JPS5820662B2 - 液体混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多重成分噴霧流体の成分を混合する装置の分野
に関するものである。

さらに詳しくは、本発明は多重成分噴霧流体の混合に関
するもので、その際、例えば架橋のような流体成分の共
反応が直ちに生じるところの前記分野に関する。

さらに詳しく言えば本発明は、コーティング用固体材料
の比率が高い噴霧流体の供給に関する前記分野に属する
もので、色提供成分および無色の架橋成分が混合されて
所定の色特性を有するコーティングを提供しそして透明
架橋成分へ色提供成分を導入すると直ちに架橋成分と色
提供成分との間に架橋が生じ始まる。

さらに詳しく言えば本発明は、多重成分カラー・コーテ
ィングの色提供成分および架橋成分を混合し、しかも使
用中混合成分を最少量に維持する装置に関する前記分野
に関するものである。

最近経験した゛エネルギー危機″は、品物の性質や量ま
た提供されるサービスに大きな（または逆の）影響を与
えることなく消費エネルギーを少なくするための工業的
研究を促した。

塗装工業では噴霧コーティングを架橋する炉の稼動にか
なりな量のエネルギーが消費される。

最近開発された多重成分噴霧コーティングは、仕上げ性
やコーティングの完全架橋に必要な時間に悪影響を与え
ることなく炉温を下げる、従って消費エネルギーを少な
くするようである。

多重成分コーティングの実例は、シェルウィン−ウィリ
アムス（Ｓｈｅｒｗｉｎ −Ｗｉｌｌｉａｍｓ ）社製
のポラン（Ｐｏ１ａｎｅ ）、デュポン（Ｅ 、 Ｉ
、 Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅＮｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｍｐｏｎｙ ）製のインロン（Ｉｎｒｏｎ）、およびタ
ック・ペイント・アンド・フェス（Ｃｏｏｋ Ｐａ１ｎ
ｔ ａｎｄ Ｖａｒｎｉｓｈ ）社製のアクリルサン（
Ａｋｒｙｌｔｈａｎｅ ）の品名で入手できる。

これらコーティング材料は普通所定温度で架橋速度を増
すことができる架橋゛促進剤°′を含有する。

普通の促進剤は１０−ジ・ラウリン酸ジ・ブチルである
が、他の促進剤も知られている。

コーティングに存在する促進剤の量を変えることにより
架橋速度を変えることができる。

促進剤の存在は、塗装置前まで成分の形で材料を維持す
るのに必要な低、環境温度での架橋傾向をもたらす。

しかし、促進剤含量の実際的上限がこれまで炉の消費エ
ネルギーの本質的低減を妨げてきた。

環境温度での架橋速度が増すと、前噴霧、混合架橋剤の
量も増す。

従って、前噴霧、混合多重成分材料の量を最少にする必
要があった。

成分を前混合するような場合では、前混合材料の量を極
めて限定する必要がある。

従って、本発明の目的は、高容量マスプロ塗装に高含量
の促進剤を有する噴霧塗装材料の使用を容易にする優れ
た噴霧装置を提供することである。

さらに、屡々色を換える必要がある塗装での材料の使用
に問題があった。

色を換えるために、かなりな量の溶媒を消費して噴霧装
置からコーティング材料特に架橋した材料の痕跡まで除
去しなければならない。

架橋した材料の量が多くなる程、必要な溶媒量が多くな
る。

これは、多重成分コーティングにおいて極めて高価にな
りがちな溶媒およびコーティング材料が不経済となる。

また多量の溶媒使用は大気汚染をもたらす一定量の放出
源となる。

従って、さらに本発明の特殊な目的は混合、従って架橋
性状態における前噴霧、多重成分コーティング材料を極
少量に維持する優れた噴霧装置を提供することである。

空気霧化スプレー・ガンは噴霧コーティングの分野で良
く知られている。

そのようなガンは多数あり日常使用されている。

従って、本発明の別の目的は、通常の空気霧化スプレー
・ガンに併用して多重成分スプレー・コーティングの成
分を連続的に十分混合しかも残留して混ざる噴霧流体が
極めて少量であるところの装置を提供することである。

さらに詳しく言えば、通常の空気霧化スプレー・ガンに
取り付けて多重成分噴霧コーティングの成分のそれぞれ
の流体流を受けそれら成分を連続的に混合し空気霧化ス
プレー・ガンのノズルへ混合状態で排出するところの便
利な装置を提供することが本発明の目的である。

さらに本発明の目的は、噴霧材料の交換をするために混
合コーティング材料を容易に浄化する機構を備えた装置
を提供することである。

さらに本発明の目的は、手動噴霧操作に応用する時にス
プレー・ガンに要する作業が余り変らないように空気霧
化スプレー・ガンのかさが余り大きくならないところの
通常の空気霧化スプレー・ガンへ取り付ける装置を提供
することである。

本発明は、噴霧ノズル、該ノズルと連通し且つ加圧ガス
源と接続される空気流路および該空気流路と連通ずる噴
霧流体流路を有する形式のスプレー・ガンに取付は自在
で多重成分噴霧流体の諸成分を混合する流体混合装置を
提供することによって上記の目的を達成するものである
。

本発明の流体混合装置は、 貫流通路を有し且つ該流路を前記空気流路と気密に接続
すべく前記空気流路の入口に装着される取付機構を有す
るマニホルドと、 該マニホルドを貫通し少なくとも３個の流体門口を有す
る流路とを有し、 前記流体門口のうちの少くとも２個は噴霧流体の諸成分
の各容器と連通ずるようになっており、更に、噴霧流体
人口分を充分に混合すべく前記流体門口の１つとスプレ
ー・ガンの噴霧流体流路門口とを相互接続する静ミキサ
ーを有する。

次に、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明の混合装置１２を備えた空気霧化スプレ
ー・ガンを示す。

空気霧化スプレー・ガン１０は、例えばデビルビス（Ｄ
ｅｖｉｌｂｉｓｓ ）ＪＧＡ空気霧化スプレー・ガンや
ビンクス（Ｂ １ｎｋｓ ’ ）製造会社製の空気霧化
スプレー・ガン６２型などである。

通常そのような空気霧化スプレー・ガンはバンド・グリ
ップ１４、エア・キャップ内の噴霧ノズル１６、トリガ
ー状作動機構１８および調節機構２０を備えている。

さらに、代表的なスプレー・ガンは噴霧流体人口２２と
グリップ１４を介してノズルと接続する空気流路を備え
ている。

操作において、トリガー状機構１８を作動するとオリフ
ィス内のニードルが移動して噴霧流体が空気ノズル１６
から排出する。

プランジャ１９の後方移動により加圧空気がノズル１６
から流出する。

この加圧空気によって噴霧流体人口２２へ加圧排出され
る噴霧流体は霧化排出される。

本発明による混合装置１２は、この場合・・ンド・グリ
ップ１４０ベースに装着のマニホルド部材２４と静混合
機構すなわちミキサーを内蔵する。

静混合機構２６はケニツクス（Ｋｅｎｉｃｓ ）社製で
米国特許第３２８６９９２号および第 ３６６４６３８号に開示されている市販の静ミキサーが
望ましい。

そのような装置は通常パイプ（または導管）内に多数の
羽根を種々の方向に配列して流体を渦流にし無数の流れ
に分割するので材料は充分に混合される。

そのような装置は種々の混合作用を提供すべ（種々の長
さで入手できる。

図示のごと（、マニホルド部材２４は空気霧化スプレー
・ガン１０の通常の空気流入口へ装着されるものである
ので、貫通流路を限定する機構を備え、この機構は空気
流入口継手２８を内蔵する。

さらに、マニホルド部材２４は静ミキサー２６の入口継
手へ直結するようになっている排出口３０を備えている
。

マニホルド部材２４は複数の入口継手３２．３４も備え
ている、これについては後で詳述する。

静ミキサー２６の一端は継手部材３６を介して空気噴化
スプレー・ガン１０の噴霧流体人口２２へ連結している
。

第１図で、マニホルド部材のマニホルド入口継手３２は
流体導管継手３８へ、一方マニホルド入口継手３４は流
体導管４０へ連結して示しである。

この図面からは明らかでないが第２図に示すごとく、さ
らに流体入口継手３４と整列の流体入口継手４２がある
。

流体導管継手３８は、第４図について以下に記載するよ
うに迅速なカラー・チェンジを容易にするために迅速取
外し型継手の一部として示しである。

第２図には、本発明によるマニホルド部材２４の拡大断
面図を示す。

マニホルド部材２４は貫通流路４４を備え空気霧化スプ
レー・ガン１０の空気入口継手２８が流路４４を貫通す
る配置になっている。

マニホルド部材２４はさらに流体流路４６を限定する機
構を備えている。

第１人口継手３２は第１室４８で流路機構と通じる配置
になっている。

第２流体入口継手３４は第２室５０で流路機構４６と通
じる配置になっている。

第３人口継手４２は第３室５２で流路機構４６と通じる
配置になっている。

第２室５０と第３室５２とは流路５４で連結するが、第
１室４８と第２室５０とは流路５６で連結する。

種々の流路を通る流体の方向を示すため矢印５８を付け
た。

第３図には、第２図の切断線３−３に沿った本発明の混
合装置の断面図を示す。

マニホルド部材２４は、バンド・グリップ部１４内にね
じ受げされる空気入口継手２８の端部６０の協同作用と
、マニホルド部材２４と継手２８の肩部６４間にある弾
性機構（またはばね座金）６２０弾性作用によってバン
ド・グリップ１４０所で空気霧化スプレー・ガン１０の
ヒール端部へ連結されている。

さらに、空気入口継手２８はねじ何部６６を有し、それ
は噴霧ガンの空気流路とエア・ホースとのタイトな接続
をさすエア・ホースのかん合ねじ何部を受ける。

関連するマニホルド室４８５０と第１および第２人口継
手３２．３４へ接続される流体導管間に流体タイト接続
を提供するために、第１および第２流体継手３２３４は
マニホルド部材２４内にねじ受げされる。

図示のごとく、これは流体導管継手３８および流体導管
４０である。

流体継手３２３４は、協同マニホルド室４８５０から関
連する流体導管への流体流を遮断する配置になっている
逆止め弁機構７０を備える。

はｇ同一の逆止め弁機構７０を利用できると考えられる
ので、流体継手３４の逆止め弁機構７０のみを断面図で
示した。

本実施例での逆止め弁７０は流体継手部材３４から出る
複数の半径方向流路７２と半径方向へ膨張する０−リン
グ部材７４から成る。

流体継手部材３４はまた流路７２に近接のコニカル部分
７６と０−リング保持キャップ部材７８を有する。

関連流体導管内の流体圧力が関連マニホルド室内の圧力
以上になると、０−リング部材７４は半径方向へ膨張し
て導管から室への流体接続をさせる。

対向圧力差がＱ ＩＪタング材７４を圧縮しコニカル
・シート部７６および保持キャップ部材と密封係合して
関連流体導管を関連流体室からシールする。

別の形状の逆止め弁、例えば弾性偏寄ボール型逆止め弁
も使用できる。

マニホルド流体排出継手３０は、マニホルド部材内へね
じ込まれそしてマニホルド室４８内に配置の流入門口８
０を有する配置でしかも傾斜していて第１人口継手３２
と、第１マニホルド室および第２マニホルド室５０を相
互連結する流路５６から流体を受ける。

マニホルド流体排出継手３０は静ミキサー継手３６を介
して流体タイト連結の静ミキサー２６を受ける配置にな
っている。

第４図には流体送出システム１００の略図を示して本発
明の詳細な説明している。

便宜上、霧化空気源および該源と噴霧装置の適当な流路
とを接続スる導管はこの図面には示してない。

システム１００はシリンダ部材１０２ａ １０２ｂ１
０２ｃの形で複数のポンプ機構を内蔵する。

第４図および以下の記載に用いるごとく、接尾辞ａｂお
よびＣはそれぞれポンプ・シリンダ１０２ａ、１０２ｂ
および１０２ｃと関連する要素を表わす。

各シリンダ部材１０２は上部ポンプ室１０４と下部ポン
プ室１０６を有する。

それら室１０４ １０６はピストン要素１０８で分げら
れる。

各ピストン要素１０８は連結棒１１０で共通連結リンク
１１２へ連結されている。

４方弁部材１１４が各シリンダ１０２と関連する。

各４方弁部材１１４は数字１１６ １１８ １２０およ
び１２２で示す４個の流体門口を備える。

各４方弁部材１１４は一対の内部弁調節流路１２４１２
６も備える。

この弁調節流路１２４ １２６は弁開口１１６ １１８
１２０ １２２から選択したペアを相互連結する作用
をする。

本実施例において、弁流路１２４は弁開口１２２を弁開
口１１６または弁開口１２０のいずれかとを相互接続す
る配置になっている。

弁流路１２６は弁開口１１８を弁開口１２０または弁開
口１１６のいずれかとを相互接続する配置にある。

弁開口１２０は導管１２８によって上部ポンプ室１０４
へ接続し、弁開口１１６は導管１３０により下部ポンプ
室１０６へ接続する。

各弁開口１１８は流体導管１３１により流体リザーバへ
接続される。

これら流体リザーバ（図示せず）は多重成分コーティン
グの各種成分を内蔵する。

例えば、導管１３１ａおよび１３１ｂはそれぞれ異なる
色特性の流体成分のりザーバへ接続し導管１３１Ｃは架
橋剤成分のりザーバへ接続する。

各４方弁間口１２２は流量調節器１３２へ接続する。

各流動調節器１３２はさらに４方弁部材１３４へ通じて
いる。

これら４方弁部材１３４の各々は流体門口１３６，１３
８，１４０，１４２および一対の内部弁調節流路１４４
１４６を有する。

各４方弁部材１３４は流体門口１３８を介して関連の調
節器１３２へそして流体門口１３６を介して関連の調節
器１３２へ接続する配置になっている。

各弁開口１４０は流体帰還ライン１５０へ接続し各弁開
口１４２はベントへ接続している。

帰還ライン１５０は未使用成分をそれぞれのりザーバへ
戻す便利な配置になっている。

噴霧装置供給ライン１４８ａおよび１４８ｂは流体入口
継手３８へ取り付けられるようになっている迅速連結継
手１５２で終る。

第４図に示す実施例において、噴霧装置供給導管１４８
ａは関連の流体帰還ライン１５０ａに接合の迅速断続継
手１５２ａを有し、噴霧装置供給導管１４８ｂは噴霧装
置１０の入口継手へ流体流を提供するように連結される
。

噴霧装置供給導管１４８ｃは流体導管４０（第１および
第２図に示す）と接続し、ここでは供給導管１４８ｃの
供給する成分が本実施例における両方の噴霧コーティン
グに共通するので固定連結として示しである。

流体導管６８（幽霊線で示す）は３個の流体門口１５６
．１５８ 。

１６０と単一弁流路１６２を有する３方弁部材１５４に
接続している。

弁流路１６２は弁開口１５８を門口１５６または１６０
のいずれかと連結する配置にある。

各流体リザーバからの流体は関連の４方弁部材１１４ａ
１１４ｂ １１４ｃを介して関連のシリンダ部材
１０２ａ １０２ｂ １０２ｃの上部室１０４へ加
圧供給される。

各ピストン１０８の一面へ加わるこの圧力は各ピストン
１０８を下方へ変位させて下部室１０６に蓄積するすべ
ての流体を追出す作用をする。

追出された流体はそれぞれの４方弁部材１３４ａ １
３４ｂ １３４ｃを流れる。

本実施例では、噴霧装置１０がシリンダ部材１０２ｂと
関係するリザーバから出る包体を付加することが望まし
い、従って４方弁部材１３４ａおよびその関連供給ホー
ス１４８ａを通る流体は帰還ラインと直結する。

これら帰還ラインは流体を適当な流体リザーバへ再循環
さす。

しかし、噴霧装置供給ライン１４８ｂの末端である迅速
連結継手１５２ｂは噴霧装置１０へ接続されるので、４
方弁部材１３４ｂを介して循還される流体は最終的に噴
霧装置１０によって噴霧される。

その上、４方弁部材１３４ｃを介して循還される流体も
噴霧装置１００入口導管４０を介して供給されて本発明
の装置によって噴霧装置導管１４８ｂから供給される色
提供流体と混合される。

ピストン部材１０８が下方ストロークの最下端へ達する
と、切換機構（図示せず）が作動して４方弁部材１１４
がその交番位置へ迅速に切換わる、それによって流体は
加圧下でポンプ室１０６へ付加され、そして室１０４に
捕集された流体は他の弁チャンネルから４方弁部材１１
４そして調節器機構１３２を通って、それぞれの噴霧装
置導管１４８を介して架橋成分および色成分の連続流を
保証する。

噴霧装置１０により付加される色を変える必要がある時
は、４方弁部材１３４をその交番位置に切換えるので調
節器機構１３２を循還する流体は帰還ライン１５０を通
って流体リザーバへ再循還される。

この切換えにより各噴霧装置導管１４８の入口は４方弁
部材１３４のベント門口１４２へ通じることになる結果
噴霧装置供給導管１４８の圧力が下がる。

弁部材１３４と継手１５３間の導管、または導管１４８
ｃの場合には噴霧ガン１０内の流体は減圧により追い出
された少量部を除き導管内に残ったままである。

同時に、３方弁部材１５４が作動するので弁流路１６２
が流体導管６８と弁１５４の門口１６０とを接続する。

図示のごとく、３方弁１５４の門口１６０は導管１６４
を介して溶媒源へ接続している。

溶媒導管６８はマニホルド２４へ固定連結して示されて
いるが、交番配置が供給導管６８に迅速遮断継手を提供
し、必要な時にその導管を入口継手３８へ連結させるこ
とがわかる。

第２図で、溶媒は導管６８を通ってマニホルド部材２４
の流路５６へ入るので、流路５６内および流体室４８５
０および静ミキサー機構２６内のすべての残留材料を除
去し噴霧装置１０から排出させて装置１０を完全浄化す
ることがわかる。

溶媒材料が噴霧装置１０を浄化する導管６８を流れてい
る間、迅速遮断継手１５２ｂが入口継手３８から外れて
その帰還ライン継手へ連結される。

次に迅速遮断継手１５２ａはその帰還ライン継手から外
れて噴霧装置１０の流入口３８へ付加されて、架橋成分
と混合する色゛ａ ”を含む成分を供給して塗装をする
ことになる。

３方弁部材１５４が作動し溶媒導管１６４と弁開口１５
８との連結を終らせ弁開口１５８とベント門口１５６と
を連結させて、供給ライン６８を減圧しこれと関係する
逆止め弁部材を閉じる。

４方弁部材１３４の作動により流体は供給導管１４８へ
戻されるそして被覆する物体へ色”ａ”′を付加する噴
霧作業が継続される。

本発明は前述の目的を容易に果たしうろことがわかる。

コーティング材料および噴霧装置１０内に残留している
前噴霧、混合コーティング材料の総量は、マニホルド室
４８および静ミキサー機構内および装置１０の噴霧流路
機構の短尺部分（噴霧材料入口継手２２から下流側の部
分）内の材料のみである。

この流体はその噴霧装置１０のトリガー機構１８が作動
した時は何時でも噴霧材料として定速移動している。

混合、従って架橋材料のこの量は数立方センチメートル
の前噴霧、混合材料に過ぎず、かつ噴霧装置への滞留時
間が極めて短いので塗装前に材料に生じる架橋は無視で
きる。

さらに、完全浄化操作をするためマニホルド内の流路５
６、静ミキサー２６および噴霧装置１０を通るのに必要
な溶媒材料の量は、噴霧装置、および流路５６、静ミキ
サー２６内に滞留する数立方センチメートルの前噴霧、
混合材料と噴霧装置１０の壁に付着した材料とを溶解除
去するのに必要な溶媒材料の量のみである。

その上、本発明の混合装置提供のために通常の噴霧装置
１０へ追加すべき材料の量は、必要な流体入口継手（２
〜３個）、静ミキサーおよびその関連継手の取付げに伴
う材料のみである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマニホルドおよび静ミキサーを備
えた空気霧化スプレー・ガンの立面図、第２図は第１図
の切断線２−２に沿ったマニホルドの断面図、第３図は
第２図の切断線３−３に沿った本発明による混合マニホ
ルドの断面図、第４図はペイント噴霧操作に応用した本
発明の操作を示す流体排出システムの略図である。 ′１０・・・・・・空気霧化スプレー・ガン、１２・
・・・・・本発明の混合装置、１４・・・・・・ノ・ン
ド・グリップ、１６・・・・・・ノズル、１８・・・・
・・作動機構、２０・・・・・・調節機構、２２・・・
・・・噴霧流体入口、２４・・・・・・マニホルド部材
、２６・・・・・・静ミキサー機構、２８・・・・・・
空気入口継手、３０・・・・・・排出口、３２，３４・
・・・・・入口継手、３６・・・・・・継手、３８・・
・・・・流体導管継手、４０・・・・・・流体導管、４
２・・・・・・流体入口継手、４４４６ ５４ ５６・
・・・・・流路、４８・・・・・・第１室、５０・・・
・・・第２室、５２・・・・・・第３室、６２・・・・
・・ばね座金、７０・・・・・・逆止め弁機構、７２・
・・・・・流路、７４・・・・・・０−リング、７８・
・・・・・０−リング保持キャップ、８０・・・・・・
流入門口、１００・・・・・・流体排出システム、１０
２・・・・・・シリンダ部材、１０４・・・・・・上部
ポンプ室、１０６・・・・・・下部ポンプ室、１０８・
・・・・・ピストン、１１２・・・・・・連結リンク、
１１４・・・・・・４方弁部材、１１６，１１８，１２
０，１２２・・・・・・流体門口、１２４．１２６・・
・・・・内部弁調節流路、１３０ １３１・・・・・・
導管、１３２・・・・・・流量調節器、１３４・・・・
・・４方弁部材、１３６，１３８゜１４０．１４２・・
・・・・流体門口、１４４，１４６・・・・・・内部弁
調節流路、１５０・・・・・・流体帰還ライン、１５２
・・・・・・迅速連結継手、１５４・・・・・・３方弁
部材、１５６．１５８，１６０・・・・・・流体門口、
１６２・・・・・・弁流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 噴霧ノズル、該ノズルと連通し且つ加圧ガス源と接
   続される空気流路および該空気流路と連通ずる噴霧流体
   流路を有する形式のスプレー・ガンに取付は自在で多重
   成分噴霧流体の諸成分を混合する装置にして、 貫通流路を有し且つ該流路を前記空気流路と気密に接続
   すべく前記空気流路の入口に装着される取付機構を有す
   るマニホルドと、 該マニホルドを貫通し少なくとも３個の流体門口を有す
   る流路とを有し、 前記流体門口のうちの少（とも２個は噴霧流体の諸成分
   の各容器と連通ずるようになっており、更に、噴霧流体
   流路分を充分に混合すべく前記流体門口の１つとスプレ
   ー・ガンの噴霧流体流路門口とを相互接続する静ミキサ
   ーを有する流体混合装置。