氢燃料电池用轴流空压机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种氢燃料电池用轴流空压机，包括第一级轴流压缩机、第二级轴流压缩机、永磁同步电机；所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机均包括叶轮和机匣；所述永磁同步电机包括电机定子、电机转子、电机机壳、冷却水流道和冷却水套，所述叶轮与电机转子的两端直连，所述机匣与机壳的两端固定连接，所述电机外壳内部设置有冷却水流道，所述电机外壳固定安装有冷却水套，所述冷却水套上设置有冷却水流道进口和冷却水流道出口，散热翅片管的进口与机壳相连，出口与冷却水流道进口相连；电机转子的两端安装有径向空气轴承，电机转子靠近第二级轴流压缩机的一端安装有推力轴承。本申请能保证大功率等级电堆所需大流量、高压比的性能要求。的性能要求。的性能要求。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池用轴流空压机


[0001]本技术涉及氢燃料电池
，特别是涉及一种氢燃料电池用轴流空压机。

技术介绍

[0002]氢燃料电池因其发电效率高、环境污染小、噪声低等优势，近年来被广泛关注。国内现已具备小功率等级燃料电池电堆设计开发能力，但由于对氢燃料电池需求较大的重卡、机车、船舶等功率都是300KW
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1000KW以上，功率需求较低的乘用车也需要至少100KW左右，这决定了氢燃料电池市场必将向大功率等级发展。
[0003]作为氢燃料电池供气子系统的主要部件，大功率等级燃料电池对空压机提出了大流量、高压比、小体积、高效率的基本要求。目前氢燃料电池常采用离心式空压机为电堆提供压缩空气，但由于其结构的特殊性，离心压缩机更适用于高压比、小流量的工况下，为达到大流量压缩空气的要求，在同一转速下，离心压缩机的体积将会大大增加，与燃料电池要求相悖。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种能够更好的保证空压机的高性能和高效率的氢燃料电池用轴流空压机。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种氢燃料电池用轴流空压机，包括第一级轴流压缩机、第二级轴流压缩机、永磁同步电机和螺旋翅片管道；所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机均包括叶轮和机匣；所述永磁同步电机包括电机定子、电机转子、电机机壳、冷却水流道和冷却水套，所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机的叶轮与电机转子的两端直连，所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机的机匣与机壳的两端固定连接，所述永磁同步电机安装在所述机壳内，所述电机机壳内部设置有冷却水流道，所述电机机壳固定安装有冷却水套，所述冷却水套上设置有冷却水流道进口和冷却水流道出口，所述螺旋翅片管道位于所述机壳内且所述螺旋翅片管道的进口与机壳相连，所述螺旋翅片管道道的出口与冷却水流道进口相连；所述电机转子的两端安装有径向空气轴承，所述电机转子靠近第二级轴流压缩机的一端安装有推力轴承。
[0007]空气经过第一级轴流压缩机压缩后，高温气体进入机壳内部与由螺旋翅片管道进口进入的冷却液发生热交换，从而降低压缩空气温度，达到提升整机效率的效果，降温后的压缩空气由第二级轴流压缩机继续压缩，完成后供给电堆；与空气完成热交换的冷却液由螺旋翅片管道出口进入冷却水流道入口，对电机定子进行充分冷却后由冷却水出口流出，保证电机的稳定高效安全运行。
[0008]其中，所述冷却水流道内的冷却液为乙二醇溶液。提高冷却效果。
[0009]其中，所述螺旋翅片管道道螺旋缠绕在电机机壳外侧。提高冷却效果。
[0010]其中，所述第一级轴流压缩机连接有空气过滤器。对空气进行过滤，避免灰尘等进入空压机内部。
[0011]本技术的有益效果是：
[0012]通过将两级轴流压缩机同轴安装，能够在较小体积和较低转速下，满足大功率等级电堆的大流量、高压比要求，保证空压机的高性能和高效率。空压机内部采用螺旋翅片管道对第一级轴流压缩机压缩后的空气进行冷却，再进入第二级轴流压缩机压缩，从而提高空压机的整机效率，增加经济性。
附图说明
[0013]图1为本技术所述的一种氢燃料电池用轴流空压机的结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0015]如图1所示，一种氢燃料电池用轴流空压机，包括第一级轴流压缩机1、第二级轴流压缩机14、永磁同步电机和螺旋翅片管道3；所述第一级轴流压缩机1 和第二级轴流压缩机14均包括叶轮和机匣；所述永磁同步电机包括电机定子10、电机转子5、电机机壳6、冷却水流道8和冷却水套11，所述第一级轴流压缩机 1和第二级轴流压缩机14的叶轮与电机转子5的两端直连，所述第一级轴流压缩机1和第二级轴流压缩机14的机匣与机壳7的两端固定连接，所述永磁同步电机安装在所述机壳7内，所述电机机壳6内部设置有冷却水流道8，所述电机机壳6固定安装有冷却水套11，所述冷却水套11上设置有冷却水流道进口12 和冷却水流道出口4，所述螺旋翅片管道位于所述机壳内且所述螺旋翅片管道的进口与机壳相连，所述螺旋翅片管道道3的出口与冷却水流道进口12相连；所述电机转子5的两端安装有径向空气轴承2，所述电机转子5靠近第二级轴流压缩机的一端安装有推力轴承13。
[0016]空气经过第一级轴流压缩机压缩后，高温气体进入机壳内部与由螺旋翅片管道进口进入的冷却液发生热交换，从而降低压缩空气温度，达到提升整机效率的效果，降温后的压缩空气由第二级轴流压缩机继续压缩，完成后供给电堆；与空气完成热交换的冷却液由螺旋翅片管道出口进入冷却水流道入口，对电机定子进行充分冷却后由冷却水出口流出，保证电机的稳定高效安全运行。
[0017]其中，所述冷却水流道8内的冷却液为乙二醇溶液。提高冷却效果。
[0018]其中，所述螺旋翅片管道道3螺旋缠绕在电机机壳6外侧。提高冷却效果。
[0019]其中，所述第一级轴流压缩机1连接有空气过滤器。对空气进行过滤，避免灰尘等进入空压机内部。
[0020]原理：
[0021]空气经过第一级轴流压缩机1压缩后，高温气体进入机壳7内部与由螺旋翅片管道
3进口进入的乙二醇溶液发生热交换，从而降低压缩空气温度，达到提升整机效率的效果，降温后的压缩空气由第二级轴流压缩机14继续压缩，完成后供给电堆；与空气完成热交换的乙二醇溶液由螺旋翅片管道3出口进入冷却水流道入口12，对电机定子进行充分冷却后由冷却水出口4流出，保证电机的稳定高效运行。
[0022]最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等统计数的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池用轴流空压机，其特征在于，包括第一级轴流压缩机、第二级轴流压缩机、永磁同步电机和螺旋翅片管道；所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机均包括叶轮和机匣；所述永磁同步电机包括电机定子、电机转子、电机机壳、冷却水流道和冷却水套，所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机的叶轮与电机转子的两端直连，所述第一级轴流压缩机和第二级轴流压缩机的机匣与机壳的两端固定连接，所述永磁同步电机安装在所述机壳内，所述电机机壳内部设置有冷却水流道，所述电机机壳固定安装有冷却水套，所述冷却水套上设置有冷却水流道进口和冷却水流道出口，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天文，黄凯，李旭，甘露，郑值，徐浩，孟婵君，葛会平，熊海林，
申请(专利权)人：中船重工重庆西南装备研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：