JPH10505649A - 接近連結直列タービン据付 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一対の直列に接続されたタービンを軸線方向に位置調整し、一方のタービンの軸線方向出口を他方のタービンの軸線方向入口に対して隣接し、タービン接合点を囲むシールを備え、タービンを一緒に固定するタービンの半径方向に突き出る開口耳部の間に延在するタイロッドを備え、当該タイロッドを係合する間隔を開けたフランジを有する概ねＵ形状の取付ブラケットにタービンを支持することによる接近連結据付のための方法と装置。エアバッフルは２個のタービンを収容する空間を２つのエアプレナムに分けて、大きなタービンによって排出される熱い空気がタービン羽根車へのエア入口に入ることを回避し、インジケータはフィルターが塞がれることの知覚表示をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 接近連結直列タービン据付 発明の背景 本発明は、塗料噴霧器具、特に大容量低圧（ＨＶＬＰ）エア霧化補助塗料スプ レーガンとともに使用するための直列接続タービン用据付配置に関するものであ る。従来システムでの直列に連結されたタービンは典型的にはハウジング内に分 離して据え付けられたタービンを有し、ホース又はパイプで一方のタービンの出 口を他方のタービンの入口に接続していた。そのような配置（設備）は米国特許 第４８５４８２２号明細書に示され、接線方向の出口タイプのタービンが軸線方 向の入口タイプのタービンに直列に供給するようになっている。 本発明は、分離接続ホースの必要性、並びに第１タービンの出口を第２タービ ンの入口に直近して据え付けるように配置し、好ましくは両方のタービンを同軸 に位置調整してタービンの効率が増加し直列タービンを据え付けるのに必要な空 間が大いに減少するように互いにシールすることで２つのタービンの直列接続の ために必要な空間を大いに減らす必要性を除くことに向けられている。 図面の簡単な説明 図１は本発明の実行に有効なタービン組立品の斜視図である。 図２は、本発明に係る第１及び第２タービンのための接近連結直列据付を示す 図１の組立品の断面的な概略正面図である。 図３は、図２の或る連関部品と共の第１及び第２タービン据付配置の分解組立 図である。 図４は、図２の第２タービンの背面図である。 図５は、図２及び図４の第２タービンの正面図である。 図６は本発明の直列接続タービン据付配置のための据付ブラケットの側面図で ある。 図７は、図６のブラケットの平面図である。 図８は、図６及び図７のブラケットの端面図である。 図９は本発明の実行に有効なフォームエアバッフルの斜視図である。 図１０は本発明の実行に有効な真空スイッチの断面図である。 図１１は、本発明の実行に有効なタービンのための代替据付配置の断片的断面 図である。 発明の詳細な説明 図面に関して、特に図１に関して、タービン組立品１０はタービンハウジング １１を有する。タービンハウジング１１は一対のタービン４０，４１を収容し、 把手１２によって明示されるように携帯用で、好ましくは一対のエア吸い込みフ ィルター１４と加圧エア出口１６を有すると理解される。第１タービン４０は好 ま しくはオハイオ州ケントのAmetek，Lamb Electric Division製の５．７''サイズ の一段式リバース軸流タービンである。第２タービン４１は好ましくはAmetek社 のモデル１１７１９７に類似の四段式接線排出５．７''径タービンである。 エア出口１６は好ましくはエアホース（図示せず）を介して、塗料を噴霧する ためにエアを用いるＨＶＬＰタイプのような手持ち塗料スプレーガン（図示せず ）に接続される。図２及び３に関して、エア出口１６は、第２タービン４１の好 ましくはアルミニウム製ダイ鋳物たる囲い部１６と一体的に形成される。 ハウジング１１の第１側壁１８はエア出口１６が突出する開口を有する。ター ビン４１のエア出口１６は、装飾リング３２によって壁１８に固定される。当該 リングは、組立中にエア出口１６でリング３２を回転するのを助けるためにその 周囲３５にローレット表面３３を有してもよい。第２側壁２０は図２に示される ように第１側壁１８と反対側に位置し、好ましくはスクリーン３６によって覆わ れたカッタウェイ部分３４を有する。 ハウジング１１の第１端部２４での第１エア吸い込み口２２は、エアがフィル ター１４を通ってハウジング１１に入るために備える。エア吸い込み口２２に入 るエアはモータ４６に引っ張られ、タービン４０の羽根車吸い込み口４４に搬送 される。羽根車吸い込み口４４に入るエアは羽根車ステージ４８に搬送され、そ こで（モータ４６が印加されると）圧縮され、その後に軸線方向エア 出口５０を出る。タービン４０は、好ましくは第２タービン４１の径に等しい径 を有するリバース軸流タイプのタービンであると理解される。 エア出口５０を出るエアは、Ｔ形状の横断面５３を有する弾力的な環状シール ５６のようなエアシールによってシールされる。それ故に出口５０を出るエアは タービン４１の接近連結タービン接合点を形成する軸線方向エア入口４２に強制 的に入れられる。当該エアは（モータ４７が印加されると）タービン４１内で圧 縮され、その後にエア出口１６を出る。シール５６は好ましくはシリコーンゴム 又はタービン４０と４１の間の接合点に対して気密シールを形成するのに適した 他の類似の弾力的な材料からなる。第１タービン４０の出口５０と第２タービン ４１の入口４２とは、タービン４０，４１のタービン羽根車ハウジングのそれぞ れ平坦な表面６４，６６に位置し、当該平坦な表面６４，６６は平行に且つ接近 して間隔をおくので、より十分な空気路が生じ、より小さくより軽くより十分な タービンハウジング１１が用いられる。 タービン組立品１０によって引っ張られる電力量を減少するために、又は出口 １６でのエア流乃至エア圧を減少するためにタービン４０，４１の一方のみを印 加することがしばしば望ましいと理解される。例えば典型的なウッド着色剤のよ うな低粘性液体を霧化するためにエアを供給する場合にエア流及びエア圧を減少 することが望ましい。そのような場合、電源を断たれたタービンは、 エアをエア出口１６へ通過させる比較的制限のない通路をもたらす。異なるサイ ズのタービンを用いることはエア流とエア圧の選択を可能として、タービン４０ のみが印加されると比較的低いエア流とエア圧が有効で、タービン４１のみが印 加されると中間のエア流とエア圧が、両方のタービン４０と４１が印加されると 比較的高いエア流とエア圧が実現する。比較を容易にするために１５ＳＣＦＭで 一定に流れを維持する場合、望ましい圧力レベルはタービン４０のみが印加され ると２ＰＳＩで、タービン４１のみが印加されると５ＰＳＩで、両方のタービン ４０と４１が印加されると７ＰＳＩである。もちろん、印加されるタービンの選 択を変更することに伴いエア流もおそらく変わるが、エアホースの長さや径並び にエアキャップ条件（例えば、ガンのエアキャップを流通するエアを調整するパ ターンを有したり有しなかったり）のような構成形態の変化に伴っても変わると 理解される。 図２に戻り、タービンハウジング１１の第２端部３８での第２エア吸い込み口 が、ハウジング１１に入り第２タービンモータ４７を冷却するエアを冷却するた め及びカッタウェイ部分３４を通って出るエアを冷却するために備えられる。 最も詳しくは図２及び３に関して、ターピン４０は、中央開口８９と複数の周 囲取付開口９０を有した段付きの環状フランジ部材８８にきちんと収まりうる。 中央開口８９は羽根車吸い込み口４４を形成するタービンケース９２での開口９ １と同じ大きさか、 これよりも大きい。 図４及び５にも関して、タービン４１は、図４及び５で最もはっきりと示され るようにその周囲回りに配設され半径方向に突出する複数の耳部５２を有する。 耳部５２のそれぞれは取付開口５４を有し、タービン４０のフランジ部材８８で の周囲取付開口９０はタービン４１の耳部５２での取付開口５４と軸線方向に位 置調整されると理解される。タイロッド乃至ボルト６０は、図２で最もはっきり と示されるように、各対のそれぞれ位置調整された取付開口５４，９０に収めら れる。係合ナット６２のような留め具が好ましくは各タイロッド６０の端部に収 められ、タービン４０のエア出口５０とタービン４１のエア入口４２の間の中間 面で大気へのエア漏れを回避するために、タイロッド６０は間に挿入されたシー ル５６と共に軸線方向にタービン４０，４１を保持するために引き上げられる。 タービン４０はまた、フランジ部材８８に対する代替物としてタービン４１に対 して同様に半径方向に延びる耳部を備えてもよいと理解される。 図２及び３に示されるように、モータ４６，４７のそれぞれは軸線方向で反対 方向に延び、それぞれは好ましくは環状リング乃至駆動モータ支持フランジ２６ によって支持され、ワッシャ状の環状シール２８によってシールされる。シール ２８の各々は好ましくは閉じセルのウレタンフォームか同等の材料からなる。好 ましくは各リング２６はそこにモータ４６（乃至４７）の外側表面 と同心で好ましくはこれに一致する開口２９を備えた皿又は碗の形状に圧断する 薄板金属である。開口２９の縁でモータを支持し、シールする。リング２６の外 側フランジ乃至周辺２７は組立中に相対的な動きをなくすために例えば在来の留 め手段（図示せず）によって又はリング２６とハウジング１１の間の在来の相互 適合関係によってのような在来のやり方でハウジング１１に固定されると理解さ れる。 再び最も明確には図４及び５に関して、タービン４１は、エア出口１６に搬送 する前にエアを圧縮するためにエア吸い込み口４２と複数のステージ４５を有す る。タービン４０に対すると同様にして、タービン４１は電気モータ４７によっ て動力供給されると理解される。延長部１０２は概してガイカストのタービン囲 い部１７から接線方向に突出する。装飾リング３２は延長部１０２を壁１８に固 定するために用いられてもよく、壁１８の開口は延長部１０２の径よりも小さな 径を有すると理解される。 図６，７，８並びに図２に関して、接近連結タービン据付配置のための据付ブ ラケット７０が示される。据付ブラケット７０は好ましくは、図２及び６に描か れるように側面から見た場合にブラケット７０のためのＵ形状オーバーオールを 形成する間隔を開けた直立端部分乃至フランジ７４，７６と平坦な基礎部分７２ を有する。各端部分７４，７６は、モータ４６，４７を収容するために好ましく は第１及び第２タービン４０，４１の各々の係合表 面と一致し少なくとも隙間を有するカッタウェイ解放乃至輸郭縁７８を有する。 直立フランジ７４，７６の各々は一対の開口８０を有し、各開口８０はタービン ４０，４１での一対の据付開口５４，９０と位置調整されるか同軸になっている 。図２で最もはっきりと示されるように、端部分乃至直立開口フランジは、第１ 及び第２タービン４０，４１の据付開口５４，９０の間の間隔に一致する間隔を もって離れている。タイロッド６０は各フランジ７４，７６を貫通して、第１及 び第２タービン４０，４１を据付ブラケット７０に固定する。ブラケット７０は 更に好ましくは、ブラケット７０をハウジング１１に固定するためにネジのよう な留め具８４（図２参照）と関連して用いられる基礎部分７２に複数の穴乃至開 口８２を有する。ブラケット７０は更に、タービン４１の延長部１０２とダイカ ストのタービンハウジング１７の湾曲部を収容する軽減路乃至溝８６を有する。 図２，３及び９に関して、好ましくは閉じされたセルフォーム(closed cell f oam)で形成されたエアバッフル１０４は、図２に示されるように、環状リング２ ６の間の内部空間を２つのエアプレナム１０６，１０８に分ける。エアバッフル １０４は好ましくはタービン４０のフランジ８８（又はケース９２）とのきちん とした（したがってだいたい気密の）適合をもたらす寸法の穴１０５を有する。 バッフル１０４の外側周囲は同様にハウジング１１とのきちんとしてだいたい気 密の適合をもたらす寸法であって、 故にエアプレナム１０６を形成する。エアプレナム１０６はモータ４６を取り巻 くリング２６からエアバッフル１０４に延び、その中のエアがタービン４０の羽 根車吸い込み口４４に入ることを可能とする。エアプレナム１０８はモータ４７ を取り巻くリング２６からエアバッフル１０４に延び、モータ４７を通過するエ アが壁２０の開口３４を出るための排気路をもたらす。スクリーン３６を通して モータ４７を冷却するのに用いられた比較的熱い排気エアが羽根車吸い込み口４ ４に直接入ることを可能にし続けるために、そのような加熱エアを排気するのが 望ましいことが見出された。タービン４０の負荷がタービン４１の負荷よりも十 分に小さいので、モータ４６がモータ４７よりも十分に冷たく作動すると理解さ れる。それ故にモータ４６が印加されていようがいまいが、比較的冷たいエアの みがエア入口乃至吸い込み口４４に入ることになる。 図２と１０に関して、操作中にエア吸い込みフィルター１４に粒子が蓄積する ために生じるように部分的にフィルターが塞がれる場合、視覚上の表示をもたら すことが好ましいと見出された。塞がれたフィルターの視覚上の表示は警告ラン プ１１０によってもたらされる。当該ランプは、好ましくは直列に真空作動スイ ッチ１１２と接続したリード線１１１を有する。スイッチ１１２は好ましくはフ ロリダ州フォートローダーデールノースウエスト６２番通り２８９０のMicro Pn eumatic Logic，Inc.製のシリーズ ５００スイッチであり、より広い温度範囲にわたってスイッチポイントの安定性 を延ばすためにテフロン膜９４を有するように改良されている。スイッチ１１２ は好ましくはモータ４７を取り巻くリング２６に据え付けられ、組立品１０の第 ２端部３８でフィルター１４とリング２６の間のエア空間１０において真空条件 の有無を検知するためにリング２６を通って突き出るセンサポート１１４を有す る。モータ４６がモータ４７より非常に低い負荷で作動するので、第１端部２４ でフィルター１４の条件をモニターすることが不要であることが見出されたが、 そのようなモニターリングは本発明の範囲内でなされてもよいと理解される。ス イッチ乃至センサ１１２は、図１０に通常の開いた状態で示された一対の電気接 触部９６，９８を有する。リード線１１６（図２参照）は接触部９６，９８から 延び、好ましくは直列に電源及びインジケータ１１０のリード線１１１と接続し 、公知のように接触部９６，９８が閉じる場合にインジケータ１１０を照らす。 第１エア吸い込み口２２でフィルター１４の露出面で塞がれた表面範囲のパーセ ントで測定して、５０％以下のフィルター塞ぎに対してインジケータがＯＦＦの ままであり、７５％以上のフィルター塞ぎに対してＯＮであるように、スイッチ １１２はネジ１１８を介してセット乃至較正されるようになっている。本実施形 態において７５％以上のレベルで生じる組立品１０の第２端部３８でのフィルタ ー塞ぎはモータ４７にとって容認できない過剰温度状態に対 応することが見出された。本実施形態で、フィルターのＯＦＦ＠〈５０％塞ぎで ＯＮ＠〉７５％塞ぎの操作条件に対応するように所定の真空レベル又はスイッチ ポイントのために０．１２〜０．２５インチウォーターの範囲のどこかにスイッ チポイントをセットすることが望ましいことが見出された。この範囲でスイッチ ポイントを用いることで、入力電圧の範囲にわたって適切な操作が可能であり、 一方でタービン組立品１０からエアを供給される非ブリーダータイプのＨＶＬＰ ガンの「開き」及び「閉じ」条件によって生じる変動を考慮することが可能であ る。更にこの範囲でスイッチポイントを用いることは、フィルターが部分的に塞 がれる場合、即ち、５０〜７５％塞ぎの範囲内の場合（より詳しくはスイッチ１ １２によって検知された真空が所定の真空レベルに近い場合）、明滅乃至脈動操 作をもたらすことが見出された。そのような明滅操作はフィルターの塞ぎにつき オペレータに警報を出し、インジケータの安定したＯＮ状態の「早期警告」を与 える。これはフィルターのクリーニング又は取り替えを要求するものである。 本発明は、その改良と変形が本発明の精神乃至範囲から逸脱することなくなさ れうるので、その詳細の全てにつき限定的に解釈されないものである。例えば、 一方又はは両方のタービンのステージの数は変えられうるが、なお本発明の範囲 内にある。更にタービンの据え付けは、第１タービンの出口が第２タービンの入 口 の直近に維持され、本発明の利益を達成するならば、タイロッドとＵ形状ブラケ ットの他のものでもなされうる。タービン４０，４１のための他の代替据付配置 が図１１に示される。この代替据付配置において、Ｕ形状ブラケット７０は省略 され、延長されたタイロッド１２０がタービンを共に及び一対の改良モータ支持 リング１２６に固定するのに用いられる。スペーサー１２２，１２４がタービン ４０，４１をリング１２６に引き締めるのに用いられる。リング１２６は複数の 窪み１２８を有し、延長されたタイロッド１２０を収容するために開口を有した 対応する複数のリッジ１３０を形成する。それぞれの延長されたタイロッドは、 タービン４０，４１を共に固定するためのナット１３４を受け、リング１２６に 据え付けるために１３２でのようにその長さの一部乃至全部にねじ部を有する。 本発明の範囲内の更に別の改良として、タービン組立品１０の操作中に聞き取 られるのに十分に大きいならば、音響インジケータがインジケータ１１０の代わ りに（又は加えて）用いられうる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．携帯用塗料噴霧器具用の一対のタービンを接近連結するための方法にして、 ａ．第１タービンの軸線方向出口を、第２タービンの軸線方向入口の隣接して正 しく合うように置いてタービン接合部を形成すること； ｂ．第１タービンの出口と第２タービンの入口によって形成されたタービン接合 部の回りにシールを配置すること； ｃ．第１タービンを軸線方向で第２タービンに固定すること； の各ステップを有してなり、その結果、タービンのいずれか一方が印加される場 合に第１タービンの出口を出るエアが直ちに第２タービンの入口に入るようにな っている方法。 ２．第１タービンの出口と第２タービンの入口が各々それぞれのタービンの羽根 車ハウジングのそれぞれの平坦な表面に位置しており、上記ステップａが更に、 出口を有した第１タービン羽根車ハウジングの平坦表面と入口を有した第２ター ビン羽根車ハウジングの平坦表面を平行に接近して間隔をおくように配置するこ とを有してなる、請求項１の方法。 ３．第２タービンが取付開口を有し半径方向に延在する複数の耳部を有するタイ プのものであり、第１タービンが第２タービンの取付開口に位置調整された複数 の取付開口を有し、上記ステップｃが更に、第１及び第２タービンのそれぞれの １つの取付開口を 各々が貫通している複数のタイロッドを締め付けることによって、第１タービン を第２タービンに向かって引っ張ることを有してなる、請求項１の方法。 ４．更に、ｄ．少なくとも１個のタイロッドを概してＵ形状の取付ブラケットに 貫通し、当該ブラケットは第１及び第２タービンの取付開口に同軸の開口を有す る１対の直立フランジを有し、上記フランジが第１及び第２タービンの取付開口 の間の間隔に一致する間隔を軸線方向におくようになっており、その結果、少な くとも１個のタイロッドが第１及び第２タービンを取付ブラケットに固定する、 請求項３の方法。 ５．取付ブラケットの直立開口フランジの各々が更に、第１及び第２タービンの 各々の結合表面との隙間を備える輪郭縁を有してなり、その結果、タービンが取 付ブラケットに収容される場合に輪郭縁と係合表面の間の接触によってフランジ の各々が第１及び第２タービンの一方を支持する、請求項４の方法。 ６．フランジの各々での輪郭縁が第１及び第２タービンの各々の係合表面に適合 する、請求項５の方法。 ７．携帯用塗料噴霧器具用の直列に接続された一対のタービンを接近連結するた めの装置にして、 ａ．概して平坦な壁に軸線方向出口を有し、取付開口を有する半径方向に延びる 表面を有する第１タービン； ｂ．当該第１タービンの軸線方向出口に隣接して位置し軸線方向 に位置調整された概して平坦な壁に軸線方向入口を有し、第１タービンの取付開 口と同軸の複数の取付開口を有する第２タービン； ｃ．第１及び第２タービンの間に位置し、第１タービンの軸線方向出口と第２タ ービンの軸線方向入口によって形成された接合点を囲むエアシール；及び ｄ．第１タービンの軸線方向出口を、第２タービンの軸線方向入口の隣接して正 しく合うようにして第１及び第２タービンを共に連結するための手段 を有してなり、その結果、第１及び第２タービンがシールして共に固定され、タ ービンの少なくとも一方が印加される場合に第１タービンの出口を出るエアが直 ちに第２タービンの入口に入るようになっている装置。 ８．第１及び第２タービンを共に連結するための手段が、第１タービンの取付開 口の一つ及び第２タービンの対応する取付開口を貫通する少なくとも１個のタイ ロッドを有してなる、請求項７の装置。 ９．更にｅ．それぞれが第１及び第２タービンでの取付開口と同軸の開口を有し 第１及び第２タービンの取付開口の間の間隔に対応する間隔で軸線方向に離れた １対の直立フランジを有する概ねＵ形状の取付ブラケットを備えてなり、少なく とも１個のタイロッドが第１及び第２タービンの各々での取付開口の一つ及び取 付ブラケットのフランジ対の各々を貫通し、その結果、第１及び第 ２タービンが１個のタイロッドに係合するフランジによって支持され取付ブラケ ットに固定される、請求項７の装置。 １０．第１及び第２タービンの一方が第１方向においてその端部で軸線方向に突 出する駆動モータを有し、本装置が更に当該駆動モータに係合しこれを支持する 第１駆動モータ支持フランジを備えてなる、請求項７の装置。 １１．第１及び第２タービンの他方がその端部で第１方向とは逆の第２方向にお いて軸線方向に突出する駆動モータを有し、本装置が更に当該他方のタービンの 駆動モータに係合しこれを支持する第２駆動モータ支持フランジを備えてなる、 請求項１０の装置。 １２．第１及び第２タービンの一方を取り囲み、第１及び第２駆動モータ支持フ ランジの間の空間を第１及び第２エアプレナムに分けるようになったエアバッフ ルを更に備えてなる、請求項７の装置。 １３．第１エアプレナムが第１タービンを収容し、当該第１エアプレナムを出る エアが第１タービン羽根車吸いこみ口に入るように方向づけされる、請求項１２ の装置。 １４．第２エアプレナムが第２タービンを収容し、当該第２エアプレナムを出る エアがエアバッフルによって第１タービンの羽根車吸いこみ口に入ることを回避 される、請求項１２の装置。 １５．エアバッフルが閉じられたセルフォームで形成される、請求項１２の装置 。 １６．駆動モータに対して支持フランジをシールするエアシールを更に備えてな る、請求項１０の装置。 １７．支持フランジがリングである、請求項１０の装置。 １８．リングが皿形状である、請求項１７の装置。 １９．塗料スプレーガンでの使用のための携帯用タービンのための噴霧器具フィ ルター塞ぎ警告インジケータ組立品にして、 ａ．第１及び第２状態を有するインジケータ； ｂ．ｉ．入口フィルターの下流にあるエア空間と流体連通する真空検知用真空セ ンサポートと ii．当該ポートによって検出された真空が所定の真空レベルを下回る場合に閉鎖 状態と解放状態の一方を有し、ポートによって検出された真空が所定の真空レベ ルを上回る場合に閉鎖状態と解放状態の他方を有する１対の電気接触部と を有する真空センサ を備えてなり、その結果、検出された真空が所定の真空レベルを越えてフィルタ ー塞ぎが所定の塞ぎレベルを越えることを表示する場合に、上記インジケータが 接触部を介して第１及び第２状態の一方に置かれ、検出された真空が所定の真空 レベルを下回りフィルター塞ぎが所定の塞ぎレベルを下回ることを表示する場合 に、上記インジケータが第１及び第２状態の他方にある、インジケータ組立品。 ２０．エア空間が第２タービンの上流にある、請求項１９の組立 品。 ２１．所定の真空レベルが、第２タービンのモータでの容認できない過剰温度状 態に対応する、請求項２０の組立品。 ２２．真空センサが更に、接触部が条件を変更する所定の真空レベルを調整する 手段を備えてなる、請求項１９の組立品。 ２３．上記所定真空レベルを調整する手段が、接触部が５０〜７５％塞ぎの間で フィルター塞ぎレベルでの状態を変更するようにセットされる、請求項２２の組 立品。 ２４．真空センサポートで検出された真空が所定の真空レベルに近い場合に、イ ンジケータが脈動する、請求項１９の組立品。