[发明专利]流体旋转机械的叶轮组件及其制造方法

说明书

提供了一种流体旋转机械的叶轮组件和一种制造叶轮组件的方法，所述方法包括：提供叶轮，其中，叶轮包括：旋转轴；基体部分，从旋转轴径向地向外延伸；以及多个叶片，从旋转轴径向地向外延伸且设置在基体部分上，所述多个叶片中的每个被设置为在围绕旋转轴的圆周方向上彼此分隔开；在所述多个叶片之间的区域中提供模具；以及形成覆盖所述多个叶片的上部和模具的上部的罩板，其中，形成罩板的步骤包括在所述多个叶片的上部和模具的上部上施加熔化的金属。

本申请要求于2013年8月7日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0093785号韩国专利申请的优先权，该申请的全部公开通过引用被包含于此。

技术领域

符合示例性实施例的设备和方法涉及一种流体旋转机械的叶轮组件以及一种制造叶轮组件的方法，更具体地说，涉及一种易于制造且具有稳定结构的叶轮组件以及一种制造叶轮组件的方法。

背景技术

用于压缩流体的压缩机或泵包括作为旋转机械结构的叶轮。叶轮被构造为通过增大流体的压力来向流体传递旋转运动能量。叶轮包括引导流体的运动并向流体传递能量的多个叶片。设置成覆盖叶轮的罩板(shroud)与多个叶片一起形成流体的运动路径。

如在现有技术中已知的，多个叶片与罩板之间的距离越短，压缩机的效率越高。因此，近期有接合叶轮与罩板以形成整体结构的趋势，由此最大化压缩机的效率。

在通过接合叶轮与罩板来制造叶轮组件的技术中，应该执行固定地接合多个叶轮的叶片与罩板的工艺。为此，使用诸如铸造工艺、钎焊工艺、电子束焊接等工艺。

例如，第2004-353608号日本公开专利发布公开了通过焊接罩板与叶轮来加强罩板与叶轮的接合的技术，其中，通过使叶轮与罩板接触并焊接在一起来将叶轮和罩板彼此固定。

然而，如果根据这个方法制造叶轮组件，则当叶轮组件的总尺寸增大时难以制造叶轮组件。即，当叶轮组件的总尺寸增大时，罩板的尺寸和厚度也自然地增大。然而，在这种情况下，过度产生输入焊接电能以将厚罩板和叶轮焊接在一起，因此叶轮和罩板可能过度变形。

尽管在焊接工艺中使用薄罩板被认为可使变形最小化，但当叶片被设计为薄的时，罩板不能稳定地支撑叶轮组件的叶片，并且流体机械的结构稳定性和性能可能劣化。

在现有技术中，也可使用铸造工艺来制造叶轮组件，但当熔化的金属硬化时由于叶轮组件的不同质量的部分而出现不同的收缩特性。具体地，叶轮组件的圆角部分过度变形，由此妨碍精确地形成三维(3D)叶片的轮廓。

可选择地，在现有技术中，可以在不对基础材料造成损坏的情况下通过熔化填料材料而使用将基础材料与具有低熔点的填料材料结合成一体的真空钎焊工艺来制造叶轮组件。然而，在真空钎焊工艺中，当将得到的结构加热至反应温度的范围并接着冷却时，由于其厚度的变化，因此得到的结构的多个部分的冷却速率不同，由此导致圆角部分在很大程度上变形。因此，当变形不在可容许的设计范围内时叶轮组件是不能使用的，并且因为使用钎焊工艺而结合成一体的多个部分的粘附强度低于使用焊接工艺而结合成一体的多个部分的粘附强度，所以叶轮组件不能应用于在高的每分钟转数(RPM)下使用的产品。

当通过同时使用焊接工艺和钎焊工艺来将叶轮和罩板接合在一起时，可使用钎料来制造其中罩板和叶轮彼此结合成一体的圆角部分。在现有技术中，由于圆角部分形成为具有大约0.8mm的半径的小尺寸，所以应力集中地施加于圆角部分。因此，难以将使用上述的方法制造的叶轮组件应用于大尺寸产品。

此外，可通过诸如切割、钻孔等机械加工来制造封闭型叶轮组件。然而，当叶轮组件的总尺寸小或叶片的高度低时，难以确保工作空间能够使加工设备放入其中。

发明内容

一个或更多个示例性实施例提供了一种即使当叶轮组件的总尺寸增大时仍维持稳定结构的流体旋转机械的叶轮组件，以及一种制造叶轮组件的方法。