一种燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道的制作方法

本发明涉及燃料电池发动机技术领域，具体为一种燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道。

背景技术：

离心式压缩机是一种高速、高功率的精密制造动力机械。随着材料科学、气体动力学等一系列基础学科的发展和制造工艺的提高，离心式压缩机得到了迅速的发展，它广泛用于石油、化工、能源动力及冶金等部门的生产。本发明涉及到的超高速离心式空压机是新能源燃料电池汽车发动机辅助系统空气供应模块中的关键部件之一，其功能是为燃料电池系统电堆在不同工况工作时，提供满足电堆流量、压力、温度和湿度要求的空气。其输出的流量和压力直接影响燃料电池中阴极侧空气的化学计量比，进而影响燃料电池电堆的电压输出和燃料电池发动机的功率输出。

离心式空压机主要是叶轮在气体进入压缩机之后，转子快速转动，带动叶轮也做高速转动，这样就相应带动了气体旋转做功，当达到了所需要的压力时，气体就会通过排气口被排出。这样循序渐进反复地对气体做功，直到满足实际生产的需求。

空压机在高速运转时，电机定子线圈及轴承会产生较高的热量，如果这些热量不能被及时带出，容易导致电机定子线圈和轴承内圈在持续高温工况下，会造成严重损害，甚至整机炸裂，所以超高速离心式空压机的冷却系统非常重要。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种冷却效果好、流阻小、结构简单的燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道，包括冷却流道进口，与所述冷却流道进口通过第一流通管连接的前端轴承冷却流道，与所述前端轴承冷却流道通过第二流通管连接的定子线圈冷却流道，与所述定子线圈冷却流道通过第三流通管连接的后端轴承冷却流道，以及与所述后端轴承冷却流道通过第四流通管连接的冷却流道出口。

作为优选，电机前端盖与前端轴承压盖之间设有容置所述前端轴承冷却流道的前端环形容置腔。

作为优选，所述前端轴承冷却流道内部设有前堵水槽。

作为优选，所述电机前端盖开设有允许所述第一流通管穿过的第一孔道和允许所述第二流通管穿过的第二孔道。

作为优选，电机外壳外套与电机外壳内套之间设有容置所述定子线圈冷却流道的螺旋状容置腔。

作为优选，电机后端盖与后端轴承压盖之间设有容置所述后端轴承冷却流道的后端环形容置腔。

作为优选，所述后端轴承冷却流道内部设有后堵水槽。

作为优选，所述电机后端盖开设有允许所述第三流通管穿过的第三孔道和允许所述第四流通管穿过的第四孔道。

作为优选，所述冷却流道进口与所述第一流通管连接处、所述前端轴承冷却流道与所述第一流通管及所述第二流通管连接处、所述定子线圈冷却流道与所述第二流通管及所述第三流通管连接处、所述后端轴承冷却流道与所述第三流通管及所述第四流通管连接处、所述冷却流道出口与所述第四流通管连接处均设有密封圈。

作为优选，所述第二流通管或所述第三流通管设有连接端，所述前端轴承冷却流道或所述定子线圈冷却流道或所述后端轴承冷却流道设有对接端，所述连接端内周壁设有轴向滑槽和与所述轴向滑槽连通的周向卡槽，所述连接端轴向端面设有一圈密封圈容置槽一；所述对接端设有与所述轴向滑槽及所述周向卡槽配合对接的滑块凸起和连接所述滑块凸起与所述对接端内周壁的连接杆，所述对接端轴向端面设于一圈与所述密封圈容置槽一对接的密封圈容置槽二，所述密封圈容置槽一与所述密封圈容置槽一形成容置密封圈的密封圈容置腔。

本发明的有益效果是，本发明的冷却流道将前端轴承冷却流道、定子线圈冷却流道及后端轴承冷却流道连接成一个整体，使得一个冷却水循环就能将前端轴承、定子线圈以及后端轴承产生的热量全部带走，具有冷却效果好、流阻小、结构简单、能耗小的优点。

附图说明

图1为本发明一种燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道的结构示意图；

图2为图1中冷却流道的正视图；

图3为图1中冷却流道的俯视图；

图4为图1中冷却流道的左视图；

图5为图1中冷却流道与电机的装配图；

图6为连接端的结构示意图；

图7为对接端的结构示意图；

其中，1、冷却流道进口,2、前端轴承冷却流道,3、定子线圈冷却流道,4、后端轴承冷却流道,5、冷却流道出口,61、轴向对接槽,62、周向卡槽,63、密封圈容置槽一,71、滑块凸起,72、连接杆,73、密封圈容置槽二。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图5所示，一种燃料电池用离心式超高速空压机冷却流道，包括冷却流道进口1，与所述冷却流道进口1通过第一流通管连接的前端轴承冷却流道2，与所述前端轴承冷却流道2通过第二流通管连接的定子线圈冷却流道3，与所述定子线圈冷却流道3通过第三流通管连接的后端轴承冷却流道4，以及与所述后端轴承冷却流道4通过第四流通管连接的冷却流道出口5。冷却流道进口1位于电机前端盖外壁，冷却流道进口1方向垂直于电机前端盖外壁。冷却流道出口5位于电机后端盖外壁，冷却流道出口5方向垂直于电机后端盖外壁。

本发明的冷却流道将前端轴承冷却流道、定子线圈冷却流道及后端轴承冷却流道连接成一个整体，使得一个冷却水循环就能将前端轴承、定子线圈以及后端轴承产生的热量全部带走，冷却效果好。冷却水只需要设置一个驱动机构即可，降低了冷却水的循环驱动能耗，且使得冷却流道的结构更为简单。

电机前端盖与前端轴承压盖之间设有容置所述前端轴承冷却流道2的前端环形容置腔。前端轴承冷却流道2用于给前端轴承降温。所述前端轴承冷却流道2内部设有前堵水槽，防止冷却水逆流。

所述电机前端盖开设有允许所述第一流通管穿过的第一孔道和允许所述第二流通管穿过的第二孔道。

电机外壳外套与电机外壳内套之间设有容置所述定子线圈冷却流道3的螺旋状容置腔。定子线圈冷却流道3将定子线圈通过电机外壳内套传导的热量散掉，流道结构上采用螺旋环绕流道，均匀分布在电机外壳外套和内套中间，冷却水沿着该流道螺旋流动实现对定子线圈的散热。

电机后端盖与后端轴承压盖之间设有容置所述后端轴承冷却流道4的后端环形容置腔。后端轴承冷却流道4用于给后端轴承降温。所述后端轴承冷却流道4内部设有后堵水槽，防止冷却水逆流。

所述电机后端盖开设有允许所述第三流通管穿过的第三孔道和允许所述第四流通管穿过的第四孔道。

环形结构的前端轴承冷却流道2和后端轴承冷却流道4，以及螺旋状结构的定子线圈冷却流道3使得冷却水的流阻小，进一步降低了冷却水的驱动能耗，且流阻小可以加快冷却水的流速，从而提高了冷却效果。

所述冷却流道进口1与所述第一流通管连接处、所述前端轴承冷却流道2与所述第一流通管及所述第二流通管连接处、所述定子线圈冷却流道3与所述第二流通管及所述第三流通管连接处、所述后端轴承冷却流道4与所述第三流通管及所述第四流通管连接处、所述冷却流道出口5与所述第四流通管连接处均设有密封圈。

如图6和图7所示，所述第二流通管或所述第三流通管设有连接端，所述前端轴承冷却流道2或所述定子线圈冷却流道3或所述后端轴承冷却流道4设有对接端，所述连接端内周壁设有轴向滑槽61和与所述轴向滑槽61连通的周向卡槽62，所述连接端轴向端面设有一圈密封圈容置槽一63。所述对接端设有与所述轴向滑槽61及所述周向卡槽62配合对接的滑块凸起71和连接所述滑块凸起71与所述对接端内周壁的连接杆72，所述对接端轴向端面设于一圈与所述密封圈容置槽一63对接的密封圈容置槽二73，所述密封圈容置槽一63与所述密封圈容置槽一63形成容置密封圈的密封圈容置腔。

冷却水流道连接时，只需要先将密封圈的轴向一半放入密封圈容置槽二73中，然后将对接端的滑块凸起71对准连接端的轴向滑槽61插入，然后顺时针转动一定角度以将滑块凸起71与周向卡槽62卡接固定即可，安装十分便捷，此时，密封圈的另一半进入密封圈容置槽一63中，且通过转动使得密封圈与密封槽充分接触，密封效果很好，拆卸时只需要将对接端逆时针转动一定角度并将滑块凸起71从轴向滑槽61中抽出即可，同样非常便捷。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。