[发明专利]径向涡轮推进器和用于制造径向涡轮推进器的方法

说明书

径向涡轮推进器包括：涡轮叶轮模块(101)，包括在径向涡轮推进器的轴向方向上彼此对置的第一表面和第二表面。径向涡轮推进器包括附接至涡轮叶轮模块的叶片模块(102)。每一个叶片模块是单块材料，且包括本体部分和连接至本体部分且从本体部分在轴向方向上突出的叶片。涡轮叶轮模块的至少第一表面设有一个或更多个环状沟槽(106‑109)，沟槽在轴向方向上开口，且包含叶片模块的本体部分，从而在每一个沟槽中，叶片模块在周向方向上连续。径向涡轮推进器还包括固定系统，用于将叶片模块的本体部分保持在所述一个或更多个沟槽中。

技术领域

本公开一般涉及涡轮推进器的机械构造。更特别地，本公开涉及一种径向涡轮推进器的机械构造。此外，本公开涉及一种用于制造径向涡轮推进器的方法。

背景技术

在许多情况下，尤其是小涡轮装置的涡轮推进器由能够是例如钛的一块实心基本金属制成。上述类型的涡轮装置能够是例如但不必是废热回收系统或紧凑规格能量转换系统的集成涡轮发电机的一部分。然而，上述制造方法非常昂贵，且需要复杂的计算机控制加工。此外，制造过程中的失效的风险显著，因为在涡轮推进器的单个部位中例如一个叶片中的制造缺陷导致整个涡轮推进器被视为有缺陷。此外，在叶片失效的情况下，必须更换整个涡轮推进器。另一种制造方法是模具铸造，但是模具铸造有它自身的挑战，例如，通过模具铸造制造的涡轮推进器会在机械上比加工制造的涡轮推进器弱。此外，涡轮推进器的铸坯可能需要最终加工。许多大涡轮装置诸如例如气体涡轮的涡轮推进器通常被构造成使得分开的叶片被附接至毂部。在这种情况下，每一个叶片和毂部能够被分开制造，且因而制造过程中的失效的风险比在涡轮推进器由一块实心基本金属加工的上述情况下显著小。

然而，将分开的叶片附接至毂部的技术也不是没有挑战。一种挑战涉及对可靠的固定系统的需求，该固定系统用于在苛刻的操作条件下也保持叶片附接至毂部。尤其是与小涡轮装置的涡轮推进器结合，在叶片和毂部之间的接头的物理尺寸会很小，并且因此可能难以布置可靠的固定系统用于保持叶片附接至毂部。

发明内容

以下呈现简化的发明内容，以便提供对各种发明实施例的一些形态的基本理解。发明内容不是本发明的广泛概述。它既不意图标识本发明的关键或决定性要素，也不意图描绘本发明的范围。以下发明内容仅以简化形式呈现本发明的一些构思，作为本发明的示范实施例的更详细说明的前奏。

根据本发明，提供一种新的径向涡轮推进器。根据本发明的径向涡轮推进器包括：

-涡轮叶轮模块，所述涡轮叶轮模块包括在所述径向涡轮推进器的轴向方向上彼此对置的第一表面和第二表面；和

-被附接至所述涡轮叶轮模块的叶片模块，每一个叶片模块是单块材料，且包括本体部分和一个或更多个叶片，所述一个或更多个叶片被连接至所述本体部分且从所述本体部分在所述轴向方向上突出，并且至少一个所述叶片模块包括至少两个叶片。

所述涡轮叶轮模块的至少所述第一表面设有一个或更多个环状沟槽，所述一个或更多个环状沟槽在所述轴向方向上开口，且包含所述叶片模块的所述本体部分，从而在每一个所述沟槽中，所述叶片模块在周向方向上连续。

所述径向涡轮推进器还包括固定系统，所述固定系统用于将所述叶片模块的所述本体部分保持在所述一个或更多个环状沟槽中。

由于叶片模块的本体部分处于在轴向方向上开口的环状沟槽中，离心力不以与例如将径向叶片附接至毂部的外周的情况下相同的方式对上述固定系统施加应力。此外，与将每一个叶片分开地附接至毂部的情况下相比，固定系统更简单以构造，因为从固定系统的观点看尺寸相关的上述叶片模块有利地包括许多叶片。涡轮叶轮模块和叶片模块能够由不同材料制造。在许多情况下，上述径向涡轮推进器比由单块材料加工的对应径向涡轮推进器更便宜制造。此外，在叶片失效的情况下，仅需要替换损坏的叶片模块。

根据本发明，也提供一种用于制造径向涡轮推进器的新方法。根据本发明的方法包括：