[发明专利]模块化涡轮压缩机轴

说明书

一种模块化涡轮压缩机轴，包括：管状轴承部分，该管状轴承部分具有第一轴向端部和第二轴向端部；叶轮部分，该叶轮部分被安排在该管状轴承部分的第一轴向端部处；以及驱动部分，该驱动部分被安排在该管状轴承部分的第二轴向端部处。该管状轴承部分由硬质材料制成，并且与该管状轴承部分的硬质材料相比，该叶轮部分和/或该驱动部分由相对软质材料制成。该叶轮部分和/或该驱动部分至少部分地延伸到该管状轴承部分中并且牢固地连接到该管状轴承部分。该管状轴承部分、该叶轮部分和该驱动部分被配置成使得在该叶轮部分和/或该驱动部分组装到该管状轴承部分过程中发生的径向变形基本上被限于该驱动部分和/或该叶轮部分。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮压缩机的转子轴，并且尤其涉及用于高速涡轮压缩机的转子轴。

背景技术

US 4063850披露了一种具有涡轮压缩机的燃气涡轮机电机，该涡轮压缩机特别地包括：

-涡轮压缩机轴，也称为转子轴，该涡轮压缩机轴包括：

-管状轴承部分，该管状轴承部分具有第一轴向端部和与第一轴向端部相反的第二轴向端部，

-叶轮部分，该叶轮部分被安排在管状轴承部分的第一轴向端部处，以及

-驱动部分，该驱动部分被安排在管状轴承部分的第二轴向端部处，

-至少一个压缩级，该至少一个压缩机级被配置成用于压缩制冷剂，该至少一个压缩级包括连接到涡轮压缩机轴的叶轮部分的至少一个叶轮，

-径向轴承安排，该径向轴承安排被配置成用于可旋转地支撑管状轴承部分，以及

-轴向轴承安排，该轴向轴承安排被配置成用于在运行过程中限制涡轮压缩机轴的轴向移动。

根据US 4063850，管状轴承部分和驱动部分形成为一体部件，并且通过环形熔接接头连接到叶轮部分。

尽管与整体式涡轮压缩机轴相比，这种涡轮压缩机轴的制造成本较低，但由于使用硬质材料来制造驱动部分，因此这种涡轮压缩机轴的制造仍然是昂贵且耗时的。实际上，这种硬质材料由于其高表面硬度而难以加工。

此外，管状轴承部分与叶轮部分之间的连接部的所披露的熔接接头配置可能导致所述连接部断开，并因此可能损害这种涡轮压缩机轴的可靠性，尤其是当以非常高的速度驱动涡轮压缩机轴时。由于添加了特殊材料并且在接合过程中必须精确地控制温度分布，因此这种熔接接头的制造成本也可能很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的可以克服传统涡轮压缩机轴所遇到的缺点的涡轮压缩机轴。

本发明的另一目的是提供一种可靠并且制造容易且低成本的模块化涡轮压缩机轴。

根据本发明，这种模块化涡轮压缩机轴包括：

-管状轴承部分，该管状轴承部分具有第一轴向端部和与第一轴向端部相反的第二轴向端部，

-叶轮部分，该叶轮部分被安排在管状轴承部分的第一轴向端部处，以及

-驱动部分，该驱动部分被安排在管状轴承部分的第二轴向端部处，

其中管状轴承部分由硬质材料制成，并且与管状轴承部分的硬质材料相比，叶轮部分和/或驱动部分由相对软质材料制成，

其中叶轮部分和/或驱动部分至少部分地延伸到管状轴承部分中并且牢固地连接到管状轴承部分，并且

其中管状轴承部分、叶轮部分和驱动部分被配置成使得在叶轮部分和/或驱动部分组装到管状轴承部分过程中发生的径向变形基本上被限于驱动部分和/或叶轮部分。