[发明专利]一种余能回收无轴叶轮泵

说明书

本发明提供了一种余能回收无轴叶轮泵，包括泵壳、叶轮和泵轴，所述泵壳内放置可旋转叶轮，所述叶轮与泵轴的一端连接，还包括无轴泵泵体和无轴叶轮，所述无轴叶轮位于所述无轴泵泵体内部，所述泵轴的另一端伸入无轴泵泵体，通过传动装置与无轴叶轮连接。所述无轴叶轮旋转中心线与所述泵轴旋转中心线平行或者垂直或者重合。本发明可以为燃料电池堆排出的氢气提供动力源，无轴泵的设计可以满足燃料电池堆排出的氢气‑水混合物的使用要求，不会出现气浮现象，同时一体化设计，满足车载环境对结构紧凑的要求。

技术领域

本发明涉及高压泵领域或者燃料输送领域，特别涉及一种余能回收无轴叶轮泵。

背景技术

当前汽车工业正在发展大力发展的氢燃料电池是质子交换膜燃料电池，而氢气供应系统的调压、排水、排气、加湿作用对于提高质子交换膜燃料电池的性能与寿命有着重要影响。在氢气循环系统中，70MPa的氢气从高压氢气罐流出后依次经过多级降压阀才可以达到满足质子交换膜燃料电池使用需求的0.2-0.25MPa。另一方面，自燃料电池堆的出口产生的部分未完全反应的氢气还可以再利用，需要为其提供动力将这部分氢气重新导入燃料电池堆的阳极入口。但是，国内在这方面的研究还是一片空白。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种余能回收无轴叶轮泵，高压的氢气介质可以驱动涡轮机工作，同时无轴泵在涡轮机的带动下，可以为燃料电池堆排出的氢气提供动力源。同时，无轴泵的设计可以满足燃料电池堆排出的氢气-水混合物的使用要求，不会出现气浮现象。同时一体化设计，满足车载环境对结构紧凑的要求。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种余能回收无轴叶轮泵，包括泵壳、叶轮和泵轴，所述泵壳内放置可旋转叶轮，所述叶轮与泵轴的一端连接，还包括无轴泵泵体和无轴叶轮，所述无轴叶轮位于所述无轴泵泵体内部，所述泵轴的另一端伸入无轴泵泵体，通过传动装置与无轴叶轮连接。

进一步，所述无轴叶轮旋转中心线与所述泵轴旋转中心线平行或者垂直或者重合。

进一步，所述无轴叶轮旋转中心线与所述泵轴旋转中心线垂直，所述无轴泵泵体内部设有轴承空腔和第一通孔，所述第一通孔与轴承空腔垂直，所述泵轴的另一端伸入轴承空腔内；所述无轴叶轮位于第一通孔内。

进一步，所述轴承空腔内设有轴承，用于支撑泵轴；所述泵轴上安装机械密封，所述机械密封位于轴承与叶轮之间。

进一步，所述轴承包括滚动轴承和推力轴承，所述推力轴承位于机械密封下方，所述滚动轴承位于所述泵轴的另一端。

进一步，所述传动装置包括第一锥形齿轮和第二锥形齿轮；所述第一锥形齿轮安装在所述泵轴的另一端，所述第二锥形齿轮安装在无轴叶轮外圆上；所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，通过泵轴上的叶轮旋转带动所述无轴叶轮旋转。

进一步，所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮的分锥角均为15°～30°。

进一步，所述无轴叶轮外圆两端安装圆锥滚子轴承的内圈，所述无轴泵泵体两端分别安装泵盖，所述泵盖的斜面与圆锥滚子轴承的滚柱接触。

进一步，所述泵盖的斜面表面硬化处理。

进一步，所述无轴叶轮内安装叶片的数量为4-10。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的余能回收无轴叶轮泵，通过高压的氢气介质可以驱动叶轮运动，叶轮带动无轴叶轮转动，可以为燃料电池堆排出的氢气提供动力源，实现高效的高压余能回收再利用。

2.本发明所述的余能回收无轴叶轮泵，无轴泵的设计可以满足燃料电池堆排出的氢气-水混合物的使用要求，不会出现气浮现象，使得本发明在气液两相流等特殊工况可以安全稳定的运行。