[发明专利]用于循环环境大气的循环装置及这种循环装置的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于循环环境大气的循环装置，循环装置具有多个构件，多个构件至少包括用于将循环装置连接到驱动装置的轴，与轴连接的叶片载体和设置在叶片载体上用于对大气施加流脉冲的多个叶片，其中轴和叶片载体之间的连接以及叶片载体和多个叶片之间的连接均刚性地实现用于共同旋转，以将驱动力矩从轴传递到叶片，并且叶片载体和多个叶片均实现为CFC构件或部分硅化的CFC构件，两个连接中的至少一个以这样方式实现：待相互连接的两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件通过连接系统以紧配合的方式相互连接，连接系统排他地具有由CFC、至少部分硅化的CFC或石墨构成的连接元件，并且连接系统具有由CFC材料或至少部分硅化的CFC材料构成的弹簧元件。

本发明的主题，除其在循环装置上的实现之外，还包括待相互连接的两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件之间通过连接系统的连接，两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件以紧配合的方式相互连接，连接系统排他地具有由CFC、至少部分硅化的CFC或石墨构成的连接元件，还具有由CFC材料或至少部分硅化的CFC材料构成的弹簧元件。基本上，只要在CFC构件之间或至少部分硅化的CFC构件之间实现持久的紧配合，本发明的主题均能够实现。

可选地，本发明涉及一种用于循环大气的循环装置，循环装置具有多个构件，多个构件至少包括用于将循环装置连接到驱动装置的轴，与轴连接的叶片载体和设置在叶片载体上用于对大气施加流脉冲的多个叶片，其中轴和叶片载体之间的连接以及叶片载体和多个叶片之间的连接均刚性地实现用于共同旋转，以将驱动力矩从轴传递到叶片，并且叶片载体和多个叶片均实现为CFC构件或至少部分硅化的CFC构件，两个连接中的至少一个以这样方式实现：待相互连接的两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件通过紧配合连接或型面配合连接进行相互连接，通过形成在构件之间的连接区域内的材料结合连接确保紧配合或型面配合连接。

本发明的主题，除其在循环装置上的实现之外，还包括待相互连接的两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件之间的连接，其中，构件通过紧配合或型面配合连接进行相互连接，通过形成在构件之间的连接区域内的材料结合连接确保紧配合或型面配合连接。基本上，只要在CFC构件之间或至少部分硅化的CFC构件之间实现持久的紧配合连接，本发明的主题均能够实现。

特别优选的是，材料结合连接具有包含硅的连接材料。

进一步地，本发明涉及一种用于生产循环装置的方法，其中，为了在待相互连接的两个CFC构件或至少部分硅化的CFC构件之间形成连接，首先，在构架之间形成紧配合或型面配合连接，然后，在紧配合或型面配合连接的构件之间的连接区域内，形成具有连接材料的材料结合连接。优选地，连接材料包含硅。

例如，上述类型的循环装置用于在工业炉中循环或均匀地混合炉内气氛。这种熔炉用于进行热处理，例如，在熔炉中，碳材料经受高温热解或者碳组分被碳化或石墨化。

不考虑工业炉内发生的个别过程，由于炉内气氛不时达到2000℃或者更高的温度，在工业炉内中使用的循环装置承受大量的热应力。由于这些高温热应力，现在通常将具有特别低的热膨胀系数的材料用于循环装置，以限制所使用的材料中的热诱导张力。由于其耐高温性和低重量，碳纤维增强碳(CFC)和硅化碳纤维增强碳(CMC)已被证明是特别适用于循环装置的结构材料，其中CFC构造构件的硅化在本质上对其表面造成了影响。但是，问题是，由于其纤维定向，碳纤维增强碳展示出明显的各向异性，使CFC在纤维方向的热膨胀系数远低于其在垂直于纤维方向的热膨胀系数。因此，在CFC构件之间通过螺纹连接装置形成的连接中，如果CFC构件和连接螺栓的纤维定向相互交叉，在螺纹连接装置的区域内会产生显著的机械张力，其中，螺纹连接装置包括由CFC、CMC或石墨构成的连接元件，例如由CFC或CMC制成且通过石墨螺母夹在CFC构件上的螺栓。由于CFC特别是在纤维之间的区域内具有极多孔形式，这些张力会引发螺纹连接装置区域内的沉降现象，致使CFC构件之间起初以紧配合方式作用的螺纹连接在温度应力的过程中变得松动，并且发生构件失效。

防止该构件失效的一种可能是根据产生的温度应力定义维修周期，以能够在构件失效之前及时地更换螺纹连接装置。由于对循环装置进行维修或检查以及特别是可能的必须的修理伴随大量工作，因此本发明的目的在于增强循环装置并且提出一种用于生产循环装置的方法，以使在循环装置的CFC构件之间或至少部分硅化的CFC构件(即通常在表面区域硅化的CFC构件)之间的永久的紧配合连接成为可能。

为了实现这个目的，根据本发明的循环装置具有权利要求1的特征。