一种采用自引气冷却的燃料电池空压机制造技术

技术编号:41303408 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-13 14:49
本技术涉及一种采用自引气冷却的燃料电池空压机,包括外壳,外壳左侧分别连接高压端密封盖和高压蜗壳,外壳右侧分别连接低压端盖、低压端密封盖和低压蜗壳,外壳、高压端密封盖、高压蜗壳、低压端盖、低压端密封盖、低压蜗壳中转动安装电机轴,电机轴外周从左至右依次套设高压叶轮、转子、止推轴承、低压叶轮;外壳中设有外壳引气冷却进气道、轴承室引气冷却通道、电机系统引气冷却通道、外壳废气出口通道、腰形槽、端面槽、通孔,低压端盖中设有低压端盖引气冷却进气道、止推轴承室、低压端盖第一废气出口通道、低压端盖第废气出口通道。本技术有效控制止推空气轴承室内气体温度并冷却轴承,提高高速高载下轴承转子系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于燃料电池空压机,涉及采用自引气冷却的燃料电池空压机


技术介绍

1、应用空气轴承技术的离心式空压机因其具备的高速、无油、体积小且低噪声等特点,优于其他形式的空压机而成为了车用氢燃料电池空压机的首选形式。离心式燃料电池空压机一般采用直驱的形式,即叶轮直接安装在电机轴的伸出段,目前主流的燃料电池空压机均采用左右两端两级压缩形式,此举在显著提高工况点的同时将令空压机转子受到因左右轮面压力差引起的轴向力作用,因此一般利用一对止推空气轴承提供轴向推力,平衡转子轴向力的作用,保证电机轴轴向位置。电机的冷却一般采用水冷,在电机外壳上开设冷却水道,再将水套套上外壳密封后,从外部通入冷却液循环冷却。由于电机定子与转子的发热功主要通过热传导由线包内部传导至冷却水中,为了实现电机在良好热管理下的稳定性能,一般设置较大的冷却水流量和较低的冷却温度,因此冷却水温升往往十分有限,且转子与冷却水之间的热量传递较定子更加困难,因此冷却水冷却量的利用程度与转子定子整体的冷却均有待优化。同时,止推空气轴承由于需承受较大载荷而往往具备较小的气体膜厚度,在高速高负载下,止推轴承箔片表面小间隙中的气膜温度升高较快,这使空气粘度较常温常压空气显著升高,是造成空气轴承失稳的因素之一,同时,大量热量传导至下层支撑箔片,使金属质箔片因升温造成其力学性能发生些许变化,上述两点因素将导致空气轴承转子系统安全系数明显下降,在高速高载工况下,止推空气轴承的失效将是严重的安全隐患。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种采用自引气冷却的燃料电池空压机,能解决上述的问题,且有效增强空气轴承、转子系统散热性能,使空气轴承的运行更稳定,电机达到更强的性能。

2、按照本技术提供的技术方案:一种采用自引气冷却的燃料电池空压机,包括外壳,外壳左侧分别连接高压端密封盖和高压蜗壳,外壳右侧分别连接低压端盖、低压端密封盖和低压蜗壳,外壳、高压端密封盖、高压蜗壳、低压端盖、低压端密封盖、低压蜗壳中转动安装电机轴,电机轴外周从左至右依次套设高压叶轮、转子、止推轴承、低压叶轮;外壳中设有外壳引气冷却进气道、轴承室引气冷却通道、电机系统引气冷却通道、外壳废气出口通道、腰形槽、端面槽、通孔,低压端盖中设有低压端盖引气冷却进气道、止推轴承室、低压端盖第一废气出口通道、低压端盖第废气出口通道;外壳引气冷却进气道、腰形槽、轴承室引气冷却通道、低压端盖引气冷却进气道、止推轴承室、低压端盖第一废气出口通道、电机系统引气冷却通道、端面槽、通孔、低压端盖第废气出口通道、外壳废气出口通道依次连通;外壳通过空气轴承转动连接电机轴;空气轴承呈对称设置,套设在电机轴外周,高压端的空气轴承位于高压叶轮、转子之间,低压端的空气轴承位于转子、止推轴承之间。

3、作为本技术的进一步改进,高压叶轮位于高压端密封盖和高压蜗壳之间、低压叶轮位于低压端密封盖和低压蜗壳之间。

4、作为本技术的进一步改进, 定子安装在外壳内,止推轴承位于低压端盖内。

5、作为本技术的进一步改进,外壳外周套设水套,外壳周向表面加工有冷却水道。

6、作为本技术的进一步改进,轴承室引气冷却通道与电机系统引气冷却通道呈对称分布。

7、作为本技术的进一步改进,低压端密封盖上加工有周向和径向分布的气槽。

8、作为本技术的进一步改进,低压端盖内部端面与低压端密封盖轴承安装端面间为止推轴承室,止推轴承位于止推轴承室内。

9、本申请的积极进步效果在于:

10、1、本技术有效控制止推空气轴承室内气体温度并冷却轴承,提高高速高载下轴承转子系统稳定性。

11、2、本技术有效提升电机冷却性能尤其增强了转子的冷却,增加了对流作用,使电机的冷却不再仅依靠导热将热量传导至外壳上分布的冷却水道中,而是直接作用到电机内部,使电机极限性能达到提升。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1. 一种采用自引气冷却的燃料电池空压机,包括外壳(10),外壳(10)左侧分别连接高压端密封盖(7)和高压蜗壳(6),外壳(10)右侧分别连接低压端盖(11)、低压端密封盖(13)和低压蜗壳(14),其特征在于,外壳(10)、高压端密封盖(7)、高压蜗壳(6)、低压端盖(11)、低压端密封盖(13)、低压蜗壳(14)中转动安装电机轴(3),电机轴(3)外周从左至右依次套设高压叶轮(5)、转子、止推轴承(2)、低压叶轮(1);外壳(10)中设有外壳引气冷却进气道(10-1)、轴承室引气冷却通道(10-2)、电机系统引气冷却通道(10-3)、外壳废气出口通道(10-4)、腰形槽(10-5)、端面槽(10-6)、通孔(10-7),低压端盖(11)中设有低压端盖引气冷却进气道(11-1)、止推轴承室(11-2)、低压端盖第一废气出口通道(11-3)、低压端盖第废气出口通道(11-4);外壳引气冷却进气道(10-1)、腰形槽(10-5)、轴承室引气冷却通道(10-2)、低压端盖引气冷却进气道(11-1)、止推轴承室(11-2)、低压端盖第一废气出口通道(11-3)、电机系统引气冷却通道(10-3)、端面槽(10-6)、通孔(10-7)、低压端盖第废气出口通道(11-4)、外壳废气出口通道(10-4)依次连通; 外壳(10)通过空气轴承(9)转动连接电机轴(3);空气轴承(9)呈对称设置,套设在电机轴(3)外周,分别为位于左右两侧的高压端的空气轴承(9)和低压端的空气轴承(9),高压端的空气轴承(9)位于高压叶轮(5)、转子之间,低压端的空气轴承(9)位于转子、止推轴承(2)之间。

2.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,高压叶轮(5)位于高压端密封盖(7)和高压蜗壳(6)之间、低压叶轮(1)位于低压端密封盖(13)和低压蜗壳(14)之间。

3.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,止推轴承(2)位于低压端盖(11)内。

4.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,外壳(10)外周套设水套(8),外壳(10)周向表面加工有冷却水道(8-1)。

5.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,轴承室引气冷却通道(10-2)与电机系统引气冷却通道(10-3)呈对称分布。

6.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,低压端密封盖(13)上加工有周向和径向分布的气槽(13-1)。

7.如权利要求1所述的采用自引气冷却的燃料电池空压机,其特征在于,低压端盖(11)内部端面与低压端密封盖(13)轴承安装端面间为止推轴承室(11-2),止推轴承(2)位于止推轴承室(11-2)内。

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【技术特征摘要】

1. 一种采用自引气冷却的燃料电池空压机,包括外壳(10),外壳(10)左侧分别连接高压端密封盖(7)和高压蜗壳(6),外壳(10)右侧分别连接低压端盖(11)、低压端密封盖(13)和低压蜗壳(14),其特征在于,外壳(10)、高压端密封盖(7)、高压蜗壳(6)、低压端盖(11)、低压端密封盖(13)、低压蜗壳(14)中转动安装电机轴(3),电机轴(3)外周从左至右依次套设高压叶轮(5)、转子、止推轴承(2)、低压叶轮(1);外壳(10)中设有外壳引气冷却进气道(10-1)、轴承室引气冷却通道(10-2)、电机系统引气冷却通道(10-3)、外壳废气出口通道(10-4)、腰形槽(10-5)、端面槽(10-6)、通孔(10-7),低压端盖(11)中设有低压端盖引气冷却进气道(11-1)、止推轴承室(11-2)、低压端盖第一废气出口通道(11-3)、低压端盖第废气出口通道(11-4);外壳引气冷却进气道(10-1)、腰形槽(10-5)、轴承室引气冷却通道(10-2)、低压端盖引气冷却进气道(11-1)、止推轴承室(11-2)、低压端盖第一废气出口通道(11-3)、电机系统引气冷却通道(10-3)、端面槽(10-6)、通孔(10-7)、低压端盖第废气出口通道(11-4)、外壳废气出口通道(10-4)依次连通; 外壳(10)通过空气轴承(9)转动连接电机轴(3);空气轴承(9)呈对...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕尧杰周晓君杨怀远
申请(专利权)人:无锡威孚高科技集团股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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