CN114109861A - 一种空压机推力轴承布置结构 - Google Patents

一种空压机推力轴承布置结构 Download PDF

Info

Publication number
CN114109861A
CN114109861A CN202111409315.8A CN202111409315A CN114109861A CN 114109861 A CN114109861 A CN 114109861A CN 202111409315 A CN202111409315 A CN 202111409315A CN 114109861 A CN114109861 A CN 114109861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thrust
thrust bearing
air compressor
impeller
bearing arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111409315.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李国营
朱明明
刘伟
周华容
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd filed Critical Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd
Priority to CN202111409315.8A priority Critical patent/CN114109861A/zh
Publication of CN114109861A publication Critical patent/CN114109861A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/002—Details, component parts, or accessories especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings

Abstract

本发明公开了一种空压机推力轴承布置结构，涉及推力轴承技术领域，所述空压机推力轴承布置结构取消推力板，包括电机、转轴、推力轴承和叶轮；所述转轴设置在所述电机的输出端，所述叶轮设置在所述转轴两端，所述推力轴承布置在所述叶轮的背面。本发明取消了推力板，将推力轴承布置在两端，分别与两端的叶轮背面形成推力，缩小了轴向占用空间，简化了结构，同时也提高了转子组件的稳定性。

Description

一种空压机推力轴承布置结构
技术领域
本发明涉及推力轴承领域，尤其涉及一种空压机推力轴承布置结构。
背景技术
质子交换膜式的燃料电池系统是一种高效清洁的新能源动力系统，空气压缩机将空气压缩成高压空气，然后送入燃料电池阴极，空气中的氧气与阳极的氢气进行电化学反应，生成的产物是电和水，还有部分热量随着多余的空气排放到大气中，除此外没有其他对环境有污染的产物，所以燃料电池动力系统非常的清洁环保，并且氢气有很多制造方法，属于清洁可再生能源，目前世界各国都在大力推动氢燃料电池动力系统的开发推广。燃料电池专用的空气压缩机是氢燃料电池动力系统里面非常重要的一个零部件，其作用是为燃料电池的阴极提供一定压力和一定流量的压缩空气，满足燃料电池化学反应对于空气中氧气的需求。目前市场上燃料电池空压机多为单级压缩机和两级串联压缩机。单级压缩即一个电机驱动一个压轮，两级串联压缩就是一个电机驱动两个压轮，一个是低压级，另一个是高压级，高压级和低压级是串联的，空气经过低压级压缩后再进入高压级进行第二次压缩，所以两级压串联缩机比单级压缩机获得的空气压力和流量要高，可适用的燃料电池功率范围会更大一点。
然而，润滑油会对燃料电池反应堆的寿命造成严重损伤，燃料电池对于压缩空气要求无油。目前，燃料电池空压机多采用空气轴承，其中径向空气轴承用于转子转动的径向承载，轴向空气轴承用于平衡转子轴向的不平衡力。现有设计结构中的两片推力轴承之间是需要有推力板的，推力板增大了转子组件的转动惯量，占用轴向空间，影响转轴运转的稳定性。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种空压机推力轴承布置结构，取消推力板，简化推力轴承结构，优化转轴长度，提高了转轴稳定性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何减少推力板的轴向占用空间以及如何平衡转子轴向的不平衡力。
为实现上述目的，本发明提供了一种空压机推力轴承布置结构，所述空压机推力轴承布置结构取消推力板，包括电机、转轴、推力轴承和叶轮；
所述转轴设置在所述电机的输出端，所述叶轮设置在所述转轴两端，所述推力轴承布置在所述叶轮的背面。
进一步地，还具有电机壳，所述推力轴承安装在所述电机壳的两端。
进一步地，所述叶轮具有两个，分别安装在所述转轴的两端。
进一步地，所述叶轮为两个压缩机。
进一步地，所述叶轮为一个压缩机和一个膨胀机。
进一步地，所述推力轴承分别与两个所述叶轮的背面产生轴向推力。
进一步地，还具有径向轴承，所述径向轴承对称布置在所述转轴上。
进一步地，所述推力轴承具有两个，所述径向轴承设置与两个所述推力轴承之间。
进一步地，所述推力轴承和径向轴承安装在所述电机壳上。
进一步地，所述推力轴承在发生相对转动时形成气膜。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：
(1)本发明取消了推力板，降低了转子组件的转动惯量，从而转子组件更容易起飞；
(2)本发明无推力板结构，转子组件轴向尺寸减小，从而提高了转子组件高速旋转的稳定性；
(3)本发明无推力板，径向轴承布置的位置更为对称，进一步提高了转子组件运转的稳定性；
(4)相比较现有技术中有推力板的方案，本发明缩小了轴向占用空间，结构更加简化，降低了成本。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是现有技术中空压机轴承的布置方式示意图；
图2是本发明空压机推力轴承布置结构的一个较佳实施例的结构示意图；
图3是本发明空压机推力轴承布置结构的另一个较佳实施例的结构示意图；
其中，1-转轴、2-推力轴承、3-径向轴承、4-第一叶轮、5-第二叶轮、6-电机壳。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，现有技术中的燃料电池的空气压缩机轴承布置方案，电机驱动转轴转动，转轴带动推力板、两端的叶轮同步转动。径向轴承分列在转轴两端，为转轴的转动提供径向承载力。推力轴承两片轴承位于一端，两片推力轴承之间是推力板，推力板安装在转轴上与转轴同步转动。推力板转动过程中会与两侧的推力轴承产生推力，从而平衡掉转子的轴向不平衡力。
上述布置方案具有如下几个缺点：
(1)两片推力轴承之间必须要设计推力板，推力板增加了转子组件的转动惯量，转子组件起飞转速会更高，转轴要达到一定转速后才能与空气轴承之间产生气膜，转子越重，产生气膜所需要的转速越高。
(2)推力板的设计需要占用转轴的轴向空间，导致转轴更长，转轴越长运行的稳定性就会越差，推力板的设计不利于转子组件高速运转的稳定性。
(3)由于推力板的存在占用了一定的空间，导致两个径向轴承与两端叶轮的距离不对称，有推力板的一端相比于没有推力板的一端更长，也即非对称的径向轴承布置结构不利于转子组件运转的稳定性。
本发明一个较佳实施例如图2所示，一种空压机推力轴承布置结构，取消推力板，包括电机、转轴1、推力轴承2和叶轮；转轴1设置在电机的输出端，叶轮设置在转轴1的两端，推力轴承2布置在叶轮的背面。叶轮有两个，分别安装在转轴1的两端，包括第一叶轮4和第二叶轮5。进一步的叶轮可均为压缩机，也可以是一个压缩机和一个膨胀机。推力轴承2分别与两个叶轮的背面产生轴向推力。推力轴承2在发生相对转动时形成气膜，形成承载力。
还具有径向轴承3，径向轴承3对称布置在转轴1上。径向轴承3设置与两个推力轴承2之间。
本发明另一个较佳实施例如图3所示，与之前的实施例相比，本实施例中，还具有电机壳6，推力轴承2安装在电机壳6的两端。且推力轴承2和径向轴承3安装在电机壳6，推力轴承2与电机壳6之间产生轴向推力。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述空压机推力轴承布置结构取消推力板，包括电机、转轴、推力轴承和叶轮；
所述转轴设置在所述电机的输出端，所述叶轮设置在所述转轴两端，所述推力轴承布置在所述叶轮的背面。
2.如权利要求1所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，还具有电机壳，所述推力轴承安装在所述电机壳的两端。
3.如权利要求2所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述叶轮具有两个，分别安装在所述转轴的两端。
4.如权利要求1所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述叶轮为两个压缩机。
5.如权利要求1所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述叶轮为一个压缩机和一个膨胀机。
6.如权利要求3所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述推力轴承分别与两个所述叶轮的背面产生轴向推力。
7.如权利要求1所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，还具有径向轴承，所述径向轴承对称布置在所述转轴上。
8.如权利要求7所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述推力轴承具有两个，所述径向轴承设置与两个所述推力轴承之间。
9.如权利要求8所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述推力轴承和径向轴承安装在所述电机壳上。
10.如权利要求9所述的空压机推力轴承布置结构，其特征在于，所述推力轴承在发生相对转动时形成气膜。
CN202111409315.8A 2021-11-25 2021-11-25 一种空压机推力轴承布置结构 Pending CN114109861A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111409315.8A CN114109861A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种空压机推力轴承布置结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111409315.8A CN114109861A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种空压机推力轴承布置结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114109861A true CN114109861A (zh) 2022-03-01

Family

ID=80372454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111409315.8A Pending CN114109861A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种空压机推力轴承布置结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114109861A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1222649A (zh) * 1997-11-29 1999-07-14 Lg电子株式会社 涡轮压缩机
CN1594890A (zh) * 2004-06-23 2005-03-16 西安交通大学 高速电动磁悬浮离心式鼓风机
CN103104538A (zh) * 2011-11-14 2013-05-15 湖北双剑鼓风机制造有限公司 双主止推的滑动轴承
EP2677176A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-25 Skf Magnetic Mechatronics Compact electric centrifugal compressor
CN206159063U (zh) * 2016-10-14 2017-05-10 重庆通用工业(集团)有限责任公司 一种热泵压缩机结构
CN106640986A (zh) * 2017-01-18 2017-05-10 哈尔滨工业大学 用于气体轴承‑转子系统的双推力盘结构
US20190072100A1 (en) * 2015-12-17 2019-03-07 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Gas seal structure and centrifugal compressor
CN208605232U (zh) * 2018-06-01 2019-03-15 至玥腾风科技投资集团有限公司 一种转子系统和燃气轮机发电机组
CN212296940U (zh) * 2020-05-14 2021-01-05 上海朝临动力科技有限公司 超临界二氧化碳压缩膨胀一体机
CN212376898U (zh) * 2020-06-23 2021-01-19 溧阳福思宝高速机械有限公司 静压气体轴承永磁同步电机离心真空泵鼓风机
CN112503004A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 靳普 一种背靠背式压气机
CN214577780U (zh) * 2020-11-18 2021-11-02 靳普 一种两级双侧压气机

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1222649A (zh) * 1997-11-29 1999-07-14 Lg电子株式会社 涡轮压缩机
CN1594890A (zh) * 2004-06-23 2005-03-16 西安交通大学 高速电动磁悬浮离心式鼓风机
CN103104538A (zh) * 2011-11-14 2013-05-15 湖北双剑鼓风机制造有限公司 双主止推的滑动轴承
EP2677176A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-25 Skf Magnetic Mechatronics Compact electric centrifugal compressor
US20190072100A1 (en) * 2015-12-17 2019-03-07 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Gas seal structure and centrifugal compressor
CN206159063U (zh) * 2016-10-14 2017-05-10 重庆通用工业(集团)有限责任公司 一种热泵压缩机结构
CN106640986A (zh) * 2017-01-18 2017-05-10 哈尔滨工业大学 用于气体轴承‑转子系统的双推力盘结构
CN208605232U (zh) * 2018-06-01 2019-03-15 至玥腾风科技投资集团有限公司 一种转子系统和燃气轮机发电机组
CN212296940U (zh) * 2020-05-14 2021-01-05 上海朝临动力科技有限公司 超临界二氧化碳压缩膨胀一体机
CN212376898U (zh) * 2020-06-23 2021-01-19 溧阳福思宝高速机械有限公司 静压气体轴承永磁同步电机离心真空泵鼓风机
CN112503004A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 靳普 一种背靠背式压气机
CN214577780U (zh) * 2020-11-18 2021-11-02 靳普 一种两级双侧压气机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209781242U (zh) 一种两级气悬浮离心式电动直驱空压机
CN110148767B (zh) 一种由电机驱动的两级氢燃料电池堆供气装置
CN209704930U (zh) 一种两级气悬浮离心式电动直驱空压机的冷却系统
CN112360569A (zh) 一种带有涡轮膨胀机的空压系统
CN108533510A (zh) 燃料电池用空气悬浮离心压缩机
CN111794983A (zh) 一种燃料电池空压机
CN114109861A (zh) 一种空压机推力轴承布置结构
CN211202341U (zh) 一种氢燃料电池汽车用新型氢气循环泵
CN209781245U (zh) 一种两级气悬浮离心式电动直驱空压机的壳体总成
CN209860058U (zh) 一种由电机驱动的两级氢燃料电池堆供气装置
CN110792617A (zh) 一种氢燃料电池汽车用新型氢气循环泵
CN116163968A (zh) 一种直驱式双吸离心压缩机
CN214705992U (zh) 一种用于氢燃料电池的空压机组
CN213807963U (zh) 一种带有涡轮膨胀机的空压系统
CN216044519U (zh) 低功耗氢气循环泵
CN112012927B (zh) 燃料电池挡板式滑片空压机及其装置
CN107946613A (zh) 一种液力驱动的燃料电池增压进气系统
CN114899450A (zh) 一种带燃气涡轮增压器的燃料电池系统
CN212744393U (zh) 一种离心式空气压缩机
CN112177967A (zh) 燃料电池用小型高速两级离心气泵轴向温度均衡结构
CN220929770U (zh) 一种采用自引气冷却的燃料电池空压机
CN112761971A (zh) 一种两级空气箔片轴承支承高速离心式空压机
CN217999871U (zh) 防扰动氢气循环泵
CN114810981A (zh) 大功率紧凑型电液风力发电机组总成
CN218624726U (zh) 一种两级离心空气压缩机的密封结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination