JPH04501532A - 脈動式フィルタカートリッジ清掃機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 脈動式フィルタカートリッジ清掃機構 本発明は空中浮遊粒状物質の収集装置に関する。粉体塗装装置において、粉体に よって塗装される被塗装物に当たらず、またはこれに付着できなかった未使用の 塗装用粉体を収集する装置に関連して本発明は開示されている。このように本発 明は前記に関連して開示されているものの、他の空中浮遊粒状物質の収集工程に も同様に有用であると考えられる。

未使用の塗装用粉体を収集する代表的な装置は、粉体塗装機の近傍より引き込ま れる粉体を帯びた空気を循環し、濾過する１つ以上のホッパを含み、非付着粉体 はこれより回収される。これらホッパは一般にアコーディオン−ひだ付き紙のカ ートリッジ式フィルタ乃至他の適当なフィルタ媒体を備えている。回収された空 気は、フィルタ媒体を介して吸引されるもので、一般にはホッパの頂部で、フィ ルターカートリッジの内側にある送風機により行なわれる。非付着粉体は、回収 された空気がフィルタ媒体を介して吸引される時に、カートリッジの外面に付着 する。この工程が相当期間途切れずに続くとなると、フィルタに粉体かたまり、 フィルタを介する空気流が著しく減少するために効果がなくなる。その結果、適 当な間隔でカートリッジを清掃することが粉体塗装工業での基準となっている。

カートリッジを清掃する時に、粉体はフィルタより収集ホッパの底に落下し、そ こで回収されると共に再使用される。

通常この清掃作業はフィルタによって逐次行われるか、または他の適当な制御手 順に従い行われる。常時十分なだけの多数のフィルタがホッパと共に設けられて おり、適当な時間にフィルタを順番に清掃することにより、粉体を帯びた空気の 回収ホッパへの定常流を著しく乱さないようになっている。従って、周期的なフ ィルタ清掃は現に行なわれている塗装工程に悪影響を及ぼさない。

粉体回収フィルタの清掃システムとして少なくとも２つが一般に知られている。

その１つはフィルタの送風機側の弁を閉じることによりフィルタを通る空気流を 遮断し、次いでフィルタ内側に配設した多数の可動噴射器より逆空気流を導いて フィルタから粉体を打ち落す。粉体はホッパの底に落下し、ここで回収され、再 使用される。

もう１つの一般的システムは、カートリッジ内に適当な間隔で、圧縮空気をその 正常な空気流と逆方向に脈動させるものである。通常この技術をフィルタの「脈 動」と称している。

こういった各システムには問題もある。前者の場合、噴射器を支える装置が各フ ィルタカートリッジ内部に吊下げられている。異なった色彩の粉体を塗装する場 合、色替を実施しようとすると、実際の設備毎に異なったホッパが必要となる。

これは噴流を搬送する機器が吊下げられた送風機を粉体ホッパに対して持ち上げ て２つを離間し、異なる色彩の粉体を供給する他のホッパを移動して送風機の下 で使用できるように配置せねばならぬことになる。

前記各システムの内の後者の場合、各フィルタの出口近傍に高圧脈動噴射器を取 付ける必要があり、こねにより粉体を各フィルタより吹き飛ばすのに必要な脈動 空気を供給する。このような構成のシステムはかなりの騒音を発生し易く、作動 時の脈動噴射器の騒音は８Ｏ−８５ｄＢの範囲に亘る。

本発明による粒状物賀回収システムは粒状物質を運ぶ気体流を供給するものであ る。粒状物質を帯びた気体は上流側と下流側を有するフィルタを環流し、気体が 下流側に流入する間、粒状物質は上流側に止どまる。下流側は開口を介して空気 室に排気するが、空気室内の気体圧は上流側の気体圧より低く、そして、そこに はフィルタを介して逆方向に清掃気体を間欠的に供給して上流側から粒状物質を 除（手段が設けられている。第１の弁は開口を通る気体流を制御する。前記第１ の弁は清掃気体流を間欠的に供給する手段と同期して作動し、清掃気体流を間欠 的に供給する手段がこの清掃気体流を供給する時には、フィルタを介して上流側 から下流側へ流れるのを実質的に止める。

本発明は以下の詳細な説明及び本発明を説明する添付図面により良（理解される であろう。図面において、第１図は粉体塗装装置の一部破断の側面図である。

第２図は従来技術による多重噴射システムの詳細縦断面図である。

第３図は従来技術による脈動式システムの詳細縦断面図である。

第４図は本発明の実施例に従９てフィルタを非清掃状態に配置したシステムの部 分拡大詳細縦断面図である。

第５図は本発明の実施例に従ってフィルタを清掃状態に配置したシステムの部分 拡大詳細縦断面図である。

第６図は本発明に従い構成した粉体塗装装置の一部破断の側面図である。

第７図は第６図の実施例に従ってフィルタを非清掃状態に配置したシステムの部 分拡大詳細縦断面図である。

第８図はブース／ホッパを移動及び復帰状態に配置した第７図の部分拡大詳細縦 断面図である。

第１図はコンベヤ１４に吊下げた被塗装物１２用の粉体塗装装置１０を示す。ホ ース１８を介して供給される空気流に乗せられた塗装用粉体を塗装する粉体塗装 機又は塗装ガン１６を通過するように、コンベヤ１４は被塗装物１２を搬送する 。ホース１８は、吹付塗装作業・が行われるキャビネット又はブース２２の底の 一部分を形成する、通常流動床の形状をしているホッパ２０より空中浮遊粉流を 受ける。一般にガン１６は空中浮遊粉体を塗装する際に帯電する。帯電用電力は 高圧源２６より高圧ケーブル２４を介して供給する。カートリッジ２８−タイプ のフィルタ機構３０はブース２２に組込まれており、ブース２２及びカートリッ ジ２８を矢印３２の如く流通する空気から濾過された粉体はホッパ２０に落下し 、かつ流動化すると共にホース１８を介してガン１６に再び送られる。

装置１０内の空気流３２は、カートリッジ２８上の空気室４０内を部分的真空に 維持し、大気に空気４２を排出する送風機３６により引き起こされる。現存の装 置では、従来技術のカートリッジ２８清掃機構のため、送風機３６と空気室４０ はブース２２内に組込まれている。

この理由は、全く個別な装置を塗装すべき各色彩の粉体、即ち基本的には各色彩 用の全く個別な塗装機用ラインを設ける必要があるからである。これは実用上必 要なことであり、なぜなら粉体が極めて細かくかつ浸透するものであり、適度の 短い期間での色替えの合間に装置ｌＯの内面から粉体を清掃できないからである 。粉体のすべてを除去はできないから、色替えは不可能となる。さもないと、残 存するある色彩の粉体は引き続き塗装される異なった色彩の粉体を汚染すること になる。

第２図に従来技術による多重噴射式カートリッジ清掃シスヂムを示す。カートリ ッジ５０内を空気流４４が正常に流通する間、カートリッジ５０の内部５４と空 気室５５との間のポペット弁５２は開いたままである。噴射器支持ヨーク５６は 制止している。カートリッジ５０の清掃信号が発生すると、ポペット弁５２が閉 まり、カートリッジ５０内の空気流を阻止する。加圧空気が中央空気供給バイブ ５７を流下し、その底部端６１の自在空気カプラー５９を介してヨーク５６の２ つの直径方向に対向するアーム６３に供給される。アーム６３の噴出器６５を通 過する空気を強制すると、ヨーク５６が回転する。

それは、両方の組の噴出器６５はその配向方向に接線成分を有しており、一方の アーム６３の噴出器６５は他方のアーム６３の噴出器６５に対向して向けられて いるからである。噴出器６５からの空気もフィルタ媒体６０内方向の成分を有す るので、カートリッジ５０の外面６２から付着粉体を吹き飛ばす。１組の機器５ ２．５６が各カートリッジ５０毎に必要なことは明らかである。パイプ５７とヨ ーク５６がカートリッジ５０内部に突出する深さを勘案すると、各々異なった色 彩の粉体を吹付けるのを専用とする異なった複数のブース／ホッパの組み合わせ と選択的に共同するような単一の送風機／空気室の組合わせが設けられるモジュ ール方式のシステムを備えることは、相対的に非現実的であるのは明らかである 。

このようなシステムは、ヨーク５６とこれに関連する機器がこれらの各々のカー トリッジ５０の縦方向上端を通過てきるように、送風機／空気室の組み合わせを かなり高く吊り上げるための機構を必要とするであろう。

第３図に示すフィルタ脈動噴流システム６６は粉体装置の送風機／空気室部分と ブース／ホッパ部分との間の干渉の問題を避けている。これらシステムの動作は 簡単である。これらシステムのカートリッジ７０内の通常窓　゛゛　気流６８は 、通例定まった順序で、それぞれ個別のカートリッジ７０の下流端７２上に設け られた個々の噴射器６８により供給される空気の逆噴射７１により阻止される。

これらの噴射７１は各々のカートリッジ７０を通過して該カートリッジ７０に付 着している粉体を吹き流し或いは打ち当てて回収ホッパに払い落とすのに十分な 逆流７３を発生する。しかし、これには付帯費用が掛かる。

噴射システム６６は騒々しく、これらシステムの噴射器６８が作動する時、粉体 塗装装置近辺に８Ｏ−８５ｄＢの騒音レベルを生じることが多い。

本発明は第４乃至５図を参照すればよ（了解できる。

噴射器６８と形状がほぼ同一な噴射器８０が各カートリッジ８４の下流開口８２ 上で空気室８６に向けて吊設されている。各噴射器８０は伸長した管状喉部８８ を備えている。各喉部の縦方向下端、９０はばね座９２を有するように形成され ている。中空の弁部材９４は喉部８８内を往復して摺動可能なピストン状ヘッド ９６を有する。

圧縮戻しばね９８はヘッド９６の下面１００とばね座９２間に介装されている。

弁部材９４は朝顔状に開いてじょうご状底部１０４になっている中空軸部１０２ を含む。底部１０４の下向きの開口１０６は弾性ガスケット１０８を備え、弁部 材９４が第５図に示す使用の配置に移動した時、その各カートリッジ８４の上向 きに開口する下流端８２に係合して閉じるような寸法になっている。

ばね９８のばね定数は、空気の噴射又は噴流が噴射器８０から喉部８８に導入さ れた時、ピストン状ヘッド９６の内面に作用して、はね９８の自然の復帰力に打 ち勝ってヘッドを下方に付勢するように設定されている。はね９８はこの空気の 噴射により十分たわみ、ガスケット１０８がカートリッジ８４の頂部開口８２を 実質的にシールし、これに全窒気の噴流を導く。これによりカートリッジ８４の 外面１１４にそれまで付着した粉体をその外面より吹き飛ばす。この粉体は重力 によりホッパに戻り、粉体塗装ガンのために流動化され再び環流される。

カートリッジ８４の脈動清掃期間の終りには、噴射器８０は閉じられ、喉部８８ への空気の流入は終了する。

ばね９８は弁部材９４を第４図に示す位置に戻し、粉体を帯びた空気の上方定常 流は回復し、空気流によって移動する粉体はカートリッジ８４の外面１１４に付 着する。

第４乃至５図に示す本システムは第２図に図示したような従来のロータリー噴射 システムで得られない利益をもたらす。第２．４及び５図を見ると、機構５６は カートリッジ５０の全長にわたりその下方に伸長していることが理解できよう。

従って、個別の送風機／空気室及び多数のブース／ホッパが異なった色彩の粉体 用に構成されているモジュール式システムを用いると、機構５６で各カートリッ ジを清掃できるようにすべ（、送風機／空気室を持ち上げるために何らかの機構 を設け、送風機／空気室の下よりブース／ホッパを移動し、そして異なった色彩 の粉体を含む他のブース／ホッパを送風機／空気室の下に移動させなくてはなら ない。−力木発明によると、第４図に図示する如く、ばね９８が弁部材９４すべ てを持ち上げてブース／ホッパから離すと、送風機／空気室からカートリッジ内 に下方へ伸長する機構は存在しない。これにより送風機／空気室の下からあるブ ース／ホッパを除去し、異なった色彩の粉体を供給する他の−のブース／ホッパ に取替えることが極めて簡単となる。

第４乃至５図に示す本システムは第３図に示すタイプの従来の噴射脈動システム では得られない利益ももたらす。第３図を見るとよく了解できるように、噴射器 ６８のノズルは空気室内で開口している。これは噴射器６８が作動する時に生ず る騒音に対する唯一の遮蔽物が空気室の典型的な板状金属壁であることを意味し ている。この結果、噴射器６８が作動するときは極めて騒々しい。

しかも、噴射器６８が動作する時に生ずる騒音量は各カートリッジ７０を有効に 脈動させるのに要する空気量に関係する。噴射器６８は各自のカートリッジ７０ にのみ空気を送出することを強制されないから、各脈動中に少なからぬ空気が送 出されるはずである。これはかなりの騒音に変換される。−力木発明では、脈動 中にいずれの噴射器８０により送出される空気のすべてが、実際に前記噴射器８ ０の各弁部材９４から各カートリッジ８４に導かれる。これによりカートリッジ ８４を有効に脈動させるのに要する空気量の実質的な低減が可能になる。脈動に 必要な空気の減少は動作騒音の低下という結果となる。

加えて、弁部材９４自体が噴射器８０と塗装ブース近傍の作業員との間の追加的 な騒音遮蔽物を構成する。

第６乃至８図に示す本発明のシステムの他の実施例については、噴射器６８と一 般に形状が同じ噴射器１８０が空気室１８６内で各カートリッジ１８４の下流開 口１８２上に吊設されている。各噴射器１８０は伸長した管状喉部１８８を備え ている。各喉部の縦方向下端１９０は弁保持部１９２を有するように形成されて いる。中空弁部材１９４は喉部１８８内で往復して摺動可能なピストン状に近い ヘッド１９６を有する。弁部材１９４はこれにより弁保持部１９２に保持される 。

弁部材１９４は朝顔状に開いてじょうご状底部２０４になっている中空軸部２０ ２を含む。底部の下向きの開口２０６は弾性ガスケット２０８を備え、第５図に 示すものと同様に、弁部材１９４が稼動配置に移動した時、その各カートリッジ １８４の上向きに開口する下流端１８２に係合して閉じるような寸法になってい る。

第６乃至８図の実施例において、開口１８２を通過する空気流は、弁部材１９４ を押上げ、かつ噴射空気又はその噴流が噴射器１８０の喉部１８８に導入される まで弁部材を上方に保持する。噴射空気又はその噴流はピストン状ヘッド１９６ の内面に対してこれを下方に付勢するように作用し、各開口１８２を介して上方 に移動する空気により与えられる上向きの力に打ち勝つ。ガスケッ’ト２０８は 実質的に各カートリッジ１８４の頂部開口１８２をシールし、実質的に空気の噴 流全体をこれに向ける。

これにより各カー　トリッジ１８４の外面２１４にそれまで付着していた粉体を 有効に吹き飛ばす。この粉体は重力によりホッパに戻り、粉体塗装ガンのために 流動化され再び環流される。

カートリッジ１８４の脈動清掃の期間の終わりには、噴射器１８０は閉じられ、 喉部１８８への空気の流入は終了する。開口１８２を通過する上方の空気流は再 び戻り、噴射器１８０により加えられる下向きの圧力がないから、第７図に示す その位置に弁部材１９４を戻フには十分である。粉体を帯びた空気の上方定常空 気流が回復し、空気流によって移動する粉体はカートリッジ１８４の外面２１４ に付着する。

異なった色彩の粉体用個別送風機／空気室１８６と多数のブース／ホッパ構造体 ２２２が設ζプられるモジュール式システムに用いられるように第６乃至８図の システムに柔軟性をもたせるため、アコーディオン−ひだつき又は蛇腹状の上端 壁構造体２２４が各ブース／ホッパ２２２に設けられる。本構造体２２４により ユーザが送風機／空気室１８６の下からブース／ホッパ２２２を取除き、異なっ た色彩の粉体を含有する他のブース／ホッパ２２２を送風機／空気室１８６の下 に移動することが可能となる。本実施例によると、各ブース／ホッパ２２２の側 壁２２８の上部の頂上数インチはアコーディオン−ひだっき構造体２２４になる 。本構造体２２４の頂部は、「管シート」と称する板２３０により閉じられ、こ れがフィルタカートリッジ１８４を支持する。シール用ガスケット２３２は管シ ート２３０の端縁２３４周囲に設けられており、構造体２２４が送風機／空気室 １８６の底部端２３８と接触するように上方に突出する時、前記管シート２３０ が送風機、／空気室１８６に対してシールされる。

構造体２２４はブース／ホッパ２２２の壁２２８の周囲に配置された空気シリン ダーにより制御される高さにまで上方に伸長し、壁２２８と管シート２３０間に 伸長する。

構造体２２４が下方に引っ込んだ時には、ブース／ホッパ２２２と送風機／空気 室１８６との間のシールが壊れるのは明らかである。このような情況では、弁部 材１９４を通り、これらを第４図の弁部材９４の配置と同様な引っ込んだ位置に 維持するのに十分な空気流はない。もし、アコーディオン−ひだつき構造体２２ ４がないとしたなら、弁部材９４はか（して下方に突き出し、ブース／ホッパ２ ２２を移動して異なる色彩の粉体を供給する他のブース／ホッパ２２２と交換す るのを妨げるであろう。

異なった色彩の粉体を塗装するためにブース／ホッパ２２２を他のブース／ホッ パ２２２に置き換えるには、空気シリンダ２４０を作動して構造体２２４と管ン ート２３０を送風機／空気室ｉ８６の下縁２３８から引っ込める。

勿論、弁部材１９４は直ちに第８図に示す配置に降下する。しかし、前記構造体 ２２４を引っ込めることは、送風機／空気室１８６の下からブース／ホッパ２２ ２を移動し、これを異なった色彩の粉体塗装用の他のブース／ホッパ２２２と交 換する間、弁部材１９４と構造体２２４との間にいかなる干渉がないことを確実 なものにする。

ブース／ホッパ２２２の交換が適切であれば、その空気シリンダ２４０は前記構 造体２２４と管シート２３０を上方に突出させ、送風機／空気室］８６の下縁２ ３８と係合してシールするように作動し、色替された粉体の塗装を開始すること ができる。

第６乃至８図に示す本システムは脈動動作中に装置近辺にいる作業員をいくらか でも騒音より保護することと、脈動空気の必要性を減少するといった利点がある 。前述の如く、脈動のための量的及び７′又は圧力条件を減少することは製造費 用のみならず更に騒音低下となる。

ＦＺ６；ζ　Ｆ’ｌｌ；５ 国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．粒状物質を運ぶ気体流が上流側と下流側を有するフィルタを通過し、前記気 体が下流側に流れる間に粒状物質は上流側に残留し、下流側は気体圧が上流側の 気体圧より低い空気室に開口を介して排気され、前記フィルタを介して逆方向に 清掃気体流を間欠的に供給して上流側より粒状物質を除去する第２弁を設け、該 第２弁に対して加圧清掃気体を供給し、該第２弁を解放して清掃気体がこれから 流出することを可能とする手段を備えた粒状物質回収システムにおいて、前記開 口を流通する気体流を制御する第１弁であって、該第１弁は前記第２弁と同期し て作動することにより前記第２弁が清掃気体流を供給する時には前記フィルタを 介して上流側から下流側への流れを実質的に止め、該第１弁は第１端と第２端を 有する円筒状喉部を含み、該第１端は前記第２弁に連結されることにより間欠的 清掃気体流をこれより受け、前記喉部にシートを形成する手段を設け、前記喉部 と往復動可能に摺動係合するヘッドを有すると共に第１端とシート間に介装され る弁部材であって、該弁部材はさらに弁閉塞部と該弁閉塞部をヘッドに連結する 軸部とを含み、該軸部には前記第２弁が清掃気体流を供給する時に前記ヘッドと 前記弁閉塞部間に清掃気体通路を設けるようにしてなる粒状物質回収システム。
2. ２．前記シートと前記ヘッドとの間に介装され、該ヘッドを前記第１端側に付勢 するばねを含んでなる請求項１記載の装置。
3. ３．前記ヘッドは、前記第２弁を通過する気体流に応答して前記弁閉塞部を前記 開口と係合するように作動させると共に、前記第２弁を通過する気体流が止まっ た時には前記ばねの復元力に応答するように形成してなる請求項２記載の装置。
4. ４．前記弁閉塞部は前記開口を閉じるような形状にした口部を形成する手段を含 み、前記第１弁は更に前記口部が前記開口と係合する時前記開口を実質的にシー ルするガスケットよりなり、該ガスケットは前記口部を取り巻き、かつこれに支 持されるようにしてなる請求項２記載の装置。
5. ５．前記弁閉塞部は、フィルタを介して上流側から下流側へ十分流れるようにし 、清掃気体流がない場合には、前記ヘッドを前記喉部の第１端に向けて付勢し、 かつ前記シートから離間させるように形成されている請求項１記載の装置。
6. ６．前記開口は板に設けられており、更に空気室に向け及びこれから離間するよ うに選択的に動作するように前記板を可動に取り付ける手段を含んでなる請求項 ５記載の装置。
7. ７．粒状物質収集ホッパは１つ以上の壁と、該壁を前記板に結合する手段からな り、前記壁を板に結合する手段は該各壁と板との間の蛇腹又はアコーディオン− ひだ付き部からなり、該蛇腹又はアコーディオン−ひだ付き部をそれぞれ解放又 は保持することにより、前記板を選択的に前記空気室に向けて突出し又は該空気 室から離間するように引き戻すように前記板を可能に取付ける手段を含む請求項 ６記載の装置。
8. ８．前記板を前記壁に可動に取り付ける手段は更に該壁及び板に連結された１つ 以上の流体モータよりなり、前記流体モータの第１方向への作動は空気室に向け 前記板を移動し、前記流体モータの第２方向への作動は前記板を空気室から離す ように移動するものである請求項７記載の装置。
9. ９．前記板及び空気室は該板が流体モータにより移動されて空気室と係合する時 に両者間をシールする手段を含んでいる請求項８記載の装置。
10. １０．前記弁閉塞部は広口部と狭い喉部を有するじょうご状部よりなり、前記広 口部は前記第１弁がフィルタを介して上流側から下流側へ向う流れを止める配置 にある時に前記開口を覆い、前記じょうご状部の狭い喉部は軸部と流動連結する ようにしてなる請求項１記載の装置。
11. １１．前記弁閉塞部はフィルタを介して上流側から下流側への流れが十分であり 、清掃気体流がない場合には、前記ヘッドを前記喉部の第１端に向けて付勢し、 かつ前記シートから離間させるように形成してなる請求項１０記載の装置。
12. １２．前記開口は板に設けられており、更に空気室に向け及び離間させる選択的 動作を行なうように前記板を可動に取り付ける手段を含む請求項１１記載の装置 。
13. １３．粒状物質収集ホッパは１つ以上の壁と、該壁を前記板に結合する手段から なり、前記壁を板に結合する手段は該各壁と前記板との間の蛇腹又はアコーディ オン−ひだ付き部からなり、該蛇腹又はアコーディオン−ひだ付き部をそれぞれ 解放又は保持することにより、前記板を選択的に前記空気室に向けて突出し又は 空気室から離間するように引き戻すように前記板を可動に取付ける手段を含む請 求項１２記載の装置。
14. １４．前記板を前記壁に可動に取り付ける手段は更に該壁及び板に連結された１ つ以上の流体モータよりなり、前記流体モータの第１方向への作動は空気室に向 け板を移動し、前記流体モータの第２方向への作動は板を空気室から離すように 移動するものである請求項１３記載の装置。
15. １５．前記板及び空気室は該板が流体モータにより移動されて空気室と係合する 時に両者間をシールする手段を含んでいる請求項１４記載の装置。