CN221033181U - 用于高温循环风机的转子组件和高温循环风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于固体氧化物燃料电池的尾气处理的风机设备领域，具体提供了一种用于高温循环风机的转子组件和高温循环风机，转子组件包括：转子、叶轮、紧固件、连接转杆、推力盘和轴承座；所述转子包括永磁体、叶轮侧转轴和推力侧转轴；所述叶轮侧转轴依次与所述连接转杆、所述叶轮和所述紧固件连接；所述推力侧转轴依次与所述推力盘、所述轴承座连接。本实用新型的转子组件能够在高温环境下稳定运行且转子组件结构较为简单，易于实现，应用于高温循环风机内能够有效提高的高温循环风机的运行效率。

Description

用于高温循环风机的转子组件和高温循环风机

技术领域

本实用新型属于固体氧化物燃料电池的尾气处理的风机设备领域，具体提供了一种用于高温循环风机的转子组件和高温循环风机。

背景技术

在固体氧化物燃料电池领域，固体氧化物燃料电池的阳极尾气处理是一大难题，通常尾气处理方式为：一部分阳极尾气经过循环风机加压，从而流入重整器，以将尾气中残余的燃料重新进入电堆进行发电；另一部分进入燃烧器燃烧，燃烧释放的热量供重整使用，从而将极大地提高了固体氧化物燃料电池系统的总发电效率。

而高温循环风机作为固体氧化物燃料电池阳极尾气再循环利用的关键设备，循环风机的内部结构要求更为严格。对于循环风机的转子组件来说，为使循环风机能够具备更宽的转速工况范围，往往需要将转子具备更低的起飞转速。而现有的高温循环风机的转子为适应高温环境，往往结构较为复杂，使得转子较难获得较低的起飞转速，而导致循环风机整体的运行效率较低的问题。

因此，现需要一种能够在高温环境下稳定运行的、结构简单的转子组件，以提高高温循环风机的运行效率。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种能够在高温环境下稳定运行的、结构简单的转子组件，以提高高温循环风机的运行效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于高温循环风机的转子组件包括：转子、叶轮、紧固件、连接转杆、推力盘和轴承座；

所述转子包括永磁体、叶轮侧转轴和推力侧转轴；

所述叶轮侧转轴依次与所述连接转杆、所述叶轮和所述紧固件连接；所述推力侧转轴依次与所述推力盘和所述轴承座连接。

进一步地，所述推力盘和所述推力侧转轴的对应位置处设置有螺纹，以使得所述推力盘能够与所述推力侧转轴拧紧。

进一步地，所述转子的主轴整体上设置为中空结构。

进一步地，所述转子靠近所述轴承座的一端设置有气浮径向轴承，用于支撑所述转子，使得其在所述气浮径向轴承内部自由旋转；并且/或者，所述推力盘远离所述转子的一侧设置有气浮推力轴承，用于支撑所述推力盘。

进一步地，所述高温循环风机还包括连接件，用于将所述叶轮侧转轴与所述连接转杆连接。

进一步地，所述高温循环风机还包括轴头垫片，所述轴头垫片设置在所述紧固件和所述连接转杆之间。

进一步地，所述高温循环风机还包括保护套，其套设在所述永磁体的外周侧，以对所述永磁体起到保护的作用。

进一步地，所述紧固件设置为螺母；并且/或者，所述连接件设置为法兰或联轴器。

进一步地，一种高温循环风机包括电机组件，所述电机组件包括上文所述的用于高温循环风机的转子组件。

进一步地，高温隔热组件，用于阻隔叶轮侧产生的热量，以避免热量流向所述电机组件。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型前述的技术方案中，通过将转子的叶轮侧转轴依次与连接转杆、叶轮和紧固件连接，并使转子的推力侧转轴依次与推力盘、轴承座连接，使得转子能够驱动叶轮转动的同时，推力盘能够将驱动叶轮转动时产生的推力进行抵消，使得转子整体上轴向平衡，确保转子组件能够长期稳定运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型一些实施例中高温循环风机的前上轴测视图；

图2示出了本实用新型一些实施例中高温循环风机的剖视图；

图3示出了本实用新型一些实施例中电机组件的结构示意图；

图4示出了图3中电机组件的剖视图。

附图说明：

100、高温循环风机；

1、叶轮部；11、蜗壳；111、进风口；112、出风口；12、叶轮；

2、驱动部；21、机壳；211、把手；22、端盖；23、电机组件；232、转子；2321、推力侧转轴；2322、叶轮侧转轴；233、紧固件；234、连接转杆；235、轴承座；236、定子；237、轴头垫片；238、保护套；24、高温隔热组件；25、密封件；26、气浮径向轴承；27、推力盘；28、连接件；29、气浮推力轴承；

3、设备支架；31、底板；32、支撑结构。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照图1至图4来对本实用新型一些实施例中的高温循环风机进行详细说明。其中，图1示出了本实用新型一些实施例中高温循环风机的前上轴测视图；图2示出了本实用新型一些实施例中高温循环风机的剖视图；图3示出了本实用新型一些实施例中电机组件的结构示意图；图4示出了图3中电机组件的剖视图。

在此之前需要说明的是，为了方便描述，以及为了使本领域技术人员能够快速地理解本实用新型的技术方案，后文仅对与本实用新型所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较强(直接相关或间接相关)的技术特征进行描述，对于与实用新型所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较弱的技术特征不再进行赘述。由于该关联程度较弱的技术特征属于本领域的公知常识，因此本实用新型即便是不描述该关联程度较弱的特征，也不会导致本实用新型的公开不充分。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，提供一种高温循环风机100，包括叶轮部1和驱动部2。其中，叶轮部1用于将气流加压，驱动部2用于驱动叶轮部1。

其中，叶轮部1包括蜗壳11和叶轮12，蜗壳11安装到叶轮12上，叶轮12被配置为在驱动部2的驱动下能够旋转，并带动叶轮12的叶片转动，起到增加气流流速的作用，蜗壳11用于将加压加速后的气流聚集并使气流沿其内通道甩出。

虽然图中并未示出，但本实用新型中叶轮12一般性地包括轮盘和叶片，叶片设置在轮盘上，轮盘与驱动部2的输出轴连接，并且叶片在轮盘的驱动下能够高速转动。

蜗壳11包括进风口111和出风口112，蜗壳11的进风口111和出风口112的进出风方向相对垂直设置。并且气流能够通过进风口111进入叶轮部1，由出风口112将经加压加速的气流整合后沿出风口112的引导方向甩出。

其中，蜗壳11与叶轮12的连接方式并不做限定。本领域技术人员可以根据实际需求和设备特性选择合适的连接方式。具体地，蜗壳11与叶轮12的连接方式设置为法兰连接、卡箍连接或压合连接中的任一种。

需要说明的是，为了降低叶轮部1的噪音，可将蜗壳11与叶轮12之间的间隙设置的相对大一些，即将蜗壳11内气流弯道处弯曲弧面的半径设置的大一些，使得气流能够在通道内缓冲后释放，以起到降低叶轮部1的噪音的作用。

驱动部2与叶轮部1驱动连接，驱动部2用于驱动叶轮12转动。驱动部2包括机壳21、端盖22和电机组件23，机壳21内具有容纳空间，电机组件23设置在机壳21内，端盖22用于封闭机壳21。

本实施例中机壳21由铸钢材料一体制成或由钢板焊接制成。

为使得容纳腔内的零件能够与机壳21紧密连接，本实施例将机壳21设置为整体上呈两端凸起、中间平缓的结构，以避免机壳21与其内各部件的间隙过大而使得设备在运输或运行过程中，其内部件发生错位或倾倒。

端盖22与机壳21固定连接，以提高装置整体结构的稳定性。其中，固定连接方式可以设置为通过螺母固定连接。

在本实用新型的另一些实施例中，端盖22的一端与机壳21枢转连接，且机壳21在靠近端盖22的一侧设置有把手211，以便于操作人员打开/关闭端盖22。

电机组件23包括转子组件和定子236。

在本实用新型的再一些实施例中，循环风机还包括设备支架3，用于支撑驱动部2和叶轮部1。其中，设备支架3设置在驱动部2。设备支架3可以与机壳21一体设置或通过螺钉与机壳21固定连接到一起。

设备支架3包括底板31和支撑结构32，底板31用于放置设备，支撑结构32与底板31相对垂直设置。其中，支撑结构32的一端与机壳21固定连接，支撑结构32的另一端与底板31固定连接，为了提高设备支架3的结构稳定性，可选择刚性较强的材料制备设备支架3，而对于设备支架3的制造材料本实用新型并不做具体限定。

其中，支撑结构32可以设置为支撑板或支撑杆。优选地，本实施例中将支撑结构32设置为支撑板，且支撑板数量设置为两块，两块支撑板相对平行设置。需要注意的是，本实用新型对于支撑板或支撑杆的数量并不做限定，本领域技术人员可以根据需要将支撑板或支撑杆的数量设置为任意可行的数量。

虽然图中并未示出，但在本实用新型的其他实施例中，高温循环风机100还设置有降噪模块，降噪模块用于降低蜗壳11产生的噪音。

如图2至图4所示，在本实用新型其他实施例中，提供一种用于上述高温循环风机的转子组件，转子组件包括转子232、紧固件233、连接转杆234、轴承座235和定子236。叶轮12通过连接转杆234与转子232的一端连接，紧固件233与连接转杆234连接，转子232的另一端与轴承座235连接。具体地，转子232的主轴包括推力侧转轴2321和叶轮侧转轴2322，推力侧转轴2321与轴承座235连接，叶轮侧转轴2322与叶轮12连接。

转子232主轴被配置为中空结构。

可选地，转子232的主轴可以设置为呈阶梯状的转轴或为表面光滑的转轴。

紧固件233用于紧固叶轮12以配合驱动部2的转子232转动。优选地，紧固件233可以设置为螺母。

在本实用新型的其他实施例中，电机组件23还包括轴头垫片237，轴头垫片237用于与紧固件233配合紧固叶轮12，有效避免设备长时间工作导致紧固件233松动的问题。

驱动部2还包括推力盘27，推力盘27与转子232连接，推力盘27用于与轴承座235配合，使得转子232轴向平衡，同时推力盘27也能够对转子232进行定位，以使得其能够达到轴向止点。

推力盘27和轴承座235配合，用于平衡部分轴向力，剩余轴向力由轴承座235平衡。其中，推力盘27和轴承座235的接触表面光滑，且在推力盘27和轴承座235在使用过程中可通过增加润滑液，以使得其在工作模式下，降低轴承座235的磨损。

推力盘27远离转子232的一侧设置有气浮推力轴承29，用于支撑推力盘27，避免推力过大造成推力盘27的磨损。

转子232主轴的推力侧转轴2321处设置有气浮径向轴承26，用于支撑转子232，气浮径向轴承26用于平衡叶轮部1对气流增速的过程中产生的推力，进而使得转子232能够在气浮径向轴承26内部自由旋转。

由于转子232的主轴高速回转，大功率运行时会存在较大的震动，使得设备的稳定性较低，因此，在本实用新型的驱动部2额外增设连接件28，连接件28用于将转子232主轴与连接转杆234连接到一起，以将转子232主轴的扭矩传递给连接转杆234，使得连接转杆234能够驱使叶轮12转动，以减少部件之间产生的震动。

可选地，连接件28可以设置为法兰或联轴器。

如图4所示，在本实用新型的其他实施例中，高温循环风机100还包括保护套238，保护套238套设在转子232外侧，以对转子232起到保护作用。

需要说明一下的是，本实用新型的叶轮部1在高温环境下的温度可能达到650℃至700℃左右，而电机部2内能够承受的温度大概在200℃左右。因此，本实施例的驱动部2还包括高温隔热组件24，高温隔热组件24设置在机壳21与蜗壳11的连接处，用于将热量阻隔在叶轮部1，以避免热量传递给驱动部2，而造成驱动部2内的零件损坏。

其中，高温隔热组件24是由耐高温的合金材料制成的。进一步地，本实用新型的其他实施例中，还可以在高温隔热组件24表面涂覆耐高温涂层，以提高高温隔热组件24的耐高温性能，确保设备能够长期稳定运行。

本领域技术人员可以理解的是，驱动部2和叶轮部1的连接处设置有空腔，使空腔位于高温隔热组件24和叶轮部1之间，以此来提高高温隔热组件24的隔热效果。

驱动部2还包括密封件25，密封件25位于电机组件23与连接转杆234的连接处，用于对电机组件23和叶轮12的连接处进行密封。

可选地，密封件25可以设置为密封线圈或密封筋。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型通过将转子232的叶轮侧转轴2322依次与连接转杆234、叶轮12和紧固件233连接，并使转子232的推力侧转轴2321依次与推力盘27、轴承座235连接，使得转子232能够驱动叶轮12转动的同时，推力盘27能够将驱动叶轮12转动时产生的推力进行抵消，使得转子232整体上轴向平衡，确保转子组件能够长期稳定运行。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本实用新型技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本实用新型的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，包括：转子、叶轮、紧固件、连接转杆、推力盘和轴承座；

所述转子包括永磁体、叶轮侧转轴和推力侧转轴；

所述叶轮侧转轴依次与所述连接转杆、所述叶轮和所述紧固件连接；所述推力侧转轴依次与所述推力盘、所述轴承座连接。

2.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，

所述推力盘和所述推力侧转轴的对应位置处设置有螺纹，以使得所述推力盘能够与所述推力侧转轴拧紧。

3.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，

所述转子的主轴整体上设置为中空结构。

4.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，还包括：

所述转子靠近所述轴承座的一端设置有气浮径向轴承，用于支撑所述转子，使得其在所述气浮径向轴承内部自由旋转；并且/或者，

所述推力盘远离所述转子的一侧设置有气浮推力轴承，用于支撑所述推力盘。

5.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，还包括：

连接件，用于将所述叶轮侧转轴与所述连接转杆连接。

6.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，还包括：

轴头垫片，所述轴头垫片设置在所述紧固件和所述连接转杆之间。

7.根据权利要求1所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，

保护套，其套设在所述永磁体的外周侧，以对所述永磁体起到保护的作用。

8.根据权利要求5所述的用于高温循环风机的转子组件，其特征在于，

所述紧固件设置为螺母；并且/或者，

所述连接件设置为法兰或联轴器。

9.一种高温循环风机，其特征在于，包括电机组件，所述电机组件包括权利要求1至8中任一项所述的用于高温循环风机的转子组件。

10.根据权利要求9所述的高温循环风机，其特征在于，还包括：

高温隔热组件，用于阻隔叶轮侧产生的热量，以避免热量流向所述电机组件。