CN114893419B - 一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成*** - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，膨胀机外壳，膨胀端轴承座、膨胀端导向器均采用不锈钢材质，表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理；压缩蜗轮和膨胀叶轮采用合金或陶瓷材质；主轴采用高镍合金或不锈钢材质；定子进行灌封或注塑处理；主轴与膨胀端导向器之间设有挡环密封结构；膨胀机与电机、压缩装置内部设有分水风冷结构。集成程度高，占用空间小，达到节能降耗目的；分水滤芯可使冷却气体内的大部分水蒸气凝结成水并回流至膨胀机内，避免了水进入电机内部造成电机水淹，挡环密封结构避免了互相磨损，寿命长；大大降低了气蚀的影响，从整体上提升了整个设备的防腐性能，延长了的寿命，保证了的性能。

Description

一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***。
背景技术：
目前发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节，为了保障燃料电池发动机正常工作，发动机一般需要氢气供应子***、空气供应子***和循环水冷却管理子***等辅助***，大量的研究表明，高压、大流量的空气供应对提高现有燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应***的重要零部件之一。
目前的单级高速离心空压机，如公开号为CN110247504A，名称为一种用于氢燃料电池双冷式超高速离心空压机电机总装的专利申请，其结构主要包括壳体、定子和主轴，壳体一端内侧安装用于支撑主轴的轴承座，轴承座外侧安装扩压器，主轴穿出扩压器安装蜗轮，蜗轮外安装有蜗壳，蜗壳上设有进气口和出气口，扩压器与轴承座之间的主轴上套设有止推盘。这种结构的单级高速离心压缩机，主要存在以下缺点：
(1)从燃料电池排出的气体，经常会利用膨胀机进行降低能耗，目前所有的单级高速离心空压机与膨胀机都是分体设置的两套设备，使用时都是单独使用，集成程度低，占用空间大，目前还没有将单级高速离心空压机与膨胀机集成的技术出现。
(2)目前的单级高速离心压缩机，工作时，主轴转速超过10000r/min，由于其转速很高，工作时内部会产生大量的热量，这些热量如果不及时排出形成热量堆积，会出现因内部温度过高导致被迫停机的情况。现在一般都通过外部水冷和内部风冷两种形式对离心压缩机进行降温，其中，内部风冷形式要求离心压缩机内部零件具有导风功能，在内部形成供空气行进的合理的导通路线才能对各部件进行充分降温，公开号为CN110247504A的专利中就是公开了通过冷却水道和冷却叶轮进行降温的双冷却结构，但是，这仅限于单级高速离心压缩机的结构形式。而如果将单级高速离心压缩机与膨胀机集成，上述结构则不适用，一是没有冷却叶轮的安装空间，二是膨胀机内的混合气体，湿度非常大，这些混合气体如果直接用来对电机内部进行降温，会在电机内部产生大量积水，造成电机水淹而无法工作，同时对电机定子和主轴造成腐蚀，影响电机的使用寿命。
(3)在将膨胀机与压气机连接安装时，从燃料电池出来的混合气体进入膨胀机，其成本主要包含液态水、汽态水、氮气、少量氧气、少量氢气等，膨胀机内的混合气体会从压气机的电机主轴缝隙泄漏至电机腔内部，对电机的定子和主轴造成腐蚀，影响电机的寿命。而普通的接触式密封圈，由于主轴工作时高速旋转，很容易将密封圈磨损，导致间隙增大，出现密封失效的情况。
(4)从燃料电池出来的混合气体，其成本主要包含液态水、汽态水、氮气、少量氧气、少量氢气等，而现在高速离心空压机与膨胀机的各零部件基本都是采用铝合金材质，时间久了容易受到气蚀破坏，气蚀主要是指金属表面受到压力大、频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使金属表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏的一种现象，特别是膨胀机外壳，与混合气体面积大，直接受到混合气体冲刷，在使用过程中气蚀严重，甚至导致无法使用，从而缩短膨胀机的寿命，影响膨胀机的性能。
综上，单级高速离心压缩机与膨胀机的上述问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，解决了以往的单级高速离心空压机与膨胀机分体设置、集成程度低的问题，解决了膨胀机内混合气体的湿度过大不能直接利用的问题，解决了以往膨胀机内的混合气体从电机主轴缝隙泄漏至电机腔内部造成腐蚀问题，解决了以往高速离心空压机与膨胀机的各零部件不耐腐蚀、寿命短的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，包括电机壳体、定子和主轴，电机壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的压缩端轴承座和膨胀端轴承座，电机壳体两端外侧分别安装压缩端扩压器和膨胀端导向器，主轴一端穿出压缩端扩压器安装有压缩装置，主轴另一端穿出膨胀端导向器安装有膨胀机；
所述压缩装置包括安装在主轴上的压缩蜗轮，压缩蜗轮外侧设有与电机壳体相连的压缩蜗壳，压缩蜗壳内设有压缩蜗道，压缩蜗壳上设有压缩进气口和压缩出气口；
所述膨胀机包括安装在主轴上的膨胀叶轮，膨胀叶轮外侧设有与电机壳体相连的膨胀机外壳，膨胀机外壳内部设有膨胀蜗道，膨胀机外壳上设有膨胀进气口和膨胀出气口；
所述压缩蜗壳、压缩端扩压器、压缩端轴承座采用铝合金材质；
所述膨胀机外壳，膨胀端轴承座、膨胀端导向器采用不锈钢材质，表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理；
所述压缩蜗轮和膨胀叶轮采用合金或陶瓷材质；
所述主轴采用高镍合金或不锈钢材质；
所述压缩端扩压器与压缩端轴承座之间的主轴上安装有止推盘，止推盘两侧分别设有一个止推空气轴承，止推空气轴承的基材采用高镍合金或不锈钢材质；
所述压缩端轴承座和膨胀端轴承座与主轴之间分别设有径向空气轴承，径向空气轴承的基材采用高镍合金或不锈钢材质；
所述定子进行灌封或注塑处理；
所述主轴与膨胀端导向器之间设有挡环密封结构；
所述膨胀机与电机、压缩装置内部设有分水风冷结构。
所述挡环密封结构包括设在膨胀端导向器中心孔内的若干个挡环，所述主轴上安装有与挡环相配合的挡环座，所述挡环座上对应相邻两个挡环之间的位置设有挡板，所述挡环与挡板以及挡环座之间间隙配合。
所述膨胀端导向器的中心孔内侧设有环形卡槽，所述挡环固定安装在环形卡槽内；所述挡环为弹性挡环，挡环上设有切口，挡环侧面设有安装用孔，所述切口包括斜切口、Z形切口或Z形斜切口，所述挡环包括石墨环、PTFE环或不锈钢环；所述挡环的内侧设有金属弹片，金属弹片与挡环座之间间隙配合，所述挡环座的材质包括石墨、PTFE或不锈钢。
所述分水风冷结构包括设在膨胀端导向器上的将膨胀机内部与膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔相连通的连通通道，所述连通通道内安装分水滤芯，膨胀机内的冷却气体依次经分水滤芯、连通通道、膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔进入电机壳体内部对两个径向空气轴承、两个止推空气轴承、定子和主轴进行冷却，最后经压缩端轴承座和压缩端扩压器之间的空腔排出外界。
所述连通通道包括相连通的第一横向通道、竖向通道和第二横向通道，所述分水滤芯安装在第一横向通道内，第二横向通道的位置高于第一横向通道的位置，所述分水滤芯包括烧结滤芯。
所述压缩端扩压器、压缩端轴承座、电机壳体上设有与压缩端轴承座和压缩端扩压器之间的空腔相连通的排气通道，电机壳体上设有与排气通道相连通的冷却气体排气口。
所述膨胀机外壳包括固定连接的铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件，所述不锈钢蜗壳嵌件的主体设在铝合金蜗道外壳的内侧，不锈钢蜗壳嵌件的端部穿出铝合金蜗道外壳形成膨胀出气口。
所述铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件的表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理。
所述铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件焊接或通过螺栓固定连接。
所述电机壳体内设有电机冷却水道。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
(1)通过将压缩装置与膨胀机集成在电机的两端，集成程度高，占用空间小，膨胀机运转时还可给电机提供助力，降低电机功率，达到节能降耗目的；
(2)通过在膨胀端导向器上设置将膨胀机内部与膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔相连通的连通通道，在连通通道内安装分水滤芯，膨胀机内的冷却气体依次经分水滤芯、连通通道、膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔进入电机壳体内部对两个径向空气轴承、主轴及定子、两个止推空气轴承进行降温，分水滤芯可使冷却气体内的大部分水蒸气凝结成水并回流至膨胀机内，避免了水进入电机内部造成电机水淹，避免了对电机定子和主轴造成腐蚀，保证了电机的使用寿命，且膨胀机内的冷却气体温度低，单位时间内冷却效率高，冷却效果好，电机内部热量可及时排出不会形成热量堆积，避免了出现因内部温度过高导致被迫停机的情况；
(3)通过在膨胀端导向器的中心孔内安装若干个挡环，在主轴上安装有与挡环相配合的挡环座，挡环座上对应相邻两个挡环之间的位置设有挡板，挡环与挡板以及挡环座之间间隙配合，形成间隙配合的迷宫式密封结构，一方面有效避免了膨胀机内的混合气体从电机主轴缝隙泄漏至电机腔内部对定子和主轴造成腐蚀，对电机起到保护作用；另一方面挡环与挡环座之间间隙配合避免了互相磨损，寿命长，密封效果更加稳定可靠；
(4)通过将膨胀机外壳分成铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件两部分，不锈钢蜗壳嵌件承受大部分混合气体的冲刷，大大降低了气蚀的影响，同时在不锈钢蜗壳嵌件表面设有表面硬化层、硬质氧化层或陶化处理层，大大提升防腐蚀性能，在铝合金蜗道外壳表面设有表面硬化层、硬质氧化层或陶化处理层，避免了膨胀蜗道内的混合气体对铝合金蜗道外壳进行气蚀。另外，本发明还对膨胀机外壳，膨胀端轴承座、膨胀端导向器、主轴、定子、压缩蜗轮和膨胀叶轮都进行了防腐处理，从整体上提升了整个设备的防腐性能，延长了的寿命，保证了的性能。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中的A部放大结构示意图。
图3为本发明挡环采用斜切口的结构示意图。
图4为本发明挡环采用Z形斜切口的结构示意图。
图5为本发明挡环采用Z形切口的结构示意图。
图中，1、电机壳体，2、定子，3、主轴，4、压缩端轴承座，5、膨胀端轴承座，6、压缩端扩压器，7、膨胀端导向器，8、连通通道，9、分水滤芯，10、压缩蜗轮，11、压缩蜗壳，12、压缩蜗道，13、压缩进气口，14、压缩出气口，15、膨胀叶轮，16、铝合金蜗道外壳，17、膨胀蜗道，18、膨胀进气口，19、膨胀出气口，20、第一横向通道，21、竖向通道，22、第二横向通道，23、排气通道，24、冷却气体排气口，25、止推盘，26、止推空气轴承，27、径向空气轴承，28、电机冷却水道，29、挡环，30、挡环座，31、挡板，32、切口，33、安装用孔，34、不锈钢蜗壳嵌件。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-5所示，一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，包括电机壳体1、定子2和主轴3，电机壳体1两端内侧分别安装用于支撑主轴3的压缩端轴承座4和膨胀端轴承座5，电机壳体1两端外侧分别安装压缩端扩压器6和膨胀端导向器7，主轴3一端穿出压缩端扩压器6安装有压缩装置，主轴3另一端穿出膨胀端导向器7安装有膨胀机，将压缩装置与膨胀机集成在电机的两端，集成程度高，占用空间小，膨胀机运转时还可给电机提供助力，降低电机功率，达到节能降耗目的；
所述压缩装置包括安装在主轴3上的压缩蜗轮10，压缩蜗轮10外侧设有与电机壳体1相连的压缩蜗壳11，压缩蜗壳11内设有压缩蜗道12，压缩蜗壳11上设有压缩进气口13和压缩出气口14；
所述膨胀机包括安装在主轴3上的膨胀叶轮15，膨胀叶轮15外侧设有与电机壳体1相连的膨胀机外壳，膨胀机外壳内部设有膨胀蜗道17，膨胀机外壳上设有膨胀进气口18和膨胀出气口19；
所述压缩蜗壳11、压缩端扩压器6、压缩端轴承座4采用铝合金材质；
所述膨胀机外壳，膨胀端轴承座5、膨胀端导向器7采用不锈钢材质，表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理，一是基材硬度高，二是表面处理增加硬度；
所述压缩蜗轮10和膨胀叶轮15采用合金或陶瓷材质，合金包括钛定向凝固高温合金、单晶高温合金或铬基高温合金；
所述主轴3采用高镍合金或不锈钢材质，非导磁材料，防水防腐；
所述压缩端扩压器6与压缩端轴承座4之间的主轴上安装有止推盘25，止推盘25两侧分别设有一个止推空气轴承26，止推空气轴承26的基材采用高镍合金或不锈钢材质，防水防腐；
所述压缩端轴承座4和膨胀端轴承座5与主轴3之间分别设有径向空气轴承27，径向空气轴承27的基材采用高镍合金或不锈钢材质，防水防腐；
所述定子2进行灌封或注塑处理；灌封材料如环氧树脂，注塑的材料可以是BMC等，使电器部件进行封塑包裹，具有防水防腐和散热的功能；
所述主轴3与膨胀端导向器7之间设有挡环密封结构；
所述膨胀机与电机、压缩装置内部设有分水风冷结构。
所述挡环密封结构包括设在膨胀端导向器7中心孔内的若干个挡环29，所述主轴3上安装有与挡环29相配合的挡环座30，所述挡环座30上对应相邻两个挡环29之间的位置设有挡板31，所述挡环29与挡板31以及挡环座30之间间隙配合，形成间隙配合的迷宫式密封结构，一方面有效避免了膨胀机内的混合气体从电机主轴3缝隙泄漏至电机腔内部对定子2和主轴3造成腐蚀，对电机起到保护作用；另一方面挡环29与挡环座30之间间隙配合避免了互相磨损，寿命长，密封效果更加稳定可靠。
所述膨胀端导向器7的中心孔内侧设有环形卡槽，所述挡环29固定安装在环形卡槽内；所述挡环29为弹性挡环，挡环29上设有切口32，挡环29侧面设有安装用孔33，安装时，通过工具***安装用孔33内，捏紧后使挡环29直径减小，然后送入环形卡槽内，挡环29在自身弹性作用下恢复原有直径然后卡装在环形卡槽内进行固定。所述切口32包括斜切口、Z形切口或Z形斜切口，所述挡环29包括石墨环、PTFE环或不锈钢环；所述挡环29的内侧设有金属弹片，金属弹片与挡环座30之间间隙配合，金属弹片可增加挡环29的弹性，增加安装后的稳定性。所述挡环座30的材质包括石墨、PTFE或不锈钢。
所述分水风冷结构包括设在膨胀端导向器7上的将膨胀机内部与膨胀端导向器7和膨胀端轴承座5之间的空腔相连通的连通通道8，所述连通通道8内安装分水滤芯9，膨胀机内的冷却气体依次经分水滤芯9、连通通道8、膨胀端导向器7和膨胀端轴承座5之间的空腔进入电机壳体1内部对两个径向空气轴承27、定子2和主轴3、两个止推空气轴承26进行冷却，最后经压缩端轴承座4和压缩端扩压器6之间的空腔排出外界。
所述连通通道8包括相连通的第一横向通道20、竖向通道21和第二横向通道22，所述分水滤芯9安装在第一横向通道20内，第二横向通道22的位置高于第一横向通道20的位置，即使分水滤芯9内的小部分水进入竖向通道21，水位也不会超过第二横向通道22，水会从分水滤芯9回流至膨胀机内，避免了水进入电机内部造成电机水淹，避免了对电机定子2和主轴3造成腐蚀，保证了电机的使用寿命。所述分水滤芯9包括烧结滤芯，由多层金属烧结网，采用多层不锈钢网经过特殊叠层压制，网孔相互交错，经真空烧结而成的具有较高强度及整体钢性的新型过滤材料，具有高强度、高精度、耐热性、易清洗等特点。
所述压缩端扩压器6、压缩端轴承座4、电机壳体1上设有与压缩端轴承座4和压缩端扩压器6之间的空腔相连通的排气通道23，电机壳体1上设有与排气通道23相连通的冷却气体排气口24，冷却气体经排气通道23从冷却气体排气口24排出。
所述膨胀机外壳包括固定连接的铝合金蜗道外壳16和不锈钢蜗壳嵌件34，所述不锈钢蜗壳嵌件34的主体设在铝合金蜗道外壳16的内侧，不锈钢蜗壳嵌件34的端部穿出铝合金蜗道外壳16形成膨胀出气口19。不锈钢在抗腐蚀各项性能上都优于铝合金，内层的不锈钢蜗壳嵌件用来承受大部分混合气体的冲刷，大大降低了气蚀的影响，铝合金蜗道外壳只承受膨胀蜗道内小部分混合气体的冲刷，以减轻气蚀的影响，延长了膨胀机的寿命，保证了膨胀机的性能。
所述铝合金蜗道外壳16和不锈钢蜗壳嵌件34的表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理，大大提升防腐蚀性能。
所述铝合金蜗道外壳16和不锈钢蜗壳嵌件34焊接或通过螺栓固定连接。
所述电机壳体1内设有电机冷却水道28，用于对电机进行降温。
工作原理：
工作时，主轴3的一端带动压缩蜗轮10旋转，压缩蜗轮10上设有压缩进气口13，气体从压缩进气口13进入压缩蜗道12，经压缩蜗轮10增压后，从压缩出气口14排出。而燃料电池***内部反应后排出的混合气体进入膨胀进气口18，然后进入膨胀蜗道17，混合气体在膨胀蜗道17内推动膨胀叶轮15旋转，给电机的主轴3提供助力，混合气体最后从膨胀出气口19排出进行后续再利用。膨胀机内的混合气体降温后形成冷却气体，而且具有一定压力，冷却气体依次经分水滤芯9、竖向通道21、第二横向通道22、膨胀端导向器7和膨胀端轴承座5之间的空腔进入电机壳体1内部对两个径向空气轴承27、主轴3及定子2、两个止推空气轴承26进行降温，分水滤芯9可使冷却气体内的大部分水蒸气凝结成水并回流至膨胀机内，避免了水进入电机内部造成电机水淹，避免了对电机定子和主轴造成腐蚀，保证了电机的使用寿命，且膨胀机内的冷却气体温度低，单位时间内冷却效率高，冷却效果好，电机内部热量可及时排出不会形成热量堆积，避免了出现因内部温度过高导致被迫停机的情况，冷却气体最后经排气通道23从冷却气体排气口24排出外界。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：包括电机壳体、定子和主轴，电机壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的压缩端轴承座和膨胀端轴承座，电机壳体两端外侧分别安装压缩端扩压器和膨胀端导向器，主轴一端穿出压缩端扩压器安装有压缩装置，主轴另一端穿出膨胀端导向器安装有膨胀机；
所述压缩装置包括安装在主轴上的压缩蜗轮，压缩蜗轮外侧设有与电机壳体相连的压缩蜗壳，压缩蜗壳内设有压缩蜗道，压缩蜗壳上设有压缩进气口和压缩出气口；
所述膨胀机包括安装在主轴上的膨胀叶轮，膨胀叶轮外侧设有与电机壳体相连的膨胀机外壳，膨胀机外壳内部设有膨胀蜗道，膨胀机外壳上设有膨胀进气口和膨胀出气口；
所述压缩蜗壳、压缩端扩压器、压缩端轴承座采用铝合金材质；
所述膨胀机外壳，膨胀端轴承座、膨胀端导向器采用不锈钢材质，表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理；
所述压缩蜗轮和膨胀叶轮采用合金或陶瓷材质；
所述主轴采用高镍合金或不锈钢材质；
所述压缩端扩压器与压缩端轴承座之间的主轴上安装有止推盘，止推盘两侧分别设有一个止推空气轴承，止推空气轴承的基材采用高镍合金或不锈钢材质；
所述压缩端轴承座和膨胀端轴承座与主轴之间分别设有径向空气轴承，径向空气轴承的基材采用高镍合金或不锈钢材质；
所述定子进行灌封或注塑处理；
所述主轴与膨胀端导向器之间设有挡环密封结构；
所述膨胀机与电机、压缩装置内部设有分水风冷结构；
所述分水风冷结构包括设在膨胀端导向器上的将膨胀机内部与膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔相连通的连通通道，所述连通通道内安装分水滤芯，膨胀机内的冷却气体依次经分水滤芯、连通通道、膨胀端导向器和膨胀端轴承座之间的空腔进入电机壳体内部对两个径向空气轴承、两个止推空气轴承、定子和主轴进行冷却，最后经压缩端轴承座和压缩端扩压器之间的空腔排出外界；
所述连通通道包括相连通的第一横向通道、竖向通道和第二横向通道，所述分水滤芯安装在第一横向通道内，第二横向通道的位置高于第一横向通道的位置，所述分水滤芯包括烧结滤芯。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述挡环密封结构包括设在膨胀端导向器中心孔内的若干个挡环，所述主轴上安装有与挡环相配合的挡环座，所述挡环座上对应相邻两个挡环之间的位置设有挡板，所述挡环与挡板以及挡环座之间间隙配合。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述膨胀端导向器的中心孔内侧设有环形卡槽，所述挡环固定安装在环形卡槽内；所述挡环为弹性挡环，挡环上设有切口，挡环侧面设有安装用孔，所述切口包括斜切口、Z形切口或Z形斜切口，所述挡环包括石墨环、PTFE环或不锈钢环；所述挡环的内侧设有金属弹片，金属弹片与挡环座之间间隙配合，所述挡环座的材质包括石墨、PTFE或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述压缩端扩压器、压缩端轴承座、电机壳体上设有与压缩端轴承座和压缩端扩压器之间的空腔相连通的排气通道，电机壳体上设有与排气通道相连通的冷却气体排气口。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述膨胀机外壳包括固定连接的铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件，所述不锈钢蜗壳嵌件的主体设在铝合金蜗道外壳的内侧，不锈钢蜗壳嵌件的端部穿出铝合金蜗道外壳形成膨胀出气口。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件的表面进行表面硬化、硬质氧化或陶化处理。
7.根据权利要求5所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述铝合金蜗道外壳和不锈钢蜗壳嵌件焊接或通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池单级高速离心空压机与膨胀机集成***，其特征在于：所述电机壳体内设有电机冷却水道。
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