特許 5816283 流体脱気装置及び流体の脱気方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5816283

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月18日

(54)【発明の名称】流体脱気装置及び流体の脱気方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 19/00 20060101AFI20151029BHJP

   B29C 47/76 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   B01D19/00 G

   B29C47/76

【請求項の数】7

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-526428(P2013-526428)

(86)(22)【出願日】2011年8月29日

(65)【公表番号】特表2013-536753(P2013-536753A)

(43)【公表日】2013年9月26日

(86)【国際出願番号】EP2011064808

(87)【国際公開番号】WO2012028573

(87)【国際公開日】20120308

【審査請求日】2013年4月24日

(31)【優先権主張番号】102010039959.0

(32)【優先日】2010年8月30日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512197272

【氏名又は名称】ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＷＯＢＢＥＮ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(74)【代理人】

【識別番号】100119415

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 充

(72)【発明者】

【氏名】カムケ、インゴ

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭４２−４１８７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００６−２７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１１３５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−３２８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１２２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−３１３３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−３１３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−５３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−２５７１１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ １９／００

Ｂ２９Ｃ ４７／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂の供給のための流体供給要素（１２）と、
樹脂の排出のための流体排出要素（３１０）と、
流体供給要素（１２）と流体排出要素（３１０）との間において樹脂が通過して、樹脂内の気泡を破壊するための、不織材料として構成された少なくとも１つの第１の構造要素（１００）を備え、前記流体供給要素（１２）を通って樹脂が注ぎ込まれる第１のチャンバー（１５０）とを有し、さらに、
第１のチャンバー（１５０）に隣接し、かつメッシュとして構成され樹脂が通過する少なくとも１つの第２の構造要素（１８０）を備える、第２のチャンバー（１６０）と、
第２のチャンバー（１６０）に隣接し、流体供給要素（１２）と流体排出要素（３１０）との間において樹脂がその上を超えて通過するプロフィル要素（２２０）として少なくとも１つの凸状要素（２２０）を備える第３のチャンバー（１９０）とを有する、
樹脂から気体を連続的に除去するための流体脱気装置。

【請求項2】

第１と第２のチャンバー（１５０、１６０）の間の分割壁が少なくとも１つの第１の隙間（２００）を有する請求項１の装置。

【請求項3】

第２と第３のチャンバー（１６０、１９０）の間の第２の分割壁が、少なくとも１つの第２の隙間（２０１）を含む請求項１の装置。

【請求項4】

流体脱気装置を旋回させるための旋回式取付機構（３００）を含む、請求項１〜３のうちの一つの装置。

【請求項5】

前記流体排出要素（３１０）の周囲に配置されたメッシュ要素（３２０）をさらに含む、請求項１〜４のうちの一つの装置。

【請求項6】

次の工程を含む、樹脂から気体を連続的に除去する方法：
樹脂を供給する工程、
第１のチャンバー（１５０）において不織材料として構成された少なくとも１つの構造要素（１００）に樹脂を通過させることによって、及び、第１のチャンバー（１５０）に隣接する第２のチャンバー（１６０）においてメッシュとして構成された第２の構造要素に樹脂を通過させることによって、樹脂内の泡を破壊する工程、及び
第３のチャンバー（１９０）において凸状要素として構成された少なくとも１つのプロフィル要素の上を超えて樹脂を通過させる工程、及び
樹脂を排出する工程。

【請求項7】

次の工程を含む、風力エネルギ装置のロータ翼羽根を製造する方法：
請求項１〜５のうちの一つの流体脱気装置を使用して気体を除去されるべき樹脂から気体を除去する工程、及び
前記流体脱気装置によって気体を除去された樹脂から風力エネルギ装置のロータ翼羽根を製造する工程。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体から気体を除去するための装置及び方法に関する。

【技術的背景】

【0002】

合成樹脂は、合成繊維（強化）複合材の構成部品（ないし要素）の生産において使用される。その際において、樹脂は、構造を弱めるように材料に対して影響を及ぼすので、空気含有ないし気泡はできるだけないことが重要である。

【0003】

したがって、樹脂から気体を除去しなければならない。従来は、樹脂は撹拌容器に導入されて、真空の下で撹拌される。その場合、材料の脱気は、表面に近い領域においてだけで起こる。

【0004】

樹脂脱気のための更なる一変形例は、いわゆる薄層脱気操作によって代表される。すでに上述のとおりに、脱気は特に表面で起きるが、一方、樹脂の高い粘性のために、気体の泡は、ごくゆっくりと深みから表面に上昇することが許されるだけである。したがって、脱気は困難である。それによって、長い滞留時間を必要とする。

【0005】

その代わりとして、樹脂脱気を許容する半透過性の薄膜を使用することも可能である。

【0006】

一般的な技術水準として、WO 2003/064 144 A1及びUS No 3 229 449 Aに注意が向けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】WO 2003/064 144 A1

【特許文献2】US No 3 229 449 A

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の課題は、樹脂からの改良された連続的な脱気を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

その課題は、請求項１による、樹脂から気体を除去するための装置と、請求項６による、樹脂から気体を除去する方法によって、達成される。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

【0010】

このように、流体、特に樹脂から気体を除去するための流体脱気装置が提供される。前記装置は、流体の供給のための流体供給要素と、流体の排出のための流体排出要素を備えている。前記供給要素と前記排出要素の間には、流体が通って流れる時に、前記流体内の気泡を破壊するための少なくとも一つの構造要素（Strukturelement）がある。それに加え、又は、その代わりに、少なくとも１つのプロフィル要素（Profil-Element）を備えることができ、その上を超えて流体は流れなければならない。流体脱気装置は、さらに、前記流体供給要素によって流体が送り込まれる第１のチャンバーを有する。前記第１のチャンバーは、不織材料として構成された少なくとも一つの第１の構造要素を備える。前記装置は、さらに、前記第１のチャンバーに隣接する第２のチャンバーを備える。前記第２のチャンバーは、メッシュ（ないし格子Gitter）として構成された流体が通過する第２の構造要素を備える。

【発明を実施するための形態】

【0011】

更なる視点では、第１と第２のチャンバーの間に分割壁がある。分割壁は、少なくとも１つの隙間を有する。

【0012】

本発明の更なる視点では、前記装置は、前記第２のチャンバーに隣接し少なくとも１つの凸面要素（konvexes Element）を備える第３のチャンバーを有する。

【0013】

本発明の更なる視点では、前記第２のチャンバーと前記第３のチャンバーの間に分割壁があり、それは少なくとも一つの隙間を有する。

【0014】

本発明の更なる視点では、前記装置は、前記装置を旋回させるための旋回軸を備える。

【0015】

本発明の更なる視点では、前記装置は、前記流体排出要素のまわりに配置されるメッシュ要素を備える。

【0016】

本発明は、また、流体、特に樹脂から気体を除去する方法に関する。その目的のため、流体が供給され、前記流体内の気泡は、前記流体を少なくとも１つの構造要素を通過させることによって、及び／又は、前記流体を少なくとも１つのプロフィル要素の上を超えて通過させて、流体内の気泡が破壊される。次いで、前記流体は、排出されることができる。

【0017】

本発明は、また、流体から気体を除去する装置で気体を除去された樹脂によって製造される風力エネルギ装置のロータ翼羽根に関する。即ち、本発明は、次の工程を含む、風力エネルギ装置のロータ翼羽根を製造する方法を提供する。
前記本発明の流体脱気装置を使用して気体を除去されるべき樹脂から気体を除去する工程、及び
前記流体脱気装置によって気体を除去された樹脂から風力エネルギ装置のロータ翼羽根を製造する工程。

【0018】

本発明は、以下、実施態様によって、実施例を通して、図面を参照して、より一層詳細に記述される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、樹脂脱気装置の模式的断面図を示す。

【図2】図２は、本発明の実施態様による、脱気装置の第１の端の模式的断面図を示す。

【図3】図３は、図１の脱気装置の第１と第２のチャンバーの間の遷移領域の模式的断面図を示す。

【図4】図４は、図１の脱気装置の第２のチャンバーと第３のチャンバーの間の更なる遷移領域の模式的断面図を示す。

【図5】図５は、前記脱気装置の第３のチャンバーの端の詳細にされた部分の模式的断面図を示す。

【実施例】

【0020】

図１は、第１の実施例による、樹脂脱気装置の模式的断面図を示す。この装置は、脱気の役に立ち、その点で、旋回式取付機構（Schwenklager）３００を備え、それを介して脱気装置は（傾斜角度）調節されることが可能である。樹脂の流量は、傾きの程度によって調節されることができる。その場合、装置の傾きは、１％と１０％の間で設定されることができ、樹脂層の厚さと、真空における滞留時間と、したがって最終的には脱気品質を決定する。

【0021】

気体を除去されるべき樹脂は、継手（供給要素）１２を通して第１のチャンバー１５０に導入される。排出部（流体排出要素）３１０を通って流出するように、前記樹脂は、それから、第２のチャンバー１６０を通って第３のチャンバー１９０に流入する。第１と第２のチャンバー１５０、１６０の間の第１の壁２１０の第１の隙間ないし開口２００を通して流れるように、第１のチャンバー１５０において、樹脂は、供給継手１２から流入し、不織材料（フリース）１００を通って第１のチャンバー１５０の底を流れる。複数のメッシュ（Gitter）１８０は、第２のチャンバーに位置する。樹脂の中の気泡が除去されることができるように、樹脂はメッシュ１８０を通って流れなければならない。樹脂は、第２と第３のチャンバー１６０、１９０の間の第２の壁２１１の第２の隙間ないし開口２０１を通って第３のチャンバー１９０に流入する。複数のプロフィル部材（Profile）２２０は、第３のチャンバー１９０に備えられ、その上を超えて樹脂が流れる。このように、前記樹脂の領域、即ち、表面に近い領域は、第３のチャンバーにおいて拡張され、そしてそれは脱気において肯定的な影響を持っている。排出部３１０は、第３のチャンバーの端に配設され、脱気された樹脂は、前記排出部を通って流出する。

【0022】

図２は、図１の脱気装置の第１の端の模式的断面図（詳細図Ｆ）を示す。樹脂は、供給手段（継手）１２を通って、容器、即ち、第１のチャンバー１５０に導入される。不織材料（Vliesstoff）１００の少なくとも一層は、供給継手１２の下に配設される。その場合、不織材料１００は、樹脂がそれを通してゆっくり流れることができるような構成でなければならない。かくして、第１の気泡は、不織材料の構造によって、樹脂から早くも除去されることができる。このようにして、樹脂は、不織材料１００を通り、そして第１の壁２１０における第１の隙間ないし開口２００を通り、第１のチャンバー１５０から第２のチャンバー１６０に流入する。

【0023】

図３は、図１におけるＥ部、即ち、図１における第１と第２のチャンバー１５０、１６０の間の遷移領域の詳細図を示す。第２のチャンバー１６０の最上部と底にそれぞれ配列された複数（ないし多数）の横断壁部材（ないし控え壁Querstrebe）１７０が、第２のチャンバー１６０に配置される。たとえば数ミリメートルのメッシュ寸法（開口径）を持つメッシュ（Gitter）１８０は、それぞれの横断壁部材１７０と横断壁部材１７０の間に張設されている。第１の壁２１０の第１の開口２００を通って第２のチャンバーに流入する樹脂は、前記チャンバーの底の第１の横断壁部材１７０を乗り越えなければならない。そして、前記樹脂は、このように前記横断壁部材１７０を乗り超えて流れる。前記横断壁部材１７０から流れ落ちる際に、前記樹脂は、メッシュ１８０を通過して流れなければならない。そのうえ、横断壁部材１７０は、第２のチャンバー１６０の底に隙間（複数）２０６を任意に持つことができる。したがって、横断壁部材１７０の配設は、前記樹脂の表面積の大きさが増加するように、前記樹脂が横断壁部材１７０において上方へ流れるようにする。そして、それは改善された脱気に帰着する。さらに、横断壁部材１７０から流れ落ちるとき、前記樹脂は、前記樹脂の更なる脱気を引き起こすメッシュ１８０を通って流れなければならない。

【0024】

その際、第１の隙間２００は、気泡が表面の近くの領域に移動されるように、そこを通過して流れる比較的に薄い樹脂層を達成するために、比較的狭く選択することができる。粘度又は流量は、温度によって調節されることができる。メッシュ１８０は、また、多層構造であることができる。そのような場合メッシュ構造は、前記メッシュが前記樹脂によって分解するように攻撃されないか又は溶解しない、ということが保証される限り、プラスチック繊維又は金属で製造されることができる。このように、メッシュ構造は、樹脂脱気に関して１つのパラメータを成す。横断壁部材１７０は、その左側のチャンバー１６０の底で直接終端する（に達する）必要は必ずしもない。しかし、樹脂脱気のスループット（処理能力）率が増加することが可能であるように、左側の（各）チャンバー１６０の底と横断壁部材との間に隙間２０６を設けることもできる。

【0025】

図４は、図１におけるＤの部分（丸囲い）、即ち、第２のチャンバー１６０と、前記第２のチャンバーの左側で前記第２のチャンバーに隣接する第３のチャンバー１９０の間の遷移領域の詳細図を示す。第２のチャンバー１６０と第３のチャンバー１９０の間の第２の分割壁２１１は、その下側に第２の隙間２０１を再び有する。このように、前記樹脂は、再び、薄い第２の隙間２０１を通って流れさせられ、それによって、表面積又は表面に近い領域はサイズがさらに大きくなる。

【0026】

プロフィル部材（即ち、形部材）２２０は、前記樹脂が前記形部材の上を超えて流れなければならないように、第３のチャンバー１９０に配置されている。そのため、このことは、前記樹脂の表面積又は表面に近い領域のさらなる増加を与える。有利にも、形部材２２０は、前記樹脂がその上を流れることができるように、さかさまに配置される。形部材は、凸状の形状であることが可能である。第３のチャンバー１９０は、それぞれ隙間２０２−２０５を有する複数の分割壁２１２−２１５によって分割されることが可能である。少なくとも一つの形部材２２０が、分割された（小）チャンバーの各々に配置される。（小）チャンバーの間又はさらなるチャンバー１９０における分割された部分の間の隙間２０２−２０５はかなり非常に狭いという事実は、前記樹脂が前記隙間の前に蓄積（滞流）可能なように、ごく少量の樹脂が隙間２０２−２０５を通って流れるということを意味する。即ち、樹脂の蓄積物２３０が発生する。薄い樹脂膜だけが形部材２２０の稜端部（角部）の上を流れるので、表面近くの領域の大きさが増加し、そしてそれは脱気に関してポジティブな影響を持つ。

【0027】

図５は、図１におけるＨ部分、即ち、第３のチャンバー１９０の左側の端の左側の部分の詳細図を示す。底に配置されるのではなく、一番上の樹脂層だけがすくい取られるように上方に配置される排出短管（継手）３１０がここで示される。そのうえ、更なるメッシュ３２０が、前記樹脂から更なる気泡を除去するためにさらに存在することができる。

【0028】

前記樹脂からの著しくも９０％超の脱気は、そのような装置で達成されることができる。装置全体は、真空下で作動される。気圧は、その点においておよそ１０mbarである。

【0029】

上記の流体脱気装置で気体を除去された樹脂は、風力エネルギ装置ロータ翼羽根の製造のために使用されることができる。あるいは、前記流体脱気装置で脱気された樹脂は、風力エネルギ装置の他の構成要素の製造のためにも使用されることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】