JP3866295B2 - 粉体噴霧装置 - Google Patents

Description

半発明は、請求項１の前提部にかかわる静電粉体塗装用の紛体噴霧装置に関する。
ＤＥ ２７ ２２ １００ Ｃ２は、少なくても一つのチャンバーを備える粉体噴霧装置で、材料の流れに対向する針先対向電極と、この針先放電電極と逆極性を有し、これから離間して上流に配置された鈍角対向電極とが設けられている。粉体粒子の帯電を改良するために、直列に接続される複数のチャンバーを有する設計が、提案される。さらに、連続的に広がったり、狭まったりする効果がするようにチャンバーが設計されることを提案し、この設計は、同時に渦を巻かせて粉体材料を遅らせ、そして、その結果、力領域にさらに強力にさらされること確実に意図される。最後に、少なくとも一つの前記チャンバの外周全体に分布されるようにオリフィスが配置されることが、提案されており、これら、オリフィスを介して補助的な空気が導入され、空気と粉体の混合物の平均密度を現象させて帯電を改善している。
十分な効率でワークピースに粉体塗装を成し遂げるには、前記電極間の寸法が不十分であることは試験により証明されている。電極が粉体に直接接触するので、粉体は電極上に堆積し、そのため著しく帯電が弱まる。
このバッフル体を有する粉体噴霧装置において、このバッフル体と前記複数の電極との相対位置が、実質的な要素であることは、ＵＳ−Ａ−４，８１１，８９８，で指摘される。外部電極の使用は、ＵＳ−Ａ−４，２２８，９６１，で推測される。
請求項１の前提部にかかる粉体噴霧装置は、ＥＰ−Ａ−２３７，２４９で知られている。この装置は、チャンバーを有し、このチャンバーの横断面は、粉体と空気の混合体のための供給管の横断面より大きい。洗浄し得る空気が表面に吹く一つの接地電極と複数の高電圧電極は、前記チャンバーに配置される。
特に、前記チャンバー及び前記電極の設計は、陽極のプラズマと陰極のプラズマが発生されるような方法において、選択される。電圧は、このプラズマ電極に断続的に加えられる。試験は、スパークする、そして、電極の汚れる結果になるこれらの寸法が示される。
従って、本発明の基となる目的は、粉体粒子の帯電を改善し、かくして分離率の改善を導く粉体噴霧装置を特徴づけることにある。
請求項１の前提部に記載された粉体噴霧装置において、この目的は後段の特徴部により達成される。
特に電極上への粉体の堆積は、粉体粒子の不十分な帯電の原因となることが見出された。また、高い全体的効果を達成するために、チャンバ全体は、コロナで満たされ、そして、コロナの領域内の粉体粒子の激しい渦が、発生することも見出された。これらの効果は、一例としての実施の形態を参照しなが以下に詳細に述べられているように、請求項１の特徴部に述べられた内容により達成される。
有利な設計は、更なる請求項により、明確化される。１つの態様は、帯電の更なる改良、または領域制御、及びそれらによる効果を増大させるための１つ以上の外部電極の設計に関係している。
他の設計は、再イオン化のような最適条件が、良好な帯電と散乱効果との間で確立する結果のため、接地電極と高電圧電極との問の距離の可変的な設計に係わる。
本発明は、図に描かれた一例としての実施の形態を参照しながらより詳細に以下に記載されており、
図１は、粉体噴霧装置を示しており、
図２は、粉体噴霧装置の変形された出口領域を示しており、
そして、
図３は、粉体／空気混合物が噴霧方向と反対に導入されている粉体噴霧装置の基本的な図を示している。
図１は、粉体噴霧装置１０を示している。渦巻を形成するチャンバ１は、粉体噴霧装置１０の移動部６に設けられている。このチャンバ１は、好ましくは一例としての実施の形態において円筒状に形成されている。また、円形の断面の代わりに楕円形または多角形の断面が選択され得る。このチャンバの断面は、実質的に粉体及び空気ＰＬ用の供給導管１１の断面より広く形成されている。特に、この粉体／空気供給導管１１は、前記チャンバ１内にこのチャンバの主軸１２と直交する方向に開口している。原理的に、この粉体／空気混合物ＰＬは、噴霧方向１３、噴霧方向１３と反対方向（図３）、または噴霧方向１３とを直交する方向のいづれか１つの方向から導入され得る。この噴霧方向１３は、出口３方向で、この主軸方向と一致している。前記主軸１２と直交する方向の粉体／空気混合物の導入は、渦巻での顕著な改善と改善された帯電とをもたらすことが示されている。前記チャンバ１内で発生する激しい渦の乱流は、各粉体粒子が帯電密度の高い領域を通過して帯電される確率を増加させる。活性化された渦巻の結果として、同時に粉体粒子の分散が改善される。
粉体は、高電圧が付加されている針状の高電圧電極７で発生したコロナにより帯電される。この高電圧は、この粉体噴霧装置１０の一部である高電圧カスケード４の助けにより発生され、電気的な接続部２２を介してこの針状の高電圧電極へ供給される。
前記複数の高電圧電極７は、前記出口３の領域内に環状に配置され、接地電極５と関連して激しいコロナを形成する。この高電圧電極の選択された配置により、全ての粉体粒子は高い電界強度及び帯電密度を有する区域を通るように移動を強制される。もし必要であれば、結果としてもたらされる内部帯電は、前記出口３の領域に設けられ得る付加電極８による外部帯電によって付加的に強められ得る。外部バッフル体９は、比較的大きいか又は比較的小さい幅の回転対称の粉体群を発生させる。平面状の粉体ジェットを発生させるスリット状の平面ノズル２３は、また、このバッフル体９と交換することができる。
このような出口領域の変形例は、図２に示されている。この粉体噴霧装置の残りの部分の設計については、図１の装置と同じであり、以下に詳細に説明する。
前記複数の針状の高電圧電極７は、前方リング２内で外周方向に沿って分布するように環状に配設されている。前記出口３は、この前方リング２の上に設けられている。４ないし８個の高電圧電極、好ましくは６個の電極が設けられ得る。
前記前方リング２の領域内と高電圧電極７の近傍では、高電圧電極洗浄空気ＲＬＨがオリフィス１４を通して前記主軸１２を直交する方向に導入される。この洗浄空気は、前記電極７に堆積する粉体粒子を減少させる。この針状電極７の特に強力な洗浄は、この電極７が各々小管１５に挿入され、そこでこの空気ＲＬＨにより周囲が洗浄されるときに達成される。
前記チャンバ１は、プラスチック、ガラス又はセラミックスのような絶縁材料から形成される。このチャンバの長さは、７ないし１５ｃｍ、直径は、２ないし４ｃｍ、そして、前記高電圧電極７と前記接地電極５との間の距離は、７ないし１４ｃｍであることが好適である。この噴霧装置１０の好ましい設計としては、帯電及び再イオン化の点で最適値に設定可能にするために、前記接地電極５と前記高電圧電極７との間の距離を変更することが可能である。
この接地電極５は管状であり、前記主軸１２の方向が中心となるように移動部６に設けられている。この管状の接地電極５は、好ましくは、内径が０．３ｃｍであり、外径が０．５ｃｍである。チャンバ内部へ向いているこの接地電極５の端部において、前記電極は、丸められた端部１７が設けられた頭部２０により閉塞されている。接地電極５の頭部２０は、高圧電極７との間の放電を防止するため、絶縁材料で形成されたカバー１６で覆われている。この絶縁カバー１６は、その前側にほぼ０．１ないし０．５ｃｍの直径を有するカバー用オリフィス１８を備えている。
接地電極用の洗浄空気ＲＬＥは、接地電極５を通して導かれ、粉体粒子が接地電極に付着するのを防止する。更に、洗浄空気ＲＬＥは、粉体が付加的に渦状になることを確実にし、粉体／空気の比率は、空気の流速の変化により設定または制限され得る。
前記管状の接地電極５は、頭部２０の上流領域において、オリフィス１９を有し、そこを通して前記洗浄空気ＲＬＥは、管を通過して、接地電極５とカバー１６との間の間隙２１内に流入し、前記頭部２０の周りを流浄してカバー用オリフィス１８からチャンバ１内に現れ得る。
接地電極５と高電圧電極７とを各々効果的に洗浄するように供給される清浄空気ＲＬＥ，ＲＬＨは、粉体／空気混合物ＰＬの供給が停止された後、粉体粒子をチャンバ１の外へ吹き出し、粉体粒子が電極５、７上へ堆積するのを防止するために効果的に使用される。
図３は、粉体噴霧装置の基本的な例を示し、この装置には、上述したように、粉体／空気混合物ＰＬは、供給導管１１を通して噴霧方向と反対方向へ導入される。更に、図３は、内部バッフル体２４を追加的に示し、この内部バッフル体２４は、粉体粒子を前記針状高電圧７の近傍へ導く。粉体は、その後開口２５を介して現れ、外部バッフル体９に衝突する。図１を参照しながら説明した外部形状は、図３に係わる形状にも適用されることは当然のことである。

Claims (7)

1. 静電粉体塗装用の粉体噴霧装置であって、噴霧装置（１０）のチャンバ（１）内に少なくとも１つの高電圧電極（７）と接地電極（５）が、内部の粉体の帯電のために設けられ、チャンバ（１）の横断面が、粉体／空気混合物（ＰＬ）用の供給導管（１１）の横断面より大きく形成され、
   ａ）供給導管（１１）は、噴霧方向（１３）に直交する方向または、噴霧方向（１３）と反対方向でチャンバ（１）内に開口し、その結果、粉体の渦が形成され、
   ｂ）複数の高電圧電極（７）が、装置（１０）の出口（３）の上流の領域（２）内に環状に分布するように配置され、
   ｃ）洗浄空気（ＲＬＥ，ＲＬＨ）が、粉体が電極上へ堆積するのを防止するために、高電圧電極（７）と接地電極（５）との両方へ吹付けられ得る粉体噴霧装置において、
   ｄ）前記チャンバ（１）の長さが、７ないし１５ｃｍであり、直径が２ないし４ｃｍであり、
   ｅ）前記接地電極（５）と前記高圧電極（７）との間の距離が、７ないし１４ｃｍであり、
   ｆ）前記接地電極（５）は、管状であり、前記チャンバ（１）の前記主軸（１２）を中心とするように設置され、そして、チャンバ内部の方に向いている先端において、丸められた端部（１７）を備えた頭部（２０）により閉鎖され、
   ｇ）この頭部（２０）は、オリフィス（１８）を備え絶縁体で形成された絶縁カバー（１６）によって覆われていること、
   を特徴とする粉体噴霧装置。
2. 前記接地電極（５）と高電圧電極（７）との間の空間的な距離が調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の粉体噴霧装置。
3. 付加的な外部帯電または領域制御を行う少なくとも１つの付加電極（８）が、出口（３）の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体噴霧装置。
4. バッフル体（９）または平坦ノズル（２３）が、出口（３）の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体噴霧装置。
5. 前記チャンバ（１）は、プラスチック、ガラスまたはセラミックスのような絶縁材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の粉体噴霧装置。
6. 前記管状の接地電極（５）は、前記頭部（２０）の上流領域において、オリフィス（１９）を有し、このオリフィス（１９）を通って、洗浄空気（ＲＬＥ）が、接地電極（５）の中から、接地電極（５）とカバー（１６）との間の間隙（２１）内に流入し、前記頭部（２０）の周りを洗浄した後、カバー（１６）のオリフィス（１８）からチャンバ（１）内に現われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の粉体噴霧装置。
7. 前記高電圧電極（７）は、針状に形成され、各々小管（１５）内に設けられ、この小管を通して高電圧電極の洗浄空気（ＲＬＨ）が流れることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載の粉体噴霧装置。

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