一种离心空压机冷却系统的制作方法

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1.本实用新型涉及一种离心空压机冷却系统。


背景技术：

2.氢燃料电池发动机系统中，氢气和空气(空气中的氧气)在适宜的温度、湿度、压力下产进行电化学反应后产生电能；一般情况下进入燃料电池发动机反应前的空气都要做增压处理，空气增压主要靠空压机来实现；
3.离心空压机是空压机的一种实现方式，离心空压机在满足出口空气压力和流量性能要求的同时，往往转子转速很高，最高运行转速在70000rpm以上，轴承系统通常使用空气动压轴承；空气动压轴承的工作原理是在转轴的高速旋转下，带动转轴与动压轴承间隙的空气从而形成一层气膜，气膜形成后起到支撑转子的作用；
4.空气温度对气膜的刚度有影响，降低空气轴承周边的空气温度有利于提升空气轴承支撑的稳定。
5.现有的解决方案：如图1和图2所示，单级离心压缩机，只有一个蜗壳和一个叶轮，起到给空气增压的作用；在不接入外部气流的情况下，空压机内部空气散热只能通过在空压机内部气体向金属零件热辐射传递换热，内部气体温度较高，一般情况下引入一股外部气源，通过在机壳上设置第二进气口，空压机尾部设置第二排口，在外部气源的引入下形成第二气流到，源源不断把空压机内部的热量带出来，达成给空气轴承降温的目的，如图1和图2所示；
6.但是外部气源的引出，需要系统额外布置一套打气泵，使得系统布置导致变复杂。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种离心空压机冷却系统，以解决上述背景技术中空压机内部空气散热只能通过在空压机内部气体向金属零件热辐射传递换热，内部气体温度较高影响的零部件运行，需要系统额外布置一套打气泵，使得系统布置导致变复杂的技术问题。
8.本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
9.本实用新型的目的是提供一种离心空压机冷却系统，包括电机、前蜗壳、第一叶轮、后蜗壳、第二叶轮和连接管道；其中
10.电机包括前端盖组件、后端盖、机壳、定子组件、转子组件、转轴和轴承，前端盖组件、后端盖分别安装在机壳两端形成电机空腔，定子组件、转子组件、转轴和轴承安装在电机空腔里面；
11.后端盖与后蜗壳装配起来形成第二蜗壳腔，第二蜗壳腔里面放置第二叶轮，第二叶轮与转轴的一端连接，后蜗壳上设置有与第二蜗壳腔连通的第二进气口和第二排气口；
12.前端盖组件与前蜗壳装配起来形成第一蜗壳腔，第一蜗壳腔里面放置第一叶轮，第一叶轮与转轴的另一端连接，前蜗壳上设置有与第一蜗壳腔连通的第一进气口和第一排
气口，第一排气口通过连接管道与第二进气口连接起来；
13.机壳表面设置入水咀和出水咀，机壳里面设置有冷却水道，冷却水道的两端分别连通入水咀和出水咀；
14.其特征在于：机壳靠近后端盖的一端里面设置封闭的环形槽，环形槽与设置在机壳上的第三进气接头连通，机壳的另一端设置凹槽，环形槽与凹槽通过空气流道连通，凹槽与电机空腔连通，机壳靠近后端盖的一端还设置第三排气接头，第三排气接头与电机空腔连通，第三进气接头与从连接管道分出的分支气管连接。
15.上述所述的空气流道有若干条，每条空气流道包括沿环形槽内侧壁间隔分布的若干径向通孔和若干轴向流道，径向通孔与轴向流道的一端连通，轴向流道的另一端与一个凹槽连通。
16.上述所述的若干径向通孔和若干轴向流道沿周向均匀分布。
17.上述所述的若干径向通孔和若干轴向流道是指有6个沿周向均匀分布径向通孔和6个沿周向均匀分布若干轴向流道。
18.上述所述的若干轴向流道位于冷却水道的内侧。
19.上述所述的后端盖包括后端板和从后端板凸出的第二轴承座，轴承安装在第二轴承座内，后端板的端面上设有若干绕转轴周向分布的第二增压叶片，若干第二增压叶片置于第二蜗壳腔里并在第二叶轮外围。
20.上述所述的前端盖组件包括前背板、第一轴承座和位于前背板和第一轴承座之间的止推轴承，轴承安装在第一轴承座内，前背板包括第一板体和从第一板体底面凸出的第一凸台，第一凸台设有若干与凹槽连通的第一通气孔，第一轴承座上设有若干与第一通气孔连通的第二通气孔，第一凸台与第一轴承座通过连接件连接固定，第一板体、第一凸台和第一轴承座的顶面之间形成止推轴承空腔，止推轴承安装在止推轴承空腔里。
21.上述所述的第一板体的顶面设有若干绕转轴周向分布的第一增压叶片，若干第一增压叶片置于第一蜗壳腔里并在第一叶轮外围。
22.本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
23.1)一种离心空压机冷却系统，包括电机、前蜗壳、第一叶轮、后蜗壳、第二叶轮和连接管道；其中电机包括前端盖组件、后端盖、机壳、定子组件、转子组件、转轴和轴承，前端盖组件、后端盖分别安装在机壳两端形成电机空腔，定子组件、转子组件、转轴和轴承安装在电机空腔里面；机壳靠近后端盖的一端里面设置封闭的环形槽，环形槽与设置在机壳上的第三进气接头连通，机壳的另一端设置凹槽，环形槽与凹槽通过空气流道连通，凹槽与电机空腔连通，机壳靠近后端盖的一端还设置第三排气接头，第三排气接头与电机空腔连通，第三进气接头与从连接管道分出的分支气管连接，当电机运行带动第一叶轮和第二叶轮转动，自吸空气从连接管道的分支气管进入到空压机内部给对电机的各零部件进行散热，降低温升，使电机可靠运行；另外，整个空压机系统布置简单，不需要额外通过管道引入空气到空压机内部，使用更加方便。
24.2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
25.图1是现有技术中的结构示意图；
26.图2是现有技术中的剖视示意图；
27.图3是本实用新型提供的立体图；
28.图4是本实用新型提供的另一角度立体图；
29.图5是本实用新型提供的局部分解图；
30.图6是本实用新型提供的分解图；
31.图7是本实用新型提供的前蜗壳与前端盖组件分解示意图；
32.图8是本实用新型提供的前蜗壳与前端盖组件另一角度分解示意图；
33.图9是本实用新型提供的后蜗壳与后端盖组件分解示意图；
34.图10是本实用新型提供的后蜗壳与后端盖组件另一角度分解示意图；
35.图11是本实用新型提供的机壳结构示意图；
36.图12是本实用新型提供的正视图；
37.图13是图12中a
‑
a的剖视图；
38.图14是图13中b的局部放大图；
39.图15是图13中c的局部放大图；
40.图16是本实用新型提供的空气流道示意图。
具体实施方式：
41.下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
42.如图3至图16所示，本实施例提供的是一种离心空压机冷却系统，包括电机1、前蜗壳2、第一叶轮3、后蜗壳4、第二叶轮5和连接管道6；其中
43.电机1包括前端盖组件11、后端盖12、机壳13、定子组件14、转子组件 15、转轴16和轴承17，前端盖组件11、后端盖12分别安装在机壳13两端形成电机空腔18，定子组件14、转子组件15、转轴16和轴承17安装在电机空腔 18里面；
44.后端盖12与后蜗壳4装配起来形成第二蜗壳腔43，第二蜗壳腔43里面放置第二叶轮5，第二叶轮5与转轴16的一端连接，后蜗壳4上设置有与第二蜗壳腔43连通的第二进气口41和第二排气口42；
45.前端盖组件11与前蜗壳2装配起来形成第一蜗壳腔23，第一蜗壳腔23里面放置第一叶轮3，第一叶轮3与转轴16的另一端连接，前蜗壳2上设置有与第一蜗壳腔23连通的第一进气口21和第一排气口22，第一排气口22通过连接管道6与第二进气口41连接起来；
46.机壳13表面设置入水咀131和出水咀132，机壳13里面设置有冷却水道 133，冷却水道133的两端分别连通入水咀131和出水咀132；
47.其特征在于：机壳13靠近后端盖12的一端里面设置封闭的环形槽134，环形槽134与设置在机壳13上的第三进气接头137连通，机壳13的另一端设置凹槽135，环形槽134与凹槽135通过空气流道136连通，凹槽135与电机空腔 18连通，机壳13靠近后端盖12的一端还设置第三排气接头138，第三排气接头138与电机空腔18连通，第三进气接头137与从连接管道6分出的分支气管 61连接，当电机运行带动第一叶轮和第二叶轮转动，自吸空气从连接管道的分支气管进入到空压机内部给对电机的各零部件进行散热，降低温升，使电机可靠运行；另外，整个空压机系统布置简单，不需要额外通过管道引入空气到空压机内部，使用更加方便。
48.工作原理：电机高速转动带动第一叶轮3转动压缩空气；电机高速转动也同时带动第二叶轮5转动，高温气体从第一进气口21进入前蜗壳2内经过第一叶轮3转动压缩空气后，再从第一排气口22排出，通过连接管道6输送至第二进气口41进入后蜗壳4经过第二叶轮5转动压缩空气后，从再第二排气口42 排出，高温气体流经连接管道6时，部分高温气体从分支气管61进入到第三进气接头137，再从环形槽134流到空气流道136中，空气流道136经过冷却水道 133进气热交换后变成低温空气，低温空气从凹槽135的流入至电机内部，从而对电机内部的定子组件14、转子组件15和轴承17进行散热，吸收电机内部的热量的空气再从第三排气接头138排出。
49.空气流道136有若干条，每条空气流道136包括沿环形槽134内侧壁间隔分布的若干径向通孔1361和若干轴向流道1362，径向通孔1361与轴向流道1362 的一端连通，轴向流道1362的另一端与一个凹槽135连通，结构布置合理。
50.若干径向通孔1361和若干轴向流道1362沿周向均匀分布。
51.若干径向通孔1361和若干轴向流道1362是指有6个沿周向均匀分布径向通孔1361和6个沿周向均匀分布若干轴向流道1362，增加进入空压机内部的空气，空气气体流动性大，提高电机内部散热效果。
52.若干轴向流道1362位于冷却水道133的内侧，结构布置合理，便于气体与液体之间的热交换。
53.后端盖12包括后端板121和从后端板121凸出的第二轴承座122，轴承17 安装在第二轴承座122内，后端板121的端面上设有若干绕转轴周向分布的第二增压叶片123，若干第二增压叶片123置于第二蜗壳腔43里并在第二叶轮5 外围，结构简单，把气流分成若干股，并起到增压稳压的效果。
54.前端盖组件11包括前背板111、第一轴承座112和位于前背板111和第一轴承座112之间的止推轴承113，轴承17安装在第一轴承座112内，前背板111 包括第一板体1111和从第一板体1111底面凸出的第一凸台1112，第一凸台1112 设有若干与凹槽135连通的第一通气孔1113，第一轴承座112上设有若干与第一通气孔1113连通的第二通气孔1115，第一凸台1112与第一轴承座112通过连接件连接固定，第一板体1111、第一凸台1112和第一轴承座112的顶面之间形成止推轴承空腔114，止推轴承113安装在止推轴承空腔114里，结构简单。
55.第一板体1111的顶面设有若干绕转轴周向分布的第一增压叶片1114，若干第一增压叶片1114置于第一蜗壳腔23里并在第一叶轮3外围，结构简单，把气流分成若干股，并起到增压稳压的效果。
56.以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。