JPH08266949A - Ionizing system in electrostatic spray apparatus - Google Patents

Ionizing system in electrostatic spray apparatus

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JPH08266949A
JPH08266949A JP7224596A JP7224596A JPH08266949A JP H08266949 A JPH08266949 A JP H08266949A JP 7224596 A JP7224596 A JP 7224596A JP 7224596 A JP7224596 A JP 7224596A JP H08266949 A JPH08266949 A JP H08266949A
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JP
Japan
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electrode
needle
ionization
electrostatic
spray device
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JP7224596A
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Japanese (ja)
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Yamin Ma
ヤーミン・マ
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Graco Inc
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B05B5/0535Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes at least two electrodes having different potentials being held on the discharge apparatus, one of them being a charging electrode of the corona type located in the spray or close to it, and another being of the non-corona type located outside of the path for the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B5/1608Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatically ionizing system capable of realizing very strong electrostatic field strength by a low impressed voltage. SOLUTION: The electrostatically ionizing system used in connection with a sprayer 10 for spraying an electrically conductive liquid is provided with an electrically conductive needle 20 disposed near the center of a spray pattern 24 of the sprayer 10. This needle 20 has not larger than about 0.025 cm (250 μm) diameter and the tip of the needle 20 is sharpened to have not larger than about 0.005 cm (50 μm) radius of curvature. A second grounding electrode is disposed at separated point from the needle 20 by about 10.16 cm (4 inches) and forms a part of the sprayer 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、霧化装置やコーテ
ィング用アプリケータのための静電気帯電システムに関
し、詳しくは、ペイントが導電性である場合に、静電式
ペイントアプリケータに関連して利用されるイオン化シ
ステムに関する。この静電式ペイントアプリケータと
は、手持ち式のスプレイガン又は遠隔制御によって作動
する自動式スプレイガンのことである。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to electrostatic charging systems for atomizers and coating applicators, and more particularly to electrostatic paint applicators when the paint is electrically conductive. Ionization system. The electrostatic paint applicator is a hand-held spray gun or an automatic spray gun operated by remote control.

【0002】また、本発明は、1995年1月31日に
アメリカ合衆国で出願された、同一発明者によるアメリ
カ合衆国特許出願第08/380,970号に関連す
る。先の特許出願が、非導電性液体の粒子の噴霧という
発明概念に向けられているのに対し、本発明は、発明概
念を主に導電性液体粒子を噴霧するためのスプレイ装置
に向けている。
The present invention also relates to US patent application Ser. No. 08 / 380,970 filed January 31, 1995 in the United States of America by the same inventor. Whereas the previous patent application is directed to the inventive concept of spraying particles of a non-conductive liquid, the present invention is primarily directed to a spray device for spraying conductive liquid particles. .

【0003】[0003]

【従来の技術】静電式スプレイでは、静電場が、スプレ
イ装置と噴霧されるターゲットあるいは物体との間の近
傍に形成されることが好ましい。噴霧された粒子はこの
静電場の中を通過し、それぞれの粒子は場の中を通過す
るときに電荷を帯びる。こうして、帯電した粒子が噴霧
される物体へ引き付けられるようになる。噴霧される物
体は一般にアースへ接地されており、すなわちゼロボル
ト電位に維持されていて、接地されている物体と帯電し
た粒子との間に引きつけ力が生じるようになっている。
このプロセスによって、噴霧された粒子を非常に高い割
合で、噴霧しようとする物体の方へ実際に導き、その結
果として噴霧の効率を従来の方法に比べて大きく改善す
ることが可能である。
In electrostatic sprays, an electrostatic field is preferably created in the vicinity of the spray device and the target or object to be sprayed. The atomized particles pass through this electrostatic field, and each particle is charged as it passes through the field. Thus, the charged particles become attracted to the atomized object. The object to be sprayed is generally grounded to earth, ie, maintained at a zero volt potential, so that an attractive force is created between the grounded object and the charged particles.
By this process, it is possible to actually carry a very high proportion of atomized particles towards the object to be atomized, which results in a great improvement in the efficiency of atomization compared to conventional methods.

【0004】一般的な静電式スプレイシステムにおいて
は、イオン化するための電極はスプレイガンのスプレイ
オリフィスの近傍に設置され、塗装しようとする物体は
接地電圧に維持されて、イオン化用電極と物体との間に
静電場が形成される。二つの電極の間の距離は約30.
5cm(1フィート)である。従って、十分な強さの静電
場を発生して多数のイオン/粒子相互作用を生じさせ、
ペイント粒子とターゲットとの間に十分な大きさの引き
つけ力を発生させるためには、スプレイガン電極へ印加
される電圧は必然的に極めて高いものでなければならな
い。噴霧作業において適切な効率を達成するために、ス
プレイ装置の電極へ約60,000〜100,000v
(60〜100kv)の静電気電圧を印加することは珍
しいことではない。一般に、約0.00005アンペア
(50μa)のイオン化電流が、接地されている物体
と、スプレイ装置電極との間に流れる。
In a typical electrostatic spray system, the electrode for ionization is placed near the spray orifice of the spray gun, and the object to be coated is maintained at ground voltage to maintain the ionization electrode and the object. An electrostatic field is formed between them. The distance between the two electrodes is about 30.
It is 5 cm (1 foot). Therefore, an electrostatic field of sufficient strength is generated, causing a large number of ion / particle interactions,
The voltage applied to the spray gun electrodes must necessarily be very high in order to generate a sufficiently large attractive force between the paint particles and the target. Approximately 60,000-100,000v to the electrode of the spray device to achieve the appropriate efficiency in the spray operation
It is not uncommon to apply an electrostatic voltage of (60-100 kv). Typically, an ionizing current of about 0.00005 amperes (50 μa) will flow between a grounded object and the spray device electrode.

【0005】上述したタイプの静電気システムは、しば
しばコロナ帯電システムと呼ばれる。その理由は、この
ときの電場強度においては、電極からコロナ電流が発生
するからである。電極は、その近傍の空気をイオン化
し、イオン化された領域の中を通過する噴霧ペイント粒
子はイオン化された電荷を帯び、コーティングしようと
する接地された、すなわち中性電位にある物体へより容
易に引き付けられるようになる。このプロセスの効率
は、スプレイガンとターゲットとの間を一般的な粒子が
通過するとき、この粒子へ付くイオンの数nによって、
以下の関係によって決まる。 n=k*E*t*I ここで、 n=粒子当りのイオン電荷の数 k=定数 E=帯電領域における電場の強さ t=粒子が帯電領域に滞在する時間 I=帯電領域におけるイオン濃度 帯電領域における電場の強度は、電極の近傍(帯電領
域)にある空気をイオン化して上述したコロナ電流を発
生するのに十分な大きさでなければならない。
Electrostatic systems of the type described above are often referred to as corona charging systems. The reason is that at the electric field strength at this time, a corona current is generated from the electrodes. The electrodes ionize the air in their vicinity and the spray paint particles passing through the ionized area carry an ionized charge, making it easier for the grounded or neutral potential object to be coated. You will be attracted. The efficiency of this process depends on the number n of ions attached to a typical particle as it passes between the spray gun and the target,
It depends on the following relationships: n = k * E * t * I where n = number of ionic charges per particle k = constant E = electric field strength in charged region t = time particle stays in charged region I = ion concentration in charged region The strength of the electric field in the charged region must be large enough to ionize the air in the vicinity of the electrode (charged region) to generate the corona current described above.

【0006】主要な霧化力が圧縮空気、油圧、遠心力の
いずれによって発生される場合でも、静電気電圧帯電シ
ステムをスプレイ装置に適用することができる。どの場
合にも、イオン化電極は霧化が行われる箇所か、あるい
はその近傍に設置されており、できる限り多くの霧化粒
子がイオン化領域を通過するようになっていることが好
ましい。静電式イオン化システムは、導電性ペイントに
も非導電性ペイントにも使用することができる。しか
し、導電性ペイントの場合には、ペイントを霧化する箇
所の前の液体ペイントのコラムの中に導電性経路が形成
されないように、慎重に静電式イオン化システムを設置
する必要があろう。
The electrostatic voltage charging system can be applied to spray devices whether the main atomizing force is generated by compressed air, hydraulic pressure or centrifugal force. In any case, it is preferable that the ionization electrode is installed at or near the location where atomization is performed, and that as many atomized particles as possible pass through the ionization region. The electrostatic ionization system can be used with both conductive and non-conductive paints. However, in the case of conductive paint, it may be necessary to carefully place the electrostatic ionization system so that a conductive path is not formed in the column of liquid paint before the point where the paint is atomized.

【0007】従来、十分な性能を得るために最も一般的
に使用される静電電極構造は、ニードル形状である。こ
の構造によれば、ニードルの先端に非常に強い場を形成
することができる。この場合、ニードルは霧化領域か、
その近傍に設置される。従来、一般にこれらのニードル
は硬化されたスチール材料(しばしばステンレススチー
ル)から形成されている。ニードルの直径は一般に約
0.5ミリメートル(mm)であり、スプレイ装置の内部
で導電性ペイントと電気的に接触するのを避けるため
に、ノズルから十分な距離だけ前方へ突き出している。
これらのニードルは一般に適当な長さに切断された線材
から形成されているが、ニードルの先端を尖らせる試み
はなされていない。ニードルの端部は丸くなっている場
合がある。この場合こうしたニードルに印加される電圧
は通常40〜100kvの範囲であり、この電圧でニー
ドルの近傍に比較的強い静電場が形成される。このと
き、静電場の電気力線はニードルと、塗装しようとする
通常は接地されている物体との間に形成される。ボルト
/センチメートル(v/cm)で表される場の勾配は、
ニードルへ印加される電圧を、場が形成される第2の電
極(通常は物体)までの間の距離(センチメートル単
位)で割ることによって求められる。
Conventionally, the most commonly used electrostatic electrode structure for obtaining sufficient performance is a needle shape. With this structure, a very strong field can be formed at the tip of the needle. In this case, the needle is in the atomization area,
It will be installed near it. Traditionally, these needles are typically formed from hardened steel material (often stainless steel). The diameter of the needle is typically about 0.5 millimeters (mm) and projects forward a sufficient distance from the nozzle to avoid electrical contact with the conductive paint inside the spray device.
These needles are generally formed from wire rods cut to an appropriate length, but no attempt has been made to make the tips of the needles sharp. The end of the needle may be rounded. In this case, the voltage applied to such a needle is usually in the range of 40 to 100 kv, and this voltage forms a relatively strong electrostatic field in the vicinity of the needle. At this time, the lines of electric force of the electrostatic field are formed between the needle and the normally grounded object to be painted. The field gradient in Volts / centimeter (v / cm) is
It is determined by dividing the voltage applied to the needle by the distance (in centimeters) to the second electrode (typically the object) where the field is formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】静電式スプレイの分野
においては、電極が液体コラムを通じた高電圧の短絡を
生じないように設置された状態で、非常に強い静電場強
度を実現できるような構造を提供できれば、非常に有利
である。適切な静電気システムの設計に影響する要因と
しては、各電極間の距離や、電極の形状、噴霧されたス
プレイに対する電極の位置、システムによって噴霧され
る材料の種類などがある。
In the field of electrostatic spraying, very strong electrostatic field strengths can be achieved with the electrodes installed such that they do not create a high voltage short circuit through the liquid column. It would be very advantageous if a structure could be provided. Factors that influence the design of a suitable electrostatic system include the distance between each electrode, the shape of the electrodes, the position of the electrodes with respect to the spray sprayed, and the type of material sprayed by the system.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、ニードルの
形状を制御することによって、また第2の電極に対する
ニードル電極の配置を制御することによって、静電式ス
プレイシステムのための十分な静電場強度Eを達成でき
るような構造を提供するものである。ニードルの直径
は、約0.025cm(250μm)以下に選択される。
ニードル先端は、約0.005cm(50μm)以下の曲
率半径で尖らされる。ニードルは、このニードルが適用
されている特定のスプレイガンの噴霧領域の比較的近い
ところに配置される。このような静電気システムでは、
50〜80kvの印加電圧によって、0.00002〜
0.00008アンペア(20〜80μa)の範囲のイ
オン化電流を発生できる。
The present invention provides a sufficient electrostatic field for an electrostatic spray system by controlling the shape of the needle and by controlling the placement of the needle electrode relative to the second electrode. The structure provides strength E. The needle diameter is selected to be about 0.025 cm (250 μm) or less.
The tip of the needle is sharpened with a radius of curvature of about 0.005 cm (50 μm) or less. The needle is located relatively close to the spray area of the particular spray gun to which it is applied. In such an electrostatic system,
Depending on the applied voltage of 50-80 kv, 0.00002-
Ionizing currents in the range of 0.00008 amps (20-80 μa) can be generated.

【0010】[0010]

【発明の目的及び利点】本発明の主な目的及び利点は、
いかなる機械的な電圧絶縁装置も用いずに、スプレイ装
置の導電コーティング材料を直接帯電する静電システム
を提供することである。本発明の別の目的及び利点は、
多数のイオンがスプレイの噴霧領域およびその周囲に発
生するように、非常に強い電場が電極の尖った箇所から
形成される静電システムを提供することである。本発明
のさらに別の目的及び利点は、約0.025cm(250
μm)以下の直径と尖った先端を有するニードル電極に
よって、制御された状態で非常に強い静電場を提供する
ことである。上述した目的や利点、またその他の目的や
利点は、以下の説明や特許請求の範囲、そして添付され
ている図面から明かになろう。
OBJECTS AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The main objects and advantages of the present invention are:
An object is to provide an electrostatic system that directly charges the conductive coating material of a spray device without the use of any mechanical voltage isolator. Another object and advantage of the present invention is
It is to provide an electrostatic system in which a very strong electric field is formed from the sharp points of the electrodes, so that a large number of ions are generated in and around the spray area of the spray. Still another object and advantage of the present invention is about 0.025 cm (250
It is to provide a very strong electrostatic field in a controlled manner by means of a needle electrode with a diameter of less than μm) and a sharp tip. The above objects and advantages, as well as others, will be apparent from the following description, claims, and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図1はこの発明に関連する典型的な静電式
スプレイ装置を示す斜視図である。静電式のスプレイ装
置10は、給送チューブ16を介して供給された液体
を、ノズル12を介してスプレイするために手動で操作
されるトリガ14を有している。静電気高電圧は、スプ
レイ装置10の中に設けられた高電圧電源から内部的に
供給されるか、あるいはケーブル15を介してスプレイ
装置10へ供給される。こうして、最終的にニードル2
0上に高電圧が印加される。噴霧スプレイはノズル12
の前部にあるオリフィスから噴霧され、スプレイパター
ン24を形成する。スプレイパターン24を形成する粒
子は、これらの粒子がノズル12の中のオリフィスから
放出されるときに通過する静電場によって、それぞれが
イオン化される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a typical electrostatic spray device related to the present invention. The electrostatic spray device 10 has a manually operated trigger 14 for spraying the liquid supplied via a feed tube 16 via a nozzle 12. The electrostatic high voltage is supplied internally from a high voltage power source provided in the spray device 10 or is supplied to the spray device 10 via a cable 15. Thus, finally the needle 2
A high voltage is applied on 0. Nozzle 12 for spray spray
Is sprayed from the orifice at the front of the to form spray pattern 24. The particles that form the spray pattern 24 are each ionized by the electrostatic field that they pass through as they exit the orifice in the nozzle 12.

【0012】本発明は主に、液体が電気的に導電性であ
る場合に、液体粒子を噴霧するためのスプレイ装置を対
象としたものである。したがって、液体コラムが電気ワ
イヤと全く同じ方式で、電気を通す。静電場という状況
の下で、このような液体を噴霧するにあたり、スプレイ
装置に流れている液体コラムが接地されている場合に、
静電高電圧が直接地面に短絡するのを避けるために、ス
プレイ装置の設計には極度の注意が必要である。従来、
スプレイ装置とその関連部品はすべて地面から絶縁され
ており、その結果、静電高電圧と等しい電圧レベルを確
保する。本発明の場合スプレイ装置とその関連装置はア
ース電位に維持され、したがって、高電圧部材と、スプ
レイ装置およびその関連導電液体コラムの間は絶縁され
つづけなければならない。これは、本発明において、ニ
ードル20を絶縁ロッド25の前部先端に配置するこ
と、および絶縁ロッド25を通る導体を絶縁してケーブ
ル15内の導体と接続することにより達成される。ニー
ドル20は、ノズル12の前面から約10.16〜1
2.70cm(4〜5インチ)離れており、この用途で必
要とされる必須の電圧絶縁をもたらす。この技術によ
り、ニードル20の先端で放出される静電高電圧は、常
時噴霧領域に印加される。すなわち、液体コラムの存在
領域に印加されるのではなく、液体粒子が通過する領域
に印加されるのである。
The present invention is primarily directed to a spray device for spraying liquid particles when the liquid is electrically conductive. Therefore, the liquid column conducts electricity in exactly the same way as an electrical wire. When spraying such a liquid under the condition of an electrostatic field, if the liquid column flowing in the spray device is grounded,
Extreme care must be taken in the design of spray devices to avoid electrostatic high voltage shorts directly to the ground. Conventionally,
The spray device and its associated parts are all insulated from the ground, thus ensuring a voltage level equal to the electrostatic high voltage. In the case of the present invention, the spray device and its associated devices are maintained at ground potential, so that there must be continued insulation between the high voltage member and the spray device and its associated conductive liquid column. This is accomplished in the present invention by placing the needle 20 at the front tip of the insulating rod 25 and insulating the conductor passing through the insulating rod 25 to connect with the conductor in the cable 15. Needle 20 is approximately 10.16-1 from the front of nozzle 12.
2.70 cm (4-5 inches) apart, providing the requisite voltage isolation required for this application. With this technique, the electrostatic high voltage emitted at the tip of the needle 20 is always applied to the spray region. That is, it is not applied to the region where the liquid column exists, but to the region where the liquid particles pass.

【0013】この発明の重要な成果は、電極をスプレイ
材料でコートして汚すことなく、非常に効率のよいコー
ティングプロセスを実現できる改善されたイオン化シス
テムを見い出したことである。これは、電圧電極が噴霧
領域の外側に、非常に尖ったイオン化先端あるいは端部
を有するようにする構造から生じるが、噴霧領域に十分
多くのイオンを発生させる構造から生じる。これは、必
要なイオン化電場強度が、電場がそこから放出される電
極の曲率半径の平方根に逆比例するということから導き
出される。すなわち、ニードルとアースとの間に同じ電
圧を印加したとき、尖った先端は、もっと丸い形状のも
のよりも先端のまわりに局所的にずっと高い電場強度を
形成することができる。電場強度が強いと、先端からの
電子の放出は多くなり、その結果、先端が噴霧領域の外
側にあっても、より強いコロナ電流によってより多数の
イオンが発生され、イオン化領域の中を通過するペイン
ト粒子の帯電が増加する。電圧電極と、接地電極との間
に間隔を設けることで、非常に強いイオン化領域が形成
される。もし、このイオン化領域が霧化領域内に位置す
るか、あるいはその近傍に位置すると、高い電荷に帯電
する粒子の数も増加する。この発明のニードルへ約20
〜80kvの電圧を印加したときの正味の結果では、従
来の絶縁静電式システムと等価な粒子帯電が行われる。
An important result of the present invention is to find an improved ionization system which allows a very efficient coating process to be achieved without coating the electrodes with the spray material and fouling it. This results from a structure that causes the voltage electrode to have a very sharp ionization tip or edge outside the spray area, but from a structure that produces a sufficient number of ions in the spray area. This is derived from the fact that the required ionizing field strength is inversely proportional to the square root of the radius of curvature of the electrode from which the electric field is emitted. That is, when the same voltage is applied between the needle and ground, the pointed tip can locally create a much higher electric field strength around the tip than the more rounded ones. Higher electric field strength causes more electrons to be emitted from the tip, resulting in more ions being generated by the stronger corona current and passing through the ionization zone, even when the tip is outside the spray area. The charge on the paint particles is increased. By providing a gap between the voltage electrode and the ground electrode, a very strong ionization region is formed. If this ionization region is located in or near the atomization region, the number of highly charged particles will also increase. About 20 to the needle of this invention
The net result when a voltage of ~ 80 kv is applied results in a particle charge equivalent to conventional isolated electrostatic systems.

【0014】この改良されたイオン化システムによって
発生されるコロナ電流は、0.00005〜0.000
1アンペア(50〜100μa)の範囲であり、尖った
先端あるいは縁部からの放出点において、加熱効果を生
じる可能性がある。従って、比較的高い融点を有する材
料をニードル構造のために選択することが重要である。
The corona current produced by this improved ionization system is between 0.00005 and 0.000.
It is in the range of 1 amp (50-100 μa) and may have a heating effect at the point of emission from the sharp tip or edge. Therefore, it is important to select a material with a relatively high melting point for the needle structure.

【0015】図2は、従来から知られている一般的なニ
ードルの部分拡大部分図である。こうしたニードルは一
般にステンレススチールのような硬化されたスチールか
ら形成されている。その直径D1は通常、約0.5mmで
ある。
FIG. 2 is a partially enlarged partial view of a conventionally known general needle. Such needles are generally formed from hardened steel such as stainless steel. Its diameter D1 is usually about 0.5 mm.

【0016】図3は本発明によるニードル20の部分拡
大正面図である。このニードル20は、摂氏2300度
(℃)以上の高い融点を有する合金から形成されている
ことが好ましい。ニードル20を形成するのに好ましい
材料はタングステンであり、タングステンは3,410
°Cの融点を有している。ニードル20は直径Dを有し
ている。この直径Dは、約0.025cm(250μm)
以下であることが好ましい。ニードル20は曲率半径”
R”にまで先端が尖っている。半径”R”は0.005
cm(50μm)以下であり、0.0025cm(25μ
m)以下であることが好ましい。
FIG. 3 is a partially enlarged front view of the needle 20 according to the present invention. The needle 20 is preferably formed of an alloy having a high melting point of 2300 degrees Celsius (° C.) or higher. The preferred material for forming the needle 20 is tungsten, which is 3,410 tungsten.
It has a melting point of ° C. Needle 20 has a diameter D. This diameter D is about 0.025 cm (250 μm)
The following is preferred. Needle 20 has radius of curvature "
The tip is sharpened to R ". The radius" R "is 0.005
cm (50μm) or less, 0.0025cm (25μ
m) or less is preferable.

【0017】運転中、本実施例のスプレイ装置10の静
電ニードル20へ供給される高電圧は約40〜80kv
である。この電圧は、少なくとも0.00002〜0.
00008アンペア(20〜80μa)の範囲の安定し
たコロナ電流を作りだし、コロナ電流はすべて非常に尖
った静電ニードル20の先端から流れる。尖ったニード
ル20の先端と一緒にされた比較的高いコロナ電流は、
ニードル20の先端の近傍で熱を発生する。それで、加
熱されたときに、ニードル20の先端を鋭利に維持する
ために、ニードル20が融点の高い材料で作られること
が重要である。カーボン、オスミウム、レニウムも30
00°C以上の融点を有するが、本願に関連して使用さ
れる材料は、タングステンが望ましい。高い融点を有し
ていてこの発明において使用するのに適した他の材料と
しては、ホウ素、モリブデン、ニオビウム、タンタル、
ルテニウムがある。しかし、コストなど他の要因によっ
て材料の選択は制限される。運転時には、ニードル20
の尖った先端から放出される強い静電場は、スプレイ装
置10から放出される霧化粒子の流れの比較的中央に静
電場が位置するような形で、スプレイ装置10の接地さ
れた液体コラムまで分布する。従って、霧化粒子の大部
分がイオン化され、それ自身アース電位に維持されてい
る塗装しようとする物体へ静電的に引き付けられる。
During operation, the high voltage supplied to the electrostatic needle 20 of the spray device 10 of this embodiment is about 40-80 kv.
Is. This voltage is at least 0.00002-0.
It produces a stable corona current in the range of 00008 amps (20-80 μa), all of which flow from the very sharp tip of the electrostatic needle 20. The relatively high corona current with the tip of the sharp needle 20
Heat is generated near the tip of the needle 20. Therefore, it is important that the needle 20 be made of a material with a high melting point in order to keep the tip of the needle 20 sharp when heated. Carbon, osmium and rhenium are also 30
Tungsten is preferred as the material used in connection with this application, although it has a melting point of 00 ° C or higher. Other materials having a high melting point and suitable for use in the present invention include boron, molybdenum, niobium, tantalum,
There is ruthenium. However, other factors such as cost limit the choice of materials. Needle 20 during operation
The strong electrostatic field emitted from the sharp tip of the spray device 10 reaches the grounded liquid column of the spray device 10 in such a manner that the electrostatic field is located relatively in the center of the flow of atomized particles emitted from the spray device 10. To be distributed. Therefore, most of the atomized particles are ionized and electrostatically attracted to the object to be painted, which itself is maintained at ground potential.

【0018】本発明のニードル20に印加されなければ
ならない高電圧の大きさは、噴霧される液体材料の種類
を含む多くの要因によって決定される。例えば、ニード
ル20とスプレイノズル12との距離、ニードル20と
スプレイされる物品との距離、噴霧領域を通過する噴霧
された粒子の速度、および湿度および温度などの環境的
な要因などがあげられる。本発明のスプレイ装置10に
印加される高電圧が、スプレイ装置10の使用者が状況
に応じて、個々の操作状況にいちばんふさわしい静電電
圧を選択できるように、調節可能であることが望まし
い。静電イオン化場は、ニードル20と接地されたスプ
レイ装置10の間、およびニードル20とコートするた
めに接地された物体の間に生じる。
The magnitude of the high voltage that must be applied to the needle 20 of the present invention is determined by many factors, including the type of liquid material sprayed. For example, the distance between the needle 20 and the spray nozzle 12, the distance between the needle 20 and the article to be sprayed, the velocity of the sprayed particles passing through the spray region, and environmental factors such as humidity and temperature. It is desirable that the high voltage applied to the spray device 10 of the present invention be adjustable so that the user of the spray device 10 can, depending on the situation, select the electrostatic voltage that best suits the particular operating situation. An electrostatic ionization field occurs between the needle 20 and the grounded spray device 10 and between the needle 20 and a grounded object for coating.

【0019】この発明は、発明の精神あるいは本質から
逸脱しない限り他の形態によっても実現が可能である。
従って、上述した実施例は単に説明のためのものであ
り、発明を限定するものではない。この発明の範囲に関
しては、上述した実施例よりも、添付されている特許請
求の範囲を参照すべきである。例えば、この発明の原理
は、ここで述べた考えがその構造に取り入れられていれ
ば、尖った先端を有するものであればニードル以外の形
の電極によって達成することができる。
The present invention can be implemented in other forms without departing from the spirit or essence of the invention.
Accordingly, the above-described embodiments are merely illustrative and not limiting of the invention. For the scope of the invention, reference should be made to the appended claims rather than to the embodiments described above. For example, the principles of the present invention can be achieved with electrodes of shapes other than needles that have a sharpened tip, provided that the ideas described herein are incorporated into the structure.

【0020】なお、本明細書において括弧書の数値とと
もに示した数値は括弧書の数値の換算値であり、不一致
がある場合は括弧書きの数値が正しいものとみなされる
べきである。
In this specification, the numerical values shown together with the numerical values in parentheses are the converted values of the numerical values in parentheses, and if there is a mismatch, the numerical values in parentheses should be regarded as correct.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による静電式スプレイ装置の
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an electrostatic spray device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術による静電ニードルの部分正面図であ
る。
FIG. 2 is a partial front view of an electrostatic needle according to the prior art.

【図3】本発明のニードルの部分正面図である。 10 スプレイ装置 12 ノズル 14 トリガ 15 ケーブル 16 給送チューブ 20 ニードル 24 スプレイパターン 25 絶縁ロッドFIG. 3 is a partial front view of the needle of the present invention. 10 Spray Device 12 Nozzle 14 Trigger 15 Cable 16 Feeding Tube 20 Needle 24 Spray Pattern 25 Insulating Rod

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第2の接地電極と協働するイオン化用ニ
ードルを有し、該イオン化用ニードルと前記第2の接地
電極との間の電位差により静電場とコロナ放電を形成し
て、スプレイ装置によって放出されて電場の中を通過す
る導電性液体からの液体粒子を帯電させるようになって
いる、静電式スプレイ装置におけるイオン化システムで
あって、(a) 前記イオン化用ニードルがスプレイ装置
から放出される粒子のパターンの外側で、しかしスプレ
イ装置から離れて配置され、前記イオン化用ニードルが
約0.005cm(50μm)以下の曲率半径を有する尖
った先端を有し、(b) 前記第2の電極が、前記スプレ
イ装置の一部を形成している、 静電式スプレイ装置イオン化システム。
1. A spray device having an ionization needle that cooperates with a second ground electrode, wherein an electrostatic field and a corona discharge are formed by a potential difference between the ionization needle and the second ground electrode. An ionization system in an electrostatic spray device adapted to electrify liquid particles from a conductive liquid that are emitted by a liquid and pass through an electric field, wherein: (a) the ionizing needle is emitted from the spray device. Positioned outside the pattern of particles to be sprayed but away from the spray device, the ionizing needle having a pointed tip with a radius of curvature of about 0.005 cm (50 μm) or less, (b) the second An electrostatic spray device ionization system, wherein electrodes form part of said spray device.
【請求項2】 前記イオン化用ニードルが約0.025
cm(250μm)以下の直径を有する請求項1記載のイ
オン化システム。
2. The ionizing needle is about 0.025.
The ionization system according to claim 1, having a diameter of cm (250 μm) or less.
【請求項3】 前記イオン化用ニードルが約2300°
Cの融点を有する金属部材からなる請求項1もしくは2
記載のイオン化システム。
3. The ionizing needle is about 2300 °.
A metal member having a melting point of C. 3.
The ionization system described.
【請求項4】 前記イオン化用ニードルがタングステン
材料から形成されている請求項3記載のイオン化システ
ム。
4. The ionization system of claim 3, wherein the ionization needle is made of a tungsten material.
【請求項5】 前記電位差が約40kvよりも大きい請
求項1記載のイオン化システム。
5. The ionization system of claim 1, wherein the potential difference is greater than about 40 kv.
【請求項6】 導電性液体の霧化粒子のパターンを放出
する霧化ノズルの近傍において、スプレイ装置へ取付け
られる静電式イオン化システムであって、(a) 先端の
尖った電極を有し、該電極はその先端が霧化された粒子
のパターンの外側で、かつスプレイ装置から離れたとこ
ろに位置するように配置され、かつ該先端は0.005
cm(50μm)以下の曲率半径を有し、(b) 前記スプ
レイ装置が、第2の電極を有し、(c) 前記先端の尖っ
た電極と、前記第2の電極との間に電位差を与えるため
の手段が設けられている、 静電式イオン化システム。
6. An electrostatic ionization system attached to a spray device in the vicinity of an atomizing nozzle that emits a pattern of atomized particles of a conductive liquid, comprising: (a) a pointed electrode. The electrode is positioned such that its tip is outside the pattern of atomized particles and at a distance from the spray device, and the tip is 0.005
has a radius of curvature of cm (50 μm) or less, (b) the spray device has a second electrode, and (c) a potential difference between the pointed electrode and the second electrode. An electrostatic ionization system provided with means for providing.
【請求項7】 前記先端の尖った電極が少なくとも23
00℃以上の融点を有する材料から形成されている請求
項6記載のイオン化システム。
7. The pointed electrode is at least 23.
The ionization system according to claim 6, which is formed of a material having a melting point of 00 ° C or higher.
【請求項8】 前記電位差が約40kvよりも大きい請
求項7記載のイオン化システム。
8. The ionization system of claim 7, wherein the potential difference is greater than about 40 kv.
【請求項9】 第2の電極と協働して動作するイオン化
用電極を有し、該イオン化用電極と前記第2の電極との
間の電位差により静電場とコロナ放電を形成し、スプレ
イ装置によって放出されて電場の中を通過する粒子パタ
ーンを帯電させるようになっている静電霧化装置におけ
るイオン化システムであって、(a) 前記イオン化用電
極が、霧化装置から放出される粒子のパターンの近傍に
しかし霧化装置から離れて配置され、また前記イオン化
用電極が約0.005cm(50μm)以下の曲率半径を
有する尖った縁部を有し、(b) 前記霧化装置は前記第
2の電極を有し、前記ニードルが前記霧化装置から約1
0.16cm(4インチ)離れて位置している、 イオン化システム。
9. A spray device having an ionization electrode that operates in cooperation with a second electrode, wherein an electrostatic field and a corona discharge are formed by a potential difference between the ionization electrode and the second electrode. An ionization system in an electrostatic atomizer adapted to electrify a pattern of particles emitted by and passing through an electric field, wherein: (a) the ionizing electrode comprises: Located near the pattern but remote from the atomizer, and wherein the ionizing electrode has a pointed edge with a radius of curvature of about 0.005 cm (50 μm) or less; (b) the atomizer is A second electrode, wherein the needle is about 1 from the atomizer.
An ionization system located 0.16 cm (4 inches) apart.
【請求項10】 前記イオン化用電極が、約2300℃
以上の融点を有する金属部材からなっている請求項9記
載のイオン化システム。
10. The ionization electrode is about 2300 ° C.
The ionization system according to claim 9, comprising a metal member having the above melting point.
【請求項11】 前記イオン化用電極がタングステン材
料から形成されている請求項10記載のイオン化システ
ム。
11. The ionization system of claim 10, wherein the ionization electrode is formed of a tungsten material.
JP7224596A 1995-03-28 1996-03-27 Ionizing system in electrostatic spray apparatus Pending JPH08266949A (en)

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