一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，包括转盘，多个圆周阵列在所述转盘上的叶片；所述转盘具有位于中心的涉水面；所述叶片呈弧形，具有靠近所述涉水面的前缘，靠近所述转盘的外边缘的尾缘，叶轮旋转时迎向水流的压力面，吸引水流的吸力面，与所述转盘结合的叶根，叶顶；所述涉水面高出所述前缘的最低端。本实用新型专利技术基于大功率燃料电池冷却系统的性能需求，通过CFD仿真计算，优化叶轮结构，有效增强了提高水泵抗气蚀性能和水力效率，满足大功率燃料电池冷却系统流量与扬程的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮
本技术涉及燃料电池动力系统，属于燃料电池汽车发动机冷却系统的研究领域，特别涉及一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮。
技术介绍
在当今节能减排的大趋势下，燃料电池汽车作为新能源汽车的一种解决方案，近几年来成为国际研究热点之一。但燃料电池汽车实现全球产业化之前，还有许多问题需要解决，其中燃料电池的水热管理系统就是比较关键的问题之一。水泵作为燃料电池水热管理系统中的关键零部件，为燃料电池冷却系统提供满足系统散热需求相对应的一定流量、扬程、压力的冷却水。目前，对于30kW燃料电池系统，低压（12V或24V）水泵可以满足流量80L/min、扬程8m的工况需求。但是对于60kW燃料电池系统，甚至输出功率更高的燃料电池系统，冷却液流量需要不低于155L/min，扬程不低于15m，低压水泵就不能满足燃料电池冷却系统冷却液的流量、扬程、压力需求，因此开发大功率燃料电池系统用的高压水泵显得很有必要。而叶轮是水泵直接对液体做功的部件，叶轮高速旋转产生的离心力是冷却液输送的主要动力，叶轮结构设计的好坏直接决定水泵性能的高低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，结构简单，加工方面，使得高压水泵送液流量大，扬程高，抗气蚀性强，工作效率高。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，包括转盘，多个圆周阵列在所述转盘上的叶片；所述转盘具有位于中心的涉水面；所述叶片呈弧形，具有靠近所述涉水面的前缘，靠近所述转盘的外边缘的尾缘，叶轮旋转时迎向水流的压力面，吸引水流的吸力面，与所述转盘结合的叶根，叶顶；所述涉水面高出所述前缘的最低端。高压水泵叶轮旋转时，冷却液由涉水面进入，经过前缘，冷却液的流向由轴向转变为径向，压力面受到液体挤压，吸力面在压力面的背面，相对于压力面所受压力较小，并产生负压吸力，将冷却液持续吸入；涉水面高于叶片前缘的最低端，使得叶轮进水端面增大，从而增大冷却液的流量，提高整体的抗气蚀性能。作为优选，所述前缘面向所述涉水面倾斜向下，且所述前缘由叶根到叶顶逐渐向压力面倾斜。由此减弱水流转弯离心力的影响，确保了叶轮从叶根到叶顶的整体上，水流的速度和压力能得到均匀分布，同时也改善了水流进口的抗气蚀性能。作为优选，所述前缘为尖头扁平状，所述尾缘为钝头，所述前缘到所述尾缘厚度逐渐增大。作为优选，所述叶根到所述叶顶整体沿着叶轮弧形曲率的法线方向向下倾斜10°。有利于加强送液能力，提高扬程，提高送液时各个位置的压力均衡度，减少紊流。作为优选，所述前缘的端面到叶轮中心的距离为轮盘半径的1/3；所述尾缘与所述转盘的外边缘呈30°夹角。作为优选，所述涉水面的中心设有中心孔，各个所述叶片均匀环绕在所述中心孔周围。方便转盘与传动轴的连接。作为优选，所述叶轮为塑料件。该叶轮对冷却液洁净度要求电导率小于5us/cm的特性。作为优选，所述叶片数量为7个。综上所述，本技术具有以下有益效果：一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，基于大功率燃料电池冷却系统的性能需求，通过CFD仿真计算，优化叶轮结构，有效增强了提高水泵抗气蚀性能和水力效率，满足大功率燃料电池冷却系统流量与扬程的要求。附图说明图1为本技术一实施例的结构示意图；图2为图1实施例另一角度下的结构示意图；图3为图1实施例另一角度下的结构剖视图。图中：1为轮盘；2为叶片；3为涉水面；4为前缘；5为尾缘；6为吸力面；7为压力面；8为叶根；9为叶顶。具体实施方式下面结合附图以及优选的方案对本技术做进一步详细的说明。本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例：如图1-3所示，一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，包括包括转盘1，多个圆周阵列在转盘上的叶片2；转盘具有位于中心的涉水面3；叶片呈弧形，具有靠近涉水面的前缘4，靠近转盘的外边缘的尾缘5，叶轮旋转时迎向水流的压力面7，吸引水流的吸力面6，与转盘结合的叶根8，叶顶9；涉水面高出前缘的最低端。前缘面向涉水面倾斜向下，且前缘由叶根到叶顶逐渐向压力面倾斜。前缘为尖头扁平状，尾缘为钝头，前缘到尾缘厚度逐渐增大。叶根到叶顶整体沿着叶轮弧形曲率的法线方向向下倾斜10°。前缘的端面到叶轮中心的距离为轮盘半径的1/3；尾缘与转盘的外边缘呈30°夹角。涉水面的中心设有中心孔，各个叶片均匀环绕在中心孔周围。叶轮为塑料件。叶片数量为7个。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，其特征在于：包括转盘（1），多个圆周阵列在所述转盘上的叶片（2）；所述转盘具有位于中心的涉水面（3）；所述叶片呈弧形，具有靠近所述涉水面的前缘（4），靠近所述转盘的外边缘的尾缘（5），叶轮旋转时迎向水流的压力面（7），吸引水流的吸力面（6），与所述转盘结合的叶根（8），叶顶（9）；所述涉水面高出所述前缘的最低端。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，其特征在于：包括转盘（1），多个圆周阵列在所述转盘上的叶片（2）；所述转盘具有位于中心的涉水面（3）；所述叶片呈弧形，具有靠近所述涉水面的前缘（4），靠近所述转盘的外边缘的尾缘（5），叶轮旋转时迎向水流的压力面（7），吸引水流的吸力面（6），与所述转盘结合的叶根（8），叶顶（9）；所述涉水面高出所述前缘的最低端。


2.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，其特征在于：所述前缘面向所述涉水面倾斜向下，且所述前缘由叶根到叶顶逐渐向压力面倾斜。


3.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池系统高压水泵的叶轮，其特征在于：所述前缘为尖头扁平状，所述尾缘为钝头，所述前缘到所述尾缘厚度逐渐增大。


4...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪淮生，刘超，刘洋，
申请(专利权)人：德燃浙江动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33