CN221096625U - 一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，属于膨胀机技术领域，包括：电机壳体、电机定子、电机转子、膨胀蜗壳，所述电机壳体内部设有冷却液流道，所述冷却液流道在电机壳体一侧下端连接冷却液进口，上端连接冷却液出口，在电机壳体另一侧的上端连接冷却液支路；所述电机定子设置在电机壳体内；所述电机转子穿过电机壳体，设置在电机定子内；所述膨胀蜗壳设置在电机壳体上端，膨胀蜗壳内设有壳内流道，所述壳内流道下方与冷却液支路连接。本实用新型对废弃热量二次利用，稳定且均匀地提高膨胀蜗壳温度，减少产生冷凝水的概率，保证了膨胀机的性能，且不损失压缩效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及膨胀机技术领域，具体涉及一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置。
背景技术
燃料电池专用的空气压缩机是氢燃料电池动力***里面非常重要的一个零部件，其作用是为燃料电池的阴极提供一定压力和一定流量的压缩空气，满足燃料电池反应对于空气中氧气的需求
目前燃料电池空压机有单级压缩的，两级压缩，和带有膨胀机的空压机。目前市场上最先进的空压机技术当属带能量回收的膨胀机技术，将燃料电池排出的高压空气引流至与电机同轴安装的涡轮并吹动涡轮转动，涡轮与电机一起驱动压轮对空气压缩做功。相当于通过涡轮回收了***废气的一部分能量来辅助电机驱动压缩机工作，所以可以降低电机的功率需求，由于电机消耗的电能来源于燃料电池***本身产生的电能，可以降低空压机对燃料电池的能耗，所以利用膨胀机回收能量以此达到降低能耗的目的，从而减少***额外消耗的功，在保持***净输出功不变的情况下，降低电池包模块的额定功率，有利于***集成化，小型化，轻量化的大趋势。
但是由于燃料电池电堆排出的高温气体含有一定水蒸气，在进入膨胀机后遇冷会凝结成水，温差越大凝结水量越大，轻则影响膨胀机的正常工作，重则造成膨胀机水淹。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置解决膨胀机内部水蒸气凝结，影响膨胀机工作，甚至造成膨胀机水淹的问题。
技术方案：本实用新型提供了一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，包括：电机壳体、电机定子、电机转子、膨胀蜗壳，所述电机壳体内部设有冷却液流道，所述冷却液流道在电机壳体一侧下端连接冷却液进口，上端连接冷却液出口，在电机壳体另一侧的上端连接冷却液支路；所述电机定子设置在电机壳体内；所述电机转子穿过电机壳体，设置在电机定子内；所述膨胀蜗壳设置在电机壳体上端，膨胀蜗壳内设有壳内流道，所述壳内流道下方与冷却液支路连接。设置冷却水来带走电机转子在高速旋转时与电机定子产生热量，通过利用这部分的热量来实现加热膨胀蜗壳，不会影响空压机的整体效率，提高膨胀端蜗壳的温度从而减少产生冷凝水的概率。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述电机转子两端分别安装轴承座，所述轴承座在压缩端的外侧设置压缩端扩压器，电机转子穿过压缩端扩压器安装压缩叶轮。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述轴承座在膨胀端外侧设置膨胀端扩压器，所述电机转子穿过膨胀端扩压器设置膨胀叶轮。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述膨胀蜗壳上方中部设置出气口，外侧上方设置有进气口。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述壳内流道为螺旋环形流道。可充分利用膨胀蜗壳的空间，增大热交换面积，增强热交换效果，迅速提高膨胀端蜗壳的温度。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述壳内流道在膨胀蜗壳上端一侧连接出液口管道。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述膨胀蜗壳在出液口管道处设置密封圈。避免液体泄漏在机壳外部。
进一步的，上述一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述壳内流道与冷却液支路连接处设置有密封圈。避免液体泄漏进入内部或者机壳外部。
上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，通过冷却液在电机壳体内将转动产生的热量吸收，一部分升高温度的冷却液进入膨胀蜗壳，环形流道增大了热交换面积，增强热交换效率，迅速提高膨胀蜗壳温度，从而减少产生冷凝水的概率，大大减小了凝水量，减小液滴对膨胀叶轮的冲击破坏，避免了膨胀机水淹，保证了膨胀机的性能，且不损失压缩效率，对废弃热量二次利用，不会有能耗的增加，升温迅速且均匀，温度波动小，设置密封圈，提高了密封性，防止液体进入电机内部。
附图说明
图1为本实用新型一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置结构示意图；
图2为本实用新型膨胀蜗壳中壳内流道示意图。
图中：电机壳体1、电机定子2、电机转子3、膨胀蜗壳4、冷却液流道11、冷却液进口12、冷却液出口13、冷却液支路14、轴承座31、壳内流道41、出气口42、进气口43、出液口管道44。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，包括：电机壳体1、电机定子2、电机转子3、膨胀蜗壳4，所述电机壳体1内部设有冷却液流道11，所述冷却液流道11在电机壳体1一侧下端连接冷却液进口12，上端连接冷却液出口13，在电机壳体1另一侧的上端连接冷却液支路14；所述电机定子2设置在电机壳体1内；所述电机转子3穿过电机壳体1，设置在电机定子2内；所述膨胀蜗壳4设置在电机壳体1上端，膨胀蜗壳4内设有壳内流道41，所述壳内流道41下方与冷却液支路14连接。设置冷却水来带走膨胀机运行时产生热量，通过利用这部分的热量来实现加热膨胀蜗壳4，不会影响设备的整体效率，提高膨胀蜗壳4的温度，减小温差，从而减少产生冷凝水的概率。
本实施例中，所述电机转子3两端分别安装轴承座31，所述轴承座31在压缩端的外侧设置压缩端扩压器，电机转子3穿过压缩端扩压器安装压缩叶轮。
本实施例中，所述轴承座31在膨胀端外侧设置膨胀端扩压器，所述电机转子3穿过膨胀端扩压器设置膨胀叶轮。
本实施例中，所述膨胀蜗壳4上方中部设置出气口42，外侧上方设置有进气口43。
实施例2
在实施例1的基础上，在本实施例中，如图1-2所示的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，所述壳内流道41为螺旋环形流道，壳内流道41在膨胀蜗壳4上端一侧连接出液口管道44。环形流道，可充分利用膨胀蜗壳4的空间，增大热交换面积，增强热交换效果，迅速提高膨胀蜗壳4的温度。
本实施例中，所述膨胀蜗壳4在出液口管道44处设置密封圈，所述壳内流道41与冷却液支路14连接处设置有密封圈。防止液体泄漏，影响设备运行。
本实施例中，所述冷却液出口13和出液口管道44连接冷却循环装置。将带有高温的冷却液进入循环装置内降温后，重新进入电机壳体，循环利用，节能环保。
实施例3
在实施例1-2的基础上，在本实施例中，冷却液出口13外设置连接管道，所述连接管道另一端连接壳内流道41。
本实施例中，在膨胀蜗壳4内部或者外部增加发热组件。
需要说明的是，以上所述仅是实用新型的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：包括：
电机壳体(1)，所述电机壳体(1)内部设有冷却液流道(11)，所述冷却液流道(11)在电机壳体(1)一侧下端连接冷却液进口(12)，上端连接冷却液出口(13)，在电机壳体(1)另一侧的上端连接冷却液支路(14)；
电机定子(2)，所述电机定子(2)设置在电机壳体(1)内；
电机转子(3)，所述电机转子(3)穿过电机壳体(1)，设置在电机定子(2)内；
膨胀蜗壳(4)，所述膨胀蜗壳(4)设置在电机壳体(1)上端，膨胀蜗壳(4)内设有壳内流道(41)，所述壳内流道(41)下方与冷却液支路(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述电机转子(3)两端分别安装轴承座(31)，所述轴承座(31)在压缩端的外侧设置压缩端扩压器，电机转子(3)穿过压缩端扩压器安装压缩叶轮。
3.根据权利要求2所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述轴承座(31)在膨胀端外侧设置膨胀端扩压器，所述电机转子(3)穿过膨胀端扩压器设置膨胀叶轮。
4.根据权利要求1所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述膨胀蜗壳(4)上方中部设置出气口(42)，外侧上方设置有进气口(43)。
5.根据权利要求1所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述壳内流道(41)为螺旋环形流道。
6.根据权利要求1所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述壳内流道(41)在膨胀蜗壳(4)上端一侧连接出液口管道(44)。
7.根据权利要求6所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述膨胀蜗壳(4)在出液口管道(44)处设置密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置，其特征在于：所述壳内流道(41)与冷却液支路(14)连接处设置有密封圈。
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