JP2017018956A - 回転アトマイザー用の軸流タービン - Google Patents
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Abstract
Description
ns=(ω・V0.5)/e0.75
V:入口における体積流量率(m3/秒)
e:固有の仕事(J/kg)
ω:回転速度(ラジアン/秒)
回転アトマイザー(38)の駆動タービン(1、10)用のタービンローター(17、25、26、27)であって、
a)ベルカップ(3、39)を取り付ける取り付けオプションを有する回転可能に支持されたタービンシャフト(2、17)と、
b)複数のタービン翼(34)を有する少なくとも1つの駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)と、
を備え、
前記タービンローター(17、25、26、27)を駆動させるために、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼(34)が、運転中に前記タービン翼(34)の上を流れる駆動流体を有し、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、前記タービン翼(34)の上の前記駆動流体の軸流に合わせて設計された、
ことを特徴とするタービンローター(17、25、26、27)。
a)複数の駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が連なって軸方向に配置され、
個々の前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)のそれぞれが、タービン翼の上の前記駆動流体の軸流に合わせて設計された複数の前記タービン翼(34)を有し、および/または、
b)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、一定の駆動長さを超えて軸方向に一緒に延び、一定の外径を有するタービン筐体(11)内に配置され、
前記タービン筐体(11)の外径と、前記駆動長さとの比が、0.4、0.5、0.6または0.625よりも大きく、および/または、1、0.9、0.8または0.780よりも小さく、および/または、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、一定の駆動長さを超えて軸方向に一緒に延び、所定の最大外径を有する固定子リング(7、8、28、29)によって取り囲まれ、
前記固定子リング(7、8、28、29)の外径と、前記駆動長さとの比が、0.4より大きく、および/または、0.5より小さい、
ことを特徴とする付記1に記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼(34)が、放射状の内側刃先と、放射状の外側刃先との間に、放射方向に一定の翼高を有し、
b)前記刃高が、0.5mm、1mm、2mm、5mmよりも大きく、および/または、60mm、50mm、25mm、20mm、15mm、10mmよりも小さく、および/または、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が異なる刃高を有し、前記刃高が、流れの方向に、および/または、前記回転アトマイザー(38)の噴霧方向とは反対向きに増大し、および/または、
d)これを行うために、前記駆動流体が、前記回転アトマイザー(38)の前記噴霧方向とは反対向きに前記タービン翼(34)上を流れるように、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼(34)が設計され、または、
e)これを行うために、前記駆動流体が、前記回転アトマイザー(38)の前記噴霧方向に向けて前記タービン翼(34)上を流れるように、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼が設計される、
ことを特徴とする付記1または2に記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)一方における前記タービン翼(4〜6、25〜27)の前記翼高と、他方における前記タービンシャフト(2、17)の直径との間の一定の比を備え、前記比が、0.01、0.012または0.015よりも大きく、および/または、3、2.5、2、1.5、1または0.5よりも小さく、および/または、
b)前記翼の一定の基本直径を備え、前記翼の前記基本直径が一定であり、および/または、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の一定の翼密度を備え、前記翼密度が、駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)あたり15、17または19タービン翼(34)よりも大きく、および/または、駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)あたり80、70または60タービン翼(34)よりも小さく、および/または、
d)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が異なる翼密度を有し、および/または、
e)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記翼密度が、流れの方向に、ある駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)から次の駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)に向けて増大し、または、
f)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記翼密度が、流れの方向とは反対方向に、ある駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)から次の駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)に向けて増大する、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、前記タービンシャフト(2、17)に着脱可能に配置された単一部位のリングまたは複数部位のリングとして設計され、および/または、
b)前記タービンシャフト(2、17)の前記リングが、具体的には、圧入または熱焼き嵌めによって、それにクランプされ、および/または、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼(34)が、創成的な製造プロセスによって作られ、および/または、
d)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)と前記タービンシャフト(2、17)とが、具体的には、前記タービンシャフト(2、17)の利用されていない部分の材料機械加工によって、一体物に形成された、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)ブレーキタービンホイール(18)に複数のタービン翼(34)が設けられ、前記タービンローターを停止させるために、前記ブレーキタービンホイール(18)の前記タービン翼(34)が、運転中にそれらの上を流れるブレーキ流体を有し得る、および/または、
b)前記ブレーキタービンホイール(18)が、前記ブレーキ流体の放射状の流れに合わせて設計され、および/または、
c)前記ブレーキタービンホイール(18)が、ペルトンタービンホイールであり、および/または、
d)前記ブレーキタービンホイール(18)が、2つの軸受点(32、33)の間、または、前記軸受点(32、33)の外側で、軸方向に配置され、および/または、
e)前記ブレーキタービンホイール(18)が、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)よりも著しく大きい直径を有する、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
前記駆動タービンホイールおよび/または前記ブレーキタービンホイール(18)のタービン翼(34)のそれぞれが、
a)対称なプロファイル、または、
b)準対称なプロファイル、または、
c)Sストロークプロファイル、または、
d)テーパプロファイル、
を有する、
ことを特徴とする付記1乃至6のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記駆動タービンホイールおよび/または前記ブレーキタービンホイール(18)の前記タービン翼(34)のそれぞれが、前記タービンローターの回転軸(37)に対して一定の入口角度(αIN)をもって並べられた前縁(35)を有し、および/または、
b)前記駆動タービンホイールおよび/または前記ブレーキタービンホイール(18)の前記タービン翼(34)のそれぞれが、前記タービンローターの回転軸(37)に対して一定の出口角度(αOUT)をもって並べられた後縁(36)を有し、および/または、
c)前記入口角度(αIN)と前記出口角度(αOUT)との和が、90°、100°または110°よりも大きく、および/または、160°、150°または145°よりも小さく、および/または、
d)±10°または±5°の許容差範囲を伴って、前記出口角度(αOUT)が前記入口角度(αIN)と等しく、および/または、
e)前記出口角度(αOUT)が、55°、60°または65°よりも大きく、および/または、85°、80°または75°よりも小さい、
ことを特徴とする付記1乃至7のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)斬新な前記タービンローターが、以下の公式を用いて計算され得る一定な固有の回転速度nSを有し、
nS=(ω・V0.5)/e0.75
V:入口における体積流量率(m3/秒)
e:固有の仕事(J/kg)
ω:回転速度(ラジアン/秒)
b)前記固有の回転速度nSが、0.4または0.3よりも小さく、および/または、0.07または0.1よりも大きい、
ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記タービンシャフト(2、17)が、ベアリング内に、いずれの場合にも、前記タービンシャフト(2、17)を回転可能に実装するための複数の軸受点(32、33)を有し、
b)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、両方の軸受点(32、33)の間に軸方向に配置された、
ことを特徴とする付記1乃至9のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記タービンシャフト(2、17)の前記軸受点(32、33)のそれぞれが、軸方向に一定の軸受長さを有し、
b)前記タービンシャフト(2、17)が一定のシャフト径を有し、
c)前記軸受長さが、前記シャフト径との特定の比にあり、
d)前記比が、0.6、0.7または0.8よりも大きく、および/または、1.4、1.3または1.2よりも小さい、
ことを特徴とする付記1乃至10のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記タービンシャフト(2、17)が、中空であり、かつ、2つのメインニードルおよび2つの返しを伴う塗料チューブを収容するのに十分なシャフト内径を有し、および/または、
b)前記タービンシャフト(2、17)が、中空であり、かつ、二成分材料用の2つの混合要素を収容するのに十分なシャフト内径を有し、および/または、
c)前記タービンシャフト(2、17)が、中空であり、かつ、18mm、19mmまたは20mmよりも大きな、および/または、22mm、21mmまたは20mmよりも小さなシャフト内径を有する、
ことを特徴とする付記1乃至11のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
a)前記軸受点(32、33)が、3cm、6cmまたは10cmよりも大きな、それらの間の軸方向の距離を有し、および/または、
b)前記タービンシャフト(2、17)が、軸方向において、15cm、14cmまたは13cmよりも短い、
ことを特徴とする付記9乃至12のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)。
付記1乃至13のいずれか1つに記載のタービンローター(17、25、26、27)を有する、回転アトマイザー(38)用の駆動タービン(1、10)。
a)一方における前記駆動タービンの機械的駆動力と、他方における供給された前記駆動流体の体積流量との間の比としての一定な固有の機械的駆動力を有し、前記固有の機械的駆動力が、0.6W・分/Nl、0.7W・分/Nl、0.8W・分/Nlまたは0.9W・分/Nlよりも大きく、および/または、
b)一方における前記駆動タービンの機械的駆動力と、他方における前記駆動タービン(1、10)の質量との間の比としての一定な固有の機械的駆動力を有し、前記比が、0.7W/g、0.8W/g、0.9W/gまたは1W/gよりも大きく、および/または、2W/g、1.7W/g、1.6W/gまたは1.5W/gよりも小さく、および/または、
c)一方における前記駆動タービンの機械的駆動力と、他方における前記駆動タービン(1、10)用に必要とされる構造スペースとの間の比としての一定な固有の機械的駆動力を有し、前記比が、1.5W/cm3、2W/cm3、1.5W/cm3よりも大きく、および/または、10W/cm3、6W/cm3、4.5W/cm3よりも小さく、および/または、
d)1000W、1200W、1300Wまたは1400Wよりも大きく、および/または、100kW、50kW、25kW、10kW、5kWまたは2kWよりも小さい機械的駆動力を有し、および/または、
e)具体的には、40000rpm以上60000rpm以下の回転速度、および、800Nl/分以上1200Nl/分以下の前記駆動流体の体積流量に対する50%、60%または70%よりも大きな熱効率を有し、および/または、
f)一方における機械的駆動力と、他方における前記入口と前記出口との間の圧力差との間の比としての、0.1、0.2、0.3または0.4W/mbarよりも大きな一定な固有の機械的駆動力を有する、
ことを特徴とする付記14に記載の駆動タービン(1、10)。
a)前記駆動流体を偏向させるために前記駆動タービン(1、10)が偏向リング(9、14)を有し、具体的には前記回転アトマイザー(38)の前記噴霧方向に対して直角方向に前記駆動流体が前記偏向リング(9、14)に横方向に入り、かつ、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の上を流れるために、前記偏向リング(9、14)から前記回転アトマイザー(38)の前記噴霧方向とは反対方向に出る、および/または、
b)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が環状の貫流断面を有し、前記偏向リング(9、14)が、前記環状の貫流断面の全体にわたって均等に前記駆動流体を分配し、および/または、
c)前記偏向リング(9、14)は、統合された、および/または、一体物として成型された固定子を有し、および/または、
d)前記偏向リング(9、14)と、前記ベルカップ(3、39)までの前記タービンシャフト(2、17)との間の環状ギャップを封止するために、前記偏向リング(9、14)が、封止部を作る、または、別個の封止部を包含する、
ことを特徴とする付記14または15に記載の駆動タービン(1、10)。
a)タービン筐体(11)と、
b)前記回転アトマイザー(38)によって放出される前記噴霧ジェットを形成するために、ガイド空気リングにガイド空気を供給する少なくとも1つのガイド空気ラインと、
を備え、
前記ガイド空気ラインが、少なくとも部分的には、前記タービン筐体(11)を貫通する、
ことを特徴とする付記14乃至16のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)。
a)前記タービンローターの回転可能な実装用の軸受ユニットと、
b)中空の前記タービンシャフト(2、17)の中に突き出し、かつ、具体的にはねじ止めによって前記軸受ユニットに固定される、塗布される前記コーティング材料を供給するための塗料チューブ、および/または、
c)中空の前記タービンシャフト(2、17)内で前記塗料チューブをセンタリングするための調節可能なセンタリング装置、
を備える、
ことを特徴とする付記14乃至17のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)。
ラジアルベアリング(13)、および/または、前記偏向リング(9、14)、および/または、前記タービンローターの一部を収容するための中間スリーブ(12)を備える、
ことを特徴とする付記14乃至18のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)。
a)タービン筐体(11)が設けられ、前記中間スリーブ(12)が金属、具体的にはアルミニウム、から作られている一方、前記タービン筐体(11)がプラスチック製であり、および/または、
b)前記中間スリーブ(12)が前記偏向リング(9、14)に前記駆動流体を供給し、および/または、
c)前記中間スリーブ(12)が前記駆動流体を偏向させ、前記駆動流体が前記噴霧方向に向けて前記中間スリーブ(12)に入り、かつ、横方向、具体的には前記中間スリーブ(12)から内側に向けて、前記噴霧方向に対して直角な方向に向かって出て、前記偏向リング(9、14)に向かって通過する、
ことを特徴とする付記19に記載の駆動タービン(1、10)。
複数の案内翼を有する少なくとも1つの固定子リング(7、8、28、29)を備え、
前記固定子リング(7、8、28、29)が、環状に前記タービンシャフト(2、17)を取り囲み、かつ、静止状態で配置される、
ことを特徴とする付記14乃至20のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)。
a)前記駆動タービン(1、10)を、前記駆動タービン(1、10)が実装される回転アトマイザー(38)と、機械的かつ流体的に接続するために、前記駆動タービン(1、10)に軸受フランジ(20)が取り付けられ、および/または、
b)前記軸受フランジ(20)が、接続側にある第一の接続水平面(E1)と、第二の接続水平面(E2)と、を有し、および/または、
c)前記軸受フランジ(20)の前記第一の接続水平面(E1)が、前記第二の接続水平面(E2)と軸方向に間隔を有し、および/または、
d)前記軸受フランジ(20)の前記第一の接続水平面(E1)が近位に配置され、かつ、前記第二の接続水平面(E2)が遠位に配置され、および/または、
e)前記軸受フランジ(20)の前記第一の接続水平面(E1)が、供給される空気、具体的には、ガイド空気、駆動空気、ベアリング空気およびブレーキ空気用の全ての供給空気接続部(LL1〜LL3、ML1〜ML2、BR1、MLL1)を包含し、および/または、
f)前記軸受フランジ(20)の前記第二の接続水平面(E2)が、空気の戻りフロー用の全ての排気空気接続部(AL_MLL1、AL_ML、AL_BR1)を包含し、および/または、
g)前記軸受フランジ(20)の前記第一の接続水平面(E1)が主としてリング形状に形成され、前記供給空気接続部(LL1〜LL3、ML1〜ML2、BR1、MLL1)が、リング上にあるリングの前面に配置され、および/または、
h)前記第二の接続水平面(E2)内の前記排気空気接続部(AL_MLL1、AL_ML、AL_BR1)が、前記第一の接続水平面(E1)のリング内の中央部に主として配置され、および/または、
i)前記軸受フランジ(20)の前記第二の接続水平面(E2)が、回転防止および塗料チューブのセンタリングのための、前記塗料チューブ側に実装された、フェザーキー(PF)を収容するフェザーキー溝を有し、および/または、
j)前記軸受フランジ(20)の前記第二の接続水平面(E2)に、塗料チューブを固定するための少なくとも1つのスレッドの組(GWE_T、GWE_FR)が取り付けられ、および/または、
k)前記軸受フランジ(20)の前記第二の接続水平面(E2)が、その遠位側に基本的に平坦な接触面を有し、および/または、
l)前記軸受フランジ(20)に、具体的には前記第二の接続水平面において、前記駆動タービンの前記回転速度を検出するための光導波路を通して供給するための、少なくとも1つのフィードスルーボア(LWL)が取り付けられ、および/または、
m)ブレーキ空気および/またはベアリング空気用の前記排気空気接続部(AL_MLL1、AL_BR1)が、他の前記排気空気接続部(AL_ML)に対して放射状外側にずれていて、および/または、
n)前記駆動空気用の前記排気空気接続部(AL_ML)が、好ましくは、他の前記排気空気接続部(AL_MLL1、AL_BR1)よりも、顕著に大きな断面積を有し、および/または、
o)前記駆動タービンを位置決めするために、前記軸受フランジの前記第一の接続水平面(E1)に、軸方向に整列して並べられたピン、および/または、そのような整列したピン用の軸方向に並べられた位置決めボアホールが取り付けられ、および/または、
p)前記排気空気接続部(LL1〜LL3、ML1〜ML2、BR1、MLL1)および/または前記排気空気接続部(AL_MLL1、AL_ML、AL_BR1)が軸方向の封止部によって封止される、
ことを特徴とする付記14乃至21のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)。
付記19または20に記載の、単一部品としての、中間スリーブ(12)、軸受ユニット、駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)、偏向リング(9、14)、固定子リング(7、8、28、29)または軸受フランジ(20)。
付記14乃至21のいずれか1つに記載の駆動タービン(1、10)を有する回転アトマイザー(38)。
回転アトマイザー(38)を駆動させるための軸流タービンの使用。
2 タービンシャフト
3 ベルカップ
4 ローターリング
5 ローターリング
6 ローターリング
7 固定子リング
8 固定子リング
9 偏向リング
10 駆動タービン
11 タービン筐体
11’ カバー
12 中間スリーブ
13 ラジアルベアリング
14 偏向リング
15 タービンユニット
16 ラジアル軸ベアリング
17 タービンシャフト
18 ブレーキタービンホイール
19 スペーサーリング
20 軸受フランジ
21 ガイド空気ノズル
22 フィードスルー
23 フィードスルー
24 ラジアルボアホール
25 ローターリング
26 ローターリング
27 ローターリング
28 固定子リング
29 固定子リング
30 環状溝
31 環状溝
32 軸受点
33 軸受点
34 タービン翼
35 タービン翼の前縁
36 タービン翼の後縁
37 軸方向
38 回転アトマイザー
39 ベルカップ
40 バルブユニット
41 電極リング
α 貫流断面の拡幅角
αIN タービン翼の入口角度
αOUT タービン翼の出口角度
LL1 ガイド空気用の供給空気接続部1
LL2 ガイド空気用の供給空気接続部2
LL3 ガイド空気用の供給空気接続部3
ML1 モーター空気用の供給空気接続部1
ML2 モーター空気用の供給空気接続部2
GWE_T タービン用のスレッド挿入部
GWE_FR 塗料チューブ用のスレッド挿入部
E1 第一の接続水平面
E2 第二の接続水平面
AL_MLL1 モーターベアリング空気用の排気空気接続部1
AL_ML モーター空気用の排気空気接続部
AL_BR1 ブレーキ空気用の排気空気接続部1
BR1 ブレーキ空気用の供給空気接続部1
MLL1 モーターベアリング空気用の供給空気接続部1
LWL 光導波路用のボアホール
PF フェザーキー
ZS センタリングピン
Claims (1)
- 回転アトマイザー(38)の駆動タービン(1、10)用のタービンローター(17、25、26、27)であって、
a)ベルカップ(3、39)を取り付ける取り付けオプションを有する回転可能に支持されたタービンシャフト(2、17)と、
b)複数のタービン翼(34)を有する少なくとも1つの駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)と、
を備え、
前記タービンローター(17、25、26、27)を駆動させるために、前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)の前記タービン翼(34)が、運転中に前記タービン翼(34)の上を流れる駆動流体を有し、
c)前記駆動タービンホイール(4〜6、25〜27)が、前記タービン翼(34)の上の前記駆動流体の軸流に合わせて設計された、
ことを特徴とするタービンローター(17、25、26、27)。
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