占用小、而且不会对气流产生太大的阻力，而且微孔板消音层的微孔尺寸可根据气体的流动特性设置。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述微孔板消音层至少有两层。

技术方案4：在技术方案3的基础上，各层微孔板消音层沿过气通道的径向间隔设置。微孔板消音层之间间隔设置可形成多层消音空腔，提高消音效果。

技术方案5：在技术方案4的基础上，空气处理器还包括调节各层微孔板消音层之间、及最外层微孔板消音层与过气通道的侧壁之间的距离的调节结构。可根据空压机空气入口的噪声频率，设计微穿孔板与侧壁之间以及微穿孔板之间的空腔尺寸。

技术方案6：在技术方案5的基础上，所述器体为中空的长方体形筒，所述微孔板消音层由矩形的微孔板拼成，所述调节结构包括间隔设置并用于供微孔板选择插入的插槽。可方便微孔板消音层的间距调节且结构简单。

技术方案7：在技术方案1-6任意一项的基础上，所述滤芯包括物理过滤的物理滤芯以及化学过滤的化学滤芯。通过物理滤芯可滤除固体颗粒或粉尘等；通过化学滤芯可滤除或吸附气体中的一氧化碳、硫化物等有害化学物质。

技术方案8：在技术方案7的基础上，所述物理滤芯和化学滤芯呈波纹状。

技术方案9：在技术方案7的基础上，所述过气通道内设有两组所述滤芯，两组滤芯分别设置在所述过气通道的进口和出口处。可实现两级过滤。

本实用新型的燃料电池系统采用如下的技术方案：

技术方案1：燃料电池系统包括空压机以及连接在空压机的进风口处的空气处理器，空气处理器包括内部设有过气通道的器体，过气通道与空压机的进风口连通，过气通道内沿垂直气流方向设置有滤芯，器体的包围过气通道的侧壁上设有消音结构。

有益效果：在器体的进出气的过气通道内设置滤芯可对气体进行过滤，通过在沿平行于气流方向的侧壁上设置消音结构以进行消音，该消音结构不会对气体的流动造成太大干扰，也不会降低气体的压强，而是仅仅辅助降低气体的噪声，将原有消音装置和空气净化装置的功能集成在一个上，可将体积减小为原来的一半，集成度高、体积占用小，使得空气处理器的应用场景大大拓宽，尤其是可以适用于对于体积限制较严格的场景。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述消音结构包括至少一层微孔板消音层，微孔板消音层与过气通道的侧壁间隔设置。微孔板消音层作为消音结构、且微孔板消音层与侧壁间隔设置形成消音腔，不仅体积占用小、而且不会对气流产生太大的阻力，而且微孔板消音层的微孔尺寸可根据气体的流动特性设置。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述微孔板消音层至少有两层。

技术方案4：在技术方案3的基础上，各层微孔板消音层沿过气通道的径向间隔设置。微孔板消音层之间间隔设置可形成多层消音空腔，提高消音效果。

技术方案5：在技术方案4的基础上，空气处理器还包括调节各层微孔板消音层之间、及最外层微孔板消音层与过气通道的侧壁之间的距离的调节结构。可根据空压机空气入口的噪声频率，设计微穿孔板与侧壁之间以及微穿孔板之间的空腔尺寸。

技术方案6：在技术方案5的基础上，所述器体为中空的长方体形筒，所述微孔板消音层由矩形的微孔板拼成，所述调节结构包括间隔设置并用于供微孔板选择插入的插槽。可方便微孔板消音层的间距调节且结构简单。

技术方案7：在技术方案1-6任意一项的基础上，所述滤芯包括物理过滤的物理滤芯以及化学过滤的化学滤芯。通过物理滤芯可滤除固体颗粒或粉尘等；通过化学滤芯可滤除或吸附气体中的一氧化碳、硫化物等有害化学物质。

技术方案8：在技术方案7的基础上，所述物理滤芯和化学滤芯呈波纹状。

技术方案9：在技术方案7的基础上，所述过气通道内设有两组所述滤芯，两组滤芯分别设置在所述过气通道的进口和出口处。可实现两级过滤。

附图说明

图1为本实用新型的燃料电池系统的具体实施例系统原理图；

图2为图1中的空气处理器的结构示意图；

图3为图2中的滤芯的结构示意图；

图4为图2中的消音结构的结构示意图；

图中：1-空气处理器，11-滤芯，111-物理滤芯，112-化学滤芯，12-消音结构，121-侧壁层，122-微孔板消音层，2-空压机，3-电堆，4-控制器，5-水热管理系统，6-氢气供给系统；A-气流方向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的燃料电池系统的具体实施例，如图1所示，燃料电池系统包括空气处理器1、空压机2、电堆3、控制器4、水热管理系统5、氢气供给系统6，空压机2作为空气供给系统的核心部件，可对空气压缩后输入电堆3，氢气供给系统6和水热管理系统5均与电堆3连接，控制器4与电堆3控制连接。空气处理器1与空压机2的进风口连接，如图2所示，空气处理器1外形呈长方体，在其他实施例中也可为圆柱体或者其他棱柱或异形结构。空气处理器1的器身内中空，中空处为过气通道，即长方体的前侧为进气口、后侧为出气口，进、出气口之间为过气通道，进气口和出气口处均设置有滤芯11，在其他实施例中也可仅在进气口或者仅在出气口或者在进气口和出气口之间的过气通道内设置滤芯11，如图3所示，滤芯11包括化学滤芯112和物理滤芯111，通过物理滤芯111可滤除固体颗粒或粉尘等；通过化学滤芯112可滤除或吸附气体中的一氧化碳、硫化物等有害化学物质。化学滤芯112和物理滤芯111均呈波纹状。在其他实施例中，也可为直板状的滤芯。空气处理器1的长方体的侧壁即平行气流方向A的侧壁包括三层，如图4所示，最外层为金属或树脂制成的侧壁层121，内层依次为两层微孔板消音层122，两层微孔板消音层122和侧壁层121共同构成消音结构12，两层微孔板消音层122之间以及微孔板消音层122与侧壁层121之间均间隔设置，且在长方体壳体的内部设置有多个间隔设置的插槽，以便用来安装微孔板并调节微孔板消音层122之间的间隔，可根据噪声频率针对性调整微孔板的位置以便有效降噪。微孔板为具有微孔的金属板，微孔的孔径根据气体的流动特性设计。

使用过程：将空气处理器1连接在空压机2的进气口处，以便为进入空压机2的空气进行预处理，可通过物理滤芯111过滤掉颗粒和粉尘，通过化学滤芯112过滤掉特定化学物质，确保空气质量，提高燃料电池的寿命；同时可通过微孔板对此过程中产生的以及空压机2中传递而来的噪音进行降噪处理，消除一部分噪音。

其他实施例中：微孔板也可设置一层或者三层或者更多层；滤芯也不限于两组，每组也不限于仅有一个化学滤芯和物理滤芯，例如可根据气体中颗粒含量及有害特定化学物质的多少调节物理滤芯和化学滤芯的层数，当颗粒和粉尘含量高时可多加一层物理滤芯，当特定化学物质多时可多加一层化学滤芯。

本实用新型的兼具过滤、消音的空气处理器的具体实施例与本实用新型的燃料电池系统各实施例中的空气处理器的各实施例相同，不再赘述。

Claims (18)

1.兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，包括内部设有过气通道的器体，过气通道内沿垂直气流方向设置有滤芯，器体的包围过气通道的侧壁上设有消音结构。

2.根据权利要求1所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述消音结构包括至少一层微孔板消音层，微孔板消音层与过气通道的侧壁间隔设置。

3.根据权利要求2所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述微孔板消音层至少有两层。

4.根据权利要求3所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，各层微孔板消音层沿过气通道的径向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，空气处理器还包括调节各层微孔板消音层之间、及最外层微孔板消音层与过气通道的侧壁之间的距离的调节结构。

6.根据权利要求5所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述器体为中空的长方体形筒，所述微孔板消音层由矩形的微孔板拼成，所述调节结构包括间隔设置并用于供微孔板选择插入的插槽。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述滤芯包括物理过滤的物理滤芯以及化学过滤的化学滤芯。

8.根据权利要求7所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述物理滤芯和化学滤芯呈波纹状。

9.根据权利要求7所述的兼具过滤、消音的空气处理器，其特征是，所述过气通道内设有两组所述滤芯，两组滤芯分别设置在所述过气通道的进口和出口处。

10.燃料电池系统，包括空压机以及连接在空压机的进风口处的空气处理器，其特征是，空气处理器包括内部设有过气通道的器体，过气通道与空压机的进风口连通，过气通道内沿垂直气流方向设置有滤芯，器体的包围过气通道的侧壁上设有消音结构。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征是，所述消音结构包括至少一层微孔板消音层，微孔板消音层与过气通道的侧壁间隔设置。

12.根据权利要求11所述的燃料电池系统，其特征是，所述微孔板消音层至少有两层。

13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其特征是，各层微孔板消音层沿过气通道的径向间隔设置。

14.根据权利要求13所述的燃料电池系统，其特征是，空气处理器还包括调节各层微孔板消音层之间、及最外层微孔板消音层与过气通道的侧壁之间的距离的调节结构。

15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其特征是，所述器体为中空的长方体形筒，所述微孔板消音层由矩形的微孔板拼成，所述调节结构包括间隔设置并用于供微孔板选择插入的插槽。

16.根据权利要求10-15任意一项所述的燃料电池系统，其特征是，所述滤芯包括物理过滤的物理滤芯以及化学过滤的化学滤芯。

17.根据权利要求16所述的燃料电池系统，其特征是，所述物理滤芯和化学滤芯呈波纹状。

18.根据权利要求16所述的燃料电池系统，其特征是，所述过气通道内设有两组所述滤芯，两组滤芯分别设置在所述过气通道的进口和出口处。