液气分离装置、空气滤清器、车用进气管、发动机及能量回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种液气分离装置、空气滤清器、车用进气管、发动机及能量回收系统。


背景技术：

2.燃料电池系统的空气模块由空气滤清器进气管路、空气滤清器、空压机、中冷器、加湿器、空气阀门、排气管路、进排气消声器及相关的传感器总成构成，其主要作用是通过调节进入电堆的空气的流量、压力、温度、湿度等参数来影响燃料电池的发电性能。
3.汽车在大雨中行驶或经过积水路面时，雨水或路面的积水很容易通过进气口进入到空气滤清器中，导致空气滤清器滤芯浸湿，甚至进入到发动机中，导致发动机熄火。对于燃料电池汽车用阴极空气滤清器来说，当滤芯被水浸泡后，用于吸附有害气体的活性炭的微孔会被堵塞，从而影响气体吸附效率，导致电堆的功率下降、寿命降低。假如水气进入到空压机中则会导致涡轮被打坏。以上两种失效都会影响到乘客的人身和财产安全，因此，不管是传统发动机用的空气滤清器还是燃料电池汽车用空气滤清器增加水分离结构都是非常有必要的。
4.然而，现有技术中的水分离结构因自身结构会使进气系统增加很大的阻力，无法满足进气系统要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种液气分离装置、空气滤清器、车用进气管、发动机及能量回收系统，以缓解现有技术中存在的水分离结构会使进气系统增加很大阻力的技术问题。
6.第一方面，本实用新型提供一种液气分离装置，包括：壳体和安装于所述壳体的分离组件；
7.所述壳体的一端设置进气口，所述壳体的另一端设置出气口；
8.所述分离组件包括旋流叶片和与所述旋流叶片传动连接的驱动件，所述旋流叶片位于所述壳体内并靠近所述进气口设置，所述驱动件用于驱动所述旋流叶片转动，以使流经所述进气口的气流产生离心力；
9.所述壳体的底端设有排水口，所述排水口位于所述旋流叶片与所述出气口之间。
10.进一步的，所述驱动件的输出端与所述旋流叶片固定连接，且所述驱动件通过支撑件安装于所述壳体的内部。进一步的，所述驱动件采用电机或发电机。
11.进一步的，所述排水口均低于所述进气口和所述出气口设置。
12.进一步的，所述壳体包括圆锥壳体和设置于所述圆锥壳体的小端的进气管体；所述进气口位于所述进气管体远离所述圆锥壳体的一端，所述旋流叶片位于所述进气管体内；
13.所述圆锥壳体的大端沿轴向向外延伸设有圆环台，所述圆环台的内孔直径小于所述圆锥壳体的最大内径；
14.所述排水口开设于所述圆锥壳体，且靠近所述圆环台设置。
15.进一步的，所述圆环台的内孔沿轴向贯通有出气管体；
16.所述出气口位于所述出气管体远离所述圆锥壳体的一端。
17.有益效果：
18.本实用新型提供的液气分离装置，分离组件包括旋流叶片和与旋流叶片传动连接的驱动件，在使用时，驱动件可驱动旋流叶片转动，由于旋流叶片位于壳体内并靠近进气口设置，在驱动件的驱动作用下，旋流叶片旋转可推动流经进气口的气流进行旋转，从而产生离心力，实现液气分离。由于壳体的底端设有排水口，排水口位于旋流叶片与出气口之间，分离后的液体通过排水口流出，分离出的气体通过出气口流出。
19.可见，该液气分离装置通过驱动件驱动旋流叶片旋转来达到辅助甚至主导液气分离的效果，气流在通过液气分离装置的过程中，其克服阻力的部分或者全部能量来源于驱动件驱动旋流叶片的旋转，从而可降低液气分离装置的进气阻力，同时保证较高的液气分离效率。
20.第二方面，本实用新型提供一种空气滤清器，包括：前述实施方式任一项所述的液气分离装置，所述液气分离装置设置于所述空气滤清器的入口。
21.有益效果：
22.本实用新型提供的空气滤清器包括前述的液气分离装置，由此，该空气滤清器所能达到的技术优势和效果同样包括液气分离装置所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
23.第三方面，本实用新型提供一种车用进气管，包括：前述实施方式任一项所述的液气分离装置。
24.有益效果：
25.本实用新型提供的车用进气管包括前述的液气分离装置，由此，该车用进气管所能达到的技术优势和效果同样包括液气分离装置所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
26.第四方面，本实用新型提供一种发动机，包括：前述实施方式任一项所述的液气分离装置；
27.所述液气分离装置安装于曲轴箱，用于所述发动机中的油气分离。
28.有益效果：
29.本实用新型提供的发动机包括前述的液气分离装置，由此，该发动机所能达到的技术优势和效果同样包括液气分离装置所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
30.第五方面，本实用新型提供一种能量回收系统，包括：排气管路和前述实施方式任一项所述的液气分离装置；
31.所述液气分离装置安装于所述排气管路的出口。
32.有益效果：
33.本实用新型提供的能量回收系统包括前述的液气分离装置，由此，该能量回收系统所能达到的技术优势和效果同样包括液气分离装置所能达到的技术优势和效果，在此不
再赘述。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本实用新型实施例提供的液气分离装置的部分结构示意图；
36.图2为旋流叶片、支撑件和驱动件的连接结构示意图；
37.图3为车用进气管的结构示意图。
38.图标：
39.100-壳体；110-圆锥壳体；120-进气管体；130-圆环台；140-出气管体； 111-排水口；121-进气口；141-出气口；
40.200-旋流叶片；
41.300-驱动件；
42.400-支撑件；
43.500-电源接头；
44.600-引气管体。
具体实施方式
45.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
46.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
50.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
52.实施例一
53.参照图1和图2，本实施例一提供一种液气分离装置，该液气分离装置包括壳体100和安装于壳体100的分离组件；壳体100的一端设置进气口 121，壳体100的另一端设置出气口141；分离组件包括旋流叶片200和与旋流叶片200传动连接的驱动件300，旋流叶片200位于壳体100内并靠近进气口121设置，驱动件300用于驱动旋流叶片200转动，以使流经进气口121的气流产生离心力；壳体100的底端设有排水口111，排水口111位于旋流叶片200与出气口141之间。
54.本实施例提供的液气分离装置，分离组件包括旋流叶片200和与旋流叶片200传动连接的驱动件300，在使用时，驱动件300可驱动旋流叶片 200转动，由于旋流叶片200位于壳体100内并靠近进气口121设置，在驱动件300的驱动作用下，旋流叶片200旋转可推动流经进气口121的气流进行旋转，从而产生离心力，实现液气分离。由于壳体100的底端设有排水口111，排水口111位于旋流叶片200与出气口141之间，分离后的液体通过排水口111流出，分离出的气体通过出气口141流出。
55.可见，该液气分离装置通过驱动件300驱动旋流叶片200旋转来达到辅助甚至主导液气分离的效果，气流在通过液气分离装置的过程中，其克服阻力的部分或者全部能量来源于驱动件300驱动旋流叶片200的旋转，从而可降低液气分离装置的进气阻力，同时保证较高的液气分离效率。
56.具体的，驱动件300可安装在壳体100的内部，或者，安装在壳体100 的外部。
57.本实施例中选取驱动件300安装在壳体100的内部的形式，如此设置，可简化驱动件300与旋流叶片200之间的连接结构，并且壳体100可对驱动件300起到一定的保护作用。
58.参照图2，驱动件300的输出端与旋流叶片200固定连接，且驱动件 300通过支撑件400安装于壳体100的内部。
59.可选的，支撑件400可以为支柱，支柱设置为多根，并与壳体100的内壁形成卡接，以实现支柱与壳体100之间的相对固定。
60.进一步的，请继续参照图2，壳体100的外部设有电源接头500。示例性地，支柱可设置为空心结构，电源接头500的连接线可穿设在支柱的内部，并与驱动件300电连接。
61.可选的，驱动件300采用电机或发电机。
62.进一步的，排水口111均低于进气口121和出气口141设置，以便于液体的流出。
63.参照图1，壳体100包括圆锥壳体110和设置于圆锥壳体110的小端的进气管体120；进气口121位于进气管体120远离圆锥壳体110的一端，旋流叶片200位于进气管体120内；圆锥壳体110的大端沿轴向向外延伸设有圆环台130，圆环台130的内孔直径小于圆锥壳体110的最大内径；排水口111开设于圆锥壳体110，且靠近圆环台130设置。
64.进一步的，圆环台130的内孔沿轴向贯通有出气管体140；出气口141 位于出气管体140远离圆锥壳体110的一端。
65.本实施例中，出气管体140的长度大于圆环台130的内孔的长度，以使出气管体140的两端均凸出于圆环台130的两端端面。
66.实施例二
67.本实施例二提供一种空气滤清器，该空气滤清器包括前述实施例一中的液气分离装置，液气分离装置设置于空气滤清器的入口，用于使排出液体的气体进入空气滤清器，从而降低对空气滤清器的损害，延长空气滤清器的使用寿命。
68.实施例三
69.参照图3，本实施例三提供一种车用进气管，包括前述实施例一中的液气分离装置。
70.在一种实施方式中，可将液气分离装置应用于高位引气管中，此时，液气分离装置的壳体100替换为高位引气管的引气管体600。
71.利用旋流叶片200的旋转可以将大颗粒水滴和灰尘通过在引气管体600 的进气口121吸入，并通过设置在下方的排水口111排出，这样不仅可以保证水分离效率，同时还可以降低高位引起口的进气阻力，保证进气效率。
72.具体的，在具体安装时，可直接使用车用进气管的引气管体600，即无需对车用进气管的引气管体600进行更换，然后在引气管体600的基础上至少增设旋流叶片200和驱动件300即可。
73.实施例四
74.本实施例四提供一种发动机，包括前述实施例一中的液气分离装置；液气分离装置安装于曲轴箱，用于发动机中的油气分离。
75.此结构的主要优势是占用空间小、分离效率高，可以降曲轴箱窜气中的 97％的油气分离出来，减少机油进入到增压器和中冷管路中，减少对中冷管路在机油环境的损坏，同时由于其结构接凑，集成到发动机中可以减小发动机的体积。
76.实施例五
77.本实施例五提供一种能量回收系统，包括前述实施例一中的液气分离装置；液气分离装置安装于排气管路的出口。
78.具体的，驱动件300可以为小型的发电机，利用排气管路中的气体残余的能力来发电，可用于对小蓄电池进行充电，实现能量回收的效果，提升整车的经济型，同时其还可以充当部分背压阀的作用，辅助背压阀对电堆内的气压进行调节。
79.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。