本技術(shù)涉及燃料電池的，具體涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)組件的空氣止推軸承結(jié)構(gòu)、一種燃料電池系統(tǒng)組件以及一種燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的發(fā)展，對清潔可再生能源的需求日益增加。燃料電池作為一種高效的電化學(xué)裝置，能直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，廣泛應(yīng)用于交通、便攜及固定發(fā)電等領(lǐng)域。燃料電池系統(tǒng)通常包括空氣壓縮機等關(guān)鍵組件，其性能對系統(tǒng)效率和可靠性有重要影響?？諝鈮嚎s機通常采用高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，最高工作轉(zhuǎn)速可高達10萬轉(zhuǎn)/分鐘以上，這對軸承的動態(tài)性能提出了很高要求。常規(guī)的滾動軸承在高轉(zhuǎn)速條件下容易產(chǎn)生顯著的摩擦功耗，因此難以滿足燃料電池系統(tǒng)組件的使用需求。

2、近年來，空氣軸承(air?bearing)以其摩擦系數(shù)低并且轉(zhuǎn)速適應(yīng)范圍寬等優(yōu)點在高速旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其被認為是高速空壓機理想的支撐部件。其中空氣止推軸承可用于平衡高速空壓機的轉(zhuǎn)子軸的軸向載荷，限制轉(zhuǎn)子軸的軸向竄動位移?，F(xiàn)有的空氣止推軸承主要包括兩個對置的軸承結(jié)構(gòu)，通常分別位于轉(zhuǎn)子軸或者轉(zhuǎn)子軸上的飛盤或推力盤(thrust?disk)兩側(cè)。每個軸承結(jié)構(gòu)主要由基板、波箔和頂箔構(gòu)成，其中頂箔通常直接面向轉(zhuǎn)子軸的端面或者面向與轉(zhuǎn)子軸一同旋轉(zhuǎn)的部件如飛盤等。但是，這種結(jié)構(gòu)在遭受頻率高且時間長的軸向振動沖擊載荷時，極容易引起頂箔磨損。

3、為此，對于燃料電池系統(tǒng)組件的空氣止推軸承結(jié)構(gòu)仍存在繼續(xù)改進的現(xiàn)實需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本實用新型的目的是提供一種改進的用于燃料電池系統(tǒng)組件的空氣止推軸承結(jié)構(gòu)、一種改進的燃料電池系統(tǒng)組件以及一種改進的燃料電池系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的部分問題和/或克服本文未提及的其他可能的缺點。

2、根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種用于燃料電池系統(tǒng)組件的空氣止推軸承結(jié)構(gòu)，所述燃料電池系統(tǒng)組件具有機殼和適于繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述機殼以旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸，所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)構(gòu)造為在所述轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時對所述轉(zhuǎn)子軸軸向限位，所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)包括：基板，所述基板構(gòu)造為固定于所述機殼；頂箔，所述頂箔構(gòu)造為與所述基板固定連接；和波箔，所述波箔位于所述頂箔與所述基板之間并且與所述基板固定連接，所述波箔參照所述旋轉(zhuǎn)軸線在徑向方向上具有前后相繼的m個排列，每個排列具有交替分布的波峰和波谷，所述m個排列的所有波谷中的至少一個波谷與相鄰排列的波峰相對，其中，m為大于1的正整數(shù)。

3、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述轉(zhuǎn)子軸具有固定于所述轉(zhuǎn)子軸上的飛盤，所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)構(gòu)造為在裝配狀態(tài)下以所述頂箔面向所述飛盤。

4、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，每個排列的波峰和波谷與相鄰排列的波峰和波谷交錯布置。

5、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，每個排列參照所述旋轉(zhuǎn)軸線沿周向方向延伸。

6、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，與相鄰排列的波峰相對的波谷的寬度中心對齊該相鄰排列的波峰的最高點。

7、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，m大于等于4。

8、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述m個排列按照與所述旋轉(zhuǎn)軸線的距離由近及遠的順序依次包括第一排列、第二排列、第三排列和第四排列，其中，第一排列至少包括n個波峰和n+1個波谷，第二排列至少包括n+1個波峰和n+2個波谷，第三排列至少包括n+1個波峰和n+2個波谷，第四排列至少包括n+2個波峰和n+3個波谷，其中，n為大于等于1的正整數(shù)，其中：

9、第一排列的n+1個波谷與第二排列的n+1個波峰相對；和/或

10、第二排列的n+2個波谷中的n個波谷與第一排列的n個波峰相對；和/或

11、第二排列的n+2個波谷中的n+1個波谷與第三排列的n+1個波峰相對；和/或

12、第三排列的n+2個波谷中的n+1個波谷與第二排列的n+1個波峰相對；和/或

13、第三排列的n+2個波谷與第四排列的n+2個波峰相對；和/或

14、第四排列的n+3個波谷中的n+1個波谷與第三排列的n+1個波峰相對。

15、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第一排列在旋轉(zhuǎn)方向上依次具有第一排列第一波峰和第一排列第二波峰，其中，第一排列第二波峰的高度大于第一排列第一波峰的高度。

16、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第二排列在旋轉(zhuǎn)方向上依次具有第二排列第一波峰、第二排列第二波峰和第二排列第三波峰，其中，第二排列第三波峰的高度大于第二排列第二波峰的高度，第二排列第二波峰的高度大于第二排列第一波峰的高度。

17、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第三排列在旋轉(zhuǎn)方向上依次具有第三排列第一波峰、第三排列第二波峰和第三排列第三波峰，其中，第三排列第三波峰的高度大于第三排列第二波峰的高度，第三排列第二波峰的高度大于第三排列第一波峰的高度。

18、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第四排列在旋轉(zhuǎn)方向上依次具有第四排列第一波峰、第四排列第二波峰、第四排列第三波峰和第四排列第四波峰，其中，第四排列第四波峰的高度大于等于第四排列第三波峰的高度，第四排列第三波峰的高度大于第四排列第二波峰的高度，第四排列第二波峰的高度大于第四排列第一波峰的高度。

19、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第一排列第一波峰、第二排列第一波峰、第三排列第一波峰和第四排列第一波峰彼此具有相同的波峰高度。

20、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第一排列第二波峰、第二排列第二波峰、第三排列第二波峰和第四排列第二波峰彼此具有相同的波峰高度。

21、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，第二排列第三波峰、第三排列第三波峰和第四排列第三波峰彼此具有相同的波峰高度。

22、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)的一個基板上固定有k個組合件，每個組合件包括一個頂箔和一個波箔，所述k個組合件構(gòu)造為參照所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)對稱，其中，k為3的正整數(shù)倍。

23、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述m個排列中的所有波峰具有彼此相同的波峰寬度。

24、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述m個排列中的所有波谷具有彼此相同的波谷寬度。

25、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述燃料電池系統(tǒng)組件為空氣壓縮機。

26、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述轉(zhuǎn)子軸的最高工作轉(zhuǎn)速不低于10萬轉(zhuǎn)/分鐘。

27、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述波箔構(gòu)造為沖壓成型件。

28、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，對于一個組合件，頂箔和波箔在所述基板的相同焊接部位處固定。

29、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，k等于6。

30、根據(jù)本實用新型的第二方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)組件，所述燃料電池系統(tǒng)組件包括至少一個上述第一方面任一可選實施例提供的用于燃料電池系統(tǒng)組件的空氣止推軸承結(jié)構(gòu)。

31、根據(jù)本實用新型的一個可選實施例，所述燃料電池系統(tǒng)組件構(gòu)造為空氣壓縮機并且包括：機殼；適于繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述機殼旋轉(zhuǎn)的葉輪；驅(qū)動所述葉輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸具有固定于所述轉(zhuǎn)子軸上的飛盤，所述飛盤在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上具有彼此對置的兩個表面；和分別位于所述飛盤兩側(cè)的兩個所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)，兩個所述空氣止推軸承結(jié)構(gòu)分別以其各自的頂箔面向所述飛盤的兩個表面。

32、根據(jù)本實用新型的第三方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)，所述燃料電池系統(tǒng)包括上述第二方面任一可選實施例提供的燃料電池系統(tǒng)組件。

33、通過本實用新型的實施例，通過優(yōu)化波箔的各排列中的波峰和波谷的構(gòu)型及排布方式，增加頂箔在振動工況下與波箔的接觸面積，由此減小頂箔與轉(zhuǎn)子軸接觸部位的磨損，從而延長空氣止推軸承結(jié)構(gòu)乃至燃料電池系統(tǒng)組件的使用壽命。