JP2016503722A - 噴霧装置用複式ヒータシステム - Google Patents

Abstract

可搬式噴霧装置は、流体流動機構と加熱ユニットとを備える。流体流動機構は、高圧噴霧モードと低圧再循環モードとで流体リザーバから流体を流動させることが可能で、且つ噴霧器に流体を供給可能なモータ駆動式ポンプを有する。モータ駆動式ポンプの消費電力は、高圧噴霧モードの場合に比べて低圧再循環モードの場合の方が少ない。加熱ユニットは、流体流動機構に配設され、流体を目標温度に加熱するものであって、主ヒータと増強ヒータとを備える。主ヒータは、高圧噴霧モード及び低圧再循環モードの両方で発熱するようになっている。増強ヒータは、流体の流動に対して主ヒータと直列的に配置され、低圧再循環モードでのみ発熱するようになっている。【選択図】図６

Description

本発明は、概して、ポリウレアコーティング剤やポリウレタンフォームなどの塗布に用いる噴霧装置に関するものであり、より具体的には、可搬式噴霧装置用のヒータシステム及びヒータ制御に関するものである。

可搬式噴霧装置は、様々な材料の塗布に使用される。ポリウレア、ポリウレタン、及びこれらに類似する材料のための噴霧装置は、流体用リザーバ、ポンプ、流体配管、及びヒータをそれぞれ個別に有して別個に設けられる「Ａ側」流体系と「Ｂ側」流体系とを備えている。別個に設けられた「Ａ側」流体系及び「Ｂ側」流体系は、異なる流体を搬送するものであって、これら流体は、噴霧ノズルにおいて混合され、直ちに泡状物質またはコーティング材を形成する。「Ａ側」流体にはイソシアン酸塩を含めることができ、「Ｂ側」流体には樹脂、ポリオール、難燃性材料、或いはアミン触媒を含めることができる。「Ａ側」流体と「Ｂ側」流体との混合物は、通常１０秒程度で硬化する。

「Ａ側」流体と「Ｂ側」流体とは、混合流体を霧化して対象物表面に霧化混合物を吹きつけるために設けられた噴霧器において混合される。流体を噴霧できるようにするため、両流体系の流体がそれぞれ別個のポンプで高圧に加圧され、加熱される。ある種の噴霧装置では、専用のヒータで流体を加熱して流体の粘性を低下させることにより、流体の流動性を改善し噴霧効率を向上させている。これらヒータ及びポンプは、いずれもかなりの電力を消費する。１２０Ｖまたは２３０Ｖの配電網から電力を得る必要があるような可搬式の装置の場合、全消費電力によって定格回路電流値の超過が生じないことが必須となる。

可搬式噴霧装置は、流体流動機構と加熱ユニットとを備える。流体流動機構は、高圧噴霧モードと低圧再循環モードとで流体リザーバから流体を流動させることが可能で、且つ噴霧器に流体を供給可能なモータ駆動式ポンプを有する。モータ駆動式ポンプの消費電力は、高圧噴霧モードの場合に比べて低圧再循環モードの場合の方が少ない。加熱ユニットは、流体流動機構に配設され、流体を目標温度に加熱するものであって、主ヒータと増強ヒータとを備える。主ヒータは、高圧噴霧モード及び低圧再循環モードの両方で発熱するようになっている。増強ヒータは、流体の流動に対して主ヒータと直列的に配置され、低圧再循環モードでのみ発熱するようになっている。

可搬式噴霧装置の斜視図である。 加熱ユニット及びヒータ制御部を示す、図１の可搬式噴霧装置の分解斜視図である。 図２の可搬式噴霧装置の構成図である。 図１〜図３の可搬式噴霧装置の作動方法を示すフローチャートである。 図２に示すヒータ制御部の分解斜視図である。 図２に示すヒータ制御部の構成図である。

図１は噴霧装置１０の斜視図であり、図２は噴霧装置１０の分解斜視図である。噴霧装置１０は、例えばポリウレタンフォームまたはポリウレアコーティング剤を塗布するための、可搬式塗布装置である。噴霧装置１０は、それぞれ同様の部品と構造とを有したＡ側流体系とＢ側流体系とを備えており、Ａ側流体系の構成要素には、１２ａ、１４ａ、１６ａなどのように符号を付し、Ｂ側流体系の構成要素には、１２ｂ、１４ｂ、１６ｂなどのように符号を付している。噴霧装置１０は、支持フレーム１１、リザーバ１２ａ、リザーバ１２ｂ、ポンプ１４ａ、ポンプ１４ｂ、流体配管１６ａ、流体配管１６ｂ、遮断バルブ１８ａ、遮断バルブ１８ｂ、配管集合体１９（送出ホース接続部２０ａ、送出ホース接続部２０ｂ、再循環バルブ２１ａ、再循環バルブ２１ｂ、リターンホース接続部２２ａ、リターンホース接続部２２ｂ、再循環ホース接続部２３ａ、及び再循環ホース接続部２３ｂを有する）、リザーバポート２４ａ、リザーバポート２４ｂ、流入側温度計２５ａ、流入側温度計２５ｂ、送出側圧力計２６ａ、送出側圧力計２６ｂ、主コントローラ２８、インタフェース３０、ヒータ機構カバー３２、ポンプ機構カバー３４、車輪３６、ハンドル３８、及び保管用トレー４０を備えている。図１には示されないが、図２には、補助カバー４２、モータ４４、ヒータモジュール４６、及びヒータ制御装置４８が示されており、図１及び図２の両方に示される構成要素の一部については、図２を見易くするために、図２において符号を付していない。以下では、図１及び図２の両方に基づき説明を行う。

支持フレーム１１は、当該支持フレーム１１以外の噴霧装置１０の全ての構成要素が直接的または間接的に取り付けられた、強固な支持構造体である。リザーバ１２ａ及びリザーバ１２ｂは、混合されると硬化するそれぞれの流体のための貯蔵タンクである。Ａ側のリザーバ１２ａは、例えばイソシアン酸塩を収容し、Ｂ側のリザーバ１２ｂは、例えば樹脂、ポリオール、難燃性材料、またはアミン触媒を収容することが可能である。ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂは、モータ駆動式のポンプであって、ポンプ１４ａは、遮断バルブ１８ａが開弁状態を維持しているときに、流体配管１６ａを介して、リザーバ１２ａから流体を取り出すために設けられ、ポンプ１４ｂは、遮断バルブ１８ｂが開弁状態を維持しているときに、流体配管１６ｂを介して、リザーバ１２ｂから流体を取り出すために設けられている。遮断バルブ１８ａは、閉弁状態にあるときに流体配管１６ａを閉塞するために設けられ、例えばボールバルブ、バタフライバルブまたはこれらに類似したバルブとすることができる。図１及び図２には示されないが、同様の遮断バルブ（即ち遮断バルブ１８ｂ）が、流体配管１６ｂに同様に設けられている。ポンプ１４ａは、流体配管１６ａから、ヒータ（図２〜図６に基づき詳細に後述するヒータモジュール４６）を通し、配管集合体１９の送出ホース接続部２０ａへと、またポンプ１４ｂは、流体配管１６ｂから、ヒータ（同じくヒータモジュール４６）を通し、配管集合体１９の送出ホース接続部２０ｂへと、それぞれ流体を流動させる。

配管集合体１９は、送出ホース接続部２０ａ、送出ホース接続部２０ｂ、再循環バルブ２１ａ、再循環バルブ２１ｂ、リターンホース接続部２２ａ、リターンホース接続部２２ｂ、再循環ホース接続部２３ａ、及び再循環ホース接続部２３ｂを備えた流体配送機構となっている。送出ホース接続部２０ａ、送出ホース接続部２０ｂ、リターンホース接続部２２ａ、リターンホース接続部２２ｂ、再循環ホース接続部２３ａ、及び再循環ホース接続部２３ｂは、可撓性ホースを連結する部位となっている。送出ホース接続部２０ａは、手持ち式の噴霧塗布器またはスプレーガンとすることが可能な噴霧器２７（図３参照）に向けて、ポンプ１４ａから供給された流体を送出する送出ホースが接続され、送出ホース接続部２０ｂは、同じく噴霧器２７（図３参照）に向け、ポンプ１４ｂから供給された流体を送出する送出ホースが接続される。リターンホース接続部２２ａ及びリターンホース接続部２２ｂは、噴霧されなかった流体を、噴霧器２７から配管集合体１９に戻すためのリターンホースがそれぞれ接続される。再循環バルブ２１ａは、リターンホース接続部２２ａから再循環ホース接続部２３ａへの流体の流動を、また再循環バルブ２１ｂは、リターンホース接続部２２ｂから再循環ホース接続部２３ｂへの流体の流動を、それぞれ選択的に許容したり遮断したりする遮断バルブである。再循環ホース接続部２３ａは、再循環されてきたＡ側流体をリザーバ１２ａに戻すべく、通常はリザーバポート２４ａに一端が接続される再循環ホースの他端が、またリザーバポート２４ｂは、再循環されてきたＢ側流体をリザーバ１２ｂに戻すべく、通常はリザーバポート２４ｂに一端が接続される再循環ホースの他端が、それぞれ接続される。但し、洗浄またはメンテナンスを行うため、これら再循環ホースは、それぞれ対応するリザーバポート２４ａ及びリザーバポート２４ｂから取り外して、噴霧装置１０から流体を排出できるようになっている。

流体配管１６ａには流入側温度計２５ａが、また流体配管１６ｂには流入側温度計２５ｂが、それぞれ設けられており、送出ホース接続部２０ａには送出側圧力計２６ａが、また送出ホース接続部２０ｂには送出側圧力計２６ｂが、それぞれ設けられている。これらの計器により、作業者は、Ａ側及びＢ側のそれぞれにおいて、流体の温度と圧力とが適正な範囲内にあるか否かを視認することができる。また、噴霧装置１０は、主コントローラ２８に検出値が取り込まれるような内部圧力センサや内部温度センサ（いずれも図示せず）を備えていてもよい。主コントローラ２８は、インタフェース３０を有した論理演算可能な装置である。主コントローラ２８は、例えば、マイクロプロセッサと、機械読取可能メモリ素子とを備え、噴霧装置１０のための総合的制御装置と、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂを駆動するモータ４４のためのモータ制御装置（図２及び図５参照）との両方として機能することが可能となっている。インタフェース３０は、例えば、作業者による目標圧力及び目標温度の選択、噴霧装置１０の起動及び停止、噴霧装置１０のモード選択（例えば、後に詳述する再循環モード及び噴霧モード）、並びに温度及び圧力の監視を可能とする入出力インタフェースである。主コントローラ２８は、図５及び図６に基づき後に詳述する加熱及び電力制御システムの一部である。

ヒータ機構カバー３２及びポンプ機構カバー３４は、ヒータ機構及びポンプ機構の構成部品が損傷しないように保護すると共に、作業者が高温部分に触れないように保護する保護カバーである。ポンプ機構カバー３４は、ポンプ１４ａ、ポンプ１４ｂ、及びモータ４４を覆っており、ヒータ機構カバー３２は、ヒータモジュール４６及びヒータ制御装置４８（図２参照）を覆っている。車輪３６及びハンドル３８は、支持フレーム１１に取り付けられて、噴霧装置１０を移動可能とするものであり、保管用トレー４０は、送出ホースやリターンホースを不使用時に格納するための場所を提供するものである。

特に図２を参照すると、流体配管１６ａはリザーバ１２ａの底部から、また流体配管１６ｂはリザーバ１２ｂの底部から、それぞれ流体を直接的に取り出す。ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂは、モータ４４によって駆動される。モータ４４は、例えば、Ａ側のポンプ１４ａとＢ側のポンプ１４ｂとの両方に連結された、両軸端駆動型のモータとすることができる。これに代わる実施形態として、モータ４４を複数のモータで構成するようにしてもよい。ポンプ１４ａは、流体を送出ホース接続部２０ａに流動させる途中で、またポンプ１４ｂは、流体を送出ホース接続部２０ｂに流動させる途中で、それぞれ対応する流体をヒータモジュール４６に通過させる。補助カバー４２は、ヒータ機構カバー３２の下方に配設された保護カバーであり、ヒータ制御装置４８を取り囲んで保護している。

ヒータモジュール４６は、図５に基づき後に詳述するような、複数の内部流路及び複数の抵抗加熱素子を有した抵抗加熱式の機構である。ヒータモジュール４６は、Ａ側及びＢ側のそれぞれについて、別個の主ヒータ及び別個の増強ヒータを備えている。ヒータ制御装置４８は、ヒータモジュール４６の構成部品に選択的に電力を供給することにより、主コントローラ２８を介して設定された目標温度を達成する、論理演算可能な電力配分制御システムである。

噴霧装置１０は、少なくとも２つのモードで作動可能となっており、その１つは、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂが低圧で作動して、ヒータモジュール４６を通過するようにＡ側流体及びＢ側流体を循環させる再循環モードであり、もう１つは、流体を霧化させて噴霧するべく、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂが高圧で作動する噴霧モードである。再循環モードは、主に装置起動時に用いられ、噴霧を行う前に流体を目標温度に加熱するのに対し、噴霧モードは、主に噴霧を行っているときに用いられる。

図３〜図６に基づき以下に詳述するように、ヒータ制御装置４８は、噴霧モード及び再循環モードの両方で主ヒータに電力を供給するが、増強ヒータには再循環モードの場合にのみ電力を供給する。このような加熱制御により、更なる加熱が最も重要となると、再循環モードで、より強力な加熱を行う一方、噴霧モードにおいては、高圧でポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂが作動するように駆動するモータ４４への電力を確保する。

図３は、噴霧装置１０における流体の流動を示す構成図である。図１に基づき説明したように、ポンプ１４ａは、リザーバ１２ａからヒータモジュール４６を経て送出ホース接続部２０ａに、またポンプ１４ｂは、リザーバ１２ｂからヒータモジュール４６を経て送出ホース接続部２０ｂに、それぞれ流体を流動させる。ヒータモジュール４６は、Ａ側ヒータ部１００ａとＢ側ヒータ部１００ｂとを備える。Ａ側ヒータ部１００ａは、主ヒータ１０２ａと増強ヒータ１０４ａとを備え、Ａ側のポンプ１４ａから流体を受け取る一方、Ｂ側ヒータ部１００ｂは、主ヒータ１０２ｂと増強ヒータ１０４ｂとを備え、Ｂ側のポンプ１４ｂから流体を受け取る。これら主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、及び増強ヒータ１０４ｂは、それぞれ一個の部材として示されているが、実施形態の１つとして、それぞれのヒータが複数の加熱素子によって形成されるようにすることも可能である。Ａ側ヒータ部１００ａが、送出ホース接続部２０ａに流体を供給する一方、Ｂ側ヒータ部１００ｂが、送出ホース接続部２０ｂに流体を供給する。これら送出ホース接続部のそれぞれは、対応して設けられた送出ホースを介し、噴霧器２７に連通している。噴霧器２７は、例えば手持ち式の噴霧塗布器またはスプレーガンとすることが可能であって、トリガが操作されたときにＡ側流体とＢ側流体とを混合する。リターンホース接続部２２ａ及びリターンホース接続部２２ｂは、それぞれリターンホースによって噴霧器２７と連通しており、噴霧されなかった流体を配管集合体１９に戻すことができるようになっている。

再循環バルブ２１ａは、開弁状態にあるときに、噴霧器２７からリターンホース接続部２２ａ、再循環ホース接続部２３ａ、再循環ホース、及びリザーバポート２４ａを経てリザーバ１２ａへと至る流路を形成することにより、流体の再循環を可能とし、再循環バルブ２１ｂは、開弁状態にあるときに、噴霧器２７からリターンホース接続部２２ｂ、再循環ホース接続部２３ｂ、再循環ホース、及びリザーバポート２４ｂを経てリザーバ１２ｂへと至る流路を形成することにより、流体の再循環を可能とする。このようなバルブ作動状態にあるときには、通常、噴霧器２７が閉じており（即ち、噴霧を行っておらず）、流体は、リザーバ１２ａから、ポンプ１４ａ、送出ホース接続部２０ａ、リターンホース接続部２２ａ、再循環ホース接続部２３ａ、及びリザーバポート２４ａを経てリザーバ１２ａに戻る閉回路と、リザーバ１２ｂから、ポンプ１４ｂ、送出ホース接続部２０ｂ、リターンホース接続部２２ｂ、再循環ホース接続部２３ｂ、及びリザーバポート２４ｂを経てリザーバ１２ｂに戻る閉回路とを、それぞれ流動可能となる。このようなバルブ作動状態は、主に再循環モードで用いられ、ヒータモジュール４６内のヒータを経て流体を循環させることにより、Ａ側流体及びＢ側流体の温度を上昇させ、噴霧に備えて粘性を低下させる。再循環モードでは、流体を循環させるには十分であるが、噴霧器２７からの噴霧には一般的に不十分な程度の低圧で、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂが作動する。

再循環バルブ２１ａは、閉弁状態にあると、リターンホース接続部２２ａから再循環ホース接続部２３ａへの流体の流動を阻止し、再循環バルブ２１ｂは、閉弁状態にあると、リターンホース接続部２２ｂから再循環ホース接続部２３ｂへの流体の流動を阻止する。このようなバルブ作動状態は、主に噴霧モードで用いられ、リザーバ１２ａ及びポンプ１４ａから供給される流体、並びにザーバ１２ｂ及びポンプ１４ｂから供給される流体は、いずれも噴霧器２７に至る流路以外に流動経路がないので、噴霧器２７における圧力が上昇する。こうして上昇した圧力により、流体を混合し、霧化させて噴霧することが可能となる。Ａ側流体及びＢ側流体は、互いに接触すると、迅速に（例えば、１０秒以内に）硬化するので、噴霧器２７内でのみ、互いの接触が許容されるようになっている。一実施形態として、噴霧モードでは再循環バルブ２１ａを完全に閉じたままとはせずに、噴霧器２７における過度な圧力を緩和するようにしてもよい。

再循環モードの場合、モータ４４は比較的少ない電力を消費し、より多くの電力をヒータモジュール４６で使用可能とする。従って、再循環モードでは、噴霧装置１０が増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂにも電力を供給することにより、噴霧を開始する前に流体を目標温度に加熱するために必要な暖機時間を短縮する。噴霧モードでは、噴霧器２７からの噴霧を行う上で十分な高圧で、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂが作動する。これに対応し、噴霧モードでは、モータ４４が比較的多くの電力を消費するので、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂへの通電が停止される。

図４は、噴霧装置１０の作動方法として、方法２００を示すフローチャートである。可搬式の噴霧装置１０は、起動すると、配電網との１以上の接続で得た電力を、主コントローラ２８内の電源コントローラ、センサ、及び論理演算装置、ヒータ制御装置４８、並びにインタフェース３０に供給する（ステップＳ１）。一実施形態では、全ての電力が、配電網との別個の接続を用い、インタフェース３０を経て、２つの電源回路により取り込まれるようになっていて、これら電源回路の１つはヒータ用の電源回路であり、もう１つはモータ用の電源回路である（後述、図６参照）。次に、主コントローラ２８は、図４に基づき上述したように、噴霧モードまたは再循環モードを選択する（ステップＳ２）。一実施形態として、インタフェース３０を介して使用者が直接的にモードを選択するようにしてもよい。また別の実施形態として、主コントローラ２８が、検出された流体圧力及び流体温度の少なくとも一方と、指示された流体圧力及び流体温度の少なくとも一方と、起動後の経過時間と、消費電力とのうちの少なくとも１つに基づき、自動的に噴霧モードまたは再循環モードを選択するようにしてもよい。再循環モードの場合、主コントローラ２８は、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、増強ヒータ１０４ｂ、及びモータ４４に電力を供給する（ステップＳ３）。一方、噴霧モードの場合、主コントローラ２８は、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、及びモータ４４に電力を供給する（ステップＳ４）。電力供給については、図６に基づき後に詳述する。いずれのモードにおいても、主コントローラ２８及びヒータ制御装置４８が可搬式の噴霧装置１０の状態を監視し、新たに検出または指示された値に基づき、作動モード（即ち、噴霧モードまたは再循環モード）を更新できるようになっている（ステップＳ５）。

図５は、ヒータモジュール４６及びヒータ制御装置４８の分解斜視図であって、図５には、Ａ側ヒータ部１００ａ、Ｂ側ヒータ部１００ｂ、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、増強ヒータ１０４ｂ、管状ヒータ１０６（加熱素子１０８及び螺旋流路１１０を有する）、開閉器１１２、主ヒータ制御モジュール１１４ａ、主ヒータ制御モジュール１１４ｂ、補助電力リレー１１６ａ、補助電力リレー１１６ｂ、増強用リレー１１８、及び論理制御装置１２０が示されている。図６は、主コントローラ２８、ポンプ駆動用のモータ４４、ヒータモジュール４６、及びヒータ制御装置４８の構成図であって、図６には、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、増強ヒータ１０４ｂ、開閉器１１２、主ヒータ制御モジュール１１４ａ、主ヒータ制御モジュール１１４ｂ、補助電力リレー１１６ａ、補助電力リレー１１６ｂ、増強用リレー１１８、論理制御装置１２０、温度センサ１２２ａ、及び温度センサ１２２ｂが示されている。以下では、図５及び図６の両方に基づき説明を行う。

図３に基づき上述したように、ポンプ１４ａから供給されたＡ側流体は、Ａ側ヒータ部１００ａにおいて、まず増強ヒータ１０４ａを通過し、次に主ヒータ１０２ａを通過して流動するようになっている。Ｂ側流体も同様に、Ｂ側ヒータ部１００ｂにおいて、増強ヒータ１０４ｂ及び主ヒータ１０２ｂを通過して流動するようになっている。一実施形態において、主ヒータ１０２ａは増強ヒータ１０４ａと、また主ヒータ１０２ｂは増強ヒータ１０４ｂと、それぞれヒータモジュール４６内に形成された内部流路を介して連通している。これに代わる実施形態では、主ヒータ１０２ａが増強ヒータ１０４ａと、また主ヒータ１０２ｂが増強ヒータ１０４ｂと、それぞれ外部流路、外部パイプ、または外部配管を介して連通している。様々な実施形態において、各ヒータ（主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、及び増強ヒータ１０４ｂを含む）は、０Ｖではない電圧で、パルス電力が供給されたときに、抵抗発熱によって通過流体を加熱するように配設された、少なくとも１つの小型抵抗加熱素子からなる。

図５に示す実施形態において、それぞれのヒータは、加熱素子１０８と、少なくも１つの螺旋流路１１０とを有した管状ヒータ１０６からなる。加熱素子１０８は、例えばアルミニウムまたは鋼鉄により、熱伝導性を有して管状に形成されると共に、その内部に抵抗加熱式ヒータが挿入されたものである。螺旋流路１１０は、加熱素子１０８を取り囲み、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、及び増強ヒータ１０４ｂのそれぞれにおける一端側から他端側まで延設された螺旋状の流路である。螺旋流路１１０は、例えば、加熱素子１０８の周囲に固定した管としてもよいし、加熱素子１０８の周囲に巻き付けた柔軟な管としてもよい。これに代わる実施形態として、管状ヒータ１０６に代えて、別の形式の加熱素子を用いることも可能である。増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂは、例えば、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂの略半分のワット数を有するようにしてもよい。１２０Ｖ配電網を用いる噴霧装置１０の実施形態では、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂの消費電力を、例えば１０００Ｗとする一方、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂの消費電力を、例えば５００Ｗとしてもよい。２３０Ｖ配電網を用いる噴霧装置１０の実施形態では、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂの消費電力を、例えば１３８０Ｗとする一方、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂの消費電力を、例えば６２０Ｗとしてもよい。

ヒータ制御装置４８は、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、及び増強ヒータ１０４ｂに対し、制御された周期でパルス化された電力を供給することにより、流体温度を目標温度に上昇させて維持すると共に、噴霧装置１０の全消費電力が、配電網で使用可能な電力を超過しないようにする。配電網の電力は、例えば、１２０Ｖで２組の２０Ａ配電により使用するようにしてもよいし、２３０Ｖで２組の１５Ａ配電により使用するようにしてもよい。図示した実施形態では、分離された配電回路を用い、配電網との別個の２組の接続を介して配電網の電力が取り込まれるようになっており、配電回路の１つはヒータ電力用配電回路Ｈであり、もう１つはモータ電力用配電回路Ｍである（図６参照）。これに代わる実施形態として、配電網との接続の数、及び専用の配電回路の数を、これより多くしたり少なくしたりすることも可能である。電力は、主コントローラ２８を経由して供給されるようになっている。ヒータ電力用配電回路Ｈは、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂに電力を供給する。また、モータ電力用配電回路Ｍは、噴霧モードの際にはモータ４４に電力を供給し、再循環モードの際には、更に増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂにも電力を供給する。ポンプ駆動用のモータ４４は、モータ電力用配電回路Ｍを介して主コントローラ２８から直接的に電力を受け取るのに対し、主ヒータ１０２ａ、主ヒータ１０２ｂ、増強ヒータ１０４ａ、及び増強ヒータ１０４ｂは、開閉器１１２を介して間接的に電力を受け取る。

一実施形態において、主コントローラ２８は、モータ４４のモータ制御装置として作動する（図６参照）。主コントローラ２８は、例えば、モータ４４がポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂを駆動することによって、噴霧装置１０内、例えば噴霧器２７において、流体の圧力が目標圧力または指示圧力となるように、検出した圧力または予測される圧力に基づき、モータ４４を制御することが可能である。また、このとき主コントローラ２８は、Ａ側流体に対して指示温度ＣＴａを、またＢ側流体に対して指示温度ＣＴｂを、それぞれ定める。これら指示温度ＣＴａ及び指示温度ＣＴｂは目標温度であって、作業者が入力するようにしてもよいし、予め設定されたリストから選択したり、主コントローラ２８が決定したりするようにしてもよい。指示温度ＣＴａ及び指示温度ＣＴｂは、材料に大きく依存するものであり、主にＡ側流体及びＢ側流体に好ましい粘性が得られるように選定されるものである。なお、指示温度ＣＴａと指示温度ＣＴｂとは、同じである必要はない。

論理制御装置１２０は、指示温度ＣＴａを演算処理して、主ヒータ１０２ａに供給する電力パルスの周期を特定する電力指示信号ＰＣａを生成すると共に、指示温度ＣＴｂを演算処理して、主ヒータ１０２ｂに供給する電力パルスの周期を特定する電力指示信号ＰＣｂを生成する。論理制御装置１２０は、一実施形態として、指示温度ＣＴａと、温度センサ１２２ａが検出した実際の流体温度ＡＴａとの差を決定要素の１つとして電力指示信号ＰＣａを生成し、指示温度ＣＴｂと、温度センサ１２２ｂが検出した実際の流体温度ＡＴｂとの差を決定要素の１つとして電力指示信号ＰＣｂを生成するようにしてもよい（図６参照）。例えば、温度センサ１２２ａは、流体配管１６ａ、ヒータモジュール４６、及びリザーバ１２ａの少なくとも１つに配設し、温度センサ１２２ｂは、流体配管１６ｂ、ヒータモジュール４６、及びリザーバ１２ｂの少なくとも１つに配設することができる。電力指示信号ＰＣａは、対応する流体の温度を指示温度ＣＴａに上昇させて維持するように設定され、電力指示信号ＰＣｂは、対応する流体の温度を指示温度ＣＴｂに上昇させて維持するように設定される。

ヒータ制御モジュール１１４ａは、ヒータ電力用回路Ｈから開閉器１１２を経由して受け取った電力を、電力指示信号ＰＣａによって特定される分離した複数パルスの形で、主ヒータ１０２ａに中継し、ヒータ制御モジュール１１４ｂは、ヒータ電力用回路Ｈから開閉器１１２を経由して受け取った電力を、電力指示信号ＰＣｂによって特定される分離した複数パルスの形で、主ヒータ１０２ｂに中継する。論理制御装置１２０は、流体温度をより高温に上昇または維持するほど、パルスの間隔を短縮し、指示温度ＣＴａと実際の流体温度ＡＴｂとの差が増大するほど、または指示温度ＣＴｂと実際の流体温度ＡＴｂとの差が増大するほど、パルスの間隔を短縮する。従って、論理制御装置１２０は、指示温度ＣＴａもしくは指示温度ＣＴｂが低温となるほど、または実際の流体温度が指示温度に近付くほど、パルスの発生頻度が低下するように制御を行う。このようなパルスの周期は、秒ごとに複数のパルスとなるような周期から、分ごとに数個のパルスしか含まれないような周期、または数分の周期までの間で変化させるようにしてもよい。Ａ側の電力指示信号ＰＣａとＢ側の電力指示信号ＰＣｂとは、同一である必要はない。

補助電力リレー１１６ａは、例えば、主ヒータ制御モジュール１１４ａによって制御される半導体リレーとすることが可能であり、補助電力リレー１１６ｂは、例えば、主ヒータ制御モジュール１１４ｂによって制御される半導体リレーとすることが可能である。また、増強用リレー１１８は、例えば電気機械式リレーとすることが可能である。主ヒータ制御モジュール１１４ａ及び主ヒータ制御モジュール１１４ｂと同様に、補助電力リレー１１６ａは、Ａ側の電力指示信号ＰＣａに基づくパルス電力を、また補助電力リレー１１６ｂは、Ｂ側の電力指示信号ＰＣｂに基づくパルス電力を、それぞれ開閉器１１２経由で中継する。主ヒータ制御モジュール１１４ａ及び主ヒータ制御モジュール１１４ｂとは異なり、補助電力リレー１１６ａ及び補助電力リレー１１６ｂは、モータ電力用配電回路Ｍから電力を得るようになっている。補助電力リレー１１６ａ及び補助電力リレー１１６ｂは、例えば、それぞれ対応する主ヒータ制御モジュール１１４ａ及び主ヒータ制御モジュール１１４ｂによって制御されるのではなく、補助電力リレー１１６ａが、主ヒータ制御モジュール１１４ａからＡ側の電力指示信号ＰＣａを受け取り、補助電力リレー１１６ｂが、主ヒータ制御モジュール１１４ｂからＢ側の電力指示信号ＰＣｂを受け取るようにしてもよいし、補助電力リレー１１６ａがＡ側の電力指示信号ＰＣａを、また補助電力リレー１１６ｂがＢ側の電力指示信号ＰＣｂを、それぞれ論理制御装置２０から直接的に受け取るようにしてもよい。

噴霧装置１０が再循環モードにある場合、主コントローラ２８は、増強指示信号ＢＣを用い、増強用リレー１１８に対して、モータ電力用配電回路Ｍから開閉器１１２に電力を中継するよう指令することにより、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂに電力パルスが供給される際には、常に増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂにも電力パルスが供給されるようになる。一方、噴霧装置１０が噴霧モードにある場合、増強用リレー１１８は、増強指示信号ＢＣにより、モータ電力用配電回路Ｍと、補助電力リレー１１６ａ及び補助電力リレー１１６ｂとを切り離し、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂへの電力供給を遮断するよう指令される。このようにして、ヒータ制御装置４８は、噴霧装置１０が再循環モードにある場合にのみ、モータ電力用配電回路Ｍから増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂへの電力供給が行われ、噴霧装置１０が噴霧モードにある場合には当該電力供給が行われないようにする。

一実施形態として、主コントローラ２８は、許容電流値に基づき、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂへの電力供給に関して、噴霧モードと再循環モードとを切り換えるようにしてもよい。例えば、主コントローラ２８は、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂには常に通電する一方で、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂを駆動するためのモータ４４における消費電力の検出値が電力閾値を下回ったときにだけ、（増強指示信号ＢＣを用いて）増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂに通電するようにしてもよい。この電力閾値は、モータ４４及びヒータモジュール４６の総消費電力によって、電源回路の定格電流（例えば、モータ電力用配電回路Ｍ及びヒータ電力用配電回路Ｈのそれぞれについて、１５Ａまたは２０Ａ）を超過することのないように選定される。このように、検出した消費電力に基づいて、噴霧モードと再循環モードとを規定するようにしてもよい。

これに代わる実施形態として、主コントローラ２８は、Ａ側流体及びＢ側流体に対する指示圧力に基づき、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂへの電力供給に関して、噴霧モードと再循環モードとを切り換えるようにしてもよい。例えば、主コントローラ２８は、主ヒータ１０２ａ及び主ヒータ１０２ｂには常に通電する一方で、流体の指示圧力が圧力閾値を下回ったときだけ、（増強指示信号ＢＣを用いて）増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂに通電するようにしてもよい。このように、指示圧力に基づき、噴霧モードと再循環モードとを規定するようにしてもよい。

再循環モードは、噴霧を行う前に、Ａ側流体及びＢ側流体を目標温度まで加熱するために用いられる低圧モードである。ヒータ制御装置４８が実施するヒータ制御により、暖機期間において、噴霧装置１０は、Ａ側流体及びＢ側流体に対する増強された加熱を行うことが可能となる。一方、噴霧モードは、噴霧器２７から噴霧を行うために、噴霧装置１０が流体を加圧する必要がある場合に用いられる高圧モードである。上述したヒータ制御において、噴霧装置１０は、増強ヒータ１０４ａ及び増強ヒータ１０４ｂの通電を停止してヒータ機構の消費電力を減少させることにより、噴霧モードの際の、ポンプ１４ａ及びポンプ１４ｂを駆動するモータ４４のための電力を確保する。再循環モード及び噴霧モードは、ヒータ制御装置４８が噴霧装置１０における総消費電力によって電源電流が上限電流許容値を超過することがないように区分される。

好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、実施の形態を詳細に変更可能であることは、当業者が認めうるものである。

Claims (20)

1. 高圧噴霧モードと低圧再循環モードとで流体リザーバから流体を流動させることが可能で、且つ噴霧器に前記流体を供給可能なモータ駆動式ポンプを有し、前記モータ駆動式ポンプの消費電力は、高圧噴霧モードの場合に比べて低圧再循環モードの場合の方が少ない流体流動機構と、
   前記流体流動機構に配設され、前記流体を目標温度に加熱する加熱ユニットとを備え、
   前記加熱ユニットは、
   前記高圧噴霧モード及び前記低圧再循環モードの両方で発熱する主ヒータと、
   前記流体の流動に対して前記主ヒータと直列的に配置され、前記低圧再循環モードでのみ発熱する増強ヒータとを備える
   ことを特徴とする可搬式噴霧装置。
2. 前記主ヒータ及び前記増強ヒータは、抵抗加熱式ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の可搬式噴霧装置。
3. 前記主ヒータ及び前記増強ヒータは、管状の抵抗加熱素子の周囲に螺旋流路を設けた管状ヒータであることを特徴とする請求項２に記載の可搬式噴霧装置。
4. 前記主ヒータ及び前記増強ヒータは、共通の電気開閉器から電力を受け取ることを特徴とする請求項２に記載の可搬式噴霧装置。
5. 主ヒータ制御モジュールと論理制御装置とを更に備え、
   前記主ヒータに供給される電力は、前記流体の温度を前記目標温度に維持するための電力パルス周期を設定する前記論理制御装置からの制御信号に従い、前記主ヒータ制御モジュールによって制御される
   ことを特徴とする請求項２に記載の可搬式噴霧装置。
6. 前記増強ヒータに供給される電力は、前記主ヒータが電力パルスを受け取る場合に限って前記増強ヒータが電力パルスを受け取るように、前記主ヒータ制御モジュールが制御する半導体型の補助リレーによって制御されることを特徴とする請求項５に記載の可搬式噴霧装置。
7. 前記低圧再循環モードに比べて前記高圧噴霧モードの方が前記モータ駆動式ポンプに流れる電流が大きくなるように、前記モータ駆動式ポンプに供給される電力を制御する主コントローラを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の可搬式噴霧装置。
8. 前記主コントローラは、前記流体の圧力が目標圧力となるように、前記モータ駆動式ポンプに供給される電力を制御することを特徴とする請求項７に記載の可搬式噴霧装置。
9. 前記主コントローラからの信号に基づき、前記低圧再循環モードにおいて前記増強ヒータを発熱可能とする一方、前記高圧噴霧モードにおいて前記増強ヒータを発熱させないようにする電気機械式リレーを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の可搬式噴霧装置。
10. 前記低圧再循環モードと前記高圧噴霧モードとの区分けにより、前記モータ駆動式ポンプ及び前記加熱ユニットおける総消費電力による上限電流許容値の超過を防止することを特徴とする請求項９に記載の可搬式噴霧装置。
11. 前記主ヒータは、第１の配電回路を介して電力を受け取り、
    前記モータ駆動式ポンプ及び前記増強ヒータは、第２の配電回路を介して電力を受け取り、
    前記第１の配電回路と前記第２の配電回路とは、個別に上限電流許容値が設定される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の可搬式噴霧装置。
12. 前記第１の配電回路の前記上限電流許容値及び前記第２の配電回路の前記上限電流許容値は、１５Ａまたは２０Ａであることを特徴とする請求項１１に記載の可搬式噴霧装置。
13. 前記流体流動機構は、前記噴霧器で混合される２種の流体に対して、モータ駆動式ポンプ、流体リザーバ、及び流体配管をそれぞれ個別に備え、
    前記加熱ユニットは、前記２種の流体に対して、前記主ヒータ及び前記増強ヒータをそれぞれ個別に備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の可搬式噴霧装置。
14. 前記２種の流体のそれぞれに対して設けられた一方の前記主ヒータ及び前記増強ヒータと他方の前記主ヒータ及び前記増強ヒータとは、異なる目標温度を達成するように別個に制御されることを特徴とする請求項１３に記載の可搬式噴霧装置。
15. モータ駆動式ポンプを有した流体流動機構と、
    前記流体流動機構に配設された主ヒータと、
    流体の流動に対して前記主ヒータと直列的に配置された増強ヒータと、
    前記モータ駆動式ポンプが閾値より少ない電力を消費するときには、前記主ヒータ及び前記増強ヒータの両方を発熱させる一方、前記モータ駆動式ポンプが前記閾値以上の電力を消費するときには、前記主ヒータのみを発熱させる制御装置と
    を備えることを特徴とする可搬式噴霧装置。
16. 前記閾値は、前記モータ駆動式ポンプ、前記主ヒータ、及び前記増強ヒータの総消費電力が電源の供給能力を超過しないように選定されることを特徴とする請求項１５に記載の可搬式噴霧装置。
17. 前記増強ヒータの消費電力は、前記主ヒータの消費電力の実質的に半分であることを特徴とする請求項１５に記載の可搬式噴霧装置。
18. モータ駆動式ポンプ、主ヒータ、及び増強ヒータを有した可搬式噴霧装置のヒータ制御方法であって、
    前記モータ駆動式ポンプに電力を供給して、目標圧力で流体を流動させる工程と、
    前記流体を目標温度に加熱するべく選定された周期で、前記主ヒータにパルス電力を供給する工程と、
    前記モータ駆動式ポンプが低圧再循環モードで作動している際に、前記主ヒータへの電力供給と同時に前記増強ヒータにパルス電力を供給する工程と、
    前記モータ駆動式ポンプが高圧噴射モードで作動している際に、前記増強ヒータへのパルス電力の供給を遮断する工程と
    を備えることを特徴とするヒータ制御方法。
19. 前記モータ駆動式ポンプの消費電力を検知し、前記モータ駆動式ポンプの消費電力を電力閾値と比較する工程を更に備え、
    前記低圧再循環モードは、前記モータ駆動式ポンプの消費電力が前記電力閾値を下回ることにより指定される一方、前記高圧噴霧モードは、前記モータ駆動式ポンプの消費電力が前記電力閾値を上回ることにより指定されることを特徴とする請求項１８に記載のヒータ制御方法。
20. 前記目標圧力の圧力指示値に基づき、前記モータ駆動式ポンプに供給される電力を制御する工程と、
    前記圧力指示値を圧力閾値と比較する工程とを更に備え、
    前記低圧再循環モードは、前記圧力指示値が前記圧力閾値を下回ることにより指定される一方、前記高圧噴霧モードは、前記圧力指示値が前記圧力閾値を上回ることにより指定される
    ことを特徴とする請求項１８に記載のヒータ制御方法。

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