JP3574934B2 - 静電粉体塗装における加速エア吹込器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、静電粉体塗装における搬送空気流によって搬送される粉体塗料と搬送空気との混合流体の搬送速度を更に加速してやるための、加速エア吹込器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電粉体塗装において、粉体塗料を流動床式ホッパーの内部で流動化し、該粉体塗料をエゼクターポンプでエゼクト用圧縮空気と共に管路を介して粉体噴出ガンまで搬送し、粉体噴出ガンから被塗物へ向けて噴出し塗布する方法は、よく知られた技術である。この静電粉体塗装方法に用いる粉体噴出ガンには、高電圧印加用のコロナピンを設た粉体噴出ガンと、摩擦によって粉体塗料に静電気を帯電させる摩擦帯電式の粉体噴出ガンとが知られている。
【０００３】
本発明は、粉体噴出ガンに粉体塗料を効果的に供給するための加速エア吹込器の改良に関するもので、その従来構造を図面を用いて説明する。すなわち、図３は従来の静電粉体塗装装置の全体構成の概略を示めす図である。図において符号１は流動床式のホッパーで、該ホッパー１の底部には通気性多孔質板２によって仕切られた空気室３が構成され、空気室３に供給された圧縮空気４は、この空気室３から通気性多孔質板２を通過してホッパー１内へ上昇し、通気性多孔質板２上にある粉体塗料５を流動化する。
【０００４】
またホッパー１の底部には、空気室３を貫通してホッパー１内と連通した排出管６が設けられ、該排出管６は、エゼクタポンプ７と連結されている。そして、流動化されたホッパー１内の粉体塗料５は、排出管６を通ってエゼクタポンプ７へ流出する。エゼクタポンプ７のエゼクト用圧縮空気８は、図外の調整装置を介して供給される。これにより、ホッパー１内の粉体塗料５は、排出管６を介してエゼクタポンプ７内へ吸引され、エゼクタポンプ７の吐出側に取り付けられた管継手９を介して加速エア吹込器１０へと、圧送される。
【０００５】
エゼクタポンプ７の下流には、管継手９を介してエゼクト用圧縮空気８と共に圧送される粉体塗料５を、更に加速するための加速エア吹込器１０が設けられる。本発明はこの加速エア吹込器１０に関するものである。粉体塗料と空気の混合流を加速すると、粉体塗料粒子の分散を良くし、均一でむらのない塗布が短時間で得られると共に摩擦帯電方式を採用する場合、後述の粉体噴出ガン１１の摩擦静電帯電機構を粉体塗料５が通過するときに、粉体塗料に印加される摩擦静電電荷量は速度に応じて増加するので、粉体塗料が被塗物へ塗着する塗着効率が向上する。加速エア吹込器１０は、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２を有する内筒１３と、通路１２と同心状に内筒１３の回りに空気室１４を構成するように設けられる外筒１５とを組み合わせて構成されている。
【０００６】
内筒１３の円周上には、ほぼ等間隔をおいて加速エア吹込孔１６が通路１２と空気室とを連通して設けられている。これらの加速エア吹込孔１６は、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２の軸心に向かって孔設されると共に流れ方向下流へ向けて傾斜している。また加速エア１７は、図示されない調整装置を介して空気室１４に供給され、空気室１４から下流へ向けて傾斜して設けた加速エア吹込孔１６から粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２内へ噴出し、粉体塗料と空気の混合流の速度を加速制御する。粉体塗料と空気の混合流の流れは、ほぼ直線的である。
【０００７】
加速エア吹込器１０の下流側には、空気希釈器１８が設けられる。この空気希釈器１８は、通気性多孔質材からなる内筒１９と、該内筒１９の回りに空気室２０を構成するように設けられる外筒２１とを組み合わせて構成されている。希釈エア２２は、図示されない調整装置を介して空気室２０に供給され、通気性多孔質材からなる内筒１９の全周囲から内部へ浸透し、粉体塗料と空気の混合流を希釈制御する。
【０００８】
空気希釈器１８の下流側には、静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１が設けられる。図示のものは摩擦式の静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１で公知のものであり、例えば特公昭６２−２４１３５号（出願人：イカブ・インダストリアル）あるいは特開平６−２０６０１８号（出願人：ノードソンコーポレーション）等が用いられる。図３に示したものは、特開平６−２０６０１８号に示される型式のものであり、これは中空の外側シリンダー２３と、内側コア２４との間に構成される波形の輪状隙間２５を、粉体塗料が通過するときに、外側シリンダー２３又は内側コアー２４の波形をした表面に、粉体塗料が繰り返し接触することにより摩擦的に静電荷が帯電される。
【０００９】
静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１で帯電された粉体塗料は、粉体噴出ガン１１の噴出孔２６から被塗物へ向けて噴出し塗布される。なお被塗物の形状や塗装目的等に応じて、静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１の先端に種々のノズル形状をしたアタッチメントを装着することがある。また加速エア吹込器１０の下流に設けられた空気希釈器１８は、粉体塗料の性状や塗布作業の目的によって省略される場合があり、省略された場合には、加速エア吹込器１０の下流に静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１が、直接接続されることもある。本発明は、このように構成される従来の静電粉体塗装装置における加速エア吹込器１０の改良に関するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の静電粉体塗装装置には、次のような問題があった。すなわち、コンベア等によって運ばれてくる、個々の被塗物に合わせて粉体塗料の噴出をＯＮ、ＯＦＦ制御する場合には、エゼクト用の圧縮空気８の供給と加速エア１７の供給とを同期してＯＮ、ＯＦＦ制御して行われるが、粉体塗料の噴出を停止したときに、どうしても微量の粉体塗料が搬送経路中の下側部分に残留し、これが噴出再開時の初めの時期に一度に噴出され、従って吹き始めから吹き終りまでの間に噴出量のばらつきが発生する。
【００１１】
また噴出パターンは、塗布の厚みが上部で薄く、下部が厚くなってしまうことである。更に噴出中においても極く微量ながら失速した粉体塗料の粒子が発生し、これが搬送経路中の下部に溜り、この溜り量がある限界値に達するとこれが一度に噴出するという脈動現象が発生し、やはり噴出パターンが上部に薄く、下部に厚くなるといった問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、静電粉体塗装における、粉体塗料を間欠的に噴出し塗布する際に、吹き始めから吹き終りまでの間の噴出量のばらつきを少なくし、また噴出中に発生する脈動を防止し、更に粉体塗料の噴出パターンが３６０度均一な厚みになるような、静電粉体塗装装置における加速エア吹込器を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題と解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために次のような構成とした。すなわち、流動状態の粉体塗料をエゼクタポンプ（７）によって波形の輪状隙間（２５）でなる粉体塗料通路を有した摩擦式の静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン（１１）へ間欠的に搬送し、粉体噴出ガン（１１）から被塗物へ向けて間欠的に噴出し塗布する静電粉体塗装装置において、前記エゼクタポンプ（７）の下流側であって、かつ静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン（１１）の上流側に設けられる加速エア吹込器（１０）であって、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）を有する内筒（１３）と、該内筒（１３）の外周に設けられた外筒（１５）との間に空気室（１４）を構成し、該空気室（１４）には、加速エアの取り入れ口（２７）を設けると共に、空気室（１４）と通路（１２）とを連通する複数の加速エア吹込孔（１６）が粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）の軸心に対してねじれ角（α）を持って設けられて構成され、該取り入れ口（２７）から該空気室（１４）に取り入れられた加速エアを該複数の加速エア吹込孔（１６）から該通路（１２）内へ噴出させ、該通路（１２）において粉体塗料と空気の混合流を螺旋状に旋回させながら下流の粉体噴出ガン（１１）の該波形の輪状隙間（２５）でなる粉体塗料通路へ送り該粉体塗料通路内を螺旋状に旋回させながら進行させ粉体噴出ガン（１１）の噴出孔（２６）から被塗物へ向けて噴出させる構成としたことを特徴とする、静電粉体塗装における加速エア吹込器とした。
【００１４】
また前記加速エア吹込孔（１６）が、内筒（１３）に孔設されている、静電粉体塗装における加速エア吹込器とした。
更に前記加速エア吹込孔（１６）が、内筒（１３）の外周に設けられた、はす歯歯車状の溝とこれを包囲する外筒（１５）とによって構成されている、静電粉体塗装における加速エア吹込器とした。
【００１５】
【作用】
次に本発明の作用について説明する。本発明では、前記したような構成の静電粉体塗装における加速エア吹込器としたで、流動状態の粉体塗料は、エゼクタポンプ（７）によってエゼクト用の圧縮空気と共に粉体塗料と空気の混合流となって加速エア吹込器（１０）へと圧送される。加速エア吹込器（１３）では加速エア取入口（２７）から空気室（１４）へ取り入れられた加速エアが、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）の軸心に対して、ねじれ角（α）を持った加速エア吹込孔（１６）から粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）内へ勢いよく噴出し、粉体塗料と空気の混合流を加速制御する。
【００１６】
その際、加速エア吹込孔（１６）が、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）の軸心に対して、ねじれ角（α）を持って構成されているので、粉体塗料と空気の混合流は、螺旋状に旋回しながら下流へと進行する。そして静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン（１１）内においても螺旋状に旋回しながら進行し、噴出孔（２６）から被塗物へ向けて噴出し塗布される。
【００１７】
そして粉体塗料の噴出をＯＮ、ＯＦＦ制御する場合、粉体塗料の噴出を停止したときに搬送経路中の下側部分に残留する微量の粉体塗料は、噴出再開時に加速エア吹込孔から吹き込まれる加速エアの旋回流に支配されて、以降旋回流として流れるので、経路内で３６０度円周方向に分散拡散されるので、従来に比べて噴出再開時の初めの時期に一度に噴出する現象が軽減され、また噴出中に失速した粉体塗料の粒子も螺旋状の旋回流の作用をうけて、通路の下側に局所的に滞留することもなく、噴出パターンも３６０度むらのない塗布パターンが得られる。
【００１８】
【実施例】
以下本発明の静電粉体塗装における加速エア吹込器を、その実施例を示す図面を用いて詳細に説明する。図１の（Ａ）は本発明の静電粉体塗装における加速エア吹込器の縦断面図であり、図１の（Ｂ）は図１の（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２は加速エア吹き込み器の他の実施例を示めす部分断面図である。なお従来の静電粉体塗装装置と同様の機能を果たす部分には、図３に示した符号と同一の符号を用いて説明している。
【００１９】
図において、粉体塗料と空気の混合流はエゼクタポンプによって矢印Ｂ方向に圧送される。加速エア吹込器１０は、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２を有する内筒１３と、通路１２と同心状に内筒１３の回りに空気室１４を構成するように設けられる外筒１５と、を組み合わせて構成されている。外筒１５には空気室１４に連通する加速エア取入口２７が設けられている。また内筒１３の円周上には、ほぼ等間隔をおいて加速エア吹込孔１６が、通路１２と空気室１４とを連通して設けられている。これらの加速エア吹込孔１６は、粉体塗料と空気の混合流が通過する流れ方向下流に向けて傾斜していると共に、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２の軸心に対して、ねじれ角αを持って孔設されている。
【００２０】
この実施例では、エゼクタポンプによって搬送される粉体塗料と空気の混合流は、加速エア吹込器１０内において、加速エア吹込器１０の加速エア取入口２７から空気室１４へ取り入れられた加速エア１７が、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２の軸心に対して、ねじれ角αを持った加速エア吹込孔１６から、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路１２内へ、勢いよく噴出し、加速制御される。
【００２１】
その際、加速エア吹込孔１６が、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路の軸心に対して、ねじれ角αを持って構成されているので、粉体塗料と空気の混合流は、螺旋状に旋回しながら下流へと進行する。そして摩擦式の静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン１１内においても螺旋状に旋回しながら摩擦帯電し、噴出孔２６から被塗物へ向けて噴出し塗布される。
【００２２】
そして粉体塗料の噴出をＯＮ、ＯＦＦ制御する場合、粉体塗料の噴出を停止したときに搬送経路中の下側部分に残留する微量の粉体塗料は、噴出再開時に加速エア吹込孔から吹き込まれる加速エアの旋回流に支配されて、以降旋回流として流れるので、経路内で３６０度円周方向に分散拡散されるので、従来に比べて噴出再開時の初めの時期に一度に噴出する現象が軽減され、また噴出中に失速した粉体塗料の粒子も螺旋状の旋回流の作用をうけて、通路の下側に局所的に滞留することもなく、噴出パターンも３６０度むらのない塗布パターンが得られる。
【００２３】
さらに粉体塗料が螺旋状の旋回流となって摩擦式の静電帯電区域内を通過することにより、従来の直進に比べて走行距離が長くなるので、摩擦静電帯電効率が上がり、粉体塗料の粒子の持つ静電量が上がり、被塗物への塗着効率も高められる。本発明者らの実験によれば、本発明の加速エア吹込器を用いることにより、従来の技術に対して粉体塗料粒子の帯電量は１５〜２０％向上し、塗着効率においても約２０％の向上がみられた。
【００２４】
次に他の実施例を図２に基づいて説明する。図２では、前記した通路１２と空気室１４とを連通して設けられる加速エア吹込孔の構成が、内筒１３の外周に設けられたねじれ角αを有する複数の、はす歯歯車状の溝２８と、これを包囲する外筒１５とによって構成されている。なお溝２８は、外筒１５側に設けることも可能である。この実施例においても溝２８は、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路の軸心に対して、ねじれ角αを持って構成されているので、前記実施例と同様の作用、効果が得られる。なお、本実施例では摩擦式の静電帯電機構を備えた粉体噴出ガンの事例を述べたが、高電圧印加用のコロナピンを設けた粉体噴出ガンにも適用できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の静電粉体塗装における加速エア吹込器は、上記詳述したような構成としたので、静電粉体塗装における、粉体塗料を間欠的に噴出し塗布する際に、吹き始めから吹き終りまでの間の噴出量のばらつきを少なくし、また噴出中に発生する脈動を防止し、更に粉体塗料の噴出パターンが３６０度均一な厚みになるような、静電粉体塗装装置における加速エア吹込器を提供することができる。更に本加速エア吹込器を用いることにより、粉体塗料が螺旋状の旋回流となって摩擦静電帯電区域内を通過するので、従来の直進に比べて走行距離が長くなるので摩擦静電帯電効率が上がり、粉体塗料の粒子の持つ静電量が上がり、被塗物への塗着効率も高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の摩擦帯電式静電粉体塗装における加速エア吹込器の縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明による加速エア吹込器の他の実施例を示めす部分断面図。
【図３】静電粉体塗装装置の全体構成の概略を示めす図。
【符号の説明】
１…ホッパ、 ７…エゼクタポンプ、 １０…加速エア吹込器、 １１…粉体噴出ガン、 １２…通路、 １３…内筒、 １４…空気室、 １５…外筒、 １６…加速エア吹込孔、 １７…加速エア、 １８…空気希釈器、 ２８…溝、

Claims (3)

1. 流動状態の粉体塗料をエゼクタポンプ（７）によって波形の輪状隙間（２５）でなる粉体塗料通路を有した摩擦式の静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン（１１）へ間欠的に搬送し、粉体噴出ガン（１１）から被塗物へ向けて間欠的に噴出し塗布する静電粉体塗装装置において、前記エゼクタポンプ（７）の下流側であって、かつ静電帯電機構を備えた粉体噴出ガン（１１）の上流側に設けられる加速エア吹込器（１０）であって、粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）を有する内筒（１３）と、該内筒（１３）の外周に設けられた外筒（１５）との間に空気室（１４）を構成し、該空気室（１４）には、加速エアの取り入れ口（２７）を設けると共に、空気室（１４）と通路（１２）とを連通する複数の加速エア吹込孔（１６）が粉体塗料と空気の混合流が通過する通路（１２）の軸心に対してねじれ角（α）を持って設けられて構成され、該取り入れ口（２７）から該空気室（１４）に取り入れられた加速エアを該複数の加速エア吹込孔（１６）から該通路（１２）内へ噴出させ、該通路（１２）において粉体塗料と空気の混合流を螺旋状に旋回させながら下流の粉体噴出ガン（１１）の該波形の輪状隙間（２５）でなる粉体塗料通路へ送り該粉体塗料通路内を螺旋状に旋回させながら進行させ粉体噴出ガン（１１）の噴出孔（２６）から被塗物へ向けて噴出させる構成としたことを特徴とする、静電粉体塗装における加速エア吹込器。
2. 前記加速エア吹込孔（１６）が、内筒（１３）に孔設されている、請求項１に記載された静電粉体塗装における加速エア吹込器。
3. 前記加速エア吹込孔（１６）が、内筒（１３）の外周に設けられた、はす歯歯車状の溝とこれを包囲する外筒（１５）とによって構成されている、請求項１に記載された静電粉体塗装における加速エア吹込器。

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