[发明专利]离心式压缩机和氢燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种离心式压缩机和氢燃料电池系统，离心式压缩机包括机壳，设有第一冷却介质流道；转轴，贯穿机壳；叶轮，与转轴的一端连接；电机组件，包括转子和定子，转子与转轴连接，定子设在转子外侧，并与机壳连接；第一蜗壳，与机壳连接，并罩在叶轮外侧，第一蜗壳上设有第一进气口和第一出气口；涡轮，与转轴的另一端连接；第二蜗壳，与机壳连接，并罩在涡轮外侧，第二蜗壳上设有第二进气口和第二出气口；及换热器，内部设有第二冷却介质流道，第二冷却介质流道与第一冷却介质流道连通，换热器具有贯通的气流通道，气流通道与第二出气口连通。氢燃料电池系统，包括电堆和离心式压缩机。该技术方案能量的利用率更高，延长了使用寿命。

技术领域

本发明用于氢燃料电池领域，特别是涉及一种离心式压缩机和氢燃料电池系统。

背景技术

氢燃料电池要获得高的功率密度和性能，必须要在相对高的气体压力下工作，因此需要有高效率、高压缩比的空气压缩机为燃料电池提供高压空气。目前氢燃料电池采用的压缩机主要有罗茨式、涡旋式、螺杆式和离心式。其中，离心式压缩机结构紧凑，尺寸小，重量轻，振动和噪音显著减小，代表了氢燃料电池压缩机的未来发展方向。

离心式压缩机压缩的高压气体通过氢燃料电池的电堆提供发电环境条件的同时，还会源源不断排出电堆体外。这些从电堆排除的气体，仍然有很高的温度和压力，现有技术并未对其进行充分利用。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种离心式压缩机和氢燃料电池系统，其能够对离心式压缩机排出的气体进行多级回收利用，能量的利用率更高，同时，也能够降低离心式压缩机的工作温度，延长使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，离心式压缩机，包括

机壳，设有第一冷却介质流道；

转轴，贯穿所述机壳；

叶轮，与所述转轴的一端连接；

电机组件，包括转子和定子，所述转子与所述转轴连接，所述定子设在所述转子外侧，并与所述机壳连接；

第一蜗壳，与所述机壳连接，并罩在所述叶轮外侧，所述第一蜗壳上设有第一进气口和第一出气口；

涡轮，与所述转轴的另一端连接；

第二蜗壳，与所述机壳连接，并罩在所述涡轮外侧，所述第二蜗壳上设有第二进气口和第二出气口；及

换热器，内部设有第二冷却介质流道，所述第二冷却介质流道与所述第一冷却介质流道连通，所述换热器具有贯通的气流通道，所述气流通道与所述第二出气口连通。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述换热器包括

第一部件，内部设有贯通的所述气流通道；

第二部件，设在所述第一部件的外侧并与所述第一部件密封连接，所述第一部件和所述第二部件之间设有所述第二冷却介质流道。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一部件和所述第二部件均呈圆筒状，所述第一部件的外壁面设有沿周向的第一凹槽，所述第二部件套在所述第一部件的外侧并封闭所述第一凹槽，所述第二部件上设有与所述第一凹槽连通的第一冷却介质入口和第一冷却介质出口。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一部件在所述第一凹槽中设有第一导流凸肋。