中以将定子组件98牢固地保持在壳体88内。套114被推动靠着台肩124 (图4B)以相对于开口 128正确地定位叶轮90。如此插入，叶轮90设置在定子组件98与端盖102之间的间隔内。轴96在轴承92A和92B内自由旋转，使得叶轮90可以在壳体88内旋转。保持夹104插入在壳体88中并且突出部125 (图4A)接合壳体88中的凹口 126 (图4A)。保持夹104防止轴承92B与凹穴120B脱离。保持夹104还有助于通过将定子组件98推靠在台肩124上而将定子组件98保持在壳体88内。
[0026]压缩空气通过开口 128被引导到壳体88内，以便导致叶轮90的旋转。压缩空气撞击叶片122以导致叶轮90的旋转，这使得轴96和转子94在定子组件98的绕组110内旋转。在所述的实施例中，罩112包括围绕绕组110的环氧树脂涂层。在其它实施例中，涂层可以围绕芯体108形成在绕组110和芯体108之间。转子94和绕组110形成电磁交流发电机，产生被提供给带状电缆60的电流。在本发明的实施例中，转子94包括钕磁体，而绕组110包括铜线。钕磁体与诸如铝-尼科磁体的传统磁体相比具有较高的能量密度。较高的能量密度允许转子94的尺寸和重量减小。在一个实施例中，与通过利用钕磁体的现有技术静电喷枪交流发电机相比较，交流发电机56的尺寸减小40%。转子94的减小尺寸降低惯性扭矩并增加转子94在压缩空气力的作用下的加速度，这为操作者26(图1)提供了较好的响应并可以需要少量的压缩空气以操作交流发电机56。
[0027]如所述，叶片122被定位以接收来自壳体88中的开口 128的空气。选择叶片122的形状和数量两者以使来自压缩空气流的动力的提取最大化。具体地，叶片122围绕毂121间隔开，使得仅单个叶片大致一次接收来自每一个开口 128的压缩空气，并且叶片122被成形为使得压缩空气始终以大致直角撞击每一个叶片。
[0028]图5A-5C显示相对于壳体88中的空气入口开口 128A-128D处于各个位置的叶轮90。叶轮90包括从毂121延伸的叶片122A-122H。空气入口开口 128A-128D中的每一个都被构造成接收来自空气入口 38(图2)的压缩空气射流。例如，入口开口 128A被构造成接收空气射流Ja。
[0029]在所述的实施例中，叶轮90包括八个叶片122，并且壳体88包括四个入口开口128。叶片122A-122H和入口开口 128A-128D被间隔开，使得仅四个叶片基本上始终与来自入口开口 128A-128D的空气射流接触。因此，四个叶片始终基本上不与空气射流接触。
[0030]壳体88形成与轴线A同心的大致圆筒形主体。同样地，叶轮90的毂121围绕轴线A同心设置。入口开口 128绕壳体88均匀地间隔开。因此，入口开口 128A-128D参照轴线A间隔大约九十度分开。四个入口开口 128A-128D沿着轴线相对于彼此设置，所述轴线相交以形成中心位于轴线A上的由直线围绕的主体。入口开口 128A-128D中的每一个都平行于通过轴线A平分壳体88的线延伸。因此，在所述的实施例中，入口开口 128A-128D的轴线形成方形形状。
[0031]叶片122A-122H中的每一个被弯曲。具体地，如参照叶片122A所示，每一个叶片122A-122H包括弯曲前缘LE和弯曲后缘TE。叶片122A-122H绕毂121均匀地间隔开。因此，叶片122A-122H关于轴线A以近似四十五度间隔开。
[0032]前缘和后缘被成形以使由空气射流Ja产生的扭矩最大化。具体地，每一个后缘被成形为总是大致垂直于空气射流。图5A显示与空气射流Ja接触的叶片122A的末端部分。当叶轮90绕轴线A旋转时，叶片122A的后缘的与空气射流Ja接触的部分改变。具体地，空气射流Ja稍微靠近毂121进行撞击。图5B显示叶片122A关于轴线A与图5A的情况相比远离入口 128A旋转十度。当空气射流1推动叶片122A远离入口 128A时，TE的曲率确保叶片122A将始终大致垂直于空气射流JA。图5C显示叶片122A关于轴线A与图5A的情况相比远离入口 128A旋转二十度。在一些实施例中，空气射流1在垂直的十度内撞击后缘TE。在优选的实施例中，空气射流Ja在垂直的五度内撞击后缘TE。
[0033]空气射流1将假设空气射流J A—次仅大致撞击一个叶片并且始终与叶片连续接触而获得的最大扭矩量施加在毂121上。通过本公开的叶轮，能够获得最大扭矩，这是因为空气射流Ja的矢量在叶轮90的杆臂(叶轮绕毂121的中心轴线与射流J八沿着叶片撞击的区域之间的距离)的撞击基于入口 128A的位置以尽可能成直角的方式入射，从而提高叶片毂处的扭矩(空气射流矢量X杆臂=扭矩)。在一个实施例中，叶片122A的后缘TE沿着长度大于前缘所延伸的弧的弧延伸。叶片122A的前缘LE被成形为减小122A的尺寸和重量，这是因为前缘没有被构造成接合空气射流JA。后缘和前缘的曲率和长度引起用于相邻叶片的前缘和后缘的鲨鱼翅形状。
[0034]与现有技术交流发电机叶片相比，本发明的叶轮叶片提供更加有效的功率提取。用于与静电喷枪一起使用的现有技术交流发电机涡轮依赖于具有包括平坦前缘和后缘的三角形形状、或锯齿形形状叶片的叶轮。因此，叶轮的平坦表面与空气射流产生降低与空气射流的撞击的效能的角度。具体地，空气射流将以小于九十度(诸如三十度)的角度撞击平坦叶片。因此，空气喷射撞击在叶片表面上在叶片毂处产生扭矩的力变成具有小于空气喷射的整个力的大小的矢量，从而引起低效率功率提取。这里描述的弯曲叶轮叶片允许从压缩空气提取更多的能量。具体地，空气射流以近似九十度撞击叶轮表面以最大化在叶片毂处产生扭矩的矢量的大小。通过本发明，基本上垂直于叶片表面(并且在叶片毂处产生扭矩)的空气射流矢量近似等于总的空气射流的力的大小。通过叶轮90的更有效动力提取允许消耗较少的空气以获得相同的动力，从而增加整个系统效率。
[0035]虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可以对形式和细节进行改变。
【主权项】
1.一种交流发电机组件,包括: 具有入口开口的壳体； 设置在壳体中的交流发电机，所述交流发电机包括包围转子的定子； 从转子延伸的轴；和 叶轮，所述叶轮包括: 安装到轴的毂； 从毂延伸的多个叶片，每一个叶片都具有在整个弧上大致垂直于入口开口的一曲率，每一个叶片在所述整个弧范围内遇到入口开口的瞄准线。
2.根据权利要求1所述的交流发电机组件，其中叶轮进一步包括: 绕毂轴线设置的环状毂；和 具有弯曲前缘和后缘表面的叶片。
3.根据权利要求2所述的交流发电机组件，其中相邻叶片的前缘和后缘形成鲨鱼翅形状。
4.根据权利要求2所述的交流发电机组件，其中入口开口平行于通过毂轴线平分壳体的直线延伸。
5.根据权利要求2所述的交流发电机组件，进一步包括: 延伸通过壳体的多个入口开口。
6.根据权利要求5所述的交流发电机组件，其中叶轮包括八个叶片，而壳体包括四个入口开口。
7.根据权利要求6所述的交流发电机组件，其中所述多个入口开口沿着相交以形成中心位于毂轴线上的由直线围成的形状的多个轴线延伸。
8.根据权利要求6所述的交流发电机，其中四个叶片分别向着四个入口开口的瞄准线，而不管毂相对于毂轴线的圆周位置。
9.根据权利要求1所述的交流发电机组件，其中每一个叶片被定位成在叶轮旋转近似45度的情况下遇到入口开口的瞄准线。
10.根据权利要求1所述的交流发电机组件，其中转子包括钕磁体。
11.根据权利要求1所述的交流发电机组件，进一步包括: 连接到交流发电机的电源；和 电极，所述电极电连接到电源。
12.—种交流发电机,包括: 具有轴的电磁交流发电机； 电磁发电机设置在其中的壳体，所述壳体具有空气孔口 ；和 叶轮，所述叶轮安装到壳体内的轴以与空气孔口对准，其中叶轮包括具有弯曲前缘和后缘的多个叶片。
13.根据权利要求12所述的交流发电机，其中每一个后缘被成形且空气孔口被定向成使得来自空气孔口的空气被构造成用于仅仅以直角撞击后缘。
14.根据权利要求12所述的交流发电机，其中空气孔口沿着一轴线延伸，该轴线的瞄准线每次大致仅瞄准一个叶轮叶片后缘。
15.根据权利要求12所述的交流发电机，其中相邻叶轮叶片的前缘和后缘形成鲨鱼翅形状。
16.根据权利要求12所述的交流发电机，其中每一个叶片的后缘沿着具有大于由同一叶片的前缘形成的曲线的长度的一曲线延伸。
17.根据权利要求12所述的交流发电机，进一步包括: 延伸通过壳体的多个空气孔口。
18.根据权利要求18所述的交流发电机，其中: 叶轮包括围绕叶轮毂均匀地间隔开的八个叶片；和 壳体包括围绕壳体均匀地间隔开的四个入口开口。
19.一种静电喷枪,包括: 喷枪壳体，所述喷枪壳体连接到空气入口和流体入口 ； 嗔涂末端组件； 阀，所述阀以流体连通的方式设置在流体入口和喷涂末端组件之间； 设置在喷枪壳体内的电源； 电极，所述电极安装到喷涂末端组件并且电连接到电源；和 交流发电机，所述交流发电机设置在喷枪壳体内以将电力提供给电源，所述交流发电机包括: 电磁交流发电机；和 叶轮，所述叶轮安装在喷枪壳体内并以流体连通的方式联接到空气入口，所述叶轮具有弯曲叶片。
20.根据权利要求19所述的静电喷枪，进一步包括: 交流发电机壳体，所述交流发电机壳体包括被定位成在叶片的后缘上引导空气的空气孔口 ；和 每一个叶片的后缘被弯曲从而以始终垂直于从空气孔口延伸以接触后缘的空气射流。
21.根据权利要求19所述的静电喷枪，其中相邻叶轮叶片的前缘和后缘形成鲨鱼翅形状。
【专利摘要】例如在静电喷枪中使用的交流发电机包括交流发电机、壳体和叶轮。电磁交流发电机具有轴。电磁交流发电机设置在壳体内。壳体具有空气孔口。叶轮在壳体内安装到轴从而与空气孔口对准。叶轮包括具有弯曲前缘和后缘的叶片。在一个实施例中，每一个叶片具有在整个弧上垂直于空气孔口的曲率，其中每一个叶片在所述整个弧范围内遇到入口开口的瞄准线。
【IPC分类】B05B5-025
【公开号】CN104703707
【申请号】CN201380051281
【发明人】詹森·J·威洛比, 马克·E·乌利齐
【申请人】格瑞克明尼苏达有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年9月30日
【公告号】EP2903747A1, US20150258557, WO2014055424A1