CN216767865U - 一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，包括机壳和喷嘴环组件，机壳内部设置有蜗壳，喷嘴环组件包括设置于所述蜗壳一端的第一安装盖、设置于所述第一安装盖一侧的叶片环、设置于所述叶片环一侧的安装盘以及设置于所述安装盘一侧的第二安装盖，所述第一安装盖与叶片环滑动连接，所述叶片环与安装盘滑动连接，所述安装盘与第二安装盖间隙配合设置，所述第一安装盖与第二安装盖固定连接，所述叶片环的气体流通截面可调。本实用新型的叶片在大开度时，叶片径向向外移动，相对单轴叶片的气体流通截面较为显著；当叶片在小开度时，叶片径向向内移动，可以保证叶片整体与涡轮较小的距离，从而达到减少气流的延程损失的功能。

Description

一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机

技术领域

本实用新型涉及空压机技术领域，特别是一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机。

背景技术

随着排放法规的加严，氢燃料电池技术逐渐开始普及，作为给氢燃料电池提供空气的核心零部件—空压机也开始进入该行业的视野，现有的空压机一般是由外部电源供电电动转子轴转动，压缩空气，供燃料电池使用。

燃料电池空压机可以帮助电池发动机提升动力性能，因此空压机成为燃料发动机的关键零部件，由于燃料电池经化学反应产生的能量不能全部转化为电能，部分能量会随废气直接排入大气，存在能量浪费、气流损失的问题，并且，部分废气在排出时会影响到空压机的运作性能以及效率，因此，提出一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机来解决上述问题，来回收燃料电池反应后废气中多余的能量，以此达到减少能源浪费的效果，同时还可以提升涡轮的响应性能。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有的空压机中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型其中的一个目的是提供一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其既能够在叶片大开度时，通过部分废气从第一滑槽进行旁通排气，从而达到提升气体流通截面显著提高的效果，且在相同气体排量的情况下，该空压机的涡轮直径可以尽可能做到比以往小，小直径涡轮的气体流通从旁通排气得到弥补，以此达到提升空压机响应性能的效果；以及还能够在叶片小开度时，利用叶片的径向移动使得叶片与涡轮之间保持较小的距离，可以减少气流的延程损失，提升低速下空压机的运作效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其包括机壳以及喷嘴环组件，机壳内部设置有蜗壳，喷嘴环组件包括设置于所述蜗壳一端的第一安装盖、设置于所述第一安装盖一侧的叶片环、设置于所述叶片环一侧的安装盘以及设置于所述安装盘一侧的第二安装盖，所述第一安装盖与叶片环滑动连接，所述叶片环与安装盘滑动连接，所述安装盘与第二安装盖间隙配合设置，所述第一安装盖与第二安装盖固定连接，所述叶片环的气体流通截面可调。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述叶片环由若干个叶片组成，所述叶片包括连接体以及位于连接体两侧的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板设置有第一凸起，所述第一凸起与第一安装盖滑动连接，所述第二挡板设置有第二凸起，所述第二凸起与安装盘滑动连接。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述第一安装盖开设有第一滑槽，所述第一滑槽与第一凸起滑动连接，所述第一滑槽呈直线型，所述叶片的偏移倾斜方向与第一滑槽的轨迹倾斜方向一致。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述安装盘开设有第二滑槽，所述第二滑槽与第二凸起滑动连接，所述第二滑槽呈弧型或直线型。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述第一安装盖通过销轴与第二安装盖固定连接，所述第二安装盖与安装盘转动连接。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述第二安装盖设置有槽口，所述槽口设置有拨叉，所述安装盘固定连接有调节销，所述调节销与拨叉间隙配合设置。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述机壳内部还设置有中间体，所述中间体设置于第二安装盖一侧，所述中间体与蜗壳通过螺栓固定连接，所述蜗壳通过限位销与第一安装盖连接。

作为本实用新型所述的一种优选方案，其中：所述中间体与蜗壳之间设置有第一密封圈，所述第一安装盖与蜗壳之间设置有第二密封圈。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过叶片环在安装盘以及第一安装盖上转动，可以满足叶片在径向方向较大幅度的移动，达到空气及在大开度以及小开度均可实现高效率的效果：当叶片在大开度时，叶片径向向外移动，相对单轴叶片的气体流通面积较为显著，部分废气从第一安装盖上的第一滑槽进行旁通排气；当叶片在小开度时，叶片径向向内移动，可以保证叶片整体与涡轮较小的距离，从而达到减少气流的延程损失的功能，以及提升空压机在高速以及低速时的良好运作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型空压机的结构图。

图2为本实用新型喷嘴环组件的爆炸图。

图3为本实用新型第一安装盖以及第一滑槽的正视图。

图4为本实用新型叶片的结构示意图。

图5为本实用新型安装盘以及第二滑槽的正视图。

图6为本实用新型第一安装盖的结构图。

图7为本实用新型蜗壳的结构图；

图8为本实用新型叶片环最小开度的结构示意图。

图9为本实用新型叶片环最大开度的结构示意图。

图10为本实用新型图1中A部分的放大结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1、2，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其既能够在叶片202a大开度时，通过部分废气从第一滑槽进行旁通排气，从而达到提升气体流通截面显著提高的效果，且在相同气体排量的情况下，该空压机的涡轮直径可以尽可能做到比以往小，小直径涡轮的气体流通从旁通排气得到弥补，以此达到提升空压机相响应性能的效果；以及还能够在叶片202a小开度时，利用叶片202a的径向移动使得叶片202a与涡轮之间保持较小的距离，可以减少气流的延程损失，提升低速下空压机的运作效率。

一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，包括机壳100以及喷嘴环组件200，机壳100作为整个空压机的外壳保护其内部组件，蜗壳101内部设置有涡轮，喷嘴环组件200采用气体流通截面可变的方式，在分别对应于在涡轮高速以及低速转动的时候，可以有效地提高空压机的性能及其工作效率。

机壳100，其内部设置有蜗壳101，喷嘴环组件200，包括设置于蜗壳101一端的第一安装盖201、设置于第一安装盖201一侧的叶片环202、设置于叶片环202一侧的安装盘203以及设置于安装盘203一侧的第二安装盖204，第一安装盖201与叶片环202滑动连接，叶片环202与安装盘203滑动连接，安装盘203与第二安装盖204间隙配合设置，第一安装盖201与第二安装盖204固定连接，叶片环202的气体流通截面可调。

第一安装盖201作为整个喷嘴环组件200的后端盖，第二安装盖204作为整个喷嘴环组件200的前端盖，安装盘203可以在第二安装盖204内转动，第二安装盖204转动带动叶片环202转动，叶片环202在第一安装盖201和第二安装盖204之间转动时可以改变气体的流通截面，对于涡轮增压的进气方式，若采用大直径的涡轮会造成涡轮的反应迟滞，而为了减少涡轮的反应迟滞而采用小直径的涡轮会响应地导致其响应效果减弱，如果对于气体排量不变的情况下，涡轮的直径越小，其质量就越低，那么就越容易在转速较低的时候开始响应，即在低转速的时候就可以有更灵敏的反应速度，这样发动机就可以更早地达到最佳转速，即涡轮的响应性能得到提升。

实施例2

参照图1～9，为本实用新型第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

叶片环202由若干个叶片202a组成，叶片202a包括连接体202a-1以及位于连接体202a-1两侧的第一挡板202a-2和第二挡板202a-4，第一挡板202a-2设置有第一凸起202a-3，第一凸起202a-3与第一安装盖201滑动连接，第二挡板202a-4设置有第二凸起202a-5，第二凸起202a-5与安装盘203滑动连接。

叶片202a在大开度状态时，可以弥补单轴叶片的开度不够，单轴叶片的气体流通截面不可变，单轴叶片旋转后需要打开更大开度，但是其不能径向想外侧移动，所以单轴叶片只能离涡轮更远，否则无法打开更大开度，一打开单轴叶片的叶尖就会触碰到涡轮，此时可以让涡轮高速转动时，具有更高的性能；叶片202a在移动至小开度状态时，第一挡板202a-2可以阻挡第一滑槽201a的槽孔，也叶片202a叶型中心与涡轮保持较小的距离，可以有效地降低气流的延程损失，提升空压机在低速时的效率；第一凸起202a-3可以与其中一个第二凸起202a-5同轴也可以不同轴。

第一安装盖201开设有第一滑槽201a，第一滑槽201a与第一凸起202a-3滑动连接，第一滑槽201a呈直线型，叶片202a的偏移倾斜方向与第一滑槽201a的轨迹倾斜方向一致。

第一安装盖201在机壳100内部静置不动，第一滑槽201a配合于叶片202a的转动，本实施例中第一滑槽201a的数量为十个，在第一安装盖201上呈均匀的圆周分布，十个叶片202a的倾斜方向与第一滑槽201a一致，即叶片202a导流气体的方向与第一滑槽201a的排布方向一致。

安装盘203开设有第二滑槽203a，第二滑槽203a与第二凸起202a-5滑动连接，第二滑槽203a呈弧型或直线型。

第二滑槽203a设置有20个，每两个第二滑槽203a对应一个叶片202a，即每两个第二滑槽203a对应一个叶片202a上的两个第二凸起202a-5，相邻两个第二滑槽203a轨迹从径向内侧到径向外侧之间的距离逐渐减小，实现叶片202a的逆时针转动。

第一安装盖201通过销轴201b与第二安装盖204固定连接，第二安装盖204与安装盘203转动连接。第一安装盖201的四角设置有四个凸起，在四个凸起的位置通过销轴201b与第二安装盖204连接在一起，安装盘204的外圆柱面与第二安装盖204的内圆柱面进行间隙配合，安装盘203可以在第二安装盖204内进行转动，安装盘203转动用于实现叶片环202在第一安装盖201与第二安装盖204内部容置空间的转动。

第二安装盖204设置有槽口204a，槽口204a设置有拨叉204b，安装盘203固定连接有调节销203a，调节销203a与拨叉204b间隙配合设置。

槽口204a用于给拨叉204b提供安装空间，减少喷嘴环组件200的轴向空间布置尺寸，同时可以减少空压机的尺寸，拨叉204b组为驱动零件，通过驱动拨叉204b，通过调节销203a使得安装盘203转动，从而实现叶片202a开度的调节，当叶片202a在小开度时，每个叶片202a的第一挡板202a-2互相闭合，因零部件轴向存在配合公差，可以保证叶片202a轴向端面的小间隙，且第一挡板202a-2此时覆盖住第一滑槽201a的孔洞，保证气体尽可能少的泄露，有利于降低空压机的性能损失；当叶片202a在打开的过程中，部分废气不通过涡轮，而是能够通过第一安装盖201上的第一滑槽201a排出涡端出口，实现高速废气旁通的功能。

实施例3

参照图1～10，为本实用新型第三个实施例，该实施例基于上一个实施例。

机壳100内部还设置有中间体102，中间体102设置于第二安装盖204一侧，中间体102与蜗壳101通过螺栓102a固定连接，蜗壳101通过限位销201c与第一安装盖201连接。

第二安装盖204在壳体100内部被中间体102夹持，限制其轴向移动，限位销201c用于限制喷嘴环组件200的周向运动，第二安装盖204一侧的台阶外圆柱面与中间体102的内圆柱面进行径向定位，螺栓102a用于紧固中间体102和蜗壳101。

中间体102与蜗壳101之间设置有第一密封圈103，第一安装盖201与蜗壳101之间设置有第二密封圈104。第一密封圈103以及第二密封圈104均为O型密封圈，第一密封圈103用于防止气体从蜗壳内部从蜗壳与中间体102之间的法兰泄露，导致气体泄露到空压机外侧，第二密封圈104用于防止气体从蜗壳与第一安装盖201的间隙泄露至蜗壳出口，起到密封作用。

工作原理：驱动拨叉204b，通过调节销204c驱动安装盘203转动，通过安装盘203转动调节叶片202a的开度，利用安装盘203上第二滑槽203a控制叶片202a的转动，利用第一滑槽201a控制叶片202a的移动，当叶片202a在小开度时，每个叶片202a的第一挡板202a-2互相闭合，因零部件轴向存在配合公差，可以保证叶片202a轴向端面的小间隙，且第一挡板202a-2此时覆盖住第一滑槽201a的孔洞，保证气体尽可能少的泄露，有利于降低空压机的性能损失；当叶片202a在打开的过程中，部分废气不通过涡轮，而是能够通过第一安装盖201上的第一滑槽201a排出涡端出口，实现高速废气旁通的功能，同时结合第一密封圈和第二密封圈对气体进行密封。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：包括，

机壳(100)，其内部设置有蜗壳(101)；以及，

喷嘴环组件(200)，包括设置于所述蜗壳(101)一端的第一安装盖(201)、设置于所述第一安装盖(201)一侧的叶片环(202)、设置于所述叶片环(202)一侧的安装盘(203)以及设置于所述安装盘(203)一侧的第二安装盖(204)，所述第一安装盖(201)与叶片环(202)滑动连接，所述叶片环(202)与安装盘(203)滑动连接，所述安装盘(203)与第二安装盖(204)间隙配合设置，所述第一安装盖(201)与第二安装盖(204)固定连接，所述叶片环(202)的气体流通截面可调。

2.如权利要求1所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述叶片环(202)由若干个叶片(202a)组成，所述叶片(202a)包括连接体(202a-1)以及位于连接体(202a-1)两侧的第一挡板(202a-2)和第二挡板(202a-4)，所述第一挡板(202a-2)设置有第一凸起(202a-3)，所述第一凸起(202a-3)与第一安装盖(201)滑动连接，所述第二挡板(202a-4)设置有第二凸起(202a-5)，所述第二凸起(202a-5)与安装盘(203)滑动连接。

3.如权利要求2所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述第一安装盖(201)开设有第一滑槽(201a)，所述第一滑槽(201a)与第一凸起(202a-3)滑动连接，所述第一滑槽(201a)呈直线型，所述叶片(202a)的偏移倾斜方向与第一滑槽(201a)的轨迹倾斜方向一致。

4.如权利要求3所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述安装盘(203)开设有第二滑槽(203a)，所述第二滑槽(203a)与第二凸起(202a-5)滑动连接，所述第二滑槽(203a)呈弧型或直线型。

5.如权利要求4所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述第一安装盖(201)通过销轴(201b)与第二安装盖(204)固定连接，所述第二安装盖(204)与安装盘(203)转动连接。

6.如权利要求5所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述第二安装盖(204)设置有槽口(204a)，所述槽口(204a)设置有拨叉(204b)，所述安装盘(203)固定连接有调节销(203b)，所述调节销(203b)与拨叉(204b)间隙配合设置。

7.如权利要求1～6任一所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述机壳(100)内部还设置有中间体(102)，所述中间体(102)设置于第二安装盖(204)一侧，所述中间体(102)与蜗壳(101)通过螺栓(102a)固定连接，所述蜗壳(101)通过限位销(201c)与第一安装盖(201)连接。

8.如权利要求7所述的低速小间隙高速旁通的可变截面空压机，其特征在于：所述中间体(102)与蜗壳(101)之间设置有第一密封圈(103)，所述第一安装盖(201)与蜗壳(101)之间设置有第二密封圈(104) 。

Images