一种轴承通风空气悬浮空压机、燃料电池系统以及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及空压机技术领域，具体涉及一种轴承通风空气悬浮空压机、燃料电池系统以及车辆。


背景技术：

2.当前氢燃料电池系统应用的离心式空气悬浮空压机，大部分采用的是动压空气轴承，其原理是流动的气体在空气轴承表面形成气膜，作为承载电机转子的介质，为了保证可以形成气膜且空气轴承不被烧毁，其需要引入一部分流通的空气，然后经电机壳体排出。
3.离心式悬浮空压机轴承通风的方案通常是将空压机压缩后的气体经过中冷器冷却后引出一个分支进入空压机轴承通风入口，或者将空压机一级压缩后的压缩气体通过自身的某些结构引入一部分气体进入空压机轴承通风处，而经过空压机轴承通风散热后，此部分气体都直接排放到了大气中。
4.当前技术方案中的轴承通风气体均经过压缩后利用压力差才能进入空压机轴承通风路，即需要空压机对轴承通风气体做功，同时轴承通风气体最终直接排放至大气，也造成了能量的浪费。
5.文丘里效应是指流体在流过截面缩小的管道时，依据伯努利定理，该截面位置流速会升高，并在高速流动的流体附近产生低压区，从而产生吸附作用，基于这种效应可以制作出文丘里管。当气体或液体在文丘里管里面流动，因连续性方程式，在管道的最窄处，速度达到最大值，静态压力达到最小值。气体(液体)的速度因为涌流横截面积变化的关系而上升。整个涌流都要在同一时间能经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小。进而产生压力差，这个压力差可用于测量或者给流体提供一个外在吸力。
6.现有技术中并未出现将文丘里效应应用在离心式空气悬浮空压机的技术方案，因此，本技术基于文丘里效应重新设计离心式空气悬浮空压机，以克服现有技术中的问题。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种采用文丘里效应的轴承通风空气悬浮空压机、燃料电池系统以及车辆。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的第一种技术方案为：
9.一种轴承通风空气悬浮空压机，包括电机、一级压轮、二级压轮和文丘里管；
10.所述电机包括壳体，所述壳体具有进气口和出气口；
11.所述文丘里管具有进口、出口和引射口；
12.所述一级压轮和二级压轮与电机同轴设置，所述一级压轮上套设有一级蜗壳，所述二级压轮上套设有二级蜗壳，所述一级蜗壳和二级蜗壳通过文丘里管的进口和出口连通，所述引射口和壳体的出口连通。
13.优选地，所述电机还包括电机轴，所述电机通过电机轴分别与一级压轮和二级压轮连接。
14.所述壳体内设置有与电机轴对应的空气轴承，所述空气轴承设置在进气口和出气口之间。
15.所述空气轴承有两个。
16.所述轴承通风空气悬浮空压机还包括级间管道，所述级间管道包括前段和后段，所述一级蜗壳和文丘里管的进口通过前段连接，所述二级蜗壳和文丘里管的出口通过后段连接。
17.所述壳体的进气口和出气口分别设置在壳体的不同侧面上。
18.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的第二种技术方案为：
19.一种燃料电池系统，包括电堆和上述的轴承通风空气悬浮空压机，所述电堆包括空气侧入口，所述轴承通风空气悬浮空压机的二级蜗壳上设置有空压机出口，所述空压机出口与空气侧入口连通。
20.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的第三种技术方案为：
21.一种车辆，包括上述的燃料电池系统。
22.本实用新型的有益效果在于：通过采用文丘里管，通过电机带动一级压轮转动带动空气由一级蜗壳通过文丘里管进入二级蜗壳，气流在通过文丘里管时会产生文丘里效应，进而将引射口的内的气体一起抽入，进而带动壳体内的气体流动，实现对电机的散热，同时更多的气体在二级压轮处进行压缩，实现空气的更高密度，方便进行下一步的反应。
附图说明
23.图1所示为本实用新型具体实施方式的一种轴承通风空气悬浮空压机的结构示意图；
24.图2所示为本实用新型具体实施方式的一种轴承通风空气悬浮空压机的文丘里管的结构示意图；
25.标号说明：1、一级压轮；2、二级压轮；3、文丘里管；31、进口；32、出口；33、引射口；4、进气口；5、出气口；6、一级蜗壳；7、二级蜗壳；8、前段；9、后段。
具体实施方式
26.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
27.请参照图1和图2所示，本实用新型的一种轴承通风空气悬浮空压机，包括电机、一级压轮1、二级压轮2和文丘里管3；
28.所述电机包括壳体，所述壳体具有进气口4和出气口5；
29.所述文丘里管3具有进口31、出口32和引射口33；
30.所述一级压轮1和二级压轮2与电机同轴设置，所述一级压轮1上套设有一级蜗壳6，所述二级压轮2上套设有二级蜗壳7，所述一级蜗壳6和二级蜗壳7通过文丘里管3的进口31和出口32连通，所述引射口33和壳体的出口32连通。
31.从上述描述可知，通过采用文丘里管3，通过电机带动一级压轮1转动带动空气由一级蜗壳6通过文丘里管3进入二级蜗壳7，气流在通过文丘里管3时会产生文丘里效应，进而将引射口33的内的气体一起抽入，进而带动壳体内的气体流动，实现对电机的散热，同时
更多的气体在二级压轮2处进行压缩，实现空气的更高密度，方便进行下一步的反应。
32.进一步的，所述电机还包括电机轴，所述电机通过电机轴分别与一级压轮1和二级压轮2连接。
33.进一步的，所述壳体内设置有与电机轴对应的空气轴承，所述空气轴承设置在进气口4和出气口5之间。
34.从上述描述可知，通过气轴承设置在进气口4和出气口5之间，能够通过文丘里效应实现空气轴承的散热。
35.进一步的，所述空气轴承有两个。
36.进一步的，所述轴承通风空气悬浮空压机还包括级间管道，所述级间管道包括前段8和后段9，所述一级蜗壳6和文丘里管3的进口31通过前段8连接，所述二级蜗壳7和文丘里管3的出口32通过后段9连接。
37.进一步的，所述壳体的进气口4和出气口5分别设置在壳体的不同侧面上。
38.从上述描述可知，通过将壳体的进气口4和出气口5设置在不同侧面上，能够简化内部气道的设置。
39.一种燃料电池系统，包括电堆和上述的轴承通风空气悬浮空压机，所述电堆包括空气侧入口，所述轴承通风空气悬浮空压机的二级蜗壳7上设置有空压机出口32，所述空压机出口32与空气侧入口连通。
40.一种车辆，包括上述的燃料电池系统。
41.实施例一
42.一种轴承通风空气悬浮空压机，包括电机、一级压轮、二级压轮和文丘里管；
43.所述电机包括壳体，所述壳体具有进气口和出气口；
44.所述文丘里管具有进口、出口和引射口；
45.所述一级压轮和二级压轮与电机同轴设置，所述一级压轮上套设有一级蜗壳，所述二级压轮上套设有二级蜗壳，所述一级蜗壳和二级蜗壳通过文丘里管的进口和出口连通，所述引射口和壳体的出口连通。
46.所述电机还包括电机轴，所述电机通过电机轴分别与一级压轮和二级压轮连接。
47.所述壳体内设置有与电机轴对应的空气轴承，所述空气轴承设置在进气口和出气口之间。
48.所述空气轴承有两个。
49.所述轴承通风空气悬浮空压机还包括级间管道，所述级间管道包括前段和后段，所述一级蜗壳和文丘里管的进口通过前段连接，所述二级蜗壳和文丘里管的出口通过后段连接。
50.所述壳体的进气口和出气口分别设置在壳体的不同侧面上。
51.实施例二
52.一种燃料电池系统，包括电堆和实施例一所述的轴承通风空气悬浮空压机，所述电堆包括空气侧入口，所述轴承通风空气悬浮空压机的二级蜗壳上设置有空压机出口，所述空压机出口与空气侧入口连通。
53.实施例三
54.一种车辆，包括实施例二所述的燃料电池系统。
55.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。