FI103826B - Korkeapainepuhallin - Google Patents

Description

103826

Korkeapainepuhallin

Keksinnön tausta

Keksintö koskee korkeapainepuhallinta, joka käsittää ainakin yhden siipipyörän sekä moottorin ja tähän liittyvän vaihteiston siipipyörän käyttämi-5 seksi, jolloin siipipyörä on kiinnitetty suoraan vaihteiston ulostuloakselille. Keksinnön mukaisen puhaltimen käyttöalueita ovat kaikki ilman ja höyryn komprimointiin liittyvät käyttökohteet. Erityisen tärkeitä prosesseja, jossa tätä puhallinta käytetään, ovat ilmastus, flotaatio ja mekaaninen höyryn kompri-mointi.

10 Tavanomaisella tekniikalla toteutetulla korkeapainepuhaltimella, jossa on teräslevyrakenteinen siipipyörä erillisine siipipyörän vierintälaakerei-neen, päästään yhdessä portaassa parhaimmillaan muutaman kymmenen kPa.n paineenkorotukseen. Jotta saavutettaisiin suurempia paineenkorotuk-sia, on korkeapainepuhallin tätä tekniikkaa käytettäessä toteutettava kaksi- tai 15 useampiportaisena sarjaan kytkettynä systeeminä.

Määräävänä tekijänä tekniikan tason mukaisen korkeapainepuhal-timen mekaanisessa toteutuksessa on teräsmateriaalista valmistetun siipipyörän paino ja lujuus. Painava siipipyörä johtaa kompromissiin laakerimitoituk-sessa. Laakerien tulee sallia siipipyörän painosta johtuvat suuret rasitukset, ja 20 samanaikaisesti kestää suuresta pyörimisnopeudesta johtuvat keskipakoisvoimat ja lämmönmuodostus vierintäelimissä. Jotta taattaisiin puhaltimen joustava käyttö, tulee roottorisysteemin kriittisen pyörimisnopeuden olla käyt-töpyörimisnopeuden yläpuolella. Käytännössä tämä johtaa mitoitukseen, jossa vierintälaakerit ovat suhteellisen suuria, ja laakereissa syntyvä lämpö johde-25 taan pois tehokkaalla öljynkiertovoitelujärjestelmällä.

Edellä mainituista ominaisuuksista johtuen nykyiset korkeapaine-puhaltimet joudutaan toteuttamaan sekä yksi- että useampiportaisina versioina erillislaakeroinnilla, joko vierintä- tai liukulaakeroinnilla, sillä vaihteiston omat laakerit eivät kestä teräksisen siipipyörän aiheuttamia rasituksia. Niinpä esi-30 merkiksi kaksiportainen korkeapainepuhallin joudutaan toteuttamaan kahdella erillisellä sarjaan kytketyllä puhallinyksiköllä.

Keksinnön lyhyt selostus

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edellä kuvattujen epäkohtien poistaminen. Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella korkeapai- 2 103826 nepuhaltimella, jolle on tunnusomaista, että siipipyörä on muodostettu ainakin pääasiallisesti hiilikuitupohjaisesta komposiittimateriaalista.

Valmistamalla korkeapainepuhaltimen siipipyörä tai sen oleelliset komponentit hiilikuitupohjaisesta komposiittimateriaalista saadaan siipipyörän 5 paino laskemaan murto-osaan verrattuna teräksisen siipipyörän painoon. Kyseisestä materiaalista valmistettu siipipyörä voidaan kuitenkin mitoittaa yhtä lujaksi tai lujemmaksi kuin terässiipipyörä. Kevyt komposiittisiipipyörä voidaan asentaa suoraan käytetyn vakiovaihteiston toisio- eli ulostuloakselille ilman, että laakerirasitukset kasvavat liian suuriksi, vaikka puhallinta käytetään suu-10 rella maksimipyörimisnopeudella (> 6000 rpm).

Kun keksinnön mukainen puhallinratkaisu toteutetaan vaihteistolla, joka on edullisesti kartiovaihteisto, jossa on sen läpi menevä ulostuloakseli, ja siipipyörä järjestetään vaihteiston kummallekin puolelle kulloinkin suoraan mainitulle ulostuloakselille, saadaan myös siipipyörissä syntyvät aksiaalivoi-15 mat kumoamaan toisensa ja voidaan käyttää vaihteiston vakiolaakereita. Näin toteutetun ja siipipyörien ympärille järjestetyillä puhallinkoteloilla varustetun puhaltimen eri puolet voidaan myös kytkeä välikanavalla toisiinsa ja saada aikaan kaksiportainen puhallin, joka korvaa perinteisen kahdella erillisellä pu-haltimella toteutetun version. Puhallinta voidaan käyttää tietysti kahtena erilli-20 senä rinnan kytkettynä puhaltimena ilman edellä mainittua välikanavaa.

Vertaamalla erityisesti keksinnön mukaista kaksipäistä puhallinta perinteiseen kahdella puhaltimella toteutettuun kaksiportaiseen puhallinratkai-suun, esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan puuttuvan erillislaakeroinnin ansiosta 4 kpl laakereita pesineen ja kiertovoiteluyksiköineen kuten myös kytki-25 met vaihteiston ja siipipyörärakenteen välissä. Rakenne on kompakti, sen alustaksi käy yksinkertainen ja halpa teräsalusta, eikä asennuksessa tarvita eritasopetiratkaisuja. Lisäksi on huomattava, että kun siipipyörarakenne kytketään vaihteiston välityksellä moottoriin, ei tarvita taajuusmuuttajaa, joka on taas välttämätön ilman vaihteistoa toteutetuissa ratkaisuissa.

30 Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin yhden edullisen esimerkkito-teutuksen avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista korkeapainepuhallinta perspektiivikuvana; ja 35 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisessa puhaltimessa käytettyä kar- tiovaihteistoa leikattuna.

3 103826

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Piirustuksissa esitetyssä keksinnön mukaisessa edullisessa kor-keapainepuhaltimen toteutuksessa on käyttövoimanlähteenä toimiva moottori, edullisesti sähkömoottori 1, jonka roottoriakseli 2 on kytketty kartiovaihteiston 5 3 sisäänmeno- eli ensiöakseliin 4, joka on kohtisuorassa vaihteiston ulostulo-eli toisioakseliin 5 nähden. Ulostuloakselin 5 päät ulkonevat vaihteiston 3 molemmilta puolilta, ja molempiin päihin on kulloinkin asennettu suoraan ilman erillistä laakerointia kevyt siipipyörä 6 ja 7, joka ainakin pääasiallisesti on hiili-kuitupohjaista komposiittimateriaalia ts. ainakin sen siivet 6a, 7a ja päätylevyt 10 6b, 7b ovat mainittua materiaalia. Siipipyörän naparakenne 7c voi olla myös muuta materiaalia, esimerkiksi terästä. Tämä suora laakerointi tarkoittaa pelkästään vaihteiston 3 omien laakeroiden 8 ja 9 käyttämistä koko edellä kuvatun siipipyörärakenteen laakeroinnissa. Siipipyörät 6 ja 7 on ympäröity puhal-linkoteloilla 10 ja 11, ensimmäisen kotelon 10 paineaukko 12 on yhdistetty vä-15 likanavalla 13 toisen kotelon 11 imuaukkoon 14. Toisen kotelon paineaukko on osoitettu viitenumerolla 15 ja ensimmäisen kotelon imuaukko viitenumerolla 16. Kotelot 10 ja 11 on esitetty piirustuksessa osittain leikattuna. Edellä kuvattu puhallinrakenne kokonaisuudessaan on sijoitettu yksinkertaisen terä-salustan 17 päälle.

20 Piirustuksessa esitetty puhallin toimii yhdistävän välikanavan 13 ansoista kaksiportaisena puhaitimena. Poistamalla tämä välikanava 13 saadaan kaksi erillistä rinnan kytkettyä puhallinta.

Edellä keksintöä on selitetty vain sen yhden edullisen esimerkkito-teutuksen avulla. Alan ammattimies voi kuitenkin toteuttaa keksinnön mukai-25 sen puhaltimen ja sen yksityiskohdat usealla vaihtoehtoisella tavalla oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi siipipyörä voisi olla ainoastaan vaihteiston yhdessä päässä ja vaihteiston ulostuloakselissa voisi olla vain yksi ulostulopää. Vastaavasti voitaisiin ajatella useampia siipipyöriä vaihteiston akselin kummassakin päässä tai pelkästään yhdessä päässä. 30 Vaihteisto voi olla myös muutakin tyyppiä kuin kartiovaihteisto, esimerkiksi suorilla hampailla toteutettu, ja vaihteiston ensiö- ja toisioakselien keskinäiset suunnat toisiinsa nähden voidaan valita halutulla tavalla kuhunkin käyttökohteeseen sopiviksi. Lisäksi korkeapainepuhaltimen siipipyöriä ympäröivät ja niihin liittyvät rakenteet voidaan valita alussa mainittujen käyttökohteiden mu-35 kaisesti.

Claims (5)

1. Korkeapainepuhallin, joka käsittää ainakin yhden siipipyörän (6, 7. sekä moottorin (1) ja tähän liittyvän vaihteiston (3) siipipyörän käyttämiseksi, jolloin siipipyörä on kiinnitetty suoraan vaihteiston (3) ulostuloakselille (5), 5 tunnettu siitä, että siipipyörä (6, 7) on muodostettu ainakin pääasiallisesti hiilikuitupohjaisesta komposiittimateriaalista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen korkeapainepuhallin, tunnettu siitä, että vaihteistossa (3) on sen läpi menevä ulostuloakseli (5), ja että siipipyörä (6, 7) on järjestetty vaihteiston (3) kummallekin puolelle kulloin- 10 kin suoraan mainitulle ulostuloakselille.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen korkeapainepuhallin, tunnettu siitä, että vaihteisto (5) on kartiovaihteisto, jolloin vaihteiston en-siöakseli (4), johon moottori (1) kytketään, on kohtisuorassa vaihteiston ulos-tuloakseliin (5) nähden.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen korkeapainepu hallin, tunnettu siitä, että siipipyörien (6, 7) ympärille on järjestetty puhal-linkotelot (10, 11), jotka on yhdistettävissä toisiinsa välikanavalla (13).

4 103826

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen korkeapainepuhallin, tunnettu siitä, että välikanava (13) on johdettu yhden kotelon (10) 20 paineaukosta (12) toisen kotelon (11) imuaukkoon (14). 103826