离心式、螺杆式、滑片式、活塞式和罗茨式等不同类型的燃料电池压机,各自的工作原理和结构特点是什么?
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发布日期:2024-12-20 00:00
离心式、螺杆式、滑片式、活塞式和罗茨式等不同类型的燃料电池压机,各自的工作原理和结构特点是:
离心式压机:工作原理是利用高速旋转的叶轮将气体加速,然后通过扩压器将气体的动能转化为压力能。其结构特点为结构紧凑,叶轮和转轴等核心部件设计较为精密,通常采用高速电机直驱或者通过增速器连接电机。在一些设计中,会采用动压空气悬浮轴承,减少摩擦和维护需求,但对制造精度要求很高;也有采用滚珠轴承搭配增速器的方案,不过这种结构相对复杂,且因需要油润滑存在污染压缩气体的风险 。
螺杆式压机:通过两个相互啮合的转子之间的空气槽来压缩空气。在双螺杆式压机中,公母螺杆之间形成压缩腔,随着螺杆的转动,容腔逐渐缩小,气体压力逐渐升高(即 “内压缩”)。其结构简单,核心部件为螺杆转子和机壳,螺杆形状和轴承精度对性能影响较大,一般采用滚珠轴承和机油润滑方式。由于内压缩对空气质量要求高,螺杆上常涂有耐磨涂层 。
滑片式压机:属于容积式压缩机,通过转动叶片来实现气体压缩,将机械能转化为风能。其结构简洁,主要由转子、叶片、机壳等组成,体积小、重量轻,适用于对空间和重量有严格要求的场景。正常使用情况下,主机头金属零件的使用寿命较长,可降低维修成本 。
活塞式压机:依靠活塞在气缸内的往复运动使气体受到压缩。结构相对简单,主要由气缸、活塞、连杆、曲轴等部件构成。成本较低,维护方便,但因活塞往复运动的特性,导致其效率相对较低,且设备体积较大 。
罗茨式压机:利用两个转子的相互啮合,将气体挤压到外部较小容腔内,使外部容腔空气密度不断升高从而产生压力(即 “外压缩”)。其结构简单,转子和泵壳是关键部件,转子间容腔不发生变化。由于转子和泵壳之间间距较小,热胀冷缩时容易卡壳,所以对泵壳机械强度要求高。采用滚珠轴承和机油润滑方式,生产成本相对较低 。
