(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922150149.9
(22)申请日 2019.12.05
(73)专利权人 平原滤清器有限公司
地址 453000 河南省新乡市开发区东杨村
一号
(72)发明人 林志磊 崔鹏鹏 王卫东
(74)专利代理机构 郑州豫开专利代理事务所
(普通合伙) 41131
代理人 王金
(51)Int.Cl.
B01D 46/24(2006.01)
B01D 46/00(2006.01)
B01D 53/04(2006.01)
H01M 8/0662(2016.01)
(54)实用新型名称燃料电池用空气滤芯及使用该滤芯的空气滤清器(57)摘要本实用新型公开了一种燃料电池用空气滤芯，包括筒形的支撑骨架，支撑骨架内设有整体呈筒形的碳布层；支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有无孔端盖，支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有有孔端盖，有孔端盖的中部设有 中心孔，该中心孔用于与空气滤清器的壳体上的出气口处的结构密封配合；碳布层包括压接粘合在一起的粗效过滤层、活性炭层和高效过滤层。本实用新型还公开了使用该燃料电池用空气滤芯的空气滤清器。本实用新型能够通过粗效过滤层过滤相对较大的颗粒物，通过浸渍活性炭层吸附过滤有害气体，通过高效过滤层过滤相对细小的颗粒物，从而既具有良好的颗粒物过滤效果， 又具有良好的过滤有害气体的效果。权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 211562262 U 2020.09.25
C N 211562262
U
1.燃料电池用空气滤芯，包括筒形的支撑骨架，其特征在于：支撑骨架内设有整体呈筒形的碳布层；支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有无孔端盖，支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有有孔端盖，有孔端盖的中部设有中心孔，该中心孔用于与空气滤清器的壳体上的出气口处的结构密封配合；
碳布层包括压接粘合在一起的粗效过滤层、活性炭层和高效过滤层。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用空气滤芯，其特征在于：还包括有起支撑定型作用的金属丝网层，金属丝网层与碳布层压接粘合形成滤材层，金属丝网层与碳布层中的高效过滤层压接粘合在一起。
3.根据权利要求2所述的燃料电池用空气滤芯，其特征在于：所述滤材层呈波纹状。
4.使用权利要求1至3中任一项所述的燃料电池用空气滤芯的空气滤清器，包括壳体，壳体的轴向两端均设有轴向端盖，一侧轴向端盖封闭且另一侧轴向端盖的中心设有开口，轴向端盖与壳体为一体结构；其特征在于：
壳体内设有中心管，中心管上设有多个进气孔，中心管的一端与开口处的轴向端盖密封配合，开口处的轴向端盖连接有出气口；
壳体内设有所述燃料电池用空气滤芯，燃料电池用空气滤芯与壳体之间设有环形腔，燃料电池用空气滤芯的有孔端盖的中心孔与出气口处的轴向端盖密封配合；壳体上设有与所述环形腔相通的进气口。
权 利 要 求 书1/1页CN 211562262 U
燃料电池用空气滤芯及使用该滤芯的空气滤清器
技术领域
[0001]本实用新型涉及新能源汽车的空气过滤技术领域。
背景技术
[0002]本实用新型用于氢燃料电池汽车空气供应系统，作用是过滤空气中的灰尘和有害气体。
[0003]质子交换膜燃料电池是将储存的燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的发电装置，具有能量密度高、转化效率高、零污染排放、噪音低、室温快速启动和对负载变化的快速响应等优点，因此其在航天领域、军用电源、交通运输、固定式电站以及便捷式电源等方面均具有广阔的应用前景。
[0004]质子交换膜燃料电池的阳极由储氢罐提供氢气，阴极则是利用空气中的氧气，两者在电堆中发生电化学反应，生成电流。
[0005]空气中含有大量的灰尘颗粒，会造成空压机的磨损和电堆系统的堵塞。空气中的有害气体能够使电堆系统中的催化剂中毒，从而影响电堆系统的功率和寿命。有害气体通常指SO2和NOx。普通的空气滤清器滤芯只能过滤颗粒物。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于针对氢燃料电池现有技术中的问题，提供一种既能过滤颗粒物，又能过滤有害气体的燃料电池用空气滤芯。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的燃料电池用空气滤芯包括筒形的支撑骨架，支撑骨架内设有整体呈筒形的碳布层；支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有无孔端盖，支撑骨架和碳布层的轴向一端固定连接有有孔端盖，有孔端盖的中部设有中心孔，该中心孔用于与空气滤清器的壳体上的出气口处的结构密封配合；
[0008]碳布层包括压接粘合在一起的粗效过滤层、活性炭层和高效过滤层。
[0009]还包括有起支撑定型作用的金属丝网层，金属丝网层与碳布层压接粘合形成滤材层，金属丝网层与碳布层中的高效过滤层压接粘合在一起。
[0010]所述滤材层呈波纹状。
[0011]包括壳体，壳体的轴向两端均设有轴向端盖，一侧轴向端盖封闭且另一侧轴向端盖的中心设有开口，轴向端盖与壳体为一体结构；
[0012]壳体内设有中心管，中心管上设有多个进气孔，中心管的一端与开口处的轴向端盖密封配合，开口处的轴向端盖连接有出气口；
[0013]壳体内设有所述燃料电池用空气滤芯，燃料电池用空气滤芯与壳体之间设有环形腔，燃料电池用空气滤芯的有孔端盖的中心孔与出气口处的轴向端盖密封配合；壳体上设有与所述环形腔相通的进气口。
[0014]本实用新型具有如下的优点：
[0015]本实用新型能够通过粗效过滤层过滤相对较大的颗粒物，通过浸渍活性炭层吸附
过滤有害气体，通过高效过滤层过滤相对细小的颗粒物，从而使燃料电池用空气滤芯既具有良好的颗粒物过滤效果，又具有良好的过滤有害气体的效果。同时，较大的颗粒物被粗效过滤层拦截，防止了大颗粒物长期持续进入活性炭层而降低活性炭层的作用。细小的颗粒物能够顺畅地通过活性炭层，因而不会对活性炭层吸附有害气体的作用产生明显影响。[0016]金属丝网层能够起到波纹定型的作用，在使用波纹折纸机将平面的滤材层打折成波纹状后，金属丝网层能够将打折后的波纹形状固定下来，防止打折后的碳布层（即粗效过滤层、活性炭层和高效过滤层）重新舒展开来，防止两个相邻的波纹并折在一起，使得滤材层中的每一个波纹都能起到过滤气体的作用。
[0017]燃料电池用空气滤芯安装在壳体内后形成完整的空气滤清器，使用时空气由进气口进入环形腔，再通过滤材层和进气孔进入中心管，最后过滤后的气体由出气口流出。颗粒物和有害气体得到过滤，并进入到下游的电堆系统内。
附图说明
[0018]图1是滤材层的结构示意图；
[0019]图2是打折成波纹状的滤材层的结构示意图；
[0020]图3是燃料电池用空气滤芯的结构示意图；
[0021]图4是装有本实用新型的燃料电池用空气滤芯的空气滤清器的结构示意图。[0022]图2和图3中的箭头所示方向为气流方向。
具体实施方式
[0023]如图1至图4所示，本实用新型的燃料电池用空气滤芯包括筒形的支撑骨架7，支撑骨架7内设有整体呈筒形的碳布层5；支撑骨架7和碳布层5的轴向一端固定连接有无孔端盖8，支撑骨架7和碳布层5的轴向一端固定连接有有孔端盖9，有孔端盖9的中部设有中心孔10，该中心孔10用于与空气滤清器的壳体11上的出气口12处的结构密封配合；
[0024]碳布层5包括压接粘合在一起的粗效过滤层1、活性炭层2和高效过滤层3。粗效过滤层1为燃料电池用空气滤芯的进风面，高效过滤层3为燃料电池用空气滤芯的出风面。[0025]还包括有起支撑定型作用的金属丝网层6，金属丝网层6与碳布层5压接粘合形成滤材层13，金属丝网层6与碳布层5中的高效过滤层3压接粘合在一起。
[0026]所述滤材层13呈波纹状。加工时，使用波纹折纸机将平面的滤材层13打折成波纹状。
[0027]本实用新型还公开了使用上述燃料电池用空气滤芯的空气滤清器，包括壳体11，壳体11的轴向两端均设有轴向端盖14，一侧轴向端盖14封闭且另一侧轴向端盖14的中心设有开口；轴向端盖14与壳体11为一体结构。
[0028]壳体11内设有中心管16，中心管16上设有多个进气孔，在管体上设置气孔为常规技术，图未详示进气孔。
[0029]中心管16的一端与开口处的轴向端盖14密封配合，开口处的轴向端盖14连接有出气口12；
[0030]壳体11内设有所述燃料电池用空气滤芯，燃料电池用空气滤芯与壳体11之间设有环形腔15，燃料电池用空气滤芯的有孔端盖9的中心孔10与出气口12处的轴向端盖14密封
配合；壳体11上设有与所述环形腔15相通的进气口17。
[0031]其中，活性炭层2优选采用浸渍活性炭。粗效过滤层1采用PET材料制成，其过滤对象为粒径大于30微米的颗粒物。高效过滤层3采用PP熔喷纤维材料制成，其过滤对象为粒径大于0.3微米的颗粒物。
[0032]制造时，先将粗效过滤层1、活性炭层2和高效过滤层3压接粘合形成碳布层5，再使用复合折纸机将碳布层5与金属丝网层6压接粘合形成完整的滤材层13。然后使用波纹折纸机将滤材层13打折成图2所示的波纹状。将滤材层13粘合固定在支撑骨架7内，在滤材层13和支撑骨架7的轴向一端设置有孔端盖9且另一端设置无孔端盖8，形成燃料电池用空气滤芯。有孔端盖9和无孔端盖8均优选由PU材料制成。将燃料电池用空气滤芯装入空气滤清器的壳体11，组装成完整的空气滤清器。
[0033]使用时空气由进气口17进入环形腔15，再通过滤材层13和进气孔进入中心管16，最后过滤后的气
体由出气口12流出。空气在通过燃料电池用空气滤芯的滤材层13时，粗效过滤层1过滤相对较大的颗粒物，浸渍活性炭层2吸附过滤有害气体，高效过滤层3过滤相对细小的颗粒物，从而使燃料电池用空气滤芯既具有良好的颗粒物过滤效果，又具有良好的过滤有害气体的效果。颗粒物和有害气体得到过滤后，进入到下游的电堆系统内。[0034]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
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