[发明专利]一种增速式离心压缩机

说明书

一种增速式离心压缩机，包括，电机，增速器，离心压缩机，润滑系统；所述电机通过所述增速器驱动离心压缩机，增速器采用包括两对啮合齿轮，两个传动轴在内的两级传动，驱动压缩机叶轮高速旋转，叶轮轴系和电机轴系在同一轴线上，润滑系统采用喷射式对传动齿轮润滑。本发明，适用性广，耐冲击，可靠性高，结构紧凑，占用空间小，润滑油路系统集成度高，传动组件的加工装配要求低、整机成本低。

技术领域

本发明涉及离心压缩机，更具体来讲，本发明涉及一种增速式离心压缩机。

背景技术

燃料电池汽车是一种以电机为动力源，利用燃料电池系统的化学能直接转化为电能，提供主要能量源，实现动力驱动的新型汽车。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是燃料电池的一种，它具有能源转化率高，对环境友好，工作温度低，适宜于较频繁启动的场合，比其它类型的燃料电池更高的功率密度，以及比蓄电池电动车连续行驶更长的距离等优点，PEMFC也被认为是汽车最好的替代动力源之一。

质子交换膜燃料电池中，氢和氧发生电化学反应产生电流，其中的氧可以使用纯氧或从空气中直接获得，用空气更方便、经济。提高空气的供气压力（即氧气的分压力），可以增大燃料电池系统的能量密度，提高燃料电池的供气压力还可以减小系统尺寸，提高电池堆效率和改善水平衡，因此，燃料电池中需要空气压缩机来向燃料电池提供高压空气。

空气压缩机，作为燃料电池的重要组件，其性能对燃料电池至关重要，且与燃料电池性能具有直接关系。离心压缩机具有结构紧凑、单极压比高、小流量、易损件少、运行平稳、噪音少等一系列优点，目前成为了车用燃料电池的主流增压方式。

在专利CN 112879318 B中披露了一种高速离心压缩机，一级及二级压缩机叶轮直驱，为了实现高转速，电机主轴采用空气轴承支撑。空气轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的。空气轴承的优势是摩阻极低，适用速度范围大，适用温度范围广。但是，空气轴承的劣势同样明显，即承载能力低，加工精度要求高，抗冲击性能差，成本高。

随着燃料电池商用车的推广，燃料电池的堆功率也逐步增加，因此对于压缩机的气量要求也逐步增大，电动直联空气轴承式的离心空压机的体积也逐步增大，对于空气轴承的承载需求也逐渐提高。但是商用车的使用工况较乘用车复杂，对于零件的抗冲击能力要求高，电动直联空气轴承式的离心空压机使用面临一定的问题。

在专利CN 110242592 B中披露了一种增速式离心压缩机，采用摩擦轮作为传动机构。为了解决高转速过程中的摩擦轮的胶合问题，内置了冷却及润滑油路。但通过摩擦轮传动，借用了两轮之间的摩擦力，高低速传动轮之间势必存在滚动及滑动两种状态，特别是在高速状态下，容易出现瞬时高温，导致传动轮的异常磨损。

在专利CN 101210574 A中公开了一种离心式压缩机转子机构，电机输出轴通过双轴承支撑在箱体上，通过一对齿轮啮合传动到叶轮，箱体上设有抛油环及导油槽以阻绝润滑油泄漏以及回收润滑油至油池。

在专利CN 105298871 B中披露了一种悬臂离心式压缩机，电机输出轴通过双轴瓦支撑在箱体上，通过一对齿轮啮合传动到叶轮轴。该结构叶轮轴的两轴承间隔距离过短，对于旋转部件的动平衡要求高，高转速情况下容易引起陀螺效应。

专利CN 101210574 A和CN 105298871 B，主要针对空调领域的应用，共同特点是动力通过一级齿轮变速传动到叶轮，为了实现大的传动比，在叶轮轴齿轮外径受到结构强度限制的情况下，输入齿轮的直径变大，进而导致整机的体积比较大。如离心压缩机的转速在10万转以上时，采用普通两极电机，转速比高达30以上，单级传动适用性受到限制。同时，无法满足车用紧凑性的需求。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题在于提供一种增速式离心压缩机，满足车用燃料电池特别是商用大功率燃料电池对于气量的需求，同时成本低，耐冲击，可靠性高，结构相对紧凑，适用性广。