CN108194328A - 缸体总成及包含其的空气压缩设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缸体总成及包含其的空气压缩设备，缸体总成包括缸体组件和空气过滤器，所述缸体组件设有低压气体储存腔室以及低压气体进口，空气过滤器设置于缸体组件，空气过滤器包括壳体、滤芯层和活性炭层，壳体具有空腔、空气进口和空气出口，空气进口、空腔和空气出口依次连通，以形成空气过滤流路，滤芯层和活性炭层均位于空气过滤流路上，活性炭层用于过滤从空气进口进入的空气内的物理杂质和化学杂质，且活性炭层与滤芯层从空气进口朝向空气出口的方向上排列设置。本发明能够使得排出的空气的洁净度更高，能够适应于对空气的洁净度要求较高的设备，进而使得缸体总成、空气压缩设备的适应范围更加广泛。

Description

缸体总成及包含其的空气压缩设备

技术领域

本发明涉及一种缸体总成及包含其的空气压缩设备。

背景技术

降低排放，减少空气污染，已越来越受到人们的重视。燃料电池系统无疑能在这方面起到很重要的作用。空气压缩设备是燃料电池系统当前需要突破的技术瓶颈之一。

目前，传统的空气压缩设备包括缸体总成，缸体总成包括缸体组件和空气过滤器，所述缸体组件设有低压气体进口和低压气体储存腔室，空气过滤器设置于缸体组件外，空气过滤器包括壳体和滤芯层，壳体具有空气进口和空气出口，空气进口、空气出口、低压气体进口和低压气体储存腔室依次连通，滤芯层设置于壳体，并位于空气进口与空气出口之间，以过滤从所述空气进口进入的空气中的物理杂质。

然而，采用这种结构形式存在以下缺陷：因现有空气过滤器仅能过滤空气中的物理杂质，其并不能适应于对空气的洁净度要求较高的设备，这使得缸体总成及空气压缩设备的适应范围均比较局限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种缸体总成及包含其的空气压缩设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种缸体总成，包括缸体组件和空气过滤器，所述缸体组件设有低压气体储存腔室以及与所述低压气体储存腔室连通的低压气体进口，所述空气过滤器设置于所述缸体组件，并位于靠近所述低压气体进口的位置处；

所述空气过滤器包括壳体和滤芯层，所述壳体具有空腔、空气进口和空气出口，所述空气进口、所述空腔和所述空气出口依次连通，以形成空气过滤流路，所述空气出口与所述低压气体进口连通，所述滤芯层设置于所述空腔内，并位于所述空气过滤流路上，以过滤从所述空气进口进入的空气内的物理杂质，并将过滤后的空气通过所述空气出口排出；

所述空气过滤器还包括：

活性炭层，所述活性炭层设置于所述空腔内，并位于所述空气过滤流路上，所述活性炭层用于过滤从所述空气进口进入的空气内的物理杂质和化学杂质，且所述活性炭层与所述滤芯层从所述空气进口朝向所述空气出口的方向上排列设置。

在本方案中，活性炭层能够过滤空气内的一氧化碳、二氧化硫等化学废气，从而使得过滤后的空气的洁净度更高，进而使得进入缸体总成及空气压缩设备的空气的洁净度更高，使得经过空气压缩设备压缩后的空气的洁净度更高，在应用时能够适应于对空气的洁净度要求较高的设备，进而使得缸体总成及空气压缩设备的适应范围更加广泛。同时，能够提高经空气压缩设备压缩后进入燃料电池系统的电堆内的空气的洁净度，进而减小空气内的化学杂质对电堆内的电化学反应的影响，提高了电堆的使用寿命。另外，活性炭层还能够过滤空气内的物理杂质，能够进一步提高空气过滤器的过滤效果。

较佳地，所述活性炭层与所述滤芯层从所述空气进口朝向所述空气出口的方向上依次排列设置。

较佳地，所述空气过滤器还包括一定位板，所述定位板设置于所述空腔内，并将所述空腔分隔成第一容纳空间和第二容纳空间，所述定位板具有多个空气流通孔，所述第一容纳空间通过多个所述空气流通孔与第二容纳空间连通，所述活性炭层设置于所述第一容纳空间内，所述滤芯层设置于所述第二容纳空间内。

在本方案中，定位板的设置有利于将活性炭层稳定地定位于第一容纳空间内，并将滤芯层稳定地定位于第二容纳空间内。

较佳地，所述第一容纳空间与所述空气进口连通，所述第二容纳空间与所述空气出口连通；

和/或，所述定位板采用网状结构，所述网状结构的网孔为所述空气流通孔。

较佳地，所述活性炭层延伸于整个所述第一容纳空间，所述滤芯层延伸于整个所述第二容纳空间。

较佳地，所述滤芯层采用滤布制得；

和/或，所述滤芯层采用波纹结构。

在本方案中，滤芯层采用波纹结构，能够增加滤芯层的过滤面积，从而提高空气过滤器的过滤效果。

较佳地，所述滤芯层粘接于所述壳体的所述空腔内。这样能够使得滤芯层更加牢固地固定于壳体的空腔内。

较佳地，所述壳体包括相对设置的内壳和外壳以及相对设置的上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板均邻接于所述内壳和所述外壳，且所述内壳、所述外壳、所述上盖板和所述下盖板围绕形成有所述空腔。

较佳地，所述外壳采用网状结构，所述网状结构的网孔为所述空气进口；

和/或，所述内壳采用网状结构，所述内壳的所述网状结构的网孔为所述空气出口。

较佳地，所述滤芯层粘接于所述上盖板和所述下盖板；

和/或，所述上盖板和所述下盖板均可拆卸连接于并密封连接于所述内壳和所述外壳。

较佳地，所述空气过滤器还包括一定位板，所述定位板固定于所述上盖板和所述下盖板，并将所述空腔分隔成第一容纳空间和第二容纳空间，所述定位板具有多个空气流通孔，所述第一容纳空间通过多个所述空气流通孔与第二容纳空间连通，所述活性炭层设置于所述第一容纳空间内，所述滤芯层设置于所述第二容纳空间内。

较佳地，所述壳体采用环形结构，所述空腔沿所述壳体的周向延伸，所述滤芯层和所述活性炭层也均采用环形结构，并均沿所述壳体的周向延伸。

在本方案中，空气过滤器采用环形结构，拥有360°的过滤范围，其过滤面积比传统的空滤大了几倍，进气阻力小，从而确保过滤过的空气供应能够跟得上空气压缩设备压缩空气所需的空气量，避免出现空气供不应求。

较佳地，所述空气过滤器采用分体式结构。这样便于空气过滤器的拆装。

较佳地，所述壳体具有一空气入口面和一空气出口面，所述空气进口分布于整个所述空气入口面，所述空气出口分布于整个所述空气出口面，且所述空气入口面为所述壳体的外壁面，所述空气出口面为所述壳体的内壁面。

较佳地，所述壳体中设置所述空气出口的侧壁与所述缸体组件中设置所述低压气体进口的侧壁之间形成有空气流通空间，所述空气流通空间位于所述空气出口与所述低压气体进口之间，并与所述空气出口、所述低压气体进口连通。

在本方案中，空气流通空间与所述空气出口、所述低压气体进口连通，这样增加了从空气过滤器的空气出口进入低压气体进口的空气量。

较佳地，所述缸体组件包括缸体、上端盖和下端盖，所述上端盖与所述下端盖分别可拆卸连接于并密封连接于所述缸体的顶部和底部，且所述缸体与所述上端盖、所述下端盖围绕形成有所述低压气体储存腔室，所述低压气体进口设置于所述缸体的侧壁，所述空气过滤器设置于所述缸体外，并密封连接于所述上端盖和所述下端盖。

较佳地，所述缸体组件采用环形结构体，所述低压气体进口具有多个，多个所述低压气体进口沿所述缸体组件的周向间隔设置，所述空气过滤器套设于所述缸体组件。

本发明还提供了一种空气压缩设备，其包括如上所述的缸体总成。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的缸体总成及包含其的空气压缩设备，活性炭层能够过滤空气内的一氧化碳、二氧化硫等化学废气，从而使得过滤后的空气的洁净度更高，进而使得进入缸体总成及空气压缩设备的空气的洁净度更高，使得经过空气压缩设备压缩后的空气的洁净度更高，在应用时能够适应于对空气的洁净度要求较高的设备，进而使得缸体总成及包含其的空气压缩设备的适应范围更加广泛，同时，能够提高经空气压缩设备压缩后进入燃料电池系统的电堆内的空气的洁净度，进而减小空气内的化学杂质对电堆内的电化学反应的影响，提高了电堆的使用寿命。

另外，空气过滤器采用环形结构，拥有360°的过滤范围，其过滤面积比传统的空滤大了几倍，进气阻力小，从而确保过滤过的空气供应能够跟得上空气压缩设备压缩空气所需的空气量，避免出现空气供不应求。

附图说明

图1为本发明一实施例的缸体总成的内部结构示意图。

图2为本发明一实施例的缸体总成的部分结构示意图，其中，空气过滤器被移除。

图3为本发明一实施例的空气过滤器的立体结构示意图。

图4为本发明一实施例的空气过滤器的内部结构示意图。

图5为本发明一实施例的空气过滤器的滤芯层的部分结构示意图。

附图标记说明：

缸体总成：1

空气过滤器：2

壳体：20

空腔：200

第一容纳空间：201

第二容纳空间：202

空气进口：203

空气出口：204

内壳：205

空气出口面：2050

外壳：206

空气入口面：2060

上盖板：207

下盖板：208

滤芯层：21

活性炭层：22

定位板：23

上垫片：24

下垫片：25

缸体组件：3

低压气体储存腔室：30

低压气体进口：31

缸体：32

上端盖：33

下端盖：34

空气流通空间：4

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1-2根据本发明一实施例示出了一种缸体总成1的示意性结构。如图1-2所示，缸体总成1包括缸体组件3和空气过滤器2。缸体组件3设有低压气体储存腔室30和低压气体进口31。空气过滤器2设置于缸体组件3，并位于靠近低压气体进口31的位置处。空气进口203、空气出口204、低压气体进口31和低压气体储存腔室30依次连通。

图3-4根据本发明一实施例示出了一种空气过滤器2的示意性结构。如图3-4所示，空气过滤器2包括壳体20、滤芯层21和活性炭层22。壳体20具有空腔200、空气进口203和空气出口204。空气进口203、空腔200和空气出口204依次连通，以形成空气过滤流路。

滤芯层21设置于空腔200内，并位于空气过滤流路上，以过滤从空气进口203进入的空气内的物理杂质，并将过滤后的空气通过空气出口204排出。

活性炭层22设置于空腔200内，并位于空气过滤流路上。活性炭层22用于过滤从空气进口203进入的空气内的物理杂质和化学杂质。且活性炭层22与滤芯层21从空气进口203朝向空气出口204的方向上排列设置。

活性炭层22能够过滤空气内的一氧化碳、二氧化硫等化学废气，从而使得过滤后的空气的洁净度更高，进而使得进入缸体总成及空气压缩设备的空气的洁净度更高，使得经过空气压缩设备压缩后的空气的洁净度更高，在应用时能够适应于对空气的洁净度要求较高的设备，进而使得空气过滤器2的适应范围更加广泛。活性炭层22还能够过滤空气内的物理杂质，能够进一步提高空气过滤器2的过滤效果。

在本实施方式中，活性炭层22与滤芯层21从空气进口203朝向空气出口204的方向上依次排列设置。活性炭层22邻近空气进口203设置，滤芯层21邻接空气出口204设置。当然，在其他实施例中，活性炭层22与滤芯层21从空气出口204朝向空气进口203的方向上依次排列设置；活性炭层22邻近空气出口204设置，滤芯层21邻接空气进口203设置，并不局限于此。

另外，壳体20包括相对设置的内壳205和外壳206以及相对设置的上盖板207和下盖板208。上盖板207和下盖板208均邻接于内壳205和外壳206。且内壳205、外壳206、上盖板207和下盖板208围绕形成有空腔200。

进一步地，上盖板207可拆卸连接于并密封连接于内壳205和外壳206。下盖板208可拆卸连接于并密封连接于内壳205和外壳206。在本实施方式中，上盖板207连接于内壳205和外壳206的顶部，下盖板208连接于内壳205和外壳206的底部。

此外，壳体20具有一空气入口面2060和一空气出口面2050。空气进口203分布于整个空气入口面2060，空气出口204分布于整个空气出口面2050。且空气入口面2060为壳体20的外壁面，空气出口面2050为壳体20的内壁面。在本实施方式中，空气入口面2060为外壳206的外壁面，空气出口面2050为内壳205的内壁面。空气进口203具有多个，多个空气进口203排布于整个外壳206。空气出口204具有多个，多个空气出口204排布于整个内壳205。

进一步地，外壳206采用网状结构，网状结构的网孔为空气进口203。内壳205采用网状结构，内壳205的网状结构的网孔为空气出口204。在本实施方式中，外壳206和内壳205的材质均采用金属材质。

更进一步地，滤芯层21粘接于壳体20的空腔200内。这样能够使得滤芯层21更加牢固地固定于壳体20的空腔200内。具体地，滤芯层21粘接于上盖板207和下盖板208。在本实施方式中，滤芯层21通过胶层粘接于上盖板207与下盖板208之间；滤芯层21的顶面粘接于上盖板207，滤芯层21的底面粘接于下盖板208。

如图4所示，空气过滤器2还包括一定位板23，定位板23设置于空腔200内，并将空腔200分隔成第一容纳空间201和第二容纳空间202。定位板23具有多个空气流通孔(图中未示出)。第一容纳空间201通过多个空气流通孔与第二容纳空间202连通。活性炭层22设置于第一容纳空间201内，滤芯层21设置于第二容纳空间202内。定位板23的设置有利于将活性炭层22稳定地定位于第一容纳空间201内，并将滤芯层21稳定地定位于第二容纳空间202内。

在本实施方式中，定位板23固定于上盖板207和下盖板208。定位板23与上盖板207、下盖板208垂直连接。定位板23的顶面固定于上盖板207，定位板23的底面固定于下盖板208。

另外，第一容纳空间201与空气进口203连通。第二容纳空间202与空气出口204连通。第一容纳空间201邻近空气进口203设置，第二容纳空间202邻近空气出口204设置。当然，在其他实施例中，第一容纳空间201、第二容纳空间202、空气进口203和空气出口204的位置关系也可以采取以下方式，比如，第二容纳空间202与空气进口203连通，第一容纳空间201与空气出口204连通；第二容纳空间202邻近空气进口203设置，第一容纳空间201邻近空气出口204设置，并不局限于此。

此外，定位板23采用网状结构，网状结构的网孔为空气流通孔。在本实施方式中，定位板23的材质采用金属材质。活性炭层22延伸于整个第一容纳空间201。滤芯层21延伸于整个第二容纳空间202。

如图5所示，滤芯层21采用波纹结构。这样能够增加滤芯层21的过滤面积，从而提高空气过滤器2的过滤效果。在本实施方式中，在滤芯层21的周向上，滤芯层21采用波纹结构。其中，滤芯层21采用滤布制得。滤布的材质可以为无纺布或玻璃纤维。

如图3-4所示，空气过滤器2采用环形结构。壳体20采用环形结构。空腔200沿壳体20的周向延伸，也为环形结构。在本实施方式中，定位板23、第一容纳空间201和第二容纳空间202均为环形结构。滤芯层21和活性炭层22也均采用环形结构，并均沿壳体20的周向延伸。

空气过滤器2采用环形结构，拥有360°的过滤范围，其过滤面积比传统的空滤大了几倍，进气阻力小，从而确保过滤过的空气供应能够跟得上空气压缩设备压缩空气所需的空气量，避免出现空气供不应求。

另外，空气过滤器2采用分体式结构。这样便于空气过滤器2的拆装。在本实施方式中，在空气过滤器2的周向上，空气过滤器2采用分体式结构。相应地，壳体20、滤芯层21和活性炭层22均采用分体式结构。

此外，空气过滤器2还包括上垫片24和下垫片25，上垫片24设置于上盖板207的顶面，下垫片25设置于下盖板208的底面。上垫片24和下垫面的材质均为硅胶。上垫片24和下垫片25均位于空腔200外。

如图1-2所示，壳体20中设置空气出口204的侧壁与缸体组件3中设置低压气体进口31的侧壁之间形成有空气流通空间4。空气流通空间4位于空气出口204与低压气体进口31之间，并与空气出口204、低压气体进口31连通。这样增加了从空气过滤器2的空气出口204进入低压气体进口31的空气量。在本实施方式中，空气流通空间4形成于空气过滤器2的内壳205的内壁面与缸体32的外壁面之间；所有低压气体进口31均与空气流通空间4连通。

另外，缸体组件3包括缸体32、上端盖33和下端盖34，上端盖33与下端盖34分别可拆卸连接于并密封连接于缸体32的顶部和底部。且缸体32与上端盖33、下端盖34围绕形成有低压气体储存腔室30。低压气体进口31设置于缸体32的侧壁。空气过滤器2设置于缸体32外，并密封连接于上端盖33和下端盖34。在本实施方式中，空气过滤器2的上盖板207通过上垫片24与缸体组件3的上端盖33密封连接，空气过滤器2的下盖板208通过下垫片25与缸体组件3的下端盖34密封连接。

此外，缸体组件3采用环形结构体。低压气体进口31具有多个，多个低压气体进口31沿缸体组件3的周向间隔设置。空气过滤器2套设于缸体组件3。在本实施方式中，多个低压气体进口31沿缸体组件3的周向均匀间隔设置于缸体32的侧壁。空气流通空间4也采用环形结构。

本实施例还提供了一种空气压缩设备，其包括如上所述的缸体总成1。包括如上所述的缸体总成的空气压缩设备，其能够提高经空气压缩设备压缩后进入燃料电池系统的电堆内的空气的洁净度，进而减小空气内的化学杂质对电堆内的电化学反应的影响，提高了电堆的使用寿命。并且使得空气压缩设备的适应范围更广。同时，空气过滤器采用环形结构，能够确保过滤过的空气供应能够跟得上空气压缩设备压缩空气所需的空气量，避免出现空气供不应求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种缸体总成，包括缸体组件和空气过滤器，所述缸体组件设有低压气体储存腔室以及与所述低压气体储存腔室连通的低压气体进口，所述空气过滤器设置于所述缸体组件，并位于靠近所述低压气体进口的位置处；

所述空气过滤器包括壳体和滤芯层，所述壳体具有空腔、空气进口和空气出口，所述空气进口、所述空腔和所述空气出口依次连通，以形成空气过滤流路，所述空气出口与所述低压气体进口连通，所述滤芯层设置于所述空腔内，并位于所述空气过滤流路上，以过滤从所述空气进口进入的空气内的物理杂质，并将过滤后的空气通过所述空气出口排出；

其特征在于，所述空气过滤器还包括：

活性炭层，所述活性炭层设置于所述空腔内，并位于所述空气过滤流路上，所述活性炭层用于过滤从所述空气进口进入的空气内的物理杂质和化学杂质，且所述活性炭层与所述滤芯层从所述空气进口朝向所述空气出口的方向上排列设置。

2.如权利要求1所述的缸体总成，其特征在于，所述活性炭层与所述滤芯层从所述空气进口朝向所述空气出口的方向上依次排列设置。

3.如权利要求1所述的缸体总成，其特征在于，所述空气过滤器还包括一定位板，所述定位板设置于所述空腔内，并将所述空腔分隔成第一容纳空间和第二容纳空间，所述定位板具有多个空气流通孔，所述第一容纳空间通过多个所述空气流通孔与第二容纳空间连通，所述活性炭层设置于所述第一容纳空间内，所述滤芯层设置于所述第二容纳空间内。

4.如权利要求3所述的缸体总成，其特征在于，所述第一容纳空间与所述空气进口连通，所述第二容纳空间与所述空气出口连通；

和/或，所述定位板采用网状结构，所述网状结构的网孔为所述空气流通孔。

5.如权利要求3所述的缸体总成，其特征在于，所述活性炭层延伸于整个所述第一容纳空间，所述滤芯层延伸于整个所述第二容纳空间。

6.如权利要求1所述的缸体总成，其特征在于，所述滤芯层采用滤布制得；

和/或，所述滤芯层采用波纹结构。

7.如权利要求1所述的缸体总成，其特征在于，所述滤芯层粘接于所述壳体的所述空腔内。

8.如权利要求1所述的缸体总成，其特征在于，所述壳体包括相对设置的内壳和外壳以及相对设置的上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板均邻接于所述内壳和所述外壳，且所述内壳、所述外壳、所述上盖板和所述下盖板围绕形成有所述空腔。

9.如权利要求8所述的缸体总成，其特征在于，所述外壳采用网状结构，所述网状结构的网孔为所述空气进口；

和/或，所述内壳采用网状结构，所述内壳的所述网状结构的网孔为所述空气出口。

10.如权利要求8所述的缸体总成，其特征在于，所述滤芯层粘接于所述上盖板和所述下盖板；

和/或，所述上盖板和所述下盖板均可拆卸连接于并密封连接于所述内壳和所述外壳。

11.如权利要求8所述的缸体总成，其特征在于，所述空气过滤器还包括一定位板，所述定位板固定于所述上盖板和所述下盖板，并将所述空腔分隔成第一容纳空间和第二容纳空间，所述定位板具有多个空气流通孔，所述第一容纳空间通过多个所述空气流通孔与第二容纳空间连通，所述活性炭层设置于所述第一容纳空间内，所述滤芯层设置于所述第二容纳空间内。

12.如权利要求1-11任一项所述的缸体总成，其特征在于，所述壳体采用环形结构，所述空腔沿所述壳体的周向延伸，所述滤芯层和所述活性炭层也均采用环形结构，并均沿所述壳体的周向延伸。

13.如权利要求12所述的缸体总成，其特征在于，所述空气过滤器采用分体式结构。

14.如权利要求12所述的缸体总成，其特征在于，所述壳体具有一空气入口面和一空气出口面，所述空气进口分布于整个所述空气入口面，所述空气出口分布于整个所述空气出口面，且所述空气入口面为所述壳体的外壁面，所述空气出口面为所述壳体的内壁面。

15.如权利要求1-11任一项所述的缸体总成，其特征在于，所述壳体中设置所述空气出口的侧壁与所述缸体组件中设置所述低压气体进口的侧壁之间形成有空气流通空间，所述空气流通空间位于所述空气出口与所述低压气体进口之间，并与所述空气出口、所述低压气体进口连通。

16.如权利要求1-11任一项所述的缸体总成，其特征在于，所述缸体组件包括缸体、上端盖和下端盖，所述上端盖与所述下端盖分别可拆卸连接于并密封连接于所述缸体的顶部和底部，且所述缸体与所述上端盖、所述下端盖围绕形成有所述低压气体储存腔室，所述低压气体进口设置于所述缸体的侧壁，所述空气过滤器设置于所述缸体外，并密封连接于所述上端盖和所述下端盖。

17.如权利要求1-11任一项所述的缸体总成，其特征在于，所述缸体组件采用环形结构体，所述低压气体进口具有多个，多个所述低压气体进口沿所述缸体组件的周向间隔设置，所述空气过滤器套设于所述缸体组件。

18.一种空气压缩设备，其特征在于，其包括如权利要求1-17任一项所述的缸体总成。