JP3753775B2 - 回転式粉体塗装器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、噴霧器に関し、より詳しくは、一般的に粉体と呼ばれる微細な流動化した塗料材料（以下、粉体という）を噴霧し分配するための改良した噴霧器に関する。
【０００２】
【従来技術】
搬送流体流、例えば圧縮エア流で搬送された粉体を噴霧し分配するための回転式噴霧器が知られている。例えば、米国特許第 3,263,127号、米国特許第 3,356,514号、米国特許第 4,037,561号、米国特許第 4,114,564号の噴霧器である。これらの先行例にあっては、流動化した粉体を含む圧縮エア流が、反対側の端に略カップ状或いベル状の回転粉体流噴霧器が取付けられたモータシャフトの中心を通って供給される。搬送流体流れの源、例えば、流動ベッドへのシャフトの連結は、回転式の連結である。このことは、粉体を搬送する流れを供給する導管と、モータシャフトとの間で回転シールを形成し且つ維持することが要求される。これら２つの間の間のシール性に妥協すると、典型的な高侵入性および研磨性の粉体の漏れを生じる。このことによって、粉体がモータの中に漏れ、その結果、モータの構成部品を磨耗させ、また汚すことになる。また、これを教示するものに米国特許第 2,728,607号、米国特許第 5,353,995号がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、粉体搬送流の源、典型的には流動ベッドから延びる導管と、回転モータのシャフトを貫通して延びる供給通路との間になされるべき回転シールを必要としない構造を用いることによって、このような問題を改善することにある。
インデアナ州、インデアナポリス、230 通り、ノースウエスト街8227のＩＴＷ自動車部門から入手可能な改良型「DeVilbiss Ransburg AEROBEL（登録商標）」回転式液体噴霧器に関連して本発明を開示する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、微細な材料を噴霧し且つ分配するための装置は、デスペンサと、このデスペンサを回転させるためのモータとを有する。モータは出力シャフトを備える。デスペンサは、これによって回転するように出力シャフトに取付けられている。デスペンサは、略ベル形状の内面を有する。出力シャフトは、その長手方向に延びる通路を有する。搬送流体に随伴する微細な材料は、デスペンサから離れた通路の端に供給され、モータがデスペンサを回転させると、上記通路を通って上記内面まで供給される。上記内面内の上記通路の端には、デフューザが取付けられる。デスペンサとデフューザの縁との間に放出スロットが形成される。デフューザは、デスペンサの内面に対面し且つ上記縁によって囲まれた背面を有する。この背面は、随伴した微細な材料を上記通路から差し向けられる凹所を有する。
【０００５】
例示の実施例によれは、凹所は、ほぼ部分的な球状の形状である。
例示の実施例によれば、デスペンサの内面内の上記通路の端にデフューザを取付けるための手段は、デスペンサと一緒に回転できるようにデフューザを取り付けるための手段を有する。
例示の実施例によれば、更に、デフューザは、ネジ付き締結手段によって取付けられる。デフューザ及びデスペンサの内面には、ネジ付き締結手段を受け入れるための間隔保持手段および開口が設けられている。ネジ付き締結手段は、デフューザおよび内面のいずれか一方の開口を貫通して延び、また、デフューザおよび内面の他方の開口を貫通して、縁をデスペンサと間隔を隔てた関係でデフューザを取付けられる。
【０００６】
例示の実施例によれば、デスペンサは、更に、内面と、この内面と外面との間に延びる放出縁とを有する。デスペンサの外面は、電気的に非絶縁性の塗料からなる。
【０００７】
例示の実施例によれば、微細な材料を随伴した搬送流体は、デスペンサから離れた通路の端に供給され、この通路を貫通して延び且つ第２の通路を形成する供給チューブを介して、通路を通って内面に供給される。微細な材料を随伴した搬送流体は、デスペンサから離れた第２の通路の端に供給される。供給チューブは、出力シャフトと一緒に回転しないように取付けられている。
【０００８】
次の実施例の説明及び本発明を示す添付の図面を参照することによって本発明を明確に理解できるであろう。
【０００９】
【実施例】
図１ないし図７を参照すると、粉体搬送エア流の中の粉体は、樹脂製、例えばデルリン(Delrin)製の逆目(barbed)継手１００を介して回転式噴霧器１０４のマニホールド１０２に供給される。図示のマニホールド１０２は、アルミニウム合金或いはその他の金属で作られている。タービン１０６用の駆動エアは、マニホールド１０２のタービンエア用逆目継手１１０を介して供給される。図示のタービン１０６は、エアベアリング式タービンであり、そのシャフト１１２は、作動中、ミシガン州、アンアーバア、フェニックスドライブ745 のWestwind Air Bearings 社から入手できる種類のエアベアリング（図示せず）の中でエアクッションによって支持される。エアベアリング用のベアリングエアは、Ｔ形カプラー１１４（図２参照）及び雄コネクタ１１６を介してマニホールド１０２に供給される。Ｔ形カプラー１１４の他方の流出口１１８は、圧力スイッチ１１９に連結されている。ベアリングエア用雄コネクタ１１６への流れを中断すると、この中断は、圧力スイッチ１１９によって検出され、また、タービン１０６を休めるために、継手１１０へのタービン駆動用エアの流れおよび継手１００への粉体の流れが中断される。
【００１０】
タービン１０６の回転を遅くするブレーキ用エアは、継手１２０を介してマニホールド１０２に供給される。噴霧器１０４によって作られる噴霧粉体の雲の形を作るための成形エアは、成形エア用継手１２２に供給される。ファイバオプティクス速度変換器１２４、例えばDeVilbiss Ransburg製の型式SMC-29の誘導ファイバオプティクス変換器はタービン１０６の速度を監視してコントローラ（図示せず）に速度に関する情報をフィードバックし、これにより継手１１０、１２０へのエア供給の閉ループ制御が行われる。適当な高電圧コネクタ１２６および高電圧ケーブル（図示せず）は、マニホールド１０２およびタービン１０６の導電性ハウジング１２８を例えばDeVilbiss Ransburg製EPS 554 の電源のような適当な高圧電源に接続する。
【００１１】
シャフト１１２の出力端１３０（図４参照）は、ハウジング１２８から延出し、例えばデルリン(Derin) 製の成形エア用リング１３２を貫通している。成形エア用リング１３２は、デルリン製つまり高密度ポリエチレン製シュラウド１３４の前端に取付けられている。成形エア用リング１３２の周回りに設けられた成形エア用ギャラリ１３６は、スロット状成形エア用開口１４０を除いて、例えばデルリン製の成形エア用キャップ１３８によって閉塞されている。リング１３２の半径方向内方に延びる溝１４２は、リング１３２とキャップ１３８との間でエアの流れを作り、そして均一な幅の開口１４０を作って、噴霧粉体雲の形を作る均一なエアの流れを生成する。成形エアは、交差する通路１４４、１４６、１４８を通ってギャラリ１３６に供給される。通路１４４、１４６、１４８は、成形エア用リング１３２、例えばデルリン製の成形エア用リングアダプタ１５０と、例えばアルミニウム合金製の成形エア用マニホールド１５２とに設けられ、また、これらの間に設けられている。成形エアは、マニホールド１０２、タービン取付用リング１５６に設けられた成形エア通路１５４（図１および図５参照）、取付用リング１５６および成形エア用マニホールド１５２の逆目継手１５８、継手１５８間に延びる１本のチューブ１６０を介して、継手１２２から成形エア用マニホールド１５２に供給される。図示の取付用リング１５６はアルミニウム合金で作られている。図示の継手１５８は真鍮製の継手である。図示のチューブ１６０はポリエチレン製のチューブである。
【００１２】
使用済みのタービン１０６駆動エアは、タービン取付用リング１５６の半径方向内方に存在する排出ポートおよびタービン取付用リング１５６に形成されたエルボ形のリリーフ１６１（図５参照）を通り、螺合した締結具１６４によってタービン取付用リング１５６に固定されたフェルトのマフラーストリップ１６２（図１参照）を通じてタービン１０６から排気される。この使用済みタービン駆動エアは、シュラウド１３４の内部を前方に流れ、成形エア用リング１３２の排気通路１６６を通って、シャフト１１２の出力端１３０に固定された粉体ベル１６８の回りに外方に排出される。この排出エアは、粉体ベル１６８の内部から流出する噴霧粉体の雲を制限するエンベロープを作るためにスロット開口１４０から流出する成形エアを助ける。継手１２０を通じてタービンに供給されるタービン１０６ブレーキ用エアは同じ通路を通って排出される。
【００１３】
タービンハウジング１２８およびシャフト１１２には、中心通路１７０、１７２が夫々設けられ、この両方の通路は、粉体継手１００を通じてアクセス可能である。例えばステンレス製あるいはデルリン製の粉体供給チューブ１７４は、半径方向且つ円周方向に延びる略カップ状のフランジ１７６を備え、また、通路１７０、１７２およびマニホールド１０２の整列した開口を貫通して延びて、継手１００と密封係合状態にある。チューブ１７４と継手１００との間のＯーリング１８０は、この密封を確実にする。フランジ１７６の整列した孔およびタービンハウジング１２８を通るキャップネジ１７８は、粉体供給チューブ１７４をハウジング１２８に固定し、また、チューブ１７４の外周をシャフト１１２の中心通路１７２の壁から均一に間隔を隔てる。マニホールド１０２のタービン１０６側の継手１８２、１８４、１８６、１８８には、Ｏーリングシール体１９０が設けられ、シール体１９０は、タービン用エア、ブレーキ用エア、成形エア、タービンシャフトベアリング用エアを夫々供給するために、タービン取付用リング１５６とタービンハウジング１２８の対の通路を密封する。これら継手は、全て、マニホールド１０２に取付けられた３つの周方向に等間隔のリーフスプリングの引張ラッチ１９２によって密封状態で保持され、これらラッチ１９２は保持ボタン１９４に係合し、このボタン１９４は、シュラウド１３４を介してタービン取付用リング１５６に周方向に等間隔に取付けられている。この構成によって、保守のために、タービン１０６、シュラウド１３４及びこれに関連する構成部品を、マニホールド１０２及びこれに関連する構成部品から取り外すことができる。
【００１４】
ベル１６８及びこれに組付けられた粉体拡散バッフル２００に関し、ベル１６８には内部ネジが設けられ、この内部ネジは、ベル１６８を取付けるためにシャフト１１２の出力端１３０で外部ネジと係合する。これにより、シャフト１１２と一緒に回転可能にベル１６８が取付けられる。粉体ベル１６８にはデフューザ２００が取付けられ、この結果、デフューザ２００はベルと一緒に回転する。デフューザ２００は、ネジ付き締結具によって粉体ベル１６８に取付けられ、このネジ付き締結具は、デフューザ２００に周方向に等間隔に設けられた座ぐり孔２０３を貫通し、真円の円筒状スペーサ２０５を通って、粉体ベル１６８の前面つまり内面の３つの周方向に等間隔のネジ付き孔まで延びている。デフューザ２００の背面２１０及びこれに対面するベル１６８の前面の形状によっては、スペーサ２０５のための座を形成するために、逃げ部２０１つまりランドを、それらの表面に成型、機械加工、或いは他の方法で形成してもよい。スペーサ２０５は、ベル１６８の放出縁２０８とデフューザ２００の背面２１０との間に周回りのスロット状開口２０６を作るのに十分な長さのものである。図示のスペーサ２０５は、ポリエーテルケトンで作られている。シャフト１１２と放出縁２０８との間のベル１６８の外面２１７は、粉体がスロット２０６を通って分配されるときに粉体の帯電を助成するために、イリノイ州、ロックフォードのHydrometals 社のG.C.エレクトロニクス部門から入手可能なTube Koat 塗料のような導電性塗料で被覆される。
【００１５】
デフューザ２００のための他の取付構造が可能であるのは勿論である。図１２にあっては、例えば、ベルに３つの周方向に等間隔の孔２０９が設けられ、これら孔２０９の中に、ネジ付き孔２１３を備えたインサート２１１が圧入されている。図示のインサート２１１は、このインサートを一層導電性にするために、１５％のグラスファイバと３０％のカーボンファイバとを充填したナイロンで作られている。シャフト１１２とインサート２１１と間の図１２のベルの外面２１７は、粉体がスロット２０６を通って分配されるときに粉体の帯電を助成するために、先に述べた種類の導電性塗料で被覆されている。スペーサ２０５の内面およびデフューザ２００の背面つまり内面２１０は、また、そのような材料で被覆されている。ベル１６８の４０００rpm 程度の比較的低回転のために、ベル１６８とこれに隣接する粉体供給チューブ１７４の表面との間のシールは、例えば、フェルトつまりポリテトラフルオロエチレン製のシールリング２０２を用いて行われる。これにより、粉体供給チューブ１７４から分配される粉体が、通路１７２と粉体供給チューブ１７４の外壁との間の空間を通って、タービン１０６の中へ移行するのを防止できる。スペーサ２０５は、ベル１６８の放出縁２０８とデフューザ２００の背面２１０との間の周回りのスロット状開口２０６を形成するのに十分な長さのものである。
【００１６】
ベル及びデフューザの別の形態が可能である。その幾つかを図４および図９ないし図１４に例示する。その各々において、チューブ１７４に沿って供給される流動化粉体は、チューブ１７４の外端２０４から出て、デフューザ２００の背面２１０に向けられ、そして、スロット２０６を通って外方に差し向けられる。図示のデフューザの各々には、その背面２１０に部分的な球状凹所２１２が設けられている。凹所２１２は、供給チューブ１７４の軸線２１４と同軸である。外端２０４を出た流動化粉体が凹所２１２に衝突することによって生成される乱れによって、この流動化粉体が表面２１０に衝撃融合する恐れを減じ、また、スロット２０６からの流動化粉体の移行を促進して分配した粉体雲を形成する。ベルの縁に、図１３、図１４に示すように、切欠２１６を設けて、粉体雲全体への粉体の均一な分散を促進するようにしてもよい。
【００１７】
本発明は請求項１に記載した態様の他に、以下の態様が考えられる。
（１）請求項１において、前記デフューザが、ネジ付き締結手段と、間隔保持手段と、前記デフューザ及び前記内面に設けられ、前記ネジ付き締結手段を受け入れるための開口とを有し、該ネジ付き締結手段が、前記デフューザの前記開口或いは前記内面のいずれか一方を通り、次いで前記間隔保持手段を通り、次いで前記デフューザ或いは前記開口の他方を通って、前記デフューザを前記縁が間隔を隔てた関係で前記デスペンサーに取付ける。
（２）請求項１において、前記デスペンサーが、外面と、内面と外面との間に延びる放出縁とを有し、該デスペンサーの外面が、非絶縁性コーティングからなる。
（３）上記（２）において、前記デフューザを前記内面内の前記通路の端に取付けるための手段が、前記デスペンサーと一緒に回転できるように該デフューザを取付ける手段からなる。
（４）請求項１において、前記内面まで供給するために、搬送流体に随伴した微細な材料を前記デスペンサーから離れた前記通路の端に供給するための手段が、前記通路を貫通して延び且つ第２の通路を形成する供給チューブと、該搬送流体に随伴した微細な材料を前記デスペンサから離れた前記第２の通路の端に供給するための手段と、前記出力シャフトと一緒に回転しないように前記供給チューブを取付けるための手段とからなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って作られた回転体の一部切欠側面図。
【図２】図１の回転体の背面図。
【図３】図２の切断線３−３にほぼ沿った拡大部分断面図。
【図４】図２の切断線４−４にほぼ沿った拡大部分断面図。
【図５】図１の詳細な正面図。
【図６】図１の詳細な背面図。
【図７】図４に示す詳細図の長手方向断面図。
【図８】図７の切断線８−８にほぼ沿った図７の詳細な端面図。
【図９】図４に示す詳細図の変形例の詳細な長手方向拡大断面図。
【図１０】図４に示す詳細図の変形例の詳細な長手方向拡大断面図。
【図１１】図４に示す詳細図の変形例の詳細な長手方向拡大断面図。
【図１２】図４に示す詳細図の変形例の詳細な長手方向拡大断面図。
【図１３】図４に示す詳細図の変形例の詳細な長手方向拡大断面図。
【図１４】図１３の切断線１４−１４にほぼ沿った詳細な長手方向拡大図。
【符号の説明】
１０６ タービン
１１２ シャフト
１６８ バッフル
１７０ 中心通路
１７２ 中心通路
１７４ 粉体供給チューブ
２００ デフューザ
２０３ 座ぐり孔
２０５ スペーサ
２０８ 放出縁
２１０ デフューザの背面
２１２ 凹所
２１７ ベルの外面

Claims (1)

1. 微細な材料を噴霧し分配するための装置であって、
   ベルと、
   該ベルを回転させるためのタービンと、を有し、該タービンは出力シャフトを備え、前記ベルは前記出力シャフトに取付けられて、これにより回転し、前記ベルは、略ベル状の内面を有し、前記出力シャフトは、その長手方向に延びる第１の通路を備え、
   更に、前記第１の通路の中を通って延びる供給チューブを有し、この供給チューブは、第２の通路を構成し、
   前記タービンにより前記ベルを回転させるとき、搬送流体に随伴した微細な材料を、前記ベルから離れた方の前記第２の通路の端に供給し、更に、前記第２の通路の中を通して、前記内面まで供給し、
   前記供給チューブは、それが前記出力シャフトと共に回転しないように取付けられ、
   更に、デフューザと、
   該デフューザを前記内面内の前記第２の通路の端に取付けるための手段と、
   前記ベルと前記デフューザの縁との間に形成された放出スロットと、を有し、
   前記デフューザは、前記内面に対面し、且つ、該デフューザの縁によって囲まれた背面を備え、該背面は、前記第２の通路から前記随伴した微細な材料が差し向けられる凹所を備え、該凹所は、ほぼ部分的な球状の形状を有し、
   前記デフューザを前記内面内の前記第２の通路の端に取付けるための手段は、前記ベルと一緒に回転できるように前記デフューザに取付ける手段である、ことを特徴とする装置。

Images