[發明專利]一種離心式空壓機及氫燃料電池

在審

• 申請號: 202011344907.1
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112460056A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 陳振宇;熊萬里;張虎;高衛華;張顯;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: F04D25/08
• 分類號: F04D25/08;F04D17/12;F04D29/051;F04D29/057;F04D29/16;F04D29/58;H02K9/06;H02K9/19;H02K9/193;H02K5/20;H01M8/04089
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種離心式空壓機及氫燃料電池，包括：電機組件，包括殼體、轉軸、定子、轉子、軸承組件和推力法蘭，轉軸轉動地安裝于殼體中，定子與殼體連接，轉子與轉軸連接；第一壓縮組件，包括第一葉輪和第一蝸殼，第一葉輪安裝于轉軸的前端，第一蝸殼安裝于殼體的前端；第二壓縮組件，包括第二葉輪和第二蝸殼，第二葉輪安裝于轉軸的后端，第二蝸殼安裝于殼體的后端；空氣冷卻組件，包括冷卻葉輪和設置于電機組件內部的冷卻空氣通道，冷卻葉輪用于產生流經冷卻空氣通道的氣流；其中，推力法蘭設置于轉軸的后端，冷卻葉輪與第一葉輪背靠背設置于轉軸的前端。其能夠對電機組件的軸承和轉子進行冷卻，而且冷卻效果更佳。

技術領域

本發明用于空壓機領域，特別是涉及一種離心式空壓機及氫燃料電池。

背景技術

氫燃料電池要想獲得高的功率密度和性能，必須要在相對高的氣體壓力下工作，因此需要有高效率、高壓比的空壓機為燃料電池提供高壓空氣。目前氫燃料電池采用的空壓機主要是羅茨式、渦旋式、螺桿式和離心式。其中離心式空壓機結構緊湊，體積下，重量輕，振動和噪音明顯減小，動態響應速度快等優勢，所以離心式燃料電池空壓機是未來的發展趨勢。

壓縮機高速運轉過程中，電機損耗和空氣軸承風摩損失均會產生大量的熱量，為保證壓縮機正常運轉，需及時散熱讓空壓機快速達到熱平衡狀態。現有的空壓機冷卻技術中，多采用電機定子外圓通過循環冷卻水的冷卻方式，這種冷卻方式僅對電機定子進行了冷卻，而對空氣軸承和電機轉子無冷卻效果。還有部分現有技術中，將空壓機出口的高壓氣體部分地引進電機本體內部，對軸承和電機轉子進行冷卻，但是這種引氣方式一方面空壓機出口的高壓氣體溫度高，可達120～150℃，冷卻效果不佳，另一方面空壓機出口的高壓氣體具有較高的壓力勢能，直接引進電機本體作為冷卻氣體是對上一級壓縮功的一種浪費。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種離心式空壓機及氫燃料電池，其能夠對電機組件的軸承和轉子進行冷卻，而且冷卻效果更佳。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

第一方面，一種離心式空壓機，包括：

電機組件，包括殼體、轉軸、定子、轉子、軸承組件和推力法蘭，所述轉軸轉動地安裝于所述殼體中，所述定子與所述殼體連接，所述轉子與所述轉軸連接；

第一壓縮組件，包括第一葉輪和第一蝸殼，所述第一葉輪安裝于所述轉軸的前端，所述第一蝸殼安裝于所述殼體的前端；

第二壓縮組件，包括第二葉輪和第二蝸殼，所述第二葉輪安裝于所述轉軸的后端，所述第二蝸殼安裝于所述殼體的后端；

空氣冷卻組件，包括冷卻葉輪和設置于所述電機組件內部的冷卻空氣通道，所述冷卻葉輪用于產生流經所述冷卻空氣通道的氣流；

其中，所述推力法蘭設置于所述轉軸的后端，所述冷卻葉輪與所述第一葉輪背靠背設置于所述轉軸的前端。

結合第一方面，在第一方面的某些實現方式中，所述軸承組件包括前徑向軸承組件、后徑向軸承組件和推力軸承組件，所述前徑向軸承組件安裝于所述殼體前端，所述前徑向軸承組件包括前軸承座和安裝在前軸承座內孔的前徑向空氣動壓軸承；所述后徑向軸承組件包括安裝于殼體后端延伸出的軸承座孔內的后徑向空氣動壓軸承，所述推力軸承組件安裝于殼體后端，所述推力軸承組件包括前推力軸承、后推力軸承和間隙隔離板，所述間隙隔離板設置于前推力軸承、后推力軸承之間，所述轉軸安裝在前徑向空氣動壓軸承和后徑向空氣動壓軸承形成的中空軸孔內，所述推力法蘭安裝限制在前推力軸承和后推力軸承形成的環形氣腔內。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述第一壓縮組件還包括密封墊板，所述密封墊板安裝于第一蝸殼內側，所述第一葉輪背部設置有環形突起，所述密封墊板前緣設置有環形凹槽，所述第一葉輪的環形突起與所述密封墊板的環形凹槽鑲嵌形成了第一壓縮組件的軸向密封結構。