一种离心式空气压缩机制造技术

一种离心式空气压缩机，超高速电机包括转子部分和定子部分，转子与定子之间通过径向轴承形成配合，超高速电机的转子部分作为转轴使用，转轴的两端分别设有第一级、第二级压气机，第一级压气机的侧部设有推力轴承，壳体内设有与超高速电机配合的水冷系统；第一、二级压气机分别设有第一、二级压叶轮，第一、二级压叶轮分别设置于转轴的两端。使用时，设有第一级、第二级压气机，压气机通过高速旋转的压叶轮，带动气体旋转使气体不断被甩出压轮，然后再进入壳体，实现增压效果，提高压缩机的压比。同时，径向轴承和推力轴承采用无润滑油的、利用空气作为润滑介质的轴承，提升了轴承的灵敏度，降低了燃料电池堆的失效风险，减少压缩机的漏油风险。

【技术实现步骤摘要】
一种离心式空气压缩机
本技术涉及空气压缩机的
，具体地说是一种离心式空气压缩机,尤其涉及一种设有两级压气机的离心式空气压缩机。
技术介绍
现有的用于氢燃料电池系统的压缩机多采用罗茨式压缩机。罗茨式压缩机采用两个叶形转子在气缸内作相对运动来实现压缩和运输气体。罗茨式压缩机体积大，压比低，并且噪音较大。由于氢燃料电池堆系统功率在不断提升，要求配套的空气压缩机压比也不断提高，罗茨式压缩机难以满足。并且，由于压比的提升，要求压缩机转速也要相应的提升，其带来的后果是噪音的提高，以及体积的增大。这与氢燃料电池汽车减小体积，降低噪音产生矛盾，因此罗茨式压缩机越来越难以满足氢燃料电池系统的发展。另外，罗茨式压缩机采用油润滑的方式对轴承进行保护。然而，氢燃料电池堆系统要求其相应的进排气系统应是无油的，已避免其反应堆受油污染失效。因此，罗茨式压缩机油润滑方式也给氢燃料电池堆系统带来了一定的失效风险。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种改进的离心式空气压缩机，通过提高了压缩机的压比，降低压缩机的噪音，并且减少了压缩机的体积。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种离心式空气压缩机，包括壳体和设在壳体内的超高速电机，其特征在于：超高速电机包括转子部分和定子部分，转子与定子之间通过径向轴承形成配合，超高速电机的转子部分作为转轴使用，转轴的两端分别设有第一级、第二级压气机，第一级压气机的侧部设有推力轴承，壳体内设有与超高速电机配合的水冷系统；第一、二级压气机分别设有第一、二级压叶轮，第一、二级压叶轮分别设置于转轴的两端。优选的，径向轴承包括轴承套，沿轴承套内壁设有若干片径向轴承波箔，每一片径向轴承波箔的顶部设有与之配套的径向轴承顶箔。进一步，推力轴承包括一组镜像设置的第一、第二轴承，推力轴承中部设有圆形孔。更进一步，圆形孔的四周均匀分布有扇形的空腔，扇形空腔以圆形孔为中心两两形成对应设置，若干组对应的扇形空腔内布设有推力轴承波箔，推力轴承波箔表面设置有推力轴承顶箔，推力轴承顶箔与推力轴承波箔在侧边形成承压斜角，承压斜角的角度范围为大于0度，小于90度。相对于现有技术，本技术的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：1、本技术所述的改进方案，设有第一级、第二级压气机，压气机通过高速旋转的压叶轮，带动气体旋转使气体不断被甩出压轮，然后再进入壳体，实现增压效果，提高了压缩机的压比；2、本技术的技术方案的中，第一、第二级压气机与超高速电机之间通过径向轴承形成配合，第一级压气机的侧部设有推力轴承，这里的径向轴承和推力轴承采用无润滑油的、利用空气作为润滑介质的轴承，不仅提升了轴承的灵敏度，同时降低了燃料电池堆的失效风险，减少了压缩机的漏油风险；3、本技术的结构布设合理，非常紧凑，减少了整个压缩机的体积；4、本技术的装置增压效果明显，运行稳定可靠，便于商业上的推广和利用。附图说明图1为本技术具体实施的剖视结构示意图。图2为本技术的第一级、第二级压叶轮结构示意图。图3为本技术的压壳的结构示意图。图4-5为本技术的径向轴承的结构示意图。图6为本技术的推力轴承的结构示意图。图7为图6的侧部剖视图。图8为本技术的推力轴承的侧面结构示意图。图9为图8中去除推力轴承顶箔的结构示意图。图10为本技术的推力轴承波箔局部剖视图。图11为本技术的水冷系统的结构示意图。附图标记：1第二级压叶轮、2第二级压气机、3第一级径向轴承、4第二级径向轴承、5推力轴承、6第一级压气机、7第一级压叶轮、8转子、9定子、10水冷系统、30压壳；11轴承套、12径向轴承波箔、13径向轴承顶箔；17推力轴承顶箔、18推力轴承波箔、19推力轴承顶箔、20推力轴承波箔。具体实施方式下面将结合附图对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供了一种离心式空气压缩机，包括壳体和设在壳体内的超高速电机，其与现有技术的区别在于：超高速电机包括转子部分和定子部分，转子与定子之间通过径向轴承3.4形成配合，超高速电机的转子部分作为转轴使用，转轴的两端分别设有第一级、第二级压气机6、2，第一级压气机的侧部设有推力轴承5，壳体内设有与超高速电机配合的水冷系统10；第一、二级压气机分别设有第一、二级压叶轮7、1，第一、二级压叶轮分别设置于转轴的两端。电机壳内设有两个与第一、二级压叶轮相配合的压壳，压壳包括圆环状外壳、圆锥形腔体和与圆锥形腔体相连的导气管，第一、二级压叶轮的一端设置于圆锥形空腔中，引导经过压叶轮压缩后的气体后续进入进气管道，压壳的圆环外壳通过固定件与壳体固定连接。具体来说，空压机通过高速旋转的压叶轮，带动气体旋转，气体受到离心力作用，被不断甩出压轮，压缩压轮后的气体进入壳体，从而实现增压的效果。壳体在这过程中起到导流的作用，需要进一步说明的是，这里的第一级、第二级压轮的旋转方向是相反的。实施例1轴承采用的是无润滑油的、利用空气作为润滑介质的动压轴承。轴承分为径向轴承与推力轴承。径向轴承共有两个，分别为第一、第二级径向轴承，径向轴承包括轴承套，沿轴承套内壁设有若干圈径向轴承波箔，每一圈径向轴承波箔的顶部设有与之配套的径向轴承顶箔。如图5所示，其中径向轴承波箔12应具备一定的弹性，可以吸收轴的对轴承的力，起到阻尼的作用。径向轴承顶箔13作为与轴相接触的零件，应具备一定的耐磨性，可以承受一定数量的启停，径向轴承的顶箔表面应喷涂一定厚度的耐磨材料，如特氟龙，一般厚度可选10~50μm。一个径向轴承中，波箔的数量为2个或者3个。波箔和顶箔可以采用耐高温、具有一定弹性的镍基合金制成，如牌号为Inconel718,InconelX750的镍基合金。如图6、7所示，推力轴承包括一组镜像设置的第一、第二轴承，第一、第二轴承之间设有止推盘，第一、第二轴承结构完全相同，呈圆盘状，第一、第二轴承的上、下、左、右分别设有向外突出的弧槽结构，弧槽结构呈U型。推力轴承中部设有圆形孔，圆形孔的四周均匀分布有扇形的空腔，扇形空腔以圆形孔为中心两两形成对应设置，若干组对应的扇形空腔内布设有推力轴承波箔，推力轴承波箔表面设置有推力轴承顶箔，推力轴承顶箔与推力轴承波箔在侧边形成承压斜角，承压斜角的角度范围为大于0度小于90度，优选的角度范围为10--30度。具体来说，空腔与空腔之间设有隔条，将每个空腔划分为独立的空间，每一组对应的空腔内同时设有或者同时不设有推力轴承波箔，止推盘上扇形空腔的数量为4-12个，优选的数值为6、8或者10。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心式空气压缩机，包括壳体和设在壳体内的超高速电机，其特征在于：超高速电机包括转子部分和定子部分，转子与定子之间通过径向轴承形成配合，超高速电机的转子部分作为转轴使用，转轴的两端分别设有第一级、第二级压气机，第一级压气机的侧部设有推力轴承，壳体内设有与超高速电机配合的水冷系统；第一、二级压气机分别设有第一、二级压叶轮，第一、二级压叶轮分别设置于转轴的两端。/n

【技术特征摘要】
1.一种离心式空气压缩机，包括壳体和设在壳体内的超高速电机，其特征在于：超高速电机包括转子部分和定子部分，转子与定子之间通过径向轴承形成配合，超高速电机的转子部分作为转轴使用，转轴的两端分别设有第一级、第二级压气机，第一级压气机的侧部设有推力轴承，壳体内设有与超高速电机配合的水冷系统；第一、二级压气机分别设有第一、二级压叶轮，第一、二级压叶轮分别设置于转轴的两端。


2.根据权利要求1所述的一种离心式空气压缩机，其特征在于：径向轴承包括轴承套，沿轴承套内壁设有若干片径向轴承波箔，每一片径向轴承波箔的顶部设有与之配套的径向轴承顶箔。


3.根据权利要求1所述的一种离心式空气压缩机，其特征在于：电机壳内设有两个与第一、二级压叶轮相配合的压壳，压壳包括圆环状外壳、圆锥形腔体和与圆锥形腔体相连的导气管，第一、二级压叶轮的一端设置于圆锥形空腔中，圆环外壳通过固定件与壳体固定连接。


4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孟龙，周华荣，范俊岩，童百灵，
申请(专利权)人：奕森科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31