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(11) | EP 2 552 595 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
ANTRIEBSTURBINE FÜR EINEN ROTATIONSZERSTÄUBER POWER TURBINE FOR A ROTARY ATOMIZER TURBINE DE PUISSANCE POUR UN PULVÉRISATEUR ROTATIF |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
V: Volumetrischer Durchfluss am Eintritt [m3/s]
e: Spezifische Arbeit [J/kg]
ω: Rotationsgeschwindigkeit [rad/s].
Bezugszeichenliste
a) einem Turbinenrotor (17, 25, 26, 27) mit
b) einer drehbar gelagerten Turbinenwelle (2; 17) mit einer Montagemöglichkeit für einen Glockenteller (3; 39), und
c) mindestens einem Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) mit mehreren Turbinenschaufeln (34), wobei die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrades (4-6; 25-27) im Betrieb von einem Antriebsfluid angeströmt werden, um den Turbinenrotor (17, 25, 26, 27) anzutreiben,
d) wobei das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) für eine axiale Beströmung der Turbinenschaufeln (34) mit dem Antriebsfluid ausgelegt ist,
dadurch gekennzeichnet,e) dass axial hintereinander mehrere Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) angeordnet sind, wobei die einzelnen Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) jeweils mehrere Turbinenschaufeln (34) aufweisen, die für eine axiale Beströmung mit dem Antriebsfluid ausgelegt sind, und
f) dass sich die Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) in axialer Richtung gemeinsam über eine bestimmte Antriebslänge erstrecken und in einem Turbinengehäuse (11) mit einem bestimmten Außendurchmesser angeordnet sind, wobei das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Turbinengehäuses (11) und der Antriebslänge größer ist als 0,4 und kleiner als 1, und
g) dass sich die Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) in axialer Richtung gemeinsam über eine bestimmte Antriebslänge erstrecken und von Statorringen (7, 8; 28, 29) mit einem bestimmten maximalen Außendurchmesser umgeben sind, wobei das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser der Statorringe (7, 8; 28, 29) und der Antriebslänge größer ist als 0,4 und kleiner als 0,5.
a) dass die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrades (4-6; 25-27) zwischen einem radial innen liegenden Schaufelansatz und einem radial außen liegenden Schaufelende eine bestimmte Schaufelhöhe in radialer Richtung aufweisen,
b) dass die Schaufelhöhe größer ist als 0,5mm, 1mm, 2mm, 5mm und/oder kleiner als 60mm, 50mm, 25mm, 20mm, 15mm, 10mm, und/oder
c) dass die Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) unterschiedliche Schaufelhöhen aufweisen.
a) dass ein bestimmtes Verhältnis vorgesehen ist zwischen der Schaufelhöhe des Antriebsturbinenrades (4-6; 25-27) einerseits und dem Durchmesser der Turbinenwelle (2; 17) andererseits, wobei das Verhältnis größer ist 0,01, 0,012 oder 0,015 und/oder kleiner als 3, 2, 5, 2, 1,5, 1 oder 0,5, und/oder
b) dass ein bestimmter Schaufelgrunddurchmesser vorgesehen ist, wobei der Schaufelgrunddurchmesser konstant ist, und/oder
c) dass eine bestimmte Beschaufelungsdichte des Antriebsturbinenrades (4-6; 25-27) vorgesehen ist, wobei die Beschaufelungsdichte größer ist als 15, 17 oder 19 Turbinenschaufeln (34) pro Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) und/oder kleiner als 80, 70 oder 60 Turbinenschaufeln (34) pro Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27), und/oder
d) dass die Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) unterschiedliche Beschaufelungsdichten aufweisen, und/oder
e) dass die Beschaufelungsdichte der Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) von einem Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) zum nächsten Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) in Strömungsrichtung zunimmt, oder
f) dass die Beschaufelungsdichte der Antriebsturbinenräder (4-6; 25-27) von einem Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) zum nächsten Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) entgegen der Strömungsrichtung zunimmt.
a) dass das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) als einteiliger oder mehrteiliger Ring ausgebildet ist, der lösbar auf der Turbinenwelle (2; 17) angeordnet ist, und/oder
b) dass der Ring auf der Turbinenwelle (2; 17) festgeklemmt ist, insbesondere durch eine Presssitz oder durch Aufschrumpfen und/oder
c) dass die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrades (4-6; 25-27) durch ein generatives Herstellungsverfahren hergestellt sind, und/oder
d) dass das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) und die Turbinenwelle (2; 17) einstückig ausgebildet sind, insbesondere durch spanabhebendes Umformen eines Rohlings der Turbinenwelle (2; 17), und/oder
e) dass ein Bremsturbinenrad (18) mit mehreren Turbinenschaufeln (34) vorgesehen ist, wobei die Turbinenschaufeln (34) des Bremsturbinenrades (18) im Betrieb von einem Bremsfluid angeströmt werden können , um den Turbinenrotor abzubremsen, und/oder
f) dass das Bremsturbinenrad (18) für eine radiale Beströmung mit dem Bremsfluid ausgelegt ist, und/oder
g) dass das Bremsturbinenrad (18) ein Pelton-Turbinenrad ist, und/oder
h) dass das Bremsturbinenrad (18) in axialer Richtung zwischen zwei Lagerstellen (32, 33) oder außerhalb der Lagerstellen (32, 33) angeordnet ist, und/oder
i) dass das Bremsturbinenrad (18) einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27), und/oder
j) dass die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrads und/oder des Bremsturbinenrades (18) jeweils ein symmetrisches Profil, ein halbsymmetrisches Profil, ein S-Schlag-Profil oder ein Keulenprofil aufweisen.
a) dass die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrads und/oder des Bremsturbinenrades (18) jeweils eine Vorderkante (35) aufweisen, die mit einem bestimmten Einlaufwinkel (αIN) gegenüber der Rotationsachse (37) des Turbinenrotors ausgerichtet sind, und/oder
b) dass die Turbinenschaufeln (34) des Antriebsturbinenrads und/oder des Bremsturbinenrades (18) jeweils eine Hinterkante (36) aufweisen, die mit einem bestimmten Auslaufwinkel (αOUT) gegenüber der Rotationsachse (37) des Turbinenrotors ausgerichtet ist, und/oder
c) dass die Summe aus dem Einlaufwinkel (αIN) und dem Auslaufwinkel (αOUT) größer ist als 90°, 100° oder 110° und/oder kleiner 160°, 150° oder 145°, und/oder
d) dass der Auslaufwinkel (αOUT) mit einem Toleranzbereich von ±10° oder ±5° dem Einlaufwinkel (αIN) entspricht, und/oder
e) dass der Auslaufwinkel (αOUT) größer ist als 55°, 60° oder 65° und/oder kleiner als 85°, 80° oder 75°.
a) dass der Turbinenrotor eine bestimmte spezifische Drehzahl ns aufweist, die sich nach folgender Formel berechnet:
mit:
V: Volumetrischer Durchfluss am Eintritt [m3/s]
e: Spezifische Arbeit [J/kg]
ω: Rotationsgeschwindigkeit [rad/s], und
b) dass die spezifische Drehzahl ns kleiner ist als 0,4 oder 0,3 und/oder größer als 0,07 oder 0,1.
a) dass die Turbinenwelle (2; 17) mehrere Lagerstellen (32, 33) aufweist zur drehbaren Lagerung der Turbinenwelle (2; 17) in jeweils einem Lager, und
b) dass das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) in axialer Richtung zwischen den beiden Lagerstellen (32, 33) angeordnet ist, und
c) dass die Lagerstellen (32, 33) der Turbinenwelle (2; 17) jeweils eine bestimmte Lagerlänge in axialer Richtung aufweisen, und
d) dass die Turbinenwelle (2; 17) einen bestimmten Wellendurchmesser aufweist, und
e) dass die Lagerlänge ein bestimmtes Verhältnis zu dem Wellendurchmesser aufweist, und
f) dass das Verhältnis größer ist als 0,6, 0,7 oder 0,8 und/oder kleiner als 1,4, 1,3 oder 1,2.
a) dass die Lagerstellen (32, 33) einen axialen Abstand von mehr als 3cm, 6cm oder 10cm aufweisen, und/oder
b) dass die Turbinenwelle (2; 17) in axialer Richtung kürzer ist als 15cm, 14cm oder 13cm.
a) eine bestimmte spezifische mechanische Antriebsleistung als Verhältnis zwischen der mechanischen Antriebsleistung einerseits und dem Volumenstrom des zugeführten Antriebsfluids andererseits, wobei die spezifische Antriebsleistung größer ist als 0,6 Wmin/Nl, 0,7 Wmin/Nl, 0,8 Wmin/Nl oder 0,9 Wmin/Nl, und/oder
b) eine bestimmte spezifische mechanische Antriebsleistung als Verhältnis zwischen der mechanischen Antriebsleistung einerseits und der Masse der Antriebsturbine (1; 10) andererseits, wobei das Verhältnis größer ist als 0,7W/g, 0,8W/g, 0,9W/g oder 1W/g und/oder kleiner als 2W/g, 1,7W/g, 1,6W/g, oder 1,5W/g, und/oder
c) eine bestimmte spezifische mechanische Antriebsleistung als Verhältnis zwischen der mechanischen Antriebsleistung einerseits und dem Bauraum der Antriebsturbine (1; 10) andererseits, wobei das Verhältnis größer ist 1,5W/cm3, 2W/cm3 oder 1,5W/cm3 und/oder kleiner als 10W/cm3, 6W/cm3, 4,5W/cm3, und/oder
d) eine mechanische Antriebsleistung von mehr als 1000W, 1200W, 1300W oder 1400W, und/oder weniger als 100kW, 50kW, 25kW, 10kW, 5kW oder 2kW, und/oder
e) einen thermischen Wirkungsgrad von mehr als 50%, 60% oder 70%, insbesondere bei einer Drehzahl zwischen 40000min-1 und 60000min-1 und einem Volumenstrom des Antriebsfluids zwischen 800Nl/min und 1200Nl/min, und/oder
f) eine spezifische mechanische Antriebsleistung von mehr als 0,1, 0,2 0,3 oder 0,4W/mbar als Verhältnis zwischen der mechanischen Antriebsleistung einerseits und der Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass andererseits.
a) dass die Antriebsturbine (1; 10) einen Umlenkring (9; 14) aufweist, um das Antriebsfluid umzulenken, wobei das Antriebsfluid quer, insbesondere rechtwinklig, zur Absprührichtung des Rotationszerstäubers (38) in den Umlenkring (9; 14) eintritt und entgegen der Absprührichtung des Rotationszerstäubers (38) aus dem Umlenkring (9; 14) austritt, um das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) anzuströmen, und/oder
b) dass das Antriebsturbinenrad (4-6; 25-27) einen ringförmigen Durchströmungsquerschnitt aufweist und der Umlenkring (9; 14) das Antriebsfluid gleichmäßig über den gesamten Durchströmungsquerschnitt verteilt, und/oder
c) dass der Umlenkring (9; 14) einen integrierten und/oder einstückig angeformten Stator aufweist, und/oder
d) dass der Umlenkring (9; 14) eine Abdichtung bildet oder eine separate Dichtung enthält, um einen Ringspalt zwischen dem Umlenkring (9; 14) und der Turbinenwelle (2; 17) zu dem Glockenteller (3; 39) hin abzudichten.
a) ein Turbinengehäuse (11) und
b) mindestens eine Lenkluftleitung zur Versorgung eines Lenkluftrings mit Lenkluft zur Formung des von dem Rotationszerstäuber (38) abgegebenen Sprühstrahls, wobei die Lenkluftleitung mindestens teilweise durch das Turbinengehäuse (11) hindurch geführt ist.
a) eine Lagereinheit zur drehbaren Lagerung des Turbinenrotors und
b) ein Farbrohr zur Zuführung des zu applizierenden Beschichtungsmittels, wobei das Farbrohr durch die hohle Turbinenwelle (2; 17) hindurchragt und an der Lagereinheit befestigt ist, insbesondere durch eine Verschraubung, und/oder
c) eine justierbare Zentriereinrichtung zur Zentrierung des Farbrohrs in der hohlen Turbinenwelle (2; 17).
a) dass die Antriebsturbine (1; 10) eine Zwischenhülse (12) aufweist zur Aufnahme eines Radiallagers (13) und/oder des Umlenkrings (9; 14) und/oder eines Teils des Turbinenrotors, und/oder
b) dass ein Turbinengehäuse (11) vorgesehen ist, wobei das Turbinengehäuse (11) aus Kunststoff besteht, während die Zwischenhülse (12) aus Metall, insbesondere Aluminium, besteht, und/oder
c) dass die Zwischenhülse (12) den Umlenkring (9; 14) mit dem Antriebsfluid speist, und/oder
d) dass die Zwischenhülse (12) das Antriebsfluid umlenkt, wobei das Antriebsfluid in der Absprührichtung in die Zwischenhülse (12) eintritt und quer, insbesondere rechtwinklig, zur Absprührichtung nach innen aus der Zwischenhülse (12) austritt und in den Umlenkring (9; 14) übertritt, und/oder
e) dass mindestens ein Statorring (7, 8; 28, 29) vorgesehen ist mit mehreren Leitschaufeln, wobei der Statorring (7, 8; 28, 29) die Turbinenwelle (2; 17) ringförmig umgibt und ortsfest angeordnet ist, und/oder,
f) dass die Antriebsturbine (1; 10) einen Lagerflansch (20) aufweist, um die Antriebsturbine (1; 10) mechanisch und fluidisch mit einem Rotationszerstäuber (38) zu verbinden, in den die Antriebsturbine (1; 10) eingebaut wird, und/oder
g) dass der Lagerflansch (20) anschlussseitig eine erste Anschlussebene (E1) und eine zweite Anschlussebene (E2) aufweist, und/oder
h) dass die erste Anschlussebene (E1) des Lagerflanschs (20) axial von der zweiten Anschlussebene (E2) beabstandet ist, und/oder
i) dass die erste Anschlussebene (E1) des Lagerflanschs (20) proximal und die zweite Anschlussebene (E2) distal angeordnet ist, und/oder
j) dass die erste Anschlussebene (E1) des Lagerflanschs (20) alle Zuluft-Anschlüsse (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) für Luftzuführungen enthält, insbesondere für Lenkluft, Antriebsluft, Lagerluft und Bremsluft, und/oder
k) dass die zweite Anschlussebene (E2) des Lagerflanschs (20) alle Abluft-Anschlüsse (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) für Luftrückführungen enthält, und/oder
l) dass die erste Anschlussebene (E1) des Lagerflanschs (20) im Wesentlichen in Form eines Rings ausgebildet ist, wobei die Zuluft-Anschlüsse (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) in der Stirnfläche des Rings über den Ring verteilt angeordnet sind, und/oder
m) dass die Abluft-Anschlüsse (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) in der zweiten Anschlussebene (E2) im Wesentlichen mittig innerhalb des Rings der ersten Anschlussebene (E1) angeordnet sind, und/oder
n) dass die zweite Anschlussebene (E2) des Lagerflanschs (20) eine Passfedernut aufweist zur Aufnahme einer farbrohrseitig montierten Passfeder (PF) zur Verdrehsicherung und Zentrierung eines Farbrohrs, und/oder
o) dass die zweite Anschlussebene (E2) des Lagerflanschs (20) mindestens einen Gewindeeinsatz (GWE_T, GWE_FR) aufweist zum Befestigen eines Farbrohrs, und/oder
p) dass die zweite Anschlussebene (E2) des Lagerflanschs (20) an ihrer distalen Seite eine im Wesentlichen plane Auflagefläche aufweist, und/oder
q) dass der Lagerflansch (20) mindestens eine Durchführbohrung (LWL) aufweist, insbesondere in der zweiten Anschlussebene, zur Durchführung eines Lichtwellenleiters zur Drehzahlerfassung der Antriebsturbine, und/oder
r) dass der Abluft-Anschluss (AL_MLL1, AL_BR1) für Bremsluft und/oder Lagerluft gegenüber den anderen Abluft-Anschlüssen (AL_ML) radial nach außen versetzt sind, und/oder
s) dass der Abluft-Anschluss (AL_ML) für Antriebsluft einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist als die anderen Abluft-Anschlüsse (AL_MLL1, AL_BR1), und/oder
t) dass die erste Anschlussebene (E1) des Lagerflanschs (20) einen axial ausgerichteten Passstift und/oder eine axial ausgerichtete Aufnahmebohrung für einen Passstift aufweist, um die Antriebsturbine zu positionieren, und/oder
u) dass die Zuluft-Anschlüsse (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) und/oder die Abluft-Anschlüsse (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) durch eine Axialdichtung abgedichtet sind.
a) a turbine rotor (17, 25, 26, 27),
b) a rotatably supported turbine shaft (2; 17) with an assembly option to attach a bell cup (3; 39), and
c) at least one drive turbine wheel (4-6; 25-27) with a plurality of turbine blades (34), wherein the turbine blades (34) of the drive turbine wheel (4-6; 25-27) have a drive fluid flowing over them during operation in order to drive the turbine rotor (17, 25, 26, 27),
d) wherein the drive turbine wheel (4-6; 25-27) is designed for an axial flow of the drive fluid over the turbine blades (34),
characterizede) in that a plurality of drive turbine wheels (4-6; 25-27) are axially arranged one behind the other, wherein the individual drive turbine wheels (4-6; 25-27) each have a plurality of turbine blades (34), which are designed for an axial flow of the drive fluid over the turbine blades, and
f) in that the drive turbine wheels (4-6; 25-27) extend in an axial direction together over a certain drive length and are arranged in a turbine housing (11) with a certain outer diameter, wherein the ratio of the outer diameter of the turbine housing (11) and the drive length is greater than 0.4 and less than 1, and
g) in that the drive turbine wheels (4-6; 25-27) extend in an axial direction together over a certain drive length and are surrounded by stator rings (7, 8; 28, 29) with a certain maximum outer diameter, wherein the ratio of the outer diameter of the stator rings (7, 8; 28, 29) and the drive length is greater than 0.4 and less than 0.5.
a) in that the turbine blades (34) of the drive turbine wheel (4-6; 25-27) have a certain blade height in a radial direction between a radial inner blade edge and a radial outer blade edge,
b) in that the blade height is greater than 0.5 mm, 1 mm, 2 mm, 5 mm and/or less than 60 mm, 50 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, and/or
c) in that the drive turbine wheels (4-6; 25-27) have different blade heights.
a) in that a certain ratio is provided between the blade height of the turbine blades (4-6; 25-27) on the one hand and the diameter of the turbine shaft (2; 17) on the other hand, wherein the ratio is greater than 0.01, 0.012 or 0.015 and/or less than 3, 2,5, 2, 1.5, 1 or 0.5, and/or
b) in that a certain basic diameter of the blade is provided, wherein the basic diameter of the blade is constant, and/or
c) in that a certain blade density of the drive turbine wheels (4-6; 25-27) is provided, wherein the blade density is greater than 15, 17 or 19 turbine blades (34) per drive turbine wheel (4-6; 25-27) and/or less than 80, 70 or 60 turbine blades (34) per drive turbine wheel (4-6; 25-27), and/or
d) in that the drive turbine wheels (4-6; 25-27) have different blade densitys, and/or
e) the blade density of the drive turbine wheels (4-6; 25-27) increases from the one drive turbine wheel (4-6; 25-27) to the next drive turbine wheel (4-6; 25-27) in the direction of flow, or
f) the blade density of the drive turbine wheels (4-6; 25-27) increases from the one drive turbine wheel (4-6; 25-27) to the next drive turbine wheel (4-6; 25-27) against the direction of flow.
a) in that the drive turbine wheel (4-6; 25-27) is designed as a single part or multiple-part ring which is removably arranged on the turbine shaft (2; 17), and/or
b) in that the ring on the turbine shaft (2; 17) is clamped to it, in particular by means of a press fit or through thermal shrink fitting, and/or
c) in that the turbine blades (34) of the drive turbine wheel (4-6; 25-27) are created by a generative manufacturing process, and/or
d) in that the drive turbine wheel (4-6; 25-27) and the turbine shaft (2; 17) are formed in one piece, in particularly through material machining of a blank of the turbine shaft (2; 17), and/or
e) in that a brake turbine wheel (18) is provided with a plurality of turbine blades (34), wherein the turbine blades (34) of the brake turbine wheel (18) can have a brake fluid flowing over them during operation in order to brake the turbine rotor, and/or
f) in that the brake turbine wheel (18) is designed for a radial flow of the brake fluid, and/or
g) in that the brake turbine wheel (18) is a Pelton turbine wheel, and/or
h) in that the brake turbine wheel (18) is arranged in an axial direction between two bearing points (32, 33) or outside the bearing points (32, 33), and/or
i) in that the brake turbine wheel (18) has a significantly larger diameter than the drive turbine wheel (4-6; 25-27), and/or.
j) in that the turbine blades (34) of the drive turbine wheel and/or the brake turbine wheel (18) each have a symmetrical profile, a semi-symmetrical profile, an S-stroke profile or a taper profile.
a) in that the turbine blades (34) of the drive turbine wheel and/or the brake turbine wheel (18) each have a front edge (35) which is aligned with a certain inlet angle (αIN) relative to the axis of rotation (37) of the turbine rotor, and/or
b) in that the turbine blades (34) of the drive turbine wheel and/or the brake turbine wheel (18) each have a rear edge (36) which is aligned with a certain outlet angle (αOUT) relative to the axis of rotation (37) of the turbine rotor, and/or
c) in that the sum of the inlet angle (αIN) and the outlet angle (αOUT) is greater than 90°, 100° or 110° and/or less than 160°, 150° or 145°, and/or
d) in that the outlet angle (αOUT), with a tolerance range of ±10° or ±5°, is equal to the inlet angle (αIN), and/or
e) in that the outlet angle (αOUT) is greater than 55°, 60° or 65° and/or smaller than 85°, 80° or 75°.
a) in that the novel turbine rotor has a certain specific rotational speed ns which can be calculated using the following formula:
with:
V: volumetric flow rate at the entrance [m3/s]
e: specific work [J/kg]
ω: rotational speed [rad/s], and
b) in that the specific rotational speed ns is less than 0.4 or 0.3 and/or greater than 0.07 or 0.1.
a) in that the turbine shaft (2; 17) has a plurality of bearing points (32, 33) for rotatable mounting the turbine shaft (2; 17) in each case in a bearing, and
b) in that the drive turbine wheel (4-6; 25-27) is arranged in an axial direction between both bearing points (32, 33), and
c) in that the bearing points (32, 33) of the turbine shaft (2; 17) each have a certain bearing length in an axial direction, and
d) in that the turbine shaft (2; 17) has a certain shaft diameter, and
e) in that the bearing length lies in a particular ratio to the shaft diameter, and
f) in that the ratio is greater than 0.6, 0.7 or 0.8 and/or less than 1.4, 1.3 or 1.2.
a) in that the bearing points (32, 33) have an axial distance between them of more than 3 cm, 6 cm or 10 cm, and/or
b) in that the turbine shaft (2; 17) is shorter in an axial direction than 15 cm, 14 cm or 13 cm.
a) a certain specific mechanical driving power as the ratio between the mechanical driving power of the drive turbine on the one hand and the volume flow of the fed in drive fluid on the other hand, wherein the specific mechanical driving power is greater than 0.6 Wmin/Nl, 0.7 Wmin/Nl, 0.8 Wmin/Nl or 0.9 Wmin/Nl, and/or
b) a certain specific mechanical driving power as the ratio between the mechanical driving power of the drive turbine on the one hand and the mass of the drive turbine (1; 10) on the other hand, wherein the ratio is greater than 0.7 W/g, 0.8 W/g, 0.9 W/g or 1 W/g and/or less than 2 W/g, 1.7 W/g, 1.6 W/g, or 1.5 W/g, and/or
c) a certain specific mechanical driving power as the ratio between the mechanical driving power of the drive turbine on the one hand and the construction space needed for the drive turbine (1; 10) on the other hand, wherein the ratio is greater is 1.5 W/cm3, 2 W/cm3 or 1.5 W/cm3 and/or less than 10 W/cm3, 6 W/cm3, 4.5 W/cm3, and/or
d) a mechanical driving power of more than 1000 W, 1200 W, 1300 W or 1400 W, and/or less than 100 kW, 50 kW, 25 kW, 10 kW, 5 kW or 2 kW, and/or
e) a thermal efficiency of more than 50%, 60% or 70%, in particular for a rotational speed of between 40,000rpm and 60,000rpm and a volume flow of the drive fluid between 800 Nl/min and 1,200 Nl/min, and/or
f) a specific mechanical driving power of more than 0.1, 0.2, 0.3 or 0,4 W/mbar as a ratio between the mechanical driving power on the one hand and the pressure difference between the inlet and the outlet on the other hand.
a) in that the drive turbine (1; 10) has a deflection ring (9; 14) in order to deflect the drive fluid, wherein the drive fluid enters the deflection ring (9; 14) in a transverse direction, in particular at right angles to the spraying direction of the rotary atomizer (38), and exits against the spraying direction of the rotary atomizer (38) out of the deflection ring (9; 14) in order to flow over the drive turbine wheel (4-6; 25-27), and/or
b) in that the drive turbine wheel (4-6; 25-27) has an annular through flow cross-section and the deflection ring (9; 14) distributes the drive fluid evenly over the whole annular through flow cross-section, and/or
c) in that the deflection ring (9; 14) has an integral and/or molded as one piece stator, and/or
d) in that the deflection ring (9; 14) creates a seal or contains a separate seal in order to seal an annular gap between the deflection ring (9; 14) and the turbine shaft (2; 17) to the bell cup (3; 39).
a) a turbine housing (11) and
b) at least one guide air line to supply a guide air ring with guide air to shape the spray jet discharged by the rotary atomizer (38), wherein the guide air line is, at least partially, passed through the turbine housing (11).
a) a bearing unit for rotatable mounting of the turbine rotor and
b) a paint tube for feeding the coating material to be applied, wherein the paint tube projects through the hollow turbine shaft (2; 17) and is fastened to the bearing unit, in particular by a screw connection, and/or
c) an adjustable centering device for centering the paint tube in the hollow turbine shaft (2; 17).
a) in that the drive turbine (1; 10) comprises an intermediate sleeve (12) for receiving a radial bearing (13) and/or the deflection ring (9; 14) and/or part of the turbine rotor, and/or
b) in that a turbine housing (11) is provided, wherein the turbine housing (11) is made out of plastic while the intermediate sleeve (12) is made out of metal, in particular aluminum, and/or
c) in that the intermediate sleeve (12) feeds the deflection ring (9; 14) with the drive fluid, and/or
d) in that the intermediate sleeve (12) deflects the drive fluid, wherein the drive fluid enters the intermediate sleeve (12) in the spraying direction and exits in a transverse direction, in particular at right angles to the spraying direction inwards out of the intermediate sleeve (12) and passes over into the deflection ring (9; 14), and/or
e) in that at least one stator ring (7, 8; 28, 29) with a plurality of guide vanes, wherein the stator ring (7, 8; 28, 29) surrounds the turbine shaft (2; 17) in an annular form and is arranged in a stationary condition, and/or
f) in that the drive turbine (1; 10) is fitted with a bearing flange (20) in order to connect together the drive turbine (1; 10) mechanically and fluidically with a rotary atomizer (38), in which the drive turbine (1; 10) is installed, and/or
g) in that the bearing flange (20) has a first connection level (E1) on the connections side and a second connection level (E2), and/or
h) in that the first connection level (E1) of the bearing flange (20) is axially spaced apart from the second connection level (E2), and/or
i) in that the first connection level (E1) of the bearing flange (20) is arranged proximal and the second connection level (E2) distal, and/or
j) in that the first connection level (E1) of the bearing flange (20) contains all feed air connections (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) for feeding in air, in particular for guide air, drive air, bearing air and brake air, and/or
k) in that the second connection level (E2) of the bearing flange (20) contains all exhaust air connections (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) for air return flows, and/or
l) in that the first connection level (E1) of the bearing flange (20) is primarily formed in the shape of a ring, wherein the feed air connections (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) are arranged in the front face of the ring distributed over the ring, and/or
m) in that the exhaust air connections (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) in the second connection level (E2) are primarily arranged in the middle within the ring of the first connection level (E1), and/or
n) in that the second connection level (E2) of the bearing flange (20) has a feather key groove to receive a feather key (PF) mounted on the paint tube side for rotation prevention and centering of a paint tube, and/or
o) in that the second connection level (E2) of the bearing flange (20) is fitted with at least one thread set (GWE_T, GWE_FR) for fastening a paint tube, and/or
p) in that the second connection level (E2) of the bearing flange (20) has an essentially plane contact surface on its distal side, and/or
q) in that the bearing flange (20) is fitted with at least one feed-through bore (LWL), in particular in the second connection level, for feeding through an optical waveguide for detecting the rotational speed of the drive turbine, and/or
r) in that the exhaust air connection (AL_MLL1, AL_BR1) for brake air and/or bearing air is offset radially outwards relative to the other exhaust air connections (AL_ML), and/or
s) in that the exhaust air connection (AL_ML) for the drive air preferably has a significantly larger cross-sectional area than the other exhaust air connections (AL_MLL1, AL_BR1), and/or
t) in that the first connection level (E1) of the bearing flange is fitted with an axially aligned fitted pin and/or an axially aligned locating bore hole for such a fitted pin in order to position the drive turbine, and/or
u) in that the exhaust air connections (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) and/or the exhaust air connections (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) are sealed by an axial seal.
a) un rotor de turbine (17, 25, 26, 27) avec
b) un arbre de turbine (2 ; 17) logé de manière rotative avec une possibilité de montage pour un plateau à cloche (3 ; 39) et
c) au moins une roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) avec plusieurs aubes de turbine (34), les aubes de turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) étant balayées, pendant le fonctionnement, par un fluide d'entraînement, afin d'entraîner le rotor de turbine (17, 25, 26, 27),
d) la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) étant conçue pour un balayage axial des aubes de la turbine (34) avec le fluide d'entraînement,
caractérisé en ce quee) plusieurs roues de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) sont disposées axialement les unes derrière les autres, les différentes roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) comprenant chacun plusieurs aubes de turbine (34), qui sont conçues pour un balayage axial avec le fluide d'entraînement et
f) les roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-7) s'étendent ensemble dans la direction axiale sur une longueur d'entraînement déterminée et sont disposées dans un carter de turbine (11) avec un diamètre extérieur déterminé, le rapport entre le diamètre extérieur du carter de turbine (11) et la longueur d'entraînement étant supérieur à 0,4 et inférieure à 1, et
g) les roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) s'étendent ensemble dans la direction axiale sur une longueur d'entraînement déterminée et sont entourées par des bagues de stators (7, 8 ; 28, 29) avec un diamètre extérieur maximal déterminé, le rapport entre le diamètre extérieur des bagues de stators (7, 8 ; 28, 29) et la longueur d'entraînement étant supérieure à 0,4 et inférieure à 0,5.
a) les aubes de la turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) présentent, entre un embout d'aube se trouvant radialement à l'intérieur et une extrémité d'aube se trouvant radialement à l'extérieur, une hauteur d'aube déterminée dans la direction radiale,
b) la hauteur d'aube est supérieure à 0,5 mm, 1 mm, 2 mm, 5 mm et/ou inférieure à 60 mm, 50 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm et/ou
c) les roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) présentent des hauteurs d'aubes différentes.
a) un rapport déterminé est prévu entre la hauteur d'aube de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) d'une part et le diamètre de l'arbre de la turbine (2 ; 17) d'autre part, le rapport étant supérieur à 0,01, 0,012 ou 0,015 et/ou inférieur à 3, 2,5, 2, 1,5, 1 ou 0,5 et/ou
b) un diamètre de base d'aube déterminé est prévu, le diamètre de base d'aube étant constant, et/ou
c) une densité d'aubage déterminée de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) est prévue, la densité d'aubage étant supérieure à 15, 17 ou 19 aubes de turbine (34) par roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) et/ou inférieur à 80, 70 ou 60 aubes de turbine (34) par roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27), et/ou
d) les roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) présentent des densités d'aubage différentes et/ou
e) la densité d'aubage des roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) augmente d'une roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) vers la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) suivante dans le sens d'écoulement ou
f) la densité d'aubage des roues de la turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) augmente d'une roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) vers la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) suivante dans le sens opposé au sens d'écoulement.
a) la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) est conçue comme une bague constituée d'une seule pièce ou de plusieurs pièces, qui est disposée de manière amovible sur l'arbre de turbine (2 ; 17) et/ou
b) la bague est serrée sur l'arbre de turbine (2 ; 17), plus particulièrement à l'aide d'un ajustement serré ou un frettage et/ou
c) les aubes de la turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) sont fabriquées à l'aide d'un procédé de fabrication génératif et/ou
d) la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) et l'arbre de la turbine (2 ; 17) sont conçus d'une seule pièce, plus particulièrement par formage avec enlèvement de copeaux d'une ébauche de l'arbre de turbine (2 ; 17) et/ou
e) une roue de turbine de freinage (18) avec plusieurs aubes de turbine (34) est prévue, les aubes de turbine (34) de la roue de turbine de freinage (18) pouvant être balayées, lors du fonctionnement, par un fluide de freinage, afin de freiner le rotor de la turbine et/ou
f) la roue de turbine de freinage (18) est conçue pour un balayage radial avec le fluide de freinage et/ou
g) la roue de turbine de freinage (18) est une roue de turbine de type Pelton et/ou
h) la roue de turbine de de freinage (18) est disposée dans la direction radiale entre deux points d'appui (32, 33) ou à l'extérieur des points d'appui (32, 33) et/ou
i) la roue de turbine de freinage (18) présente un diamètre globalement supérieur à celui de la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) et/ou
j) en ce que les aubes de turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement et/ou de la roue de turbine de freinage (18) présentent chacune un profil symétrique, un profil semi-symétrique, un profil en S ou un profil en forme de massue.
a) les aubes de turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement et/ou de la roue de turbine de freinage (18) comprennent chacune un bord avant (35) qui est orienté avec un angle d'entrée (αlN) déterminé par rapport à l'axe de rotation (37) du rotor de turbine et/ou
b) les aubes de turbine (34) de la roue de turbine d'entraînement et/ou de la roue de turbine de freinage (18) comprennent chacune un bord arrière (36) qui est orienté avec un angle de sortie (αOUT) déterminé par rapport à l'axe de rotation (37) du rotor de turbine et/ou
c) la somme de l'angle d'entrée (αIN) et de l'angle de sortie (αOUT) est supérieure à 90°, 100° ou 110° et/ou inférieure à 160°, 150° ou 145° et/ou
d) l'angle de sortie (αOUT) correspond, avec une plage de tolérance de ±10° ou ±20°, à l'angle d'entrée (αIN) et/ou
e) l'angle de sortie (αOUT) est supérieur à 55°, 60° ou 65° et/ou inférieur à 85°, 80° ou 75°.
a) le rotor de turbine présente une vitesse de rotation spécifique déterminée ns, qui est calculée selon la formule suivante :
avec :
V : débit volumique à l'entrée [mm3/s]
e : travail spécifique [J/kg]
ω : vitesse de rotation [rad/s] et
b) la vitesse de rotation spécifique ns est inférieure à 0,4 ou 0,3 et/ou supérieure à 0,07 ou 0,1.
a) l'arbre de turbine (2 ; 17) comprend plusieurs points d'appui (32, 33) pour le logement rotatif de l'arbre de turbine (2 ; 17) à chaque point dans un palier et
b) la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) est disposée dans la direction axiale entre les deux points d'appui (32, 33) et
c) les points d'appui (32, 33) de l'arbre de turbine (2, 17) présentent chacun une longueur d'appui déterminée dans la direction axiale et
d) l'arbre de turbine (2 ; 17) présente un diamètre d'arbre déterminé et
e) la longueur d'appui présente un rapport déterminé avec le diamètre d'arbre et
f) le rapport est supérieur à 0,6, 0,7 ou 0,8 et/ou inférieur à 1,4, 1,3 ou 1,2.
a) les points d'appui (32, 33) présentent une distance axiale supérieure à 3 cm, 6 cm ou 10 cm et/ou
b) l'arbre de turbine (2 ; 17) est, dans la direction axiale, plus court que 15 cm, 14 cm ou 13 cm.
a) une puissance d'entraînement mécanique spécifique déterminée en tant que rapport entre la puissance d'entraînement mécanique d'une part et le débit volumique du fluide d'entraînement introduit d'autre part, la puissance d'entraînement spécifique étant supérieure à 0,6 Wmin/NI, 0,7 Wmin/NI, 0,8 Wmin/NI ou 0,9 Wmin/NI et/ou
b) une puissance d'entraînement mécanique spécifique déterminée en tant que rapport entre la puissance d'entraînement mécanique d'une part et la masse de la turbine d'entraînement (1 ; 10) d'autre part, le rapport étant supérieur à 0,7 W/g, 0,8 W/g, 0,9 W/g et/ou inférieur à 2 W/g, 1,7 W/g, 1,6 W/g ou 1,5 W/g et/ou
c) une puissance d'entraînement mécanique spécifique déterminée en tant que rapport entre la puissance d'entraînement mécanique d'une part et le volume de la turbine d'entraînement (1 ; 10) d'autre part, le rapport étant supérieur à 1,5 W/cm3, 2 W/cm3 ou 1,5 W/cm3 et/ou inférieur à 10 W/cm3, 6 W/cm3, 4,5 W/cm3 et/ou
d) une puissance d'entraînement mécanique supérieure à 1000 W, 1200 W, 1300 W ou 1400 W et/ou inférieure à 100 kW, 50 kW, 25 kW, 10 kW, 5 kW ou 2 kW et/ou
e) un rendement thermique supérieur à 50 %, 60 % ou 70 %, plus particulièrement pour une vitesse de rotation entre 40000 min-1 et 60000 min-1 et un débit volumique du fluide d'entraînement entre 800 NI/min et 1200 NI/min et/ou
f) une puissance d'entraînement mécanique spécifique supérieure à 0,1, 0,2, 0,3 ou 0,4 W/mbar en tant que rapport entre la puissance d'entraînement d'une part et la différence de pression entre l'entrée et la sortie d'autre part.
a) la turbine d'entraînement (1 ; 10) comprend une bague de déviation (9 ; 14) afin dévier le fluide d'entraînement, le fluide d'entraînement entrant transversalement, plus particulièrement perpendiculairement, par rapport à la direction de pulvérisation du pulvérisateur rotatif (38) dans la bague de déviation (9 ; 14) et sortant à l'encontre de la direction de pulvérisation du pulvérisateur rotatif (38) de la bague de déviation (9 ; 14) afin de balayer la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) et/ou
b) la roue de turbine d'entraînement (4-6 ; 25-27) présente une section transversale d'écoulement annulaire et la bague de déviation (9 ; 14) répartit le fluide d'entraînement uniformément sur toute la section transversale d'écoulement et/ou
c) la bague de déviation (9 ; 14) comprend un stator intégré et/ou formée d'une seule pièce et/ou
d) la bague de déviation (9 ; 14) constitue une étanchéité ou comprend un joint d'étanchéité séparé afin d'étanchéifier un interstice annulaire entre la bague de déviation (9 ; 14) et l'arbre de turbine (2 ; 17) par rapport au plateau en cloche (3 ; 39).
a) un carter de turbine (11) et
b) au moins une conduite d'air de guidage pour l'alimentation d'une bague d'air de guidage avec de l'air de guidage pour la formation du jet de pulvérisation émis par le pulvérisateur rotatif (38), la conduite d'air de guidage étant guidé au moins partiellement à travers le carte de turbine (11).
a) une unité de palier pour le logement rotatif du rotor de turbine et
b) un tube de couleur pour l'introduction du produit de revêtement à appliquer, le tube de couleur dépassant à travers l'arbre de turbine creux (2 ; 17) et étant fixé à l'unité de palier, plus particulièrement par un vissage et/ou
c) un dispositif de centrage ajustable pour le centrage du tube de couleur dans l'arbre de turbine creux (2 ; 17).
a) la turbine d'entraînement (1 ; 10) comprend un manchon intermédiaire (12) pour le logement d'un palier radial (13) et/ou de la bague de déviation (9 ; 14) et/ou d'une partie du rotor de turbine et/ou
b) un carter de turbine (11) est prévu, le carter de turbine (11) étant constitué de matière plastique, tandis que le manchon intermédiaire (12) est constitué de métal, plus particulièrement d'aluminium et/ou
c) le manchon intermédiaire (12) alimente la bague de déviation (9 ; 14) en fluide d'entraînement et/ou
d) le manchon intermédiaire (12) dévie le fluide d'entraînement, le fluide d'entraînement entrant, dans la direction de pulvérisation, dans le manchon intermédiaire (12) et sortant transversalement, plus particulièrement perpendiculairement, par rapport à la direction de pulvérisation vers l'intérieur hors du manchon intermédiaire (12) et passant par la bague de déviation (9 ; 14) et/ou
e) au moins une bague de stator (7, 8 ; 28, 29) est prévue, avec plusieurs aubes directrices, la bague de stator (7, 8 ; 28, 29) entourant l'arbre de turbine (2 ; 17) de manière annulaire et étant disposée de manière fixe et/ou
f) la turbine d'entraînement (1 ; 10) comprend une bride de palier (20) afin de relier la turbine d'entraînement (1 ; 10) de manière mécanique et fluidique avec un pulvérisateur rotatif (38), dans lequel la turbine d'entraînement (1 ; 10) est insérée et/ou
g) la bride de palier (20) comprend, côté raccordement, un premier plan de raccordement (E1) et un deuxième plan de raccordement (E2) et/ou
h) le premier plan de raccordement (E1) de la bride de palier (20) est éloigné axialement du deuxième plan de raccordement (E2) et/ou
i) le premier plan de raccordement (E1) de la bride de palier (20) est disposé de manière proximale et le deuxième plan de raccordement (E2) est disposée de manière distale et/ou
j) le premier plan de raccordement (E1) de la bride de palier (20) contient tous les raccordements d'entrée d'air (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) pour les alimentations en air, plus particulièrement pour l'air de guidage, l'air d'entraînement, l'air de palier et l'air de freinage et/ou
k) le deuxième plan de raccordement (E2) de la bride de palier (20) contient tous les raccordements de sortie d'air (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) pour les retours d'air et/ou
l) le premier plan de raccordement (E1) de la bride de palier (20) présente globalement la forme d'un anneau, les raccordements d'entrée d'air (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) étant disposés dans la face frontale de l'anneau ou de manière répartie sur l'anneau et/ou
m) les raccordements de sortie d'air (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) dans le deuxième plan de raccordement (E2) sont disposés globalement au centre à l'intérieur de l'anneau du premier plan de raccordement (E1) et/ou
n) le deuxième plan de raccordement (E2) de la bride de palier (20) comprend une rainure de clavette pour le logement d'une clavette (PF) montée du côté du tube de couleur, pour la protection anti-rotation et le centrage d'un tube de couleur et/ou
o) le deuxième plan de raccordement (E2) de la bride de palier (20) comprend au moins un embout fileté (GWE_T, GWE_FR) pour la fixation d'un tube de couleur et/ou
p) le deuxième plan de raccordement (E2) de la bride de palier (20) comprend, au niveau de son côté distal, une surface d'appui globalement plane et/ou
q) la bride de palier (20) comprend au moins un alésage de passage (LWL), plus particulièrement dans le deuxième plan de raccordement, pour le passage d'une fibre optique pour la mesure de la vitesse de rotation de la turbine d'entraînement et/ou
r) le raccordement de sortie d'air (AL_MLL1, AL_BR1) pour l'air de freinage et/ou l'air de palier sont décalés par rapport aux autres raccordements de sortie d'air (AL_ML) radialement vers l'extérieur et/ou
s) le raccordement de sortie d'air (AL_ML) pour l'air d'entraînement présente une section globalement supérieure à celle des autres raccordements de sortie d'air (AL_MLL1, AL_BR1) et/ou
t) le premier plan de raccordement (E1) de la bride de palier (20) comprend un goujon orienté axialement et/ou un alésage de logement orienté axialement pour un goujon, afin de positionner la turbine d'entraînement et/ou
u) les raccordements d'entrée d'air (LL1-LL3, ML1-ML2, BR1, MLL1) et/ou les raccordements de sortie d'air (AL_MLL1, AL_ML, AL_BR1) sont étanchéifiés par un joint d'étanchéité axial.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente