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CN111068414A - 一种空气过滤系统及过滤方法 - Google Patents

一种空气过滤系统及过滤方法 Download PDF

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CN111068414A CN201911303913.XA CN201911303913A CN111068414A CN 111068414 A CN111068414 A CN 111068414A CN 201911303913 A CN201911303913 A CN 201911303913A CN 111068414 A CN111068414 A CN 111068414A
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李国军
秦铎
王功珂
徐鹏皓
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Abstract

本发明公开了一种空气过滤系统及过滤方法,属于燃料电池技术领域。空气过滤系统包括第一过滤器,用于过滤空气中的颗粒物;第二过滤器,其与所述第一过滤器连接,用于过滤经所述第一过滤器后的空气中的酸性杂质;第三过滤器,所述第三过滤器与所述第一过滤器连接,并与所述第二过滤器并联连接,用于过滤经所述第一过滤器后的空气中的碱性杂质;控制模块,所述控制模块与所述第一过滤器控制连接,用于控制并分配由所述第一过滤器分别进入所述第二过滤器与所述第三过滤器的空气量,以使经所述第二过滤器与所述第三过滤器过滤后并混合的空气的PH值能够满足燃料电池的要求。其优点在于:能够使过滤的空气的PH值实时满足燃料电池的要求。

Description

一种空气过滤系统及过滤方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,尤其涉及一种空气过滤系统及过滤方法。
背景技术
随着能源消耗和环境污染的问题日趋严重,传统的燃油汽车已不能满足环保的要求。新能源燃料电池汽车由于具有无污染、能量转化效率高及燃料加注快的优点,在国内外得到迅速发展。
其中,空气过滤系统作为燃料电池中必不可缺少的辅助系统,为燃料电池提供清洁的空气,以使提供的空气与燃料电池中的氢气供应系统提供的氢气燃料在燃料电池堆内发生化学反应,以产生电能。
但目前的空气过滤系统中,均将空气过滤系统中的各个滤芯集成连接在一起,过滤方式单一,使其不能针对环境空气质量的不同而采取相对应的过滤处理,导致过滤的空气质量不能实时满足燃料电池的要求;且当其中一个滤芯的功能失效时,必须对空气过滤系统中的整个滤芯进行更换,造成了极大的浪费,且费时费力,使过滤效率较低。
综上所述,亟需设计一种空气过滤系统及过滤方法,来解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种空气过滤系统,能够使过滤的空气的PH值实时满足燃料电池的要求。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种空气过滤系统,包括:
第一过滤器,用于过滤空气中的颗粒物;
第二过滤器,所述第二过滤器与所述第一过滤器连接,用于过滤经所述第一过滤器后的空气中的酸性杂质;
第三过滤器,所述第三过滤器与所述第一过滤器连接,并与所述第二过滤器并联连接,用于过滤经所述第一过滤器后的空气中的碱性杂质;
控制模块,所述控制模块与所述第一过滤器控制连接,用于控制并分配由所述第一过滤器分别进入所述第二过滤器与所述第三过滤器的空气量,以使经所述第二过滤器与所述第三过滤器过滤后并混合的空气的PH值能够满足燃料电池的要求。
优选地,所述空气过滤系统还包括第四过滤器,所述第四过滤器的一端与所述第二过滤器及所述第三过滤器连接,用于混合经所述第二过滤器与所述第三过滤器过滤后的空气,并过滤混合后的空气中的所述酸性杂质及所述碱性杂质。
优选地,所述第四过滤器的另一端与所述燃料电池连接,以将经所述第四过滤器过滤后的空气供给所述燃料电池。
优选地,所述空气过滤系统还包括流量调节阀,所述流量调节阀一端与所述第一过滤器连接,另一端与所述第二过滤器及所述第三过滤器连接,且所述流量调节阀与所述控制模块控制连接,所述控制模块控制所述流量调节阀分配空气流量的比例,以控制由所述第一过滤器分别进入所述第二过滤器与所述第三过滤器的所述空气量。
优选地,所述空气过滤系统还包括PH传感器,所述PH传感器与所述第四过滤器连接,用于检测经所述第四过滤器过滤后的空气的所述PH值。
优选地,所述PH传感器还与所述控制模块信号连接,所述PH传感器将检测到的所述PH值发送至所述控制模块,以使所述控制模块根据所述PH值调整所述流量调节阀分配空气流量的比例。
优选地,所述空气过滤系统还包括压力传感器,所述压力传感器与所述第一过滤器连接,用于检测所述第一过滤器的压力值。
优选地,所述压力传感器还与所述控制模块信号连接,所述压力传感器将检测到的所述压力值发送至所述控制模块,所述控制模块根据所述压力值判断所述第一过滤器是否堵塞。
优选地,所述第四过滤器为酸碱复合过滤器。
本发明的另一个目的在于提出一种空气过滤方法,使用的空气过滤系统,能够使过滤的空气的PH值实时满足燃料电池的要求。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种空气过滤方法,使用如上述的空气过滤系统。
本发明的有益效果为:
本发明提供了一种空气过滤系统及过滤方法。该空气过滤系统中,经第一过滤器过滤掉空气中的颗粒物,使第二过滤器过滤掉空气中的酸性杂质及第三过滤器过滤掉空气中的碱性杂质;当进入第一过滤器的空气质量不同时,控制模块能够控制进入第二过滤器与第三过滤器的不同的空气配比,以使过滤后的空气的PH值能够实时满足燃料电池的要求;由于设置了控制模块,即使在各种不同质量和成分的空气环境中,控制模块也能够保证进入燃料电池的空气的PH值满足要求,使空气过滤系统的适应性及通用性均较高;且将第一过滤器、第二过滤器及第三过滤器进行分立设置,保证了三个过滤器都能够得到充分的使用,最大限度地节约了使用成本;当其中一个过滤器功能失效时,只需要对其单独更换即可,不需要对所有过滤器均进行更换,极大地节约了资源和时间,使过滤效率较高。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的空气过滤系统的结构示意图;
图2是本发明实施例二提供的空气过滤方法的流程示意图。
附图标记说明:
图中:
1-第一过滤器;2-流量调节阀;3-第二过滤器;4-第四过滤器;5-PH传感器;6-燃料电池;7-控制模块;8-第三过滤器;9-压力传感器。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中,同样的附图标记指示同样的元件。
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提出了一种空气过滤系统,用于过滤空气中的颗粒物、酸性杂质及碱性杂质,再将过滤后的空气用于汽车的燃料电池6中,以使过滤后的空气的PH值能够实时满足燃料电池6的反应要求,使燃料电池6的反应充分。
具体地,如图1所示,空气过滤系统包括第一过滤器1、第二过滤器3及第三过滤器8。其中,第一过滤器1用于过滤空气中的颗粒物;第二过滤器3与第一过滤器1连接,用于过滤经过第一过滤器1后的空气中的酸性杂质,使过滤后的空气呈碱性;第三过滤器8与第一过滤器1连接,并与第二过滤器3并联连接,用于过滤经第一过滤器1后的空气中的碱性杂质,使过滤后的空气呈酸性。本实施例中,第一过滤器1为颗粒过滤器,第二过滤器3为酸性过滤器,第三过滤器8为碱性过滤器。
通过将第二过滤器3与第三过滤器8并联连接,且均与第一过滤器1串联连接,即将第一过滤器1、第二过滤器3及第三过滤器8进行分立设置,保证了三个过滤器的功能都能够得到充分的使用,最大限度地节约了使用成本;当其中一个过滤器的功能失效时,只需要对其单独更换即可,不需要对所有过滤器均进行更换,极大地节约了资源和时间,使过滤效率较高。
进一步地,空气过滤系统还包括控制模块7,控制模块7与第一过滤器1控制连接,用于控制并分配由第一过滤器1分别进入第二过滤器3的空气量与进入第三过滤器8的空气量。当经第二过滤器3过滤后的碱性空气与经第三过滤器8过滤后的酸性空气相互混合,以使混合后的空气的PH值能够满足燃料电池6的要求。
通过设置控制模块7,即当进入第一过滤器1的空气质量不同时,控制模块7能够控制进入第二过滤器3与第三过滤器8的不同的空气配比,以使经第二过滤器3过滤后的碱性空气与经第三过滤器8过滤后的酸性空气相互混合的PH值能够实时满足燃料电池6的要求;由于设置了控制模块7,即使在各种不同质量和成分的空气环境中,控制模块7也能够保证进入燃料电池6的空气的PH值满足要求,使空气过滤系统的适应性及通用性均较高。
进一步地,空气过滤系统还包括第四过滤器4,第四过滤器4的一端与第二过滤器3及第三过滤器8串联连接,另一端与燃料电池6连接,以将经过第四过滤器4过滤后的空气供给燃料电池6,以便于燃料电池6的使用。
具体地,第四过滤器4用于混合经第二过滤器3和第三过滤器8过滤后的空气,并进一步过滤混合后的空气中的酸性杂质及碱性杂质,以使经过第四过滤器4后的空气的PH值更能满足燃料电池6的要求。本实施例中,第四过滤器4为酸碱复合过滤器。
通过设置第四过滤器4,一方面能够将经第二过滤器3和第三过滤器8过滤后的空气混合均匀,使混合均匀的空气供给燃料电池6,以使燃料电池6的反应更充分;另一方面经过第四过滤器4进一步过滤空气中的酸性杂质及碱性杂质,使过滤后的空气的PH值更能满足燃料电池6的要求。
进一步地,空气过滤系统还包括流量调节阀2,流量调节阀2一端与第一过滤器1连接,另一端分别与第二过滤器3和第三过滤器8连接,且流量调节阀2与控制模块7控制连接,控制模块7能够控制流量调节阀2分配至第二过滤器3和第三过滤器8的空气流量的比例,以控制由第一过滤器1分别进入第二过滤器3的空气量与第三过滤器8的空气量。
具体地,空气过滤系统还包括PH传感器5,PH传感器5与第四过滤器4连接,用于检测经第四过滤器4过滤后的空气的PH值。其中,PH传感器5还与控制模块7信号连接,当PH传感器5检测到经第四过滤器4过滤后的空气的PH值后,PH传感器5将检测到的PH值发送至控制模块7。
当控制模块7接收到的PH值未达到预先设定的要求值时,控制模块7则控制并调整流量调节阀2分配至第二过滤器3和第三过滤器8的空气流量的比例,再进行重新过滤,以使过滤后的空气的PH值达到预先设定的要求值,以满足燃料电池6的要求,再将满足要求的空气供给燃料电池6进行使用。
进一步地,空气过滤系统还包括压力传感器9,压力传感器9与第一过滤器1连接,用于检测第一过滤器1的压力值。其中,压力传感器9还与控制模块7信号连接,压力传感器9将检测到的压力值发送至控制模块7,控制模块7根据接收到的压力值进行判断第一过滤器1是否堵塞。当控制模块7接收到的压力值大于预先设置的极限值时,第一过滤器1发生堵塞,控制模块7发生声光报警,以提示工作人员,第一过滤器1发生堵塞的情况。
通过设置压力传感器9,并将压力传感器9与控制模块7信号连接,能够及时监测第一过滤器1的堵塞情况,能够保证提供给燃料电池6充足的空气,以避免第一过滤器1发生堵塞,导致没有充足的空气供给燃料电池6的情况,使整个燃料电池6能够正常使用。
进一步地,控制模块7能够实现对流量调节阀2分配空气流量比例的自动控制。控制模块7是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。由于本实施例中的控制模块7为现有技术中常规的控制模块,此处不再进行详细赘述。
实施例二
本实施例中,提出了一种空气过滤方法,使用实施例一中的空气过滤系统。
本发明提供的一种空气过滤方法的具体过滤过程:如图2所示,首先,空气进入第一过滤器1进行颗粒物的过滤,经过第一过滤器1过滤后的空气在控制模块7的控制下按一定比例分别流入第二过滤器3和第三过滤器8,以分别过滤空气中的酸性杂质和碱性杂质,经第二过滤器3过滤后的碱性空气和第三过滤器8过滤后的酸性空气相汇合,汇合后的空气再进入第四过滤器4进行再次过滤,最后经过第四过滤器4过滤后的空气流至燃料电池6,以供燃料电池6使用。
其中,在整个过滤的过程中,PH传感器5检测经第四过滤器4过滤后的空气的PH值,再将PH值传送至控制模块7,控制模块7根据接收到的PH值来调整流量调节阀2分配至第二过滤器3和第三过滤器8的空气流量的比例。压力传感器9检测第一过滤器1的压力值,再将压力值传送至控制模块7,控制模块7根据接收到的压力值判断第一过滤器1是否堵塞。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种空气过滤系统,其特征在于,包括:
第一过滤器(1),用于过滤空气中的颗粒物;
第二过滤器(3),所述第二过滤器(3)与所述第一过滤器(1)连接,用于过滤经所述第一过滤器(1)后的空气中的酸性杂质;
第三过滤器(8),所述第三过滤器(8)与所述第一过滤器(1)连接,并与所述第二过滤器(3)并联连接,用于过滤经所述第一过滤器(1)后的空气中的碱性杂质;
控制模块(7),所述控制模块(7)与所述第一过滤器(1)控制连接,用于控制并分配由所述第一过滤器(1)分别进入所述第二过滤器(3)与所述第三过滤器(8)的空气量,以使经所述第二过滤器(3)与所述第三过滤器(8)过滤后并混合的空气的PH值能够满足燃料电池(6)的要求。
2.如权利要求1所述的空气过滤系统,其特征在于,所述空气过滤系统还包括第四过滤器(4),所述第四过滤器(4)的一端与所述第二过滤器(3)及所述第三过滤器(8)连接,用于混合经所述第二过滤器(3)与所述第三过滤器(8)过滤后的空气,并过滤混合后的空气中的所述酸性杂质及所述碱性杂质。
3.如权利要求2所述的空气过滤系统,其特征在于,所述第四过滤器(4)的另一端与所述燃料电池(6)连接,以将经所述第四过滤器(4)过滤后的空气供给所述燃料电池(6)。
4.如权利要求2所述的空气过滤系统,其特征在于,所述空气过滤系统还包括流量调节阀(2),所述流量调节阀(2)一端与所述第一过滤器(1)连接,另一端与所述第二过滤器(3)及所述第三过滤器(8)连接,且所述流量调节阀(2)与所述控制模块(7)控制连接,所述控制模块(7)控制所述流量调节阀(2)分配空气流量的比例,以控制由所述第一过滤器(1)分别进入所述第二过滤器(3)与所述第三过滤器(8)的所述空气量。
5.如权利要求4所述的空气过滤系统,其特征在于,所述空气过滤系统还包括PH传感器(5),所述PH传感器(5)与所述第四过滤器(4)连接,用于检测经所述第四过滤器(4)过滤后的空气的所述PH值。
6.如权利要求5所述的空气过滤系统,其特征在于,所述PH传感器(5)还与所述控制模块(7)信号连接,所述PH传感器(5)将检测到的所述PH值发送至所述控制模块(7),以使所述控制模块(7)根据所述PH值调整所述流量调节阀(2)分配空气流量的比例。
7.如权利要求1所述的空气过滤系统,其特征在于,所述空气过滤系统还包括压力传感器(9),所述压力传感器(9)与所述第一过滤器(1)连接,用于检测所述第一过滤器(1)的压力值。
8.如权利要求7所述的空气过滤系统,其特征在于,所述压力传感器(9)还与所述控制模块(7)信号连接,所述压力传感器(9)将检测到的所述压力值发送至所述控制模块(7),所述控制模块(7)根据所述压力值判断所述第一过滤器(1)是否堵塞。
9.如权利要求2所述的空气过滤系统,其特征在于,所述第四过滤器(4)为酸碱复合过滤器。
10.一种空气过滤方法,其特征在于,使用如权利要求1-9中任一项所述的空气过滤系统。
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