空气压缩机冷却结构及空气压缩机
技术领域
本实用新型涉及燃料电池冷却设备领域，特别涉及一种用于燃料电池的空气压缩机冷却结构及空气压缩机。
背景技术
为了提高燃料电池工作效率、加快反应速率，在现有大功率燃料电池中一般采用空气压缩机为燃料电池阴极输送大量高压空气。由于燃料电池空气压缩机的转速一般很高，在轴承处发热严重，使空气压缩机不能在较高转速下长时间运行，限制了空气压缩机本身的性能。另外，在空气压缩机进行气体压缩的过程中，不可避免地会导致气体温度过高。为了保护电堆，使进入电堆的空气维持在合适的温度，一般需要在进入电堆之前额外设置中冷器对气体进行冷却。中冷器需要另外布置管道，增加系统复杂度，且中冷器本身需要占用一定体积，限制了大功率燃料电池在小型化场景的应用。
因此，期待开发一种能够降低空气压缩机轴承发热的冷却结构。此外，也希望以简便的方式解决空气压缩机的出气温度过高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种空气压缩机冷却结构，以降低空气压缩机的轴承发热。
本实用新型提出了一种空气压缩机冷却结构，所述空气压缩机包括空气压缩机本体、穿设于所述空气压缩机本体的主轴和支撑所述主轴的多个轴承，所述空气压缩机冷却结构包括环形冷却流道，所述环形冷却流道设于所述空气压缩机本体内，且环绕于所述多个轴承的外周。
优选地，所述环形冷却流道为圆筒形。
优选地，所述空气压缩机本体上设有进气口和出气口，所述空气压缩机本体内设有压缩腔，所述进气口和出气口分别与所述压缩腔相连通；
所述环形冷却流道包括相连接的第一环形部和第二环形部，所述第一环形部环绕于所述多个轴承的外周，所述第二环形部环绕于所述压缩腔的外周。
优选地，所述环形冷却流道包括流道壳体和设于所述流道壳体内的螺旋形冷却液流动通道。
优选地，所述出气口位于所述压缩腔的端部，所述主轴的一端与驱动电机连接，另一端穿过所述压缩腔且延伸至所述出气口；所述轴承为两个，两个所述轴承设于所述空气压缩机本体内部，分别靠近所述主轴的所述一端和所述主轴的中部。
优选地，所述第一环形部的两个端面分别位于一对所述轴承的轴向外侧。
优选地，所述空气压缩机用于燃料电池空气系统，所述燃料电池由电堆冷却液进行冷却，所述空气压缩机冷却结构还包括与所述环形冷却流道连通的冷却液入口和冷却液出口，所述电堆冷却液冷却所述燃料电池后流入所述冷却液入口，所述冷却液出口与散热器连接。
优选地，所述环形冷却流道与所述空气压缩机一体成型。
本实用新型另一方面提供一种空气压缩机，所述空气压缩机包括空气压缩机本体、穿设于所述空气压缩机本体的主轴、支撑所述主轴的多个轴承以及所述的空气压缩机冷却结构。
本实用新型的有益效果在于：空气压缩机冷却结构在空气压缩机本体内环绕轴承的外周设置，能够降低轴承温度，确保空气压缩机可以长时间高转速运行，提升了空气压缩机的性能。空气压缩机冷却结构还能冷却从空气压缩机的出气口泵出的压缩空气，从而将气体加压和冷却两种功能集成到空气压缩机来实现。
本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1显示根据本实用新型示例性实施例的空气压缩机冷却结构的结构示意图。
附图标记说明：
1空气压缩机本体，2主轴，3轴承，4进气口，5出气口，6环形冷却流道，7第一环形部，8第二环形部，9压缩腔，10扇片，11螺旋形冷却液流动通道。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供一种空气压缩机冷却结构，空气压缩机包括空气压缩机本体、穿设于空气压缩机本体的主轴和支撑主轴的多个轴承，空气压缩机冷却结构包括环形冷却流道，环形冷却流道设于空气压缩机本体内，且环绕于多个轴承的外周。
本实用新型的空气压缩机冷却结构在空气压缩机本体内环绕轴承的外周设置，能够降低轴承温度，确保空气压缩机可以长时间高转速运行，提升了空气压缩机的性能。
图1显示根据本实用新型示例性实施例的空气压缩机冷却结构的结构示意图。
参考图1所示，空气压缩机包括空气压缩机本体1、穿设于空气压缩机本体1的主轴2和支撑主轴2的多个轴承3。根据本实用新型示例性实施例的空气压缩机冷却结构包括环形冷却流道6，环形冷却流道6设于空气压缩机本体1内，且环绕于多个轴承3的外周。
其中，空气压缩机本体1上设有进气口4和出气口5，空气压缩机本体1内设有压缩腔9，进气口4和出气口5分别与压缩腔9相连通。压缩腔9内设有扇片10，扇片10旋转使压缩腔9内的空气被压缩，压缩空气从出气口5排出。
出气口5位于压缩腔9的端部，主轴2的一端(即图1中的右端)与驱动电机连接，另一端(即图1中的左端)穿过压缩腔9且延伸至出气口5。扇片10连接于主轴2，当驱动电机驱动主轴2旋转时，扇片10所之旋转，以压缩空气。在本实施例中，轴承3为两个，两个轴承3设于空气压缩机本体1内部，分别靠近主轴2的所述一端和主轴2的中部。
在本实施例中，环形冷却流道6包括相连接的第一环形部7和第二环形部8，第一环形部7环绕于两个轴承3的外周，第一环形部7的两个端面分别位于两个轴承3的轴向外侧；第二环形部8环绕于压缩腔9的外周。环形冷却流道6包括流道壳体和设于流道壳体内的螺旋形冷却液流动通道11。空气压缩机冷却结构还设有与环形冷却流道6连通的冷却液入口和冷却液出口。冷却液经冷却液入口流入螺旋形冷却液流动通道11，从冷却液出口流出，对轴承3和压缩腔9内的压缩空气进行冷却。
环形冷却流道6包括相连接的第一环形部7和第二环形部8，不仅可以冷却一对轴承3以及一对轴承3之间的区域，防止轴承3过热，还能冷却从出气口5泵出的压缩空气，从而将气体加压和冷却两种功能集成到空气压缩机来实现。
目前的燃料电池散热系统一般采用液冷的方式，电堆冷却流道出口处冷却液的温度一般为70摄氏度左右，而空气压缩机出气口处的气体温度一般会超过100℃，运行中的轴承温度会更高，使利用从电堆流出的冷却液冷却空气压缩机排出气体和空气压缩机轴承成为可能。这样一方面可以实现二者的冷却，在提高空气压缩机工作性能的同时控制排出气体温度不致过高，另一方面可以提升冷却液的温度，增大散热器内冷却液与外界环境的温差，使得更多的热量被带出，提高系统散热效率。
因此，在本实施例中，使电堆冷却液冷却燃料电池后流入冷却液入口，经环形冷却流道对轴承3和空气压缩机排出气体进行冷却，冷却液出口与散热器连接，电堆冷却液升温后在散热器处进行散热。
环形冷却流道6可以是独立部件，也可以与空气压缩机一体成型，或者直接在空气压缩机主体1内进行加工，这不影响本实用新型的实施。
本实用新型实施例还提供一种空气压缩机，包括空气压缩机本体1、穿设于空气压缩机本体1的主轴2、支撑主轴2的多个轴承3以及所述的空气压缩机冷却结构。
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
