[發(fā)明專利]一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210560555.6
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114893419B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 邢子義;謝元豪;王升科
• 申請（專利權）人: 煙臺東德實業(yè)有限公司
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D25/04;F04D25/08;F04D29/58;F04D29/02;F01D15/08;F01D15/10;F01D25/32;F01D11/00;F01D25/00;F01D25/26;H02K7/14;H02K7/18;H02K9/19
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 姜月磊

1.一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：包括電機殼體、定子和主軸，電機殼體兩端內(nèi)側分別安裝用于支撐主軸的壓縮端軸承座和膨脹端軸承座，電機殼體兩端外側分別安裝壓縮端擴壓器和膨脹端導向器，主軸一端穿出壓縮端擴壓器安裝有壓縮裝置，主軸另一端穿出膨脹端導向器安裝有膨脹機；

所述壓縮裝置包括安裝在主軸上的壓縮蝸輪，壓縮蝸輪外側設有與電機殼體相連的壓縮蝸殼，壓縮蝸殼內(nèi)設有壓縮蝸道，壓縮蝸殼上設有壓縮進氣口和壓縮出氣口；

所述膨脹機包括安裝在主軸上的膨脹葉輪，膨脹葉輪外側設有與電機殼體相連的膨脹機外殼，膨脹機外殼內(nèi)部設有膨脹蝸道，膨脹機外殼上設有膨脹進氣口和膨脹出氣口；

所述壓縮蝸殼、壓縮端擴壓器、壓縮端軸承座采用鋁合金材質(zhì)；

所述膨脹機外殼，膨脹端軸承座、膨脹端導向器采用不銹鋼材質(zhì)，表面進行表面硬化、硬質(zhì)氧化或陶化處理；

所述壓縮蝸輪和膨脹葉輪采用合金或陶瓷材質(zhì)；

所述主軸采用高鎳合金或不銹鋼材質(zhì)；

所述壓縮端擴壓器與壓縮端軸承座之間的主軸上安裝有止推盤，止推盤兩側分別設有一個止推空氣軸承，止推空氣軸承的基材采用高鎳合金或不銹鋼材質(zhì)；

所述壓縮端軸承座和膨脹端軸承座與主軸之間分別設有徑向空氣軸承，徑向空氣軸承的基材采用高鎳合金或不銹鋼材質(zhì)；

所述定子進行灌封或注塑處理；

所述主軸與膨脹端導向器之間設有擋環(huán)密封結構；

所述膨脹機與電機、壓縮裝置內(nèi)部設有分水風冷結構；

所述分水風冷結構包括設在膨脹端導向器上的將膨脹機內(nèi)部與膨脹端導向器和膨脹端軸承座之間的空腔相連通的連通通道，所述連通通道內(nèi)安裝分水濾芯，膨脹機內(nèi)的冷卻氣體依次經(jīng)分水濾芯、連通通道、膨脹端導向器和膨脹端軸承座之間的空腔進入電機殼體內(nèi)部對兩個徑向空氣軸承、兩個止推空氣軸承、定子和主軸進行冷卻，最后經(jīng)壓縮端軸承座和壓縮端擴壓器之間的空腔排出外界；

所述連通通道包括相連通的第一橫向通道、豎向通道和第二橫向通道，所述分水濾芯安裝在第一橫向通道內(nèi)，第二橫向通道的位置高于第一橫向通道的位置，所述分水濾芯包括燒結濾芯。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述擋環(huán)密封結構包括設在膨脹端導向器中心孔內(nèi)的若干個擋環(huán)，所述主軸上安裝有與擋環(huán)相配合的擋環(huán)座，所述擋環(huán)座上對應相鄰兩個擋環(huán)之間的位置設有擋板，所述擋環(huán)與擋板以及擋環(huán)座之間間隙配合。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述膨脹端導向器的中心孔內(nèi)側設有環(huán)形卡槽，所述擋環(huán)固定安裝在環(huán)形卡槽內(nèi)；所述擋環(huán)為彈性擋環(huán)，擋環(huán)上設有切口，擋環(huán)側面設有安裝用孔，所述切口包括斜切口、Z形切口或Z形斜切口，所述擋環(huán)包括石墨環(huán)、PTFE環(huán)或不銹鋼環(huán)；所述擋環(huán)的內(nèi)側設有金屬彈片，金屬彈片與擋環(huán)座之間間隙配合，所述擋環(huán)座的材質(zhì)包括石墨、PTFE或不銹鋼。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述壓縮端擴壓器、壓縮端軸承座、電機殼體上設有與壓縮端軸承座和壓縮端擴壓器之間的空腔相連通的排氣通道，電機殼體上設有與排氣通道相連通的冷卻氣體排氣口。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述膨脹機外殼包括固定連接的鋁合金蝸道外殼和不銹鋼蝸殼嵌件，所述不銹鋼蝸殼嵌件的主體設在鋁合金蝸道外殼的內(nèi)側，不銹鋼蝸殼嵌件的端部穿出鋁合金蝸道外殼形成膨脹出氣口。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述鋁合金蝸道外殼和不銹鋼蝸殼嵌件的表面進行表面硬化、硬質(zhì)氧化或陶化處理。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述鋁合金蝸道外殼和不銹鋼蝸殼嵌件焊接或通過螺栓固定連接。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池單級高速離心空壓機與膨脹機集成系統(tǒng)，其特征在于：所述電機殼體內(nèi)設有電機冷卻水道。