一种单级高速氢燃料电池离心压缩机制造技术

本发明专利技术公开了一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，包括叶轮、机壳、转轴、电机转子和电机定子；在机壳左侧同轴心设有轴承座，轴承座小径端套接在机壳内，且其大径端与机壳连接；在轴承座左侧同轴心设有进气机匣，且在机壳右端面同轴心设有后盖板；在机壳内部靠右侧同轴心设有电机定子，且在电机定子的内腔穿插设有电机转子；在电机转子的左端同轴心设有转轴，转轴左端水平延伸至进气机匣内，并与叶轮同轴心套接；在转轴左端同轴心套接设有轴向空气轴承，且在其上相对于机壳内部从左至右依次间隔同轴心套接设有左径向空气轴承和右径向空气轴承。本发明专利技术采用单级压缩，通过提高叶轮转速来提高压缩机的排气压力，完全满足氢燃料电池汽车的使用需求。汽车的使用需求。汽车的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种单级高速氢燃料电池离心压缩机


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池领域，具体涉及一种单级高速氢燃料电池离心压缩机。

技术介绍

[0002]空气压缩机是燃料电池的重要部件，为电堆提供反应所需的氧气。空气压力越高，氢燃料电池效率也越高。由于技术限制，目前国内大部分厂家压缩机转速较低，通常在100000rpm以下；所以一般都采用两级压缩来提高空气压力，空气经过第一级叶轮压缩后再进入第二级叶轮进行压缩，但是这样就会造成压缩机结构复杂，体积庞大，很难满足氢燃料电池汽车的使用需求。因此，以上问题亟需解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，采用单级压缩，且整个压缩机只有一个叶轮，通过提高叶轮转速来提高压缩机的排气压力，从而使得整个压缩机结构紧凑，体积小，重量轻，完全满足氢燃料电池汽车的使用需求。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其创新点在于：包括进气机匣、叶轮、机壳、轴承座、转轴、电机转子和电机定子；在水平横向设置的所述机壳左侧同轴心设有T形的轴承座，所述轴承座的小径端同轴心套接在机壳内部靠左侧，且其大径端外径大于机壳外径，并与所述机壳的左端面固定连接；在所述轴承座的左侧同轴心套接固定设有进气机匣，且在所述机壳的右端面还同轴心套接固定设有后盖板；在所述机壳的内部靠右侧同轴心水平固定设有电机定子，且在所述电机定子的内腔同轴心穿插设有电机转子，二者之间自由转动连接；在所述电机转子的左端还同轴心套接设有转轴，所述转轴的左端水平向左延伸至所述进气机匣内，且与所述叶轮同轴心套接，并通过螺母进行轴向锁紧固定；在所述转轴的左端相对于叶轮右侧同轴心套接设有轴向空气轴承，且在其上相对于机壳内部还从左至右依次间隔同轴心套接设有左径向空气轴承和右径向空气轴承，并通过左径向空气轴承和右径向空气轴承支撑在所述轴承座上。
[0005]优选的，在所述轴承座的左端面还同轴心设有圆形的凸台，所述凸台的直径小于所述轴承座的左端面外径，且二者整体成型；在所述轴承座的凸台左端面还同轴心嵌入开设有一轴向轴承安装槽，所述轴向轴承安装槽为圆形，且其直径大于所述轴向空气轴承的外径；所述轴向空气轴承同轴心设置在所述轴向轴承安装槽内，并同轴心套接在所述转轴上；在所述轴承座内还左右间隔同轴心水平嵌入开设有两个径向轴承安装孔，且两个所述径向轴承安装孔分别与所述左径向空气轴承以及右径向空气轴承相匹配，左边一个所述径向轴承安装孔与所述轴向轴承安装槽相连通，且所述左径向空气轴承同轴心设置在对应所述径向轴承安装孔内，并同轴心套接在所述转轴上；右边一个所述径向轴承安装孔水平向右延伸出所述轴承座，且所述右径向空气轴承同轴心设置在对应所述径向轴承安装孔内，并同轴心套接在所述转轴上。
[0006]优选的，还包括后侧板；在所述进气机匣的右端面从左至右还依次同轴心嵌入开设有后侧板安装槽和轴承座安装槽，且所述后侧板安装槽与所述后侧板相匹配，所述轴承座安装槽与所述轴承座的凸台相匹配；所述轴承座的左侧通过其凸台同轴心套接在所述进气机匣的轴承座安装槽内，并将后侧板套接在所述进气机匣的后侧板安装槽内，进而对后侧板进行轴向定位；所述转轴的左端水平向左依次经右径向空气轴承、左径向空气轴承、轴向空气轴承、后侧板延伸至所述进气机匣内，通过后侧板对所述叶轮进行轴向定位，并带动叶轮进行高速旋转。
[0007]优选的，还包括空气轴承供气系统，并通过空气轴承供气系统向轴向空气轴承、左径向空气轴承以及右径向空气轴承提供空气。
[0008]优选的，还包括过滤筒和盖板；在所述进气机匣的顶部沿其径向还嵌入开设有与过滤筒相匹配的过滤筒安装孔，且在所述进气机匣的顶部相对于过滤筒安装孔位置还固定贴合设有盖板；所述过滤筒同轴心放置在所述过滤筒安装孔内，且通过盖板进行密封，对空气轴承供气系统进行过滤。
[0009]优选的，所述空气轴承供气系统包括第一进气通道和第二进气通道；在所述轴承座的左端面沿其圆周方向还均布间隔嵌入开设有3~7个第二进气通道，且每一所述第二进气通道的孔径均为3~7mm，并分别设置在所述轴向轴承安装槽外侧，每一所述第二进气通道均朝进气机匣方向倾斜向外设置，且其一端分别与所述轴向轴承安装槽相连通；在所述后侧板上沿其圆周方向还均布间隔嵌入开设有与第二进气通道相同数量的第一进气通道，每一所述第一进气通道的孔径均与对应所述第二进气通道的孔径相一致，且其设置位置均与每一所述第二进气通道的设置位置相对应，进气机匣空气入口依次经第一进气通道、第二进气通道与所述轴向轴承安装槽相连通，且经压缩机压缩后的高压气体经第一进气通道、第二进气通道进入轴向轴承安装槽和径向轴承安装孔，对轴向空气轴承、左径向空气轴承以及右径向空气轴承进行冷却润滑。
[0010]优选的，还包括第一出气通道、第二出气通道、第三出气通道、第四出气通道、第五出气通道和第六出气通道；在所述轴承座内还同轴心水平开设有环形的第三出气通道，且所述第三出气通道间隔设置在所述径向轴承安装孔外侧；在所述轴承座的右端面还同轴心设有环形的第一出气通道，所述第一出气通道设置在所述轴承座与所述电机定子之间，且同轴心设置在所述转轴外侧，并与所述径向轴承安装孔相连通；在所述第一出气通道和第三出气通道之间还同轴心设有第二出气通道，所述第二出气通道倾斜设置在所述轴承座与所述电机定子之间，且所述第一出气通道通过第二出气通道与所述第三出气通道相连通；在所述轴承座内相对于第三出气通道左侧还同轴心倾斜开设有第四出气通道，所述第四出气通道呈喇叭口状朝进气机匣方向设置，且其与水平方向夹角为60
°
~80
°
；在所述进气机匣的内部相对于过滤筒安装孔与第四出气通道之间还水平开设有第五出气通道，且所述过滤筒安装孔通过第五出气通道与所述第四出气通道相连通；在所述进气机匣内相对于过滤筒安装孔与进气机匣空气入口之间还倾斜嵌入开设有第六出气通道，所述第六出气通道与水平方向夹角为45
°
~60
°
，且所述过滤筒安装孔通过第六出气通道与进气机匣空气入口相连通；空气经第一出气通道、第二出气通道、第三出气通道、第四出气通道、第五出气通道、过滤筒以及第六出气通道后进入进气机匣空气入口，再经压缩机压缩为高压气体，进而形成空气轴承供气系统进行循环。
[0011]优选的，在所述进气机匣内沿其圆周方向还均布间隔设有数个导流孔，且每一所述导流孔均设置在进气机匣空气入口与所述后侧板安装槽之间；所述导流孔的数量为30~60个，且每一所述导流孔的直径均为0.5~4mm，每一所述导流孔与水平方向夹角均为35
°
~55
°
，且其与所述第六出气通道的夹角均为95
°
。
[0012]优选的，还包括冷却水系统，且所述冷却水系统包括冷却水入口、第一冷却水通道、第二冷却水通道和冷却水出口；在所述机壳的顶部靠进气机匣一侧还竖直嵌入开设有冷却水入口，且其在顶部靠后盖板一侧还竖直嵌入开设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：包括进气机匣、叶轮、机壳、轴承座、转轴、电机转子和电机定子；在水平横向设置的所述机壳左侧同轴心设有T形的轴承座，所述轴承座的小径端同轴心套接在机壳内部靠左侧，且其大径端外径大于机壳外径，并与所述机壳的左端面固定连接；在所述轴承座的左侧同轴心套接固定设有进气机匣，且在所述机壳的右端面还同轴心套接固定设有后盖板；在所述机壳的内部靠右侧同轴心水平固定设有电机定子，且在所述电机定子的内腔同轴心穿插设有电机转子，二者之间自由转动连接；在所述电机转子的左端还同轴心套接设有转轴，所述转轴的左端水平向左延伸至所述进气机匣内，且与所述叶轮同轴心套接，并通过螺母进行轴向锁紧固定；在所述转轴的左端相对于叶轮右侧同轴心套接设有轴向空气轴承，且在其上相对于机壳内部还从左至右依次间隔同轴心套接设有左径向空气轴承和右径向空气轴承，并通过左径向空气轴承和右径向空气轴承支撑在所述轴承座上。2.根据权利要求1所述的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：在所述轴承座的左端面还同轴心设有圆形的凸台，所述凸台的直径小于所述轴承座的左端面外径，且二者整体成型；在所述轴承座的凸台左端面还同轴心嵌入开设有一轴向轴承安装槽，所述轴向轴承安装槽为圆形，且其直径大于所述轴向空气轴承的外径；所述轴向空气轴承同轴心设置在所述轴向轴承安装槽内，并同轴心套接在所述转轴上；在所述轴承座内还左右间隔同轴心水平嵌入开设有两个径向轴承安装孔，且两个所述径向轴承安装孔分别与所述左径向空气轴承以及右径向空气轴承相匹配，左边一个所述径向轴承安装孔与所述轴向轴承安装槽相连通，且所述左径向空气轴承同轴心设置在对应所述径向轴承安装孔内，并同轴心套接在所述转轴上；右边一个所述径向轴承安装孔水平向右延伸出所述轴承座，且所述右径向空气轴承同轴心设置在对应所述径向轴承安装孔内，并同轴心套接在所述转轴上。3.根据权利要求2所述的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：还包括后侧板；在所述进气机匣的右端面从左至右还依次同轴心嵌入开设有后侧板安装槽和轴承座安装槽，且所述后侧板安装槽与所述后侧板相匹配，所述轴承座安装槽与所述轴承座的凸台相匹配；所述轴承座的左侧通过其凸台同轴心套接在所述进气机匣的轴承座安装槽内，并将后侧板套接在所述进气机匣的后侧板安装槽内，进而对后侧板进行轴向定位；所述转轴的左端水平向左依次经右径向空气轴承、左径向空气轴承、轴向空气轴承、后侧板延伸至所述进气机匣内，通过后侧板对所述叶轮进行轴向定位，并带动叶轮进行高速旋转。4.根据权利要求3所述的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：还包括空气轴承供气系统，并通过空气轴承供气系统向轴向空气轴承、左径向空气轴承以及右径向空气轴承提供空气。5.根据权利要求4所述的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：还包括过滤筒和盖板；在所述进气机匣的顶部沿其径向还嵌入开设有与过滤筒相匹配的过滤筒安装孔，且在所述进气机匣的顶部相对于过滤筒安装孔位置还固定贴合设有盖板；所述过滤筒同轴心放置在所述过滤筒安装孔内，且通过盖板进行密封，对空气轴承供气系统进行过滤。6.根据权利要求5所述的一种单级高速氢燃料电池离心压缩机，其特征在于：所述空气轴承供气系统包括第一进气通道和第二进气通道；在所述轴承座的左端面沿其圆周方向还均布间隔嵌入开设有3~7个第二进气通道，且每一所述第二进气通道的孔径均为3~7mm，并
分别设置在所述轴向轴承安装槽外侧，每一所述第二进气通道均朝进气机匣方向倾斜向外设置，且其一端分别与所述轴向轴承安装槽相连通；在所述后侧板上沿其圆周方向还均布间隔嵌入开设有与第二进气通道相同数量的第一进气通道，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，张旭朋，沈小龙，黄勇，姚嘉琦，
申请(专利权)人：金通灵科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：