JP4927738B2 - Drive spindle - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

本出願は、駆動スピンドルに関し、具体的には、回転式噴霧器駆動スピンドル、さらに、このような駆動スピンドルを含む回転式噴霧器に関する。本出願は、さらに、このような駆動スピンドルに使用されるタービン回転子に関する。   The present application relates to drive spindles, and in particular, to rotary atomizer drive spindles and further to rotary atomizers including such drive spindles. The present application further relates to a turbine rotor used in such a drive spindle.

回転式噴霧器は、物質を微粒子状にして対象物に吹き付けるのに使用される。様々な回転式噴霧器に共通する用途の1つとして、塗料の吹き付けがある。
回転式噴霧器は、一般的に、物質を供給源から噴霧ベルへと供給する供給路を備えている。噴霧ベルは、供給源からの物質を分散もしくは霧化し、分散もしくは霧化した物質を対象物に向けて噴射するように機能するものである。噴霧ベルは回転駆動されるため、噴霧ベルには駆動力が供給されなければならない。近年、より高性能な回転式噴霧器の需要が増加してきている。具体的には、塗料吹き付け産業において使用される回転式噴霧器として、より迅速に塗料を吹き付けることが可能な回転式噴霧器、すなわち、1分間あたりにより多くの塗料を吹き付けられるように、より大きな塗料のスループットをもたらす噴霧器の需要が増加してきている。これら回転式噴霧器もしくは塗料噴霧器の多くは、静電装置であり、装置と対象物との間に高電圧が印加され、霧化された塗料などの物質を対象物に引き寄せるものである。
A rotary atomizer is used to spray a substance into a fine particle. One application common to various rotary atomizers is spraying paint.
A rotary atomizer typically includes a supply path for supplying material from a source to a spray bell. The spray bell functions to disperse or atomize a substance from a supply source and to inject the dispersed or atomized substance toward an object. Since the spray bell is rotationally driven, a driving force must be supplied to the spray bell. In recent years, the demand for higher performance rotary atomizers has increased. Specifically, as a rotary sprayer used in the paint spraying industry, a rotary sprayer capable of spraying paint more quickly, that is, a larger paint so that more paint can be sprayed per minute. There is an increasing demand for nebulizers that provide throughput. Many of these rotary sprayers or paint sprayers are electrostatic devices, and a high voltage is applied between the device and an object to attract an atomized material such as paint to the object.

本発明の目的は、回転式噴霧器駆動スピンドル、さらに回転式噴霧器、そして回転式噴霧器に良好な性能をもたらす部品を提供することである。
本発明の一局面によって提供されるのは、回転式噴霧器の一部として使用される回転式噴霧器駆動スピンドルであって、駆動スピンドルは、タービンを支持するシャフトと、本体であって、本体に対してシャフトを回転駆動するためにタービンにガスを供給する少なくとも1つの供給路を有する本体とを備えている。
It is an object of the present invention to provide a rotary atomizer drive spindle, as well as a rotary atomizer, and components that provide good performance for the rotary atomizer.
Provided by one aspect of the present invention is a rotary atomizer drive spindle used as part of a rotary atomizer, the drive spindle comprising a shaft supporting a turbine and a body, with respect to the body And a main body having at least one supply passage for supplying gas to the turbine for rotationally driving the shaft.

いくつかの実施形態では、タービンは、ディスク形状もしくはリング形状の回転子体部と、複数のブレードであって、回転子体部のほぼ平らな面の1つから突出し、隣り合うブレードの対によって、タービンを通るほぼ半径方向のガス通路を形成する複数のブレードと、使用時にガスがスピンドル本体からタービンに向かって流れるノズル部を有する少なくとも1つの供給路とを備え、ノズルは、出口を備え、ノズル部を通るガス通路の断面積は、ノズルの入口から出口へ単調減小する。   In some embodiments, the turbine includes a disk-shaped or ring-shaped rotor body portion and a plurality of blades that protrude from one of the generally flat surfaces of the rotor body portion and are paired by adjacent blades. A plurality of blades forming a generally radial gas passage through the turbine and at least one supply passage having a nozzle portion in use when gas flows from the spindle body toward the turbine, the nozzle comprising an outlet; The cross-sectional area of the gas passage through the nozzle portion decreases monotonically from the inlet to the outlet of the nozzle.

タービンは、反動タービンであってもよい。本明細書において、反動タービンという表現は、タービンの入口から出口へ向かってガスの圧力を次第に減小させることで少なくとも特定のトルク、すなわち駆動力を発生するタービンを指すのに使用される。反動タービンを使用することで、回転式噴霧器を通過する物質のスループットに関して、回転式噴霧器の効率は、一般的に、衝動タービンを使用する場合に比べて向上し得る。尚、衝動タービンは、ガスの噴流をタービンのブレードに直接当てることで駆動力を発生するタービンである。   The turbine may be a reaction turbine. In this specification, the term reaction turbine is used to refer to a turbine that generates at least a specific torque, ie, driving force, by gradually reducing the pressure of the gas from the inlet to the outlet of the turbine. By using a reaction turbine, the efficiency of the rotary atomizer with respect to the throughput of material passing through the rotary atomizer can generally be improved compared to using an impulse turbine. The impulse turbine is a turbine that generates a driving force by directly applying a jet of gas to a blade of the turbine.

タービンは、複数のブレードを備え、隣り合うブレードの対によって、タービンを通るガス通路が形成されていてもよい。少なくとも1つのガス通路が、第1の端部から第2の端部へと断面積が減小する第1の部分を備え、第1の端部が、第2の端部よりもタービンの入口に近くなるようにタービンは構成されてもよい。   The turbine may include a plurality of blades, and a pair of adjacent blades may form a gas passage through the turbine. The at least one gas passage includes a first portion having a reduced cross-sectional area from the first end to the second end, the first end being the inlet of the turbine rather than the second end. The turbine may be configured to be close to

タービンの部分を通るガス通路の断面積が減小することで、タービンを反動タービンとして機能させることができる。
前記少なくとも1つのガス通路が、第1の端部から第2の端部へと断面積が増大する第2の部分を備え、第1の端部が、第2の端部よりもタービンの入口に近くなるようにタービンは構成されてもよい。第2の部分は、第1の部分よりもタービンの入口から離れていてもよい。
By reducing the cross-sectional area of the gas passage through the portion of the turbine, the turbine can function as a reaction turbine.
The at least one gas passage includes a second portion having a cross-sectional area that increases from a first end to a second end, the first end being the inlet of the turbine rather than the second end. The turbine may be configured to be close to The second portion may be further from the turbine inlet than the first portion.

タービンは、回転子体部と、回転子体部に設けられた複数のブレードとを備えてもよい。回転子体部は、ほぼディスク形状、もしくは、ほぼリング形状であってもよい。
好ましくは、ブレードは、互いに同一の形状及び寸法を有しているとよい。好ましくは、ガス通路は、互いに同一の形状及び寸法を有しているとよい。
The turbine may include a rotor body part and a plurality of blades provided in the rotor body part. The rotor body may be substantially disk-shaped or substantially ring-shaped.
Preferably, the blades have the same shape and dimensions. Preferably, the gas passages have the same shape and dimensions.

好ましくは、隣り合うブレードにそれぞれ対面するブレードの面は、一方向上においては湾曲し、他の一方向上においては実質的に平らであるとよい。この湾曲によって、所望のブレード形状と所望のガス通路断面とを得ることができ、湾曲を一方向上に限定することで機械加工が容易となる。   Preferably, the face of the blade that faces each adjacent blade is curved in one improvement and substantially flat in the other improvement. By this curvature, a desired blade shape and a desired gas passage cross section can be obtained, and machining is facilitated by limiting the curvature to one improvement.

いくつかの実施形態では、ブレードは、ほぼディスク形状、もしくは、ほぼリング形状の回転子体部のほぼ平らな面の1つから突出していてもよい。このような場合、対面するブレードの面は、ほぼ半径方向上においては湾曲し、ほぼ軸方向上においては実質的に平らであってもよい。   In some embodiments, the blade may protrude from one of the generally flat surfaces of the generally disk-shaped or generally ring-shaped rotor body. In such a case, the faces of the facing blades may be curved in a substantially radial direction and substantially flat in a substantially axial direction.

タービンブレードは、翼形状を有していてもよい。ガスがブレードの周囲及びブレードの間を流れると、翼効果、すなわち“揚力”によって駆動力が発生し得る。
タービンブレードは、広い範囲の異なる作動条件下において層流を維持するように寸法と形状とが設定されているとよい。
The turbine blade may have a blade shape. As the gas flows around and between the blades, a driving force can be generated by the wing effect, or “lift”.
The turbine blade may be sized and shaped to maintain laminar flow under a wide range of different operating conditions.

タービンは、損失の減小を促進する少なくとも1つの表面特徴を備えているとよい。表面特徴は、損失の減小を促進する凹部、開口、溝のいずれか1つ、もしくは、これらの任意の組み合わせを備えてもよい。一般的に、表面特徴は、タービンにおける非機能面に設けられる。非機能面という表現は、駆動力の発生においてガスが通過する必要がない、もしくはガスが通過すべきでない表面を指すのに用いられている。1つの例においては、各ブレードは、ほぼ軸方向の開口、もしくは、ほぼ軸方向に延在する止まり凹部を設けられてもよい。別の例においては、周方向に延びる溝が、タービンの外側曲面に設けられていてもよい。タービンの部材を除去することによって表面特徴を得た場合には、重量及び/もしくは極慣性モーメントが低減するというさらなる利点を得ることができる。   The turbine may include at least one surface feature that facilitates loss reduction. The surface features may comprise any one of recesses, openings, grooves, or any combination thereof that facilitates loss reduction. Generally, surface features are provided on non-functional surfaces in the turbine. The expression non-functional surface is used to refer to a surface where gas does not need to pass or should not pass through in generating driving force. In one example, each blade may be provided with a substantially axial opening or a stationary recess extending substantially in the axial direction. In another example, a circumferentially extending groove may be provided on the outer curved surface of the turbine. When surface features are obtained by removing turbine components, the additional advantage of reduced weight and / or moment of inertia can be obtained.

タービンは、半径方向の動力供給を受けるタービンであってもよい。
少なくとも1つの供給路は、使用時に、ガスがスピンドルの本体からタービンに向かって流れるノズル部を備えていてもよい。ノズル部は、スロートを備えていてもよい。本明細書では、スロートという表現は、ノズルの比較的広い入口端部と比較的広い出口端部との間におけるノズル通路の比較的狭い部分を指すのに用いられている。
The turbine may be a turbine that receives a radial power supply.
The at least one supply path may comprise a nozzle portion through which gas flows from the main body of the spindle toward the turbine in use. The nozzle part may be provided with a throat. As used herein, the expression throat is used to refer to a relatively narrow portion of the nozzle passage between a relatively wide inlet end and a relatively wide outlet end of the nozzle.

ノズル部を通るガス通路の断面積は、スロートに向かって単調減小してもよい。好ましくは、ノズル部を通るガス通路の断面積は、ノズルの入口からスロートへと単調減小するとよい。ノズルの幅は、断面積に所望の減小をもたらすように単調減小してもよい。   The cross-sectional area of the gas passage passing through the nozzle portion may be monotonously decreased toward the throat. Preferably, the cross-sectional area of the gas passage through the nozzle portion may be monotonously reduced from the nozzle inlet to the throat. The width of the nozzle may be monotonically reduced to provide the desired reduction in cross-sectional area.

ノズルを通る通路は、一部が吸引面で形成され、一部が圧力面で形成されてもよい。吸引面は、ノズルを通過するガスの圧力が最も低くなり得る面であり、圧力面は、ノズルを通過するガスの圧力が最も高くなり得る面である。吸引面は、連続的に湾曲していてもよい。   The passage through the nozzle may be partially formed with a suction surface and partially formed with a pressure surface. The suction surface is a surface where the pressure of the gas passing through the nozzle can be lowest, and the pressure surface is a surface where the pressure of the gas passing through the nozzle can be highest. The suction surface may be continuously curved.

好ましくは、ノズル通路の一方の寸法を減小させつつ、この通路の他方の寸法を実質的に一定に保ったままで、ノズル断面の減小が達成されるとよい。このようにノズル断面の減小を達成することで、機械加工が容易となる。   Preferably, a reduction in the nozzle cross-section is achieved while reducing one dimension of the nozzle passage while keeping the other dimension of the passage substantially constant. By achieving reduction in the nozzle cross section in this way, machining becomes easy.

ノズルは、スピンドルの基軸に対して垂直な一平面上における弧状路に沿って延びていてもよい。
好ましくは、ノズルの出口は、タービンを通る複数のガス通路にガスを同時に供給するように形成されているとよい。
The nozzle may extend along an arcuate path on a plane perpendicular to the spindle base axis.
Preferably, the nozzle outlet is configured to simultaneously supply gas to a plurality of gas passages through the turbine.

好ましくは、タービンにガスを供給し、それによってタービンを駆動する複数のノズルがあるとよい。
スピンドル本体は、1つのノズルもしくは複数の各ノズルにガスを供給するように形成されたガス供給室を備えるとよい。
Preferably, there are a plurality of nozzles that supply gas to the turbine and thereby drive the turbine.
The spindle body may include a gas supply chamber formed to supply gas to one nozzle or each of a plurality of nozzles.

ガス供給室の体積は、十分なガスの供給を確実にノズルにもたらすように選定されればよい。装置の目標作動温度は、ガス供給室の寸法の選定に影響を及ぼし得る1つの要因である。   The volume of the gas supply chamber may be selected to ensure that sufficient supply of gas is provided to the nozzle. The target operating temperature of the device is one factor that can affect the choice of gas supply chamber dimensions.

スピンドルの軸方向におけるガス供給室の奥行きは、スピンドルの軸方向における、1つのノズルもしくは複数の各ノズルの奥行きに対して異なっていてもよい。
ノズルの断面積は、タービンへの入力を調節するように選定されてもよい。ノズルの幅及び奥行きは、個別に選定されてもよい。
The depth of the gas supply chamber in the axial direction of the spindle may be different from the depth of one nozzle or each of the plurality of nozzles in the axial direction of the spindle.
The cross-sectional area of the nozzle may be selected to adjust the input to the turbine. The width and depth of the nozzles may be selected individually.

ノズルの数及びブレードの数は、所望の力と所望の他の特性とがもたらされるように選定されてもよい。複数のノズルがある場合には、これら複数のノズルの角距離は、実用上の問題に適合するように選定されてもよい。   The number of nozzles and the number of blades may be selected to provide the desired force and other desired characteristics. If there are multiple nozzles, the angular distances of these multiple nozzles may be selected to suit practical problems.

タービンの後部は、速度検出システムに使用される表示器を支持するのに使用されてもよい。この速度検出システムは、例えば、光学式であってもよいし、磁気式であってもよい。   The rear of the turbine may be used to support an indicator used in the speed detection system. This speed detection system may be, for example, an optical type or a magnetic type.

タービンは、スピンドル本体に対してどちらか一方の方向を向いて配置されてもよい。つまり、ブレードは、軸受の方向に向いていてもよいし、軸受の反対方向に向いていてもよい。   The turbine may be arranged in either direction with respect to the spindle body. That is, the blade may be directed in the direction of the bearing or may be directed in the opposite direction of the bearing.

スピンドル本体は、タービンの出口からガスを排出するための少なくとも1つの排気路を含む排気系を備えてもよい。この排気系は、タービンの出口と排気系の出口との間に排気収集室を備えてもよい。この排気収集室は、排気ガスを減速させ、スピンドルからのガス通路の圧力を緩和するのに貢献し得る。好ましくは、排気系は、タービンの出口から排気収集室に排気を供給するための少なくとも1つの排気収集路と、排気ガスを排気収集室から外部へ流出させるための複数の排気出口路とを備えるとよい。   The spindle body may include an exhaust system that includes at least one exhaust passage for exhausting gas from an outlet of the turbine. The exhaust system may include an exhaust collection chamber between the turbine outlet and the exhaust outlet. This exhaust collection chamber can contribute to slowing the exhaust gas and relieving the pressure in the gas passage from the spindle. Preferably, the exhaust system includes at least one exhaust collection passage for supplying exhaust from the turbine outlet to the exhaust collection chamber, and a plurality of exhaust outlet passages for letting exhaust gas flow out of the exhaust collection chamber. Good.

排気収集室は、排気ガスの流出方向が変化しなければならない位置に設けられていてもよい。例えば、収集室は、ほぼ軸方向に流れる排気ガスを一方向から受け入れ、ほぼ軸方向に流れる排気ガスを反対方向から排出するように形成されてもよい。排気収集室は、スピンドル本体の部材を機械加工して設けられてもよい。   The exhaust collection chamber may be provided at a position where the exhaust gas outlet direction must change. For example, the collection chamber may be configured to receive exhaust gas flowing substantially in the axial direction from one direction and exhaust exhaust gas flowing substantially in the axial direction from the opposite direction. The exhaust collection chamber may be provided by machining a member of the spindle body.

排気系は、乱流及び/もしくは背圧の発生を抑制もしくは防止して、タービン通過前後における圧力低下を最大にするように設計されてもよい。
少なくとも1つの排気路は、ガス供給室の近傍にありながら、ガス供給室から半径方向に変位した箇所において、スピンドルの本体を通り抜けてもよい。前記少なくとも1つの排気路は、ガス供給室の半径方向の内側にてガス供給室を通ってもよい。少なくとも1つの排気路をガス供給室の半径方向の内側にてガス供給室に通すことで、小型設計が可能となる。上述のように、ガス供給室の軸方向の奥行きがノズルの軸方向の奥行きよりも大きくなるようにガス供給室の軸方向の奥行きを変化させることで、ガス供給室に適切な体積を確保することができる。
The exhaust system may be designed to suppress or prevent the generation of turbulence and / or back pressure to maximize the pressure drop before and after passing through the turbine.
The at least one exhaust passage may pass through the main body of the spindle at a location displaced in the radial direction from the gas supply chamber while being in the vicinity of the gas supply chamber. The at least one exhaust passage may pass through the gas supply chamber on the radially inner side of the gas supply chamber. By passing at least one exhaust passage through the gas supply chamber on the inner side in the radial direction of the gas supply chamber, a compact design is possible. As described above, an appropriate volume is ensured in the gas supply chamber by changing the axial depth of the gas supply chamber so that the axial depth of the gas supply chamber is larger than the axial depth of the nozzle. be able to.

駆動スピンドルは、空気軸受スピンドルであってもよい。本体は、内部でシャフトを回転可能に軸支した空気軸受を備えてもよい。
1つのノズルの形状、もしくは各ノズルの形状は、表1に示された座標値によって実質的に決められてもよい。
The drive spindle may be an air bearing spindle. The main body may include an air bearing that rotatably supports the shaft therein.
The shape of one nozzle, or the shape of each nozzle, may be substantially determined by the coordinate values shown in Table 1.

1つのノズルの形状、もしくは各ノズルの形状は、表1に示された座標値に対して0.01差以内にある各座標値によって決められてもよい。
1つのブレードの形状、もしくは各ブレードの形状は、表2に示された座標値によって実質的に決められてもよい。
The shape of one nozzle or the shape of each nozzle may be determined by each coordinate value within 0.01 difference with respect to the coordinate value shown in Table 1.
The shape of one blade, or the shape of each blade, may be substantially determined by the coordinate values shown in Table 2.

1つのブレード、もしくは各ブレードの形状は、表2に示された座標値に対して0.01差以内にある各座標値によって決められてもよい。
スピンドル本体は、本体部と、スペーサリングと、タービン駆動リングと、後部カバーとを備えていてもよい。ノズルの一部は、タービン駆動リングによって形成されてもよい。ガス供給室の一部は、タービン駆動リングによって形成されてもよい。スペーサリングは、ノズルの境界及び/もしくはガス供給室の境界を塞ぐように機能してもよい。排気収集室は、本体部に設けられた凹部によって形成されてもよい。排気収集室の別の面は、スペーサリングによって形成されてもよい。排気路及びガス供給路は、本体部、スペーサリング、タービン駆動リング、後部カバーのうちの1つもしくは複数に設けられた適切な開口によって形成されてもよい。
The shape of one blade or each blade may be determined by each coordinate value within 0.01 difference with respect to the coordinate values shown in Table 2.
The spindle body may include a body portion, a spacer ring, a turbine drive ring, and a rear cover. A portion of the nozzle may be formed by a turbine drive ring. A part of the gas supply chamber may be formed by a turbine drive ring. The spacer ring may function to block the nozzle boundary and / or the gas supply chamber boundary. The exhaust collection chamber may be formed by a recess provided in the main body. Another surface of the exhaust collection chamber may be formed by a spacer ring. The exhaust passage and the gas supply passage may be formed by appropriate openings provided in one or more of the main body portion, the spacer ring, the turbine drive ring, and the rear cover.

先端隙間は、タービンブレードとスペーサリングとの間に形成されてもよい。この先端隙間によって、漏れによる損失の低減を最小限にすることが可能である。
いくつかの実施形態では、複数のタービンが設けられてもよい。これら複数のタービンは、各タービンの後部同士を向かい合わせて設けられてもよいし、一方のタービンの後部と他方のタービンの前部とを向かい合わせて設けられてもよい。
The tip clearance may be formed between the turbine blade and the spacer ring. This tip clearance can minimize the loss reduction due to leakage.
In some embodiments, multiple turbines may be provided. The plurality of turbines may be provided with the rear portions of each turbine facing each other, or may be provided with the rear portion of one turbine facing the front portion of the other turbine.

好ましくは、回転式噴霧器は、塗料噴霧器として使用するのに適しているとよい。
本発明の別の局面によって提供されるのは、回転式噴霧器であって、上記で定義した駆動スピンドルと、基軸の周りを回転可能であり、対象物にほぼ向かって流動する小粒子の円錐カーテンを噴射するように形成された釣鐘形状部材と、小粒子を生成し得る物質を貯蔵源から釣鐘形状部材へと供給するための供給路とを備えている。
Preferably, the rotary sprayer is suitable for use as a paint sprayer.
Another aspect of the present invention provides a rotary atomizer, a drive spindle as defined above, and a conical curtain of small particles that can rotate about a base axis and flow generally toward an object. And a supply channel for supplying a substance capable of generating small particles from a storage source to the bell-shaped member.

本発明のさらに別の局面によって提供されるのは、回転式塗料噴霧器駆動スピンドルであって、タービンを支持するシャフトと、本体であって、ガスをタービンに供給し、本体に対してシャフトを回転駆動するための少なくとも1つの供給路を有する本体とを備えている。   According to yet another aspect of the present invention, there is provided a rotary paint sprayer drive spindle comprising a shaft that supports a turbine and a body that supplies gas to the turbine and rotates the shaft relative to the body. And a main body having at least one supply path for driving.

本発明のさらなる局面によって提供されるのは、回転式塗料噴霧器の空気軸受駆動スピンドルであって、タービンを支持するシャフトと、本体であって、ガスをタービンに供給し、本体に対してシャフトを回転駆動するための少なくとも1つの供給路を有する本体とを備えている。   Provided by a further aspect of the present invention is an air bearing drive spindle of a rotary paint sprayer comprising a shaft supporting a turbine and a body for supplying gas to the turbine, the shaft being against the body. And a main body having at least one supply path for rotational driving.

本発明のさらなる局面によって提供されるのは、回転式噴霧器駆動スピンドルのタービン回転子であって、タービン回転子は、複数のブレードを備え、隣り合うブレードの対によって形成された、タービンを通るガス通路は、少なくとも1つのガス通路が、第1の端部から第2の端部へと断面積が減小する第1の部分を備えるように形成され、第1の端部は、第2の端部よりもタービンの入口に近くなっている。   Provided by a further aspect of the invention is a turbine atomizer for a rotary atomizer drive spindle, the turbine rotor comprising a plurality of blades and gas passing through the turbine formed by a pair of adjacent blades The passage is formed such that the at least one gas passage comprises a first portion having a reduced cross-sectional area from the first end to the second end, the first end being a second end It is closer to the turbine inlet than the end.

本発明の別の局面によって提供されるのは、回転式噴霧器駆動スピンドルのタービン回転子であって、タービン回転子は、反動タービンとして機能するように形成されている。
回転式噴霧器(例えば塗料噴霧)駆動スピンドルは、ときにはロボットアームに組み付けられる。駆動スピンドルの向きが変化し、その上、シャフトが高速で回転していると、シャフトは、ジャイロ力を受ける。このジャイロ力は、スピンドルの本体へのシャフトの取り付け剛性と非常に関連性が高くなり得る。特に空気軸受が使用されている場合には、ジャイロ作用に起因してシャフトに作用する偶力(回転モーメント)は、軸受が耐え得る偶力を超過し得る。シャフトに作用する偶力が、空気軸受が耐え得る偶力を超過し得ることにより、シャフトが軸受内で、軸受の部材、及び/もしくはスピンドルの本体の別の部分に接触する程度に傾いてしまうと、スピンドルの故障が生じ得る。この要因は、所望の噴霧動作を行うのに、どれだけ速く(このような駆動スピンドルを含む)噴霧ヘッドの回転角度を変化させることができるかということに関して、実際上、限定要因となり得る。同様に、この要因は、決められた回転速度で噴霧ヘッドを再度回転させる必要がある場合に、シャフトが回転できる速度を制限し得る。
Another aspect of the present invention provides a turbine rotor for a rotary atomizer drive spindle that is configured to function as a reaction turbine.
A rotary sprayer (eg, paint spray) drive spindle is sometimes assembled to the robot arm. If the orientation of the drive spindle changes and the shaft is rotating at high speed, the shaft will receive a gyro force. This gyro force can be very relevant to the rigidity of the shaft attached to the spindle body. In particular, when an air bearing is used, the couple (rotation moment) acting on the shaft due to the gyro action may exceed the couple that the bearing can withstand. The couple acting on the shaft can exceed the couple that the air bearing can withstand, causing the shaft to tilt within the bearing to contact the bearing member and / or another part of the spindle body. A spindle failure can occur. This factor can in fact be a limiting factor as to how fast (including such a drive spindle) the angle of rotation of the spray head can be changed to perform the desired spray operation. Similarly, this factor can limit the speed at which the shaft can rotate if the spray head needs to be rotated again at a determined rotational speed.

本発明の開発過程において、スピンドルの構造は、この問題を軽減するように設定されている。
少なくともいくつかの場合には、これらスピンドルの構造によって、スピンドルの動力が改善され、シャフトをより高い速度で駆動できるようになり得る。シャフトをより高い速度で駆動できるようになることで、スピンドルに生じる熱が高くなることに起因したさらなる問題が生じるようになり得る。本発明の別の開発過程において、スピンドルの構造は、この問題を軽減するように設定されている。
In the development process of the present invention, the structure of the spindle is set to alleviate this problem.
In at least some cases, the structure of these spindles may improve spindle power and allow the shaft to be driven at higher speeds. By allowing the shaft to be driven at higher speeds, additional problems may arise due to the higher heat generated in the spindle. In another development process of the invention, the spindle structure is set to alleviate this problem.

スピンドルの本体は、互いに離間された2つのラジアル軸受を備えてもよい。ラジアル軸受はそれぞれ、空気軸受を備えてもよい。
タービンは、離間されたラジアル軸受の間に配設されてもよい。シャフトは、離間されたラジアル軸受の間に配設された2つのタービンを支持してもよい。タービンは、一方の軸受上のブレードが他方の軸受上のブレードの反対方向を向くように、タービンの後部同士が対面する配置に設定されてもよい。
The main body of the spindle may comprise two radial bearings spaced apart from each other. Each radial bearing may comprise an air bearing.
The turbine may be disposed between spaced radial bearings. The shaft may support two turbines disposed between spaced radial bearings. The turbine may be set in an arrangement in which the rear portions of the turbine face each other so that the blades on one bearing face away from the blades on the other bearing.

タービンはそれぞれ、2つのノズルによって駆動ガスを供給されてもよい。第1のタービンにガスを供給する2つのノズルと、第2のタービンにガスを供給する2つのノズルからなる4つのノズルを設けてもよい。スピンドルの本体は、第1のタービンにガスを供給するように配置された第1のノズルに駆動ガスを供給するための第1のガス供給路と、第2のタービンにガスを供給するように配置された第1のノズルとを備えてもよい。スピンドルの本体は、第1のタービンにガスを供給するように配置された第2のノズルに駆動ガスを供給するための第2のガス供給路と、第2のタービンにガスを供給するように配置された第2のノズルとを備えてもよい。第1のガス供給路、及び/もしくは第2のガス供給路は、スピンドルの外部から各ノズルに連続して通じていてもよい。ガスをガス供給路から直接ノズルに供給してもよい代わりに、ガスをノズルに供給するように設定されたガス供給室がない配置でもよい。   Each turbine may be supplied with drive gas by two nozzles. You may provide four nozzles which consist of two nozzles which supply gas to a 1st turbine, and two nozzles which supply gas to a 2nd turbine. The main body of the spindle is configured to supply a first gas supply passage for supplying a driving gas to a first nozzle arranged to supply a gas to the first turbine, and to supply a gas to the second turbine. You may provide the 1st nozzle arrange | positioned. The main body of the spindle is adapted to supply a gas to the second turbine and a second gas supply path for supplying a driving gas to a second nozzle arranged to supply gas to the first turbine. You may provide the 2nd nozzle arrange | positioned. The first gas supply path and / or the second gas supply path may continuously communicate with each nozzle from the outside of the spindle. Instead of supplying the gas directly from the gas supply path to the nozzle, an arrangement without a gas supply chamber set to supply gas to the nozzle may be used.

排気系は、流出する排気ガスでスピンドルを冷却するように配置されてもよい。2つの離間されたラジアル軸受がある場合には、排気系は、流出する排気ガスで双方のラジアル軸受を冷却するように配置されていてもよい。   The exhaust system may be arranged to cool the spindle with the exhaust gas flowing out. If there are two spaced radial bearings, the exhaust system may be arranged to cool both radial bearings with the exhaust gas flowing out.

少なくとも1つの排気路における少なくとも1つの各部は、各ラジアル軸受付近を通ってもよい。
排気系は、2つの排気収集室を備えてもよい。第1の収集室は、第1のラジアル軸受付近に設けられてもよい。第2の収集室は、第2のラジアル軸受付近に設けられてもよい。収集室はそれぞれ、各ラジアル軸受の1つの端部に向かう領域に設けられてもよい。
At least one portion of the at least one exhaust path may pass in the vicinity of each radial bearing.
The exhaust system may comprise two exhaust collection chambers. The first collection chamber may be provided in the vicinity of the first radial bearing. The second collection chamber may be provided in the vicinity of the second radial bearing. Each collection chamber may be provided in a region toward one end of each radial bearing.

排気系は、第1のタービンの出口から第1の収集室に排気を供給するための第1の排気収集路を備えてもよい。
排気系は、第2のタービンの出口から第2の収集室へ排気を供給するための第2の排気収集路を備えてもよい。
The exhaust system may include a first exhaust collection path for supplying exhaust from the outlet of the first turbine to the first collection chamber.
The exhaust system may include a second exhaust collection path for supplying exhaust from the outlet of the second turbine to the second collection chamber.

排気が双方の収集室から流出できるように配置された複数の共通な排気出口路を設けてもよい。
2つのタービンは、一方のタービンから流出する排気が他方のタービンから流出する排気のほぼ反対の方向に移動するように配置されてもよい。
There may be a plurality of common exhaust outlet channels arranged so that the exhaust can flow out of both collection chambers.
The two turbines may be arranged such that the exhaust exiting from one turbine moves in approximately the opposite direction of the exhaust exiting from the other turbine.

2つの軸受は、スピンドルの本体の残りの部分に強固に取り付けられてもよい。軸受を強固に取り付けることは、軸受をスピンドルの本体の例えば軟性Oリングに取り付けて、弾性マウントをもたらすのと対照的である。   The two bearings may be rigidly attached to the rest of the spindle body. Tightening the bearing is in contrast to attaching the bearing to, for example, a soft O-ring of the spindle body, resulting in an elastic mount.

スピンドル本体は、第1の本体部と、第1のスペーサリングと、少なくとも1つのタービン駆動リングと、第2のスペーサリングと、第2の本体部と、カバー部とを全て備えてもよいし、これらの小結合を備えてもよい。   The spindle body may include all of the first body part, the first spacer ring, at least one turbine drive ring, the second spacer ring, the second body part, and the cover part. These small bonds may be provided.

タービン駆動リングは、第1のタービンと第2のタービンとにガスを供給するように配置されたノズルの少なくとも一部を形成してもよい。各スペーサリングは、ノズルの境界を塞ぐように機能してもよい。第1の排気収集室は、第1の本体部に設けられた凹部によって形成されてもよい。第2の排気収集室は、第2の本体部に設けられた凹部によって形成されてもよい。収集室の別の面は、各スペーサリングによって形成されてもよい。排気路及び空気供給路は、第1の本体部、第2の本体部、第1のスペーサリング、第2のスペーサリング、タービン駆動リング、カバー部のうちの1つ、もしくは複数に設けられた適切な開口によって形成されてもよい。   The turbine drive ring may form at least a portion of a nozzle arranged to supply gas to the first turbine and the second turbine. Each spacer ring may function to block the nozzle boundary. The first exhaust collection chamber may be formed by a recess provided in the first main body. The second exhaust collection chamber may be formed by a recess provided in the second main body. Another surface of the collection chamber may be formed by each spacer ring. The exhaust passage and the air supply passage are provided in one or a plurality of the first main body portion, the second main body portion, the first spacer ring, the second spacer ring, the turbine drive ring, and the cover portion. It may be formed by a suitable opening.

スピンドルは、少なくとも一部がアルミニウム及び有鉛のガンメタルであってもよい。スピンドルの少なくとも一部がアルミニウム及び有鉛のガンメタルであることで、軸受表面から収集室の境界へ良好な熱伝導性を確保することができる。   The spindle may be at least partially aluminum and leaded gunmetal. Since at least a part of the spindle is made of aluminum and leaded gunmetal, it is possible to ensure good thermal conductivity from the bearing surface to the boundary of the collection chamber.

本発明の別の局面によって提供されるのは、タービンを支持するシャフトと、本体であって、本体に対してシャフトを回転駆動するためにガスをタービンに供給するための少なくとも1つの供給路を有する本体とを備えた回転式噴霧器駆動スピンドルであって、本体は、2つの軸受であって、シャフトが内部で軸支され、2つの軸受が互いに離間され、2つの軸受の間にタービンが配設された2つの軸受を備え、さらに、2つの排気収集室を有する排気系を備え、2つの排気収集室はそれぞれ、各軸受付近に配置されている。   Another aspect of the present invention provides a shaft that supports a turbine and a main body, the main body comprising at least one supply path for supplying gas to the turbine to rotationally drive the shaft relative to the main body. A rotary sprayer drive spindle with a body having a bearing, the body being two bearings, the shaft being pivotally supported therein, the two bearings being spaced apart from each other, and a turbine disposed between the two bearings. Two exhaust bearing chambers are provided, and an exhaust system having two exhaust collecting chambers is provided. The two exhaust collecting chambers are arranged in the vicinity of the respective bearings.

ここで、付随する図面を参照しつつ、本発明の実施形態をほんの一例として説明する。
図1は、塗料噴霧器の形態の回転式噴霧器を図示しており、回転式噴霧器は、塗料噴霧ベル2を回転駆動するための駆動スピンドル1を備えている。また、図1に示す塗料噴霧器は、物質、つまり塗料を貯蔵室4からベル2へ供給するための供給路3を備えており、この塗料をベル部材によって霧化し、塗料でコーティングする表面へ塗料を噴射できるようになっている。このような塗料噴霧器では一般的であるが、塗料は、スピンドル1と塗装される表面との間に印加される高電圧によって生成される静電気力によって、塗装される表面へ向けて噴射される。
Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a rotary sprayer in the form of a paint sprayer, which comprises a drive spindle 1 for rotationally driving a paint spray bell 2. Further, the paint sprayer shown in FIG. 1 includes a supply path 3 for supplying a substance, that is, paint, from the storage chamber 4 to the bell 2. Can be injected. As is common in such paint sprayers, paint is sprayed towards the surface to be painted by electrostatic forces generated by a high voltage applied between the spindle 1 and the surface to be painted.

この段階における塗料噴霧器の構造及び動作は、従来どおりであり、このような塗料噴霧器は、該当分野で広く利用され、よく理解されている。そこで、塗料噴霧ベル及び供給路3は、種々の形態が明らかであろうし、当業者にとって周知であろうから、説明を簡略化するために、塗料噴霧ベル及び供給路3のさらなる説明は省略し、本発明に関連する駆動スピンドル1を取り上げる。   The structure and operation of the paint sprayer at this stage is conventional and such paint sprayers are widely used and well understood in the field. Therefore, since various forms of the paint spraying bell and the supply path 3 will be apparent and well known to those skilled in the art, further description of the paint spraying bell and the supply path 3 is omitted for the sake of simplicity. The drive spindle 1 relevant to the present invention is taken up.

図2〜10を参照して、駆動スピンドル1の詳細を説明する。
図2は、駆動スピンドル1の主要部品を示す駆動スピンドル1の断面である。最も全体的なレベルにおいて、駆動スピンドル1は、通常使用時には静止しているスピンドル本体101と、スピンドル本体101内部に回転可能に軸支されたシャフト102とを備えている。
The details of the drive spindle 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a cross section of the drive spindle 1 showing the main components of the drive spindle 1. At the most overall level, the drive spindle 1 includes a spindle body 101 that is stationary during normal use, and a shaft 102 that is rotatably supported in the spindle body 101.

スピンドル本体101自体は、複数の部品を備えている。まず、シャフト102を内部に軸支した空気軸受103aを収容する本体部103がある。本体部103に組み付けられているのは、スペーサリング104、タービン駆動リング105、後部カバー106である。   The spindle body 101 itself includes a plurality of parts. First, there is a main body 103 that houses an air bearing 103a that supports a shaft 102 therein. A spacer ring 104, a turbine drive ring 105, and a rear cover 106 are assembled to the main body 103.

図3A,3B,3Cは、本体部103を分離して詳細を示している。図4は、スペーサリング104の詳細を示し、図5は、タービン駆動リング105の詳細を示し、図6は、後部カバー106の詳細を示している。シャフト102は、図7に分離して示されている。     3A, 3B, and 3C show details with the main body 103 separated. 4 shows details of the spacer ring 104, FIG. 5 shows details of the turbine drive ring 105, and FIG. 6 shows details of the rear cover 106. The shaft 102 is shown separately in FIG.

図2に示すように、シャフト102は、駆動スピンドルに組み付けられると、タービン107を支持する。また、タービン107は、タービン駆動リング105に対して図5に示す組み付け関係となっている。   As shown in FIG. 2, the shaft 102 supports the turbine 107 when assembled to a drive spindle. Further, the turbine 107 has an assembly relationship shown in FIG. 5 with respect to the turbine drive ring 105.

ごく一般的に言えば、駆動スピンドル1は、タービン107に供給される空気によって作動する。つまり、タービン107は、回転式噴霧器、より具体的には塗料噴霧ベル2を駆動できるようにシャフト102を回転駆動する働きをする。回転駆動源としてタービンを使用すること自体は、当然ながら新規性がない。しかし、本出願の駆動スピンドル1は、種々の特徴を含んでおり、種々の特徴は、現時点で新規性があると思われ、有利な効果も発揮する。   Generally speaking, the drive spindle 1 is operated by air supplied to the turbine 107. That is, the turbine 107 serves to drive the shaft 102 so that the rotary sprayer, more specifically, the paint spraying bell 2 can be driven. Of course, the use of a turbine as a rotational drive source itself is not novel. However, the drive spindle 1 of the present application includes various features, which are considered to be novel at the present time, and exhibit advantageous effects.

タービン107は、半径流タービンである。そして、タービン107は、ほぼリング形状の回転子体1071を備え、回転子体1071上には、ほぼ翼形状の複数のブレード1072が設けられている。これらブレード1072は、リング形状の回転子体1071の非曲面の1つから突出している。タービン107を通るガス通路1073は、隣り合うブレードの各対によって形成されている。タービンは、衝動タービンではなく、反動タービンとして形成されている。つまり、少なくともいくらかの駆動力は、単に、ブレード面に当たる空気の噴流の衝撃によるというのではなく、ガス通路1073を通るガス流から逐次エネルギーを抽出することによって得られる。ガス流から逐次エネルギーを抽出するという効果を得るために、ブレードは丁寧に成形されている。   The turbine 107 is a radial flow turbine. The turbine 107 includes a substantially ring-shaped rotor body 1071, and a plurality of substantially blade-shaped blades 1072 are provided on the rotor body 1071. These blades 1072 protrude from one of the non-curved surfaces of the ring-shaped rotor body 1071. A gas passage 1073 through the turbine 107 is formed by each pair of adjacent blades. The turbine is designed as a reaction turbine, not an impulse turbine. That is, at least some driving force is obtained by sequentially extracting energy from the gas flow through the gas passage 1073 rather than simply by the impact of a jet of air impinging on the blade surface. In order to obtain the effect of sequentially extracting energy from the gas stream, the blade is carefully shaped.

駆動スピンドルは、タービン駆動リング105からタービン107の外周に空気を供給し、リング形状タービンのタービン107の内周から空気を排出するように構成されている。図5に見られるように、各ガス通路1073の幅は、タービンの入口側(つまり、外周側)がタービンを通るガス通路の中間点よりも大きくなっている。さらに、タービンの出口側におけるガス通路1073の幅もまた、ガス通路1073の中間点における幅よりも大きくなっているものの、ガス通路1073の入口側における幅ほど大きくはない。   The drive spindle is configured to supply air from the turbine drive ring 105 to the outer periphery of the turbine 107 and to discharge air from the inner periphery of the turbine 107 of the ring-shaped turbine. As seen in FIG. 5, the width of each gas passage 1073 is larger on the inlet side (that is, the outer peripheral side) of the turbine than the intermediate point of the gas passage passing through the turbine. Further, the width of the gas passage 1073 at the outlet side of the turbine is also larger than the width at the intermediate point of the gas passage 1073, but not as large as the width at the inlet side of the gas passage 1073.

図5に示すように、ページの外側方向におけるブレード1072の壁は、実質的に直線になっている。つまり、ブレードは、駆動スピンドル1の軸方向に一様な断面を有している。ブレードが駆動スピンドル1の軸方向に一様な断面を有していることにより、ブレード1072の機械加工がより容易になるとともに、タービン107を通るガス通路1073の断面積のあらゆる変化は、駆動スピンドル1の軸にほぼ垂直な平面におけるブレードの形状によって達成されることになる。上述したように、ブレード1072はそれぞれ、翼型形状を有している。また、注目すべきは、翼形状が非対称であるということである。翼形状が非対称であることで、所望の駆動効果と、所望のガス通路1073の形状とを達成できる。   As shown in FIG. 5, the wall of the blade 1072 in the outer direction of the page is substantially straight. That is, the blade has a uniform cross section in the axial direction of the drive spindle 1. The blades having a uniform cross section in the axial direction of the drive spindle 1 make the machining of the blade 1072 easier and any change in the cross-sectional area of the gas passage 1073 through the turbine 107 is Will be achieved by the shape of the blade in a plane substantially perpendicular to one axis. As described above, each of the blades 1072 has an airfoil shape. Also noteworthy is that the wing shape is asymmetric. Since the blade shape is asymmetric, a desired driving effect and a desired shape of the gas passage 1073 can be achieved.

後部カバー106の開口部1061と、タービン駆動リング105の開口部1051とによって形成される空気供給路を介して、タービン107に空気が供給される。この空気供給路は、ガス供給室1052に入り、続いて、ガス供給室1052は、2つの駆動ノズル1053と流体接続している。ノズル1053はそれぞれ、スピンドルの軸にほぼ垂直な平面内で通路に続くように形成されている。ノズル1053はそれぞれ、スピンドルの軸に対して横方向になっている。ノズル1053が続く通路は、弧状になっている。ノズル1053は、スピンドルの軸方向に向かって螺旋状であると見なすことができる。また、駆動ノズル1053は、丁寧に成形され、所望の駆動特性をもたらすようにタービン107へ空気を供給する寸法になっている。本実施形態では、また、ノズル1053が形成されているのは、駆動スピンドル1の軸にほぼ垂直な平面内であり、ノズル1053の側壁は、駆動スピンドル1の軸に平行な方向にほぼ真っ直ぐになっている。したがって、軸方向におけるノズル1053の断面積は一様になっている。ノズル1053は、ノズル1053がガス供給室1052に達する入口と、ノズル1053がタービン駆動リング105の内側壁に達し、タービン107にガスを供給する出口とを備えている。入口と出口との間はスロートになっており、スロートはノズル1053が最も狭くなる部分である。このスロートは、出口の一方側に位置し、スロートを過ぎると、ノズル1053の一側壁が終わり、ノズル1053がタービンを囲繞する空間と一体になっている。ノズル1053はそれぞれ、入口とスロートとの間にてノズル1053の幅(つまり、断面積)が単調減小するように成形されている。ノズル1053がタービンを囲繞する空間と一体になっているため、ノズル1053を通るガス通路は、実際上、出口に達するまで断面積が単調減小し続ける。各ノズル1053の出口は、複数のブレード1072/ガス通路1073に同時にガスを供給するように形成されている。この場合、ガスは、各ノズルによって常に各4組もしくは各5組のブレードに供給されながら、これらブレード1072のうちの2つに最も有用に供給される。   Air is supplied to the turbine 107 via an air supply path formed by the opening 1061 of the rear cover 106 and the opening 1051 of the turbine drive ring 105. This air supply path enters the gas supply chamber 1052, and then the gas supply chamber 1052 is fluidly connected to the two drive nozzles 1053. Each nozzle 1053 is formed to follow the passage in a plane substantially perpendicular to the spindle axis. Each nozzle 1053 is transverse to the spindle axis. The passage followed by the nozzle 1053 is arcuate. The nozzle 1053 can be regarded as being spiral toward the axial direction of the spindle. The drive nozzle 1053 is carefully shaped and is sized to supply air to the turbine 107 to provide the desired drive characteristics. In this embodiment, the nozzle 1053 is formed in a plane substantially perpendicular to the axis of the drive spindle 1, and the side wall of the nozzle 1053 is substantially straight in a direction parallel to the axis of the drive spindle 1. It has become. Therefore, the cross-sectional area of the nozzle 1053 in the axial direction is uniform. The nozzle 1053 includes an inlet where the nozzle 1053 reaches the gas supply chamber 1052, and an outlet where the nozzle 1053 reaches the inner wall of the turbine drive ring 105 and supplies gas to the turbine 107. A throat is formed between the inlet and the outlet, and the throat is a portion where the nozzle 1053 is the narrowest. The throat is located on one side of the outlet, and after passing the throat, one side wall of the nozzle 1053 ends, and the nozzle 1053 is integrated with a space surrounding the turbine. Each of the nozzles 1053 is formed such that the width (that is, the cross-sectional area) of the nozzle 1053 monotonously decreases between the inlet and the throat. Since the nozzle 1053 is integrated with the space surrounding the turbine, the gas passage through the nozzle 1053 actually continues to monotonously decrease in cross section until it reaches the outlet. The outlet of each nozzle 1053 is formed so as to supply gas to a plurality of blades 1072 / gas passages 1073 simultaneously. In this case, gas is most usefully supplied to two of these blades 1072 while being constantly supplied by each nozzle to each of the four or five sets of blades.

ノズルに吸引面と圧力面とを備えることを考慮することができる。吸引面は、使用時にノズルにおけるガスの圧力が最も低くなる面であり、圧力面は、ガスの圧力が最も高くなるノズル内の面である。本実施形態にて図示されたノズル形状では、吸引面は、ノズル1053の半径方向の最も外側にある面である。本ノズル設計の別の特徴は、この半径方向の外面が、いかなる直線部分を有することなく、連続した湾曲を有していることである。   It can be considered to provide the nozzle with a suction surface and a pressure surface. The suction surface is the surface where the gas pressure at the nozzle is lowest when in use, and the pressure surface is the surface within the nozzle where the gas pressure is highest. In the nozzle shape illustrated in the present embodiment, the suction surface is the outermost surface in the radial direction of the nozzle 1053. Another feature of this nozzle design is that this radially outer surface has a continuous curvature without having any straight portions.

幅(断面積)の単調減小、連続した湾曲といった特徴は、最も効率的なタービンの動作を達成するのに重要である。
図2を考慮すれば、ブレード1072が後部カバー106の反対方向を向くようにリング形状のタービン107が配置されていることがわかる。図2に、ブレード1072の部分の正面を見ることができる。正面から見ることができる部分は、リング形状のタービン回転子107の内周上の部分である。
Features such as monotonically decreasing width (cross-sectional area) and continuous curvature are important to achieve the most efficient turbine operation.
Considering FIG. 2, it can be seen that the ring-shaped turbine 107 is arranged so that the blades 1072 face the opposite direction of the rear cover 106. In FIG. 2, the front of the portion of the blade 1072 can be seen. The portion that can be seen from the front is a portion on the inner periphery of the ring-shaped turbine rotor 107.

上述したように、作動時には、ガス、つまり、一般的に空気は、ほぼ半径内側方向にタービン107を通過するため、排気は、タービン107の中心領域から排出されなければならない。排気をタービン107の中心領域から排出するための排気路が、スペーサリング104、タービン駆動リング105、後部カバー106における排気開口部1041,1054,1062の各々によって形成されている。また、排気収集室1031は、駆動スピンドル1の本体部103に機械加工された凹部によって形成されている。排気収集室1031の範囲は、図3Bにて最も明確に認識できよう。ここで、本体部103における利用可能な端面のほぼ全体を覆っている領域が、外側に圧延され、排気収集室1031を形成していることがわかるであろう。このように排気収集室1031が形成されることに対する唯一の例外は、排気収集室の基部から上方に突出する一連の柱1032であり、さらに、固定部材と、空気軸受103aへの空気供給路を含むランド1033とを得ることである。   As described above, in operation, gas, typically air, passes through the turbine 107 in a generally radially inward direction, so the exhaust must be exhausted from the central region of the turbine 107. An exhaust passage for exhausting the exhaust from the central region of the turbine 107 is formed by each of the spacer ring 104, the turbine drive ring 105, and the exhaust openings 1041, 1054, 1062 in the rear cover 106. The exhaust collection chamber 1031 is formed by a recess machined in the main body 103 of the drive spindle 1. The range of the exhaust collection chamber 1031 can be most clearly recognized in FIG. 3B. Here, it can be seen that the region covering almost the entire available end face of the main body 103 is rolled outward to form the exhaust collection chamber 1031. The only exception to the formation of the exhaust collection chamber 1031 in this way is a series of columns 1032 that protrude upward from the base of the exhaust collection chamber, and further provide a fixed member and an air supply path to the air bearing 103a. It is to obtain the land 1033 including.

排気収集室1031を設けることで、タービンから排出される空気は、方向を変えて、後部カバー106を介して駆動スピンドル1から流出する前に減速することができる。さらに、この大きな排気収集室によって、形成された排気出口を最大限に利用することができる。タービンからの全ての排気は(実用の範囲で)、この排気収集室1031に導かれ、さらに、全ての排気出口路は、この共通の排気収集室1031に連結されている。   By providing the exhaust collection chamber 1031, the air exhausted from the turbine can change direction and be decelerated before it flows out of the drive spindle 1 via the rear cover 106. Furthermore, this large exhaust collection chamber allows the exhaust outlet formed to be utilized to the maximum extent possible. All exhausts from the turbine (to the extent practical) are directed to this exhaust collection chamber 1031 and all exhaust outlet channels are connected to this common exhaust collection chamber 1031.

ここで、図5に戻ると、各排気出口路の部分を形成している2つの開口部1054が、ガス供給室1052の半径方向内側に設けられていることに注目できる。2つの開口部1054をこの位置に設けることは、スピンドルから出る排気路を最大限に利用することに貢献するものの、ガス供給室1052が占め得る空間を制限してしまう。この対策のために、本実施形態では、ガス供給室1052の軸方向の奥行きは、軸方向におけるノズル1053の奥行きよりも大きくなっている。ガス供給室1052の軸方向の奥行きが、軸方向におけるノズル1053の奥行きよりも大きくなっていることにより、ガス供給室1052は、ノズル1053を介してガスをタービンに供給するために必要な体積を確保できる。異なる用途で必要とされるガス供給室1052の正確な体積は、作動温度を含む多くの要因に基づいて変化するであろうし、この事実は、軸方向におけるガス供給室1052の奥行きを変化させることで考慮され得る。軸方向におけるガス供給室1052の奥行きを変化させることは、タービン駆動リング105の形状を変化させるのに特に効率的な方法をもたらす。   Here, returning to FIG. 5, it can be noted that the two openings 1054 forming the portions of the respective exhaust outlet passages are provided on the radially inner side of the gas supply chamber 1052. Providing the two openings 1054 at this position contributes to the maximum use of the exhaust path exiting from the spindle, but limits the space that the gas supply chamber 1052 can occupy. For this measure, in this embodiment, the depth of the gas supply chamber 1052 in the axial direction is larger than the depth of the nozzle 1053 in the axial direction. Since the axial depth of the gas supply chamber 1052 is larger than the depth of the nozzle 1053 in the axial direction, the gas supply chamber 1052 has a volume necessary for supplying gas to the turbine via the nozzle 1053. It can be secured. The exact volume of gas supply chamber 1052 required for different applications will vary based on many factors including operating temperature, and this fact will change the depth of gas supply chamber 1052 in the axial direction. Can be considered. Changing the depth of the gas supply chamber 1052 in the axial direction provides a particularly efficient way to change the shape of the turbine drive ring 105.

タービン駆動リング105にさらなるガス供給ノズル1055が設けられていることに注目するとよい。この供給ノズル1055は、2つの駆動ノズル1053のガス供給方向に対して反対の周方向にガスを供給し、タービン、さらにはシャフトにブレーキをかける、つまり、タービン、さらにはシャフトの回転速度を低下させるのに用いられる。   Note that a further gas supply nozzle 1055 is provided in the turbine drive ring 105. The supply nozzle 1055 supplies gas in the circumferential direction opposite to the gas supply direction of the two drive nozzles 1053, and brakes the turbine and further the shaft, that is, reduces the rotational speed of the turbine and further the shaft. Used to make

上述したように、タービン107は、ブレード1072が後部カバー106の反対方向を向くように方向が設定されている。つまり、タービン回転子体1071の後部は、後部カバー105と対面し、タービン回転子体1071の後部は、速度検出システムの使用に有用な面となり得る。具体的には、光学式表示器、磁気式表示器、その他の表示器をタービン回転子体1071の後部に取り付けることができ、これら表示器は、シャフトの回転速度を測定する適切なセンサ(図示せず)によって監視され得る。このような機能が不要である場合、もしくはこのような機能が異なる方法で得られる場合には、タービン107を逆向き、つまり、ブレード1072を後部カバー106に対面させてタービン107を組み付けることが可能である。タービン107を逆向きに組み付けると、排気路を簡素化することができる。   As described above, the direction of the turbine 107 is set so that the blade 1072 faces the opposite direction of the rear cover 106. That is, the rear portion of the turbine rotor body 1071 faces the rear cover 105, and the rear portion of the turbine rotor body 1071 can be a useful surface for use in the speed detection system. Specifically, an optical indicator, a magnetic indicator, or other indicator can be attached to the rear of the turbine rotor body 1071, and these indicators are suitable sensors (see FIG. (Not shown). If such a function is not required or if such a function is obtained in a different way, it is possible to assemble the turbine 107 with the turbine 107 in the reverse direction, that is, with the blade 1072 facing the rear cover 106. It is. When the turbine 107 is assembled in the opposite direction, the exhaust path can be simplified.

別の代案では、シャフト102を駆動するために複数のタービン107が設けられてもよい。複数のタービン107が設けられている場合には、これらタービン107は、ブレード1072を互いに反対方向を向けた状態で後部同士を向かい合わせて配設されてもよいし、一方のタービンのブレード1072を他方のタービンの後部に向けた状態で一方のタービンの前部と他方のタービンの後部とを向かい合わせて配設されてもよい。   In another alternative, multiple turbines 107 may be provided to drive the shaft 102. When a plurality of turbines 107 are provided, these turbines 107 may be arranged with their rear portions facing each other with the blades 1072 facing in opposite directions, or the blades 1072 of one turbine may be disposed. You may arrange | position with the front part of one turbine facing the rear part of the other turbine in the state which faced the rear part of the other turbine.

ここで、タービン107及びタービン駆動リング105の形状の詳細を図8〜10を参照しながら説明する。
図8は、タービン107における1つのタービンブレード1072、タービン駆動リング105の周囲の構造、さらに、スペーサリング104を図示している。また、図8に示されているのは、スピンドル1におけるタービン107の設定を説明するのに役立つ種々のパラメータである。R1は、シャフト102の回転中心からノズル1053の最外点までの半径である。R2は、ノズル1053の内側半径である。R3は、ブレード1072の外側半径である。R4は、ブレード1072の内側半径である。いずれの場合においても、これら半径は、シャフト102の回転中心を基準にしている。hは、ノズルの高さ、つまり、スピンドル1の軸方向におけるノズル1053の奥行きであり、tcは、ブレード1072の自由平面とスペーサリング104の対面との間の空間である先端隙間である。
Here, details of the shapes of the turbine 107 and the turbine drive ring 105 will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 illustrates one turbine blade 1072 in the turbine 107, the structure around the turbine drive ring 105, and the spacer ring 104. Also shown in FIG. 8 are various parameters that help explain the setting of the turbine 107 in the spindle 1. R1 is a radius from the rotation center of the shaft 102 to the outermost point of the nozzle 1053. R2 is the inner radius of the nozzle 1053. R3 is the outer radius of the blade 1072. R4 is the inner radius of the blade 1072. In any case, these radii are based on the rotation center of the shaft 102. h is the height of the nozzle, that is, the depth of the nozzle 1053 in the axial direction of the spindle 1, and tc is a tip clearance that is a space between the free plane of the blade 1072 and the facing surface of the spacer ring 104.

本出願人によって製造されたスピンドルの見本では、R1=36mm、R2=27.69mm、R3=27.5mmもしくはわずかに27.5mmに満たない大きさ、R4=22mm、h=2mm、tc=0.2mmである。   In the sample of the spindle manufactured by the applicant, R1 = 36 mm, R2 = 27.69 mm, R3 = 27.5 mm or a size slightly less than 27.5 mm, R4 = 22 mm, h = 2 mm, tc = 0 .2 mm.

これらの寸法は全て、タービンの特性に影響を及ぼし得るものであり、ブレードを迂回する単なる漏出路が別にある場合に良好な効率を達成するには、先端隙間が特に重要である。   All of these dimensions can affect the characteristics of the turbine, and tip clearance is particularly important to achieve good efficiency when there is another simple leak path that bypasses the blades.

図9Aは、本出願人によって製造された見本装置における、ノズル1053の半径方向の外面(つまり、吸引面ss)、及びノズル1053の半径方向の内面(つまり、圧力面ps)の座標点を示す。さらに、下記の表1は、図9Aに示すグラフにプロットされたps及びssの座標点の値を示している。シャフト102の回転軸は、常に、この座標系の原点(0,0)となっている。   FIG. 9A shows the coordinate points of the radially outer surface of nozzle 1053 (ie, suction surface ss) and the radially inner surface of nozzle 1053 (ie, pressure surface ps) in a sample device manufactured by the applicant. . Further, Table 1 below shows the values of the coordinate points of ps and ss plotted in the graph shown in FIG. 9A. The rotation axis of the shaft 102 is always the origin (0, 0) of this coordinate system.

Figure 0004927738
Figure 0004927738

本出願人によって製造された見本スピンドルの場合、装置のサイズは、1座標点が1ミリメートルに相当するようになっている。但し、当然のことながら、装置の実サイズは、変更されることがあり、形状は、座標を拡大縮小することによって維持される。図9Bは、圧力面psに対する代わりの端部を示している。   In the case of a sample spindle manufactured by the applicant, the size of the device is such that one coordinate point corresponds to 1 millimeter. However, it will be appreciated that the actual size of the device may change and the shape is maintained by scaling the coordinates. FIG. 9B shows an alternative end for the pressure surface ps.

図10は、本出願人によって製造された見本のタービンにおけるブレード1072の1つの形状をもたらす座標のグラフを示している。この場合も、シャフト102の回転軸は、原点(0,0)に位置している。さらに、下記の表2は、図10にてプロットされた、ブレードの圧力面(ps)及び吸引面(ss)の座標点を示している。また、本出願人によって製造された装置でも、1座標点は、1ミリメートルを表すものの、この場合も、1座標点が表す大きさを要望どおりに拡大及び縮小可能である。   FIG. 10 shows a graph of coordinates resulting in one shape of blade 1072 in a sample turbine manufactured by the applicant. Also in this case, the rotation axis of the shaft 102 is located at the origin (0, 0). Furthermore, Table 2 below shows the coordinate points of the pressure surface (ps) and suction surface (ss) of the blade plotted in FIG. In the apparatus manufactured by the present applicant, one coordinate point represents one millimeter, but in this case, the size represented by one coordinate point can be enlarged and reduced as desired.

Figure 0004927738
Figure 0004927738

表1,2に示された座標によって決められた大きさ及び形状を有するノズル1053及びブレード1072は、特に良好な結果をもたらすものの、当然のことながら、これら座標のいくつか、もしくは全てが微小に変化していても、類似の効果を有する装置を製造可能である。   Although nozzles 1053 and blades 1072 having the size and shape determined by the coordinates shown in Tables 1 and 2 give particularly good results, it is understood that some or all of these coordinates are very small. Even if it changes, it is possible to produce devices with similar effects.

図11A,11Bは、タービン回転子の別形態を示している。この場合も、翼形状のブレード172が、リング形状の回転子体171に設けられている。しかしながら、このタービン107において、孔1074が、ブレード1072の各々にほぼ軸方向に貫通され、幅広溝1075が、回転子体1071の外周面に機械加工されている。いずれの場合でも、タービンを通る所望の通路から空気を流出させる場合に、空気が流出しなければならない追加の端部を形成するために、孔1074の貫通及び幅広溝1075の機械加工がなされる。このように空気がブレード1072の自由平面上を流出する場合には、空気は、各孔1074の端部を通過しなければならない。そして、空気がブレード間を通過することなく、タービンの外周面を通って流出する場合には、空気は、溝1075を通過しなければならない。   11A and 11B show another form of the turbine rotor. Also in this case, the blade-shaped blade 172 is provided on the ring-shaped rotor body 171. However, in this turbine 107, holes 1074 are passed through each of the blades 1072 substantially in the axial direction, and a wide groove 1075 is machined on the outer peripheral surface of the rotor body 1071. In either case, the holes 1074 are penetrated and the wide groove 1075 is machined to form an additional end through which the air must exit when it exits the desired passage through the turbine. . Thus, when air flows out on the free plane of the blade 1072, the air must pass through the end of each hole 1074. If the air flows out through the outer peripheral surface of the turbine without passing between the blades, the air must pass through the groove 1075.

一般的に、タービンの非活用面に孔1074及び幅広溝1075といった表面特徴を設けることは、損失の低減に貢献する。それは、縁もしくは境界の導入によって気流に対する抵抗が増大するため、これらの特徴が空気の流出に干渉するようになることによる。   In general, providing surface features such as holes 1074 and wide grooves 1075 on non-utilizing surfaces of the turbine contributes to loss reduction. This is due to the fact that the introduction of edges or boundaries increases the resistance to air flow, so that these features can interfere with the outflow of air.

本別形態では、これら2つの特徴は、タービン107の重量、及びタービン107の極慣性モーメントを低減する効果がある。これら2つの要因は、ジャイロ反作用などの好ましくない力学作用を低減し、タービン107を期待通りの速度で回転させるときに加速時間を低減するのに貢献し得る。   In this alternative embodiment, these two features have the effect of reducing the weight of the turbine 107 and the polar moment of inertia of the turbine 107. These two factors can reduce undesirable mechanical effects such as gyro reaction and can contribute to reducing acceleration time when the turbine 107 is rotated at the expected speed.

別の表面特徴は、類似する効果を追加し得る。例えば、タービン107全体を貫通する軸孔を設ける代わりに、ブレード1072の平らな自由面に止まり穴を掘削してもよい。
本実施形態において、駆動スピンドルには、2つの駆動ノズルが具備されているものの、所望の出力もしくは所望の他の特性を得るために、異なる数の駆動ノズルが用いられてもよい。さらに、タービンには、異なる数のブレードが設けられてもよいし、ほぼ軸方向におけるブレードの高さは、異なる出力を得るために変更されてもよい。さらに、ほぼ軸方向におけるノズル1053の奥行き、及びノズル1053の幅は、出力を制御するために変更されてもよい。
Another surface feature may add a similar effect. For example, instead of providing a shaft hole penetrating the entire turbine 107, a blind hole may be drilled in the flat free surface of the blade 1072.
In this embodiment, the drive spindle is provided with two drive nozzles, but a different number of drive nozzles may be used to obtain the desired output or other desired characteristics. Further, the turbine may be provided with a different number of blades, and the height of the blades in a generally axial direction may be varied to obtain different outputs. Further, the depth of the nozzle 1053 in the substantially axial direction and the width of the nozzle 1053 may be changed to control the output.

上述の仕様に従って製造された実用的な装置は、気流の駆動に30%の低減をもたらすとともに、上述のノズル、タービン形状、寸法を有していなかった別の装置と同じ速度でタービンを駆動するのに必要な空気圧にも同様の低減をもたらしていることがわかっている。   A practical device manufactured according to the above specifications provides a 30% reduction in driving airflow and drives the turbine at the same speed as another device that did not have the nozzle, turbine shape and dimensions described above. It has been found that the air pressure required for this is also reduced.

図12〜18を参照して以下に説明するのは、上述の駆動スピンドルの代わりに、図1に示された形式の回転式噴霧器に用いられ得る別の回転式噴霧器駆動スピンドル1である。   Described below with reference to FIGS. 12-18 is another rotary sprayer drive spindle 1 that can be used in a rotary sprayer of the type shown in FIG. 1 instead of the drive spindle described above.

図12〜18に示す別の駆動スピンドルにおける多くの部品は、上述した駆動スピンドルにおける部品と同一もしくは類似の部品である。そこで、明瞭化のため、図12〜18に示す別の駆動スピンドルにて一致する部品を表すのに同一の参照番号を用い、簡略化のため、図12〜18に示す駆動スピンドルにおけるいくつかの部品の詳細な説明は省略する。   Many of the components in the other drive spindles shown in FIGS. 12-18 are the same or similar to the components in the drive spindle described above. Thus, for the sake of clarity, the same reference numerals are used to represent corresponding parts in the other drive spindles shown in FIGS. 12-18, and for simplicity, some of the drive spindles shown in FIGS. Detailed description of the components is omitted.

おそらく大部分が図15で容易に見られることであるが、別の駆動スピンドルでは、この場合、2つのタービン107が設けられたシャフト102が組み付けられている。一方のタービンのブレード1072が他方のブレード1072の反対方向を向くように、タービン107が後部同士を向かい合わせた配置で組み付けられている。   Perhaps the majority is easily seen in FIG. 15, but in another drive spindle, in this case a shaft 102 with two turbines 107 is assembled. The turbine 107 is assembled so that the rear portions thereof face each other so that the blade 1072 of one turbine faces the opposite direction of the other blade 1072.

後部同士を向かい合わせてシャフト102に組み付けられた2つのタービン107があるという事実は別として、各タービン107は、図1〜10に関して上述したタービン107とほぼ同じ、あるいは、図11A,11Bに示す変形例とほぼ同じである。したがって、本駆動スピンドルにおけるタービン107の構造、形状、寸法の詳細な説明は省略する。   Apart from the fact that there are two turbines 107 assembled on the shaft 102 facing each other rearwardly, each turbine 107 is substantially the same as the turbine 107 described above with respect to FIGS. 1-10 or shown in FIGS. 11A and 11B. It is almost the same as the modified example. Therefore, a detailed description of the structure, shape, and dimensions of the turbine 107 in this drive spindle is omitted.

本駆動スピンドルは、さらに、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルの本体部103と極めて直接対応する前方本体部103を備えている。しかしながら、本駆動スピンドルは、また、少なくともある意味で、前方本体部103と類似する後方本体部103’を備えている。   The present drive spindle further comprises a front body 103 that corresponds very directly to the main body 103 of the drive spindle described above with reference to FIGS. However, the drive spindle also includes a rear body portion 103 ′ that is at least in some sense similar to the front body portion 103.

本駆動スピンドルは、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルのタービン駆動リングと類似するタービン駆動リング105を備えている。しかしながら、本駆動スピンドルには2つのタービン107が存在するため、本駆動スピンドルにおけるタービン駆動リング105は、双方のタービン107に空気を供給するように形成されている。本駆動スピンドルには、タービン駆動リング105のそれぞれの側に配置された2つのスペーサリング104がある。これら2つのスペーサリング104は、互いに類似しているとともに、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルのスペーサリング104に類似している。   The drive spindle includes a turbine drive ring 105 similar to the turbine drive ring of the drive spindle described above with respect to FIGS. However, since there are two turbines 107 in the main drive spindle, the turbine drive ring 105 in the main drive spindle is formed so as to supply air to both turbines 107. The drive spindle has two spacer rings 104 disposed on each side of the turbine drive ring 105. The two spacer rings 104 are similar to each other and similar to the drive spindle spacer ring 104 described above with respect to FIGS.

本駆動スピンドルは、また、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルの後部カバーに類似する後部カバー106を備えている。この特定の実施形態では、シャフト速度監視システムに用いられる速度リング108もまたスピンドルに設けられている。   The drive spindle also includes a rear cover 106 that is similar to the rear cover of the drive spindle described above with respect to FIGS. In this particular embodiment, a speed ring 108 used in the shaft speed monitoring system is also provided on the spindle.

図13,14に示すように、組み立て状態のスピンドルでは、シャフトは、2つのラジアル空気軸受である(前方本体部103における)103a,(後方本体部103’における)103’a内に軸支されている。これらの空気軸受103a,103’aは、互いに離間されている。双設タービン107が、離間された空気軸受103a,103’aの間に配置されている。さらに、離間された空気軸受103a,103’aは、スピンドルの全体寸法内で実用的な距離だけ互いに離間されている。空気軸受103a,103’aが、スピンドルの全体寸法内で実用的な距離だけ互いに離間されていることは、シャフト102が当該シャフト102に作用する比較的大きな回転モーメントに対抗できる“強固な”スピンドルをもたらすことに貢献する。   As shown in FIGS. 13 and 14, in the assembled spindle, the shaft is supported in two radial air bearings 103a (in the front body 103) and 103′a (in the rear body 103 ′). ing. These air bearings 103a and 103'a are separated from each other. A twin turbine 107 is disposed between the spaced air bearings 103a, 103'a. Furthermore, the separated air bearings 103a, 103'a are separated from each other by a practical distance within the overall dimensions of the spindle. The fact that the air bearings 103a, 103′a are separated from each other by a practical distance within the overall dimensions of the spindle means that the shaft 102 is a “hard” spindle that can counter a relatively large rotational moment acting on the shaft 102. Contribute to bringing

組み立て状態において、双設タービン107は、タービン駆動リング105と一致するようにスペーサリング104によって所定位置に位置決めされている。スペーサリング104の1つの一方側に、前方本体部103があり、他方のスペーサリング104の反対側に、後方本体部103’がある。後方本体部103’における、各スペーサリング104と対面する側の反対側には、後部カバー部106がある。   In the assembled state, the twin turbine 107 is positioned at a predetermined position by the spacer ring 104 so as to coincide with the turbine drive ring 105. On one side of the spacer ring 104 is a front body portion 103 and on the opposite side of the other spacer ring 104 is a rear body portion 103 ′. There is a rear cover portion 106 on the opposite side of the rear body portion 103 ′ from the side facing each spacer ring 104.

本駆動スピンドルには、スピンドル4の本体に設けられ、タービン107にガスを供給するための2つのタービンガス供給路Fがある。これらガス供給路Fの一方は、図13にて参照でき、これら双方のガス供給路Fへの入口は、図12にて参照できる。供給路Fは、後部カバー106、後方本体部103’、タービン駆動リング105にそれぞれ設けられた適切な開口部1061,1034’,1051によって形成されている。   This driving spindle has two turbine gas supply paths F that are provided in the main body of the spindle 4 and supply gas to the turbine 107. One of these gas supply paths F can be referred to in FIG. 13, and the inlet to both of these gas supply paths F can be referred to in FIG. The supply path F is formed by appropriate openings 1061, 1034 ', 1051 provided in the rear cover 106, the rear main body 103', and the turbine drive ring 105, respectively.

同様に、複数のタービンガス排気路E、この場合は4つのタービンガス排気路E、がスピンドルの本体に設けられている。これら排気路Eの1つは、図14にて参照でき、4つの排気路Eの出口は、図12にて参照できる。   Similarly, a plurality of turbine gas exhaust passages E, in this case four turbine gas exhaust passages E, are provided in the spindle body. One of these exhaust paths E can be referred to in FIG. 14, and the outlets of the four exhaust paths E can be referred to in FIG.

再び、これら排気路Eは、後部カバー106、後方本体部103’、スペーサリング104、タービン駆動リング105にそれぞれ設けられた適切な開口部1062,1035’,1041,1054によって形成されている。   Again, these exhaust passages E are formed by appropriate openings 1062, 1035 ', 1041, 1054 provided in the rear cover 106, the rear body 103', the spacer ring 104, and the turbine drive ring 105, respectively.

図16に端的に示すように、前方本体部103は、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルにおける本体部103の排気収集室に類似する排気収集室1031を備えている。しかしながら、本駆動スピンドルでは、図17に示すように、後方本体部103’も排気収集室1031’を備えている。前方本体部103における排気収集室1031の場合と同様に、後方本体部103’における排気収集室1031’は、後方本体部103’内の大部分の部材を圧延して形成されている。   As briefly shown in FIG. 16, the front body 103 includes an exhaust collection chamber 1031 similar to the exhaust collection chamber of the body 103 in the drive spindle described above with respect to FIGS. However, in the present drive spindle, as shown in FIG. 17, the rear main body portion 103 ′ also includes an exhaust collection chamber 1031 ′. As in the case of the exhaust collection chamber 1031 in the front main body 103, the exhaust collection chamber 1031 'in the rear main body 103' is formed by rolling most of the members in the rear main body 103 '.

これら排気収集室1031,1031’の双方は、排気ガス(一般的に空気)が各タービン107から流出するときに排気ガスを受け入れる機能と同様の機能を果たす。実際には、前方本体部103における排気収集室1031が、前方本体部103近傍のタービン107からの排気ガスを受け入れ、同様に、後方本体部103’における排気収集室1031’が後方本体部103’近傍のタービン107からの排気を受け入れる。しかしながら、後方本体部103’の排気収集室1031’では、双方のタービン107からの排気もまた、排気路Eのいずれか1つを介して流出する前に混ざる、もしくは混合することができる。   Both of these exhaust collection chambers 1031 and 1031 ′ perform the same function as the function of receiving exhaust gas when exhaust gas (generally air) flows out of each turbine 107. In practice, the exhaust collection chamber 1031 in the front main body 103 receives exhaust gas from the turbine 107 in the vicinity of the front main body 103, and similarly, the exhaust collection chamber 1031 'in the rear main body 103 ′ is the rear main body 103 ′. Accepts exhaust from nearby turbine 107. However, in the exhaust collection chamber 1031 ′ of the rear body portion 103 ′, the exhaust from both turbines 107 can also be mixed or mixed before flowing out through any one of the exhaust passages E.

これら排気収集室1031,1031’を設けたことは、(タービン107のあらゆる絞り(スロットル)効果を最小限にすることで)スピンドル全体の効率を向上させるのに貢献するだけでなく、空気軸受103a,103a’の部材に冷却効果をもたらすのに貢献する。例えば、図14,16,17に示すように、軸受103a,103a’は、各排気収集室1031,1031’付近にある。冷却機能は、軸受を加熱させるほどの高い回転速度で回転するシャフトで動作するように形成されたスピンドルには特に重要である。さらに、本駆動スピンドルに用いられるタービンの高効率特性のため、タービン駆動ガスは、タービン107から流出するときに著しく膨張し、これによって急激に冷却する。いくつかの実施形態では、室温で供給されるタービン駆動ガスを摂氏零度付近まで冷却することができる。したがって、この排気ガスを空気軸受103a,103a’付近に循環させることで、著しい冷却効果を得ることができる。   The provision of these exhaust collection chambers 1031, 1031 ′ not only contributes to improving the efficiency of the entire spindle (by minimizing any throttle effect of the turbine 107), but also the air bearing 103a. , 103a 'contributes to providing a cooling effect. For example, as shown in FIGS. 14, 16, and 17, the bearings 103 a and 103 a ′ are located near the exhaust collection chambers 1031 and 1031 ′. The cooling function is particularly important for spindles that are configured to operate with a shaft that rotates at a rotational speed high enough to heat the bearing. Furthermore, because of the high efficiency characteristics of the turbine used in the present drive spindle, the turbine drive gas expands significantly as it exits the turbine 107, thereby rapidly cooling. In some embodiments, the turbine drive gas supplied at room temperature can be cooled to near zero degrees Celsius. Therefore, a significant cooling effect can be obtained by circulating the exhaust gas in the vicinity of the air bearings 103a and 103a '.

この冷却効果を高めるために、スピンドル、もしくはスピンドルにおける少なくとも排気収集室1031,1031’付近の部分は、アルミニウム及び有鉛ガンメタルを材料とし、軸受面から排気収集室1031,1031’内部全体に良好の熱伝導性を確保できる。   In order to enhance this cooling effect, the spindle or at least the portions near the exhaust collection chambers 1031 and 1031 ′ of the spindle are made of aluminum and leaded gunmetal, and the interior of the exhaust collection chambers 1031 and 1031 ′ is excellent from the bearing surface. Thermal conductivity can be secured.

注目すべきは、空気軸受103a,103a’がスピンドルの残りの部分、つまり、前方本体部103と後方本体部103a’に強固に組み付けられていることである。つまり、この組み付けは、例えば、空気軸受を内部に組み付けるOリングを設けて、弾性的な組み付けをもたらすものではない。   It should be noted that the air bearings 103a and 103a 'are firmly assembled to the remaining part of the spindle, that is, the front main body 103 and the rear main body 103a'. That is, this assembly does not provide an elastic assembly by providing, for example, an O-ring for assembling the air bearing inside.

タービン107の方向及びタービン107の周囲の構造により、一方のタービン107から流出する排気ガスは、排気ガスが他方のタービン107から流出する方向とほぼ反対方向に流れることが注目されるであろう。したがって、前方本体部103に最も近いタービン107から流出するガスは、前方本体部103における収集室1031付近で方向を変えざるを得ない。他方、後方本体部103’に最も近いタービン107から流出するガスは、このように方向を変えることなくスピンドルから流出することができる。   It will be noted that due to the direction of the turbine 107 and the surrounding structure of the turbine 107, the exhaust gas flowing out of one turbine 107 flows in a direction substantially opposite to the direction in which the exhaust gas flows out of the other turbine 107. Therefore, the gas flowing out from the turbine 107 closest to the front main body 103 must change its direction in the vicinity of the collection chamber 1031 in the front main body 103. On the other hand, the gas flowing out of the turbine 107 closest to the rear body portion 103 ′ can flow out of the spindle without changing its direction.

図18は、本駆動スピンドルにおけるタービン駆動リング105の詳細を示している。駆動リング105は、4つの駆動ノズル1053を形成し、4つの駆動ノズル1053の各々は、図1〜11Bに関して上述した駆動スピンドルの駆動リング105における駆動ノズル1053のいずれかと同様の設計になっている。これら駆動ノズル1053のうちの2つは、一方のタービン107に駆動ガスを供給するように形成され、残りの2つの駆動ノズル1053は、他方のタービン107に駆動ガスを供給するように形成されている。したがって、駆動ノズル1053は、各タービンの正反対の部分に駆動ガスを供給するために、対になって形成されているものと見なすことができる。一方のタービン107にガスを供給するノズルは、タービン駆動リング105の一方の面に機械加工され、他方のタービン107にガスを供給するノズル1053は、タービン駆動リング105の反対面に機械加工されている。   FIG. 18 shows details of the turbine drive ring 105 in the present drive spindle. The drive ring 105 forms four drive nozzles 1053, each of which is designed similar to any of the drive nozzles 1053 in the drive ring 105 of the drive spindle described above with respect to FIGS. . Two of these drive nozzles 1053 are formed to supply drive gas to one turbine 107, and the remaining two drive nozzles 1053 are formed to supply drive gas to the other turbine 107. Yes. Thus, the drive nozzles 1053 can be considered to be formed in pairs to supply drive gas to the opposite portion of each turbine. A nozzle that supplies gas to one turbine 107 is machined on one side of the turbine drive ring 105, and a nozzle 1053 that supplies gas to the other turbine 107 is machined on the opposite side of the turbine drive ring 105. Yes.

本実施形態では、タービン供給路Fは、駆動ガスをノズル1053に直接供給するために形成されており、したがって、この駆動スピンドルには、図1〜11Bに関して上述したスピンドルに設けられた形態のガス供給室がない。このようなガス供給室1052を設けることは、タービンを円滑に駆動するとともに、例えば、供給されるガスの圧力を変動させるのに重要であると考えられていた。しかしながら、驚くべきことに、このようなガス供給室を省いても、円滑な駆動を達成できることがわかった。ガス供給室を省いても円滑な駆動を達成できるのは、おそらく、必要な冷却効果をもたらすのに十分な体積のガスがタービン供給路F自体に存在しているということであろう。(少なくともいくつかの実施形態においては、)ガス供給室が必要なくなるということで、排気出口を設けるためにより大きな空間をスピンドル本体に確保できるという利点が得られる。したがって、図1〜11Bに関して上述したスピンドルには、2つの排気出口が設けられていたのに対し、本駆動スピンドルには、4つの排気出口が設けられている。   In this embodiment, the turbine supply path F is formed to supply the drive gas directly to the nozzle 1053, and therefore, this drive spindle is provided with the gas provided in the spindle described above with reference to FIGS. There is no supply room. Providing such a gas supply chamber 1052 has been considered to be important for smoothly driving the turbine and, for example, changing the pressure of the supplied gas. Surprisingly, however, it has been found that smooth drive can be achieved even without such a gas supply chamber. The smooth drive that can be achieved without the gas supply chamber is probably that there is a sufficient volume of gas in the turbine supply path F itself to provide the required cooling effect. The elimination of the gas supply chamber (in at least some embodiments) provides the advantage that a larger space can be secured in the spindle body to provide an exhaust outlet. Accordingly, the spindle described above with respect to FIGS. 1-11B was provided with two exhaust outlets, whereas the drive spindle is provided with four exhaust outlets.

注目すべきは、一方のタービン供給路Fが、円状に配列されたノズル1053のうちの2つに駆動ガスを供給する一方で、他方のタービン供給路Fが、円状に配列されたノズル1053の残りの1対にガスを供給することである。したがって、各タービン供給路Fは、ガスを供給して、双方のタービン107を駆動する。   It should be noted that one turbine supply path F supplies drive gas to two of the circularly arranged nozzles 1053, while the other turbine supply path F has a circularly arranged nozzle. The other pair of 1053 is to supply gas. Accordingly, each turbine supply path F supplies gas to drive both turbines 107.

回転式噴霧器(具体的には塗料噴霧器)に用いるために、このような駆動スピンドルを組み付けるときには、2つの別体の空気供給源が、フレキシブル供給チューブを用いて供給路Fの入口に連結される。   When assembling such a drive spindle for use in a rotary sprayer (specifically a paint sprayer), two separate air supply sources are connected to the inlet of the supply path F using a flexible supply tube. .

本明細書への導入にて上述したように、シャフト102がスピンドルの残りの部分に対して比較的強固に組み付けられたスピンドルを提供することは、例えば、スピンドルを含む噴霧ヘッドの高速回転が、シャフトに大きな回転モーメントを作用させる大きなジャイロ力を発生することができるという利点がある。シャフト102が軸受の部材に接触する程度にシャフト102が軸受に対して傾くことに対抗する十分な強固さをスピンドル、つまり、軸受構造が有していなければ、このように大きなジャイロ力は、故障を招き得る。   As described above in the introduction herein, providing a spindle in which the shaft 102 is relatively rigidly assembled to the rest of the spindle means, for example, that high speed rotation of a spray head including the spindle There is an advantage that a large gyro force that causes a large rotational moment to act on the shaft can be generated. If the spindle, i.e., the bearing structure, does not have sufficient strength to prevent the shaft 102 from tilting with respect to the bearing to such an extent that the shaft 102 contacts the bearing member, such a large gyro force can cause failure. Can be invited.

塗料噴霧器の形態からなる回転式噴霧器を図示している。1 shows a rotary sprayer in the form of a paint sprayer. 図1に示された回転式噴霧器の駆動スピンドルを通る断面を示している。2 shows a section through the drive spindle of the rotary atomizer shown in FIG. 図2に示された駆動スピンドルにおける本体部の斜視図である。It is a perspective view of the main-body part in the drive spindle shown by FIG. 図3Aに示された本体部の平面図である。It is a top view of the main-body part shown by FIG. 3A. 図3Bに示された本体部における線IIIC−IIICの断面図である。3C is a cross-sectional view taken along line IIIC-IIIC in the main body shown in FIG. 3B. 図2に示された駆動スピンドルにおけるスペーサリングの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a spacer ring in the drive spindle shown in FIG. 2. 図2に示された駆動スピンドルにおけるタービン駆動リング及びタービンの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a turbine drive ring and a turbine in the drive spindle shown in FIG. 2. 図2に示された駆動スピンドルにおける後部カバーの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a rear cover in the drive spindle shown in FIG. 2. 図2に示された駆動スピンドルにおけるシャフトの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a shaft of the drive spindle shown in FIG. 2. 図5に示されたタービン及びタービン駆動リングにおける種々の寸法測定を決定するのに有用な概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram useful for determining various dimensional measurements in the turbine and turbine drive ring shown in FIG. 5. 図5に示されたタービン駆動リングにおけるガス供給ノズルの形状をより正確に図示している。6 more accurately illustrates the shape of the gas supply nozzle in the turbine drive ring shown in FIG. 図5に示されたタービンにおけるブレードの形状をより正確に図示している。6 more accurately illustrates the shape of the blades in the turbine shown in FIG. 各々は、別のタービン回転子の平面図及び斜視図である。Each is a plan view and a perspective view of another turbine rotor. 図1に示された形式の回転式噴霧器に使用可能な別の回転式噴霧器駆動スピンドルの端面図を示している。FIG. 2 shows an end view of another rotary atomizer drive spindle that can be used with a rotary atomizer of the type shown in FIG. 1. 図12に示された駆動スピンドルにおける線XIII―XIIIの断面図を示し、この断面図は、駆動スピンドルにおけるタービン駆動空気供給路を示している。FIG. 12 shows a cross-sectional view along line XIII-XIII in the drive spindle shown in FIG. 12, which shows the turbine drive air supply path in the drive spindle. 図12に示された駆動スピンドルにおける線XIV―XIVの断面図を示し、この断面図は、駆動スピンドルにおける排気系の部分を示している。FIG. 12 is a sectional view taken along line XIV-XIV in the drive spindle shown in FIG. 12, and this sectional view shows a part of the exhaust system in the drive spindle. 図12に示された駆動スピンドルの主要部品の分解図を示している。FIG. 13 shows an exploded view of the main components of the drive spindle shown in FIG. 12. 図12に示された駆動スピンドルにおける前方本体部の下面の立体図である。FIG. 13 is a three-dimensional view of the lower surface of the front main body portion of the drive spindle shown in FIG. 12. 図12に示された駆動スピンドルにおける後方本体部の下面図である。FIG. 13 is a bottom view of a rear main body portion of the drive spindle shown in FIG. 12. 図12に示された駆動スピンドルにおけるタービン駆動リングを示している。13 shows a turbine drive ring in the drive spindle shown in FIG.

Claims (44)

回転式噴霧器の部品として用いられる回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
該駆動スピンドルは、
タービンを支持するシャフトと、
本体であって、該本体に対して前記シャフトを回転駆動するために前記タービンにガスを供給するための少なくとも1つの供給路を備える本体と
を備え
前記タービンは、
ディスク形状もしくはリング形状の回転子体部と、
隣り合うブレードの対によって形成された、前記タービンを通るほぼ半径方向のガス通路を有し、前記回転子体部のほぼ平らな面の1つから突出している複数のブレードと
を備え、
前記少なくとも1つの供給路は、使用時に、ガスが前記スピンドルの前記本体から前記タービンに向かって流れるノズル部を備え、
該ノズル部は、出口を備え、
前記ノズル部を通る前記ガス通路の断面積は、前記ノズル部の入口から出口へ単調減小している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle used as a part of the rotary sprayer,
The drive spindle is
A shaft that supports the turbine;
A main body comprising at least one supply passage for supplying gas to the turbine for rotationally driving the shaft relative to the main body ;
The turbine is
A disk-shaped or ring-shaped rotor body,
A plurality of blades formed by pairs of adjacent blades having a substantially radial gas passage through the turbine and projecting from one of the substantially flat surfaces of the rotor body;
With
The at least one supply path includes a nozzle portion that, in use, allows gas to flow from the body of the spindle toward the turbine;
The nozzle portion includes an outlet,
The rotary sprayer drive spindle according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the gas passage passing through the nozzle portion monotonously decreases from an inlet to an outlet of the nozzle portion .
請求項1に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記少なくとも1つの供給路は、使用時に、ガスが前記スピンドルの前記本体から前記タービンに向かって流れるノズル部を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 1,
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the at least one supply path includes a nozzle portion that, when used, allows gas to flow from the main body of the spindle toward the turbine.
請求項に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズル部は、スロートを備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 2 ,
The nozzle unit includes a throat. A rotary sprayer drive spindle.
請求項に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズル部を通るガス通路の断面積は、前記スロートに向かって単調減小している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 3 ,
A rotary sprayer drive spindle, wherein a cross-sectional area of a gas passage passing through the nozzle portion monotonously decreases toward the throat.
請求項に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズル部を通る前記ガス通路の前記断面積は、前記ノズルの入口から前記スロートへと単調減小している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 4 ,
The rotary sprayer drive spindle according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the gas passage passing through the nozzle portion monotonously decreases from the inlet of the nozzle portion to the throat.
請求項乃至請求項のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズルを通る前記ガス通路は、一部が吸引面で形成され、一部が圧力面で形成され、
前記吸引面は、連続的な湾曲を有している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 1 to 5,
The gas passage passing through the nozzle part is partly formed by a suction surface, partly by a pressure surface,
The suction surface of the rotary sprayer is characterized in that the suction surface has a continuous curvature.
請求項乃至請求項のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズル部を通る前記ガス通路の前記断面積の減小は、前記ガス通路の1つの寸法を減小させつつ、該ガス通路の残りの寸法を実質的に一定に留めることで達成している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 1 to 6,
It reduced small in the cross-sectional area of the gas passage through the nozzle portion, while reducing small one dimension of the gas passage is achieved by fastening a substantially constant remaining dimensions of the gas passage A rotary atomizer drive spindle characterized by that.
請求項乃至請求項のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズルは、前記スピンドルの基軸に対して垂直な平面内で弧状通路に続いている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 1 to 7,
The rotary sprayer drive spindle, wherein the nozzle portion continues in an arcuate path in a plane perpendicular to the spindle main axis.
請求項乃至請求項のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ノズルの出口は、前記タービンを通る複数のガス通路に同時にガスを送り込むように形成されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 1 to 8,
The rotary sprayer drive spindle is characterized in that the outlet of the nozzle portion is formed so as to simultaneously feed gas into a plurality of gas passages passing through the turbine.
請求項1乃至請求項のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンは、反動タービンである
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any one of claims 1 to 9 ,
The rotary sprayer drive spindle, wherein the turbine is a reaction turbine.
請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンは、隣り合う前記ブレードの対によって形成された、前記タービンを通るガス通路を有する複数のブレードを備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any one of claims 1 to 10 ,
The turbine comprises a plurality of blades having gas passages through the turbine formed by pairs of adjacent blades. A rotary atomizer drive spindle.
請求項11に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
少なくとも1つのガス通路が、第1の端部から第2の端部へと断面積が減小する第1の部分を備えるように前記タービンは形成され、
前記第1の端部は、前記第2の端部よりも前記タービンの入口に近い
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 11 ,
The turbine is formed such that at least one gas passage comprises a first portion having a reduced cross-sectional area from a first end to a second end;
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the first end is closer to the turbine inlet than the second end.
請求項11または請求項12に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記少なくとも1つのガス通路が、第1の端部から第2の端部へと断面積が増大する第2の部分を備えるように前記タービンは形成され、
前記第1の端部は、前記第2の端部よりも前記タービンの入口に近い
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 11 or claim 12 ,
The turbine is formed such that the at least one gas passage includes a second portion that increases in cross-sectional area from a first end to a second end;
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the first end is closer to the turbine inlet than the second end.
請求項12に従属したときの請求項13に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記第2の部分は、前記第1の部分よりも前記タービンの入口から遠い
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 13 when dependent on claim 12 , comprising:
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the second part is further from the turbine inlet than the first part.
請求項11乃至請求項14のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
隣り合うブレードの各々に対面する前記ブレードの面は、一方向上では湾曲し、他の一方向上では実質的に平らである
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 11 to 14,
A rotary atomizer drive spindle characterized in that the face of the blade facing each of the adjacent blades is curved on one improvement and substantially flat on the other improvement.
請求項15に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記ブレードは、ほぼディスク形状、もしくはほぼリング形状の回転子体部のほぼ平らな面の1つから突出し、前記ブレード間の対向面は、ほぼ半径方向上においては湾曲するとともに、ほぼ軸方向上においては実質的に平らである
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 15 ,
The blades protrude from one of the substantially flat surfaces of the substantially disk-shaped or ring-shaped rotor body, and the opposing surfaces between the blades are curved in a substantially radial direction and are substantially axially upward. A rotary atomizer drive spindle, characterized in that it is substantially flat.
請求項11乃至請求項16のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンブレードは、翼形状を有している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 11 to 16,
The turbine blade has a blade shape. A rotary sprayer drive spindle, wherein:
請求項11乃至請求項17のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンブレードは、非対称の形状を有している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 11 to 17,
The turbine blade has an asymmetric shape. A rotary atomizer drive spindle, wherein:
請求項11乃至請求項18のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンブレードは、広範囲にわたる異なる作動条件下で層流を維持するように寸法及び形状が設定されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 11 to 18,
The rotary atomizer drive spindle, wherein the turbine blade is sized and shaped to maintain laminar flow under a wide range of different operating conditions.
請求項1乃至請求項19のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンは、損失の低減に貢献する、凹部、もしくは開口部、もしくは溝などの少なくとも1つの表面特徴を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any of claims 1 to 19 ,
The turbine is provided with at least one surface feature, such as a recess, an opening, or a groove, that contributes to loss reduction.
請求項20に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記表面特徴は、前記タービンの非機能面に設けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 20 ,
The surface atomizing feature is provided on a non-functional surface of the turbine.
請求項20もしくは請求項21に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
各ブレードには、ほぼ軸方向の開口部、もしくはほぼ軸方向に延在する止まり穴が設けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 20 or claim 21 ,
Each blade is provided with a substantially axial opening or a blind hole extending substantially in the axial direction.
請求項20または請求項21または請求項22に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
円周方向に延びる溝が、前記タービンの外側曲面に設けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 20 or claim 21 or claim 22 ,
A groove that extends in the circumferential direction is provided on the outer curved surface of the turbine.
請求項1乃至請求項23のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記スピンドル本体は、前記タービンの出口からガスを排出するための少なくとも1つの排気路を含む排気系を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any of claims 1 to 23 ,
The spindle main body includes an exhaust system including at least one exhaust passage for exhausting gas from an outlet of the turbine.
請求項24に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、前記タービンの出口と前記排気系の出口との間に排気収集室を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 24 ,
The rotary sprayer drive spindle, wherein the exhaust system includes an exhaust collection chamber between an outlet of the turbine and an outlet of the exhaust system.
請求項25に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、
前記タービンの出口から前記排気収集室へ排気を供給するための少なくとも1つの排気収集路と、
前記収集室から外部へ排気ガスを流出させるための複数の排気出口路と
を備えていることを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 25 ,
The exhaust system is
At least one exhaust collection passage for supplying exhaust from the turbine outlet to the exhaust collection chamber;
A rotary sprayer drive spindle, comprising: a plurality of exhaust outlet passages for allowing exhaust gas to flow out from the collection chamber to the outside.
請求項25または請求項26に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気収集室は、前記排気ガスの流出方向が変化しなければならない位置に設けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 25 or claim 26 ,
The exhaust spray chamber is provided at a position where the outflow direction of the exhaust gas must be changed.
請求項24乃至請求項27のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、乱流及び/もしくは背圧の発生を抑制もしくは防止することで前記タービン通過前後における圧力低下を最大にするように設計されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any of claims 24 to 27 ,
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the exhaust system is designed to maximize pressure drop before and after passing through the turbine by suppressing or preventing generation of turbulence and / or back pressure.
請求項24乃至請求項28のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、流出する排気ガスが前記スピンドルを冷却するように形成されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any of claims 24 to 28 ,
The exhaust sprayer is configured so that the exhaust gas flowing out cools the spindle.
請求項1乃至請求項29のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記スピンドルの前記本体は、互いに離間された2つのラジアル軸受を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any of claims 1 to 29 ,
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the main body of the spindle includes two radial bearings spaced apart from each other.
請求項30に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記タービンは、前記離間されたラジアル軸受の間に配置されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 30 ,
The turbine is disposed between the spaced radial bearings. A rotary sprayer drive spindle.
請求項1乃至請求項31のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって
前記シャフトは、2つのタービンを支持している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
The rotary sprayer drive spindle according to any one of claims 1 to 31 , wherein the shaft supports two turbines.
請求項31に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記シャフトは、前記離間されたラジアル軸受の間に配置された2つのタービンを支持している
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 31 ,
The rotary sprayer-driven spindle, wherein the shaft supports two turbines disposed between the spaced radial bearings.
請求項29に従属したときの請求項303133のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、流出する排気ガスが、双方の前記ラジアル軸受を冷却するように形成されている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any one of claims 30 , 31 , 33 when dependent on claim 29 , comprising:
The rotary sprayer drive spindle, wherein the exhaust system is formed so that exhaust gas flowing out cools both the radial bearings.
請求項34に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
少なくとも1つの排気路における少なくとも1つの各部は、各ラジアル軸受の近傍を通る
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 34 ,
At least one part in at least one exhaust passage passes in the vicinity of each radial bearing.
請求項34または請求項35に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記排気系は、2つの排気収集室を備えている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 34 or claim 35 ,
The exhaust system includes two exhaust collection chambers. A rotary sprayer drive spindle.
請求項36に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
第1の前記収集室は、第1の前記ラジアル軸受の付近に設けられ、
第2の前記収集室は、第2の前記ラジアル軸受の付近に設けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
The rotary atomizer drive spindle of claim 36 ,
The first collection chamber is provided near the first radial bearing;
The second spray chamber is provided in the vicinity of the second radial bearing. A rotary sprayer drive spindle.
請求項36または請求項37に記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
2つのタービンを備え、
前記排気系は、
第1の前記タービンの出口から第1の前記収集室へ排気を供給するための第1の排気収集路と、
第2の前記タービンの出口から第2の前記収集室へ排気を供給するための第2の排気収集路と
を備えていることを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to claim 36 or claim 37 ,
With two turbines,
The exhaust system is
A first exhaust collection path for supplying exhaust from the outlet of the first turbine to the first collection chamber;
A rotary sprayer drive spindle, comprising: a second exhaust collection path for supplying exhaust from the outlet of the second turbine to the second collection chamber.
請求項30に従属したときの請求項31乃至請求項38のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
前記2つの軸受は、前記スピンドル本体の残りの部分に強固に組み付けられている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any of claims 31 to 38 when dependent on claim 30 ,
The rotary sprayer drive spindle, wherein the two bearings are firmly assembled to the remaining part of the spindle body.
請求項1乃至請求項39のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
1つの前記ノズルもしくは各ノズルの形状は、表1に示された座標値で実質的に決められている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any of claims 1 to 39 ,
The shape of one nozzle section or each nozzle section is substantially determined by the coordinate values shown in Table 1. A rotary sprayer drive spindle, wherein:
請求項1乃至請求項40のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
1つの前記ノズルもしくは各ノズルの形状は、表1に示された座標値に対して0.01差以内の各座標値で決められている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any of claims 1 to 40 ,
The shape of one nozzle part or each nozzle part is determined by each coordinate value within 0.01 difference with respect to the coordinate value shown in Table 1. The rotary sprayer drive spindle characterized by the above.
請求項1乃至請求項41のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
1つの前記ブレードもしくは各ブレードの形状は、表2に示された座標値で実質的に決められている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary sprayer drive spindle according to any of claims 1 to 41 ,
One of the blades or the shape of each blade is substantially determined by the coordinate values shown in Table 2. A rotary sprayer-driven spindle.
請求項1乃至請求項42のいずれかに記載の回転式噴霧器駆動スピンドルであって、
1つの前記ブレードもしくは複数の各ブレードの形状は、表2に示された座標値に対して0.01差以内の各座標値で決められている
ことを特徴とする回転式噴霧器駆動スピンドル。
A rotary atomizer drive spindle according to any of claims 1 to 42 ,
The shape of each of the one blade or the plurality of blades is determined by each coordinate value within 0.01 difference with respect to the coordinate values shown in Table 2.
回転式噴霧器であって、
請求項1乃至請求項43のいずれかに記載の駆動スピンドルと、
基軸の周りを回転可能であり、ほぼ対象物に向かって流動する小粒子からなる円錐状の幕を噴射するように形成された釣鐘形状の部材と、
前記小粒子が生成され得る物質を貯留源から前記釣鐘形状の部材へ供給するための供給路と
を備えていることを特徴とする回転式噴霧器。
A rotary atomizer,
A drive spindle according to any one of claims 1 to 43 ;
A bell-shaped member configured to inject a conical curtain made of small particles that can rotate about a base axis and flow substantially toward an object;
A rotary sprayer comprising: a supply path for supplying a substance capable of generating the small particles from a storage source to the bell-shaped member.
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