[发明专利]压气机

说明书

本发明涉及一种压气机适用于气态流体并属于权利要求1前序部分的技术领域。

在EP0593797A1中公开了一种压气机，它是为压缩气体介质而设置的。该压气机具有一个带成型动叶片的压气机轮，其在气体介质流入的侧端设有外壳。该外壳与所有动叶片的端部相连接。该外壳不在动叶片的整个长度上延伸。在动叶片承受机械最高载荷的区域内不设置外壳，而外壳可以防止动叶片的振动或者至少有阻尼作用。

在专利文献CH 675279中公开了一个用于压气机的压气机轮，其由金属制成，同时，其动叶片是在压气机轮的轮毂上一体成形制造的。这种压气机轮原则上是完全借助昂贵的切削加工方法制造的。这个压气机轮具有一个相对大的质量，为了其运行必须花费相当大的能量。

另外公知的压气机具有一体式型料喷注制成的压气机轮。这些压气机轮部分设有纤维强化结构，然而至今普通的生产工艺仅可以实现一种所谓的短纤维的强化结构。这样结构的压气机轮只于以应用于圆周速度在最大400m/sec(米/秒)和运行温度在至最高为200℃。因为，用短纤维的强化不允许较高的应力载荷。

本发明如在独立的权利要求中标志的那样，解决了设置这样一个压气机的任务，该压气机具有一个塑料制作的压气机轮和尽管如此也能适用于相当高的运行温度。

可以看出，通过本发明实现的优点是，本压气机的运行温度和转数及依此其效率，相对于装有传统的塑料制压气机轮的压气机，是明显提高的，它能实现的运行温度可至约280℃且圆周速度可达660m/sec(米/秒)。

在压气机轮具有一个较轻的质量并可以相对简单的方式由不同的单个构件组装构成。在本压气机轮之一个特别优选的实施方案中，为了制作轮毂应用了一个预先制作的并碳素纤维强化的热塑性塑料带。在这个热塑性塑料带中、总是最佳地确保起强化作用的无头纤维之定位结构，因此，就能确保轮毂在相对高的运行温度和圆周速度情况下具有相当好的强度，由于压气机轮之相对较小的质量，因此它就只有一个较小的惯量矩，进而压气机在启动时以有利的短时间就可达到必需的运行转轮和因此很快地达到全有效功率。

本发明另外的结构方案是相关的权利要求的技术方案。

下面，本发明及其变型方案和由此可获得的优点借助其中仅描述一个可能实施方式的附图作详细阐述。附图中：

图1是通过带有压气机轮的第一实施方式的压气机的第一局部图；

图2是通过压气机轮的第一实施方式的第二局部图；

图3是通过带有压气机轮的第二实施方式的压气机之局部图；

图4是通过压气机轮的动叶片的第一实施方式的局部图，和

图5是通过压气机轮动的叶片的第二实施方式的局部图；

在所有附图中，相同作用的元件设有相同的参考偏号。所有直接理解本发明不必要的元件就不描述了。

图1表明通过一个压气机轮1的局部简图，该轮是为压缩气体流体，而设置的。该压气机轮1具有一个轮毂2，其由塑料制成。最好由一种用无端头纤维加强的热塑性材料制成。该轮毂2被固定在一个由金属制成的套筒3上。并可靠地防止转动和轴向地滑动。该轮毂2和套筒3具有一个共同的轴线4，它是压气机轮1的转轴。该套筒3具有一个中央通孔，它用于安装和固定未描述的压气机轮1的轴。在轮毂2之背离轴4的侧面上固定动叶片5。在动叶片5和未描述的包括压气机轮1的压气机壳体之间，设置未标明的流动通道，其中，流入气体介质在其中以公知的方式被加速和被压缩。

轮毂2由一种预制的并用无端头纤维加强的塑料带卷绕制成。作为塑料在此情况下特别适宜的有耐温的热塑材料，而为了加强则可应用碳素纤维。该轮毂2是按照一个与轮毂2之内轮廓相适应的原则如此卷绕的，即该碳素纤维安置在圆周方向上，因此在这个方向上引起轮毂2特别高的强度，依此就可实现压气机轮1的相对大的转数和进而使压气机实现相对大的效率。在卷绕期间，该热塑性材料带被短时间地加热并使相应在先铺置的带层被熔化。特别适用于这种按要求和可控的短时间加热是激光。这种形式的热塑材料卷绕方法应用激光作为能源是公知的。在卷绕过程结束以后，按上述原则如此预制的轮毂2被取下和按要求加工完毕。特别是，用于安装套筒3的开孔必须作补充加工和为此轮毂2的外部表面被抛光处理，以便使其可以作为安装表面和粘接表面应用于固定预制的动叶片5。