CN214092365U - 一种单级离心空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单级离心空压机，包括离心空压机，其中：离心空压机包括前蜗壳、第一叶轮、前端盖、机壳、后端盖、定子组件、转子组件和转轴，在后端盖上安装风机，风机包括风机壳体和第二风轮，风机壳体里面形成第四空腔，第二风轮置于第四空腔里面且与转轴的后轴伸端连接，风机壳体上设置有与第四空腔连通的第二进风口和第二排风口，第二进风口与后端盖上设置出风口连通，单级离心空压机在在后端盖上安装风机，风机旋转时自吸空气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。

Description

一种单级离心空压机

技术领域：

本实用新型涉及一种单级离心空压机。

背景技术：

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；

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；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。

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1A、一个叶轮和电机2A组成，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3A，空压机尾部设置第二排口4A，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；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。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种单级离心空压机，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。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种单级离心空压机，包括离心空压机，其中：

离心空压机包括前蜗壳、第一叶轮、前端盖、机壳、后端盖、定子组件、转子组件和转轴，机壳两端分别安装前端盖和后端盖并形成第二空腔，定子组件和转子组件置于第二空腔里面，转子组件安装在转轴上，前端盖上安装前轴承，前端盖上安装后轴承，转轴支承安装在前轴承和后轴承上，前端盖上安装前蜗壳并形成第一空腔，第一叶轮置于第一空腔里面并与转轴的前轴伸端连接，前蜗壳上设置第一进风口和第一排风口，第一进风口和第一排风口与第一空腔连通，在靠近前端盖的机壳壁面上设置入风口,后端盖上设置出风口，入风口、出风口与第二空腔连通；

其特征在于：在后端盖上安装风机，风机包括风机壳体和第二风轮，风机壳体里面形成第四空腔，第二风轮置于第四空腔里面且与转轴的后轴伸端连接，风机壳体上设置有与第四空腔连通的第二进风口和第二排风口，第二进风口与后端盖上设置出风口连通；

工作时，电机高速转动带动第一叶轮转动压缩空气；电机高速转动也同时带动第二风轮转动，风机开始工作，使冷空气从电机的机壳壁面的入风口进入，从电机后端盖上的出风口排出，从而对电机内部的定子组件、轴承进行散热。

上述所述的前轴承和后轴承分别为第一径向空气轴承和第二径向空气轴承。

上述所述的后端盖外侧端面凹陷形成凹槽，在凹槽上方安装第一盖板形成第三空腔，在第三空腔里面安装第一止推轴承和第二止推轴承对转轴进行限位，在后端盖上设置若干第一通气孔使第三空腔与第二空腔连通，第一盖板上设置若干第二通气孔使风机壳体内部的第四空腔与第三空腔连通。

上述所述的第一止推轴承、第二止推轴承、第一径向空气轴承和第二径向空气轴承均为空气箔片轴承。

上述所述的风机是轴流风机或者离心风机。

上述所述的定子组件包括定子铁芯和线圈绕组，定子铁芯外壁设有若干第二凹槽，使定子铁芯外壁与机壳内壁形成外部间隙，定子组件与转子组件之间也形成内部间隙，空气同时通过外部间隙和内部间隙从第二空腔的前端流动到后端，气流流经轴承和线圈绕组进行散热。

上述所述的风机是离心风机，离心风机包括风机壳体、第二风轮、风轮传动轴和第二盖板，第二风轮安装在风轮传动轴上，风轮传动轴与转轴的后轴伸端连接，风机壳体安装在第一盖板上，风机壳体包括第一环形壁、第二环形壁、中间隔板，第一环形壁位于第二环形壁的外围，第一环形壁与第二环形壁通过若干连接筋连接，在第一环形壁与第二环形壁之间形成第三通气孔；中间隔板位于第二环形壁上端部，第二环形壁围成第四空腔，第二风轮位于第四空腔里面，在中间隔板中间形成第二进风口与第四空腔连通，在第一环形壁的下端安装第二盖板，第二盖板与中间隔板相隔一段距离形成进气腔室，进气腔室连通第四空腔，进气腔室的顶部安装以封闭进气腔室的上端部，第三空腔通过第三通气孔与进气腔室连通，在中间隔板设置排气管道，排气管道的一端连接到第二盖板的第二排风口，排气管道的另一端与第四空腔连通。

上述所述的第一环形壁底部设置法兰翻边，法兰翻边上设置若干安装孔，以便安装连接在第一盖板上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)本实用新型的单级离心空压机在在后端盖上安装风机，风机旋转时自吸空气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；

2)本实用新型的其它优点在说明书实施例部分做详细的描述。

附图说明：

图1是现有的技术中单级离心空压机的使用状态参考图；

图2是现有的技术中单级离心空压机的结构剖视图；

图3是本实用新型的立体图；

图4是本实用新型的另一角度立体图；

图5是本实用新型的局部分解图；

图6是本实用新型的另一局部分解图；

图7是本实用新型的正视图；

图8是图7中A-A的剖视图；

图9是图8中B的局部放大图；

图10是本实用新型的局部结构示意图；

图11是图10中C-C的剖视图；

图12是本实用新型的局部气流流动原理图；

图13是本实用新型的气流流动原理图。

具体实施方式：

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。

实施例一：

如图3至图13所示，本实施例是一种单级离心空压机，包括离心空压机10，其中：

离心空压机10包括前蜗壳1、第一叶轮2、前端盖3、机壳4、后端盖5、定子组件6、转子组件7和转轴8，机壳4两端分别安装前端盖3和后端盖5并形成第二空腔100，定子组件6和转子组件7置于第二空腔100里面，转子组件7 安装在转轴8上，前端盖3上安装前轴承31，后端盖5上安装后轴承51，转轴 8支承安装在前轴承31和后轴承51上，前端盖3上安装前蜗壳1并形成第一空腔200，第一叶轮2置于第一空腔200里面并与转轴8的前轴伸端连接，前蜗壳1上设置第一进风口11和第一排风口12，第一进风口11和第一排风口12与第一空腔200连通，在靠近前端盖3的机壳壁面上设置入风口32,后端盖5上设置出风口52，入风口32、出风口52与第二空腔100连通；

其特征在于：在后端盖5上安装风机9，风机9包括风机壳体91和第二风轮92，风机壳体91里面形成第四空腔93，第二风轮92置于第四空腔93里面且与转轴8的后轴伸端连接，风机壳体91上设置有与第四空腔93连通的第二进风口94和第二排风口95，第二进风口94与后端盖5上设置出风口52连通；

工作时，电机高速转动带动第一叶轮2转动压缩空气；电机高速转动也同时带动第二风轮92转动，风机9开始工作，使冷空气从电机的机壳壁面的入风口32进入，从电机后端盖5上的出风口52排出，从而对电机内部的定子组件6、前轴承31和后轴承51进行散热。

单级离心空压机在在后端盖上安装风机，风机旋转时自吸空气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。

前轴承31和后轴承51分别为第一径向空气轴承和第二径向空气轴承。

后端盖5外侧端面凹陷形成凹槽53，在凹槽53上方安装第一盖板54形成第三空腔55，在第三空腔55里面安装第一止推轴承56和第二止推轴承57对转轴8进行限位，在后端盖5上设置若干出风口52使第三空腔55与第二空腔100 连通，第一盖板54上设置若干第二通气孔59使风机壳体91内部的第四空腔93 与第三空腔55连通，使电机内部与风机壳体空气流动连通，便于电机内部个零件散热。

第一止推轴承56、第二止推轴承57、第一径向空气轴承和第二径向空气轴承均为空气箔片轴承,结构简单。

风机9是轴流风机或者离心风机。

定子组件6包括定子铁芯61和线圈绕组，定子铁芯61外壁设有若干第二凹槽62，使定子铁芯61外壁与机壳4内壁形成外部间隙，定子组件6与转子组件7之间也形成内部间隙，空气同时通过外部间隙和内部间隙从第二空腔100 的前端流动到后端，气流流经轴承和线圈绕组进行散热，结构布局合理，提高电机内部散热效果。

风机9是离心风机，离心风机包括风机壳体91、第二风轮92、风轮传动轴96和第二盖板910，第二风轮92安装在风轮传动轴96上，风轮传动轴96与转轴8的后轴伸端连接，风机壳体91安装在第一盖板54上，风机壳体91包括第一环形壁911、第二环形壁912、中间隔板913，第一环形壁911位于第二环形壁912的外围，第一环形壁911与第二环形壁912通过若干连接筋914连接，在第一环形壁911与第二环形壁912之间形成第三通气孔915；中间隔板913位于第二环形壁912上端部，第二环形壁912围成第四空腔93，第二风轮92位于第四空腔93里面，在中间隔板913中间形成第二进风口94与第四空腔93连通，在第一环形壁911的下端安装第二盖板910，第二盖板910与中间隔板913相隔一段距离形成进气腔室916，进气腔室916连通第四空腔93，进气腔室916的顶部安装以封闭进气腔室916的上端部，第三空腔55通过第三通气孔915与进气腔室916连通，在中间隔板913设置排气管道9131，排气管道9131的一端连接到第二盖板910的第二排风口95，排气管道9131的另一端与第四空腔93连通，结构布置合理，便于空气流通。

第一环形壁911底部设置法兰翻边9111，法兰翻边9111上设置若干安装孔 9112，以便安装连接在第一盖板54上，安装结构简单，结构布置合理。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明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，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单级离心空压机，包括离心空压机(10)，其中：

离心空压机(10)包括前蜗壳(1)、第一叶轮(2)、前端盖(3)、机壳(4)、后端盖(5)、定子组件(6)、转子组件(7)和转轴(8)，机壳(4)两端分别安装前端盖(3)和后端盖(5)并形成第二空腔(100)，定子组件(6)和转子组件(7)置于第二空腔(100)里面，转子组件(7)安装在转轴(8)上，前端盖(3)上安装前轴承(31)，后端盖(5)上安装后轴承(51)，转轴(8)支承安装在前轴承(31)和后轴承(51)上，前端盖(3)上安装前蜗壳(1)并形成第一空腔(200)，第一叶轮(2)置于第一空腔(200)里面并与转轴(8)的前轴伸端连接，前蜗壳(1)上设置第一进风口(11)和第一排风口(12)，第一进风口(11)和第一排风口(12)与第一空腔(200)连通，在靠近前端盖(3)的机壳壁面上设置入风口(32),后端盖(5)上设置出风口(52)，入风口(32)、出风口(52)与第二空腔(100)连通；

其特征在于：在后端盖(5)上安装风机(9)，风机(9)包括风机壳体(91)和第二风轮(92)，风机壳体(91)里面形成第四空腔(93)，第二风轮(92)置于第四空腔(93)里面且与转轴(8)的后轴伸端连接，风机壳体(91)上设置有与第四空腔(93)连通的第二进风口(94)和第二排风口(95)，第二进风口(94)与后端盖(5)上设置出风口(52)连通；

工作时，电机高速转动带动第一叶轮(2)转动压缩空气；电机高速转动也同时带动第二风轮(92)转动，风机(9)开始工作，使冷空气从电机的机壳壁面的入风口(32)进入，从电机后端盖(5)上的出风口(52)排出，从而对电机内部的定子组件(6)、前轴承(31)和后轴承(51)进行散热。

2.根据权利要求1所述的一种单级离心空压机，其特征在于：前轴承(31)和后轴承(51)分别为第一径向空气轴承和第二径向空气轴承。

3.根据权利要求2所述的一种单级离心空压机，其特征在于：后端盖(5)外侧端面凹陷形成凹槽(53)，在凹槽(53)上方安装第一盖板(54)形成第三空腔(55)，在第三空腔(55)里面安装第一止推轴承(56)和第二止推轴承(57)对转轴(8)进行限位，在后端盖(5)上设置若干出风口(52)使第三空腔(55)与第二空腔(100)连通，第一盖板(54)上设置若干第二通气孔(59)使风机壳体(91)内部的第四空腔(93)与第三空腔(55)连通。

4.根据权利要求3所述的一种单级离心空压机，其特征在于：第一止推轴承(56)、第二止推轴承(57)、第一径向空气轴承和第二径向空气轴承均为空气箔片轴承。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种单级离心空压机，其特征在于：风机(9)是轴流风机或者离心风机。

6.根据权利要求5所述的一种单级离心空压机，其特征在于：定子组件(6)包括定子铁芯(61)和线圈绕组，定子铁芯(61)外壁设有若干第二凹槽(62)，使定子铁芯(61)外壁与机壳(4)内壁形成外部间隙，定子组件(6)与转子组件(7)之间也形成内部间隙，空气同时通过外部间隙和内部间隙从第二空腔(100)的前端流动到后端，气流流经轴承和线圈绕组进行散热。

7.根据权利要求5所述的一种单级离心空压机，其特征在于：风机(9)是离心风机，离心风机包括风机壳体(91)、第二风轮(92)、风轮传动轴(96)和第二盖板(910)，第二风轮(92)安装在风轮传动轴(96)上，风轮传动轴(96)与转轴(8)的后轴伸端连接，风机壳体(91)安装在第一盖板(54)上，风机壳体(91)包括第一环形壁(911)、第二环形壁(912)、中间隔板(913)，第一环形壁(911)位于第二环形壁(912)的外围，第一环形壁(911)与第二环形壁(912)通过若干连接筋(914)连接，在第一环形壁(911)与第二环形壁(912)之间形成第三通气孔(915)；中间隔板(913)位于第二环形壁(912)上端部，第二环形壁(912)围成第四空腔(93)，第二风轮(92)位于第四空腔(93)里面，在中间隔板(913)中间形成第二进风口(94)与第四空腔(93)连通，在第一环形壁(911)的上端安装第二盖板(910)，第二盖板(910)与中间隔板(913)相隔一段距离形成进气腔室(916)，进气腔室(916)连通第四空腔(93)，进气腔室(916)的顶部安装第二盖板(910)以封闭进气腔室(916)的上端部，第三空腔(55)通过第三通气孔(915)与进气腔室(916)连通，在中间隔板(913)设置排气管道(9131)，排气管道(9131)的一端连接到第二盖板(910)的第二排风口(95)，排气管道(9131)的另一端与第四空腔(93)连通。

8.根据权利要求7所述的一种单级离心空压机，其特征在于：第一环形壁(911)底部设置法兰翻边(9111)，法兰翻边(9111)上设置若干安装孔(9112)，以便安装连接在第一盖板(54)上。

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