CN218030694U - 一种轴流式氢气循环泵 - Google Patents

Abstract

一种轴流式氢气循环泵，包括两端开放设置的电机壳体，电机壳体前端连接进气壳体，电机壳体后端连接排气壳体；电机壳体内壁沿圆周设有若干个导流叶片，相邻导流叶片之间形成涵道，导流叶片内侧安装电机定子，电机定子内侧设有电机转子，电机转子通过设在电机壳体内的前轴承座和后轴承座内的轴承进行支撑，电机转子的转子轴穿出前轴承座安装有加压叶轮，加压叶轮用于将进气腔内的气体加压后经涵道排至排气腔。颠覆了以往氢气循环泵的结构形式，将进气口和排气口分别设置在电机的两侧，气体从进气腔进入，经加压叶轮增压后，再经相邻导流叶片之间的涵道向后排至排气腔，形成轴流式的结构形式，涵道可减少涡流损失，大大提升了增压效率。

Description

一种轴流式氢气循环泵

技术领域：

本实用新型涉及一种轴流式氢气循环泵。

背景技术：

燃料电池是通过可燃物质(氢气)与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，其中，燃料电池反应后，排出的气体中含有大量的氢气，这些氢气若直接排放到大气中，一方面是能源的浪费，另一方面是对环境造成污染，三是氢气易燃易爆会产生危险。因此，需要对这些氢气进行回收再利用。目前，一般都是通过氢气循环泵将这些含氢混合气体循环回燃料电池进行回收再利用。现在的氢气循环泵，主要包括罗茨式和旋涡式两种结构形式，这两种氢气循环泵虽然结构上有所差异，但是两者具有相同的共同点，即进气口和排气口都是设在电机的同一侧，气体从进气口进入，在流道内增压后从排气口排出，这种形式在实际工作时主要存在以下缺点：一是气体在流道内涡流损失大，导致增压效率在达到一定程度后很难再往上提升；二是体积大，重量大，噪音大，难以满足现在燃料电池对轻量化的要求，不利于系统的集成；三是内部齿轮油泄漏后会对燃料电池电堆造成污染，不能从根本上满足电堆对氢泵无油的要求。

综上，在氢气循环泵领域，上述问题已成为行业内亟需解决的技术难题。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种轴流式氢气循环泵，解决了以往的氢气循环泵气体在流道内涡流损失大的问题，解决了以往的氢气循环泵体积大、重量大、噪音大的问题，解决了以往的氢气循环泵存在齿轮油泄漏风险的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种轴流式氢气循环泵，包括两端开放设置的电机壳体，电机壳体前端连接进气壳体，进气壳体内设有进气腔，电机壳体后端连接排气壳体，排气壳体内设有排气腔；所述电机壳体内壁沿圆周设有若干个导流叶片，相邻导流叶片之间形成涵道，导流叶片内侧安装电机定子，电机定子内侧设有电机转子，所述电机转子通过设在电机壳体内的前轴承座和后轴承座内的轴承进行支撑，电机转子的转子轴穿出前轴承座安装有加压叶轮，所述加压叶轮用于将进气腔内的气体加压后经涵道排至排气腔。

所述电机壳体与进气壳体、排气壳体通过螺栓固定连接，电机壳体与进气壳体、排气壳体之间设有密封圈进行密封。

所述导流叶片呈螺旋形沿轴向设置在电机壳体的内表面。

所述导流叶片的内侧设有卡槽，电机定子固定安装在卡槽内。

所述电机定子包括灌封定子，电机转子包括包塑转子，形成永磁无刷电机结构。

所述进气腔与排气腔处于同一轴线上。

所述轴承包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承的线圈灌封处理。

所述前轴承座、导流叶片、电机壳体一体成型制成。

所述后轴承座与电机壳体压装连接，后轴承座上设有若干通气孔。

所述加压叶轮、电机壳体、进气壳体、排气壳体采用注塑成型制成。

本实用新型采用上述方案，具有以下优点：

(1)颠覆了以往氢气循环泵的结构形式，将进气口和排气口分别设置在电机的两侧，气体从进气腔进入，经加压叶轮增压后，再经相邻导流叶片之间的涵道向后排至排气腔，形成轴流式的结构形式，导流叶片对气体起到导流作用，涵道可减少涡流损失，大大提升了增压效率，带湿度的混合气体可以给电机散热，提升电机的散热性能；

(2)体积小，重量小，噪音小，能够满足现在燃料电池对轻量化的要求，进气腔与排气腔处于同一轴线上，属于轴流式氢泵，更加有利于系统的集成；

(3)无齿轮和油气封，彻底消除了齿轮油泄漏污染燃料电池电堆的隐患，从根本上满足了电堆对氢泵无油要求。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型的横向剖视结构示意图。

图4为本实用新型的纵向剖视结构示意图。

图5为本实用新型的电机壳体的结构示意图。

图中，1、电机壳体，2、进气壳体，3、进气腔，4、排气壳体，5、排气腔，6、导流叶片，7、涵道，8、电机定子，9、电机转子，10、前轴承座，11、后轴承座，12、轴承，13、加压叶轮，14、密封圈，15、卡槽，16、通气孔。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-5所示，一种轴流式氢气循环泵，包括两端开放设置的电机壳体1，电机壳体1前端连接进气壳体2，进气壳体2内设有进气腔3，电机壳体1后端连接排气壳体4，排气壳体4内设有排气腔5；所述电机壳体1内壁沿圆周设有若干个导流叶片6，相邻导流叶片6之间形成涵道7，导流叶片6内侧安装电机定子8，电机定子8内侧设有电机转子9，所述电机转子9通过设在电机壳体1内的前轴承座10和后轴承座11内的轴承12进行支撑，电机转子9的转子轴穿出前轴承座10安装有加压叶轮13，所述加压叶轮13用于将进气腔3内的气体加压后经涵道7排至排气腔5。

所述电机壳体1与进气壳体2、排气壳体4通过螺栓固定连接，电机壳体1与进气壳体2、排气壳体4之间设有密封圈14进行密封，防止气体从电机壳体1与进气壳体2、排气壳体4之间的缝隙向外泄漏。

所述导流叶片6呈螺旋形沿轴向设置在电机壳体1的内表面，可对气体起到导流作用，相邻导流叶片6之间形成的涵道7，可减少涡流损失，大大提升了增压效率。

所述导流叶片6的内侧设有卡槽15，电机定子8固定安装在卡槽15内。

所述电机定子8包括灌封定子，电机转子9包括包塑转子，密封、防水、防腐，形成永磁无刷电机结构，控制简单。

所述进气腔3与排气腔5处于同一轴线上，属于轴流式氢泵，有利于系统的集成。

所述轴承12包括磁悬浮轴承，利用磁力作用将电机转子9悬浮于空中，使电机转子9与电机定子8之间没有机械接触，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中，磁悬浮轴承的线圈灌封处理，实现密封、防水，防腐。无齿轮和油气封，彻底消除了齿轮油泄漏污染燃料电池电堆的隐患，从根本上满足了电堆对氢泵无油要求。也可以采用滚动轴承、空气轴承、滑动轴承等其他形式轴承。

所述前轴承座10、导流叶片6、电机壳体1一体成型制成。

所述后轴承座11与电机壳体1压装连接，后轴承座11上设有若干通气孔16，便于气体从涵道7进入排气腔5。

所述加压叶轮13、电机壳体1、进气壳体2、排气壳体4采用注塑成型制成，重量轻、绝缘好、耐腐蚀。也可以机加工的，也可以铸铝或者其他金属材料制成。

工作时，电机转子9带动加压叶轮13高速旋转，气体从进气腔3进入，经加压叶轮13增压后，再经相邻导流叶片6之间的涵道7向后排至排气腔5向外排出，形成轴流式氢泵的结构形式，带湿度的混合气体经过电机定子8，还可以给电机定子8散热，提升电机的散热效果。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：包括两端开放设置的电机壳体，电机壳体前端连接进气壳体，进气壳体内设有进气腔，电机壳体后端连接排气壳体，排气壳体内设有排气腔；所述电机壳体内壁沿圆周设有若干个导流叶片，相邻导流叶片之间形成涵道，导流叶片内侧安装电机定子，电机定子内侧设有电机转子，所述电机转子通过设在电机壳体内的前轴承座和后轴承座内的轴承进行支撑，电机转子的转子轴穿出前轴承座安装有加压叶轮，所述加压叶轮用于将进气腔内的气体加压后经涵道排至排气腔。

2.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述电机壳体与进气壳体、排气壳体通过螺栓固定连接，电机壳体与进气壳体、排气壳体之间设有密封圈进行密封。

3.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述导流叶片呈螺旋形沿轴向设置在电机壳体的内表面。

4.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述导流叶片的内侧设有卡槽，电机定子固定安装在卡槽内。

5.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述电机定子包括灌封定子，电机转子包括包塑转子，形成永磁无刷电机结构。

6.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述进气腔与排气腔处于同一轴线上。

7.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述轴承包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承的线圈灌封处理。

8.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述前轴承座、导流叶片、电机壳体一体成型制成。

9.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述后轴承座与电机壳体压装连接，后轴承座上设有若干通气孔。

10.根据权利要求1所述的一种轴流式氢气循环泵，其特征在于：所述加压叶轮、电机壳体、进气壳体、排气壳体采用注塑成型制成。

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