CN212690349U - 一体式空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一体式空压机，包括空压机主机和动力装置，所述空压机主机的一端与齿轮箱的一端固定连接，所述齿轮箱的另一端与动力装置固定连接，且所述动力装置的输出轴通过联轴器与空压机主机的驱动轴相连接。本空压机的整体结构紧凑，体积较小；且动力装置的输出轴通过联轴器与空压机主机的驱动轴相连接，动力装置能通过联轴器直接驱动空压机主机的驱动轴运转，提高空压机主机的响应速度，并提高了传动效率，减少传动过程中的能量损失，进而提高了空压机的整体效率，并提高了空压机运行可靠性，延长了空压机的使用寿命。

Description

一体式空压机

技术领域

本实用新型涉及一种空压机，特别是涉及一种一体式空压机。

背景技术

氢燃料电池是氢能利用的一种重要设备，通过氢气与氧气进行化学反应直接输出电能。氢燃料电池功率密度与空气供给系统供气压力及供气流量直接相关，供气压力高，氧气分压高，燃料电池反应速度加快，输出功率增大。

目前燃料电池用的空压机一般由电机通过皮带驱动空压机主机工作。该型空压机主要存在以下问题：

一是整个空压机系统零部件繁多，体积较大，需要一定的空间用于各零部件布置和工作，造成系统成本增加和空间利用率低。

二是皮带和涨紧轮容易磨损，寿命短，需要定期维护和更换，大大降低系统可靠性和寿命，售后过程会进一步增加燃料电池系统运营成本。

三是空压机运行需要快速响应，具备高斜率变载能力，皮带在高速加载过程中，容易出现打滑、磨损等问题，造成空压机系统响应速度受限。

四是皮带传动相对直接驱动，其传动效率低，造成整个空压机系统效率降低。

因此快速响应、高效、紧凑、长寿命、可靠性高的空压机是提高燃料电池经济性和性能的关键技术。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种体积较小的一体式空压机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种一体式空压机，包括空压机主机和动力装置，所述空压机主机的一端与齿轮箱的一端固定连接，所述齿轮箱的另一端与动力装置固定连接，且所述动力装置的输出轴通过联轴器与空压机主机的驱动轴相连接。

进一步地，所述一体式空压机，其特征在于，还包括入口接头，所述入口接头安装在空压机主机的进气端。

进一步地，所述齿轮箱的内部设有齿轮箱水道，所述动力装置的内部设有动力水道，所述齿轮箱水道与动力水道相连通。

进一步地，所述齿轮箱的齿轮箱水道环绕在齿轮箱的内腔外围，所述齿轮箱水道的截面形状与齿轮箱的内腔的轮廓形状相同。

进一步地，所述齿轮箱的内腔包括第一内分腔和与第一内分腔相通的第二内分腔，所述空压机主机的驱动轴上安装有主动齿轮，所述主动齿轮位于第一内分腔中，所述空压机主机的从动轴上安装有从动齿轮，所述从动齿轮位于第二内分腔中，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合。

进一步地，所述齿轮箱的上部安装有透气阀。

进一步地，所述齿轮箱的上部和下部均设有透气孔，所述透气孔与齿轮箱的内腔相通，位于齿轮箱的上部的透气孔中安装有透气阀。

进一步地，所述齿轮箱的侧壁上安装有油位镜。

进一步地，所述动力装置的输出轴上安装有油封和挡油环。

进一步地，所述齿轮箱上设有撬装孔，所述撬装孔为螺纹孔，所述动力装置在与撬装孔对应处设有实体平面。

如上所述，本实用新型涉及的一体式空压机，具有以下有益效果：

本一体式空压机，其空压机主机的一端与齿轮箱的一端固定连接，齿轮箱的另一端与动力装置固定连接，从而将空压机主机、齿轮箱、及动力装置集成一体式设计，使得本空压机的整体结构紧凑，体积较小；且动力装置的输出轴通过联轴器与空压机主机的驱动轴相连接，动力装置能通过联轴器直接驱动空压机主机的驱动轴运转，提高空压机主机的响应速度，并提高了传动效率，减少传动过程中的能量损失，进而提高了空压机的整体效率，并提高了空压机运行可靠性，延长了空压机的使用寿命，且采用联轴器的连接方式，使得本空压机的整体结构更加紧凑，进一步减小了本空压机的整体体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一体式空压机的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中驱动轴通过联轴器与输出轴连接的示意图。

图3为本实用新型实施例中齿轮箱的结构示意图。

元件标号说明

1 空压机主机

11 驱动轴

2 动力装置

21 输出轴

211 油封

212 挡油环

3 齿轮箱

31 齿轮箱水道

32 内腔

321 第一内分腔

322 第二内分腔

323 上过渡圆弧面

324 下过渡圆弧面

33 透气孔

34 撬装孔

35 油位镜安装孔

36 螺栓孔

4 入口接头

5 联轴器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，本实施例提供一种一体式空压机，包括空压机主机1和动力装置2，空压机主机1的一端与齿轮箱3的一端固定连接，齿轮箱3的另一端与动力装置2固定连接，且动力装置2的输出轴21通过联轴器5与空压机主机1的驱动轴11相连接。本一体式空压机，其空压机主机1的一端与齿轮箱3的一端固定连接，齿轮箱3的另一端与动力装置2固定连接，从而将空压机主机1、齿轮箱3、及动力装置2集成一体式设计，使得本空压机的整体结构紧凑，体积较小；且动力装置2的输出轴21通过联轴器5与空压机主机1的驱动轴11相连接，动力装置2能通过联轴器5直接驱动空压机主机1的驱动轴11运转，提高空压机主机1的响应速度，并提高了传动效率，减少传动过程中的能量损失，进而提高了空压机的整体效率，并提高了空压机运行可靠性，延长了空压机的使用寿命，且采用联轴器5的连接方式，使得本空压机的整体结构更加紧凑，进一步减小了本空压机的整体体积。

如图1所示，本实施例中一体式空压机，还包括入口接头4，入口接头4安装在空压机主机1的进气端。本实施例通过将入口接头4直接安装在空压机主机1的进气端，使得空压机的结构更加紧凑。

如图3所示，本实施例中齿轮箱3的内腔32包括第一内分腔321和与第一内分腔321相通的第二内分腔322，空压机主机1的驱动轴11上安装有主动齿轮，主动齿轮位于第一内分腔321中，空压机主机1的从动轴上安装有从动齿轮，从动齿轮位于第二内分腔322中，且从动齿轮与主动齿轮相啮合。动力装置2带动驱动轴11转动时，驱动轴11通过主动齿轮及从动齿轮带动从动轴一起运转，进而形成压缩空气。本实施例中第一内分腔321和第二内分腔322的截面轮廓均呈圆弧形，第一内分腔321与第二内分腔322的连通处的上侧壁上设有上过渡圆弧面323，第一内分腔321与第二内分腔322的连通处的下侧壁上设有下过渡圆弧面324，上过渡圆弧面323的中心轴线和下过渡圆弧面324的中心轴线均位于内腔32的外部。本实施例中内腔32呈倒8字形。

如图3所示，本实施例中齿轮箱3的内部设有齿轮箱水道31，以利用齿轮箱水道31对齿轮箱3的内腔32中润滑油进行冷却，动力装置2的内部设有动力水道，齿轮箱水道31与动力水道相连通，使得齿轮箱3中的冷却水能与动力装置2中的冷却水互相流动，且此种水道布置方式，减少了连接水管、水管接头等部件的设置，简化了整体结构，减小水路流阻。

同时，如图3所示，本实施例中齿轮箱3的齿轮箱水道31环绕在齿轮箱3的内腔32外围，齿轮箱水道31的截面形状与齿轮箱3的内腔32的轮廓形状相同，即齿轮箱水道31延伸形状根据内腔32的轮廓形状设计，以增大冷却面积，进而增强齿轮箱水道31对内腔32中润滑油的冷却效果，维持齿轮箱3整体温度稳定性，减小齿轮箱3得热形变尺寸。本实施例中齿轮箱水道31呈倒8字形，与齿轮箱3的内腔32相邻。齿轮箱水道31为环形连贯冷却水道。

本实施例中齿轮箱3的上部安装有透气阀，以利用透气阀平衡齿轮箱3内外部压力，减少润滑油泄漏。同时，如图3所示，本实施例中齿轮箱3的上部和下部均设有透气孔33，透气孔33与齿轮箱3的内腔32相通，位于齿轮箱3的上部的透气孔33中安装有透气阀，位于齿轮箱3的下部的透气孔33中可装入封堵件。齿轮箱3的上部、下部均布置透气孔33，可以满足空压机正、反两种使用方式，提高了使用的灵活性。透气阀通过螺纹安装在透气孔33中，以方便安装及拆卸。

本实施例中齿轮箱3的侧壁上安装有油位镜，以通过油位镜方便观察内腔32中润滑油的油位。如图3所示，油位镜安装在齿轮箱3侧壁上的油位镜安装孔35中。

如图1和图2所示，本实施例中动力装置2的输出轴21上安装有油封211和挡油环212，以防止内腔32中的润滑泄漏。本实施例中挡油环212位于油封211的前方，挡油环212更靠近联轴器5。

如图3所示，本实施例中齿轮箱3上设有撬装孔34，撬装孔34为螺纹孔，动力装置2在与撬装孔34对应处设有实体平面。在拆卸过程中，将撬装螺栓拧入撬装孔34中，并使撬装螺栓穿过撬装孔34、顶在动力装置2的实体平面上，利用撬装螺栓与撬装孔34的螺纹连接作用，使得撬装螺栓能逐渐对动力装置2施加较大作用力，从而将动力装置2与齿轮箱3顶开，方便两者间的拆卸工作。本实施例中齿轮箱3上设有2个撬装孔34，分别布置在齿轮箱3与动力装置2连接端的上部和下部。

本实施例中动力装置2采用电机，具体为永磁同步电机。电机包括电机定子、电机转子、电机壳体、电机后端盖、高压连接器、以及低压连接器。

本实施例中空压机主机1类型为扭叶型罗茨式。联轴器5为一种柔性联轴器。

本实施例中空压机主机1的驱动端通过螺栓与齿轮箱3的一端固定连接，齿轮箱3的另一端通过螺栓与电机的前端相连接。本实施例中联轴器5具体采用销钉式联轴器，方便实现电机的输出轴21与空压机主机1的驱动轴11之间的连接，电机的输出轴21与联轴器5通过花键连接。如图3所示，齿轮箱3上设有多个螺栓孔36，螺栓穿过齿轮箱3上的螺栓孔36与空压机主机1相连接，从而齿轮箱3与空压机主机1的连接。齿轮箱水道31在全部螺栓孔36包络空间范围内。第一内分腔321的侧壁上与电机连接端设有一个阶梯。第一内分腔321的侧壁上与空压机主机1的连接端设有一个阶梯，且第二内分腔322的侧壁上与空压机主机1的连接端设有一个阶梯。

本实施例中动力水道呈螺旋形，动力水道的进水口的轴线与电机内的圆柱体相切，动力水道的出水口开设在动力装置2与齿轮箱3相接触的端面上，且齿轮箱水道31的进水口开设在齿轮箱3与动力装置2相接触的端面上，动力水道的出水口与齿轮箱水道31的进水口相对接，实现动力水道与齿轮箱水道31的连通。此种连通方式，减少了连接水管、水管接头等部件的设置，简化了整体结构，减小水路流阻。动力水道与齿轮箱水道31的连通处设有O型密封圈，该O型密封圈的材质为氟橡胶。

本实施例中一体式空压机主要用于燃料电池。本一体式空压机解决了现有燃料电池用空压机的不足之处，满足燃料电池对空压机的体积小、可靠性高、寿命长、响应速度快等要求。本空压机将入口接头4、空压机主机1、齿轮箱3、电机集成一体式设计，使电机和空压机主机1共用齿轮箱3连接，能够减小整个空压机的体积，更有利于燃料电池系统布置的空间需求。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种一体式空压机，包括空压机主机(1)和动力装置(2)，其特征在于，所述空压机主机(1)的一端与齿轮箱(3)的一端固定连接，所述齿轮箱(3)的另一端与动力装置(2)固定连接，且所述动力装置(2)的输出轴(21)通过联轴器(5)与空压机主机(1)的驱动轴(11)相连接。

2.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，还包括入口接头(4)，所述入口接头(4)安装在空压机主机(1)的进气端。

3.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的内部设有齿轮箱水道(31)，所述动力装置(2)的内部设有动力水道，所述齿轮箱水道(31)与动力水道相连通。

4.根据权利要求1或3所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的齿轮箱水道(31)环绕在齿轮箱(3)的内腔(32)外围，所述齿轮箱水道(31)的截面形状与齿轮箱(3)的内腔(32)的轮廓形状相同。

5.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的内腔(32)包括第一内分腔(321)和与第一内分腔(321)相通的第二内分腔(322)，所述空压机主机(1)的驱动轴(11)上安装有主动齿轮，所述主动齿轮位于第一内分腔(321)中，所述空压机主机(1)的从动轴上安装有从动齿轮，所述从动齿轮位于第二内分腔(322)中，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的上部安装有透气阀。

7.根据权利要求1或6所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的上部和下部均设有透气孔(33)，所述透气孔(33)与齿轮箱(3)的内腔(32)相通，位于齿轮箱(3)的上部的透气孔(33)中安装有透气阀。

8.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)的侧壁上安装有油位镜。

9.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述动力装置(2)的输出轴(21)上安装有油封(211)和挡油环(212)。

10.根据权利要求1所述一体式空压机，其特征在于，所述齿轮箱(3)上设有撬装孔(34)，所述撬装孔(34)为螺纹孔，所述动力装置(2)在与撬装孔(34)对应处设有实体平面。

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