JPS5930468B2 - 粉粒体の帯電方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液滴または粉末等の粒状固体の静電的付着技術
に関する。

本発明は穀物に噴霧して植物の成長を図る、また粉末や
液体を製品に静電塗装する技術に応用することができる
。本発明によれば、粒状物質の電荷と同じ極性の高電圧
で帯電させたコンデンサ表面に隣接して帯電した粒状物
質を搬送する気流を接地された表面の近傍に指向させ、
粒子群がコンデンサに電荷を移動する部位から離れた部
位で帯電する領域を有する閉回路のまわりに非導電性流
体媒質を移送せしめて第２の又は別の粒状物質に生じて
いた電荷を前記コンデンサに移させるようにした粒状物
質に静電付着を行わせる方法が提供される。

上記第２の又は別の粒状物質は摩擦電気により帯電され
るかコロナ放電のような別手段またはこれらを一緒にか
けることにより帯電される。

本発明における装置は、流動媒質の閉ループ回路を形成
するダクト、非導電性流動媒質中に第２の粒状物質を県
垂せしめてなる媒質を前記ダクト内を流動させる手段を
含み、前記ダクトの長さ方向に沿つて前記流動媒質の運
ぶ上記第２の粒状物質に電荷が摩擦電気により誘起され
るようにしてなり、さらに電荷の漏洩を防ぐためにダク
ト外に配置されかつ電気的に絶縁されたコンデンサ手段
および該コンデンサ手段に電気的に接続されダクト内に
あつて該ダクトから電気的に絶縁された放電手段を具備
し、前記コンデンサ手段に対して前記帯電した粒状物質
から電荷を移動させてその外表面に電荷を帯電せしめる
とともに、第１の粒状物質をコンデンサ手段の外表面に
誘導されたと同じ極性の電荷で帯電せしめ前記コンデン
サ表面に隣接した帯電粒子の流れを放出せしめるための
、前記ダクトから離れた手段、によつて構成される。摩
擦帯電は別な物体に摩擦接触することによつて物体に帯
電させることである。粒状物質の摩擦帯電はこの粒状物
質がダクトの長さ方向に移動中にダクトの壁と粒子との
間の摩擦接触が起きて発生するのが普通である。

一方、同様な摩擦帯電は物質が収容してある容器内でま
たはダクト中を物質が移送されている間に生ずることも
ある。摩擦帯電はまた粒状物質と流動発生手段例えば流
体コンプレツサを通る結果としてまたダクトの他の部分
を粒状物質が通過する結果起きる。本発明の一実施例に
よれば、ダクト壁面の一部は生成した電荷を消散させて
しまう導電性材料例えば内面がゴムで内張りしてあつて
軟かな内面を与えることにより摩擦電荷の生成量を増大
させるような樹脂含浸織物で作り、ダクトの他の一部を
放電手段を設けた非導電性材料で作る。

一般にダクト壁の前記非導電性部分はダクト全長にわた
りまたコンデンサ手段はこのダクトの長さ方向に隣り合
つて配置されている。また、ダクト内面はその全長にわ
たつてポリエチレンまたはポリメチルメタクリレートの
ような非導電性材料で構成できる。

この種の材料の柔軟性は流動媒質に乗つてダクトを通過
する粒状物質との接触面積を著しく増大し、従つて摩擦
電荷の生成量を増加することができる。一方ダクト表面
に帯電することは防止しなければならず、これは例えば
一連の接地した針をダクト壁面から突出させてダクトに
沿い適当なる間隔で設けるかアース線をダクト内に軸線
方向に延設することによつてなされる。コンデンサ手段
に電気的に接続された放電手段はダクト内に貫入したポ
イント針またはナイフ刃のようなコロナ放電電極であつ
てよい。

ダクト全長の内面は導電材料で作られダクトの他部分と
接地によつて絶縁されている。放電手段に接続されるコ
ンデンサは例えば球形でダクトの長手方向の一部を包囲
するように配設することができる。

場合によつてはダクト壁の非導電性部分からダクト内に
貫入する一以上の接地された針を放電手段の上流または
下流あるいはこれら双方に直接設けることによつてさら
に高い電位をコンデンサ面に誘起させることができる。
同様にして、バツフルのような手段を流動媒質の通路に
置いて流れの乱流を増大させ誘起される摩擦電荷のレベ
ルを高めることができる。ダクト内を搬送される粒状物
質は粉末とし流動媒質は空気であることが望ましい。

しかし、この粒状物質は液滴として供給してもよく、こ
れは流動するガス蒸気に液体を噴霧して液滴が帯電した
まま放電手段を通過するように維持してミストにする手
段と液体供給源を必要とする。静電的に付着される粒状
物質の別な供給源は必らずしも空気中に県垂した粒状物
質のガスでなくて粉末または液滴であつてもよい。

内面が適宜材料でできているダクトに沿つて水蒸気中に
噴射することによりコンデンサ表面に摩擦電気が誘起さ
れて生ずる電荷と同じ極性の帯電をするような物質とす
ると好都合である。この帯電化は摩擦電気でなくて他の
方法で遂行してもよい。例えば、コンデンサ表面の電荷
の一部を用いてもよいしあるいは別なエネルギー源から
コロナ放電で帯電させることもできる。上述のようにし
て帯電した粒状物質のガス県垂物の流れがコンデンサの
荷電表面に近く突き当ると、反撥を受けるとともにその
近傍の接地された物体表面に付着することになる。

添付図面に従つて本発明の実施例を詳鋭する。

アルミニウム管１０はポリメタクリルメタクリレートの
ような絶縁材利製の管１２と送風機１６の一方の流入口
１４との間を連結している。送風機１６は同じモータに
よつて駆動されるが各々概がいに空気通路が分離されて
いる２個の遠心フアンからなる。送風機１６の流出口１
８は流入口１４に対応するもので、管１２の他端へ第２
のアルミニウム管２０を接続して完全な閉じたダクトを
形成している。管１２は導電材料製の環状コンデンサ２
２にとり囲まれている。導電材料製の針２４は環状コン
デンサ２２を管１２の内側に電気的に結合している。送
風機１６の他部分の流入口２６は付着すべき粉末と空気
との混合物を送風機１６に送給するホツパ２８に連結さ
れている。

対応する出口３０は管３２につながりこの管３２の先の
ノズル３４は環状コンデンサ２２に隣接した領域に粉末
を指向する。シリコンカーバイド等の粉末は管１０，１
２，２０によつて形成された閉回路内にある。

使用時には、送風機１６はこの粉末を閉回路内で循環さ
せる、摩擦電気または接触／分離による帯電は粉末と管
１０および２０の壁面との接触摩擦によつて起きる。管
１０および２０上にはこれらの部材がアルミニウム製で
接地されているため電荷は生成しない。コロナ放電は針
２４の先端部で発生しこの針２４が環状コンデンサ２２
に電気的に接続されているため生成する電荷はフアラデ
ーケージ効果により環状コンデンサの外面に移動する。
こうして環状コンデンサ２２は高電圧に帯電する。一方
、ホツパ２８からの別な粉末供給源は摩擦電気を帯電さ
せる管３２に沿つて送風機１６によりブロワ一される。
管３２の構成材料は付着すべき粉末の電荷の極性が環状
コンデンサ２２面の極性と同じになるように選択される
。こうして、ノズル３４より放出される粉末粒子に加わ
る電圧はそれほど高くないが、環状コンデンサ２２面の
高電圧で強烈に反撥され近傍の例えば被塗物体３６のよ
うな適当に接地された物体面に付着される。すなわち、
管１０，１２，２０の形成する閉回路は環状コンデンサ
２２を高電圧に帯電させ環状コンデンサ２２と被塗物体
３６との間に電界を生成させるはたらきをなすと同時に
、付着すべき粉末は管３２内で帯電される。帯電化を行
うダクト内を流動する粒状物質は付着すべき粒子とは分
離されているので、ダクト内の物質はこのダクト構成材
料に関連して最適の帯電がなされるように選択できる。

さらに、上記の閉回路から物質や空気を除去する必要は
ないので、完全に封止して電荷の漏洩を減少させまた湿
気で摩擦電荷が弱まるのを防ぐことができる。本発明に
よる装置の閉回路部分の様々な変更が可能である。

一例を示せば、針２４の上流または下流およびそれらの
双方に管１２から突出させた多数の接地した針を設ける
ことができる。

このような針によつてコンデンサにより一層高い電位を
誘起させることができる。管１０，２０はアルミニウム
の代りに他の金属または材料で作り内面を軟かにして導
電性も十分に与え管面への電荷の蓄積を減らし、これに
よつて帯電を行わせる管部分面でのコロナ放電の発生を
防ぐようにする。

適当な材料としては内面を薄いゴム張りにした樹脂含浸
織布が挙げられる。上記の閉回路を形成する管全体は非
導電材料によつて作ることもできる。一方この場合は、
放電手段より離れた管の壁面から表面電荷を除去する手
段を設ける必要がある。このために、管１０と２０の全
長に同軸的なアース線を張設して壁面の表面電荷を取り
除いてやることがよい。また、接地した針を管の長手方
向に適宜保間して管１０，２０の壁面から突出させても
よいっ図示実施例により閉回路を形成する管の形状は多
様な変化が可能であることが理解されよう。

すなわち操作上の便宜から２本の管１０，２０は平行に
延設したがいにほぼ全長にわたつて近接しているが、管
１２は管１０，２０の隣接端を連結するＵ形曲管として
もよい。環状コンデンサ２２はこのＵ形曲管にぴつたり
合着するように構成するのである。管１０，２０はまた
その長軸方向にたがいに捻れて各管内の流れがそれぞれ
螺旋状の通路を流れるようにすると好都合である。

さらに、摩擦電気による帯電に加えて閉回路内の粒子を
他の適当なコロナ放電手段で帯電させることもできる。

本発明の実施例によれば、本発明装置は、流動媒質の閉
ループ通路を形成するダクト、非導電性流動媒質に県垂
された粒状物質をダクト内で流動させる手段、ダクト内
の上記流動媒質に担持された粒状物質に電荷を誘起させ
る手段ダクト外に設けられ電荷の漏洩を防ぐために電気
的に絶縁されたコンデンサ、このコンデンサ内にあつて
これに接続されダクトから電気的に絶縁され上記帯電し
た粒状物質から電荷を上記コンデンサに移動させてその
表面に荷電させるようにはたらく放電手段、および上記
コンデンサの外面に誘導された極性と同じ極性の電荷に
粒状物質を帯電させてガス流中に県垂した粒状物質の別
な供給源を形成するとともにコンデンサ表面に接近した
帯電粒状物質の流れに放出するように突出してなる、上
記ダクトから離れた手段によつて構成される。この実施
例において、針またはナイフ刃式の一またはそれ以上の
コロナ放電電極はダクトの帯電化領域に張り出している
。この種の電極はダクトの隣接壁から絶縁されておりま
た放電を行わせるだけの十分高電圧の電位差がコロナ放
電電極とダクト隣接壁との間に印加される。普通の鋭い
刃の電極を用いると電圧は約１ないし２０ＫＶで十分に
放電する。好適な実施例では、ダクトの軸線方向に延び
た導電線であつてよいコロナ放電電極は接地されており
、さらにかなり高電圧例えば５−２５ＫＶが全長が導電
性を帯びているダクト内面に印加される。

これによつて粒状物質を帯電させるコロナ電流部分がア
ースから引き出されダクト壁に流れる電流だけが電圧源
を通ればよいことになる。電気的ならびに機械的な観点
からアース線はダクトと同軸的に設けることが望ましい
。同様な装置が管３２内の粒状物質を帯電させたりこの
物質に摩擦電気を補給するのに用いることができる。

本発明は穀物の噴霧やごみ取り、種子ドレツシンタ―雑
草の減殺、鉱物ドレツシング、人工授粉プラスチツク類
への金属コーテイング、ゴムへのタルクコーテイング、
露出金属面へのボラツクス等の腐食防止剤の付着などに
応用することができる。

添付図面において管１０，１２，２０は内径８」閉ルー
プの長さ２ｍであつた。

また非導電性流動媒質としての空気流の流速は約３５−
５０ｍ／秒、空気流中の粉体の装荷量は５−２５ｔであ
り、さらにコンデンサ表面には２００Ｋまでの電位を蓄
電することができる。次に本発明の実施態様を列挙する
。

（１）帯電誘導手段はダクトに延在する少なくとも１個
の電極を含み、この電極は隣接するダクト壁面から絶縁
されており、さらに上記電極と上記隣接ダクト壁面の間
にコロナ放電を行わせる手段を含んでなる装置。

（２） ダクト壁の一部がその表面の一部に生成した電
荷を消散せしめ得る導電材料からなりダクト壁の他部分
が非導電材刺で作られるとともに該非導電部分に放電手
段を延設してなる装置。

（３）ダクトの全長の一部は非導電材利で作られコンデ
ンサが全長にわたつて隣接設置されてるようにした上言
α２）所載の装置。（４）ダクトは１本の非導電材料製
の管によつてたがいに連結された導電材利の２本の管を
含んでσなる上言α３）所載の装置。

（５）導電材料製の２本の管はたがいに平行に接近して
延設されまた非導電性材料製の管は導電材料の上記２本
の管の隣接端と接合されるＵ形曲管よりなり、コンデン
サは該Ｕ形曲管の２本のアームに合着する環状をなして
いる、上記（４）所載の装置。

（６）導電材料製の２本の管はたがいに螺旋状に捻れて
いる上記（４）または（５）所載の装置。

（７）上記放電手段の上流または下流あるいはこれら双
方にダクト壁の上記非導電部分を貫いて複数のアースさ
れた針を管に突設してなる上記（２）ないし（６）所載
の装置。（８）ダクト壁の上記前述した部分の内面は少
なくとも柔軟な表面をなす上記（２）ないし（７）所載
の装置。

（９）上記ダクト壁部分は内面がゴム張りした樹脂含浸
織布からなるダクトである上畝８）所載の装置。

ＡＯ）ダクト内面がほぼ全長にわたり軟い非導電材料で
作られ、放電手段から離れた部位にダクト壁より表面電
荷を除去する手段を備えてなる装置。

（自）上記電荷除去手段はダクト内に軸線方向に延びる
アース線および／またはダクト内に保間されて突出した
接地された複数のコロナ放電電極からなる上記（自）所
載の装置。

（自）放電手段はダクト内に延びるコロナ放電手段より
なる上記（１）ないし（自）所載の装置。

（自）放電装置は内面が他の部位から絶縁された導電材
料製のダクトの長手方向部分で構成された上記（１）な
いし（自）所載の装置。（自） コンデンサは環状をな
しダクトの一部をとり囲んでいる上言αリないし（自）
所載の装置。

Ａ５）ダクト内の媒質の流れの乱流を増大させる手段を
含む上言Ｉ２（１）ないし（自）所載の装置。（自）上
記乱流増加手段は流路に配置したバツフルよりなる上記
（至）所載の装置。（５）コンデンサ表面に隣接して投
出される粒状物質を帯電させる手段は電荷の一部をコン
デンサ表面から上記粒状物質に移動させる手段を含む上
記（リないし（至）所載の装置。

（自）上記コンデンサ表面に隣接して投出される粒状物
質に帯電させる手段はコロナ放電手段よりなる上言ｄｌ
）ないしＱｅ所載の装置。

Ｑ，粒状物質の別な供給源となる貯留槽を備えた上言α
１）なιルａ槌所載の装置。

【図面の簡単な説明】

添付の単一図面は本発明の実施例装置の部分破断正面図
である。 １０，１２，２０・・・・・・閉回路、ダクト、２２・
・・・・・コンデンサ、２４・・・・・・放電手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の粒状物質を気流中に県垂すると共に該第１の
   粒状物質を電気的に帯電せしめる手段を具備した粒状物
   質に静電気を帯電させるための装置において、流動媒質
   の閉ループ通路を画成するダクトと、非導電性流動媒質
   に県垂された第２の粒状物質よりなる媒体が上記ダクト
   内を流れるようにする手段と、上記ダクトの長手方向に
   沿つて上記流動媒質に搬送された上記第２の粒状物質を
   摩擦電気によつて帯電せしめる手段と、上記ダクトの外
   部にあつて電荷の漏洩を防止するため電気的に絶縁され
   たコンデンサと、該コンデンサに電気的に接続され上記
   ダクト内にあるが電気的に絶縁され、上記第２の粒状物
   質から電荷を上記コンデンサに移動させ、これによりコ
   ンデンサ外面に上記第１の粒状物質に誘起される極性と
   同一の極性の電荷を生成せしめるための放電手段と、上
   記コンデンサ表面に隣接して上記第１の帯電粒状物質の
   流れを投出させるための手段とによつて構成されたこと
   を特徴とする粒状物質に静電気を付着せしめる装置。