本申请公开了一种无阻碍连接装置以及包括无阻碍连接装置的涡轮增压装置。其中，无阻碍连接装置包括轴以及球轴部件。球轴部件环绕地设置在轴上。涡轮增压装置包括压端、涡端以及中间体。压端包括压壳以及压轮，涡端包括涡壳以及涡轮。压轮与涡轮分别与无阻碍连接装置的两端固定连接。压壳以及涡壳与中间体固定连接。本申请提供的涡轮增压装置不需要设置电机，因此结构简单，体积重量均显著减少，涡轮能量回收效率更高。本申请通过设置球轴部件同时具有径向承载和轴向承载的作用，所以取代了现有技术中的径向轴承与推力轴承，使得结构更简单，成本进一步下降。成本进一步下降。成本进一步下降。
【技术实现步骤摘要】
无阻碍连接装置以及包括无阻碍连接装置的涡轮增压装置
[0001]本申请涉及空气压缩机领域，尤其涉及一种无阻碍连接装置以及包括无阻碍连接装置的涡轮增压装置。
技术介绍
[0002]质子交换膜式的燃料电池系统是一种高效清洁的新能源动力系统，空气压缩机将空气压缩成高压空气，然后送入燃料电池阴极，空气中的氧气与阳极的氢气进行电化学反应，生成的产物是电和水，还有部分热量随着多余的空气排放到大气中，除此外没有其他对环境有污染的产物，所以燃料电池动力系统非常的清洁环保，并且氢气有很多制造方法，属于清洁可再生能源，目前世界各国都在大力推动氢燃料电池动力系统的开发推广。
[0003]燃料电池专用的空气压缩机是氢燃料电池动力系统里面非常重要的一个零部件，其作用是为燃料电池的阴极提供一定压力和一定流量的压缩空气，满足燃料电池化学反应对于空气中氧气的需求。
[0004]进入燃料电池的压缩空气仅有一部分氧气参与反应，其余压缩空气会被排出燃料电池，被燃料电池排出的压缩空气仍然有很高的压力，所以这部分高压空气直接排放到大气中的话，高压气体所携带的能量也就被浪费掉了。为了回收利用燃料电池高压废气中的能量，现有技术中存在涡轮增压装置，包括涡轮的空气压缩机，将涡轮与空气压缩机通过电机连接，通过涡轮回收废气能量，辅助电机驱动压缩机，这样可以降低电机的电耗，提高燃料电池系统的效率。
[0005]然而，现有技术中的这种方案中，空气压缩机主要依靠电机驱动，涡轮作为辅助作用减小电机的工作负荷。然而，涡轮增压装置通常处于具有一定水汽的潮湿环境下。环境中的水汽会对电机部件造成损害。在电机未通电，或出现故障而无法正常提供动力时，只能依靠涡轮的转动带动空气压缩机的转动。但此时无法正常工作的电机会对转轴产生阻碍作用，阻碍压轮的转动。此外，包含电机的涡轮增压装置体积和重量较大，除了设置电机以外还需要设置与电机配套的控制系统与防护隔离装置(用于隔离水汽)以及冷却装置(用于冷却电机)，使得体积和重量进一步增大，并增加了结构复杂程度，提高了制造成本和维修成本，应用于有些项目是不合适的。
[0006]此外，由于空气压缩机的压轮和涡轮在转动过程中不可避免地产生轴向的作用力，而由于空气压缩机的压轮和涡轮的直径不同，因此该轴向的作用力通常无法得到平衡。对于电机转轴而言，总体会受到沿着电机转轴的合力，方向为朝向电机转轴的某一端。现有技术中采用设置推力轴承以平衡该轴向的合力。然而推力轴承对加工精度要求很高，设计结构很复杂。
[0007]因此，本领域的技术人员致力于开发一种无阻碍连接装置以及包括无阻碍装置的涡轮增压装置，以解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
[0008]为实现上述目的，本申请的一方面提供了一种无阻碍连接装置，其中，包括轴与球轴部件，所述球轴部件被环绕地设置于所述轴上。
[0009]可选地，所述轴被配置为使得与所述轴两端连接的部件以相同的角速度转动。
[0010]可选地，所述轴的第一端被配置为与第一部件固定连接，所述轴的第二端被配置为与第二部件固定连接。
[0011]可选地，所述球轴部件包括第一环与第二环，所述第一环与所述第二环同轴设置。
[0012]可选地，所述第一环的内径大于所述第二环的外径，所述第二环与所述轴固定连接。
[0013]可选地，所述球轴部件包括保持架，所述保持架设置于所述第一环与所述第二环之间，用于维持所述第一环与所述第二环之间的间隙空间。
[0014]可选地，所述球轴部件包括球，所述球设置于所述第一环与所述第二环之间的间隙空间中。
[0015]可选地，所述第一环靠近所述第二环的表面上设置有第一壁部。
[0016]可选地，所述第二环靠近所述第一环的表面上设置有第二壁部。
[0017]可选地，所述第一环靠近所述第二环的表面上设置有第一壁部，所述第二环靠近所述第一环的表面上设置有第二壁部，所述球与所述第一壁部接触和所述第二壁部接触，所述球被配置为能够受到所述第一壁部与所述第二壁部施加的方向相反的作用力。
[0018]可选地，所述第一环靠近所述第二环的一侧包括第一表面和第二表面，所述第一环在所述第一表面处的内径，大于所述第一环在所述第二表面处的内径，以形成所述第一壁部。
[0019]可选地，所述第一环包括第一槽，所述第一槽设置于所述第一表面与所述第二表面的连接处，所述第一槽用于容纳所述球。
[0020]可选地，所述第二环靠近所述第一环的一侧包括第三表面和第四表面，所述第二环在所述第三表面处的外径，小于所述第二环在所述第四表面处的外径，以形成所述第二壁部。
[0021]可选地，所述第二环包括第二槽，所述第二槽设置于所述第三表面与所述第四表面的连接处，所述第二槽用于容纳所述球。
[0022]可选地，所述球轴部件包括第一球轴部件以及第二球轴部件，所述第一球轴部件与所述第二球轴部件对称设置。
[0023]本申请的另一方面提供了一种涡轮增压装置，包括压端、涡端、中间体，其中，所述中间体中设置有无阻碍连接装置，所述压端与所述涡端通过所述无阻碍连接装置连接。
[0024]可选地，所述压端包括压轮、压壳，所述压轮与所述无阻碍连接装置的第一端连接，所述压壳与所述中间体连接。
[0025]可选地，所述涡端包括涡轮、涡壳，所述涡轮与所述无阻碍连接装置的第二端连接，所述涡壳与所述中间体连接。
[0026]可选地，所述中间体上设置有卡箍，所述压壳与所述涡壳通过所述卡箍与所述中间体固定连接。
[0027]可选地，所述球轴部件包括第一球轴部件以及第二球轴部件，所述第一球轴部件
与所述第二球轴部件对称设置，所述第一球轴部件与所述第二球轴部件均包括同轴设置的第一环与第二环，所述第一环的内径大于所述第二环的外径，所述第一环与所述第二环之间的间隙空间内设置有球，所述第一环靠近所述第二环的表面上设置有第一壁部，所述第二环靠近所述第一环的表面上设置有第二壁部，所述球与所述第一壁部接触和所述第二壁部接触，所述球被配置为能够受到所述第一壁部与所述第二壁部施加的方向相反的作用力。
[0028]相比于现有技术，申请的技术方案至少具备以下技术优势：
[0029]1、本申请提供的涡轮增压装置中，压轮通过无阻碍连接装置由涡轮驱动，不设置电机，因此解决了电机在不能正常工作时对压轮转动产生阻碍作用的问题，因此涡轮能量回收的效率提高，进一步降低了电能消耗，提高了空压机的系统效率。
[0030]2、本申请由于不设置电机，因此也不需要设置用于隔离水汽的保护装置、用于冷却电机的装置以及对电机的控制装置，因此使得整个涡轮增压装置的结构简单，重量体积较小，成本较低；
[0031]3、本申请在压端与涡端的连接处采用了带有球轴部件的无阻碍连接装置，自身具有径向承载和轴向承载的作用，所以取代了现有技术中的径向轴承与推力轴承，使得结构更简单，成本进一步下降。
[0032]以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无阻碍连接装置，其中，包括轴与球轴部件，所述球轴部件被环绕地设置于所述轴上。2.如权利要求1所述的无阻碍连接装置，其中，所述轴被配置为使得与所述轴两端连接的部件以相同的角速度转动。3.如权利要求2所述的无阻碍连接装置，其中，所述轴的第一端被配置为与第一部件固定连接，所述轴的第二端被配置为与第二部件固定连接。4.如权利要求3所述的无阻碍连接装置，其中，所述球轴部件包括第一环与第二环，所述第一环与所述第二环同轴设置。5.如权利要求4所述的无阻碍连接装置，其中，所述第一环的内径大于所述第二环的外径，所述第二环与所述轴固定连接。6.如权利要求5所述的无阻碍连接装置，其中，所述球轴部件包括保持架，所述保持架设置于所述第一环与所述第二环之间，用于维持所述第一环与所述第二环之间的间隙空间。7.如权利要求5所述的无阻碍连接装置，其中，所述球轴部件包括球，所述球设置于所述第一环与所述第二环之间的间隙空间中。8.如权利要求7所述的无阻碍连接装置，其中，所述第一环靠近所述第二环的表面上设置有第一壁部。9.如权利要求7所述的无阻碍连接装置，其中，所述第二环靠近所述第一环的表面上设置有第二壁部。10.如权利要求7所述的无阻碍连接装置，其中，所述第一环靠近所述第二环的表面上设置有第一壁部，所述第二环靠近所述第一环的表面上设置有第二壁部，所述球与所述第一壁部接触和所述第二壁部接触，所述球被配置为能够受到所述第一壁部与所述第二壁部施加的方向相反的作用力。11.如权利要求8所述的无阻碍连接装置，其中，所述第一环靠近所述第二环的一侧包括第一表面和第二表面，所述第一环在所述第一表面处的内径，大于所述第一环在所述第二表面处的内径，以形成所述第一壁部。12.如权利要求11所述的无阻碍连接装置，其中，所述第一环包括第一槽，所述第一槽设置于所述第一表面与所述第二表面的连接处，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，朱明明，曾强，王燕青，
申请(专利权)人：海德韦尔太仓能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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