CN212935650U - 一种燃料电池离心式空压机冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池离心式空压机的冷却结构，用于燃料电池离心式空压机，包括第一冷却通道，机壳的左侧开设有进气口和与进气口连通的第一孔道，机壳的右侧开设有出气口，第一冷却通道为，用于冷却的介质从进气口进入，从第一孔道进入机壳以及前端盖、一级蜗壳和轴向轴承座组成的间隙内，之后进入前端盖上的第一通气槽，第一通气槽上开设有第一通孔，介质从第一通孔进入电机的内部，流经电机的左侧绕组端部后，进入电机的内部气隙进行冷却，最后到达出气口排出。本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，能够实现最大化冷却空气路径，实现对电机的转子、定子、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率。

Description

一种燃料电池离心式空压机冷却结构

技术领域

本实用新型涉及离心式空压机冷却技术领域，尤其涉及一种燃料电池离心式空压机冷却结构。

背景技术

压缩机是燃料电池的关键部件，随着对燃料电池成本与效率的追求，需要提高进堆压力，要求压缩机提供较高压比，永磁驱动电机提供高速转，电机体积小，转速高，随之带来的问题就是电机热负荷高，高转速使转子产生大量的热难以散出，此时水冷难以满足散热需求。

因此，如何提供一种燃料电池离心式空压机冷却结构，以实现最大化冷却空气路径，实现对电机的转子、定子、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种燃料电池离心式空压机冷却结构，以实现最大化冷却空气路径，实现对电机的转子、定子、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种燃料电池离心式空压机的冷却结构，用于燃料电池离心式空压机，所述燃料电池离心式空压机包括一级蜗壳、二级蜗壳、第二叶轮、第一叶轮、轴向轴承座、前端盖、后密封盖、电机和机壳，

所述电机包括定子和转子，

所述电机的左侧有所述一级蜗壳和所述第一叶轮，所述轴向轴承座与所述一级蜗壳组成蜗壳室，

所述后密封盖安装在所述机壳上，所述二级蜗壳与所述后密封盖组成二级蜗壳室，所述第二叶轮、所述第一叶轮与所述转子同轴，

包括第一冷却通道，

所述机壳的左侧开设有进气口和与所述进气口连通的第一孔道，所述机壳的右侧开设有出气口，

所述第一冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口进入，从所述第一孔道进入所述机壳以及所述前端盖、所述一级蜗壳和所述轴向轴承座组成的间隙内，之后进入所述前端盖上的第一通气槽，所述第一通气槽上开设有第一通孔，介质从所述第一通孔进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第二冷却通道，

所述第二冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口进入，从所述第一孔道进入所述机壳以及所述前端盖、所述一级蜗壳和所述轴向轴承座组成的间隙内，之后经过所述前端盖上的所述第一通气槽，经过轴向轴承和所述轴向轴承座的间隙，经过所述轴向轴承座上的所述第二通气槽，经过轴向轴承垫圈的第六孔道和所述第一通孔进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第三冷却通道，

所述第三冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口进入，从所述第一孔道进入所述机壳以及所述前端盖、所述一级蜗壳和所述轴向轴承座组成的间隙内，之后经过所述前端盖上的所述第一通气槽，经过所述前端盖上的第一径向轴承冷却孔道，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第四冷却通道，所述第一孔道的底部开设有第二孔道，

所述第四冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口进入，从所述第二孔道进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第五冷却通道，

所述第五冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，介质经过所述机壳上的第二径向轴承室冷却孔道，到达所述机壳与所述后密封盖的间隙，经过所述机壳上开设的与所述出气口连通的第三孔道后，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第六冷却通道，

所述第六冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，介质经过所述电机的右侧绕组端部，经过所述机壳开设的第四孔道，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构还包括第七冷却通道，

所述第七冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，经过所述电机的右侧绕组端部后，通过所述机壳开设的第五孔道进入所述机壳与所述后密封盖的间隙，经过所述机壳上开设的与所述出气口连通的第三孔道后，最后到达所述出气口排出。

优选的，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，用于冷却的介质为空气。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机的冷却结构，用于燃料电池离心式空压机，所述燃料电池离心式空压机包括一级蜗壳、二级蜗壳、第二叶轮、第一叶轮、轴向轴承座、前端盖、后密封盖、电机和机壳，

所述电机包括定子和转子，

所述电机的左侧有所述一级蜗壳和所述第一叶轮，所述轴向轴承座与所述一级蜗壳组成蜗壳室，

所述后密封盖安装在所述机壳上，所述二级蜗壳与所述后密封盖组成二级蜗壳室，所述第二叶轮、所述第一叶轮与所述转子同轴，

包括第一冷却通道，

所述机壳的左侧开设有进气口和与所述进气口连通的第一孔道，所述机壳的右侧开设有出气口，

所述第一冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口进入，从所述第一孔道进入所述机壳以及所述前端盖、所述一级蜗壳和所述轴向轴承座组成的间隙内，之后进入所述前端盖上的第一通气槽，所述第一通气槽上开设有第一通孔，介质从所述第一通孔进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口排出。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，能够实现最大化冷却空气路径，实现对电机的转子、定子、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的燃料电池离心式空压机的冷却结构及冷却通道的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一冷却通道的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二冷却通道的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第三冷却通道的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第四冷却通道的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第五冷却通道的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第六冷却通道的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第七冷却通道的示意图。

上图1-图8中：

一级蜗壳1、轴向轴承座2、第二通气槽22、轴向轴承垫圈3、第六孔道31、前端盖4、第一通气槽41、第一通孔42、第一径向轴承冷却孔道43、进气口5、机壳6、第一孔道61、第二孔道62、第三孔道63、第四孔道64、第五孔道65、第二径向轴承室冷却孔道66、定子7、出气口8、后密封盖9、二级蜗壳10、第二叶轮11、转子12、轴向轴承13、第一叶轮14。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图8，图1为本实用新型实施例提供的燃料电池离心式空压机的冷却结构及冷却通道的示意图；图2为本实用新型实施例提供的第一冷却通道的示意图；图3为本实用新型实施例提供的第二冷却通道的示意图；图4为本实用新型实施例提供的第三冷却通道的示意图；图5为本实用新型实施例提供的第四冷却通道的示意图；图6为本实用新型实施例提供的第五冷却通道的示意图；图7为本实用新型实施例提供的第六冷却通道的示意图；图8为本实用新型实施例提供的第七冷却通道的示意图。

一种燃料电池离心式空压机的冷却结构，用于燃料电池离心式空压机，燃料电池离心式空压机包括一级蜗壳1、二级蜗壳10、第二叶轮11、第一叶轮14、轴向轴承座2、前端盖4、后密封盖9、电机和机壳6，

电机包括定子7和转子12，

电机的左侧有一级蜗壳1和第一叶轮14，轴向轴承座2与一级蜗壳1组成蜗壳室，

后密封盖9安装在机壳6上，二级蜗壳10与后密封盖9组成二级蜗壳室，第二叶轮11、第一叶轮14与转子12同轴，

包括第一冷却通道，

机壳6的左侧开设有进气口5和与进气口5连通的第一孔道61，机壳6的右侧开设有出气口8，

第一冷却通道为，用于冷却的介质从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6以及前端盖4、一级蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，之后进入前端盖4上的第一通气槽41，第一通气槽41上开设有第一通孔42，介质从第一通孔42进入电机的内部，流经电机的左侧绕组端部后，进入电机的内部气隙进行冷却，最后到达出气口8排出。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，能够实现最大化冷却空气路径，实现对电机的转子12、定子7、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第二冷却通道，

第二冷却通道为，用于冷却的介质从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6以及前端盖4、一级蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，之后经过前端盖4上的第一通气槽41，经过轴向轴承13和轴向轴承座2的间隙，经过轴向轴承座2上的第二通气槽22，经过轴向轴承垫圈3的第六孔道31和第一通孔42进入电机的内部，流经电机的左侧绕组端部后，进入电机的内部气隙进行冷却，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第三冷却通道，

第三冷却通道为，用于冷却的介质从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6以及前端盖4、一级蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，之后经过前端盖4上的第一通气槽41，经过前端盖4上的第一径向轴承冷却孔道43，进入电机的内部气隙进行冷却，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第四冷却通道，第一孔道61的底部开设有第二孔道62，

第四冷却通道为，用于冷却的介质从进气口5进入，从第二孔道62进入电机的内部，流经电机的左侧绕组端部后，进入电机的内部气隙进行冷却，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第五冷却通道，

第五冷却通道为，进入电机的内部气隙进行冷却后，介质经过机壳6上的第二径向轴承室冷却孔道66，到达机壳6与后密封盖9的间隙，经过机壳6上开设的与出气口8连通的第三孔道63后，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第六冷却通道，

第六冷却通道为，进入电机的内部气隙进行冷却后，介质经过电机的右侧绕组端部，经过机壳6开设的第四孔道64，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，还包括第七冷却通道，

第七冷却通道为，进入电机的内部气隙进行冷却后，经过电机的右侧绕组端部后，通过机壳6开设的第五孔道65进入机壳6与后密封盖9的间隙，经过机壳6上开设的与出气口8连通的第三孔道63后，最后到达出气口8排出。

为了进一步优化上述方案，上述的燃料电池离心式空压机冷却结构，用于冷却的介质为空气。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，为：

1、在现有的水冷基础上增加空气冷却气路，压缩机壳体上有进气口5、出气口8，燃料电池离心式空压机冷却结构即有水冷装置，也有气冷装置；

2、不仅冷却转子系统，还冷却定子绕组端部，流经蜗壳室，带走部分蜗壳室热量；

3、气路所经过的各零部件结构；

4、冷却气路流经一级、二级蜗壳室，带走叶轮旋转产生的热量。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，是一种优化空气冷却的方案，优化电机冷却结构，最大化冷却空气路径，实现对电机转子、定子、蜗壳室的冷却，增加压缩机使用寿命，提高燃料电池系统效率。

本实用新型提供的燃料电池离心式空压机冷却结构，包括一级蜗壳1、二级蜗壳10、第二叶轮11、第一叶轮14、轴向轴承座2、前端盖4、后密封盖9、电机定转子、机壳6。电机左侧有一级蜗壳1和第一叶轮14，轴向轴承座2与一级蜗壳1组成蜗壳室，轴向轴承座2安装左侧轴向轴承，前端盖4安装右侧轴向轴承并设有一级侧径向轴承室，机壳6右侧设有二级侧径向轴承室，后密封盖9安装在机壳6上，二级蜗壳10与后密封盖9组成二级蜗壳室，第二叶轮11、第一叶轮14与转子12同轴，前端盖4、机壳轴承室与转轴间设有径向空气轴承。

冷却结构包括进风口5、轴向轴承座2、前端盖4、机壳6、后密封盖9、出气口8。进气口5在机壳6左侧，出气口8在机壳6右侧。轴向轴承座上设有左侧轴向轴承风冷需要的空气通道，并设有进入电机内部的孔道；前端盖4上设有进气槽，进气口5进入的空气通过进气槽进入循环，进气槽上开有孔道，冷却空气可通过此孔道进入电机内部，前端盖4设有右侧轴向轴承风冷需要的空气通道，并设有一级侧径向轴承和绕组端部的冷却孔道；机壳进气口处设有两个方向的进气孔，机壳出气口处设有两个方向的气孔，机壳6右侧设有轴承室，包括二级侧径向轴承和绕组端部冷却空气出气孔道。

压缩机出气口分部分出气再循环经空气过滤器并冷却后作为冷却气源进入进气口5。

在具体实施例1中，冷却空气从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6和前端盖4和蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，通过前端盖4的第一通气槽41后依次进入，第一通气槽41开有第一通孔42，空气从第一通孔42进入电机内部，流经左侧绕组端部，及气隙，到达出气口8。

在具体实施例2中，冷却空气从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6和前端盖4和蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，通过前端盖4的第一通气槽41后依次进入，轴向轴承13和轴向轴承座2间隙，轴向轴承座2上的第二通气槽22，经过轴向轴承垫圈3的第六孔道31和前端盖4上的第一通孔42进入电机内部，流经左侧绕组端部，及气隙，到达出气口8。

或者冷却空气从进气口5进入，从第一孔道61进入机壳6和前端盖4和蜗壳1和轴向轴承座2组成的间隙内，通过前端盖4的第一通气槽41后依次进入，前端盖4的第一径向轴承冷却孔道43，经过电机气隙，到达出气口8。

在具体实施例3中，冷却空气从进气口5进入，从第二孔道62进入电机内部，经过左侧绕组端部，及气隙，到达出气口8。

在具体实施例4中，冷却空气从进气口5经过气隙后，经过机壳6的第二径向轴承室冷却孔道66，到达机壳6与后密封盖9组间间隙，经过第三孔道63到达出气口8。

在具体实施例5中，冷却空气从进气口5经过气隙后，经过右侧绕组端部-机壳6上的第五孔道65-到达机壳6与后密封盖9组间间隙，经过第三孔道63到达出气口8。

在具体实施例6中，冷却空气从进气口5经过气隙后，经过右侧绕组端部，经过第四孔道64到达出气口8。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池离心式空压机冷却结构，用于燃料电池离心式空压机，所述燃料电池离心式空压机包括一级蜗壳(1)、二级蜗壳(10)、第二叶轮(11)、第一叶轮(14)、轴向轴承座(2)、前端盖(4)、后密封盖(9)、电机和机壳(6)，

所述电机包括定子(7)和转子(12)，

所述电机的左侧有所述一级蜗壳(1)和所述第一叶轮(14)，所述轴向轴承座(2)与所述一级蜗壳(1)组成蜗壳室，

所述后密封盖(9)安装在所述机壳(6)上，所述二级蜗壳(10)与所述后密封盖(9)组成二级蜗壳室，所述第二叶轮(11)、所述第一叶轮(14)与所述转子(12)同轴，

其特征在于，

包括第一冷却通道，

所述机壳(6)的左侧开设有进气口(5)和与所述进气口(5)连通的第一孔道(61)，所述机壳(6)的右侧开设有出气口(8)，

所述第一冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口(5)进入，从所述第一孔道(61)进入所述机壳(6)以及所述前端盖(4)、所述一级蜗壳(1)和所述轴向轴承座(2)组成的间隙内，之后进入所述前端盖(4)上的第一通气槽(41)，所述第一通气槽(41)上开设有第一通孔(42)，介质从所述第一通孔(42)进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口(8)排出。

2.根据权利要求1所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第二冷却通道，

所述第二冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口(5)进入，从所述第一孔道(61)进入所述机壳(6)以及所述前端盖(4)、所述一级蜗壳(1)和所述轴向轴承座(2)组成的间隙内，之后经过所述前端盖(4)上的所述第一通气槽(41)，经过轴向轴承(13)和所述轴向轴承座(2)的间隙，经过所述轴向轴承座(2)上的第二通气槽(22)，经过轴向轴承垫圈(3)的第六孔道(31)和所述第一通孔(42)进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口(8)排出。

3.根据权利要求1所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第三冷却通道，

所述第三冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口(5)进入，从所述第一孔道(61)进入所述机壳(6)以及所述前端盖(4)、所述一级蜗壳(1)和所述轴向轴承座(2)组成的间隙内，之后经过所述前端盖(4)上的所述第一通气槽(41)，经过所述前端盖(4)上的第一径向轴承冷却孔道(43)，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口(8)排出。

4.根据权利要求1所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第四冷却通道，所述第一孔道(61)的底部开设有第二孔道(62)，

所述第四冷却通道为，用于冷却的介质从所述进气口(5)进入，从所述第二孔道(62)进入所述电机的内部，流经所述电机的左侧绕组端部后，进入所述电机的内部气隙进行冷却，最后到达所述出气口(8)排出。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第五冷却通道，

所述第五冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，介质经过所述机壳(6)上的第二径向轴承室冷却孔道(66)，到达所述机壳(6)与所述后密封盖(9)的间隙，经过所述机壳(6)上开设的与所述出气口(8)连通的第三孔道(63)后，最后到达所述出气口(8)排出。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第六冷却通道，

所述第六冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，介质经过所述电机的右侧绕组端部，经过所述机壳(6)开设的第四孔道(64)，最后到达所述出气口(8)排出。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，还包括第七冷却通道，

所述第七冷却通道为，进入所述电机的内部气隙进行冷却后，经过所述电机的右侧绕组端部后，通过所述机壳(6)开设的第五孔道(65)进入所述机壳(6)与所述后密封盖(9)的间隙，经过所述机壳(6)上开设的与所述出气口(8)连通的第三孔道(63)后，最后到达所述出气口(8)排出。

8.根据权利要求1所述的燃料电池离心式空压机冷却结构，其特征在于，用于冷却的介质为空气。

Images