一种燃料电池系统用漩涡氢泵技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池系统用漩涡氢泵，包括泵体、前端盖和叶轮；叶轮包括轮轴和轮体，轮体的一侧由内向外分别设有内圈叶片和外圈叶片，内圈叶片和外圈叶片之间设有环形凹槽；前端盖的外侧设有进气口和排气口，前端盖的内侧面由内到外分别设有内侧流道、外侧流道，进气口与内侧流道连通，排气口与外侧流道连通；所述内侧流道和外侧流道之间设有级间隔板，所述级间隔板为环形凸起，级间隔板与环形凹槽相配合，内侧流道、外侧流道分别与内圈叶片和外圈叶片相对应，内侧流道、外侧流道之间通过级间通道相连通；本发明专利技术只采用一个叶轮，实现了双级旋涡气泵功能，具有零件少、结构简单、效率较高的优点。较高的优点。较高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统用漩涡氢泵


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池系统用漩涡氢泵。

技术介绍

[0002]旋涡气泵是一种用来产生高压气流的气泵，为了获得更高的压力，除了增加叶轮直径外，还有串联两个单元级的方法。在现有的技术产品中有两种方法：第一种是将两个单元级的旋涡气泵串联起来使用，即将第一个单元级的出口利用通道连接到第二个单元级的进口上，例如公开号为CN202789558U的专利申请《一种双级高压力旋涡鼓风机》；另一种是在单个叶轮的两侧布置旋涡气泵的两级，两级之间通过底通道相连，例如公开号为CN107795497A的专利申请《单叶轮双级旋涡气泵》。
[0003]上述的第一种方案由于使用了两个叶轮作为两级，因此存在着零件较多、结构复杂、加工不便、成本较高的问题，而上述的第二种方案虽然有效减少了零件数量、简化了机体构造，但是气体从第一级到第二级的过程中存在旋向突变的情况，由此不可避免地会产生较大的局部流动损失，从而降低旋涡泵的效率。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种燃料电池系统用漩涡氢泵，其只采用一个叶轮，实现了双级旋涡气泵功能，具有零件少、结构简单、效率较高的优点。
[0005]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种燃料电池系统用漩涡氢泵，其特殊之处在于：
[0006]包括泵体、前端盖和叶轮；前端盖安装在泵体上，叶轮位于泵体、前端盖内；
[0007]所述叶轮包括轮轴和轮体，所述轮轴与轮体的一侧连接，轮体的另一侧由内向外分别设有内圈叶片和外圈叶片，内圈叶片和外圈叶片之间设有环形凹槽；
[0008]所述泵体内设有容腔，叶轮的轮轴穿过泵体，轮体位于容腔内；
[0009]所述前端盖的外侧设有进气口和排气口，所述前端盖的内侧面由内到外分别设有内侧流道、外侧流道，进气口与内侧流道连通，排气口与外侧流道连通；
[0010]所述内侧流道和外侧流道之间设有级间隔板，所述级间隔板为环形凸起，级间隔板与环形凹槽相配合，内侧流道、外侧流道分别与内圈叶片和外圈叶片相对应，内侧流道、外侧流道之间通过级间通道相连通；内侧流道上设有内侧隔舌，内侧隔舌位于级间通道和进气口之间；外侧流道上设有外侧隔舌，外侧隔舌位于级间通道和排气口之间。
[0011]进一步地，上述外侧流道的宽度小于内侧流道的宽度。
[0012]进一步地，上述外圈叶片的高度小于内圈叶片的高度。
[0013]进一步地，上述进气口的尺寸大于排气口的尺寸。
[0014]进一步地，上述级间通道为孔道，该孔道穿过级间隔板。
[0015]进一步地，上述进气口紧靠内侧隔舌的一侧。
[0016]进一步地，上述排气口紧靠外侧隔舌的一侧。
[0017]进一步地，上述前端盖与泵体通过螺栓连接。
[0018]本专利技术的优点：
[0019]本专利技术提供的燃料电池系统用漩涡氢泵，只采用一个叶轮，并将叶轮的一侧同时设计为内、外两圈叶片，配合端盖上的内外侧流道、内外侧隔舌、级间通道等的设计，实现了双级旋涡气泵功能；与现有的两种双级旋涡气泵方案对比，本专利技术的技术方案既有效减少了零件数、简化了装配、提升了可靠性，又减小了流动损失，提高了效率。
附图说明
[0020]图1为单侧双级漩涡气泵的轴向剖面示意图，主要体现单侧双级漩涡气泵的主要零件及装配关系；
[0021]图2是面向旋涡气泵前端盖的视图，主要体现进气口、排气口的位置；
[0022]图3是拆开叶轮后前端盖的内部结构，主要体现内侧隔舌、外侧隔舌、级间通道的位置；
[0023]图4是拆开后叶轮的视图，主要体现叶轮的结构。
[0024]图中所示：1、内侧流道，2、内侧隔舌，3、外侧流道，4、外侧隔舌，5、叶轮，6、进气口，7、排气口，8、内圈叶片，9、外圈叶片，10、级间通道，11、级间隔板。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0026]参见图1
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图4，一种燃料电池系统用漩涡氢泵，包括泵体、前端盖和叶轮；前端盖与泵体通过螺栓连接，叶轮位于泵体、前端盖内。
[0027]参见图4，所述叶轮包括轮轴和轮体，所述轮轴与轮体的一侧连接，轮体的另一侧由内向外分别设有内圈叶片8和外圈叶片9，内圈叶片8和外圈叶片9之间设有环形凹槽。
[0028]参见图1、图2和图3，所述泵体内设有容腔，叶轮的轮轴穿过泵体，轮体位于容腔内。所述前端盖的外侧设有进气口6和排气口7，所述前端盖的内侧面由内到外分别设有内侧流道1、外侧流道3，进气口6与内侧流道1连通，排气口7与外侧流道3连通。
[0029]参见图1、图2和图3，所述内侧流道1和外侧流道3之间设有级间隔板11，所述级间隔板11为环形凸起，级间隔板11与环形凹槽相配合，内侧流道1、外侧流道3分别与内圈叶片8和外圈叶片9相对应，内侧流道1、外侧流道3之间通过级间通道10相连通；内侧流道1上设有内侧隔舌2，内侧隔舌2位于级间通道10和进气口6之间；外侧流道3上设有外侧隔舌4，外侧隔舌4位于级间通道10和排气口7之间。
[0030]所述燃料电池系统用漩涡氢泵在单个叶轮单侧的内、外布置了漩涡气泵的两个级，叶轮的内圈叶片8与内侧流道1组成漩涡气泵的第一级，叶轮的外圈叶片9与外侧流道3组成漩涡气泵的第二级，第一级与第二级之间通过级间通道10相连接。
[0031]在旋涡气泵的每一个级内，沿其圆周的转动方向的气体压力是逐渐增加的，因此如图3所示，本专利技术分别在第一、第二级设置了内侧隔舌2与外侧隔舌4来实现单元级内高、低压区的径向隔离，即第一单元级内不同压力区的隔离由内侧隔舌2实现，第二单元级内不同压力区的隔离由外侧隔舌4实现。同时，内侧隔舌2有着引导气体从进气口6进入第一单元级和引导气体通过级间通道10从第一单元级进入第二单元级的功能，而外侧隔舌4有着引导气体从第二单元级进入排气口7的功能。
[0032]所述燃料电池系统用漩涡氢泵的两个单元级之间有压力差，如图1所示，本专利技术在前端盖内设置的级间隔板11，级间隔板11与叶轮5之间的间隙极小，因此气体从第二单元级通过缝隙向第一单元级泄漏的阻力很大，形成了一定程度的密封，从而保持了旋涡气泵各单元级之间的压力。
[0033]所述燃料电池系统用漩涡氢泵在使用时，原动机带动叶轮轮轴转动，叶轮5按图4中箭头所标的方向旋转。气体从进气口6进入旋涡气泵，在内圈叶片8与内侧流道1组成漩涡气泵的第一级进行第一次升压，之后在内侧隔舌2的引导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统用漩涡氢泵，其特征在于：包括泵体、前端盖和叶轮；前端盖安装在泵体上，叶轮位于泵体、前端盖内；所述叶轮包括轮轴和轮体，所述轮轴与轮体的一侧连接，轮体的另一侧由内向外分别设有内圈叶片(8)和外圈叶片(9)，内圈叶片(8)和外圈叶片(9)之间设有环形凹槽；所述泵体内设有容腔，叶轮的轮轴穿过泵体，轮体位于容腔内；所述前端盖的外侧设有进气口(6)和排气口(7)，所述前端盖的内侧面由内到外分别设有内侧流道(1)、外侧流道(3)，进气口(6)与内侧流道(1)连通，排气口(7)与外侧流道(3)连通；所述内侧流道(1)和外侧流道(3)之间设有级间隔板，所述级间隔板为环形凸起，级间隔板与环形凹槽相配合，内侧流道(1)、外侧流道(3)分别与内圈叶片(8)和外圈叶片(9)相对应，内侧流道(1)、外侧流道(3)之间通过级间通道(10)相连通；内侧流道(1)上设有内侧隔舌(2)，内侧隔舌(2)位于级间通道(10)和进气口(6)之间；外侧流道(3)上设有外侧隔舌(4)，外侧隔舌(4)位于级间通道(10)和排气口(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵沛远，冯健美，陈宇航，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：