一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池动力系统技术领域，具体是一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，包括泵体以及分别布置在泵轴两端的两组过流组件；所述过流组件包括同轴固接在泵轴上的叶轮，叶轮的外侧罩设有蜗壳，蜗壳上分别安装有进气管和出气管，且进气管和出气管通过叶轮上的导流通道彼此连通，以便叶轮转动时抽吸氢气；本发明专利技术通过在一个泵体的两端分别布置氢气过流组件，进而提高单体泵的氢循环效率。进而提高单体泵的氢循环效率。进而提高单体泵的氢循环效率。

【技术实现步骤摘要】
一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵


[0001]本专利技术涉及燃料电池动力系统
，具体是一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵。

技术介绍

[0002]氢燃料电池的运作原理是氢气由燃料电池的阳极进入，氧气由阴极进入燃料电池。燃料电池反应后会有一部分氢气未发生转化，这种易燃易爆气体排放到空气中既是对能源的浪费，也大大降低了氢燃料电池系统的能量转化效率。
[0003]随着新能源汽车氢燃料电池系统的发展，燃料电池车能量转化效率要求越来越高，对电池反应后排放的氢气的循环再利用变得至关重要。所以氢循环泵是氢燃料电池必不可少的一部分。在氢循环泵方面，目前应用于燃料电池氢气循环回收装置的主要有罗茨式、涡旋式、爪式，但是这些氢循环泵循环的效率较低，无法有效的满足快速循环的要求。于是为了提高氢气循环的效率，采用多个循环泵同时工作的方式，但是这种方式也会增加整个装置的体积，并同时增加装置的质量，导致相应的配合辅助设备都需要重新进行设计，增加了生产的成本，因此亟待解决。

技术实现思路

[0004]为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵。本专利技术通过在一个泵体的两端分别布置氢气过流组件，实现氢气的快速抽吸，进而提高单体泵的氢循环效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，包括泵体以及分别布置在泵轴两端的两组过流组件；
[0007]所述过流组件包括同轴固接在泵轴上的叶轮，叶轮的外侧罩设有蜗壳，蜗壳上分别安装有进气管和出气管，且进气管和出气管通过叶轮上的导流通道彼此连通，以便叶轮转动时抽吸氢气。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述过流组件还包括同轴固接在泵体端部的背板，蜗壳盖合在背板上以使蜗壳的内部形成导气空腔；叶轮布置在导气空腔内，且将导气空腔分隔为与进气管连通的进气腔以及与出气管连通的出气腔。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述进气管的管腔构成所述进气腔，且该进气腔与叶轮导流通道的进气端彼此连通，进气管的管底和叶轮的进气端面之间安装有进口密封件。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述叶轮通过拉杆固定在泵轴的轴端上。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述泵轴的端部同轴开设有螺纹孔，拉杆同轴螺纹连接在螺纹孔内；叶轮同轴套接在拉杆的外侧，且拉杆的悬臂端外侧同轴螺纹旋紧有锁紧套，进而将叶轮压紧在泵轴的轴端上。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：背板的轴心处同轴开设有供泵轴轴端穿出的安装孔，且安装孔和泵轴之间布置有轴端密封件。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：进口密封件和轴端密封件均采用迷宫密封结构。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述泵体包括外壳，外壳的内部同轴固接有定子；泵轴通过轴承转动连接在外壳的内部，且泵轴上同轴套接有与定子彼此配合驱动的转子。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：蜗壳和背板通过紧箍螺栓安装在外壳上。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：定位销的两端分别插入叶轮的底部和泵轴的轴端。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本专利技术通过在泵体的两端设置了两组过流组件，能够提高单体泵的抽吸效率，进而加快对应的氢循环的速度。同一泵轴的两端均安装有过流组件，能够增大对单体泵的能量利用。两侧过流组件的安装，使单体泵呈现两个泵的运作能力，在循环效率相同的情况下，减小了装置整体的质量和体积。
[0019]2、本专利技术采用对称安装的方式，实现两级压缩，可以提高做功能力，并且平衡两侧叶轮所受的轴向力，降低轴承负担，提高轴承寿命。
[0020]3、泵体采用的是高速电机，高速电机在通电后，通过定子驱动泵轴旋转，叶轮通过拉杆固定于泵轴上，从而与泵轴同步旋转。叶轮的直连方式使得整机结构紧凑的同时，也提高了传动效率。
[0021]4、叶轮连接方式采用拉杆连接，相比于键连接，拉杆连接不必在叶轮轮毂处设计键槽，从而保证了叶轮的轴对称结构，改善了叶轮的应力分布，使其在高速旋转时可靠性和稳定性更高。
[0022]5、进口密封件和轴端密封件均采用迷宫密封结构，迷宫密封可以限制叶轮出口侧高压气流向叶轮进口侧和电机侧低压区域泄露，降低了能量损失。
[0023]6、由于高压氢气会使材料出现“氢脆”现象，因此在氢循环泵过流组件，如蜗壳、叶轮加工时，采用表面镀层的方式，减少氢气向材料内部的渗漏，避免或减缓“氢脆”现象产生，提高产品寿命。
[0024]7、本专利技术使用气体轴承，相比于常用的滚珠类轴承，其摩擦阻力小，从而耗能也会相应的减少。在摩擦力较小的情况下，通过摩擦产生的热量也会随之相应的减少，从而避免在高转数的情况下出现轴承温度过高而需要停机降温的问题，进一步提高工作的效率。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0026]图2为本专利技术中过流组件的结构示意图。
[0027]图3为本专利技术中过流组件的爆炸结构示意图。
[0028]图4为本专利技术的剖视图。
[0029]图5为本专利技术的气体轴承结构示意图。
[0030]图中：
[0031]10、泵体；11、外壳；12、定子；13、转子；14、泵轴；
[0032]15、轴承；151、外圈；1511、进气孔；1512、出气孔；
[0033]152、内圈；1521、喷嘴；
[0034]20、过流组件；21、蜗壳；211、进气管；22、背板；
[0035]23、出气管；24、叶轮；25、拉杆；26、锁紧套；27、轴端密封件；
[0036]28、进口密封件。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]请参阅图1～4，本专利技术实施例中，一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，主要包括泵体10和过流组件20。
[0039]泵体10采用的是高速电机，且泵体10整体呈现左右对称结构。泵体10包括外壳11，外壳11的内部同轴固接有定子12。泵轴14通过轴承15转动连接在外壳11的内部，且泵轴14上同轴套接有与定子12彼此配合驱动的转子13。
[0040]过流组件20有两组，并且这两组过流组件20对称布置在泵体10的两侧。过流组件20包括同轴固接在本体端部的背板22，并且泵轴14的端部穿过背板22上开设的安装孔。为了实现泵轴14端部的密封，于是在安装孔内同轴布置了一个采用迷宫密封结构的轴端密封件27，以此来避免氢气向泵体10内部进行扩散。
[0041]泵轴14的轴端处同轴开设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，其特征在于，包括泵体(10)以及分别布置在泵轴(14)两端的两组过流组件(20)；所述过流组件(20)包括同轴固接在泵轴(14)上的叶轮(24)，叶轮(24)的外侧罩设有蜗壳(21)，蜗壳(21)上分别安装有进气管(211)和出气管(23)，且进气管(211)和出气管(23)通过叶轮(24)上的导流通道彼此连通，以便叶轮(24)转动时抽吸氢气。2.根据权利要求1所述的一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，其特征在于，所述过流组件(20)还包括同轴固接在泵体(10)端部的背板(22)，蜗壳(21)盖合在背板(22)上以使蜗壳(21)的内部形成导气空腔；叶轮(24)布置在导气空腔内，且将导气空腔分隔为与进气管(211)连通的进气腔以及与出气管(23)连通的出气腔。3.根据权利要求2所述的一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，其特征在于，进气管(211)的管底和叶轮(24)的进气端面之间安装有进口密封件(28)。4.根据权利要求1或2或3所述的一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，其特征在于，所述叶轮(24)通过拉杆(25)固定在泵轴(14)的轴端上。5.根据权利要求4所述的一种采用气体轴承的燃料电池用离心式氢循环泵，其特征在于，所述泵轴(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：常超，陈学东，王枭，于跃平，胡四兵，陈启明，王弼，蒋兴浩，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：