一种透平式空压机结构及空压机的制作方法

本技术属于空压机，更具体地说，是涉及一种透平式空压机结构及空压机。

背景技术：

1、新能源燃料电池汽车是目前汽车发展的方向之一，利用氢气和空气燃烧发生电化学反应，反应生成水，将燃料的化学能直接转换成电能，具有无污染、高效率、适用广、低噪声、室温快速启动、可快速补充能量和具有模块化结构等优点，在燃料电池发动机工作过程中，需要高压、大流量的空气供应，以提高燃料电池发动机的输出功率，因此，一般空气进入发动机之前，需要使用空气压轮机对进气进行增压。

2、上述描述的空压机为透平式空压机，透平式空压机可将经过过滤处理的外部清洁空气进行压轮，将压轮后的外部清洁空气提供给燃料电池发动机，反应生成的水随同剩余尾气一同排出燃料电池发动机，所排出的尾气压力较高，可被空压机的涡端进一步利用，空压机在运转过程中，空压机壳体内部的涡端叶轮、压端叶轮在转轴上高速旋转，空气压轮机的转轴会产生轴向力，该轴向力从空气压轮机的涡端叶轮指向压端叶轮。空压机在不同工况条件下，对转轴和转轴上组件上的振动，或是对空压机整体的压缩效率有着不同的要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种透平式空压机结构，提供不同的解决方案，分别能够降低空压机上转轴和转轴上组件上的振动情况，亦或是保证空压机的压缩效率，能够满足不同工况下，透平式空压机的使用需求。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种透平式空压机结构，包括：

3、空压机壳体，所述空压机壳体的两端分别安装有涡端密封盘和压端密封盘，所述涡端密封盘和所述压端密封盘的外部分别安装有涡端蜗壳和压端蜗壳，所述涡端蜗壳内设有涡端叶轮，所述压端蜗壳内设有压端叶轮，所述空压机壳体内部设有贯穿连接所述涡端密封盘和所述压端密封盘的转子，所述转子上安装有止推盘，所述止推盘的两侧分别固定有止推轴承；

4、所述转子靠近涡端的一侧设有涡端轴承座，所述涡端轴承座位于所述涡端密封盘的内侧，二者之间形成第一安装腔室，所述止推盘和所述止推轴承位于所述第一安装腔室中；

5、或者，所述转子靠近压端的一侧设有压端轴承座，所述压端轴承座位于所述压端密封盘的内侧，二者之间形成第二安装腔室，所述止推盘和所述止推轴承位于所述第二安装腔室中。

6、在一种可能的实现方式中，所述空压机壳体的两端分别设置有内止口和外止口，所述涡端蜗壳和所述压端蜗壳分别通过外止口安装，所述涡端密封盘和所述压端密封盘分别通过所述内止口安装，所述涡端轴承座安装在所述内止口上，且位于所述涡端密封盘的内侧。

7、在一种可能的实现方式中，所述空压机壳体的两端分别设置有内止口和外止口，所述涡端蜗壳和所述压端蜗壳分别通过外止口安装，所述涡端密封盘和所述压端密封盘分别通过所述内止口安装，所述压端轴承座安装在所述内止口上，且位于所述压端密封盘的内侧。

8、在一种可能的实现方式中，所述涡端密封盘的内侧面开设有第一安装槽，所述涡端轴承座的外侧面为第一配合平面，所述第一安装槽与所述第一配合平面构成所述第一安装腔室。

9、在一种可能的实现方式中，所述压端密封盘的内侧面开设有第二安装槽，所述涡端轴承座的外侧面为第二配合平面，所述第二安装槽与所述第二配合平面构成所述第二安装腔室。

10、在一种可能的实现方式中，所述涡端密封盘的外端面设有与所述涡端叶轮适配的让位凹槽，所述压端密封盘的外端面设有与所述压端叶轮适配的让位凹槽。

11、在一种可能的实现方式中，所述涡端叶轮和涡端密封盘均为不锈钢材质，所述压端叶轮为铝材质。

12、本实用新型提供的一种透平式空压机结构的有益效果在于：与现有技术相比，空压机壳体的两端分别安装涡端密封盘和压端密封盘，涡端密封盘外部安装有涡端蜗壳，压端密封盘的外端安装有压端蜗壳，涡端蜗壳内安装有涡端叶轮，压端蜗壳内安装有压端叶轮，转子贯穿空压机壳体的涡端密封盘和压端密封盘，以在其两端连接涡端叶轮和压端叶轮。其中，在转子上安装涡端轴承座，涡端轴承座位于涡端密封盘内侧并构成第一安装腔室，止推盘和止推轴承安装在第一安装腔室中。此时，止推盘位于涡端一侧，能够平衡由于压端叶轮重量大于涡端叶轮重量的偏重，使转子整个在转动时更为稳定，减小振动。或者，在转子上安装压端轴承座，压端轴承座位于压端密封盘内侧并构成第二安装腔室，止推盘和止推轴承安装在第二安装腔室中。此时，止推盘位于压端一侧，由于轴向力方向为从涡端叶轮指向压端叶轮处，所以正常运转时，止推盘贴紧压端轴承座，且轴向伸长量自止推盘处开始计算，由于此结构压端叶轮距离压端止推盘较近，所以自止推盘到压端叶轮处的轴段热伸长量较小可忽略不计，所以压端叶轮与压端蜗壳设计间隙约等于主机正常运转时间隙，这样可保证压端叶轮与压端蜗壳间隙，可保证空压机的压缩效率。本实用新型提供的透平式空压机结构，提供不同的解决方案，分别能够降低空压机上转轴和转轴上组件上的振动情况，亦或是保证空压机的压缩效率，能够满足不同工况下，透平式空压机的使用需求。

13、本实用新型还提供了一种空压机，使用了上述的透平式空压机结构。

14、本实用新型提供的空压机，由于使用了该透平式空压机结构，因此具备与透平式空压机结构相同的有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种透平式空压机结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述空压机壳体(1)的两端分别设置有内止口(12)和外止口(13)，所述涡端蜗壳(4)和所述压端蜗壳(5)分别通过外止口(13)安装，所述涡端密封盘(2)和所述压端密封盘(3)分别通过所述内止口(12)安装，所述涡端轴承座(10)安装在所述内止口(12)上，且位于所述涡端密封盘(2)的内侧。

3.如权利要求1所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述空压机壳体(1)的两端分别设置有内止口(12)和外止口(13)，所述涡端蜗壳(4)和所述压端蜗壳(5)分别通过外止口(13)安装，所述涡端密封盘(2)和所述压端密封盘(3)分别通过所述内止口(12)安装，所述压端轴承座(11)安装在所述内止口(12)上，且位于所述压端密封盘(3)的内侧。

4.如权利要求1所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述涡端密封盘(2)的内侧面开设有第一安装槽(14)，所述涡端轴承座(10)的外侧面为第一配合平面，所述第一安装槽(14)与所述第一配合平面构成所述第一安装腔室。

5.如权利要求1所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述压端密封盘(3)的内侧面开设有第二安装槽(15)，所述涡端轴承座(10)的外侧面为第二配合平面，所述第二安装槽(15)与所述第二配合平面构成所述第二安装腔室。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述涡端密封盘(2)的外端面设有与所述涡端叶轮(6)适配的让位凹槽，所述压端密封盘(3)的外端面设有与所述压端叶轮(7)适配的让位凹槽。

7.如权利要求1-5任意一项所述的一种透平式空压机结构，其特征在于，所述涡端叶轮(6)和涡端密封盘(2)均为不锈钢材质，所述压端叶轮(7)为铝材质。

8.一种空压机，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的透平式空压机结构。

技术总结
本技术提供了一种透平式空压机结构及空压机，属于空压机技术领域，包括空压机壳体、涡端密封盘、压端密封盘、涡端蜗壳、压端蜗壳、涡端叶轮、压端叶轮、转子及止推盘。转子靠近涡端的一侧设有涡端轴承座，涡端轴承座位于涡端密封盘的内侧，二者之间形成第一安装腔室，止推盘和止推轴承位于第一安装腔室中；或者，转子靠近压端的一侧设有压端轴承座，压端轴承座位于压端密封盘的内侧，二者之间形成第二安装腔室，止推盘和止推轴承位于第二安装腔室中。本技术提供的一种透平式空压机结构，提供不同的解决方案，分别能够降低空压机上转轴和转轴上组件上的振动情况，亦或是保证空压机的压缩效率，能够满足不同工况下，透平式空压机的使用需求。

技术研发人员：王红,李玲玉,张玉松,关占帅,王沾朴,周敏,牛丹丹
受保护的技术使用者：河北金士顿科技有限责任公司
技术研发日：20221019
技术公布日：2024/1/13