JPS6141925Y2

JPS6141925Y2 -

Info

Publication number: JPS6141925Y2
Application number: JP5735681U
Authority: JP
Priority date: 1981-04-20
Filing date: 1981-04-20
Publication date: 1986-11-28
Also published as: JPS57169455U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はタービン回転速度の制御装置に関し、
特に比較的小形のタービンに適用されるタービン
回転速度の制御装置に関する。

従来、タービン軸に嵌装されたベル形（カツプ
形）容器の内側面からの塗料の遠心力による飛散
を利用する形式の塗料霧化用タービンを用いた塗
装装置が知られている。この形式の塗装装置で
は、容器からの塗料飛散量乃至容器への塗料供給
量を上げようとするとタービン軸への負荷が増大
してタービン軸の回転速度がおちてしまい、霧化
される塗料の粒径が変化する恐れがある。

このためにタービン軸の回転速度を所定の値に
設定制御すべくタービン翼への流体の供給速度を
制御する必要がある。加えて、この制御に際して
は、火災の危険を避けるべく、電気的乃至電磁的
機器の使用を避ける必要がある。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、タービンにかかる負荷
の多少にかかわらず、タービンの回転速度を所定
の値に保ち得ると共に火災発生の危険の少ないタ
ービン回転速度の制御装置を提供することにあ
る。

次に本考案による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。

図中、１は塗装装置のハウジングであり、ハウ
ジング１内の室２には軸受３（及び図示しない別
の軸受）により回転自在に支持されたタービン軸
４の一端に嵌着されたタービン翼車５が設けられ
ている。軸４の他端（図示しない）には、ベル形
容器等の塗料霧化手段等が設けられている。翼車
５の環状周縁部６にはタービン翼列乃至一群のタ
ービン翼７が設けられており、ハウジング１に
は、タービン翼７と対向し得る位置に開口８を有
すると共にハウジング外壁９に開口１０を有する
貫通孔１１が設けられている。孔１１は管路１
２，１３，１４を介して空気供給源１５に連通さ
れており、室２はハウジング１に設けられた別の
貫通孔１６を介して外部と連通されている。

供給源１５から送出された圧縮空気１５ａは管
路１４，１３，１２および孔１１を通り開口８か
らタービン翼７に送り出される。開口８近傍で貫
通孔１１はタービン翼車５の回転面１７に対して
角度Ａ傾いており、周縁部６が周速ＵでＨ方向に
運動し、軸４が回転数ＮでＪ方向に回転されるべ
く、開口８から絶対速度C₁、角度Ａで流出した
圧縮空気１８は相対速度W₁でタービン翼７に流
入し、圧縮空気流２０として相対速度W₂で翼７
の間隙１９から流出する。即ち、この圧縮空気流
２０は周速Ｕと合成速度C₂、角度Ｂ（回転面１
７に対して）で流出する。このとき圧縮空気流１
８が受けけるＥ方向の運動量変化がタービン翼車
５のＪ方向の回転駆動力となる。間隙１９から流
出した空気流２０は空気流２１として孔１６から
室２外に流出する。

タービン軸４にかかる負荷が増大すると、ター
ビン翼車５の回転数および周速はそれぞれN′お
よびU′に低下する。このとき、入口の相対速度
はW′₁に増大するが、負荷の増大によつては空気
流の面を形成するタービン翼車５の回転面１７に
垂直な方向での速さは実際上変化しないから、出
口の相対速度W′₂は殆んどW₂に等しく変化しな
い。従つて、出口の絶対速度はC′₂に増大し、か
つ出口角度はB′に減少する。

従つて、負荷の多少にかかわらず、ロータ軸４
の回転速度を一定に保つためには、絶対速度C₂
の方向を検出して、これを一定に保つべく開口８
から噴出される空気流の密度を調整すればよい。

前記した目的を達成すべく、本考案装置はダイ
ヤフラム２２によりハウジング２５を二室２３お
よび２４に画成し、該各室２３および２４にはそ
れぞれ全圧管２６および２７の一端を開口させ、
他端における開口２８および２９を流体の絶対速
度C₂の出口角度Ｂに対し所定の角度をもつてタ
ービン翼の回転方向の前後に臨ませている。ダイ
アフラム２２の中心部には弁３１が固定されてい
る。弁３１は一端にフランジ３２を有するスリー
ブ３３と、スリーブ３３内に摺動自在に嵌合され
ている棒３４と、棒３４の一端に設けられた弁体
３５とからなる。弁体３５はハウジング２４の貫
通孔３６に嵌着されたスリーブ３７の孔３８を摺
動自在に貫通して管路１３内に突出している。３
９はシールリングである。スリーブ３３の他端４
０は室２４を貫通していると共に、ハウジング２
５の貫通孔４１に螺着された蓋４２の貫通孔４３
に摺動自在に嵌合されている。棒３４の他端４４
はスリーブ３３の他端４０を貫通して外部に突出
している。スリーブ３３と棒３４とは他端４０，
４４でナツト４５により連結されており、ナツト
４５の面４６とスリーブ３３の端面４７との当接
によりナツト４５の締め付けが行なわれている。
尚、スリーブ３３と蓋４２との間の摩擦、棒３４
とスリーブ３３との間の摩擦が適当な大きさにな
るよう調整しておくならばナツト４５は棒３４と
螺合されるのみでもよい。ナツト４５の外径は孔
４３の径より大きく、ナツト４５の面４６が蓋４
２の面４８と当接する位置までスリーブ３３，棒
３４、弁体３５がＣ方向に変位され得る。尚棒３
４と弁体３５とのスリーブ３３に対するＣ，Ｄ方
向の相対位置はナツト４５をゆるめ、棒３４と弁
弁体３５とをスリーブ３３に対してＣ，Ｄ方向に
摺動変位させて、再度ナツト４５を締めつけるこ
とにより調整され得る。

ダイアフラム２２をＣ方向に支持すべく、室２
４内には蓋４２を一方のバネ受とするバネ４９と
ダイアフラム２２に固着されたバネ受５０とが設
けられている。

従つて、管路１３内はダイヤフラム２２に固定
された弁３１により、可変な絞り度を有する絞り
通路５１が形成されている。（管路１３内の圧力
により弁３１に働く力は弁３１の径に応じて考慮
される。）以上の如く構成されたタービン回転速度の制御
装置では、当初軸４に負荷がかかつていない際圧
縮空気１８が速度C₁、角度Ａでタービン翼７に
流入し、速度C₂、角度Ｂで流出し、翼７がＨ方
向に速さＵで動いて翼車５がＪ方向に回転数Ｎで
回転するように弁体３５の管路１３中への突出位
置が調整され、かつ全圧管２６，２７の流出方向
Ｂを挾んで前後に臨む各開口２８および２９は、
それらの全圧力が相等しくなる位置に調整されて
いる。塗装動作が開始されて軸４にかかる負荷が
増大すると、管路１４，１３、絞り流路５１、管
路１２、貫通孔１１、開口８を介してタービン翼
７に流入する空気流１８の速度C₁、角度Ａは一
定であつても、翼７のＨ方向への速さＵがU′に
減少し、回転軸４のＪ方向への回転数Ｎが減少す
る。このために流出絶対速度の方向は角度B′に変
化し、開口２８の全圧が開口２９の全圧より大き
くなる。これらの圧力がそれぞれ全圧管２６，２
７を介して室２３，２４に作用し、その間の差圧
によりダイアフラム２２に働く下方付勢力Ｇが上
方付勢力Ｆより大きくなるため、ダイヤフラム２
２はバネ４９の力に抗してＤ方向に変位される。
このダイアフラム２２のＤ方向変位に伴ない弁３
１がＤ方向に変位されて弁体３５は絞り通路５１
を広げる。該通路５１が広がると、管路１３、絞
り通路５１、管路１２、貫通孔１１を介して開口
８から翼７に流入する空気の密度が増大して、発
生トルクが増大し、軸４のＪ方向への回転数Ｎが
増大し、流体の出口角度Ｂが増加して安定状態に
なる。

塗料霧化量の調整は前記した如くナツト４５に
よる弁体３５の位置の調整により、換言すれば軸
４の回転速度を調整することで成され得る。

尚、前記実施例では可動壁をダイヤフラム２２
により形成させているが、このダイヤフラム２２
に代えてフリーピストン、ベローズ等の可動壁を
用いてもよい。また、可動壁の伸長、収縮に対し
て所望の反発力特性を有すれば、バネ４９以外の
弾性手段が所望に選択される。また、開口２８，
２９の全圧力の差を別のセンサを用いて検出した
後、ブースタ弁等の適当な手段により増幅して前
記弁３１を駆動してもよい。さらに、本制御装置
は単に塗料霧化用タービンのみならず、他のター
ビンにも適用され得、流体としては空気のみなら
ず他の気体乃至液体を用いてもよい。

以上詳細に述べた如く、本考案のタービン回転
速度の制御装置によれば、タービン翼へのタービ
ン駆動流体の供給路の絞り度を調整する弁を密閉
容器に設けた可動壁に係合させると共に、該可動
壁により前記容器内を二室に画成し、タービン翼
間から流出する流体の流出速度の方向を挾んで所
定の角度をもつて開口する２本の全圧管の他端を
前記各室にそれぞれ接続し、前記流体の流出速度
の方向の変化に応じて前記各室の圧力を変化させ
るように構成しているので、タービン軸にかかる
負荷等に変化があつても、タービンの回転速度を
確実に所定の値に保持することができ、例えばこ
の制御装置を塗装装置の塗料霧化用タービンに取
付けた場合、その塗料飛散量や塗料供給量が変化
してタービン軸への負荷が変つても、タービン軸
の回転速度が変化することがなく、霧化される塗
料の粒径を一定に保つことができる。また、その
制御装置を機械的構成のみで形成し、電気的乃至
電磁的機器を使用していないので、火災の発生を
確実に防止することができる等の優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による好ましい一具体例の制御
装置の説明図、第２図ａ，ｂはタービン翼車とそ
の回転動作の説明図である。７……タービン翼、１１……貫通孔、１２，１
３，１４……管路、２３，２４……室、２５……
ハウジング、２６，２７……全圧管、２８，２９
……開口、３１……弁、４９……バネ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

可動壁により２室に画成される密閉容器と、該
可動壁の変位に応じて変位されてタービン翼への
タービン駆動流体の供給路の絞り度を調整するた
め該可動壁に設けられた弁と、タービン翼間から
流出する流体の流出速度の方向に応じて前記各室
の圧力を変化させるべくそれぞれの一端が前記各
室に開口すると共に、それぞれの他端が前記駆動
流体の流出速度の方向を挾んで前記タービン翼の
回転方向の前後に所定の角度をもつて開口する２
本の全圧管とを有し、前記流出速度の方向の変化
に応じて前記可動壁を変位させることにより前記
弁の前記供給路の絞り度を可変ならしめたことを
特徴とするタービン回転速度の制御装置。