JP2002096930A - 粉体定量供給装置 - Google Patents

粉体定量供給装置

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JP2002096930A JP2000285749A JP2000285749A JP2002096930A JP 2002096930 A JP2002096930 A JP 2002096930A JP 2000285749 A JP2000285749 A JP 2000285749A JP 2000285749 A JP2000285749 A JP 2000285749A JP 2002096930 A JP2002096930 A JP 2002096930A
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正幸 羽嶋
Masazo Sugimoto
政三 杉本
Hiroshi Kusunoki
弘 楠
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量の粉体を定量供給することができる粉
体定量供給装置を提供する。 【解決手段】 制御部28から加圧式粉体ホッパ11の
エアチャンバ13に流動エアが吹き込まれ、粉体塗料F
が流動状態に保たれると共に加圧式粉体ホッパ11内が
加圧される。さらに均圧管20によりスクリューフィー
ダ14の出口部分と加圧式粉体ホッパ11内とが互いに
等しい圧力に保たれた状態で、制御部28からモータ1
8に駆動電流が供給されると共に圧送ノズル19に搬送
エアが供給され、スクリューフィーダ14のスクリュー
が回転し、流動状態にある粉体塗料Fが加圧式粉体ホッ
パ11内から排出されて圧送ノズル19へ導かれ、搬送
エアにより圧送ノズル19から被塗物に向けて噴出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、粉体定量供給装
置に係り、特に粉体を大量にあるいは低エア量で定量供
給することができる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】粉体塗装作業にあっては、仕上がり塗膜
の均質化、及び塗料の有効利用のために、常に、一定量
の粉体塗料を塗装ガンに供給する必要がある。従来のこ
の種の粉体供給装置を図5に示す。粉体塗料Fを収容す
る粉体ホッパ1は多孔板2を備えた、いわゆる流動床タ
ンクであり、流動エアが吹き込まれて粉体塗料Fが粉体
ホッパ1内で流動状態に保たれる。この粉体ホッパ1内
に吸引パイプ3の一端が挿入され、吸引パイプ3の他端
にエジェクタポンプ4が接続されている。さらに、エジ
ェクタポンプ4には搬送用ホース5を介して塗装ガン6
が接続されている。塗装ガン6が運転されると、図示し
ない圧縮エア源から吐出エアがエジェクタポンプ4に吹
き込まれ、この吐出エアの流量に基づいて決定される供
給量の粉体塗料Fが粉体ホッパ1から吸引パイプ3内に
吸引される。また、圧縮エア源から搬送エアがエジェク
タポンプ4に吹き込まれ、吐出エアと搬送エアとによっ
て粉体塗料Fが搬送用ホース5を介して塗装ガン6へ供
給され、被塗物に向かって噴出される。吸引パイプ3に
供給量検出センサを取り付け、検出された供給量に応じ
て吐出エア量及び搬送エア量を制御することにより塗装
ガン6への粉体供給量を一定にすることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エジェ
クタポンプ4のみで粉体塗料Fを圧送するので、大容量
の粉体塗料Fを供給したり、細い搬送用ホース5を用い
て粉体塗料Fを供給しようとすると、搬送用ホース5内
における圧力損失が大きくなり、粉体塗料Fを供給する
ことができなくなってしまう。例えば、エジェクタポン
プ4に内径9.5mm、長さ4mの搬送用ホース5を取
り付けると共に搬送用ホース5の先端に内径7mm、長
さ5mのパイプ7を取り付け、さらにパイプ7の先端に
粉体吐出用チップ8を取り付けて、エジェクタポンプ4
から粉体吐出用チップ8までの搬送系内の静圧分布を測
定したところ、図6に示されるような結果が得られた。
ここで、搬送エア量は0.065m3/min、粉体の
搬送量は70g/minであった。一般に、エジェクタ
ポンプ4の加圧能力は最大15〜20kPa程度である
ので、粉体の搬送能力は最大100〜150g/min
となる。すなわち、図6に示したような粉体搬送系を用
いた場合には、150g/min程度を越える大容量の
搬送は不可能であった。
【0004】また、大容量の粉体を供給しようとして、
図7に示されるような加圧タンク9を使用すると、加圧
タンク9からの粉体の排出量が加圧タンク9内の圧力変
化、粉体の流動状況変化等により影響を受けるため、十
分な定量性を確保することができなかった。また、従来
の加圧タンク9では、流動状況が変化するため粉体の排
出中にタンク内に粉体を補給することができなかった。
【0005】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、大容量の粉体を定量供給すること
ができる粉体定量供給装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る粉体定量
供給装置は、粉体が収容される加圧式粉体ホッパと、粉
体ホッパから粉体を定量排出させるスクリューフィーダ
と、スクリューフィーダに接続された圧送ノズルと、圧
送ノズルに搬送エアを供給してスクリューフィーダによ
り排出された粉体を圧送する加圧エア源と、スクリュー
フィーダの出口と粉体ホッパ内とを連通させて互いに均
圧させる均圧管とを備えたものである。なお、粉体ホッ
パの上方に配置され且つ補給用の粉体が収容される補給
用ホッパと、補給用ホッパの底部と粉体ホッパの上部と
を接続する粉体補給用バッファ管と、互いに離間して粉
体補給用バッファ管に設けられた一対のピンチバルブと
をさらに備えることもできる。スクリューフィーダ内の
粉体に含まれるエアを脱気する脱気手段をさらに備えて
もよい。また、粉体ホッパとしては、内部粉体の棚かき
防止のため流動床式タンクまたは振動式タンクを用いる
ことが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1にこの発明の実施の形
態に係る粉体定量供給装置の構成を示す。加圧式粉体ホ
ッパ11は流動床式タンクであり、その底部に多孔板1
2を介してエアチャンバ13が形成されている。加圧式
粉体ホッパ11の側面下部にはスクリューフィーダ14
が取り付けられ、側面上部と中部にはそれぞれ上限レベ
ル計15及び下限レベル計16が取り付けられている。
スクリューフィーダ14の回転軸には減速機17を介し
てモータ18が連結され、スクリューフィーダ14の出
口に圧送ノズル19が接続されている。また、スクリュ
ーフィーダ14の出口と加圧式粉体ホッパ11の天井部
とが均圧管20で連通されている。さらに、スクリュー
フィーダ14には脱気用のインジェクタ21が接続さ
れ、インジェクタ21の出口が均圧管20に接続されて
いる。
【0008】加圧式粉体ホッパ11の上方には補給用ホ
ッパ22が配置され、この補給用ホッパ22の底部と加
圧式粉体ホッパ11の上部とが粉体補給用バッファ管2
3で互いに接続されている。粉体補給用バッファ管23
には互いに離間して一対のピンチバルブ24及び25が
設けられている。なお、補給用ホッパ22も加圧式粉体
ホッパ11と同様に流動床式タンクであり、その底部に
多孔板26を介してエアチャンバ27が形成されてい
る。
【0009】上限レベル計15、下限レベル計16及び
モータ18に制御部28が電気的に接続されると共に加
圧式粉体ホッパ11のエアチャンバ13、圧送ノズル1
9、インジェクタ21、ピンチバルブ24及び25、補
給用ホッパ22のエアチャンバ27及びスクリューフィ
ーダ14の回転軸と減速機17との連結部にそれぞれ制
御部28から選択的に加圧エアを供給することができる
ようになっている。すなわち、制御部28はこの発明に
おける加圧エア源を形成している。
【0010】次に、この実施の形態に係る粉体定量供給
装置の動作について説明する。まず、制御部28から加
圧式粉体ホッパ11のエアチャンバ13及び補給用ホッ
パ22のエアチャンバ27にそれぞれ流動エアが吹き込
まれる。流動エアは多孔板12及び26を通って加圧式
粉体ホッパ11内及び補給用ホッパ22内に吹き込ま
れ、それぞれ粉体塗料Fが流動状態に保たれる。なお、
制御部28により双方のピンチバルブ24及び25は閉
じられているものとする。流動エアの吹き込みにより加
圧式粉体ホッパ11内は例えば5kPa程度の圧力に保
たれている。
【0011】この状態で、制御部28からモータ18に
駆動電流が供給されると共に圧送ノズル19に搬送エア
が、インジェクタ21に脱気エアが、スクリューフィー
ダ14の回転軸と減速機17との連結部にシールエアが
それぞれ供給される。モータ18の駆動により減速機1
7を介してスクリューフィーダ14のスクリューが回転
し、流動状態にある粉体塗料Fが加圧式粉体ホッパ11
内から排出されて圧送ノズル19へ導かれる。ここで、
粉体塗料Fは搬送エアにより圧送ノズル19から被塗物
に向けて噴出される。このとき、制御部28からインジ
ェクタ21に脱気エアが供給されているので、インジェ
クタ21によってスクリューフィーダ14内から脱気が
なされる。また、均圧管20によりスクリューフィーダ
14の出口部分と加圧式粉体ホッパ11内とが互いに等
しい圧力に保たれている。
【0012】このように粉体出口部以外が密閉された加
圧式粉体ホッパ11を用いているので、粉体塗料Fの搬
送系内の圧力損失に見合う加圧が粉体ホッパ11内にて
行われ、細く長い搬送系を使用しても大量の粉体供給が
可能となる。例えば、図6に示した搬送系と同様に、圧
送ノズル19に内径9.5mm、長さ4mの搬送用ホー
ス5を取り付けると共に搬送用ホース5の先端に内径7
mm、長さ5mのパイプ7を取り付け、さらにパイプ7
の先端に粉体吐出用チップ8を取り付けて、搬送エア量
を0.065m3/minとし、粉体の搬送量201g
/minと780g/minの2種類の場合について圧
送ノズル19から粉体吐出用チップ8までの搬送系内の
静圧分布を測定したところ、図2に示されるような結果
が得られた。図1に示す圧力上昇用エアは、通常は設け
る必要がないが、例えば加圧式粉体ホッパ11の容量が
60リットルにもなると、粉体の搬送を開始してから粉
体ホッパ11内の圧力が上昇するまでに時間を要する。
このため、粉体を大量に排出すると、この間にスクリュ
ーフィーダ14から排出された粉体が系内で閉塞するこ
とがある。そこで、予め図1に示す圧力上昇用エアを供
給して粉体ホッパ11内の圧力を上昇させておき、粉体
排出と同時に圧力上昇用エアの供給を停止する。このよ
うにすることにより、粉体ホッパ11内の圧力上昇のタ
イムラグを少なくすることができ、大容量の粉体ホッパ
を使用した場合でも大量粉体の搬送が可能となる。ま
た、加圧式粉体ホッパ11を用いているので、従来より
細い搬送ホースを使用した場合には、圧送ノズル19に
供給する搬送エア量が少なくて済む。
【0013】なお、スクリューフィーダ14におけるス
クリュー回転数を変化させた場合の粉体供給量を粉体吐
出用チップ8先端部にて確認したところ、図3に示され
るように、スクリュー回転数と粉体供給量はほぼ比例関
係となり、搬送エア量を変化させても粉体供給量にはほ
とんど影響がないことがわかった。また、粉体供給量と
それに必要な加圧式粉体ホッパ11内の静圧との関係を
図4に示す。搬送エア量を減少させると、圧力損失が低
下して粉体ホッパ11内の必要な静圧も低下するが、所
定の管内流速以下になると管内部で粉体の堆積が発生す
るために定量供給ができなくなる。図2に示した搬送系
においては、所定の管内流速を確保することができる最
低の搬送エア量は0.065m3/minであった。
【0014】図1に戻って、粉体塗料Fの供給が進み、
加圧式粉体ホッパ11内の粉体塗料Fの量が減少して下
限レベル計16が作動すると、制御部28は上側のピン
チバルブ24を開いて補給用ホッパ22から粉体補給用
バッファ管23に流動状態の粉体塗料Fを導いた後、上
側のピンチバルブ24を閉じ、今度は下側のピンチバル
ブ25を開くと共に粉体補給用バッファ管23内に粉体
排出補助エアを供給する。これにより、粉体補給用バッ
ファ管23内に導かれた粉体塗料Fが加圧式粉体ホッパ
11内に投入される。その後、下側のピンチバルブ25
を閉じる。この操作を繰り返すことにより、補給用ホッ
パ22から加圧式粉体ホッパ11に粉体塗料Fの補給が
行われる。そして、加圧式粉体ホッパ11内の粉体塗料
Fの量が増加して上限レベル計15が作動したところ
で、制御部28は双方のピンチバルブ24及び25を閉
じ、粉体排出補助エアの供給を停止して粉体塗料Fの補
給を完了する。
【0015】このように互いに離間した一対のピンチバ
ルブ24及び25を開閉制御することにより、加圧式粉
体ホッパ11からの粉体供給を続けながら粉体塗料Fの
補給を行うことが可能となる。
【0016】また、上記の実施の形態においては、粉体
塗料Fの定量供給について述べたが、この発明は塗料に
限られるものではなく、各種の粉体の定量供給に適用す
ることができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、粉体が収容される加圧式粉体ホッパからスクリュー
フィーダによって粉体を定量排出させ、圧送ノズルによ
り圧送するようにしたので、大容量の粉体を定量供給す
ることが可能となる。また、粉体ホッパの上方に補給用
ホッパを配置し、補給用ホッパの底部と粉体ホッパの上
部とを粉体補給用バッファ管で接続すると共にこの粉体
補給用バッファ管に互いに離間して一対のピンチバルブ
を設ければ、粉体ホッパから粉体の定量供給を行いなが
ら、補給用ホッパから粉体ホッパへ粉体の補給を行うこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態に係る粉体定量供給装
置を示す図である。
【図2】 実施の形態に係る粉体定量供給装置を用いた
場合の搬送系内の静圧分布を示す図である。
【図3】 スクリュー回転数に対する粉体供給量の関係
を示す図である。
【図4】 粉体供給量に対するホッパ内部静圧の関係を
示す図である。
【図5】 従来の粉体供給装置を示す図である。
【図6】 従来の粉体供給装置を用いた場合の搬送系内
の静圧分布を示す図である。
【図7】 従来の加圧タンクを示す図である。
【符号の説明】
11 加圧式粉体ホッパ、12,26 多孔板、13,
27 エアチャンバ、14 スクリューフィーダ、15
上限レベル計、16 下限レベル計、17減速機、1
8 モータ、19 圧送ノズル、20 均圧管、21
インジェクタ、22 補給用ホッパ、23 粉体補給用
バッファ管、24,25 ピンチバルブ、28 制御
部、F 粉体塗料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 政三 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 楠 弘 千葉県船橋市栄町2丁目16番1号 株式会 社クボタ船橋工場内 Fターム(参考) 3F047 AA12 CA02 CA09 CC06 3F075 AA08 BA01 BB01 CA03 CB12 CB16 CC03 CC05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉体が収容される加圧式粉体ホッパと、 前記粉体ホッパから粉体を定量排出させるスクリューフ
    ィーダと、 前記スクリューフィーダに接続された圧送ノズルと、 前記圧送ノズルに搬送エアを供給して前記スクリューフ
    ィーダにより排出された粉体を圧送する加圧エア源と、 前記スクリューフィーダの出口と前記粉体ホッパ内とを
    連通させて互いに均圧させる均圧管とを備えたことを特
    徴とする粉体定量供給装置。
  2. 【請求項2】 前記粉体ホッパの上方に配置され且つ補
    給用の粉体が収容される補給用ホッパと、 前記補給用ホッパの底部と前記粉体ホッパの上部とを接
    続する粉体補給用バッファ管と、 互いに離間して前記粉体補給用バッファ管に設けられた
    一対のピンチバルブとをさらに備えた請求項1に記載の
    粉体定量供給装置。
  3. 【請求項3】 前記スクリューフィーダ内の粉体に含ま
    れるエアを脱気する脱気手段をさらに備えた請求項1ま
    たは2に記載の粉体定量供給装置。
  4. 【請求項4】 前記粉体ホッパは流動床式タンクまたは
    振動式タンクである請求項1〜3のいずれか一項に記載
    の粉体定量供給装置。
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