JP3111954U - ホッパー式粉体安定供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
粉体の定量供給ポンプに送り込むホッパー容器の出口部に生じやすい空洞やブリッジによる流出のバラツキを防止し、安定した供給を継続させる。
【解決手段】
濾斗状に徐々に縮小するホッパー容器下部の傾斜内周部に沿ってエアパイプを配し、その外側の容器内面に向けて圧縮エアを噴出するエア孔を設ける。エア孔は円周の全方向に噴出するよう適宜設け、傾斜面にほぼ水平に衝突する方向に開けられ、衝突したエアの多くは上方に向かって流れるように位置付けられる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、粉体塗装における粉体塗料を塗装ガンに供給するための定量供給装置で、比較的小規模の塗装に適合するホッパー式容器からの安定供給に関する。

溶剤を使用し、乾燥によって塗膜を形成する液体塗料による塗装にくらべ、粉体塗装は溶剤を使用しないため、省資源はもとより揮発性有機化合物の排出を防止できることから環境に優しく、また塗膜強度に優れる等の利点がある。さらに被塗装物に塗着しなかった塗料を回収して再使用することが容易で、資源の有効活用にも優れている塗装方法として知られている。

粉体塗装において塗料を被塗装物に付着もしくは塗着させる方法はいくつかの方法があるが、各種の粉体塗装方法のうち、スプレーガンにより粉体塗料を噴霧し、静電気力により被塗装物に付着させた後、加熱によって融着させる方法は、汎用性が高く広範囲の被塗装物に対応できる塗装方法で、他の粉体塗装方法に比較して少量の塗装にも適用できることが知られている。しかしながらこの場合であっても粉体を圧縮空気と共にスプレーガンへ流動状態で供給するための粉体供給装置と、被塗装物に向けて噴霧するスプレーガンとして一般的に静電粉体スプレーガンと、噴霧時に被塗装物に付着しなかった粉体塗料を回収して再使用に供する粉体回収装置等の設備が必要とされている。

粉体塗装を実施するこれらの設備のうち、粉体の安定供給は最終的に塗膜品質への影響が大きく、品質の向上のみならず生産性の向上にも重要な課題であり、これまでも多くの改善提案がなされてきている。一般に粉体の供給用として用いられるポンプは圧縮エアの流動に伴う負圧を利用して吸引し圧縮エアと共に送り出すインジェクタ方式のポンプあるいは往復ピストンによるシリンダ方式のポンプ等が用いられている。

インジェクタ方式の場合、供給量は吸引力を生み出す圧縮エアの圧力によって左右される他、供給路の抵抗等に左右され定量を安定供給することが難しく、定量供給には流量計による測定とその結果をフィードバックして前記圧縮エアを調節したり調整バルブを使用するなどの複雑な制御が必要とされている。これに対しシリンダ方式の場合は容積型のポンプであり定量を供給することが容易で、安定した供給ができる特長がある。

しかし、いずれにしてもこれらの供給ポンプに粉体を送り込み、もしくは吸引させるにあたって安定供給ができなければ、結果としてポンプからの定量安定供給は困難になり、まずはポンプ吸い込み側への粉体の安定供給が前提とされている。

一方被塗装物に対する需要者の要求は多様な仕上がり、色の変化を求めるようになってきており、粉体塗装においても多種塗料・色の仕上げを行えることが必要になってきている。このため塗料容器は少量のホッパーにより直接粉体供給ポンプに送り込み、ホッパーのみを交換し、簡単に清掃することで色替えが容易にできる設備が要求されている。

上部より粉体を容易に補給でき、上記のごとく色替え等の容易なホッパー方式による粉体の供給は、簡易で汎用性の高い方法として多くの利点があるが、下部の濾斗状に絞られた出口に粉体が集中するため粉体の種類によっては空洞が生じたり、ブリッジ現象により出口部からの粉体流出にバラツキが生ずるなどの問題が拭いきれない。このためホッパーそのものを振動させて内部の粉体が流出口に確実に落ち込むようにしたり、特開２００５−４０６８１に見られるように流出口の近くに振動体を設けて粉体の流動化を高め、ホッパーからの流出に安定性を持たせる改善等がなされている。

これまでの方法においてエアの吹込みによる流動化は流動床によるものや粉体容器の内部に設けた吸い込み口の周囲を局部的に流動化させるものがあるが、濾斗状の下部に吐出口があるホッパー式の容器の場合その部分を流動化させるのが困難で適していなかった。また振動による方法は各部に機械的な磨耗や損傷を与えやすく、取扱いの面でも安全性やメンテナンスに問題が残されている。

本考案は粉体塗装における粉体塗料の安定した定量供給に加え、ポンプに塗料を送り込む容器側を簡便なホッパー式として、色替えの容易化をはかり少量、多品種の被塗装物に対応できるようにし、粉体塗装の拡大をはかり、粉体塗装による省資源、環境影響への効果を得ることができる装置を提供することを目的としている。このためホッパー式の容器よりポンプに送りこむ粉体の流動安定性を高め、容器内の粉体に空洞化やブリッジ現象が起こらないようにしようとするものである。

本考案は、下端の吐出口に向けて濾斗状に徐々に縮小するホッパー容器下部の傾斜内周部に沿ってエアパイプを配置し、その外側の容器内面に向けて圧縮エアを噴出するエア孔を設ける。このエア孔はホッパーの濾斗状に縮小した斜面に向かってほぼ水平に噴出する多数の小孔として、噴射により傾斜面に衝突したエアの多くは上方に向かって流れるように位置付けたことを特徴とする。

ホッパー式の容器は下端に吐出口を設け、この吐出口に無駄なく流れやすくするため濾斗状に下部を傾斜させている。収容された粉体は吐出口のすぐ上の部分がポンプによって吸引されると、粉体塗料の種類や条件によって流動性が悪いものや凝集しやすいものは、周囲の粉体がブリッジ現象を起こし、空洞による吐出のむらが生じたり、上部に穴があいた状態となって平均的に流れなくなる。しかし前記の構成によりエアパイプから噴射したエアによって傾斜面の粉体を崩すようにして吐出口に落とし込むと同時に、水平方向に噴射し傾斜面に衝突したエアは反射によって上方に向かい、そこから上部の粉体を流動化させる。このため吐出口上部に穴ができることも無くなり、常時安定した粉体が吐出口に送り込まれることになる。

図1に示すようにホッパー式の容器１は円筒状容器の下方部分が濾斗状に形成されている。これによって形成される傾斜面２は図のように緩やかな円弧状でも直線状に形成した逆円錐形であっても良く、傾斜角度は垂直に近くなるほど粉体が落ち込みやすくなるが、容器の大きさに制約を受けることになる。本考案の種要素を構成するエアパイプ３は傾斜面の吐出口４に近い位置に傾斜面の内周に沿って環状に配置され、容器外に伸びる入口端にエアが導入されるエア継手５が設けてあり、ここから導入されたエアが前記環状部分に送り込まれる。環状のエアパイプ３の外周部にいくつかのエア孔１３が開けられ、圧縮エアを前記傾斜面に向けて噴射したとき、傾斜面に衝突した後エアの多くが反射して上部へ流れるように構成される。穴の数は限定されるものでは無く、容器１内周の大きさにより内周面全体を平均に噴射するように間隔を設けて開けられる。

図２は本考案を実施した粉体定量供給装置の外観図である。装置は往復式のシリンダを２つ併設し、交互に作動させて連続して吸い込み吐出を行う定量供給ポンプを内蔵した供給制御装置本体と、このポンプの吸込み側に供給ホース１１で接続されるホッパー式の容器１が台車１２上に搭載されている。供給装置にはポンプ１０の運転に必要なエア等の調整制御装置が組み込まれているが詳細な説明は省略する。

前記ホッパー式の容器１は、特に樹脂製に限定するものではないが図1に示すように容器１の下方を濾斗状に絞り、下部の吐出口４より、供給ホース１１を介して、前記ポンプ１０の吸込み側に接続されている。吐出口４の若干上部にあたる傾斜面２の内周に沿って、図３に示されるようなエアパイプ３を配設している。このエアパイプ３は樹脂パイプで環状に形成され、容器１に固定した止め具８で固定し、環状の一部にはＴ字状の分岐路９を設け、その先は容器１に取り付けたエア継手５に接続されている。

またエアパイプ３の外側には図４に示すように噴射用のエア孔１３が開けられ、前記容器１の傾斜面２に向けて噴射するようになっている。実施例では外周上に１．２ｍｍの大きさで１６個の孔がほぼ等間隔で開けられたが、もちろん容器の大きさや配置の位置等によって選択されもので、限定されるものではない。また傾斜面２のどの位置にするかも同様であるが、容器１の内部形状によっても異なるため、吐出口４上部の空洞化を起こしやすい位置すなわち傾斜面２が最も緩やかになっているすぐ上部あたりに設けている。

以上の構成によりホッパー内に粉体塗料を入れ、定量供給装置のポンプ１０を作動させることにより供給ホース１１を通じて吸い込みを行えば、粉体は吐出口４より送り込まれる。従来のホッパー容器のみの場合、容器内の粉体は、塗料の種類を含め諸条件によって吐出口４上部の粉体のみが落ち、その周囲が固まるように留まるブリッジ現象や、中央部のみ抜けてその周りが壁にように留まるホール現象が起きる可能性がある。しかし本考案の構成によりエアパイプ３のエア孔１３よりエアを噴射させれば、粉体が留まりやすい傾斜面２にエアを噴射させることで壁面に付着する粉体を崩して吐出口４に落とし込むようにすると共に、傾斜面２に当たったエアは反射によって上部に流動し、上部の粉体を流動化させながら容器１の上方に抜けていくことになり前記ホール現象が起こることも無くなる。

したがって常に安定した状態で吐出口に粉体塗料を送り込むことができ、定量供給ポンプへの安定供給が図れ、ポンプから粉体スプレーガンに定量の粉体を安定して供給し品質の高い粉体塗装を実現できることになる。

本考案の１実施例を示すホッパー容器の断面図である。 本考案の１実施例として使用される粉体定量供給装置の全体構成図である。 図１のホッパー容器の内部を上部より見た平面図である。 ホッパー容器内に配置されるエアパイプの外周面に開けられたエア孔を示す断面図である。

符号の説明

１ 容器
２ 傾斜面
３ エアパイプ
４ 吐出口
５ エア継手
７ 継手
８ 止め具
９ 分岐路
１０ ポンプ
１１ 供給ホース
１２ 台車
１３ エア孔

Claims (1)

1. 下端の吐出口に向けて濾斗状に徐々に縮小するホッパー容器下部の傾斜内周部に沿ってエアパイプを配置し、その外側の容器内面に向けて圧縮エアを噴出するエア孔を設け、該エア孔はホッパーの濾斗状に縮小した斜面に向かってほぼ水平に噴出する多数の小孔とし、傾斜面に衝突したエアの多くは上方に向かって流れるように位置付けられたことを特徴とするホッパー式粉体安定供給装置。
   

Images