一种高速离心膨胀机膨胀端蜗壳的热交换装置的制作方法

本技术涉及膨胀机，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：

1、燃料电池专用的空气压缩机是氢燃料电池动力系统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

2、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系统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系统本身产生的电能，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，从而减少系统额外消耗的功，在保持系统净输出功不变的情况下，降低电池包模块的额定功率，有利于系统集成化，小型化，轻量化的大趋势。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

技术特征：

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：

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。

技术总结本技术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。本技术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。技术研发人员：任加豪,王明丹,王燕青受保护的技术使用者：海德韦尔（浙江）能源科技有限公司技术研发日：20231127技术公布日：2024/6/11