JP2006527646A - 超音波定在波アトマイザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ワークピースの塗装のための塗料の噴射ミストを作り出すための超音波定在波アトマイザ装置（１０）に係る。この装置は、ソノロード（１）と、このソノロード（１６，２８，３８）の反対側に配置されたコンポーネント（２）とを備え、ソノロード（１）とコンポーネント（２）の中間のスペースに、運転時に定在波超音波場が形成される。この装置は、少なくとも一つの塗料供給装置を備え、この塗料供給装置は、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントでのアトマイズ・プロセスのために、前記中間のスペースの中に塗料を導入する。更にこの装置は、空気供給装置を有し、この空気供給装置は、少なくとも一つの空気分配装置と連動し、且つ、この空気分配装置は、空気の吹き出しのために用いられる複数のクリアランスを有している。これらのクリアランスは、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントと前記ソノロードの間、及び前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントと前記コンポーネントの間に、遮断用の空気が流れる少なくとも一つの領域が形成され、この空気の流れによって、前記ソノロードまたは前記コンポーネントが塗料で濡れることが実質的に防止されるように配置されている。

Description

本発明は、ワークピースの塗装のための塗料の噴射ミストを作り出すための超音波定在波アトマイザ装置に係る。この装置は。ソノロードと、このソノロードの反対側に配置され、リフレクターとして用いられるコンポーネントとを備え、運転時に、前記ソノロードと前記コンポーネントの間の中間のスペースに、定在波超音波場が形成される。この装置は、少なくとも一つの塗料供給装置を備え、この塗料供給装置は、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントでのアトマイズ・プロセスのために、この中間のスペースの中に塗料を導入する。

ワークピースの塗装のために、例えば自動車産業での塗装プロセスにおいて、現在、広く知られている高速ロータリー・アトマイザーが、特に使用されている。このタイプのアトマイジングの場合、塗料は、最初にメタル・ベルの内面で方向付けられる。このメタル・ベルは、圧縮空気タービンにより駆動され、最高毎分８０，０００回転で回転される。このようにして、塗料が、ワークピースに面するメタル・ベルの前端に到達し、そこで作用している遠心力のために、メタル・ベルのエッジで分断され、微細な液滴になる。このようにして、現在まで、塗料の噴射ミストの、１０μmから６０μｍまでの範囲のサイズの液滴が得られていた。この範囲は、塗装プロセスの適切な品質に対応している。

基礎についての広く知られた考察は、塗料もまた、超音波定在波アトマイゼイションによりアトマイズすることが、原理的に可能であるかどうかに、関係している。しかしながら、この原理のこれらの考察に続くテストにおいて、アトマイゼイション中の液滴の平均サイズとして、１００μｍから２００μｍまでの範囲が測定されているが、更に大きい液滴も作り出されることも知られている。そのような大きな液滴は、塗料の膜の品質に悪い影響を及ぼし、そのため、塗装技術における使用を非現実的なものにしている。

更に、DE 10245326.8 (Mp No. 02/625) 及び DE 10245324.1 (Mp No. 02/626) には、塗料の噴射ミストを作り出すための超音波定在波アトマイザーが記載されている。その塗料パーティクルは、十分に小さく、塗装されるワークピース上で適切な品質の塗料の被覆を作り出すことが可能である。このために、塗料供給装置、ソノロード及びコンポーネントについて特別の構成が設けられる。

しかしながら、これらの装置の不利な点は、比較的コンパクトな装置のために、超音波定在波アトマイザ装置のコンポーネント、特に、ソノロード及びコンポーネントが、アトマイズされた塗料パーティクルにより濡らされ、その結果として比較的早く汚れてしまうことである。従って、このようにして汚れてしまったコンポーネントを、対応する時間間隔で、洗浄しなければならない。これには相当の時間を要し、また、それに関連してコストも掛かる。
独国特許出願公開第 DE 10245326.8 号明細書 独国特許出願公開第 DE 10245324.1号明細書

このような従来技術に基づき、本発明の目的は、コンポーネント、特にソノロード及びコンポーネントが、アトマイズされた塗料パーティクルで汚染されにくい超音波定在波アトマイザ装置を提供することにある。

この目的は、本発明に基づき、請求項１に規定された特徴を備えた超音波定在波アトマイザ装置により実現される。

従って、最初に挙げた超音波定在波アトマイザ装置のケースにおいては、空気供給装置があり、この空気供給装置は、少なくとも一つの空気分配装置と連動している。この空気分配装置は、空気の吹き出しのために用いられる複数のクリアランスを有している。このケースにおいて、上記クリアランスは、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントと、ソノロード及びリフレクター（reflector）として用いられるコンポーネントとの間に、それぞれのケースにおいて、遮断用の空気が流れる少なくとも一つの領域が形成されるように配置される。前記遮断用の空気の流れは、前記ソノロードまたは前記コンポーネントが、塗料で濡らされることを、最大限に防止する。

本発明の優位性のある展開に対応する形態において、前記少なくとも一つの空気分配装置は、箱型の中空体または同等のパイプの一片として形成される。ここで、本発明の更なる改良においては、二つの空気分配装置が設けられ、それらによって、互いに独立な二つの遮断用の空気の流れが形成されることが可能である。

本発明による一つの展開において、空気分配装置の中で、前記クリアランスは、複数の円形のノズルとして構成される。ここで、それぞれの空気分配装置のクリアランスが、前記ソノロードの端部及びリフレクターとして用いられる前記コンポーネントによって形成される平面に対して、平行な直線に沿って少なくとも一つの列に配置されることが、本発明の優位性を増すことが分かった。これらの列の中で、前記クリアランスは、好ましくは、互いに等間隔を開けて配置され、追加される優位性は、各列のクリアランスから噴出される空気が、遮断用の空気の流れを形成することである。

本発明の好ましい構成は、次の事実により区別される。即ち、前記少なくとも一つの空気分配装置の、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントからの距離、及び前記ソノロードまたは前記コンポーネントからの距離は、濡れを防止するために必要な空気の流れの強さが得られるような距離であり、その値は、経験的に決定される強度のために要求される距離である。

本発明の一つの展開において、次のこともまたもたらされ得る。即ち、空気分配装置の空気の噴出のためのクリアランスは、少なくとも二つの仮想の直線に沿って配置され、これらの少なくとも二つの直線もまた、好ましくは、互いに平行である。これに加えて、一つの列のクリアランスを、隣接する列のクリアランスに対してオフセットさせた状態で配置することも、有利である。

本発明の代替的または追加的な展開によれば、次のこともまたもたらされ得る。即ち、一つの空気分配装置でのクリアランスは、二つの直線に沿って配置され、これらの少なくとも二つの直線は、互いに平行であって、それぞれの列により生ずる遮断用の空気の流れは、互いに対して固定された角度または可変の角度で方向付けられ、それによって、それぞれの遮断用の空気の流れにより形成される全体的な遮断用の空気の流れの全体的な強度が、特に中間のスペースで、比較的小さくなるように構成される。

本発明に基づく更なる構成によれば、空気分配装置が、アトマイズされた塗料の塗料スプレイ・コーン（spray cone）の形状に影響を与える目的で、移動可能および／または向きの変更が可能な状態で形成される。即ち、この装置は、特に、前記直線の一つに対して平行なピボット軸の回りで向きの変更が可能である。

更なる好ましい構造的な変形形態によれば、本発明による超音波定在波アトマイザ装置は、少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置を有し、この装置は、少なくとも一つの空気供給装置と連動している。この方向付け用空気の分配装置は、複数の開口を有し、それらの開口は、空気を方向付けて吹き出すために用いられる。この吹き出された空気は、ここで、アトマイズされた塗料の形状に影響を与えるために用いられ、それによって、方向付け用空気の流れの領域を形成する。

従って、前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、箱型の中空体または同等のパイプの一片として形成されることが可能である。ここで、空気のための複数の開口は、好ましくは同様に、複数の円形のノズルとして構成され、前記方向付け用空気の流れの少なくとも一つの領域は、対応する開口の配置によって、ほぼ直方体の形状または扇形の形状に形成される。

本発明の更なる好ましい変形形態によれば、前記方向付け用空気の分配装置の開口は、少なくとも一つの直線に沿って配置され、この直線は、更なる直線に対して平行であり、その中に、方向付け用空気の分配装置に割り当てられた空気分配装置のクリアランスが配置される。これらの開口は、好ましくは、前記クリアランスに対してオフセットさせた状態で配置される。これらのクリアランスはまた、好ましくは、複数のノズルの形状を取る。

本発明によれば、前記方向付け用空気の流れの領域はまた、オプションとして、遮断用の空気の流れの領域との組み合わせで、好ましくは、アトマイズされた塗料の周囲を取り囲むトンネル状の空気の流れを形成する。ここで、好ましいと判明したことは、前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置が、塗料スプレイ・コーンの形状に影響を与える目的で、移動可能および／または向きの変更が可能な状態で形成されることである。上記装置は、一つの特別な実施形態において、それがそれぞれの方向付け用空気の分配装置の長手方向の軸の回りで向きの変更が可能なように配置される。

本発明の更なる実施形態によれば、前記少なくとも一つの空気分配装置および／または前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、それぞれ、二つのセグメント要素に分割される。各セグメント要素は、少なくとも一つの、好ましくはノズルの形状の、クリアランスまたは経路を有し、空気分配装置または方向付け用空気の分配装置の各セグメント要素についてそれぞれ、空気の吹き出し方向が個別に設定可能である。この設定は、好ましくは、ノズルの向きを変えることにより行われ、それによって、それぞれの要求に適合した塗料スプレイ・コーンの形状を形成することが可能になる。

更に、前記少なくとも一つの空気分配装置または前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、遮断要素（blocking element）を有する。この遮断要素は、好ましい展開において、少なくとも一つのクリアランスまたは経路を備え、空気の流れの吹き出し強さを設定するために用いられ、この遮断要素は、前記クリアランスまたは前記経路を、完全に遮断し、または部分的に開放する。一つの実施形態によれは、この遮断要素は、回転式のブロックとして構成される。

同様に、前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、方向付け用空気の分配要素を有することが可能であり、この要素は、支持要素に向きの変更が可能な状態で取り付けられる。このケースにおいて、複数の開口の少なくとも二つの異なる配置が、前記方向付け用空気の分配要素の上に配置され、開口のそれぞれの配置において、方向付け用空気の流れを有する領域が形成され、方向付け用空気の分配要素の向きに依存して、空気の吹き出しのための装置が、開放されまたは閉鎖される。

本発明の好ましい展開によれば、前記支持要素は、方向付け用空気の分配要素の回転軸の回りで、向きの変更が可能である。ここで、前記支持要素は、経路ポイント（passage point）を有することが可能であり、その中で、開口の予め定められた配置が、噴出断面の設定のために、調整可能である。

本発明による超音波定在波アトマイザ装置の更なる構成的な変形形態は、第一分配要素を有し、この第一分配要素は、空気供給装置に連動している。この第一分配要素は、前記ソノロードおよび／または前記コンポーネントの周囲に到達する。更に、この分配要素の上には、第一の経路が配置され、そこを通って、空気が方向付けられた状態で吹き出されることが可能である。この方向付けられた空気の流れは、中間のスペースに面する前記ソノロードまたは前記コンポーネントの端面と、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントとの間に、エア・クッションを形成するために用いられる。

本発明の代替的な展開に対応する形態によれば、次のことが好ましいことが判明した。即ち、前記ソノロードおよび／または前記コンポーネントは、前記空気供給装置、第二の経路（前記コンポーネント上に配置され、それを通って、空気が方向付けられた状態で吹き出される）、及び前記ソノロードと、それぞれ相互作用を行う。ここでまた、上記方向付けられた空気の流れは、それぞれ、中間のスペースに面する前記コンポーネントまたは前記ソノロードの端面と、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントとの間の、エア・クッションの形成に用いられる。

本発明による超音波定在波アトマイザ装置の噴出挙動を更に改善するため、前記ソノロードおよび／または前記コンポーネントでの、前記第一分配要素の空気導入部（conduction）を、セグメントに分割することが可能であり、それらは、個別に供給された空気をそれぞれ供給する。

更なる構成において、第二分配要素が、アトマイズされた塗料の噴射方向の反対側にある、中間のスペースのサイドに配置される。この第二分配要素は、アトマイズされた塗料の回りを完全に取り囲む空気の流れを、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントの近傍で、作り出すために用いられ、少なくとも部分的に、塗料を連行する。複数の開口の配置及びアライメントによって、この第二分配要素の、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントに面するサイドでの、空気の流れのプロファイルを、好ましい状態に予め設定することが可能になる。これによって、開口の配置及びアライメントにより、空気の流れに噴射方向の長手方向の回りのラセン運動を与えることが可能になる。このラセン運動によって、塗料スプレイ・コーンのプロファイルを、正確に設定することが可能になる。

本発明による超音波定在波アトマイザ装置の優位性のある実施形態によれば、それぞれに設けられた空気分配器、特に方向付け用空気の分配器が、マガジン（magazines）と呼ばれる部材の中に配置される。これらのマガジンは、適切な開口断面を有し、それによって、それぞれ運転が意図されたノズルの列のみが、即ち一つの列に配置された開口のみが、開放され、これに対して、意図されていない開口は閉鎖される、即ち覆われるように構成される。

更なる好ましい構造的な変形形態によれば、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントの近傍に、パイプ片の自由端がそれぞれ配置され、各パイプ片を通って、空気が方向付けられた状態で流れ出し、その流れ出す空気が、最大限に、アトマイズされた塗料の異なるシートの再結合を防止する。

同様に、本発明の更なる構成において、次のようにすることが好ましい。即ち、先に述べた空気分配コンポーネントに加えて、空気分配のために意図された更なるコンポーネントが、中間のスペースの下方の、塗料噴射方向の下流側に配置される。この空気分配要素から流れ出る空気が、アトマイゼイション・フェーズの後に、中間のスペースの中で、前記アトマイズされた塗料のスプレイ・コーンを、空間的にリフォームし、もし必要がある場合には、塗料パーティクル再加速する。

本発明による超音波定在波アトマイザーの構成に対する更なる代替え形態のケースにおいて、ソノロードのエッジ領域及び、リフレクターの端面に、複数の空気噴射ノズルが設けられ、それらを通って、方向付けられた状態で空気が流れ出し、その間にある塗料スプレイ・コーンに吹き付けられる。ソノロードのエッジ領域にノズルを設ける代わりに、ソノロードに押し付けられまたは取り付けられる、対応する形状のリングを、好ましくは、設けることも可能である。

本発明による超音波定在波アトマイザ装置の更なる構成のケースにおいて、前記ソノロードの端面及び前記リフレクター・コンポーネントの端面の平面に配置された前記空気分配器及び方向付け用空気の分配器に加えて、更なる空気の流れのブロックが設けられる。それらのブロックは、前記ソノロードの端面と前記リフレクター・コンポーネントとの間の横方向の側面を、方向付けられた状態で流れ出る空気で覆う。これにより、塗料供給装置から供給される塗料の噴射ミストに、正確な形状を設定することが可能になる。これによって、例えば、前記ソノロードの端面及び前記リフレクター・コンポーネントの端面に対して平行な二つの平面、及びそれらに接続する直線によって境界が定められる断面のほぼ全体が、塗料の噴射ミストにより満たされることになる。

本発明のこれらの特徴及び他の構造的特徴は、従属請求項の主題である。

次に、本発明及び本発明の優位性のある構成及び改良について、実施形態の例に基いて、より詳細に説明する。これらの実施形態は、説明とともに図面の説明の中に表わされている。

図１に、定在波アトマイゼイションによる塗料のコーティングのための基礎的な原理が、装置１０に基いて示されている。この装置は、ほぼ円筒形のソノロード１２と、これとほぼ同じ断面のリフレクター（reflector）１４を備えている。ソノロード１２は、超音波を作り出すために用いられ、その超音波は、反対側に配置されたリフレクター１４に向けて発射される。ソノロード１２とリフレクター１４の間の距離は、中間のスペース１６を満たす定在波超音波が形成されるように、設定される。

ソノロード１２とリフレクター１４の間に形成される上記中間のスペース１６の中に、管状の塗料噴射ノズル１８の自由端が突出している。塗料がノズル１８から噴出されたときに、塗料のシート２０が形成され、このシートは、そこにある超音波定在波場からの作用を受け、結果としてアトマイズされる。

もし、エネルギーが更に供給されないとすると、そのようにして作り出された塗料のミストは、中間のスペース１６の中に留まり、ソノロード１２とリフレクター１４の端面に付着することになる。

図２の中では、図１から知られる装置１０に、空気分配器２２が追加され、塗料ノズル１８の両側に配置されている。これらの空気分配器２２は、円形の空気ノズル２４の第一のノズル装置を有している。空気分配器２２から送り込まれた空気は、エア・カーテン２６を形成し、このエア・カーテン２６は、ソノロード１２とリフレクター１４の端面を、塗料のミストから遮蔽し、それと同時に、空気の流れの方向に向かう塗料のスプレイ・コーン２８を形成する。

先に述べた装置１０の側面図が、図２ａに示されている。この図２ａから、塗料のミストが、このようにして、エア・カーテン２６によって、スプレイ・コーン２８の形に変えられることが分かる。このスプレイ・コーン２８は、下側から見たとき、図２ｂに示されているように楕円形の断面を有している。

本発明による空気分配器２２の運転モードの更なる詳細、及び直径及び空気ノズル２４の間の間隔についての必要とされる寸法設定の更なる詳細が、図３ａから３ｃの中に、ソノロード１２及びリフレクター１４及び塗料ノズル１８を備えた装置１０に対して示されている。図３ａは、空気ノズル２６を備えたボックス型の空気分配器２２を示す。これらの空気ノズルは、長手方向の軸に沿って配置され、空気供給ライン２３を介して空気が供給される。

塗料のシートとソノロードの間または塗料のシートとリフレクターの間で、クリーニング用空気が方向付けられることにより、ソノロード及びリフレクターは、塗料で塗らされることからガードされる（図２）。高速ロータリー・アトマイゼイションのケースのような、クリーニング用空気または方向付け用空気のためのクローズド・リングは、超音波定在波アトマイゼイションのケースでは、全く必要がない。複数の列に配置された複数の円形のノズルは、高速ロータリー・アトマイゼイションから知られているが、そのようなノズルは、スロット・ノズルのケースと比べて、空気の流れが製造の許容範囲に対して与える影響についての感受性が低いと言う優位性を有しており、空気消費を最小限に抑えることを可能にする。複数の円形のノズルは、スロット・ノズルと比べて、技術的に容易に製造することができる。従って、複数の列に配置された複数の円形のノズルが好ましい。

一部のケースでは、ノズルが適切なこともある。最もシンプルなケースでは、塗料のシートとソノロードの間または塗料のシートとリフレクターの間のエア・クッションは、直線状に一列に配置された複数の円形のノズルにより作り出される（直径＝約０．５〜１ｍｍ；間隔＝数ｍｍ）。これらのノズルは、空気分配器（箱状または管状）の中に設けられ、この空気分配器に、空気が一つのポイントで（図３ａ）送り込まれる。このようにして、ソノロードとリフレクターが清浄にされ、それと同時に、塗料の噴射ミストの形状が固定される。

スプレイ・ミストの一部がソノロードまたはリフレクターに到達することを防止するため、穴は、非常に小さい間隔で配置される。その結果として、空気の流れがほとんどなく、そこを通って塗料の液滴が飛ぶことができるエア・カーテンのゾーンが、小さく抑えられる（図３ｂ：Ｉ）。これらのゾーンは、それぞれの複数の円形のノズルの開口の小さい角度（約１５０°から２００°）により、作り出される。塗料の液滴が空気分配器または空気チューブに到達することを防止するため（図３ｂ：ＩＩ；ＩＩＩ）、エア・カーテンは、リフレクターとソノロード（図３ｃ）の間のスペースに入るときに、特別な幅Ｂを有している。このことは、空気吐出口からソノロードのエッジまたはリフレクターのエッジまでの距離Ａが十分に大きいときに確保される。

アトマイザーの構造をコンパクトにするため、二つの（またはそれ以上）の平行なノズルの列が、空気分配器（図４ａ）の中に配置される。結果として、エア・カーテンの要求される幅Ｂは、空気の吐出口の直後に確保され、そのため、空気分配器の上記の距離Ａが小さくなる。このケースで、塗料の液滴がソノロード及びリフレクター（図４ａ）に到達することを防止するため、二つの列の円形のノズルは、好ましくは、オフセットさせた状態で配置される。

もし、これらのノズルの列が、互いに傾斜するように、空気分配器に設けられるとすれば、アトマイゼイション・スペース内でのエア・カーテンの幅は、ほとんど増大しない（図４ｂ）。ノズルの列のこのような配置は、もし、空気分配器が、回転可能および／または移動可能な状態で（図５）設けられていれば、塗料のスプレイ・コーンの形状を、クリーニング用空気の助けにより、広い範囲で変えることが可能になると言う優位性を持っている。

クリーニング用空気のためと方向付け用空気のために、それぞれ個別に空気分配器を設けるケースでは、クリーニング用の空気分配器が、ソノロード及びリフレクターの濡れを防止する。方向付け用空気の分配器は、塗料の噴射ミストが形成されるように（図６：左側の部分）回転可能および／または移動可能である。クリーニング用空気または方向付け用空気の設定及び変更を個別に行うことは、空気の消費を更に減少させる効果を意図している。もし、空気分配器が、それぞれに対して、一つだけのノズルの列を有している場合には、方向付け用空気及びクリーニング用空気のノズルは、オフセットさせた状態で配置される（図６：下の左側）。方向付け用エア・カーテン（図６ｆ）の広がりは、平行な空気導入経路を有する方向付け用エア・カーテンと比べて、より良好に塗料のスプレイ・コーンの楕円形を支持する。

横方向の方向付け用空気の分配器（図７）及びセグメント化された方向付け用空気の分配器（図８及び図９）は、塗料のスプレイ・コーンの形成のために、より優位性のある可能性をもたらす。

ソノロードとリフレクターで条件が同一でないことのために、クリーニング用空気または方向付け用空気のための空気分配器の位置の、非対称的設定または変更、及び空気の吐出量及びノズル（直径、間隔、傾き）の非対称的設定または変更が、必要になることもあり得る。これらのパラメータの変更は、アトマイザーの空間的位置に対して（重力加速に対して）独立に行うこともできる。

このようにして塗料のスプレイ・コーンを変えるための、方向付け用空気の分配器または方向付け用空気の分配器セグメント（図１０）の中の回転式のブロックにより、ノズルの列またはそれぞれのノズルを、動作させる（あるいは、動作を停止させる）ことが可能である。

もし、方向付け用空気の分配器が、二つのまたはそれ以上のノズルを有し、且つ、マガジン（図１１）の中に回転可能に配置されている場合には、異なる方向付け用空気の配置を得ることができる。このマガジンは、それぞれ選択されたノズルの列（図１１：ＡまたはＢ）を開放するための十分に広い開口を有している。必要とされないノズル配置は、シールされる。ノズル配置ＡまたはＢの選択は、方向付け用空気の分配器を約１８０度回転することにより行われる。

更なる変形を可能にするため、方向付け用空気の分配器を、マガジンの中で、それぞれのノズルの列がマガジンの開口のエッジに到達するまで、左右に回転することが可能である。もし、マガジンが調整可能ならば、この領域を、更に広げることが可能である。

それぞれのノズルの特性は、ノズルの列の形状（または、列の数）により決定される（図１１：例えば、配置Ｂ−コンベックス状）。更に、ノズルの直径、間隔及び傾きを変えることもできる。塗料チューブ（塗料のシート）からの距離が小さいときでも、および／または、非常に大流量の塗料が要求されるとき（例えば、サウンド・パーティクル速度（sound particle velocity）の複数の波腹（antinodes）へ塗料を送り込む場合）にも、リフレクターの濡れを防ぐために、エア・クッションが、リフレクター（図１２）の端面の全体に渡って、作り出される。これは、端面の全体に渡って一様に配置された、複数の円形のノズルにより行われる（例えば、ノズルの直径：０．５ｍｍ，間隔：１〜２ｍｍ）。多数のボアの代わりに、リフレクターの端面を、多孔質の空気透過性材料で構成することもできる。ガラスまたはセラミックス（例えば、いわゆるフリット（frits））、金属及びプラスチックの焼結材料が、このための適切である。

エア・クッションを備えた装置に対して、少なくとも方向付け用空気が、塗料をアトマイゼイション・スペースから車体へ運ぶために、更に必要となる。もし、リフレクターに設けられているボアに、特定の方向が与えられていて、それにより、リフレクターの表面で直接に、流れが方向付け用空気に対して斜めに作用するように構成されている場合には、特に効果的なエア・クッションが作り出される。

同じように、ソノロードにも、エア・クッションを設けることができる。前記ソノロードは、その振動のために、塗料によって塗らされにくく、且つ、ソノロードの中への空気の供給は、その振動のために、リフレクターの中への供給よりも複雑なので、ソノロードの周りに環状のエア・クッションを設けることが好ましい（図１２）。このリングで作り出されるエア・クッションは、塗料がソノロードのシェルに到達することを防止する。このシェルから、塗料は、毛細管波（capillary wave）のアトマイゼイションにより除去されない。ここで、また、少なくとも方向付け用空気が、更に必要になる。

リフレクターの領域の中で、塗料による濡れの危険が特にある箇所のみに、複数の円形のノズルを設ければ十分である。これと同じことが、ソノロードの周りのリングに対しても当てはまる。更に、リフレクター及びリングは、複数のセグメントを備えていても良く、それらの各セグメントには、個別に空気が供給される。

サウンド・パーティクル速度の複数の波腹の中に、塗料が供給されるケースでは、塗料チューブ及び塗料分配器が濡らされる危険が大きい（cf. 図３ｂ：ＩＩＩ）。これを防止するため、塗料チューブを近くで取り囲み、広い空気の流れ（図１３ａ）を作り出す空気ボックスが、超音波アトマイザーの噴射方向と反対方向を向いたサイドに取り付けられる。この空気の流れは、車体へのスプレイ・コーンの断面内での塗料の液滴の均一な分布のためにも、寄与する。複数の円形のノズルが、“エア・クッションを備えたリフレクター”（cf. 図１２）のケースと同様なやり方で、配置され、あるいは、多孔質のシートが同様に使用される。

もし、空気の流れにラセン運動が与えられた場合には、これは、塗料のスプレイ・コーンを安定にする効果を有する。この目的のために、複数の円形のノズルが、環状の経路上に配置され、且つ空気ボックスの中に傾けて配置される。

ある状況下においては、空気ボックスの中で、複数の円形のノズルのみを塗料チューブの近くに配置すれば、十分である（図１３ｂ）。

更なる変形形態のケースでは、塗料のシートの近くまで到達する空気チューブが、空気ボックス（図１３ｃ）の中に取り付けられる。これらの空気チューブは、超音波場を余り乱すことなく、それが作り出される位置の近くで、塗料のスプレイに望まれる方向を与える。

更に、そのようなニードルバルブ・ノズルを用いて、近接する２つのシートが、互いに対して噴射され、小さな液滴が再結合して大きな液滴が作られることを防止することが可能である、
空気ボックスは、それぞれ空気が独立に供給される複数のセグメントを備えることができる。

可能な限り少ないクリーニング用及び方向付け用の空気で動作するように意図されているので、ある状況下では、塗料スプレイの再加速が必要になる。この目的のために方向付け用空気の分配器が、ソノロード及びリフレクター（図１４ａ）の下方に配置される。このようにして、塗料のスプレイ・コーンを、後で狭くしたり広げたりすることも可能である。

ソノロードとリフレクターの間のスペースは、塗料のスプレイに渦が生じないように、構成される。これは、開口の方向に広がって行く漏斗形の要素（“トランペット”）によって実現され、その中にソノロード及びリフレクターが、流れにトリップするエッジが作り出されることがないように組み込まれる。振動するソノロードは、狭いギャップによって、上記の開口する漏斗から分離されるべきである。

図１は、定在波アトマイゼイションのための装置の斜視図を示し、この装置は、ソノロードと、このソノロードの反対側に配置されたリフレクターと、その間に設けられた管状の塗料供給装置と、を備えている。 図２は、図１による定在波アトマイゼイションのための装置の斜視図を示し、この装置は、エア・カーテンを作り出すための装置を備えている。 図２ａは、図２による装置の側面図を示す。 図２ｂは、図２による装置の底面図を示す。 図３ａは、エア・カーテンを作り出すための空気分配器の斜視図を示す。 図３ｂは、図２ａによる装置を示し、この装置は、不完全なクリーニング用空気の供給系統を備えている。 図３ｃは、図２ａによる装置を示し、この装置は、エンターされたパラメータを備えている。 図４ａは、図２ａによる装置を示し、この装置は、平行な空気導入経路を有する第一のノズル装置を備えている。 図４ｂは、図４ａによる装置の底面図を示す。 図４ｃは、図２ａによる装置を示し、この装置は、内側に傾いた空気導入経路を有する第一のノズル装置を備えている。 図４ｄは、図４ｃによる装置の底面図を示す。 エア・カーテンの斜視図。 図５ａは、図４ａによる装置を示し、この装置は、向きの変更が可能および／または移動可能な空気導入経路を備えている。 図５ｂは、図５ａによる装置の底面図を示す。 図５ｃは、図４ｃによる装置を示し、この装置は、向きの変更が可能および／または移動可能な空気導入経路を備えている。 図５ｄは、図５ｃによる装置の底面図を示す。 図６ａは、図２ａによる装置を示し、この装置は、円形のスプレイ断面を作り出すために、向きの変更が可能および／または移動可能な方向付け用空気の分配器を有する第二のノズル装置を備えている。 図６ｂは、図６ａによる装置の底面図を示す。 図６ｃは、図２ａによる装置を示し、この装置は、楕円形のスプレイ断面を作り出すために、向きの変更が可能および／または移動可能な方向付け用空気の分配器を有する第二のノズル装置を備えている。 図６ｄは、図６ｃによる装置の底面図を示す。 図６ｅは、平行な方向付け用空気の外皮（envelope）を作り出すための方向付け用空気導入管（conductor）の側面図を示す。 図６ｆは、扇形に広がる方向付け用空気の外皮を作り出すための方向付け用空気導入管の側面図を示す。 図７ａ−１は、図６ａによる装置を示し、この装置は、横方向に配置された更なる方向付け用空気の分配器を備え、その方向付け用空気は、外向きに方向付けられている。 図７ａ−２は、図７ａ−１による装置の底面図を示す。 図７ａ−３は、図７ａ−１による装置の側面図を示す。 図７ｂ−１は、図６ａによる装置を示し、この装置は、更なる横方に配置された方向付け用空気の分配器を備え、その方向付け用空気は、外向きに方向付けられている。 図７ｂ−２は、図７ｂ−１による装置の底面図を示す。 図７ｂ−３は、図７ｂ−１による装置の側面図を示す。 図８ａは、図２による装置を示し、この装置は、第三のノズル装置と、平行な方向付け用空気の導入経路を有する、セグメント化された、設定変更可能な方向付け用空気の分配器と、を備えている。 図８ｂは、図８ａによる装置の底面図を示す。 図８ｃは、図２による装置を示し、この装置は、第三のノズル装置と、オフセットされた方向付け用空気の導入経路を有する、セグメント化された、設定変更可能な方向付け用空気の分配器と、を備えている。 図８ｄは、図８ｃによる装置の底面図を示す。 図９ａは、図２ａによる装置を示し、この装置は、第三のノズル装置と、セグメント化された設定変更可能な方向付け用空気の分配器と、引き伸ばされた楕円形のスプレイ・パターンを作り出すために、平行で外側に向かうように方向付けられた方向付け用空気の導入経路有する、横方向に配置された更なる方向付け用空気の分配器と、を備えている。 図９ｂは、図９ａによる装置の底面図を示す。 図９ｃは、図２による装置を示し、この装置は、第三のノズル装置と、セグメント化された設定変更可能な方向付け用空気の分配器と、矩形のスプレイ・パターンを作り出すために、平行で内側に向かうように方向付けられた方向付け用空気の導入経路を有する、横方向に配置された更なる方向付け用空気の分配器と、を備えている。 図９ｄは、図９ｃによる装置の底面図を示す。 図１０ａは、図９ａによる装置を示し、この装置は、横方向に向かう空気のための、部分的に遮断された供給部を備えている。 図１０ｂは、図１０ａによる装置の底面図を示す。 図１０ｃは、図９ａによる装置を示し、この装置は、横方向に向かう空気のための、開放された供給部を備えている。 図１０ｄは、図１０ａによる装置の底面図を示す。 図１０ｅは、方向付け用空気のための、部分的に閉鎖された回転式ブロックの断面を示す。 図１０ｆは、方向付け用空気のための、開放された回転式ブロックの断面を示す。 図１１ａは、向きの変更が可能方向付け用空気の分配器の、切断線Ｃ−Ｄに沿った断面を示す。 図１１ｂは、図１１ａによる方向付け用空気の分配器を示し、この分配器は、長手方向の図において直線状のノズル配置を有している。 図１１ｃは、向きの変更が可能な方向付け用空気の分配器の、Ｅ−Ｆ切断線に沿った断面を示す。 図１１ｄは、図１１ｃによる方向付け用空気の分配器を示し、この分配器は、長手方向の図において曲線状のノズル配置を有している。 図１２ａは、図１による装置の側面図を示し、この装置は、方向付け用空気のためおよび／またはクリーニング用空気のためのノズルを有し、それぞれのノズルは、ソノロード上及びリフレクター上に配置され、且つ、音が伝播する面内に配置されている。 図１２ｂは、ソノロードを取り囲むための複数の円形のノズルを有するリングを示す。 図１２ｃは、ノズルを有するリフレクターを示す。 図１３ａは、図２による装置を示し、この装置は、方向付け用および／またはクリーニング用の空気のための空気ボックスを有し、この空気は、ソノロードとリフレクターの間の中間のスペースを覆い、更に、この装置は、分配された空気ノズル、及び上記空気ボックスの中に進入する３本の管状の塗料スプレイ・ノズルを有している。 図１３ｂは、図１３ａによる装置の底面図を示す。 図１３ｃは、図２ａによる装置を示し、この装置は、方向付け用および／またはクリーニング用の空気のための空気ボックスを有し、この空気は、ソノロードとリフレクターの間の中間のスペースを覆い、更に、この装置は、個別の空気ノズル、及び上記空気ボックスの中に進入する３本の管状の塗料スプレイ・ノズルを有している。 図１３ｄは、図１３ｃによる装置の底面図を示す。 図１３ｅは、空気のためのニードルバルブ・ノズルを備えた変形形態を示し、それらのノズルは、塗料ノズルの噴射開口を閉鎖するように、配置されている。 図１４ａは、図２による装置を示し、この装置は、方向付け用の空気のための空気導入管を有し、それらは、塗料スプレイ・コーンの再加速及びリフォームのために、噴射方向の下側に配置されている。 図１４ｂは、図１４ａに示された構成の変形形態を示す。

符号の説明

１０・・・定在波装置、１２・・・ソノロード、１４・・・リフレクター、１６・・・中間のスペース、１８・・・塗料ノズル、２０・・・塗料のシート、２２・・・空気分配器、２３・・・空気供給ライン、２４・・・空気ノズル、２６・・・エア・カーテン、２８・・・スプレイ・コーン。

Claims (30)

1. ワークピースの塗装のための塗料の噴射ミストを作り出すための超音波定在波アトマイザ装置（１０）であって、
   ソノロード（１）と、このソノロード（１６，２８，３８）の反対側に配置されたコンポーネント（２）とを備え、ソノロード（１）とコンポーネント（２）の間の中間のスペースに、運転時に定在波超音波場が形成され、且つ、
   少なくとも一つの塗料供給装置を備え、この塗料供給装置は、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントでのアトマイズ・プロセスのために、前記中間のスペースの中に塗料を導入する、
   超音波定在波アトマイザ装置（１０）において、
   少なくとも一つの空気分配装置と連動する空気供給装置を備え、
   この空気分配装置は、空気の吹き出しのために用いられる複数のクリアランスを有し、
   これらのクリアランスは、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントと前記ソノロードの間、及び前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントと前記コンポーネントの間に、遮断用の空気が流れる少なくとも一つの領域が形成され、この空気の流れによって、前記ソノロードまたは前記コンポーネントが塗料で濡れることが実質的に防止されるように配置されていること、
   を特徴とする超音波定在波アトマイザ装置（１０）。
2. 下記特徴を備えた請求項１に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   前記少なくとも一つの空気分配装置は、箱型の中空体または同等のパイプの一片である。
3. 下記特徴を備えた請求項１または２に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   二つの空気分配装置があり、それらの装置によって、互いに独立した二つの遮断用の空気の流れが形成される。
4. 下記特徴を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   前記クリアランスは、複数の円形のノズルとして構成される。
5. 下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   空気分配装置での前記クリアランスは、少なくとも一つの列に配置され、
   その一つの列のクリアランスが、仮想の直線に沿って、互いに同じ間隔を開けて配置され、且つ、各列により遮断用の空気の流れが形成される。
6. 下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   前記少なくとも一つの空気分配装置の、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントからの距離、及び前記ソノトロードまたは前記コンポーネントからの距離は、塗料による濡れを防ぐために必要な空気の流れの厚さが得られるような距離であって、且つ、その厚さは実験的に得られるものである。
7. 下記特徴を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   空気分配装置での前記クリアランスは、少なくとも二つの仮想の直線に沿って配置され、
   前記少なくとも二つの直線は、互いに平行であり、
   且つ、前記仮想の直線に対して横方向から見たとき、前記仮想の直線の一つのクリアランスは、他の仮想の直線の少なくとも一つのクリアランスに対して、オフセットされた状態で配置されている。
8. 下記特徴を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   一つの空気分配装置での前記クリアランスは、二つの仮想の直線に沿って配置され、
   前記少なくとも二つの直線は、互いに平行であり、
   且つ、それぞれの列により作られる遮断用の空気の流れは、互いに対して僅かに傾斜し、それによって、それぞれの遮断用の空気の流れにより形成される全体的な遮断用の空気の流れの全体的な厚さが、特に前記中間のスペースにおいて、比較的小さくなるように構成されている。
9. 下記特徴を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
   空気分配装置は、アトマイズされた塗料の塗料スプレイ・コーンの形状に影響を与える目的で、移動可能および／または向きの変更が可能であり、特に、前記直線の内の一つに対して平行なピボット軸の回りで、向きの変更が可能である。
10. 下記特徴を備えた請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置があり、この装置は、前記少なくとも一つの空気供給装置と連動しており、
    この方向付け用空気の分配装置は、複数の経路を備え、それらの経路は、方向付けられた空気の吹き出しのために用いられ、
    その吹き出された空気は、アトマイズされた塗料の形状に影響を与えるために、方向付け用空気の流れで少なくとも一つの領域を形成する。
11. 下記特徴を備えた請求項１から１０のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、箱型の中空体または同等のパイプの一片である。
12. 下記特徴を備えた請求項１から１１のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記経路は、複数の円形のノズルとして構成される。
13. 下記特徴を備えた請求項１から１２のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記方向付け用空気の流れの前記少なくとも一つの領域は、対応する前記経路の配置によって、ほぼ直方体の形状または扇形の形状に形成される。
14. 下記特徴を備えた請求項１から１３のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    方向付け用空気の分配装置の経路は、少なくとも一つの仮想の直線に沿って配置され、
    この仮想の直線は、同様に更なる仮想の直線に沿って配置された方向付け用空気の分配装置に対して割り当てられた前記空気分配装置のクリアランスに対して平行であり、且つ、
    前記仮想の直線に対して横方向から見たとき、前記経路は、前記クリアランスに対してオフセットされた状態で配置されている。
15. 下記特徴を備えた請求項１から１４のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記方向付け用空気の流れの領域はまた、オプションとして遮断用の空気の流れの領域と組み合わされ、アトマイズされた塗料の周りを取り囲む空気の流れの、トンネル状の全体的な領域を形成する。
16. 下記特徴を備えた請求項１から１５のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、塗料スプレイ・コーンの形状に影響を与える目的で、移動可能および／または向きの変更が可能であり、特に、それぞれの方向付け用空気の分配装置の長手方向の軸の回りで向きの変更が可能である。
17. 下記特徴を備えた請求項１から１６のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記少なくとも一つの空気分配装置、および／または、前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、それぞれ、少なくとも二つのセグメント要素に分割され、
    各セグメント要素は、少なくとも一つのクリアランスまたは経路を有し、
    且つ、空気の流出方向は、空気分配装置または方向付け用空気の分配装置の各セグメント要素に対して個別に設定可能であり、特に、それらの向きの変更によって設定可能である。
18. 下記特徴を備えた請求項１から１７のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記少なくとも一つの空気分配装置または前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、遮断要素を有し、この遮断要素は、空気の流出に影響を与えるために、少なくとも一つのクリアランスまたは経路を閉鎖または開放する。
19. 下記特徴を備えた請求項１８に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記遮断要素は、回転式のブロックとして構成される。
20. 下記特徴を備えた請求項１から１９のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記少なくとも一つの方向付け用空気の分配装置は、方向付け用空気要素を有し、この要素は、向きの変更が可能な状態で支持要素に取り付けられ、
    少なくとも二つの異なる、開口の配置が、方向付け用空気の分配要素の上に設けられ、
    開口のそれぞれの配置は、規定された方向付け用空気の流れを有する領域として形成され、且つ、
    その方向付け用空気の分配要素の向きに依存して、空気の流出が開放される。
21. 下記特徴を備えた請求項２０に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記支持要素は、前記方向付け用空気の分配要素のピボット軸の回りで、向きの変更が可能である。
22. 下記特徴を備えた請求項２０または２１に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記支持要素は、経路ポイントを有し、その中で、開放された開口の配置が、調整の目的で移動可能である。
23. 下記特徴を備えた請求項１から２２のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記空気供給装置と連動する第一分配要素が設けられ、
    この第一分配要素は、前記ソノロードおよび／または前記コンポーネントの周りに到達し、且つ、
    前記分配要素の上に第一の経路が配置され、これらの第一の経路を通って、空気が方向付けられた状態で吹き出されることが可能であり、且つ、
    この方向付けられた空気は、前記中間のスペースに面する前記ソノロードまたは前記コンポーネントの端面と、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントとの間に、エア・クッションを形成するために用いられる。
24. 下記特徴を備えた請求項１から２３のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記コンポーネントおよび／または前記ソノロードは、前記空気供給装置に連動しており、
    空気が方向付けられた状態で流れ出る第二の経路が、前記コンポーネント及び前記ソノロードの上に、それぞれ配置され、且つ、
    方向付けられた状態で流れ出る空気の流れは、前記中間のスペースに面する前記コンポーネントの端面と、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントとの間に、エア・クッションを形成するために用いられる。
25. 下記特徴を備えた請求項２３または２４に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記第一分配要素は、セグメントに分割され、それぞれのセグメントに対して独立に空気が供給される。
26. 下記特徴を備えた請求項１から２５のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    第二分配要素が、アトマイズされた塗料の噴射方向の反対側にある中間のスペースのサイドに配置され、
    この第二分配要素は、空気の流れを作り出すために用いられ、この空気の流れは、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントの近傍で、前記アトマイズされた塗料を完全に取り囲み、且つ、少なくとも少なくとも部分的に、その塗料を連行する。
27. 下記特徴を備えた請求項２６に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    空気の流れのプロファイルは、前記少なくとも一つの塗料の吐出ポイントに面する前記第二分配要素のサイドでの、開口の配置及びアライメントによって、設定されることが可能である。
28. 下記特徴を備えた請求項２６または２７に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    前記空気の流れは、噴射方向の長手方向の回りでのラセン運動を有し、このラセン運動が、関係する空気の流れを安定させる。
29. 下記特徴を備えた請求項１から２８のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    パイプ片の自由端が、少なくとも一つの塗料の吐出ポイントの近傍に配置され、このパイプ片を通って、方向付けられた状態で空気が流れ出し、且つ、
    この流れ出す空気は、異なる塗料のシートからのアトマイズされた塗料の再結合を、大幅に防止する。
30. 下記特徴を備えた請求項１から２９のいずれか１項に記載の超音波定在波アトマイザ装置：
    空気を分配するための少なくとも一つの装置が、前記中間のスペースの下方で、前記塗料噴射方向の中に配置され、且つ、
    前記空気分配装置は、前記中間のスペース内でのアトマイゼイション・フェーズの後で、前記アトマイズされた塗料のスプレイ・コーンを、空間的にリフォームし、
    そしてもし必要がある場合には、塗料パーティクルを加速する。
    

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